자동차 엔진 연료 분사방식 비교, MPI vs GDI

  우리 주변에 보이는 차들을 보면 차량명에 MPI나 GDI, TDI 등 여러 엔진 분사방식의 명칭이 붙는 것을 볼 수 있습니다. 엔진의 특징을 나타내는 방식인데, 마케팅용으로 많이 활용되죠. 오늘은 연료분사 방식을 비교하고, 최신 트렌드를 정리하는 글을 작성합니다.

연료의 분사방식

  우리가 매일 마주치는 자동차는 내연기관의 운동을 통해 힘을 얻고 움직입니다. 내연기관이 피스톤의 왕복운동을 통해 에너지를 얻기 위해 사용하는 연료는 자동차에서 일반적으로 휘발유, 디젤, LPG를 이용하고 있습니다. 이런 연료를 분사하는 방식에 따라 엔진의 구조가 달라지기 때문에 최근까지도 몇가지 시스템이 혼용되어 사용되고 있죠. 오늘 주제로 다루는 MPI와 GDI 역시 그런 시스템의 일종입니다.

MPI : Multi Point Injection 다중 연료 분사

  아래 그림에서 보이듯, MPI 방식의 연료분사는 실린더 내부가 아닌 흡기포트에 기화되어 분사되는 시스템입니다.

MPI 방식의 연료분사 시스템 (출처 : 현대케피코)

  MPI의 장점은 엔진의 내구성이 좋고, 가격이 저렴하며, 진동과 소음이 적어 정숙성이 높다는 점입니다. 그리고 구조가 단순하기 때문에 가격이 저렴하고, 정비성이 좋다는 점을 장점으로 볼 수 있죠.

GDI : Gasoline Direct Injection 가솔린 직분사

  GDI는 유입된 휘발유(Gasoline)을 연소실 내부로 직접 분사하는 형태를 말합니다. 아래 사진에서 보시면, 인젝터가 실린더 내부로 직접 휘발유를 분사하는 시스템으로 공기가 들어간 실린더에 분사하기 때문에 배기밸브로 공기가 빠져나가지 않는 상태에서 연소효율을 더 높일 수 있습니다. 다만 그만큼 높은 압력으로 분사를 해야하는 단점도 발생하게 됩니다.

GDI의 연료분사 방식 (출처 : 현대케피코)

GDI와 MPI의 비교

감마 1.6 MPI와 GDI 엔진 모식도

  MPI 시스템과 GDI의 시스템을 몇가지 기준에서 비교하면 아래와 같습니다.

MPI와 GDI 비교

  GDI에는 터보가 붙지 않는 일반적인 GDI의 상황입니다. 연비를 생각한다면 GDI가 좋지만, 상대적으로 PM이 많아 디젤엔진처럼 카본을 주기적으로 긁어내야하는 상황이 발생할 수도 있습니다. 압축비와 분사압이 높기 때문에 실린더 내부에서 큰 폭발이 일어나며 이로 인해 출력과 토크는 좋아지지만 그만큼 진동과 소음이 발생하는 문제가 생기죠. MPI의 경우 조용조용하게 가긴하는데 엑셀을 밟을 때 다소 힘을 느리게 받는 다는 점이 아쉬운 점입니다. 강화되는 환경규제에는 상대적으로 MPI가 유리하게 흘러가는 구도 입니다.

  GDI의 MPI의 장점만을 뽑아낼 수는 없을까? 고민한 결과가 최근에 나오는 것 같기도 합니다. 최근에 HKMC에서 듀얼 분사엔진을 출시했었죠. RPM이 낮은 경우 MPI 방식으로 구동되고, 힘이 필요한 순간에 GDI가 구동되는 엔진을 만들었죠. 세타3엔진이 스마트스트림이라는 이름을 달고 최근에 나왔습니다. (G4KN, Theta III Smartstream 2.5 GDI -그랜저IG, K7 / T-GDI는 G4KR G80)

  GDI엔진이나 MPI엔진은 어느것이 옳다! 라고 말하기 어렵습니다. 각각의 장단점이 확고하고, 최근에 현대기아차의 스마트스트림 엔진의 출시로 두 장점을 모두 활용하고자 하는 시점이기 때문이죠. 출력이나 연비에 관심이 있다면, GDI 엔진에 관심이 생기실테고, 정숙성이나 정비 등을 고려하신다면 MPI도 괜찮은 선택입니다.