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ユニットインジェクター（UI ）は、ディーゼルエンジン用の高圧一体型直接燃料噴射システムで、インジェクターノズルと噴射ポンプが一体化されています。使用されるプランジャーポンプは通常、共通のカムシャフトによって駆動されます。ユニットインジェクターでは、燃料自体によって潤滑および冷却されるのが一般的です。
高圧噴射は、従来の低圧燃料噴射に比べて、より多くの小さな液滴として燃料を噴射することで、表面積対体積比を大幅に高め、出力と燃費の両面でメリットをもたらします。これにより、燃料液滴表面からの気化が促進され、気化した燃料と大気中の酸素との結合効率が向上し、より完全でクリーンな燃焼を実現します。
1911年、フレデリック・ランプローに、今日使用されているものと類似したユニットインジェクターの特許がイギリスで発行された。[ 1 ]
米国におけるユニットインジェクターの商業利用は、1930年代初頭に機関車、ボート、さらには米海軍潜水艦に動力を供給するウィントンエンジンで始まり[ 2 ] 、1934年にはアーサー・フィールデンがユニットインジェクター設計[4]で米国特許第1,981,913号を取得しました。これは後にゼネラルモーターズの2ストロークディーゼルエンジンに使用されました。ほとんどの中型ディーゼルエンジンは単一のポンプと別々のインジェクターを使用していましたが、デトロイトディーゼル[ 5 ]やエレクトロモーティブディーゼルなどの一部のメーカーは、高圧ポンプがインジェクター自体に内蔵されているユニットインジェクターを好むことで有名になりました。EWケタリングの1951年のASMEプレゼンテーションでは、現代のユニットインジェクターの開発について詳しく説明しています。[ 6 ] また、Cummins PT (圧力時間) は、燃料インジェクターが低圧ポンプによって供給されるコモンレール上にあり、インジェクターがカムシャフトの 3 番目のローブによって作動するユニット インジェクションの一種です。圧力によってインジェクターに供給される燃料の量が決まり、時間によって決まります。
1994年、ロバート・ボッシュ社は商用車向け初の電子式ユニットインジェクターを供給し、他のメーカーもすぐにそれに続いた。1995年、エレクトロモーティブ・ディーゼル社は、従来のユニットインジェクター（UI）に代わる電子式ユニットインジェクター（EUI）を用いて、 710型ディーゼルエンジンの燃料噴射システムを電子式に改造した。
今日、主要なメーカーには、Robert Bosch GmbH、CAT、[ 7 ] Cummins、[ 8 ] Delphi、[ 9 ] [ 10 ] Detroit Diesel、Electro-Motive Diesel [ 11 ]などがあります。
ユニットインジェクターの設計により、高圧燃料パイプが不要になり、それに伴う故障も解消されるとともに、はるかに高い噴射圧力を実現できます。ユニットインジェクターシステムは、コモンレールシステムと同様に、正確な噴射タイミングと制御を可能にします。[ 12 ]
ユニットインジェクターはエンジンシリンダーヘッドに取り付けられ、燃料はシリンダーヘッドに直接加工された一体型ダクトを介して供給されます。各インジェクターには独自のポンプ要素があり、電子制御の場合は燃料ソレノイドバルブも備えています。燃料システムは、低圧（<500 kPa）燃料供給システムと高圧噴射システム（<2000 bar）に分かれています。[ 13 ]
基本的な操作は、充填段階、流出段階、注入段階、減圧段階という4つの独立した段階の連続として説明できます。
低圧燃料供給ポンプは、濾過されたディーゼル燃料をシリンダーヘッドの燃料ダクト、およびオーバーヘッドカムシャフトで駆動される定ストロークポンププランジャーインジェクターの各インジェクター燃料ポートに供給する。
電子制御を用いることで、温度制御による噴射タイミング、シリンダーバランス調整（スムーズなアイドリング）、部分負荷時に個々のシリンダーを停止させて排出ガスと燃料消費量をさらに削減する機能、マルチパルス噴射（1回のエンジンサイクル中に複数回の噴射を行う）などの特殊機能を実現できます。
ユニットインジェクター燃料システムは、ボルボ、カミンズ、デトロイトディーゼル、CAT、ナビスターインターナショナルなどのメーカーの商用車、ランドローバーやフォルクスワーゲングループなどのメーカーの乗用車、エレクトロ・モーティブ・ディーゼルの機関車など、幅広い種類の車両やエンジンに使用されています。
フォルクスワーゲングループの主力ブランドは、サクションディーゼルインジェクション（SDI）およびターボチャージャー付きダイレクトインジェクション（TDI）ディーゼルエンジンにユニットインジェクターシステム（ 「Pumpe Düse」[ 14 ]、一般的に「PD」と略される）を使用していたが[ 15 ]、この燃料噴射方式は、新しい1.6 TDIなどのコモンレール設計に取って代わられた。
北米では、フォルクスワーゲン ジェッタ、ゴルフ、ニュービートルTDI 2004～2006 はポンプ デュース[ 16 ]です(MK4 および MK5 世代の両方で利用可能で、それぞれ BEW および BRM エンジン コードを持ち、古いモデルはタイミング ベルト駆動のインジェクション ポンプを使用しています)。
フォルクスワーゲングループが製造したPDユニットインジェクターシステムを採用したTDIエンジンは、ディーゼル燃料が手頃な価格で販売されていたヨーロッパやその他の市場で販売された一部の車にも搭載されました。その中には、ダイムラークライスラー時代のクライスラー/ダッジ車、例えばダッジ・キャリバー（MY07 BKD、MY08 BMR）、ダッジ・ジャーニー、ジープ・コンパス、ジープ・パトリオットなどがありました。
フォルクスワーゲン・グループ傘下のトラックおよびディーゼルエンジンメーカーであるスカニアABも、ユニットインジェクターシステムを採用しており、同社はこれを「Pumpe-Düse-Einspritzung」、略して「PDE」と呼んでいる。
1993年、CATとInternational Truck & Engine Corporation [ 17 ]は、「油圧作動式電子ユニットインジェクション」（HEUI）を導入しました。これは、インジェクターがカムシャフトで駆動されなくなり、エンジン回転数とは独立して燃料を加圧できるようになったものです。最初にNavistarの7.3L/444立方インチV8ディーゼルエンジンで利用可能になりました。HEUIはエンジンオイルの圧力を使用して高圧燃料噴射を駆動しますが、ユニットインジェクターの通常の動作方法はエンジンのカムシャフトによるものです。
HEUI の用途には、1993 年 5 月から 2007 年まで使用されたFord 7.3 L および 6.0 L Power Strokeが含まれます。International も、 DT 466E、DT 570、T-444E、DT-466–570、MaxxForce 5、7、9、10、MaxxForce DT、VT365 エンジンなど、複数のエンジンに HEUI システムを使用しました。Caterpillarは、 3116、3126、C7、C9 などに HEUI システムを組み込み、International が供給した Daimler-Detroit Diesel Series 40 エンジンにも HEUI 燃料システムが組み込まれました。Isuzu は、Trooper およびその派生モデルに搭載された 3.0 LTR 4JX1 エンジンに HEUI システムを取り付けました。多くのメーカーは、燃費の向上と導入される新しい排出ガス基準を満たすために、より新しい技術であるコモンレール噴射ソリューションで HEUI システムを置き換えています。