"GDI엔진은 원래 소음이 난다, 심한 경우는 디젤과 같아요!"등의 얘기가 많이 있습니다.
GDI엔진이 MPI엔진과 다르게 소음이 많이 발생하는 원인에 대하여 알아보기로 하겠습니다.
1. GDI vs. MPI
아래의 비교표는 세탸 2엔진(GDI 와 MPI)를 비교한 것입니다.
먼저, 압축비가 GDI가 높으며, 연료의 분사압력이 GDI는 고압펌프가 추가로 있어 연료압력이 MPI보다 훨씬 높습니다.
2. 고압 연료펌프
GDI엔진의 고압연료펌프는 실린더 헤드 상단에 부착되어 있고 펌프출력측은 인젝터에 연결되어있어
연소실내로 직접 연료를 고압으로 분사하게 됩니다.
3. GDI엔진의 소음원인
GDI엔진의 고유한 소음 원인은 2가지입니다. 하나는 고압 연료펌프이고 다른하나는 인젝터라고 할수 있습니다.
MPI엔진과 다른점은 고압연료펌프의 유무와 인젝터의 분사압력차이 이므로 이 두가지가 기존의 MPI엔진과
다른 소음을 발생시키는 원인이라고 할수 있습니다.
4. GDI엔진의 고압 연료펌프 소음원인
고압 연료펌프의 소음발생부위는 Flowrate control valve(유량조절밸브)입니다. 아래의 그림은 고압연료펌프의
단면이며 유량조절밸브는 저압의 연료를 고압의 연료로 변환되도록 고압펌프측에 연료를 공급하는 역활(ON-OFF)
을 합니다.
유량조절밸브를 확대하게 되면 아래와 같이 플런저가 상하로 작동하여 고압을 형성할때 입구를 ON-OFF
시키게 되고 ON-OFF시 밸브의 왕복운동으로 펌프바디부위를 때려서 소음이 나게 됩니다.
밸브의 ON-OFF시 소음을 확인하여 보면 OPEN-CLOSE시 피크치를 형성하게 됩니다.
5. 고압 인젝터의 소음/진동
인젝터는 MPI와 달리 GDI는 압력이 최대 135 bar(아이들링시 40 bar)까지 상승하게 되며 디젤의 CRDI와 유사하게
연료레일에 인젝터가 부착되어 인젝터 작동시 인젝터내의 니들밸브의 상하운동으로 마치 디젤과 같은 소음이
발생하게 됩니다. (MPI는 인젝터의 연료압력이 3.5 bar밖에 되지 않습니다.)
이러한 고압인젝터의 소음진동을 줄여주는 대책으로 아래와 같이 2가지로 분류하여 소음진동을 잡아주고 있습니다.
- 연료레일과 인젝터부위의 연결부위의 형상을 오르피스(Orifice)형상으로 하여 고압의 연료가 인젝터로 유입시
맥동형상을 줄여주고 있습니다.
- GDI의 인젝터는 실린더 헤드에 직접 부착되어 있어 인젝터의 니들밸브의 상하 운동에 의한 소음진동이 실린더
헤드에 직접 전달되지 않도록 완충재 역활을 하는 고무와셔를 장착하고 있습니다.
(고무 와셔가 오래되어 경화되었을 경우 그동안 나지 않던 GDI특유의 디젤차량같은 소음이 날수도 있습니다.)
