직접 주입 엔진이란 무엇입니까?

엔진은 모든 차량에서 가장 중요한 부품 중 하나입니다. 차량에 고유한 기능을 제공하는 수많은 엔진 유형이 있습니다. 한 가지 옵션은 직접 분사 엔진입니다.

직접 분사 엔진은 차량이 더 높은 연료 효율을 유지하도록 돕는 능력으로 인해 점점 더 대중화되었습니다. 직접 분사 기술은 가솔린 엔진을 최적화하여 공기와 가솔린에 대해 서로 다른 매니폴드를 활용하여 연료를 보다 효율적으로 연소하도록 도와줍니다.

이러한 엔진의 작동 방식과 제공하는 이점에 대해 더 궁금하십니까? 계속 읽어주세요.

가솔린 직접 주입(GDI)이란 무엇입니까?

가솔린 직접 분사(GDI)는 고압 연료를 엔진 실린더에 직접 전달하는 연료 분사 유형입니다.

전통적인 포트 또는 스로틀 바디 분사 시스템은 흡기 밸브 위의 흡기 포트로 연료를 공급합니다. 포트 또는 스로틀 바디 엔진에서 공기는 흡기 포트의 연료와 혼합되고 혼합물은 흡기 밸브를 통해 실린더로 들어갑니다.

직접 분사 엔진은 기존 연료 분사보다 훨씬 적은 연료로 작동하여 배기 가스를 줄이고 연비를 높일 수 있습니다. 엔진 제어 모듈(ECM)은 모든 상황에서 엔진이 효율적으로 작동할 수 있도록 연료 대 공기의 비율을 선택합니다.

직분사 디젤 엔진이 일반적이지만 가솔린 엔진에서는 이 기술이 비교적 새롭습니다. 연비 향상과 더불어 직분사 방식으로 일반 압축비보다 높은 압축비를 사용할 수 있어 출력이 증가합니다.

직접 주입 작동 방식

직접 분사 엔진은 두 개의 연료 펌프, 즉 저압 펌프와 고압 펌프를 사용합니다. 저압 펌프는 연료를 탱크에서 연료 필터를 통해 고압 펌프로 보냅니다.

엔진의 캠축은 고압 펌프를 구동하여 최대 2,500파운드(PSI)의 연료 압력을 허용합니다. 이 고압 연료는 연료 레일을 통해 이동하고 특별히 설계된 연료 인젝터를 통해 엔진 실린더로 직접 이동합니다. 정상적인 엔진 작동 중에는 실린더 압력이 상당히 높습니다. 고압 연료 펌프가 실린더 압력을 극복하여 미세하게 분무된 연료가 유입되도록 합니다.

직접 분사 엔진은 포트 또는 스로틀 바디 분사 엔진과 물리적으로 다릅니다. 연료 인젝터를 허용하기 위해 실린더에 대한 추가 액세스 지점이 있습니다. GDI 엔진은 또한 고압 연료 레일과 고압 연료 펌프를 사용하며, 오작동 시 해당 고압 릴리프 밸브도 사용합니다.

직접 주입의 장점

직접 분사 엔진을 사용하면 다음과 같은 많은 이점이 있습니다.

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더 쉬운 콜드 스타트

더 나은 연료 분무로 인한 더 나은 연비 및 더 낮은 배기 가스

에탄올과 가솔린의 고급 조합인 E85 플렉스 연료와 잘 어울립니다.

터보차저 엔진의 터보 지연 감소

연료는 냉각제 역할을 하여 압축비를 높일 수 있습니다.

직접 주입의 단점

직접 분사 엔진에도 몇 가지 단점이 있습니다.

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더러워진 흡기 밸브(청결을 유지하기 위해 연료가 흐르지 않음)

고성능 애플리케이션의 경우 연료 흐름을 증가시키기가 더 어렵습니다.

고유량이 아닌 연료 압력용으로 설계됨

높은 RPM에서 전력과 효율성이 부족할 수 있음

일반 분사 엔진에 비해 고급화되어 수리가 복잡하고 설치 비용이 많이 듭니다.

직접 주입 모드

직접 분사 엔진의 연소실 주변에 연료를 분배하는 데 사용되는 몇 가지 기본 기술이 있습니다. 이러한 GDI 모드는 다음과 같습니다.

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벽 가이드: 벽 유도식 시스템은 인젝터를 흡입 밸브 사이의 각도로 배치하고 연료를 점화 플러그 쪽으로 향하게 하는 독특한 피스톤 모양을 가지고 있습니다. 분사되면 특수 모양의 피스톤 돔이 연료 혼합물을 점화 플러그 쪽으로 편향시킵니다. 그런 다음 피스톤은 가연성 혼합물을 점화 플러그 쪽으로 밀어내는 데 도움이 됩니다.

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스프레이 가이드: 이 시스템은 인젝터를 점화 플러그 옆의 연소실 상단 중앙에 배치하고 점화 플러그를 가로질러 직접 아래로 연료를 분사합니다. 이 설계는 연료가 피스톤 크라운을 따라 이동하지 않고 점화 플러그를 향해 직접 분사되기 때문에 일반적으로 벽 유도 시스템보다 더 효율적입니다.

이중 주입

일부 제조업체는 직접 분사와 포트 분사를 혼합한 이중 분사를 사용합니다. 이 조합은 직접 분사, 특히 더러운 흡기 밸브 및 높은 RPM 효율성 문제와 관련된 몇 가지 문제를 극복할 수 있습니다. 이중 분사 엔진에서 ECM은 엔진 수요에 따라 사용할 인젝터를 결정합니다.

UTI에서 직접 분사 엔진 작업을 위한 교육

자동차 제조업체는 끊임없이 변화하는 배기 가스 표준에 적응하고 있습니다. GDI 엔진은 시장에서 점점 더 보편화되고 있으며 진단 및 수리 능력은 사라지지 않습니다.

얼마 전까지만 해도 고압 직분사는 고급 차량에서만 볼 수 있었지만 GDI 엔진은 빠르게 자동차 산업의 표준이 되고 있습니다.

UTI(Universal Technical Institute)의 Automotive Technology 프로그램의 일부인 Automotive Engines Service &Repair Course에서 GDI 엔진 및 기타 주요 엔진 유형에 대한 작업을 배울 수 있습니다. 이 프로그램은 학생들이 자동차 산업에서 경력을 쌓는 데 필요한 실무 경험과 교육을 받을 수 있도록 준비하는 데 도움이 됩니다.¹

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