suorasuihkutuksen

Suorasuihkutus (engl. direct injection) on polttoaineen ruiskutustapa, jossa polttoaine ruiskutetaan suoraan palotilaan sen sijaan, että se ruiskutettaisiin imuputkessa tai venttiilien syöttökanavassa. Tämä mahdollistaa tarkemman polttoaineen annostelun ja palamisprosessin hallinnan verrattuna perinteiseen porttiruiskutukseen.

Käyttö ja tyypit. Suorasuihkutusta käytetään sekä bensiinimoottoreissa että dieselmoottoreissa. Bensiiniä suoraan sylinteriin ruiskuttava järjestelmä tunnetaan bensiininsuihkutuksena (GDI, gasoline direct injection). Dieselin suorasuihkutus on yleinen ratkaisu ja kuuluu ns. diesel direct injection -järjestelmiin; useimmiten ne toimivat yhteydessä korkeapaineiseen ruiskutusjärjestelmään, kuten common rail -tekniikkaan. Ruiskutuksen paine ja ajoitus ovat täysin ohjattuja moottorinohjausjärjestelmän kautta.

Hyödyt. Suorasuihkutus mahdollistaa parempaa hyötysuhdetta ja suuremman tehon, kun polttoaine voidaan ruiskuttaa tarkasti optimaaliseen vaiheeseen palamisen kannalta. Se mahdollistaa myös kevyemmän palamisen ja potentiaalisen lean-burnin, mikä voi pienentää polttoaineenkulutusta ja CO2-päästöjä. Lisäksi se sallii suuremman puristussuhteen tietyissä bensiinimoottoreissa ja paremman virtauksen hallinnan.

Haitat ja haasteet. Kalliin ja monimutkaisen korkeapaineisen ruiskutuksen vuoksi suorasuihkutus on kustannuksiltaan ja suunnittelultaan vaativampi. Bensiinisesi suorasuihkutus voi johtaa nokip buildup -ongelmiin venttiileissä, kun polttoaineen sekoittuminen on erilaista kuin porttiruiskutuksessa. Dieselin järjestelmissä NOx- ja partikkelipäästöjen hallinta vaatii tehokasta jälkeenkäsittelyä (esim. EGR, SCR, DPF). Ruiskutuksen paine, ajastus ja polttoaineen lämpötilakin vaikuttavat järjestelmän kestävyyteen ja käyttömukavuuteen.

Historia ja nykytilanne. Suorasuihkutus kehittyi ja yleistyi viime vuosikymmeninä, ja nykypäivän henkilöautoissa sekä bensiinissä että dieselissä on yleinen ratkaisu. Kehityksen mukana ovat parantuneet ruiskuvalmistus, moottorinhallinta ja päästöjen vähentäminen, mikä on tehnyt suorasuihkutuksesta standardin monissa moderneissa moottorivaihtoehdoissa.