Peningkatan rasio kompresi sangat meningkatkan efisiensi termal. Rasio kompresi mesin gas baru-baru ini umumnya sekitar 10: 1 sampai 12: 1.
Secara teoritis, jika rasio kompresi dinaikkan dari 10: 1 sampai 15: 1, efisiensi termal akan meningkatkan oleh sekitar 9%. Namun, salah satu alasan mencegah penyebaran kompresi tinggi mesin gas rasio penurunan torsi besar karena mengetuk (Gambar 1).
Mengetuk adalah pembakaran normal di mana campuran udara-bahan bakar menyatu sebelum waktunya karena paparan suhu tinggi dan tekanan, menciptakan yang tidak diinginkan frekuensi tinggi kebisingan. Ketika rasio kompresi meningkat, suhu di kompresi pusat mati atas (TDC) juga naik, meningkatkan kemungkinan mengetuk.
Dalam rangka untuk menurunkan suhu di kompresi TDC, mengurangi jumlah gas buang panas yang tersisa di dalam ruang pembakaran efektif. Misalnya, dengan rasio kompresi 10: 1, suhu gas sisa dari 750 deg. C, dan suhu udara masuk dari 25 deg. C, jika 10% dari gas buang tetap, suhu di dalam silinder sebelum kompresi meningkat sekitar 70 deg. C, dan suhu di kompresi TDC dihitung meningkat sekitar 160 deg. C. Oleh karena itu, dapat dengan mudah disimpulkan bahwa jumlah gas sisa memiliki dampak besar pada mengetuk.
Perhitungan ini dirangkum dalam Gambar 2, dan seperti yang ditunjukkan, jika jumlah gas sisa setengahnya dari 8% sampai 4%, suhu di kompresi TDC dihitung tetap sama bahkan ketika rasio kompresi meningkat dari 11: 1 14: 1.
Penurunan gas sisa difokuskan pada untuk SKYACTIV-G, memungkinkan realisasi mesin bensin rasio kompresi yang tinggi.
Hal ini dimungkinkan dengan mengadopsi rongga piston dan mengoptimalkan injeksi bahan bakar untuk merumuskan campuran udara-bahan bakar berlapis di sekitar busi. Selain itu, rongga piston menyelesaikan masalah dari api awal datang di kontak dengan kepala piston dan menghasilkan kerugian pendinginan.
Untuk meningkatkan ketahanan terhadap mengetuk, memperpendek durasi pembakaran juga dicoba. Semakin cepat pembakaran, jumlah waktu yang lebih singkat campuran udara-bahan bakar yang tidak terbakar terkena suhu tinggi, memungkinkan untuk pembakaran yang normal untuk menyimpulkan sebelum mengetuk terjadi. Secara khusus, selain menciptakan campuran lebih homogen dengan cara mengintensifkan aliran udara, meningkatkan tekanan injeksi, dan menggunakan multi-hole injectors untuk meningkatkan karakteristik semprotan bahan bakar, rongga piston digunakan untuk mencegah pembakaran api awal dari memukul piston dan mengganggu pertumbuhan api itu.
Secara teoritis, jika rasio kompresi dinaikkan dari 10: 1 sampai 15: 1, efisiensi termal akan meningkatkan oleh sekitar 9%. Namun, salah satu alasan mencegah penyebaran kompresi tinggi mesin gas rasio penurunan torsi besar karena mengetuk (Gambar 1).
Mengetuk adalah pembakaran normal di mana campuran udara-bahan bakar menyatu sebelum waktunya karena paparan suhu tinggi dan tekanan, menciptakan yang tidak diinginkan frekuensi tinggi kebisingan. Ketika rasio kompresi meningkat, suhu di kompresi pusat mati atas (TDC) juga naik, meningkatkan kemungkinan mengetuk.
Dalam rangka untuk menurunkan suhu di kompresi TDC, mengurangi jumlah gas buang panas yang tersisa di dalam ruang pembakaran efektif. Misalnya, dengan rasio kompresi 10: 1, suhu gas sisa dari 750 deg. C, dan suhu udara masuk dari 25 deg. C, jika 10% dari gas buang tetap, suhu di dalam silinder sebelum kompresi meningkat sekitar 70 deg. C, dan suhu di kompresi TDC dihitung meningkat sekitar 160 deg. C. Oleh karena itu, dapat dengan mudah disimpulkan bahwa jumlah gas sisa memiliki dampak besar pada mengetuk.
Perhitungan ini dirangkum dalam Gambar 2, dan seperti yang ditunjukkan, jika jumlah gas sisa setengahnya dari 8% sampai 4%, suhu di kompresi TDC dihitung tetap sama bahkan ketika rasio kompresi meningkat dari 11: 1 14: 1.
Penurunan gas sisa difokuskan pada untuk SKYACTIV-G, memungkinkan realisasi mesin bensin rasio kompresi yang tinggi.
Salah satu pilihan untuk secara signifikan mengurangi gas sisa adalah adopsi dari sistem 4-2-1 knalpot. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 3, ketika exhaust manifold pendek, gelombang tekanan tinggi dari gas yang muncul segera setelah silinder Nomor 3 knalpot katup terbuka, misalnya, tiba di silinder No.1 karena selesai buang langkah dan memasuki nya langkah isap. Akibatnya, gas buang yang baru saja pindah dari silinder dipaksa kembali ke dalam ruang pembakaran, meningkatkan jumlah gas sisa panas. Dengan exhaust manifold pendek, gelombang tekanan tinggi tiba di silinder berikutnya dalam waktu singkat, menyebabkan efek samping ini untuk melanjutkan dari rendah ke kecepatan mesin tinggi. Namun, dengan panjang 4-2-1 sistem pembuangan, karena butuh waktu untuk gelombang tekanan tinggi untuk mencapai silinder berikutnya, efek yang disebutkan terbatas pada kecepatan mesin ekstra-rendah, membuat pengurangan gas sisa pada hampir semua mesin kecepatan mungkin.
Selain itu, panjang pipa lebih dari 600mm diperlukan untuk mengangkat sebenarnya digunakan torsi, tapi ruang diselamatkan dengan mengadopsi bentuk lingkaran.
Masalah utama dengan sistem pembuangan 4-2-1 adalah bahwa jarak jauh mendinginkan gas buang sebelum mencapai katalis, menunda aktivasi katalis. Suhu gas buang dapat ditingkatkan dengan menunda waktu pengapian, tapi terlalu banyak menyebabkan keterbelakangan pembakaran stabil. Untuk SKYACTIV-G, pembakaran stabil terealisasi bahkan ketika waktu pengapian setelah mesin-start jauh tertunda.
Selain itu, panjang pipa lebih dari 600mm diperlukan untuk mengangkat sebenarnya digunakan torsi, tapi ruang diselamatkan dengan mengadopsi bentuk lingkaran.
Masalah utama dengan sistem pembuangan 4-2-1 adalah bahwa jarak jauh mendinginkan gas buang sebelum mencapai katalis, menunda aktivasi katalis. Suhu gas buang dapat ditingkatkan dengan menunda waktu pengapian, tapi terlalu banyak menyebabkan keterbelakangan pembakaran stabil. Untuk SKYACTIV-G, pembakaran stabil terealisasi bahkan ketika waktu pengapian setelah mesin-start jauh tertunda.
Hal ini dimungkinkan dengan mengadopsi rongga piston dan mengoptimalkan injeksi bahan bakar untuk merumuskan campuran udara-bahan bakar berlapis di sekitar busi. Selain itu, rongga piston menyelesaikan masalah dari api awal datang di kontak dengan kepala piston dan menghasilkan kerugian pendinginan.
0 comments:
Post a Comment