Esta versión lleva un nuevo motor de gasolina que se caracteriza por utilizar un sistema de inyección directaque aumenta su eficiencia termodinámica y reduce las emisiones contaminantes; está basado en el que tiene el CLS 350. La siglas CGI vienen del inglés «Stratified-Charged Gasoline Injection».

Para su correcto funcionamiento, este motor debe trabajar con gasolina sin azufre, algo que aún no está disponible en nuestro país. Cuando ésto suceda, esta versión reemplazará al actual CLS 350 (prueba de esta versión). La caja de cambios es la automática de siete relaciones 7G-Tronic (más información de esta caja).

El motor del CLS 350 CGI da 292 CV, 20 CV más que el de inyección indirecta, y el par máximo aumenta en 15 Nm, aunque lo alcanza más tarde y lo mantiene durante un régimen menos amplio. El consumo medio está entre 9,1 y 9,3 l/100 km; eso es lo que gasta un BMW 530i con un motor de 258 CV y caja de cambios también automática.

 Una bomba de alta presión suministra gasolina a cada uno de las dos bancadas a través de unos conductos de acero, a los que están conectados los inyectores. La presión máxima de inyección es 200 bar, unas 50 veces mayor la de un sistema de inyección indirecta normal.

Hay dos diferencias importantes frente a otros motores de gasolina e inyección directa. Una es que éste utiliza unos inyectores de tipo piezoeléctrico, algo hasta ahora reservado a motores Diesel. La otra es que es una inyección en la que el inyector distribuye la gasolina en el interior del cilindro (de tipo «spray-guided») y no de las que utilizan la forma curva de la cabeza del pistón para orientar el chorro («wall-guided»).

En los inyectores de un motor Diesel, el dispositivo piezoeléctrico actúa sobre la válvula. En el caso de este motor de gasolina, lo hace directamente sobre la aguja (que se abre hacia fuera). De este modo se consigue un chorro de combustible más estable. Según Mercedes-Benz, la estabilidad del chorro de gasolina pulverizada es una variable crítica en todo el proceso de combustión.

El inyector va colocado en la parte central de la cámara de combustión, ocupando el lugar en el que normalmente va la bujía. Ésta se ha desplazado a una zona próxima a las válvulas de escape para evitar que entre en contacto con la gasolina y se carbonice gradualmente.

La gasolina se inyecta en forma de cono hueco. Esta distribución se mantiene en todo momento, incluso cuando se modifica la longitud del conducto de admisión o el ángulo de apertura de los árboles de levas para obtener más potencia. La cabeza del pistón tiene una forma cóncava para que la mezcla se concentre en la zona próxima a la bujía y no se disperse por las paredes del cilindro (imagen).

Para lograr un consumo bajo, el motor puede funcionar con mezcla pobre y carga estratificada. De esta manera, gran parte del combustible se concentra en una pequeña región cercana a la bujía, el resto de la cámara lo ocupa sólo aire. Esto ahorra gasolina pero produce más óxidos de nitrógeno, lo que requiere sistemas de limpieza más complejos que el catalizador de tres vías.

Hasta ahora ésto sólo podía hacerse a baja carga. Con el nuevo sistema de inyección, este proceso se puede mantener con cargas más elevadas. De este modo, el motor trabaja con carga estratificada a velocidades de hasta 120 km/h; a partir de ahí, cambia a una mezcla homogénea estequiométrica
(1 parte de gasolina por 14,6 de aire).

Puede funcionar con mezcla pobre estratificada dentro de un margen de carga mayor porque el inyector hace sucesivas pulverizaciones. Esto mejora la carburación, lo que hace a la combustión más rápida y uniforme que con una sola inyección. De esta manera aumenta la eficiencia termodinámica y las emisiones de hidrocarburos se reducen en más de la mitad.

Con el fin de mejorar las emisiones mientras el motor está frío, la inyección tiene un sistema para que el catalizador llegue a la temperatura de funcionamiento lo antes posible. En 10 s, los gases de escape alcanzan de 700 ºC.

Además de los dos catalizadores convencionales de tres vías, hay un par de catalizadores (imagen) que almacenan los óxidos de nitrógeno que se producen cuando el motor trabaja bajo mezcla pobre (lambda > 1), para liberarlos cuando puedan reaccionar con otros gases de escape y transformarlos en nitrógeno.

También hay un sistema de recirculación de gases para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno, una vez que han pasado por los catalizadores de tres vías (imagen); hasta un 40 por ciento de ellos pueden ser devueltos a las cámaras de combustión.

No es la primera vez que Mercedes-Benz utiliza la inyección directa en un motor de gasolina en un turismo: el primero fue el 300 SL en 1954 y el más reciente, el C 200 CGI de 170 CV