Přímým vstřikováním byl vybaven v 50. letech Mercedes-Benz 300 SL, rozmachu se tato technika dočkala v posledním desetiletí.
Zatímco před téměř 60 lety bylo cílem přímého vstřikování výrazné vylepšení výkonových parametrů v porovnání s karburátorovou verzí motoru, dnes je hlavní motivací k přechodu z nepřímého vstřikování do sacího potrubí na vstřikování benzinu přímo do válců snižování spotřeby paliva a emisí.
Udává se, že tímto způsobem lze v závislosti na otáčkách a zatížení motoru dosáhnout snížení spotřeby paliva o 5 až 40 procent.
Provoz s chudou směsí
Spotřebu paliva lze nejvíc snížit při částečném zatížení, kdy motor teoreticky vystačí s takzvanou vrstvenou směsí. V tomto režimu se do daného množství vzduchu ve válci vstřikuje výrazně méně paliva než obvykle. Místo stechiometrického poměru vzduchu a paliva 14,7:1 může mít velmi chudá směs poměr 40:1 až 50:1. Výhodou tohoto řešení je výrazné snížení spotřeby paliva.
Negativem je nezbytnost velmi náročného řízení tvorby směsi, aby bylo zajištěno její spolehlivé zažehnutí. Pohyb vzduchu a paliva je nutné nasměrovat tak, aby se zážehu schopná směs tvořila v bezprostřední blízkosti zapalovací svíčky.
Při hoření s přebytkem vzduchu vzniká ovšem nadměrné množství oxidů dusíku, což komplikuje systém následného čistění výfukových plynů. Mnoho motorů s přímým vstřikováním benzinu proto s vrstvenou směsí nepracuje nebo jen velmi omezeně.
Lék proti klepání
Zvláštního významu nabývá přímé vstřikování benzinu v kombinaci s přeplňováním. Problémem přeplňovaných zážehových motorů je sklon k detonačnímu spalování (tzv. klepání). Aby k němu nedocházelo, pracují přeplňované motory s relativně nízkým kompresním poměrem, který snižuje účinnost motoru. Vstřikováním benzinu přímo do válce dochází k odpařování paliva a následnému ochlazování spalovacího prostoru, takže riziko samovolného vznícení paliva výrazně klesá.
Přeplňované motory s přímým vstřikováním tak mohou pracovat s kompresním poměrem, který je srovnatelný s mnoha běžnými atmosféricky plněnými motory, a dosahovat tak vyšší účinnosti.
Náročná konstrukce, nižší tlaky
Nejčastěji se používají systémy přímého vstřikování benzinu, jejichž konstrukce je obdobou systému common rail pro vznětové motory. Vstřikovací tlaky jsou však o řád nižší (max. cca 12 až 20 MPa místo 140 až 200 MPa).
Palivo je udržováno pod tímto tlakem ve společném tlakovém potrubí a přiváděno k víceotvorovým vstřikovacím ventilům, které mají stále častěji piezoelektrické ovládání místo klasického elektromagnetického. Pro optimální řízení spalovacího procesu se používá vícenásobné vstřikování.
