SPI, MPI, PFI, GDI 방식 설명입니다.(재업) +454 [18]

그림 a) SPI, b) MPI, C) GDI

1. 용어설명

(1) SPI: Single Point Injection의 줄임말로써... 단일분사라는 뜻입니다. 사진을 잘 보시면 아시겠지만...

스로틀 밸브 뒤에 인젝터를 배치하고  엔진의 회전수에 비례하여 연료를 분사하는 시스템 입니다.

1개의 인젝터에서 분사된 연료가 4개의 실린더로 들어가는 시스템 입니다. 이 엔진이 기계식 캬브레타라고 하는데요..

아무래도 각각의 인젝터로 실린더 마다 연료를 고르게 분배하는게 어렵다는 단점이 있습니다.

(제가 편입 전 전문대 시절... 전자제어 가솔린 엔진과 디젤엔진만 분해조립해봐서... 자세하게는 모르겠지만...

예전 대우자동차 르망이나, 1세대 프라이드??에 사용됬던 것 같더군요..) 

(2) MPI: Multi Point Injection의 줄임말로써... 다중분사라는 뜻입니다. 사진을 잘 보시면 아시겠지만..

SPI엔진과 다르게... 각각의 실린더 마다 인젝터가 존재하여 연소실과 가장 가까운 흡기관(포트)에 연료를 분사해서 연소실에 연료를 공급하는 방식입니다. (예 4기통이면 인젝터가 4개, 6기통이면 인젝터가 6개가 됩니다.)  

장점은 실린더 마다 인젝터가 존재하므로.. 연료를 고르게 분배할 수 있습니다. 즉... 각각의 실린더 마다 정밀하게 연료를 제어할 수 있는 점이 큰 장점입니다. (실제로는... 각각의 실린더에 동일한 압력과 동일한 연료량을 분사할수 없다고 들었던 것 같...)

(3) PFI: Port Fuel Injection의 줄임말로써... 포트 분사라는 뜻입니다. 요즘 나오는 MPI엔진이 바로 포트(연소실과 가장 가까운 흡기관/ 흡기 밸브 뒷쪽) 분사 방식입니다.

(4) GDI: Gasoline Direction Injection의 줄임말로써... 가솔린 직접분사라는 뜻입니다. 사진을 보시면 잘 아시겠지만.. 

MPI엔진과 같이 실린더 마다 인젝터가 존재하므로 요놈도 다중분사 입니다. 단..MPI엔진과 차이점이라면...

연료 분사가 포트분사냐 직접분사냐의 차이입니다.

(여기서 잠깐***포트분사가 무엇인지, 직접분사가 무엇인지는 아래에 자세하게 설명하겠습니다.***)

2. 포트분사 VS 직분사 차이점

사진을 보시면... 왼쪽은 PFI(MPI) 엔진이고, 오른쪽은 GDI 직분사 엔진입니다.

PFI 앞으로는...포트분사라고 부르겠습니다. 포트분사의 원리는 연소실과 가장 가까운 흡기관(포트)에 연료를 분사하여 인테이크 매니폴드에서 들어온 공기와 혼합하여 연소실로 들어가 흡기밸브와 배기밸브를 닫힌 상태에서 압축하여 점화플러그로 폭발을 시키는 방식입니다. 

이 엔진의 장점은.... 흡기쪽에 카본이 거의 생기지 않습니다. 그 이유는... 흡기 포트쪽에 연료를 분사하기 때문에... 밸브에 낀 누적된 카본이 씻겨나가는 장점이 있습니다. 또한 가격이 저렴합니다. 단 단점이라면..흡기밸브 뒷쪽에 연료를 분사하기 때문에.. 연료가 밸브에 묻게되어 증발 즉 손실이 발생하고, 펌핑로스가 심하기 때문에... 연비가 그닥 좋지 못합니다.

GDI엔진의 방식은... 커먼레일 디젤 엔진과 유사합니다... 그 이유는 커먼레일 엔진의 매커니즘을 고대로 따왔기 때문이죠..

아... 물론... GDI엔진이라고 해서 점화플러그가 없는 것은 아닙니다. 아무튼...원리는 디젤엔진과 같이

공기만 압축을 시킵니다. 이 뜨거워진 압축된 공기에 차가운 연료를 분사하면 연소실 내의 온도가 떨어지게 됩니다.

이것을 유식한 말로...증발잠열 이라고 하는데요... 아무튼... 연소실 내의 온도가 낮아지는 만큼... 공기의 체적효율이

올라가면서..기존의 포트분사에 비해서 압축비를 11~13:1 정도까지 올릴 수 있습니다.(기존의 엔진은 9~10:1정도) 

압축비가 높아지는 만큼.. 연비가 좋아집니다. 또한 높은 출력도 낼 수 있고요...디젤엔진이 연비가 좋은이유가...바로 고 압축비 때문이죠... 또한.. 분사압도 150bar정도로 높습니다. 물론...디젤은 훨씬더 높아서 2000bar정도가 됩니다. 아무튼 분사압이 높을 수록 연료 방울이 잘개 잘개 쪼개집니다. 연료방울이 작을수록  미립화 즉 더욱 연소를 효율적으로 할 수 있습니다. 또한 연료의 손실이 적습니다. 그리고 마지막으로 포트분사에 비해서 연소실 온도를 낮출 수 있기때문에 터보와도 궁합이 척척 맞습니다. 그래서 직분사 차량들은 대게 터보가 장착된 차량이 많습니다. 단점이라면 흡기 카본누적, 가격 비쌈, 소음진동이 있습니다.

결론적으로...마지막으로... 긴 글 읽어주셔서 감사하고... 잘못된 정보가 있으면 알려 주시길 바랍니다.~~