Mesin injeksi langsung
Seiring dengan semakin langkanya sumber daya minyak, masyarakat pun semakin menuntut efisiensi bahan bakar yang tinggi pada kendaraan bermotor, sehingga muncullah jenis baru pembakaran mesin bensin, yaitu teknologi mesin pembakaran campuran miskin (lean burn). Cara ideal untuk mencapai pembakaran campuran miskin adalah melalui injeksi langsung (FSI) dan injeksi berlapis, yaitu injeksi langsung bensin (GDI). Mesin injeksi langsung adalah mesin yang menyemprotkan bensin ke dalam silinder; injektor dipasang di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar di dalam silinder. Udara yang masuk ke ruang bakar melalui katup hisap bercampur dengan bahan bakar, dan campuran tersebut kemudian dinyalakan, yang mekanismenya mirip dengan mesin diesel injeksi langsung. Oleh karena itu, mesin bensin dengan injeksi langsung diadaptasi menjadi mesin diesel melalui inisiatif besar-besaran.
Rasio udara-bahan bakar pada mesin injeksi langsung mencapai 40:1, yang menghasilkan penghematan bahan bakar, pengurangan emisi, dan peningkatan performa dinamis; mengurangi getaran mesin; meningkatkan akurasi injeksi bahan bakar; serta membuat mesin lebih awet, dan sebagainya. Semua produsen mobil telah meluncurkan mesin injeksi langsung versi mereka masing-masing, seperti FSI (Fuel Stratified Injection) dari Volkswagen, SIDI (spark ignition direct injection) dari GM, D-4S dari Toyota, HPI (high pressure direct injection) dari BMW, GDI (gasoline direct injection) dari Mitsubishi, DFI (direct fuel injection) dari Porsche, dan sebagainya.
Injeksi langsung, yang juga dikenal sebagai FSI (Fuel Stratified Injection), merupakan perkembangan dari mesin bensin konvensional. Pada mesin bensin konvensional, posisi cam diatur melalui sistem komputer berdasarkan kondisi operasi mesin untuk mengontrol injektor bahan bakar agar menyemprotkan bahan bakar ke dalam manifold hisap. Namun, karena jarak antara nozel dan ruang bakar, proses pencampuran bensin dengan udara yang dipengaruhi oleh katup masuk udara, serta dampak partikel-partikel minyak besar dan kecil yang menempel pada dinding pipa, maka diharapkan injektor bahan bakar dapat menyemprotkan bahan bakar secara langsung ke dalam silinder.
FSI adalah teknologi yang dikembangkan oleh Volkswagen Group untuk mengatasi masalah kekurangan pasokan bahan bakar pada mesin bensin konvensional di dalam silinder. Teknologi ini menggunakan injeksi langsung yang canggih pada mesin bensin, mirip dengan teknologi injeksi langsung pada mesin diesel, di mana pompa piston digunakan untuk menghasilkan tekanan di atas 100 bar di dalam silinder, sehingga bahan bakar bensin dapat disalurkan ke injektor solenoida. Kemudian, dengan kontrol komputer, bahan bakar disemprotkan pada waktu yang paling tepat langsung ke ruang bakar, dengan akurasi kontrol mendekati milidetik. Kuncinya adalah mempertimbangkan pemasangan injektor; silinder harus memiliki ruang tertentu di bagian kiri atas. Karena bagian atas silinder telah dilengkapi dengan busi yang sangat ramah lingkungan dan sejumlah katup mesin 1.4TSI, ukurannya sangat ringkas, sehingga ditempatkan di dekat sisi katup masuk. Karena persyaratan desain dan manufaktur untuk sistem injeksi ini cukup tinggi, jika tata letaknya tidak tepat—terutama terkait presisi manufaktur—dapat menyebabkan kebocoran yang justru lebih merugikan daripada menguntungkan. Selain itu, persyaratan kualitas bahan bakar mesin FSI relatif tinggi; kondisi bahan bakar dalam negeri saat ini mungkin sulit memenuhi persyaratan tersebut, sehingga sebagian perakitan mesin FSI Golf impor tampaknya telah disesuaikan.
Selain itu, teknologi FSI menggunakan dua pola pelumasan yang berbeda, yaitu pola pelumasan berlapis dan pola pelumasan seragam. Mode operasi mesin kecepatan rendah atau sedang saat pelumasan berlapis. Pada titik ini, katup throttle terbuka sebagian sehingga udara dari intake manifold masuk ke dalam silinder dan mengenai bagian atas piston; piston pada bagian atasnya dirancang dengan bentuk khusus untuk membentuk pusaran di dekat busi. Saat mendekati akhir proses kompresi, sejumlah kecil bahan bakar dikeluarkan oleh jet, sehingga membentuk gas yang mudah terbakar. Pendekatan berjenjang ini dapat sepenuhnya meningkatkan efisiensi mesin, karena pada kecepatan rendah, beban mesin kecil; kecuali di sekitar busi yang memerlukan campuran gas berkonsentrasi tinggi, bagian lain ruang bakar hanya memerlukan campuran udara-bahan bakar dengan konsentrasi lebih rendah, sehingga FSI (rasio udara-bahan bakar) mendekati kondisi ideal. Saat katup gas terbuka penuh dan mesin berputar pada kecepatan tinggi, banyak udara masuk ke silinder untuk membentuk pusaran berkecepatan tinggi yang bercampur dengan bensin. Hal ini berkontribusi pada pembakaran bahan bakar, sehingga meningkatkan output daya mesin. Komputer secara terus-menerus menyesuaikan mode injeksi bahan bakar sesuai dengan kondisi kerja mesin, selalu memilih cara penyemprotan yang paling tepat. Pemanfaatan bahan bakar yang optimal tidak hanya meningkatkan efisiensi bahan bakar dan output mesin, tetapi juga mengurangi emisi.