مقایسه موتور MPI و GDI

وقتی مشخصات پیشرانه خودروها را می‌خوانیم، با حروف اختصاری زیادی مواجه می‌شویم که هرکدام معنای خاصی داشته و به ویژگی مشخصی در موتور خودرو اشاره دارند. به‌عنوان‌مثال، حرف VVT به معنای زمان‌بندی متغیر سوپاپ است و حروف DOHC نشان‌دهنده موتور 16 سوپاپ است. MPI و GDI هم دو نمونه از این حروف اختصاری هستند که در متون خودرویی زیاد می‌بینیم؛ اما این حروف چه معنایی دارند؟ موتور MPI چه تفاوتی با GDI دارد؟ مزایا و معایب هرکدام چیست؟ برای مقایسه موتور MPI و GDI باید با موارد و نکاتی در موتور خودروها یا همان پیشرانه آشنا شوید که در ادامه به همه این سؤالات پاسخ می‌دهیم.

اهمیت نوه سیستم سوخت‌رسانی موتور در مقایسه موتور MPI و GDI

برای اینکه بهتر بتونین مقایسه موتور MPI و GDI بررسی کنیم بهتر است با نوع سیستم سوخت رسانی و پاشش سوخت بیشتر آشنا شویم. چندین دهه پیش، برای سوخت‌رسانی موتور از کاربراتور استفاده می‌شد. این قطعه پیش از تجهیز خودروها به ECU یا کامپیوتر خودرو، 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. در این سیستم، سوخت از طریق سوزن انژکتور و بر اساس دستور ECU اسپری می‌شود و کارایی بسیار بهتری نسبت به کاربراتور دارد.

موتور MPI چیست؟

انژکتورهای اولیه از نوع تک نقطه‌ای بودند. این یعنی برای تأمین سوخت تمام سیلندرها فقط از یک انژکتور استفاده می‌شد. در این سیستم، انژکتور معمولاً پشت دریچه گاز نصب می‌شود و با پاشش سوخت در این قسمت، بنزین را به همه سیلندرها می‌رساند. بعداً انژکتورهای چند نقطه‌ای جایگزین نمونه‌های تک نقطه‌ای شدند. در این سیستم، هر سیلندر یک انژکتور مجزا دارد. این انژکتورها روی یک ریل در انتهای منیفولد هوا درست پشت سوپاپ هوا قرار می‌گیرند. در این سیستم، سوخت مستقیماً پشت سوپاپ‌های هوا پاشیده می‌شود و چون پس از پاشش تغییرات کمتری را تجربه می‌کند، با شرایط بهتری به داخل سیلندر می‌رسد. همچنین در این روش هر سیلندر مقدار دقیق‌تری از سوخت را دریافت می‌کند. امروزه این روش سوخت‌رسانی جایگزین روش تک نقطه‌ای شده است. به پیشرانه‌هایی که از سوخت‌رسانی انژکتوری چند نقطه‌ای استفاده می‌کنند MPI گفته می‌شود که مخفف Multi Point Injected است. هم‌اکنون تمام پیشرانه‌های تولید داخل مثل TU5 ایران‌خودرو و M15 سایپا از نوع MPI هستند.

موتور GDI چیست؟

هرچند سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری چند نقطه‌ای پیشرفت بزرگی بود و توانست راندمان موتورها را بسیار بهبود ببخشد اما بعداً خودروسازان به آن نتیجه رسیدند که اگر سوخت مستقیماً داخل سیلندر تزریق شود می‌تواند بازهم راندمان را افزایش دهد. بدین ترتیب، سیستم تزریق مستقیم سوخت شکل گرفت که GDI گفته می‌شود و مخفف Gasoline Direct Injection است. 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. از اواخر دهه 90 میلادی خودروسازان سراغ تزریق مستقیم سوخت رفتند و امروزه این نوع سیستم سوخت‌رسانی بسیار متداول شده است. امروز در کشورمان خودروهایی مثل فونیکس FX و لاماری ایما از موتور GDI استفاده می‌کنند.

مقایسه تفاوت موتور MPI با GDI

بهتر است قبل از مقایسه موتور MPI و GDI این موضوع بدونیم که، بزرگ‌ترین تفاوت بین این دو پیشرانه در محل نصب انژکتور و پاشش سوخت است. در موتور MPI سوخت پشت سوپاپ هوا پاشیده شده و همراه با هوا وارد سیلندر می‌شود درحالی‌که در موتور GDI سوخت مستقیماً داخل سیلندر پاشیده می‌شود؛ اما محل پاشش سوخت تنها تفاوت بین سیستم‌های MPI و GDI نیست زیرا در سیستم GDI از پمپ فشار بالا استفاده می‌شود و سوخت با فشار به‌مراتب بالاتری پاشیده می‌شود. در سیستم MPI، سوخت با فشاری بین 30 تا 60 psi در منیفولد هوا پاشیده می‌شود درحالی‌که در سیستم GDI سوخت با فشار حدود 15 هزار psi داخل سیلندر اسپری می‌شود. به همین دلیل، موتور GDI به انژکتورهای متفاوتی نیاز دارد

مزایا و معایب موتور GDI

سیستم تزریق سوخت GDI هرچند راندمان موتور را بسیار افزایش می‌دهد اما مشکلاتی را هم به دنبال دارد. مهم‌ترین مشکل این موتورها تجمع کربن روی سوپاپ هوا است. در موتورهای MPI، 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 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. یکی دیگر از مشکلات موتورهای GDI خصوصاً در نسخه‌های توربوشارژ، حساسیت بالا نسبت به بنزین است. این موتورها به دلیل نسبت تراکم بالا، حتماً به بنزین باکیفیت و اکتان بالا نیاز خواهند داشت.

مطالب مرتبط: بهترین اکتان برای موتورهای توربو

مزایا و معایب موتور MPI

تمام معایبی که برای موتور GDI ذکر شد را می‌توان به‌عنوان مزایای موتور MPI در نظر گرفت زیرا در این پیشرانه‌ها چون بنزین پشت سوپاپ هوا پاشیده می‌شود، هنگام ورود به سیلندر دوده و کربن‌های روی سوپاپ‌ها را پاک می‌کند و بنابراین خبری از تجمع کربن روی سوپاپ هوا نخواهد بود. علاوه بر این، موتورهای MPI هزینه ساخت پایین‌تری داشته و حساسیت آن‌ها نسبت به بنزین کمتر از موتورهای GDI است. بااین‌حال، بزرگ‌ترین مشکل موتورهای MPI راندمان پایین‌تر نسبت به نمونه‌های GDI است. به‌عنوان‌مثال، پیشرانه 1.5 لیتری توربوشارژ فونیکس تیگو 7 پرو که از نوع MPI است، 156 اسب بخار قدرت و 230 نیوتن متر گشتاور تولید می‌کند درحالی‌که موتور 1.5 لیتری توربوشارژ لاماری با وجود حجم یکسان، به لطف بهره‌مندی از سیستم GDI خروجی بسیار بالاتری برابر با 195 اسب بخار قدرت و 285 نیوتن متر گشتاور دارد.