موتور GDI و موتور توربو GDI چیست و چرا به بنزین باکیفیت نیاز دارند؟

طی سال‌های اخیر، حروف GDI را در معرفی خودروها و خصوصاً مدل‌های چینی زیاد دیده‌ایم؛ اما این سه حرف چه معنی دارد؟ در ادامه به‌طور کامل این موضوع را تشریح خواهیم کرد.

معنی GDI چیست؟

GDI مخفف عبارت Gasoline Direct Injection به معنی تزریق مستقیم سوخت است. این عبارت به نوع جدیدی از سیستم سوخت‌رسانی پیشرانه‌ها اشاره دارد که جایگزین سیستم انژکتوری قدیمی‌تر شده که معمولاً با نام PFI شناخته می‌شد. پیش از توضیح این تکنولوژی جدید بهتر است ابتدا با شیوه‌های سوخت‌رسانی مختلف پیشرانه بپردازیم.

سیر تکامل سیستم سوخت‌رسانی خودرو

چندین دهه پیش، برای سوخت‌رسانی موتور از کاربراتور استفاده می‌شد. این قطعه پیش از تجهیز خودروها به ECU یا کامپیوتر، با استفاده از مکانیسم خلأ و مکش دریچه گاز، سوخت و هوا را مخلوط کرده و به داخل سیلندر می‌فرستاد. کاربراتور اما محدودیت‌های زیادی مثل مشکل روشن شدن در هوای سرد، مصرف سوخت بالا، توزیع غیریکنواخت سوخت به سیلندرها و… داشت و به همین دلیل، خودروسازان سراغ سیستم تزریق سوخت یا انژکتور رفتند. انژکتور زمانی که ECU به خودروها آمد، با اطلاعت دریافتی از سوی این قطعه، اقدام به اسپری سوخت به منیفولد ورودی و پشت سوپاپ هوا می‌کرد. انژکتورها ابتدا تک نقطه‌ای بودند که یعنی یک انژکتور وظیفه سوخت‌رسانی به همه سیلندرها را بر عهده داشت. بعداً اما انژکتورهای چند نقطه‌ای به کار گرفته شدند و حالا برای هر سیلندر یک انژکتور یا نازل مجزا در نظر گرفته شد که کارایی سیستم را بهبود بخشید. بااین‌حال، این هم پایان کار پیشرفت سیستم‌های سوخت‌رسانی نبود و نوبت به تزریق مستقیم سوخت رسید.

خرید انژکتور شور و تمیز کننده سیستم سوخت رسانی استاندارد پتروتکس

تزریق مستقیم سوخت یا GDI

در این سیستم، نازل انژکتور بجای پاشش سوخت پشت سوپاپ هوا، آن را مستقیماً داخل سیلندر اسپری می‌کند. هدف از ابداع این سیستم ایجاد حداقل تغییر در شرایط سوخت پیش از ورود به سیلندرها بود که نتیجه آن کاهش قابل‌توجه مصرف سوخت و افزایش قدرت موتور بود زیرا با این تکنولوژی می‌توان بدون افزایش حجم موتور، قدرت بیشتری را بیرون کشید. البته محل پاشش سوخت تنها تفاوت بین سیستم‌های انژکتوری قدیمی و GDI نیست زیرا در سیستم GDI از پمپ فشار بالا استفاده می‌شود و سوخت با فشار به‌مراتب بالاتری پاشیده می‌شود. موتورهای GDI از طریق کنترل دقیق میزان و زمان پاشش یا تزریق بنزین مطابق با شرایط خودرو، ضمن کاهش مصرف سوخت باعث افزایش شتاب خودرو می‌شوند.

هرچند پیشینه استفاده از سیستم تزریق مستقیم سوخت به هواپیماهای جنگ جهانی دوم بازمی‌گردد و حتی مرسدس بنز 300 SL سال 1955 اولین خودرویی بود که از این تکنولوژی استفاده کرد اما به دلیل مشکلاتی مثل عدم پیشرفت کافی کنترل‌کننده‌های الکترونیکی و هزینه ساخت بالای ساخت انژکتورهای پاشش سوخت فشار بالا، سیستم تزریق مستقیم سوخت در خودروها کنار گذاشته شد تا اینکه در سال 1996 میتسوبیشی دوباره سراغ این سیستم رفت و در پیشرانه 1.8 لیتری چهار سیلندر خود از آن استفاده کرد.

موتور T-GDI چیست؟

وقتی توربوشارژر به پیشرانه GDI اضافه شود به آن T-GDI یا Turbo GDI گفته می‌شود. این نوع موتور بازدهی بسیار بالایی دارد و با حجم پایین قدرت زیادی تولید می‌کند. این روزها موتورهای توربو جی دی آی را در بسیاری از خودروهای چینی بازار ایران می‌بینیم.

مشکلات پیشرانه GDI

سیستم تزریق مستقیم سوخت در کنار مزیت‌هایی که ارائه می‌کند، مشکلاتی را هم به دنبال دارد.

حساسیت به بنزین

موتورهای GDI و خصوصاً نمونه‌های توربو به دلیل نسبت تراکم بالا، حساسیت زیادی به بنزین دارند و حتماً به بنزین باکیفیت و اکتان بالا نیاز خواهند داشت؛ بنابراین، ازآنجایی‌که بنزین کشورمان کیفیت پایینی دارد، در خودروهای مجهز به پیشرانه توربو GDI حتماً باید از مکمل سوخت استفاده کرد. بنابراین استفاده از بنزین سوپر و یا ترکیبی از بنزین معمولی یا سوپر با مکمل بنزین در این خودروها همواره توصیه می‌شود.

تجمع کربن روی سوپاپ هوا

مهم‌ترین مشکل این موتورها تجمع کربن روی سوپاپ هوا است. در موتورهای انژکتوری معمولی، بنزین از طریق سوپاپ هوا وارد سیلندر می‌شود و از این طریق سوپاپ تمیز خواهد شد اما در موتور GDI چون بنزین مستقیماً داخل سیلندر پاشیده می‌شود، به‌مرور زمان کربن‌های برگشتی روی سوپاپ هوا جمع شده و می‌تواند در ورود هوا به سیلندر اختلال ایجاد کند که این مشکل عملکرد موتور را کاهش خواهد داد. همچنین اگر موتور GDI به توربوشارژر مجهز باشد، رسوبات کربنی ممکن است به سیستم توربو هم وارد شود؛ بنابراین، نگهداری اصولی این پیشرانه‌ها بسیار مهم خواهد بود.

هزینه ساخت بالاتر

ازآنجایی‌که در موتور GDI انژکتورها داخل سیلندر قرار دارند. باید مقاومت بیشتری در برابر حرارت داشته باشد که این موضوع باعث افزایش هزینه ساخت می‌شود. به همین دلیل، ساخت موتورهای GDI گران‌تر تمام می‌شود که این موضوع خود را روی قیمت نهایی خودرو نشان می‌دهد.