pembakaran mesin sehingga secara otomatis pemakaian bahan bakar lebih hemat dan emisi CO, HC, NOx dan Partikulat lebih rendah. Tekanan kompresi yang tinggi
meningkatkan temperatur udara yang dikompresi dan memudahkan bahan bakar yang di semprotkkan nozle terbakar lebih mudah panas cukup tinggi.
Namun resikonya tekanan kompresi yang terlalu tinggi menyebabkan temperatur pembakaran dan ruang bakar menjadi lebih tinggi, akibatnya pembakaran
menghasilkan emisi NOx yang tinggi. Mesin bensin modern saat ini perbandingan kompresinya berkisar 1:28 sd 1:35.
Tersedianya bahan bakar dengan cetane tinggi merupakan alternatif yang baik untuk mesin dengan tekanan kompresi yang tinggi, Masalah berikutnya adalah mekanisme
pendukung seperti katup, piston, poros cam, poros engkol dll.
Gb.64.
Perbandingan kompresi
C. Ruang Bakar
=
Volume ruang bakar
=
Volume langkah
piston
Titik Mati Atas TMA
= gerakan piston
maksimum ke atas
T
itik Mati Bawah
TMB
V
c
Perbandingan Kompresi ----------
V
c
+ V
h
Bentuk ruang bakar juga mempengaruhi kerja pembakaran dan emisi yang dibuang, utamanya HC. Ruang bakar ini dibedakan tergantung pada sistem pembakarannya
yaitu:
Source : Hino Motors Co, 1997
Gb.65.
Perbedaaan Proses Pembakaran Langsung tidak langsung Ruang bakar yang ideal adalah yang berbentuk sederhana dan volume tidak teralalu
besar, udara masuk dapat berpusar masuk ke ruang bakar kemudian saat terjadi penyemprotan bahan bakar merata keseluruh bagian ruang bakar dan akibatnya saat
terjadi pembakaran maka api akan merambat dengan merata ke seluruh bagian ruang bakar. Pembakaran seperti itu akan menghasilkan emisi yang sangat rendah.
1. Pembakaran tak langsung: Bahan bakar disemprotkan ke dalam
ruang tambahan precombustion chamber sehingga pembakaran awal
terjadi didalam ruang bakar tambahan tersebut serlanjutnya api tersebut akan
merambat kedalam rang bakar utama.
2. Pembakaran langsung: Bahan bakar langsung disemprotkan ke
dalam ruang bakar combustion chamber sehingga pembakaran terjadi didalam
ruang bakar seluruhnya.
Gb.66.
Variasi bentuk coakan piston Bentuk ruang bakar tergantung pada dimensi dan mekanisme katup, hal itu
mempengaruhi bentuk permukaan piston, sehingga permukaan piston biasanya diberi coakan sesuai dengan dimensi katup. Gambar diatas menunjukkan bermacam-macam
bentuk coakan pada permukaan bagian atas dari piston. Semua bentuk diatas dirancang untuk mencapai proses pembakaran dengan efisien.
Pada gambar dibawah ini ditunjukkkan penampang bentuk ruang bakar dikombinasikan dengan ruang yang ada pada kepala silinder. Dimana sebagian mesin menggunakan
ruang bakar tambahan untuk mesin jenis pembkaran tak langsung.
Source : Hino Motors Co. 1997
Gb.67.
Perbandingan ruang bakar Pembakaran tak langsung cenderung menghasilkan emisi CO dan NOx dengan
konsentrasi yang lebih sedikit dibandingkan dengan sistim pembakaran langsung. Emisi Permukaan piston
dicoak pada bagian pinggir
Wirbelkammer Permukaan piston
dicoak bulat pada bagian tengah
DI-Einstrahl Permukaan piston
dicoak tengah dua bagian yang bersatu
DI-Mehrstrahl
yang rendah mengindikasikan pula bahwa effisiensi thermis lebih baik sehingga konsumsi bahan bakar juga lebih baik.. Perhatikan grafik berikut ini.
Source : Swisscontact, 2000
Gb.68.
Grafik Perbandingan emisi pada proses pembakaran langsung Tidak
1. Mekanisme Katup
Mesin dengan tingkat efisiensi thermis yang baik biasanya menggunakan teknologi empat katup pada setiap silinder, sehingga dihasilkan bentuk ruang bakar yang ideal,
dan injektor sebagai penyemprot bahan bakar diletakkan di tengah-tengah ruang bakar. Konstruksi sperti itu akan menghasilkan pembakaran yang baik dibanding penempatan
injketor pada bagian pinggir ruang bakar. Mesin dengan teknologi empat katup setiap silinder menyebabkan pemasukan udara lebih sempurna karena hambatan pemasukan
pada katup masuk lebih kecil, akan tetapi rancangan bentuk saluran masuk harus
= Pembakaran langsung = Pembakaran tidak
langsung ppm
Lambda K
on se
nt ra
si
disesuaikan. Demikian pula pembuangan akan lebih lancar sehingga proses pertukaran udara dalam ruang bakar berlangsung lebih baik.
Source : Hino Motors Co. 1997
Gb.69.
Mekanisme empat katup per silinder Masalah overlaping katup masuk dan keluar membuka bersama telah dikurangi
dengan pemanfaatan teknologi VANOS, VITEC dll. Pada sistim tersebut saat pembukaan katup dibantu dengan kontrol elektronik mekanis dan elektro hidrolik,
sehingga didapatkan efisiensi volumetrik lebih baik dan emisi HC gas buang yang dihasilkan lebih baik.
Masalah overlaping juga bisa dikurangi dengan menerapkan sistim hidrolik lifter pada mekanisme pembukaan dan penutupan katup. Mekanisme seperti itu tidak perlu lagi
diadakan penyetelan celah katup.
2. Saluran Intake
KATUP MASUK
SALURAN MASUK
KATUP BUANG
SALURAN MASUK
SALURAN BUANG
NOZZLE
Saluran masuk intake manifold dirancang mempunyai panjang leher yang sama, sehingga pemasukan udara pada setiap silinder sebanding, akibatnya pembakaran
menjadai lebih stabil. Saluran masuk dibuat dengan rancangan yang dapat mengakiba\tkan aliran berputar turbulen dan mengakibatkan pencampuran yang lebih
homogen di dalam ruang bakar. Tahanan udara diperkecil dengan bentuk makin pendek dan permukaan lebih halus,
sehingga campuran lebih lancar masuknya. Panjang saluran dibuat sama pada tiap silindernya sehingga pasokan udara ke tiap
silinder lebih merata dengan jumlah yang relatif sama. Demikian juga pengaruh kebisingan dari aliran udara dikurangi dengan menggunakan
resonator.
Gb.70.
Rancangan saluran intake
D. Pembaharuan Sistim dalam Mesin 1. Pengaturan Penyemprotan Bahan Bakar Elektronik
