Wtrysk bezpośredni silnika wysokoprężnego

Przełomem w dziedzinie silników wysokoprężnych do samochodów osobowych było zastosowanie wtrysku bezpośredniego. Jak wiadomo, silniki o wtrysku do komory spalania umieszczonej w tłoku mają większą sprawność i dzięki temu są bardziej ekonomiczne niż silniki o wtrysku pośrednim. Wadą spalania nie w komorze wstępnej jest wyższy poziom hałasu i problem czystości spalin. Wady te udało się usunąć po wprowadzeniu wysokich ciśnień wtrysku, elektronicznych układów regulacji i wtrysku wstępnego. Po raz pierwszy wtrysk bezpośredni pojawił się w modelu Fiat Croma TDI w 1988 r., jednak wynalazek ten rozpropagował Volkswagen. Pierwszy silnik wysokoprężny VW TDI z wtryskiem bezpośrednim i w pełni elektronicznym sterowaniem został zaprezentowany publicznie na IAA we Frankfurcie w 1989 r. Silnik TDI zapowiadał wtedy prawdziwą rewolucję w budowie silników wysokoprężnych. Mogła ona dokonać się jednak tylko dzięki temu, że również inni producenci podjęli produkcję takich silników. Wszyscy oni przyczynili się do powstania całkiem nowego wizerunku silnika wysokoprężnego: kiedyś powolny, hałaśliwy i twardo pracujący – dziś jest żwawy, komfortowy i bardzo oszczędny.

Początkowo, bezpośredni wtrysk był realizowany przez pompę rozdzielaczową. Umożliwiło to uzyskanie z turbodiesli większej mocy (wciąż jednak przy tej samej pojemności silniki benzynowe były mocniejsze) i obniżenie spalania; pozostał jednak charakterystyczny dla diesli odgłos klekotania. Prawdziwy przełom dokonał się pod koniec lat 90., a to za sprawą nowych technik wtryskowych. W 1990 r. rozpoczął się etap przemysłowego wdrażania układu Unijet – pierwszej odmiany Common Rail, opracowanego przez Magneti Marelli, Centrum Badawcze Fiata i Elasis. Faza ta zakończyła się w 1994 r., kiedy w Fiat Auto podjęto decyzję o wyborze partnera mającego największe doświadczenie w dziedzinie układów wtryskowych do silników Diesla (nie rozwiązanym problemem były tolerancje wykonania wtryskiwaczy). Patent został sprzedany firmie Robert Bosch, w celu dokończenia prac rozwojowych i wdrożenia do produkcji przemysłowej. Przejmując prawa produkcji Bosch nadał nowemu rozwiązaniu, zaczerpniętą z języka angielskiego, nazwę Common Rail. Oznacza ona wspólną szynę, listwę (rail = szyna). Firmy stosujące to rozwiązanie nazywają je różnie, np. Peugeot posługuje się literami HDi (skrót od „High pres-sure Direct injection”), czyli wysokociśnieniowe sterowanie wtryskiem, a Mercedes – CDI (Com-mon-rail Direct-Injection).

W ten sposób, w dziewięć lat od premiery Fiata Croma TDI, w październiku 1997 r. trafił na rynek samochód Alfa 156 JTD, wyposażony w turbodiesel 1.9 JTD 8V Unijet o mocy 105 KM, zapewniający niemożliwe dotąd do osiągnięcia rezultaty. Prawdziwą rewolucją był zastosowany w nim układ zasilania typu Common Rail. Dzięki licznym zaletom system ten szybko zdobył uznanie większości producentów samochodów i wkrótce po swojej premierze trafił pod maski innych samochodów (m.in. modeli Mercedes-Benz, Peugeot, Renault, Opel, Ford). Dzisiaj z tego rozwiązania korzystają prawie wszyscy producenci samochodów, za wyjątkiem Volkswagena, który postanowił stworzyć w 1998 r. alternatywny system wtryskowy występujący pod nazwą PDS (niem. Pumpe-Duse-System) lub UIS (ang. Unit Injector System). System ten polega na tym, że dla każdego cylindra przewidziano oddzielną pompę wtryskową zespoloną z wtryskiwaczem.