Historia bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach benzynowych

Bezpośredni wtrysk paliwa w silnikach benzynowych nie jest ideą nową. W latach 30. zaczęto stosować go w lotnictwie wojskowym w celu zapewnienia ciągłości zasilania w różnym położeniu samolotu i przy różnych wartościach ciśnienia otoczenia oraz dla wyeliminowania gaźnika, który na dużych wysokościach pokrywał się lodem. Oszczędność paliwa i skład spalin nie miały wówczas żadnego znaczenia. Po drugiej wojnie światowej pomysł podchwycili konstruktorzy motoryzacyjni. W dwusuwowych, wyczynowych DKW udało się w ten sposób zmniejszyć straty przy przepłukiwaniu cylindra. Na początku lat 50. opracowane przez Boscha systemy wtrysku bezpośredniego montowano również w dwusuwowych, małolitrażowych samochodach Gutbrod 600 i Goliath. W czterosuwowej jednostce napędowej rozwiązanie takie wprowadzono w 1954 r. w Mercedesie 300 SL, w celu uzyskania jak najwyższych osiągów. Instalowano je również w wyścigowych modelach W196 Formuły 1. Prowadzono też próby wdrożenia go do silników Wankla. Wszystkie te systemy były sterowane mechanicznie. Dopiero rozwój elektroniki umożliwił ich poważne udoskonalenie w kierunku obniżenia zużycia paliwa i ograniczenia poziomu emisji szkodliwych składników w spalinach, przy zachowaniu dynamiki i elastyczności silników.
W praktycznych realizacjach bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach benzynowych wykorzystuje się spalanie ubogich mieszanek (o współczynniku nadmiaru powietrza lambda powyżej jedności). Po Toyocie (Lean Burn), Mitsubishi (GDI) i Renault (IDE), drogę tę obrali inżynierowie Volkswagena, współpracujący ze specjalistami firmy Bosch.
W Lupo FSI przyjęto dwa sposoby bezpośredniego wtryskiwania paliwa do cylindra. Pierwszy – uwarstwiony – jest stosowany, gdy silnik pracuje z częściowym obciążeniem (wolna jazda na niskich biegach, jazda ze stałą umiarkowaną prędkością, jazda po płaskim terenie). Drugi – z pełnym wymieszaniem paliwa z powietrzem – jest stosowany, gdy silnik pracuje z dużym obciążeniem (przyspieszanie, jazda pod górę, jazda z prędkościami przekraczającymi 3/4 prędkości maksymalnej).