همه چیز درباره فناوری TGDI | مزایا، معایب و تأثیر آن بر عمر موتور
امروزه که مصرف سوخت و میزان آلایندگی از عوامل تعیین‌کننده در صنعت خودروسازی به شمار می‌آید، هر فناوری که بتواند حتی اندکی مصرف سوخت را کاهش دهد، به مزیتی رقابتی برای خودروسازان تبدیل میشود.
برای کاهش مصرف سوخت بدون افت قدرت پیشرانه، روش‌های متعددی وجود دارد که یکی از مؤثرترین آنها استفاده از فناوری TGDI (Turbocharged Gasoline Direct Injection) است. این فناوری در بسیاری از خودروهای تولیدی چین و آمریکای شمالی که از بزرگ‌ترین بازارهای خودرویی جهان هستند، به کار گرفته شده است. پیش‌بینی میشود که تا سال 2024، بیش از 80 درصد خودروهای تولیدی در آمریکای شمالی به این سیستم مجهز شوند. با این حال، سرعت گسترش این فناوری در مناطق مختلف یکسان نیست؛ برای مثال، انتظار می‌رود که تنها 25 درصد از خودروهای عرضه‌شده در آمریکای جنوبی طی سال آینده به این سیستم مجهز باشند.
در سراسر جهان، استانداردهای آلایندگی یورو 4 و یورو 5 به عنوان حداقل میزان آلایندگی مجاز در نظر گرفته می‌شوند. یکی از کارآمدترین روش‌ها برای دستیابی به این استانداردها، استفاده از فناوری TGDI است که توانسته به‌سرعت در بازارهای جهانی جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.
مشتریان امروزی به دنبال خودروهایی هستند که ضمن کاهش مصرف سوخت و آلایندگی، قدرت بالایی نیز ارائه دهند. در همین راستا، خودروسازان از فناوری TGDI بهره می‌برند. به عنوان نمونه، یک پیشرانه 4 سیلندری مجهز به این سیستم می‌تواند قدرتی معادل یک موتور 6 سیلندری با سیستم MPFI تولید کند، اما مصرف سوخت آن به‌مراتب کمتر خواهد بود.
معرفی سیستم TGDI و کاربرد آن در خودروهای مدرن
در موتورهایی که از فناوری TGDI بهره می‌برند، سوخت با فشار بالا از طریق یک ریل مشترک مستقیماً به داخل سیلندر تزریق میشود. این روش برخلاف سیستم MPI است که در آن سوخت ابتدا به داخل منیفولد هوا تزریق میشود. در سیستم GDI، هر سیلندر دارای یک انژکتور مجزا است که به‌طور مستقیم سوخت را برای هر سیلندر تأمین می‌کند. این شیوه تزریق سوخت باعث افزایش دقت در تنظیم زمان پاشش، بهبود راندمان موتور و کاهش میزان آلایندگی میشود.
در سال‌های اخیر، این فناوری در برخی از خودروهای عرضه‌شده در بازار ایران نیز مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان نمونه، شرکت کرمان موتور در نسخه فیس‌لیفت جک S5 از پیشرانه 1.5 لیتری TGDI استفاده کرده است. این موتور علی‌رغم حجم کمتر، توان خروجی برابری با نسخه 2 لیتری اتوماتیک جک S5 دارد، اما در عین حال موفق شده استانداردهای آلایندگی مورد نیاز برای شماره‌گذاری را نیز کسب کند. با توجه به سختگیرانه‌تر شدن استانداردهای آلایندگی در ایران، احتمالاً در آینده نزدیک، شاهد استفاده گسترده‌تر از فناوری TGDI در خودروهای داخلی خواهیم بود.
بررسی سیستم تزریق مستقیم سوخت و چالش‌های آن
سیستم تزریق مستقیم سوخت که امروزه با نام‌های تجاری مختلفی همچون GDI، Direct Injection و دیگر عناوین توسط خودروسازان معرفی میشود، نخستین بار توسط شرکت بوش آلمان توسعه یافت و در خودروهایی مانند جالوت GP 700 و گوتبرود مورد استفاده قرار گرفت. هدف اصلی از به‌کارگیری این فناوری، کنترل دقیق‌تر نسبت سوخت و هوا و بهینه‌سازی مصرف سوخت بود. با این حال، در طول زمان مشخص شد که این سیستم، علی‌رغم مزایای فراوان، ممکن است در درازمدت مشکلاتی را برای دوام موتور ایجاد کند.
پس از معرفی اولیه، خودروسازان مختلف این سیستم را در مدل‌های متنوعی به کار گرفتند و امروزه، تزریق مستقیم سوخت به یک انتخاب برتر برای خودروهای مدرن و با عملکرد بالا تبدیل شده است. از مزایای اصلی این فناوری می‌توان به افزایش دقت در احتراق سوخت، کاهش مصرف، بهبود قدرت خروجی موتور و کاهش میزان آلایندگی دی‌اکسید کربن (CO₂) اشاره کرد. با کاهش هزینه‌های تولید، این سیستم در خودروهای ارزان‌تر نیز به کار گرفته شده است، اما در کنار تمام مزایای خود، معایبی دارد که می‌تواند برای دارندگان خودرو، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه، چالش‌هایی ایجاد کند.
یکی از معضلات این سیستم، تشکیل مخلوط ناهمگن سوخت و هوا در محفظه احتراق است. این امر باعث میشود بخار آب موجود در سوخت به‌طور کامل تبخیر نشده و برخی از ذرات خام سوخت، نسوخته از منیفولد دود خارج شوند. برای حل این مشکل، خودروسازان از فیلترهای مخصوصی به نام OPF (جذب‌کننده ذرات سوخت) استفاده کرده‌اند. این موضوع باعث شده علاوه بر کاتالیست‌های رایج، یک فیلتر اضافی در مسیر اگزوز قرار گیرد که در نهایت، هزینه‌های نگهداری خودرو را افزایش می‌دهد.
مشکل دیگری که در خودروهای مجهز به سیستم تزریق مستقیم سوخت مشاهده میشود، رسوب کربن در پشت سوپاپ‌های ورودی هوا است. این امر موجب کاهش عملکرد موتور شده و در سیستم‌های سوخت‌رسانی MPI (تزریق چند نقطه‌ای) یا SPFI (تزریق تک نقطه‌ای) کمتر اتفاق می‌افتد، زیرا در این سیستم‌ها، سوخت به‌طور مداوم از روی سوپاپ عبور کرده و به دلیل خاصیت پاک‌کنندگی بنزین، از ایجاد رسوبات جلوگیری میشود. برای رفع این مشکل، برخی خودروسازان ترکیبی از سیستم تزریق مستقیم و غیرمستقیم را در موتورهای خود به کار گرفته‌اند.
علاوه بر این، خودروهای مجهز به این فناوری معمولاً نیاز به سوخت با اکتان بالا و بدون سرب دارند و استفاده از مکمل‌های سوختی در این خودروها رایج است. همچنین، مشکلاتی همچون عدم احتراق کامل در برخی از سیلندرها در این خودروها مشاهده شده که در صورت تشدید، ممکن است نیاز به تعویض انژکتور باشد. این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که قیمت انژکتورهای مخصوص سیستم تزریق مستقیم به مراتب بالاتر از انژکتورهای رایج است، زیرا این قطعات به دلیل فشار کاری بالا و فناوری پیشرفته، پیچیدگی بیشتری دارند و با انژکتورهای معمولی قابل مقایسه نیستند. از سوی دیگر، این انژکتورها قابل تمیزکاری به شیوه متداول نیستند و در صورت خرابی، تعویض آنها هزینه‌بر خواهد بود.
یکی از مهمترین نکات در نگهداری خودروهای مجهز به سیستم تزریق مستقیم سوخت، تعویض به‌موقع روغن موتور است. این خودروها به روغن‌های تمام سینتتیک نیاز دارند و هرگونه تأخیر در تعویض روغن، می‌تواند آسیب‌های جدی به موتور وارد کند. این نکته به‌خصوص در هنگام خرید خودروهای دست‌دوم اهمیت بیشتری دارد، زیرا مشاهده اثرات روغن‌سوزی در بخش‌های مختلف موتور، ممکن است نشان‌دهنده عدم نگهداری صحیح و تعویض نامنظم روغن باشد.
با وجود اینکه سیستم تزریق مستقیم سوخت یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های موجود در حوزه احتراق داخلی برای خودروهای بنزینی و دیزلی محسوب میشود، اما اگر مراقبت و سرویس‌های دوره‌ای به‌درستی انجام نشود، می‌تواند به یکی از پرهزینه‌ترین و پردردسرترین سیستم‌های سوخت‌رسانی تبدیل شود و مشکلات متعددی را برای مالکان خودرو ایجاد کند.
نظرات کاربران