Přímé vstřikování

Přímé vstřikování je způsob dopravy paliva, při němž je palivo vstřikováno přímo do spalovacího prostoru motoru, nad píst, místo aby bylo dávkováno do sacího kanálu před ventily. U zážehových motorů se tato technika často označuje GDI, FSI, TSI nebo podobně; u vznětových motorů, kde je dnes naprostou samozřejmostí, je to prostě způsob, jakým se palivo dostává do válce. Motivací je přesnost: díky tomu, že palivo dorazí přesně tam a v ten okamžik, kdy je potřeba, dokáže motor z každé kapky získat více práce a splnit přísnější požadavky na účinnost a emise.

Protipólem je nepřímé vstřikování do sacího kanálu, starší řešení, kdy vstřikovače dávkují palivo do sacího potrubí, kde se mísí s nasávaným vzduchem a teprve poté je nasáto kolem ventilů. Přímé vstřikování naproti tomu využívá vysokotlaké čerpadlo poháněné vačkovou hřídelí, které zvedne tlak paliva na mnoho desítek až stovek barů, mnohem výše než pouhých několik barů u nepřímého systému, a přesný solenoidový nebo piezoelektrický vstřikovač uložený v hlavě válců jej dodá v podobě jemně rozprášeného kuželu přímo do válce. Řízení motoru umí celou dávku rozdělit do několika vstřikovacích událostí v rámci jednoho cyklu a načasovat ji na zlomek stupně otočení klikového hřídele.

Toto úzké řízení přináší několik výhod. Vstříknutí kapalného paliva do válce ochlazuje nasávanou náplň při svém odpařování, čímž potlačuje detonační spalování (klepání) a umožňuje vyšší kompresní poměr, klíč k vyšší tepelné účinnosti a výkonu. Dávkování paliva lze přesně sladit se zatížením a některé zážehové systémy umožňují za nízkého zatížení dokonce běh na velmi chudou vrstvenou směs, kdy se v okolí svíčky koncentruje hořlavý oblak a zbytek válce drží přebytek vzduchu. Výsledkem je obvykle vyšší výkon a točivý moment z daného objemu spolu s nižší spotřebou paliva, a právě proto stojí přímé vstřikování za moderním downsizingem přeplňovaných zážehových motorů.

Tento přístup však není bez nevýhod. Protože palivo již neoplachuje zadní stranu sacích ventilů, mohou se na nich v průběhu času hromadit usazeniny uhlíku a oleje, někdy je nutné je obnovit otryskáním skořápkami vlašských ořechů nebo chemickým čištěním. Zážehové motory s přímým vstřikováním také obvykle produkují více jemných pevných částic než motory se vstřikováním do sacího potrubí, což vedlo k osazování benzinových filtrů pevných částic pro splnění emisních limitů. Vysokotlaké komponenty a přesné tolerance vstřikovačů zvyšují cenu a vyžadují čisté palivo.

Přímé vstřikování je jednou z podob elektronického vstřikování paliva, sdílí senzory, řídicí jednotku i zpětnovazební strategii moderního EFI systému, a mnoho nedávných zážehových motorů obě řešení kombinuje a využívá vstřikovače do sání i přímé vstřikování zároveň, aby získalo přednosti obou. Ve světě vznětových motorů se realizuje systémem common-rail, kde sdílený vysokotlaký zásobník napájí elektronicky řízené vstřikovače pro tichý, účinný a nízkoemisní chod.