Elektroniczny wtrysk paliwa (EFI)

Elektroniczny wtrysk paliwa, oznaczany niemal zawsze skrótem EFI, to układ, w którym dostarczaniem paliwa do nowoczesnego silnika steruje elektronika, a nie mechaniczne dozowanie. Sieć czujników przekazuje informacje o warunkach pracy silnika do elektronicznej jednostki sterującej, która oblicza, ile dokładnie paliwa potrzebuje każdy cylinder, i poleca elektrycznie sterowanym wtryskiwaczom jego podanie. Efektem jest spalanie znacznie precyzyjniejsze, czystsze i łatwiej dostosowujące się do zmiennych warunków niż to, co mógł zapewnić zastąpiony przez nie podzespół.

Tym poprzednikiem był gaźnik, czysto mechaniczne urządzenie wykorzystujące podciśnienie zasysanego powietrza do pobierania paliwa przez kalibrowane dysze. Mimo całej swojej pomysłowości gaźnik mógł jedynie przybliżać właściwy skład mieszanki i z trudem dostosowywał się do zmieniającej się temperatury, wysokości nad poziomem morza i obciążenia, przez co coraz trudniej było go pogodzić z zaostrzającymi się wymaganiami dotyczącymi emisji i zużycia paliwa. Od końca lat 80. EFI stopniowo go wypierał, a w latach 90. gaźniki praktycznie zniknęły z nowych samochodów.

Podczas pracy jednostka sterująca odczytuje takie wielkości jak masa lub objętość powietrza wpływającego do silnika, położenie przepustnicy, prędkość obrotowa i kąt obrotu wału korbowego, temperatura cieczy chłodzącej oraz zawartość tlenu w spalinach mierzona przez sondę lambda. Na tej podstawie wyznacza czas otwarcia wtryskiwacza, nazywany szerokością impulsu, który zapewni podanie właściwej ilości paliwa, a osobne obliczenie ustala kąt wyprzedzenia zapłonu. Kluczowe znaczenie ma sonda tlenowa, która zamyka pętlę regulacji: układ nieustannie koryguje dawkę paliwa, utrzymując mieszankę blisko chemicznie idealnego składu stechiometrycznego, co pozwala katalizatorowi pracować skutecznie i ogranicza emisję. Może też wzbogacać mieszankę przy zimnym rozruchu i pełnej mocy oraz odcinać paliwo podczas hamowania silnikiem, by je oszczędzić.

EFI to pojęcie zbiorcze obejmujące kilka rozwiązań konstrukcyjnych. Wczesny wtrysk jednopunktowy wykorzystywał pojedynczy wtryskiwacz zasilający wszystkie cylindry, działając niczym elektroniczny gaźnik. Wtrysk wielopunktowy, czyli wtrysk do kanałów dolotowych, przydzielał każdemu cylindrowi własny wtryskiwacz rozpylający paliwo na zawór dolotowy, co poprawiało rozdział mieszanki i reakcję silnika. Współczesny wtrysk bezpośredni idzie o krok dalej, umieszczając wtryskiwacz pod bardzo wysokim ciśnieniem wewnątrz komory spalania; niezależnie od rozwiązania sama elektronika sterująca i strategia pracy czujników pozostają zasadniczo takie same.

Przewaga nad dozowaniem mechanicznym jest wyraźna: łatwiejszy rozruch w każdą pogodę, płynniejsza praca, niższe zużycie paliwa, większa moc, mniejsza emisja oraz zdolność do samoczynnej korekcji, a nawet samodzielnej diagnostyki za pośrednictwem pokładowego systemu OBD. Ceną jest złożoność i zależność od sprawnych czujników oraz instalacji elektrycznej, dlatego usterki mają zwykle charakter elektroniczny i odczytuje się je za pomocą sprzętu diagnostycznego, a nie reguluje śrubokrętem. EFI stanowi dziś podstawę praktycznie każdego benzynowego silnika spalinowego i ramy, w których działają wszystkie pozostałe usprawnienia układu zasilania.