Injecție directă

Injecția directă este o metodă de alimentare cu combustibil în care acesta este pulverizat direct în camera de ardere a motorului, deasupra pistonului, nu în traseul de admisie, în amonte de supape. La motoarele pe benzină, tehnica este denumită frecvent GDI, FSI, TSI sau similar; la motoarele diesel, unde este acum universală, ea reprezintă pur și simplu modul în care se introduce combustibilul. Motivația este precizia: plasând combustibilul exact unde și când este nevoie, motorul poate extrage mai mult lucru mecanic din fiecare picătură și poate atinge ținte mai stricte de eficiență și de emisii.

Contrastul este cu injecția în galerie, soluția mai veche în care injectoarele pulverizează combustibilul în galeria de admisie, unde se amestecă cu aerul ce intră înainte de a fi aspirat pe lângă supape. Injecția directă folosește în schimb o pompă de înaltă presiune, antrenată de arborele cu came, pentru a ridica presiunea combustibilului la zeci sau chiar sute de bari, cu mult peste cei câțiva bari ai unui sistem în galerie, iar un injector precis, cu solenoid sau piezo, montat în chiulasă, îl livrează ca un con fin pulverizat direct în cameră. Calculatorul motorului poate împărți acest proces în mai multe injecții pe ciclu și poate doza momentul cu o fracțiune de grad de rotație a arborelui cotit.

Acest control intim aduce mai multe avantaje. Pulverizarea combustibilului lichid în cilindru răcește încărcătura de aer pe măsură ce se evaporă, ceea ce suprimă detonația și permite un raport de comprimare mai ridicat, cheia unei eficiențe termice și a unei puteri mai mari. Alimentarea poate fi corelată îndeaproape cu sarcina, iar unele sisteme pe benzină pot chiar funcționa cu un amestec stratificat, foarte sărac, în sarcină redusă, concentrând un nor combustibil lângă bujie, în timp ce restul cilindrului conține aer în exces. Rezultatul constă de regulă în mai multă putere și cuplu dintr-o capacitate dată, împreună cu un consum mai mic, motiv pentru care injecția directă stă la baza motorului modern pe benzină, turbo și redimensionat.

Metoda nu este lipsită de dezavantaje. Fiindcă acum combustibilul nu mai spală spatele supapelor de admisie, depunerile de calamină și de ulei se pot acumula acolo în timp, necesitând uneori curățare cu jet de coji de nucă sau curățare chimică pentru a reface debitul de aer. Motoarele pe benzină cu injecție directă tind, de asemenea, să producă mai multe particule fine decât cele cu injecție în galerie, ceea ce a dus la montarea filtrelor de particule pe benzină pentru a respecta limitele de emisii. Componentele de înaltă presiune și toleranțele strânse ale injectoarelor adaugă cost și impun un combustibil curat.

Injecția directă este o expresie a injecției electronice de combustibil, împărtășind senzorii, calculatorul și strategia în buclă închisă a oricărui sistem EFI modern, iar multe motoare recente pe benzină le combină pe amândouă, folosind împreună injectoare în galerie și injectoare directe pentru a câștiga atuurile fiecăreia. În lumea diesel, ea se realizează prin sistemul common-rail, în care o rampă comună de înaltă presiune alimentează injectoare comandate electronic, pentru o ardere silențioasă, eficientă și cu emisii reduse.