آشنایی با سیستم تزریق سوخت مستقیم یا GDI

حتماً تا به حال اصطلاح تزریق مستقیم سوخت را درباره موتور خودرو شنیده اید. این تکنولوژی که برگرفته از Gasoline Direct Injection بوده و به اختصار GDI نامیده می شود، امروزه در بسیاری از خودروها یافت می شود. در واقع سیستم تزریق مستقیم یکی از تکنولوژی های مهم محسوب می شود که باعث شده موتورهای احتراق داخلی با چیزی در حدود ۲۰۰ سال قدمت، در قرن بیست و یکم نیز مورد استفاده قرار گیرند. حتی در بازار کشورمان نیز شاهد خودروهای متعددی مجهز به این تکنولوژی هستیم .

زمانی که اولین بار در دهه پنجاه میلادی، سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI در اتومبیل ها استفاده شد، نیاز برای افزایش سرعت و شتاب خودرو ها در سطوح جهانی مطرح بود اما با گذشت زمان و مطرح شدن مشکلات و کمبود های سوخت های فسیلی در دهه هشتاد میلادی، سیستم تزریق مستقیم بنزین به عنوان یک فناوری بهینه برای کاهش مصرف سوخت اتومبیل ها معرفی شد. در سال ۱۹۸۲، مهندسان و طراحان صنعتی فعال در حوزه اتومبیل سازی، توانستند با تغییر مسیر عبور بنزین، تراکم حجم سوخت تزریق شده را تا ۶۰ درصد افزایش دهند و همین موضوع باعث شد خودروسازان بتوانند از سوخت های رقیق تر در اتومبیل های مجهز به سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI استفاده کنند. رقیق تر شدن بنزین مصرفی به معنای کاهش ۳۰ درصدی مصرف سوخت خودرو ها بود و به این صورت سیستم تزریق مستقیم بنزین به عنوان یک فناوری موثر در کاهش سوخت معرفی شد.

سیستم تزریق مستقیم سوخت یا GDI چیست؟

در خودروهای بنزینی معمولی (برای مثال موتور TU5 معروف) انژکتورهای سیستم سوخت رسانی روی مانیفولد هوا قرار دارند. در هنگام پاشش سوخت، سوخت به همراه هوا از سوپاپ ورودی وارد محفظه احتراق می شود، اما در موتورهای GDI انژکتورها به جای مانیفولد، به طور مستقیم در محفظه احتراق نصب شده اند.

از نظر محل نصب می توان آن ها را با شمع ها مقایسه کرد و پاشش سوخت به طور مستقیم انجام می شود. از این نظر ساختار سیستم GDI را می توان به موتورهای انژکتوری شبیه دانست. البته تنها تفاوت GDI با سیستم سوخت رسانی متداول MPI، در محل انژکتور نیست بلکه GDI به پمپ فشار بالا نیز نیاز دارد چون باید سوخت را با فشار به مراتب بسیار بالاتری پاشش کند.

با اینکه اساس کار سیستم GDI در همه خودروها یکی است، اما بعضا خودروسازان تغییرات مد نظر خود را نیز روی سیستم سوخت رسانی اعمال می کنند. برای مثال در برخی خودروها از دو انژکتور استفاده می شود و حتی برخی خودروسازان مانند تویوتا از انژکتور MPI در کنار سیستم GDI استفاده می کنند. ابتدا به اجزای سیستم GDI شامل مواردی همچون پمپ فشار قوی، پمپ تقویت کننده، سنسور فشار ریل سوخت، رگلاتور سوخت و نازل اسپری کننده هستند. همچنین معمولا در موتورهای GDI شکل پیستون متفاوت است تا مخلوط سوخت و هوای بهتری به دست بیاید. به طور کلی دلیل اصلی استفاده خودروسازان از سیستم GDI کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در کنار افزایش قدرت و کشش موتور است.

پسوند GDI در نام پیشرانه یا مدل خودرو نشانه چیست؟

وجود پسوند GDI در کنار نام پیشرانه یا مدل خودرو به همین سیستم سوخت رسانی جدید که در بالا آن را مختصر معرفی کردیم اشاره دارد. واژه GDI کوتاه شده عبارت Gasoline Direct Injection به معنای تزریق مستقیم سوخت به درون سیلندر است. استفاده از سیستم سوخت رسانی GDI در پیشرانه های بنزینی جدید موجب افزایش توان و بازده و همچنین بهینه شدن مصرف سوخت آنها شده است.

سیستم سوخت رسانی GDI در ایران با آمدن کیا سورنتو نسل سوم مطرح شد. به طور کلی کیا و هیوندای استاد گیج کردن مشتری هستند و معمولا یک خودرو با یک پیشرانه را با هر دو سیستم سوخت رسانی GDI و MPI عرضه می کنند که همواره پیشرانه های مجهز به سیستم GDI به دلیل سوخت رسانی دقیق تر قدرت و گشتاور بیشتری تولید می کنند که به شتاب بیشتر و عملکرد بهتر خودرو ختم می شود.

سیستم GDI به دلیل تزریق مستقیم سوخت، عمل سوخت رسانی دقیق تری داشته و همین تغییر ساده نسبت به سیستم های انژکتوری مولتی پورت یا MPI موجب ارتقا حدود 10 درصدی قدرت و گشتاور پیشرانه می شود که تاثیر آن روی مصرف سوخت و عملکرد خودرو محسوس است.

لازم به ذکر است که اگر پیشرانه ای به تکنولوژی تزریق مستقیم سوخت مجهز باشد و به صورت تنفس طبیعی تولید شود، معمولا پسوند GDI را در کنار نام خودرو مشاهده خواهیم کرد؛ حال اگر پیشرانه توربوشارژی به سیستم تزریق مستقیم سوخت مجهز باشد، عبارت TGDI در کنار نام آن دیده خواهد شد که T ابتدا به Turbo یا همان توربوشارژ پیشرانه اشاره دارد.

مزایای سیستم تزریق مستقیم سوخت

• اولین مزیت سیستم GDI دستیابی به قدرت موتور بالاتر به همراه مصرف سوخت کمتر است. این میزان البته بسته به نوع خودرو می تواند متفاوت باشد.
• مصرف سوخت خودروهای مجهز به GDI می تواند بین ۱۵ تا ۲۰ درصد پایین تر از خودروهای عادی مجهز به MPI باشد.
• سیستم GDI دست خودروساز را برای افزایش ضریب تراکم موتور باز می گذارد و خودروساز می تواند موتوری با ضریب تراکم بسیار بالاتر را تولید کند. ضریب تراکم بیشتر به خودروساز کمک می کند تا موتورهایی قوی تر تولید کند.
• سیستم GDI به دلیل تزریق دقیق تر و موثر سوخت راندمان موتور را افزایش می دهد

معایب سیستم GDI

• در خودروهای MPI سوخت به همراه هوا از سوپاپ وارد می شود و این مساله سبب تمیز بودن سوپاپ می شود، اما در خودروهای GDI پس از مدتی جرم های کربنی روی سوپاپ هوا ظاهر می شوند. البته باید توجه داشت که این جرم ها در صورتی که خودرو در مسافت های کوتاه استفاده شود شدیدتر خواهند بود و زودتر تشکیل می شوند. اما درصورتی که خودرو بیشتر در جاده های برون شهری استفاده شود و فواصل روشن و خاموش شدن آن کوتاه نباشد، جرم های کمتری را شاهد خواهیم بود. این جرم ها با مکمل و شوینده از بین نمی روند و نیاز به سرویس خاصی برای رفع آن ها است.
• جرم گرفتگی ناشی از رسوبات کربنی می تواند ورود هوا به موتور را مختل کند و به این ترتیب اثر منفی روی عملکرد موتور داشته باشد. درصورتی که این جرم ها آب بندی سوپاپ را دچار مشکل کنند، موتور خودرو بخشی از کمپرس (تراکم) خود را از دست خواهد داد و این مساوی است با کاهش توان خروجی.
• در صورتی که موتور GDI به توربوشارژ نیز مجهز باشد رسوبات کربنی ممکن است به سیستم توربو نیز راه پیدا کنند.
• اصلی ترین عیب سیستم GDI را باید قیمت بالاتر این سیستم در مقایسه با سیستم MPI عنوان کرد.

با خواندن معایب سیستم GDI نباید از این سیستم دلسرد شوید. در صورت استفاده صحیح از خودرو و دقت به توصیه های سازنده، اتفاقا سیستم GDI کارایی خوب و بی دردسری را نشان خواهد داد که اگر اینطور نبود امروز خیل عظیم خودروهای GDI را که از خط تولید خودروسازان معتبری چون مرسدس و بی ام و خارج می شوند را شاهد نبودیم. به طور کلی کفه ترازو به سمت مزایای سیستم GDI سنگین تر است و اگر بین یک خودروی GDI و نسخه عادی آن در دو راهی مانده اید حتما خرید نسخه GDI را پیشنهاد می کنیم، فقط یادتان باشد قبل از استفاده راهنمای مصرف کننده خودرو را خوب بخوانید.

تون آپ یا تنظیم موتور خودرو چیست و چگونه انجام میشود؟