Motorul diesel modern este o imbinare a creatiilor a doi inventatori. in mare, ramane fidel conceptului original al lui Rudolf Diesel, adica combustibilul este aprins prin comprimarea aerului din cilindru. insa, aproape toate motoarele diesel de azi folosesc asa-numitul sistem de injectie solida, inventat de Herbert Akroyd Stuart, pentru motorul sau cu cap incandescent (un motor cu aprindere prin comprimare care precedase motorul diesel, dar functioneaza oarecum diferit). in cazul injectiei solide, combustibilul este adus la o presiune extrema cu ajutorul unor pompe si introdus in camera de ardere prin intermediul unor injectoare si a aerului comprimat, intr-o stare aproape solida. La inceput, combustibilul era injectat in motorul diesel cu ajutorul aerului comprimat care il pulveriza in cilindru. Marimea compresorului de aer era atat de mare, incat primele motoare diesel erau foarte grele si voluminoase in raport cu puterea produsa, mai ales datorita antrenarii unor astfel de compresoare. Primele motoare montate pe nave aveau un motor auxiliar dedicat antrenarii compresorului de injectie. Sistemul era prea mare si greoi pentru a fi folosit in industria auto.

Injectia controlata mecanic si electronic

    Motoarele din vechile generatii utilizau o pompa mecanica si un mecanism cu supape antrenate de arborele cotit, de obicei prin intermediul unui lant sau curea dintata. Aceste motoare foloseau injectoare simple, cu supapa si arc, care se deschideau/inchideau la o anumita presiune a combustibilului. Pompa consta dintr-un cilindru care comprima motorina si o supapa sub forma de disc care se rotea la jumatate din turatia arborelui cotit. Supapa avea o singura deschidere pe o parte, pentru combustibilul sub presiune si o alta pentru fiecare injector. Pe masura ce se rotea, discul supapei distribuia fiecarui injector o cantitate precisa de combustibil la mare presiune. Supapa injectorului era actionata de presiunea motorinei injectate atat timp cat discul debita combustibil cilindrului respectiv. Regimul motorului era controlat de un al treilea disc care se rotea doar cateva grade si era actionat de o parghie. Acest disc controla deschiderea prin care trecea combustibilul, dozind astfel cantitatea de motorina injectata.

    Vechile motoare diesel puteau fi pornite, din greseala, si in sens invers, desi functionau ineficient datorita ordinii de aprindere dereglate. Aceasta era de obicei consecinta pornirii masinii intr-o treapta de viteza gresita.

    Motoarele moderne au o pompa de injectie care asigura presiunea necesara injectiei. Fiecare injector este actionat electromagnetic prin intermediul unei unitati centrale de control, fapt ce permite controlul precis al injectiei in functie de turatie si sarcina, avand ca rezultat performante marite si un consum scazut. Solutia tehnica mai simpla a ansamblului pompa-injector a condus la constructia de motoare mai fiabile si mai silentioase.

Injectia indirecta in cazul motorului diesel cu injectie indirecta, motorina nu este injectata direct in camera de ardere, ci intr-o antecamera unde arderea este initiata si se extinde apoi in camera de ardere principala, antrenata de turbulenta creata. Sistemul permite o functionare linistita, si, deoarece arderea este favorizata de turbulenta, presiunea de injectie poate fi mai scazuta, deci sunt permise viteze de rotatie mari (pana la 4000 rpm), mult mai potrivite autoturismelor. Antecamera avea dezavantajul pierderilor mari de caldura, ce trebuiau suportate de catre sistemul de racire si a unei eficiente scazute a arderii, cu pana la 5-10% mai scazuta fata de motoarele cu injectie directa. Aproape toate motoarele trebuiau sa aiba un sistem de pornire la rece, ca de exemplu bujii incandescente. Motoarele cu injectie indirecta au fost folosite pe scara mare in industria auto si navala incepand din anii timpurii 1950 pana in anii 1980, cand injectia directa a progresat semnificativ. Motoarele cu injectie indirecta sunt mai ieftine si mai usor de construit pentru domeniile de activitate unde emisiile poluante nu sunt o prioritate. Chiar si in cazul noilor sisteme de injectie controlate electronic, motoarele cu injectie indirecta sunt incet inlocuite de cele dotate cu injectie directa, care sunt mult mai eficiente.

in perioada de dezvoltare a motoarelor diesel din anii 1930, diferiti constructori au pus la punct propriile tipuri de antecamere de ardere. Unii constructori, precum Mercedes-Benz, aveau forme complexe. Altii, precum Lanova, utilizau un sistem mecanic de modificare a formei antecamerei, in functie de conditiile de functionare. insa, cea mai folosita metoda a fost cea in forma de spirala, conceputa de Harry Ricardo ce folosea un design special pentru a crea turbulente. Majoritatea producatorilor europeni au folosit acest tip de antecamere sau si-au dezvoltat propriile modele (Mercedes Benz si-a mentinut propriul design multi ani).

    Motoarele moderne folosesc una din urmatoarele metode de injectie directa.

    Primele motoare diesel cu injectie directa au folosit o pompa de injectie rotativa, cu injectoarele montate in partea superioara a camerei de ardere si nu intr-o antecamera. Exemple de vehicule dotate cu astfel de motoare sunt Ford Transit sau Rover Maestro, avand ambele motoare fabricate de Perkins. Problema acestor motoare era zgomotul excesiv si emisiile de fum. Din aceasta cauza aceste motoare au fost la inceput montate doar pe vehicule comerciale – exceptia notabila fiind autoturismul Fiat Croma. Consumul era cu 15 - 20 % mai scazut decat la un motor diesel cu injectie indirecta, indeajuns sa compenseze, pentru unii, zgomotul produs.

    Primul motor cu injectie directa de mica capacitate, produs in serie a fost conceput de grupul Rover. Motorul cu 4 cilindri, cu o capacitate de 2500 cmc, a fost folosit de Land Rover pe vehiculele sale din 1989, avand chiulasa din aluminiu, injectie Bosch in 2 trepte, bujii incandescente pentru pornire usoara si un mers lin si economic.

    Controlul electronic al pompei de injectie a transformat radical acest tip de motor. Pionierul a fost grupul Volkswagen-Audi cu modelul Audi 100 TDI aparut in 1989. Presiunea de injectie era de circa 300 bar, dar momentul injectiei, cantitatea de motorina injectata si turbocompresorul erau controlate electronic. Acest lucru a permis un nivel aceptabil de zgomot si emisii poluante. Destul de rapid tehnologia a penetrat si la vehiculele de masa precum Golf TDI. Aceste autovehicule erau mai economice si mai puternice decat competitorii pe injectie indirecta.

    La vechile motoare diesel o pompa-distribuitor asigura presiunea necesara la injectoare care erau simple duze prin care motorina era pulverizata in camera de ardere.

    La sistemele cu rampa comuna, distribuitorul este eliminat. O pompa de inalta presiune mentine motorina la o presiune constanta de 1800 bari intr-o rampa comuna, o conducta unica care alimenteza fiecare injector comandat electromagnetic de mare precizie sau chiar injectoare piezoelectrice (utilizate de Mercedes la motorul diesel cu 6 cilindri in V de 3 L).

Majoritatea constructorilor europeni au in gama lor modele echipate cu motoare diesel common rail, chiar si la vehiculele comerciale. Unii constructori japonezi, precum Toyota, Nissan si, mai recent, Honda, au dezvoltat si ei motoare diesel cu rampa comuna.

    Diferiti constructori de automobile au denumiri diferite pentru motoarele lor diesel cu rampa comuna. Spre exemplu: CDI la DaimlerChrysler, TDCi la Ford, JTD la grupul Fiat, dCi la Renault, CDTi la Opel, CRDi la Hyunday, DI-D la Mitsubishi, HDI la grupul PSA, D-4D la Toyota.

    Acest tip de sistem injecteaza, de asemenea, motorina direct in cilindru. Injectorul si pompa formeaza un corp comun plasat in capatul cilindrului. Fiecare cilindru are propria pompa care alimenteaza injectorul propriu, fapt ce exclude fluctuatiile de presiune si asigura o injectie consistenta. Acest tip de injectie, dezvoltat de Bosch, este folosit de catre autoturismele grupului Volkswagen AG - denumit sistemul pompa-injector - si de catre Mercedes Benz si majoritatea fabricantilor de motoare diesel mari (CAT, Cummins, Detroit Diesel). Ultimele realizari asigura o presiune de injectie crescuta, de pana la 2050 bar.