Rodzaj układu wtryskowego decyduje o parametrach silnika i kosztach eksploatacji. Ma również wpływ na dynamikę, spalanie, toksyczność spalin i koszty serwisowania auta.
Historia zastosowania wtrysku benzyny w samochodach spalinowych sięga czasów sprzed Pierwszej Wojny Światowej. Pierwszy wtrysk paliwa zastosowany został w silniku lotniczym V8 z 1903 roku. Seryjnie wtrysk zastosowali w swoich samolotach Niemcy w 1930 roku. Jeśli chodzi o samochody pionierem wtrysku był samochód Gutbrod z 1951 roku napędzany silnikiem dwusuwowym. Dopiero 3 lata później w roku 1954 zadebiutował zasilany wtryskowo Mercedes 300SL, powszechnie uznawany za pierwowzór w tej dziedzinie. W wersji sportowej był pierwszym autem z bezpośrednim wtryskiem benzyny.
Wtrysk
Jest to nowoczesna technologia zaopatrywania komór spalania silnika ( lub kanałów dolotowych) w paliwo, poprzez precyzyjne układy wtryskowe ( zbudowane z wtryskiwaczy, które wtryskują paliwo pod odpowiednim ciśnieniem). Wtrysk paliwa to nie tylko efektywniejsze spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej i przez to uzyskanie większych mocy silnika ale także ograniczenie zużycia paliwa i emisji szkodliwych związków w spalinach. System wtrysku paliwa przez wtryskiwacze umożliwia dostanie się paliwa bezpośrednio do cylindra (wtrysk bezpośredni), do kanałów ssących poszczególnych cylindrów ( wtrysk pośredni wielopunktowy) lub do kolektora ssącego ( wtrysk pośredni jednopunktowy).
Wtrysk bezpośredni
Wtrysk bezpośredni charakteryzuje się tym, że wtryskiwacz osadzony jest w cylindrze i wtryskuje paliwo bezpośrednio do komory spalania. Jest to rozwiązanie korzystne, ponieważ umożliwia bardzo szybką wymianę ładunku paliwowo-powietrznego nad tłokiem. Ponadto stosunkowo zimne paliwo chłodzi denko tłoka i ścianki cylindra. Podnosi się więc stopień sprężania i uzyskać można większą sprawność silnika bez obawy o niekorzystne spalanie stukowe.
Silniki z bezpośrednim wtryskiem paliwa bardzo dobrze radzą sobie ze spalaniem ubogich mieszanek paliwowo powietrznych. Nie obciążają za bardzo silnika i osiągają wyjątkowo niskie spalanie. Rodzi to jednak problemy z tworzeniem się nadmiaru tlenków azotu w spalinach. Do ich eliminowania montować trzeba odpowiednie systemy oczyszczające. Konstruktorzy walczą z tym problemem na dwa sposoby. Wprowadzają doładowanie i zmniejszają pojemność skokową albo montują skomplikowany system dwufazowych wtryskiwaczy. Przy bezpośrednim wtrysku paliwa pojawia się także problem z osadzaniem się nagaru w kanałach dolotowych przy cylindrach oraz trzonkach zaworów ssących. Powoduje to spadek dynamiki silnika oraz wzrost zużycia paliwa.
Wtrysk pośredni jednopunktowy
Wtrysk pośredni jednopunktowy to wtrysk w którym silnik zasilany jest przez jeden element. Znajduje się on na wlocie kolektora ssącego. Paliwo przepływa pod ciśnieniem około 1 bara. Rozpylone paliwo miesza się z powietrzem jeszcze przed tym jak wlecą do kanałów prowadzących do poszczególnych cylindrów. Mieszanka paliwa z powietrzem wpływa do kanałów bez precyzyjnego dawkowania. Z tego powodu zasilanie cylindrów nie jest tak samo ale ma to też swoje zalety. Droga paliwa od wtryskiwacza do komory spalania jest długa. Gdy silnik jest nagrzany paliwo jest w stanie dobrze odparować. Niestety gdy silnik jest nierozgrzany paliwo skrapla się zaściankach kolektora i trafia do komory spalania częściowo w formie kropel. W takiej postaci nie ulegnie całkowitemu spaleniu, co będzie skutkowało niską efektywnością silnika w fazie nagrzewania. Efektem tego procesu będzie zwiększenie zużycia paliwa i wysoka toksyczność spalin. Wtrysk jednopunktowy jest prosty i tani. Nie jest skomplikowany i nie wymaga wielu podzespołów. Jednak taki wtrysk nie jest już stosowany w nowoczesnych samochodach.
Wtrysk wielopunktowy
Jest rozwinięciem wtrysku jednopunktowego. Paliwo wpływa za przepustnicą bezpośrednio przed zaworem ssącym. Wtryski znajdują się bliżej cylindrów ale droga mieszanki nadal jest wystarczająca aby paliwo mogło odparować przy nagrzanym silniku. Dzięki temu, że droga między wtryskiwaczem a cylindrem jest krótsza zauważamy mniejsza tendencję do skraplania się paliwa zaściankach kanału dolotowego. W układzie tym paliwo podawane jest pod ciśnieniem od 2 do 4 barów. Oddzielny wtryskiwacz dla każdego cylindra to zupełnie nowa możliwość jeśli chodzi o dynamikę silnika, zmniejszenie zużycia paliwa i obniżenie toksyczności spalin. System wielopunktowy jest na pewno bardziej skomplikowany, droższy w produkcji i kosztowniejszy jeśli chodzi o serwis. Pozwala jednak znacząco podnieść komfort jazdy i zmniejsza zużycie paliwa.
Wtrysk dwu systemowy
Połączenie dwóch rodzajów wtrysku pośredniego i bezpośredniego daje możliwość wykorzystania zalet obu systemów. Wtrysk bezpośredni załącza się gdy silnik jest zimny. Mieszanka trafia od razu na tłok, nie ma możliwości skroplenia się. Gdy silnik jest już ciepły i pracuje na niewielkich obrotach ( równomierna jazda ) załącza się wtrysk wielopunktowy pośredni. Paliwo lepiej odparowuje. Wtryskiwacze bezpośrednie ( droższe) nie zużywają się bo nie wykonują pracy. Gdy naciśniemy gazu ( mocne przyśpieszenie) znów załącza się wtrysk bezpośredni zapewniający szybsze napełnienie cylindrów.
