Historia bezpośredniego wtrysku

Historia systemów bezpośredniego wtrysku paliwa

Od momentu powstania pierwszych silników spalinowych inżynierowie i wynalazcy próbowali udoskonalić konstrukcje i podnieść parametry silników jak moc, zuzycie paliwa. Na początku pojawiły się proste układy gaźnikowe, które z czasem stawały się coraz bardziej rozbudowane. Następnym przełomem było zastosowanie wtrysku pośredniego, najpierw mechanicznego później elektronicznego. Jak dotąd najbardziej zaawansowanym rodzajem zasilania silnika benzynowego jest wtrysk bezpośredni. Ale może trochę historii jak do tego doszło.

Pierwszym zastosowaniem bezpośredniego wtrysku benzyny był silnik Hesselmana wynaleziony przez szwedzkiego inżyniera Jonas Hesselman w 1925 roku. Silnik Hesselmana używał ubogiej mieszanki paliwa i wtryskiwał paliwo w końcu suwu sprężania, które następnie było one zapalane za pomocą świecy. Po rozgrzaniu silnik był przełączony na olej napędowy lub naftę. Silnik Hesselman miał niski stopień sprężania i był przystosowany do pracy na ciężkich olejach opałowych.

Bezpośredni wtrysk benzyny był używany także w samolotach podczas II wojny światowej. W niemieckim Junkersie Jumo 210 , Daimler-Benz DB 601 , oba 1937, oraz sowieckim Shvetsovie ASH-82 FN, 1943, a także w amerykańskim Wright R-3350 , 1944. Pierwszy samochodowy układ bezpośredniego wtrysku został opracowany przez firmę Bosch i został opracowany przez Goliata i Gutbrod w 1952 roku i zamontowany w 1955 Mercedes-Benz 300SL . Był to pierwszy samochód z seryjnym bezpośrednim wtryskiem paliwa. Wtryskiwacze paliwa Bosch umieszczono w otworach na ściance cylindra w miejscu świec zapłonowych, a świece zostały przeniesione do głowicy. Później ze względu na wysokie koszty zaczęto powszechnie stosować pośredni wtrysk paliwa.

W początkach 1970 roku przeprowadzono badania przy wsparciu American Motors Corporation (AMC) w celu opracowania bezpośredniego wtrysku paliwa (SCFI). Konwencjonalny silnik spalinowy AMC został zmodyfikowany i zastosowano przeprojektowaną głowicę . System był sterowany mechanicznie i wiązało się z tym mnóstwo problemów technicznych.

Pod koniec 1970 roku Ford Motor Company opracowało warstwowy system wtrysku bezpośredniego, silnik nazywał się "ProCo" i wykorzystywał unikalną pompę wysokociśnieniową i bezpośrednie wtryskiwacze. Co najmniej sto piętnaście samochodów Crown Victoria V8 zostało zbudowanych przez Forda w Atlanta w Hapeville. Projekt został zawieszony z powodów technicznych gdyż systemy sterowania elektronicznego były jeszcze bardzo prymitywne, a koszty pomp i wtryskiwaczy był bardzo wysoki. Pojawiły się także problemy z emisją tlenków azotu przekraczających normy Agencji Ochrony Środowiska (EPA). Zastosowany później trójdrożny katalizator okazał się także kosztownym rozwiązaniem.

W 1996 roku pojawił się pierwszy elektroniczny bezpośredni wtrysk benzyny. System stworzony przez firmę Mitsubishi Pierwszym zastosowaniem był silnik GDI w Mitsubishi Galant / Legnum 4G93 1,8 L, który następnie został sprowadzony do Europy w 1997 roku w Mitsubishi Carisma. W Europie na skutek wyśrubowanych norm pojawił się problem emisji spalin, a zużycie paliwa było większe niż się spodziewano. W 1997 roku pojawił się pierwszy sześciocylindrowy silnik GDI, 6G74 3,5 L V6 . Mitsubishi powszechnie zastosowało tę technologię i wyprodukowało już ponad milion silników GDI.

W 1997 roku pojawił się Nissan Leopard VQ30DD wyposażony w bezpośredni wtrysk.

W 1998 r. Toyota opracowała swój system wtrysku bezpośredniego D4 i pojawił się on w różnych pojazdach na japońskich rynku w silnikach SZ i NZ. Toyota później wprowadziła swój system D4 na rynki europejskie 1AZ-FSE silnika w 2001 w modelu Avensis . Na rynku USA w 2005 r. pojawił się Lexus GS 300 z silnikiem 3GR-FSE. W silniku 2GR-FSE V6 Toyota wykorzystuje bardziej zaawansowany system bezpośredniego wtrysku, który łączy zarówno bezpośredni i pośredni wtrysk za pomocą dwóch wtryskiwaczy na cylinder, tradycyjnym pośrednim wtryskiwaczem paliwa (niskie ciśnienie) i bezpośrednim wtryskiem paliwa (wysokie ciśnienia) w znanym systemie D4.

W 1999 r. Renault wprowadziło 2,0 IDE (wtrysk bezpośredni Essence), w modelu Megane . Zamiast ubogiej mieszanki Renault wykorzystywało wysokie proporcje recyrkulacji spalin w celu poprawy efektywności przy niskich obciążeniach silnika, a bezpośredni wtrysk pozwalał skoncentrować mieszankę paliwową wokół iskry. Technologia GDI została sprzedana przez Mitsubishi firmom PSA Peugeot Citroën , Hyundai oraz Volvo.