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GDI 엔진 - 직접 분사 기술에 대해 알아야 할 모든 것

GDI 엔진 - 직접 분사 기술에 대해 알아야 할 모든 것
GDI는 분사 엔진의 실린더에 연료를 직접 분사하는 기술입니다. 오늘날 이는 현대 가솔린 내연 기관에 널리 사용됩니다.


자동차 제조업체는 디자인에 서로 다른 명칭을 지정합니다. 미쓰비시에는 GDI가 있고, 폭스바겐에는 FSI가 있고, 포드에는 에코부스트라는 기술이 있습니다. 토요타는 4D를 사용하고, 메르세데스는 내연기관 지수에서 '직분사' 개념을 설명한다. 이 기술의 특징은 무엇이며 장점과 단점은 무엇인지 아래에서 논의하겠습니다.

GDI는 기존 엔진과 어떻게 다른가요?


클래식 피스톤 장치에서는 연료가 매니폴드로 들어가 공기와 혼합됩니다. GDI에서는 연료가 실린더에 직접 공급됩니다. 이 방법은 휘발유의 양과 분사 시기를 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 연소 과정을 더욱 효율적으로 만듭니다.

인젝터는 실린더 헤드에 내장되어 있으며 연료는 흡기 매니 폴드와 밸브를 우회하여 각 연소실에 분사됩니다. 연료는 분사 펌프에 의해 제공되는 압력 하에서 공급됩니다.

GDI 작동 방식


직접 분사 내연 기관은 기존 가솔린 장치와 사실상 동일한 디자인을 가지고 있습니다. 이러한 엔진에서는 실린더에 노즐과 점화 플러그가 장착되어 있습니다. 연료는 5 MPa의 압력으로 분사 펌프를 통해 챔버로 들어갑니다. 인젝터는 차량의 주행 역학에 따라 두 가지 연료 공급 모드로 작동합니다.

과도하게 희박한 혼합기 작업 - 낮은 부하 및 최대 120km/h의 속도로 도시 주변이나 외곽에서 조용한 주행 시. 압축 행정이 끝나면 가솔린이 실린더 챔버로 들어갑니다. 집중된 연료 구름은 점화 플러그 영역에 위치하며 빠르게 점화되어 희박 연료 혼합물을 점화시킵니다. 이를 통해 엔진은 1:40의 실린더에서 가솔린과 공기의 비율로 최적으로 작동할 수 있습니다.

Двигатели GDI — все, что нужно знать о технологии прямого впрыскаGDI 엔진의 인젝터에서 연료 분사. 사진: YouTube.com

두 번째 작동 모드 또는 화학양론적 혼합은 고속도로를 따라 증가된 속도로 운전할 때 수행됩니다. 점화는 즉각적이고 어려움 없이 발생합니다. 흡기행정시 휘발유가 공급됩니다. 연료는 실린더로 들어가 고르게 분사된 후 즉시 증발하여 엔진 작업 영역의 공기를 냉각시킵니다. 이 과정은 또한 폭발 가능성을 줄여줍니다.

GDI에는 제어 시스템 자체에 의해 제어되는 세 번째 작동 모드가 하나 더 있습니다. 차량이 저속으로 움직이고 운전자가 가속 페달을 세게 밟는 경우 토크를 높일 수 있습니다. 장치가 이 모드로 작동하고 농축 혼합물의 공급이 갑자기 증가하면 폭발 위험이 증가합니다.

GDI 엔진 4G93용 전자 스로틀 밸브. 사진: YouTube.com

그러나 제어 장치는 이 문제를 해결합니다. 흡입 행정 중에 소량의 휘발유가 실린더로 들어갑니다. 후자는 50 대 1(공기 대 연료)의 비율로 희박 혼합물로 채워져 있습니다. 폭발이 없습니다. 압축의 마지막 단계에서 가솔린 흐름이 실린더로 유입되어 농축된 혼합물에서 공기와 연료의 비율이 10-12 대 1이 됩니다. 이는 또한 폭발 가능성을 제거합니다.

GDI 엔진의 장점과 단점


이러한 내연 기관의 가장 큰 장점은 연료 공급 효율성입니다. 엔진 실린더로의 가솔린 ​​분사를 정밀하게 제어함으로써 효율성이 향상됩니다. GDI 모터는 들어오는 공기를 보다 효율적으로 사용하여 출력이 증가하고 차량 가속이 향상됩니다. 이러한 장치는 환경 친화적입니다.

그러나 이것이 장점의 전부는 아닙니다.

✅ 신뢰성과 내구성. 연료는 실린더에 직접 전달되고 흡기 밸브를 통과하지 않으므로 침전물의 위험이 제거됩니다.
✅ 고압 가솔린 분사 덕분에 폭발 문제 없이 더 많은 출력을 낼 수 있습니다.
✅ 가속 페달에 대한 반응이 향상되었습니다. 자동차는 운전자의 명령에 더욱 민감하게 반응합니다.
✅ 고속에서 증가된 출력: 추월 시 향상된 역동성을 제공합니다.
✅ 낮은 부하에서의 효율성

하지만 이 기술은 완벽하지 않습니다. GDI에는 고려해야 할 여러 가지 단점과 취약점이 있습니다. 이러한 엔진은 연료와 불순물 및 오염 물질의 함량에 민감합니다. 품질이 낮은 휘발유를 사용하면 인젝터가 막히거나 인젝션이 손상될 수 있습니다. 이는 효율성에 영향을 미치고 고장 가능성을 높입니다. 작은 불순물이라도 인젝터의 오염으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 실린더 사이에 연료가 고르지 않게 분배되고 엔진 성능이 저하됩니다.

GDI 엔진의 그을음과 오일 침전물. 사진: YouTube.com

GDI 엔진에 값싼 휘발유를 정기적으로 사용하면 연소 위험이 높아집니다. GDI 엔진은 복잡한 설계로 인해 기존 분사 시스템보다 유지 관리 및 수리 비용이 더 많이 듭니다. 배기 가스 온도가 상승하면 촉매 및 기타 배기 구성 요소의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. GDI 엔진이 장착된 자동차는 기존 분사 장치를 사용하는 유사한 모델에 비해 더 비쌉니다.

관리 및 예방의 특징


GDI를 사용하여 엔진의 원활한 작동을 유지하려면 여러 가지 예방 조치가 필요합니다. 물론 이는 고품질의 연료만을 선택하고, 정기적으로 소모품을 교체하며, 제조사에서 권장하는 오일을 사용하는 것을 의미합니다. 그러나 또한 침전물, 스케일, 밸브의 먼지, 스로틀 밸브 및 기타 구성 요소로부터 흡입구를 체계적으로 청소해야 합니다.

Mitsubishi 1.8 GDI 엔진(4G93)용 점화 코일. 사진: YouTube.com

인젝터 상태, 연료 압력 및 전자 제어 시스템 성능을 평가하는 것은 엔진 상태 유지의 일부입니다. 가스 오염과 실린더 내 스케일 형성 위험을 줄이려면 장기간 공회전을 피하십시오.

계약품을 구매하거나 수리하세요. 어느 쪽이 더 수익성이 높나요?


그것은 모두 고장의 성격과 구체적인 사례에 따라 다릅니다. 미쓰비시 카리스마의 예를 살펴보겠습니다. 1.8 리터 GDI 계약 엔진 (사용, 외국 해체 시설에서 가져옴) 비용은 약 50-60 루블입니다. 러시아 연방에서 운영되는 자동차에서 제거된 동일한 중고 엔진의 비용은 25-30 루블입니다. 모스크바의 미쓰비시 기술 센터 중 한 곳에서 이러한 내연 기관의 자본 비용은 55 ~ 250 루블입니다.

다른 유형의 내연 기관 중에서 GDI 엔진은 직접 연료 분사 방식으로 구별됩니다. 이 유형은 효율적인 연료 소비를 제공하여 효율성을 높입니다. 이러한 내연 기관이 장착된 자동차를 선택할 때는 유지 관리 및 수리 기능, 개인의 요구 사항(운전 스타일, 여행 유형)을 고려해야 합니다. 제조업체는 다양한 GDI를 제공하며 그 중 일부는 더 안정적이고 내구성이 뛰어납니다. 정보를 바탕으로 결정을 내리려면 특정 자동차 제조업체 및 모델에 대한 소유자 리뷰와 전문가 의견을 연구하는 것이 좋습니다.

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사용된 사진: youtube.com

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