تزریق سوخت الکترونیکی معمولی، در خودروها به صورت انبوه، از اواخر دهه 1950 مورد استفاده قرار گرفت. تا همین اواخر، تقریباً همه خودروهای بنزینی، دارای تزریق سوخت چند نقطه ای (چند پورت) یا MPI بودند که بسیارهم قابل اعتماد بودند. در واقع این اعتماد به حدی بود که در مورد تعمیر و نگهداری این نوع موتورها نگرانی خاصی وجود نداشت.
امروزه طبق مقررات سختگیرانه صرفه جویی در مصرف سوخت و آلایندگی، خودروسازان به فناوری‌های جدیدی روی آورده اند. تزریق سوخت مستقیم بنزین (DI یا GDI) یکی از آنهاست.
فناوری تزریق مستقیم، مصرف سوخت را 10 تا 20 درصد بهبود می‌بخشد، اما آیا قابل اعتماد هم است؟ آیا هزینه نگهداری خودرو با سیستم تزریق مستقیم بیشتر است؟
اول، بیایید ببینیم که این نوع موتورها در مقایسه با موتورهای تزریق سوخت معمولی چند پورت یا MPI چگونه کار می‌کنند.
نحوه عملکرد تزریق چند پورت و تزریق مستقیم
در موتور بنزینی با تزریق سوخت معمولی چند پورت (چند نقطه ای) ، یک پمپ سوخت الکتریکی ساخته شده در داخل مخزن سوخت، سوخت را به ریل سوخت موتور می‌رساند. فشار سوخت نسبتاً کم است، چیزی در حدود ۳۵ تا ۶۰ پی اس آی. ریل سوخت، سوخت را در بین انژکتورها تقسیم می‌کند. هر سیلندر دارای یک انژکتور سوخت است؛ مطابق با کارکرد موتور، هر انژکتور، سوخت را به ورودی که در آن با هوا مخلوط می‌شود، می‌پاشاند. از آنجا، مخلوط هوا/سوخت از طریق یک سوپاپ باز، وارد سیلندر می‌شود.
در یک تزریق مستقیم، یک پمپ سوخت کم فشار، ابتدا سوخت را به پمپ سوخت فشار قوی می‌رساند. پمپ سوخت فشار قوی یک پمپ مکانیکی است که توسط یکی از میل بادامک‌های موتور هدایت می‌شود که سوخت را تحت فشار بسیار بالا (بیش از ۲۰۰۰PSI) به ریل سوخت می‌رساند. ریل سوخت، سوخت را بین انژکتورهای فشار قوی توزیع می‌کند. این انژکتورهای فشار قوی، در هر سیلندر، هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می‌کند، سوخت را مستقیماً در محفظه احتراق تزریق می‌کند.
نگهداری از موتور GDI
با نگاهی به برنامه تعمیر و نگهداری خودروها با موتور تزریق مستقیم که توسط کارخانه‌های سازنده ارائه می‌شود، متوجه خواهیم شد خدمات بیشتری برای موتورهای تزریق مستقیم نیاز نیست. با این حال، چند تفاوت وجود دارد. موتور تزریق مستقیم با توجه به طراحی، نسبت به کیفیت بنزین حساس‌تر است.
یک پمپ سوخت فشار قوی، توسط یک میل بادامک حرکت می‌کند و این نقطه اصطکاک توسط روغن موتور، روغن کاری می‌شود. این بدان معناست که سطح پایین روغن یا عدم تعویض روغن یا استفاده از روغن نامناسب، می‌تواند مشکلاتی را ایجاد کند. درست است که این موضوع، برای موتورهای MPI نیز صادق است اما باید توجه داشت که اهمیت آن در موتورهای تزریق مستقیم بیشتر است.
یک مشکل دیگر در موتورهای تزریق مستقیم، تجمع کربن ناشی از بخارات روغن، در پشت سوپاپ‌های ورودی و انژکتورها است. در تزریق سوخت معمولی MPI، انژکتورها بنزین را مستقیماً روی سوپاپ‌های ورودی اسپری می‌کنند و آنها را می‌شویند. در موتور تزریق مستقیم، سوخت، زیر سوپاپ‌ها پاشیده می‌شود این بدان معناست که با گذشت زمان، بخارها روغن که از سوپاپ‌های ورودی عبور می‌کنند، در پشت سوپاپ‌ها و روی انژکتورها رسوبات کربنی ایجاد می‌کنند.
این مشکل در موتورهای با کارکرد زیاد، بیشتر مشهود است، به ویژه اگر از وسیله نقلیه برای سفرهای کوتاه ،به طور مکرر استفاده شود؛ توربوشارژر نیز می‌تواند اوضاع را بدتر کند.
این بدان معناست که در برخی از خودروهای تزریق مستقیم، سوپاپ‌های ورودی ممکن است در مسافت پیموده شده بیشتر نیاز به تمیز کردن داشته باشند. به همین دلیل، توصیه می‌شود که سوپاپ‌های این نوع موتورها در هر ۱۲۰۰۰۰ کیلومتر تمیز شود.
با این وجود، بسیاری از خودروهای تزریق مستقیم هیچ مشکلی ندارند. با توجه به اهمیت کم مصرف بودن خودروها در نزد بسیاری از خریداران خودرو و دولت‌ها، بسیاری از کمپانی‌های ساخت اتومبیل، به سمت استفاده از این موتورهای کم حجم تر و با بازده بیشتر، روی آورده اند. این نوع موتورها با استقبال خریداران نیز رو به رو شده است و انتظار می‌رود طراحان و مهندسان، با اعمال تغییرات بیشتر، به بهینه شدن و عملکرد بهتر موتورهای GDI کمک کنند. مانند آنچه که تویوتا در برخی از مدل‌های لکسوس و تویوتا با نام موتورهای D-4S انجام داده است. در این مدل از موتور، هم انژکتور پورت و هم انژکتور مستقیم وجود دارد. همچنین فورد نیز از این تکنولوژی، در آخرین مدل‌های محصولاتش استفاده کرده است. استفاده ار انژکتور پورت و مستقیم، باعث می‌گردد تا مشکل رسوبات کربنی در این نوع از موتورها تا حد زیادی حل شود.
آیا موتورهای تزریق مستقیم قابل اعتماد هستند؟
به طور کلی، هرچه ماشین پیچیده‌تر باشد، مشکلات احتمالی، بیشتر خواهد بود. در دنیا برخی از خودروها بیشتر از بقیه با مشکلات مربوط به تزریق مستقیم مواجه بوده اند. به عنوان مثال، ب‌ام‌و با پمپ‌های فشار قوی و انژکتورها مشکلاتی داشته و حتی در برخی از مدل‌ها فراخوان پمپ سوخت فشار قوی را صادر کرده است. فولکس واگن/آئودی نیز در موتور بنزینی 2.0L-turbo FSI خود (اصطلاح فولکس واگن برای تزریق مستقیم) مشکلاتی داشته‌اند. با این حال، به عنوان مثال، موتورهای بنزینی تزریق مستقیم شرکت مزدا، در صورت تعویض منظم روغن موتور، عملکرد خوبی دارند. به طور کلی می‌توان گفت عملکرد این نوع از موتورها با کارخانه سازنده، ارتباط زیادی دارد.
به طور خلاصه، اشکالات موتورهای تزریق مستقیم، شامل طراحی پیچیده تر با اجزای گران قیمت تر، وابستگی بیشتر به کیفیت بنزین و هزینه‌های بالقوه بیشتر مربوط به تعمیرات به خصوص در مسافت پیموده شده بیشتر به دلیل مشکلات ذکر شده در بالا است که اغلب، تشخیص برخی از این مشکلات دشوار است.
از طرف دیگر، مزایای اصلی این نوع از موتورها مصرف سوخت بهتر، انتشار آلایندگی کمتر و قدرت بیشتر است.
در پایان باید گفت، این نوع از موتورها جدیدا راه خود را به بازار ایران، باز کرده‌اند، به همین دلیل ممکن است برخی از خریداران، آشنایی کافی نسبت به مراقبت و نگهداری از آنها را نداشته باشند. استفاده از روغن موتور و فیلترهای مناسب و تعویض به موقع آنها، پیگیری سرویس‌های دوره ای جهت بازدید و تمیز کردن سوپاپ‌ها در صورت نیاز و استفاده از بنزین مناسب، از جمله مواردی هستند که دارندگان این خودروها باید به آنها توجه کنند.
همچنین روشن بودن چراغ چک، پایین یا بالا بودن سطح روغن، وجود بوی بنزین در زیر کاپوت، صداهای غیر طبیعی موتور، کمبود قدرت و خروج دود آبی یا سفید از اگزوز، می‌تواند علائمی از مشکلات احتمالی در عملکرد این موتورها باشد که باید نسبت به رفع کامل آن، اقدام گردد.
