V polovině 80. let začala dlouhá vláda karburátorů slábnout se vznikem nového způsobu plnění paliva. Elektronický systém vstřikování paliva (Electronic fuel injection – EFI), mnohem účinnější a hospodárnější než jeho předchůdce, se začal široce používat ve výrobě vozidel a převládá dodnes.

Jednalo se o integrovaný elektronický systém, který přesně měřil, přizpůsoboval a řídil všechny stupně vstřikování paliva do motoru. Celý proces byl optimalizován pomocí elektronické řídicí jednotky (ECU), která přijímala data z různých senzorů a prováděla složité matematické výpočty, aby mimo jiné udržela nejlepší možnou směs vzduchu a paliva nezávisle na vnějších faktorech.

Důvodem rychlé popularizace elektronického vstřikování bylo mnoho důvodů:

Kromě toho byl hlavním konkurentem elektronického systému starý karburátor, který značně usnadnil přijetí elektronického vstřikování ve velkém měřítku.

Než se ponoříme do složitého a fascinujícího elektronického vstřikovacího systému, musíme pochopit, jak funguje karburátorový systém a elektronické vstřikování a také jejich hlavní rozdíly.

Karburátory zajišťují řízení paliva pomocí dynamických prostředků, kde tlakový rozdíl řídí průtok paliva spolu s rotací regulačních ventilů průtoku vzduchu. Vztah mezi průtokem vzduchu a průtokem paliva je v podstatě seřizován mechanicky.

V průběhu let byly použity různé metody ve snaze poskytnout formu kompenzace pro různé provozní podmínky v karburátorových systémech. Žádná z těchto metod nebyla tak účinná jako elektronické vstřikování.

V systému elektronického vstřikování odpadá karburátor. Regulace průtoku vzduchu se nadále provádí pomocí klapky nebo ventilu, ale množství spotřebovaného paliva je elektronicky řízeno systémem. Podíl paliva a vzduchu dodávaného do motoru lze regulovat nezávisle.

EFI zajišťuje dodávku požadované směsi paliva a vzduchu na základě informací poskytovaných několika senzory, včetně senzoru teploty vzduchu, teploty motoru, senzoru tlaku v potrubí, kyslíkového senzoru, senzoru otáček motoru a polohy škrticí klapky.

Elektronická řídicí jednotka (ECU) provádí výpočty, které jsou nezbytné pro optimalizaci jak dodávky paliva, tak zapalovacího systému. EFI umožňuje plynulé nastavení poměru vzduch/palivo podle provozních podmínek (nadmořská výška a teplota) a požadavků motoru (otevření škrticí klapky, studený start, teplý start atd.).

Motory vybavené elektronickým vstřikováním obecně nabízejí větší výkon a točivý moment než jejich verze s karburátorem. U karburátorů je obtížné optimalizovat výkon/točivý moment v různých rozsazích otáček, zatímco systémy EFI jsou schopny se přizpůsobit během všech provozních cyklů.

Kromě toho může elektronické vstřikování současně kompenzovat další faktory pro udržení optimálního výkonu. Motory se vstřikováním obvykle produkují o 5% až 10% více energie než jejich verze s karburátorem.

Pokud je srdcem automobilu jeho motor, můžeme říci, že jeho mozkem je řídicí jednotka motoru (ECU – Engine Control Unit). UCE optimalizuje výkon motoru rozhodováním na základě dat shromážděných prostřednictvím senzorů, které tvoří elektronický systém vstřikování. Tato centrální jednotka je zodpovědná za provádění čtyř funkcí, které jsou zásadní pro provoz vozidla:

Než se pustíme do podrobností o tom, jak ECU plní své úkoly, pojďme sledovat cestu, kterou urazí kapka benzínu, která je vložena do vašeho auta. V nádrži je palivo nasáváno elektrickým čerpadlem. Toto zařízení posílá benzín pevným palivovým potrubím do rozdělovací trubky.

Regulátor podtlakového tlaku na konci rozdělovače zajišťuje, že tlak paliva v trubce zůstává konstantní ve vztahu ke vstupnímu tlaku a přebytek posílá zpět do nádrže. K rozdělovači jsou okamžitě připojeny vstřikovací ventily, které zůstávají zavřené, dokud se ECU nerozhodne poslat palivo do válců.

Normálně mají vstřikovací ventily dvě připojení. Jeden je připojen k baterii přes aktivační relé a druhý je připojen k řídicí jednotce. ECU, když se rozhodne poslat palivo do spalovací komory, vyšle elektrický impuls do vstřikovače, který uzavře obvod a zajistí průchod elektrického proudu do solenoidu.

Magnet v horní části plunžru je přitahován magnetickým polem generovaným proudem v elektromagnetu, což způsobuje otevření ventilu. Jakmile je v trubce rozdělovače vysoký tlak, otevření ventilu posílá palivo vysokou rychlostí přes trysku vstřikovače. Doba, po kterou bude ventil otevřen a následně množství paliva poslaného do válce, závisí na šířce impulsu vyslaného ECU.

Když sešlápnete plynový pedál, snímač polohy plynu vyšle signál do ECU. Snímač tlaku v sacím potrubí určuje, kolik vzduchu vstupuje do sacího potrubí, a také předává tyto informace řídicí jednotce. ECU používá tyto informace k rozhodnutí, kolik paliva by mělo být vstřikováno do válců, aby byla zachována stechiometrická směs.

Počítač neustále kontroluje polohu škrticí klapky, aby změřil množství vzduchu vpuštěného do systému, aby upravil elektrický impuls vysílaný do vstřikovacích ventilů a zajistil, že je vloženo odpovídající množství paliva.

Kromě toho ECU pomocí lambda sondy zjišťuje, kolik tohoto plynu je přítomno ve výfuku. Obsah kyslíku ve výfukových plynech ukazuje, jak dobře je směs spalována. Mezi snímači polohy škrticí klapky, tlaku v potrubí a měřičem kyslíku počítač ladí impuls, který přenáší do vstřikovacích ventilů.

Pro bezchybnou funkci musí být elektrický proud určený pro zapalovací svíčky dodáván ve velmi přesných bodech provozního cyklu motoru. Jiskra produkovaná zapalovací svíčkou je optimalizována ve vztahu k poloze pístu. To umožňuje motoru využít maximální množství práce z expanze plynů vznikajících při spalování.

Na základě údajů ze snímače polohy válce, známého také jako snímač otáčení a dalších snímačů uvedených výše, ECU určuje, kdy aktivovat cívku a následně i zapalovací svíčky. ECU nepřetržitě přijímá informace ze snímače rychlosti a využívá je k optimalizaci zapalování.

Je to velmi složitý systém, kde mnoho komponent spolupracuje. Proto jsme přinesli malé zjednodušené schéma se všemi členy systému a jejich příslušnými pozicemi v operačním cyklu.

Přes veškerou svou složitost a důmyslnost jsou elektronické systémy vstřikování paliva ze své podstaty spolehlivější než systémy s karburátorem. To pramení z jeho schopnosti udržovat ideální poměr vzduch/palivo během celého provozního cyklu. Odpadá nečekané zadrhávání motoru, nadměrně opotřebované svíčky a další problémy spojené s neúměrnými směsmi.

Karburátory mají tendenci vyžadovat více údržby, kromě toho, že vyžadují neustálé seřizování. Motory vybavené elektronickým systémem vstřikování paliva zůstávají neustále perfektně sladěny. To nejen zlepšuje spolehlivost, ale také snižuje množství běžné údržby potřebné pro uspokojivý výkon.