Kraftstoffdirekteinspritzungen basieren auf dem Prinzip, den Kraftstoff (Diesel oder Benzin) nicht in die Vorkammer einzuspritzen, wo er sich mit der angesaugten Luft vermischt, sondern direkt in den Zylinder. Das bewirkt eine höhere Effizienz, in der Regel mehr Leistung bei etwas weniger Kraftstoffverbrauch, ist aber technisch nicht einfach zu realisieren. Zunächst wurde das Prinzip bei Dieselmotoren angewendet, schon Rudolf Diesel und andere Tüftler seiner Zeit arbeiteten seit den 1880er Jahren daran, wobei es damals noch nicht befriedigend gelang, den für Dieselmotoren nötigen hohen Druck konstant zu erzeugen. Bei Ottomotoren ist weniger Druck nötig. Dennoch arbeiteten alle Hersteller während des 20. Jahrhunderts vorrangig an Diesel-Direkteinspritzern, weil dort die gewünschte Effizienz durch eine Direkteinspritzung noch wünschenswerter erschien als bei Benzinern.
Entwicklung der Benzin-Direkteinspritzung
Während das erste Patent für eine Diesel-Direkteinspritzung schon 1909 durch den syrisch-deutschen Ingenieur Prosper L’Orange angemeldet wurde, entwickelte der Hersteller BMW erst ab 1933 eine Benzin-Direkteinspritzung für Flugzeugmotoren. Ab Mitte der 1930er Jahre gelangten diese Einspritzer zur Serienreife, neben BMW waren maßgebende Hersteller und Entwickler die Junkers-Motorenwerke, Daimler-Benz und der Zulieferer Bosch. Auch in der Sowjetunion wurden ab 1943 Benzin-Direkteinspritzer für Flugzeuge gebaut, die Kriegsproduktion aller Mächte trieb die Entwicklung voran. Die USA folgten 1944 mit einem eigenen Benzin-Direkteinspritzer. In Deutschland fuhren ab den 1950er Jahren wenige Kraftfahrzeuge mit der Technologie, die Entwicklungen kamen wiederum von Bosch und konnten mit hoher Effizienz und 30 Prozent weniger Kraftstoffverbrauch überzeugen.
Moderne Benzin-Direkteinspritzung
Einige deutsche Hersteller wie Mercedes-Benz hielten in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts an der Benzin-Direkteinspritzung fest, doch im großen Maßstab wurde sie erst 1997 eingesetzt. Der Mitsubishi Carisma GDI (= Gasoline Direct Injection) war das erste Großserienfahrzeug mit der Technologie. Renault folgte 1999, VW im Jahr 2000 mit der noch innovativeren Technologie FSI (Fuel Stratified Injection = geschichtete Benzin-Direkteinspritzung). Die FSI-Technik setzt auf ein sehr fettes Kraftstoffgemisch für die Zündung und ein umgebendes sehr mageres Gemisch, das erst nach der Zündung seinerseits verbrennt. FSI-Motoren gelten als sehr effizient, eine erweiterte Variante sind die HPI-Motoren (= High Precision Injection) von BMW und die JTS-Motoren (Jet Thrust Stoichiometric) von Alfa Romeo. Mercedes-Benz setzt CGI-Motoren (Charged Gasoline Injection) als Benzin-Direkteinspritzer ein.