1397/04/24

سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI چیست؟

سیستم تزریق مستقیم بنزین، یکی از سامانه‌هایی است که در دهه پنجاه میلادی برای تسریع و گسترش جریان انفجار داخل سیلندر‌ اتومبیل‌های مسابقه‌ای طراحی و تولید شد. فناوری GDI که کوتاه شده عبارت Gasoline Direct Injection است، اولین بار در سال ۱۹۰۲ در سیستم سوخت‌رسانی هواپیما‌های جنگنده استفاده شد و بعد‌ها پس از تغییرات مختلف در سال ۱۹۵۲ به صورت استاندارد و رسمی در سامانه‌های سوخت‌رسانی خودرو‌ها به کار گرفته شد. سیستم تزریق مستقیم بنزین هم مانند بسیاری از فناوری‌های استفاده شده در اتومبیل‌ها، در چند دهه اخیر دچار تغییرات فراوانی شده است و به لطف طراحان و مهندسان فعال در حوزه خودروسازی، توانسته است پا به پای فناوری‌های جدید پیشرفت کند. در موتور‌هایی که از تکنولوژی سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI استفاده می‌کنند بر خلاف موتور‌های MPFI، بنزين به داخل مانيفولد هوا تزريق نمی‌شود و سوخت به صورت مستقیم به داخل سیلندر‌ها وارد می‌شود و همین موضوع باعث می شود متغیر‌هایی مانند خام سوزی، کوبش یا گردش مجدد گاز‌های خروجی تا حد قابل توجهی از بین برود.

از افزایش شتاب خودرو‌ها تا کاهش مصرف سوخت آن‌ها

زمانی که اولین بار در دهه پنجاه میلادی، سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI در اتومبیل‌ها استفاده شد، نیاز برای افزایش سرعت و شتاب خودرو‌ها در سطوح جهانی مطرح بود اما با گذشت زمان و مطرح شدن مشکلات و کمبود‌های سوخت‌های فسیلی در دهه هشتاد میلادی، سیستم تزریق مستقیم بنزین به عنوان یک فناوری بهینه برای کاهش مصرف سوخت اتومبیل‌ها معرفی شد. در سال ۱۹۸۲، مهندسان و طراحان صنعتی فعال در حوزه اتومبیل‌سازی، 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 سوخت‌های رقیق‌تر در اتومبیل‌های مجهز به سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI استفاده کنند. رقیق‌تر شدن بنزین مصرفی به معنای کاهش ۳۰ درصدی مصرف سوخت خودرو‌ها بود و به این صورت سیستم تزریق مستقیم بنزین به عنوان یک فناوری موثر در کاهش سوخت معرفی شد. بر اساس بررسی‌هایی که انجام شده است، عمده‌ترین مزیت موتور‌های دارای سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI را می‌توان در بهینه‌ شدن مصرف سوخت خودرو خلاصه کرد. موتور‌های GDI بوسيله كنترل دقيق بر روی ميزان و زمان دقیق پاشش یا تزریق بنزین مطابق با شرايط خودرو، ضمن کاهش مصرف سوخت باعث حفظ شتاب بالا در زمان رانندگی افراد می‌شوند. بعلاوه در موتور‌های MPFI يا موتور‌های كاربراتوری، میزان قابل توجهی از سوخت پاشش شده به دلیل گذر از ورودی‌ دریچه گاز از بین می‌روند و همین موضوع باعث شده است مصرف سوخت در خودرو‎‌های مجهز به سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI به شکل قابل توجهی کمتر از مصرف سوخت در اتومبیل‌های دارای موتور‌های MPFI یا کاربراتوری باشد.

حالات فعالیت سیستم تزریق مستقیم بنزین در خودرو‌ها

به طور کلی سیستم تزریق مستقیم بنزین یا GDI به شش حالت فعالیت می‌کند.

• همگن
• همگن و احتراق رقيق
• حالت همگن بدون كوبش
• پر كردن لايه بندي شده
• حالت همگن و پر كردن لايه بندي
• حالت پر كردن لايه بندي شده و گرم كردن كاتاليست

هر حالت به وسيله نسبت مخلوط سوخت و هوا متمايز شده تا خودرو در کمترین میزان مصرف، از بیشترین شتاب  برخوردار باشد؛ تغییر بین این حالت‌ها، بر اساس میزان دور موتور خودرو انجام می‌‌شود.

جالب است بدانید که اولین شرکتی که از این تکنولوژی در خودروهایش استفاده کرد، بورگوارد بود. سیستم تزریق مستقیم بنزین در اوایل دهه ۵۰ در خودروی بورگوارد Goliath استفاده شد و باعث تحولی عظیم در تکنولوژي پیشرانه خودروها شد. بوگوارد Goliath از موتور عرضی با اتصالات CV، گیربکس ۴ سرعته کاملا هماهنگ و سیستم تعلیق مستقل برای هر چهار چرخ بهره می‌برد که این خودرو را در سطحی بسیار پیشرفته‌تر از زمان خود قرار می داد.