Izravno ubrizgavanje

Izravno ubrizgavanje način je dobave goriva pri kojem se gorivo raspršuje ravno u prostor izgaranja, iznad klipa, a ne u usisni trakt ispred ventila. U benzinskim se motorima ta tehnika često označava kraticama GDI, FSI, TSI ili sličnima; u dizelima, gdje je danas opće pravilo, to je naprosto uobičajen način uvođenja goriva. Pobuda je preciznost: postavljajući gorivo točno ondje i onda kad je potrebno, motor iz svake kapi može izvući više rada te zadovoljiti stroge ciljeve učinkovitosti i emisija.

Suprotnost je ubrizgavanje u usisni kanal, starija izvedba u kojoj brizgaljke ubrizgavaju gorivo u usisni kanal, gdje se ono miješa s ulaznim zrakom prije nego što ga ventili usišu. Izravno ubrizgavanje umjesto toga rabi visokotlačnu pumpu, pokretanu bregastom osovinom, koja tlak goriva podiže na desetke pa i stotine bara, daleko iznad svega nekoliko bara sustava s ubrizgavanjem u kanal, dok precizna elektromagnetska ili piezo brizgaljka ugrađena u glavu motora gorivo isporučuje kao fino raspršeni stožac ravno u prostor izgaranja. Upravljanje motorom to može razdijeliti na nekoliko ubrizgavanja po ciklusu i odmjeriti trenutak s točnošću djelića stupnja okretaja koljenastog vratila.

Ta prisna kontrola donosi nekoliko prednosti. Raspršivanje tekućega goriva u cilindar hladi ulazno punjenje dok isparava, što potiskuje detonantno izgaranje i omogućuje viši stupanj kompresije, što je ključ veće toplinske učinkovitosti i snage. Dobava goriva može se usko prilagoditi opterećenju, a neki benzinski sustavi pri malom opterećenju mogu raditi i s raslojenom, vrlo siromašnom smjesom, koncentrirajući zapaljivi oblak uz svjećicu dok ostatak cilindra drži višak zraka. Posljedica je obično više snage i okretnog momenta iz danog obujma uz manju potrošnju goriva, zbog čega izravno ubrizgavanje čini temelj suvremenoga smanjenoga prednabijenog benzinskog motora.

Pristup nije bez nedostataka. Budući da gorivo više ne ispire stražnju stranu usisnih ventila, ondje se s vremenom mogu nakupiti naslage ugljika i ulja, što ponekad zahtijeva čišćenje pijeskarenjem ljuskama oraha ili kemijskim sredstvima radi obnove protoka zraka. Benzinski motori s izravnim ubrizgavanjem također obično stvaraju više sitnih krutih čestica od onih s ubrizgavanjem u kanal, što je dovelo do ugradnje benzinskih filtara krutih čestica radi zadovoljavanja emisijskih granica. Visokotlačni dijelovi i uske tolerancije brizgaljki poskupljuju izvedbu i zahtijevaju čisto gorivo.

Izravno ubrizgavanje jedan je izraz elektroničkog ubrizgavanja goriva, jer dijeli osjetnike, upravljačku jedinicu i regulaciju sa zatvorenom petljom svakoga suvremenog EFI sustava, a mnogi noviji benzinski motori kombiniraju obje izvedbe, koristeći brizgaljke u kanalu i izravne brizgaljke zajedno kako bi dobili prednosti svake. U svijetu dizela ostvaruje se common-rail sustavom, gdje zajednička visokotlačna sabirnica napaja elektronički upravljane brizgaljke radi tihog, učinkovitog izgaranja s niskim emisijama.