Enjin pembakaran dalam

Enjin pembakaran dalam (bahasa Inggeris: internal combustion enginecode: en is deprecated ) ialah jenis enjin yang pembakaran bahan api dan pengoksida (biasanya udara) berlaku dalam ruang terbatas yang dipanggil kebuk pembakaran. Tindakbalas eksotermik ini menghasilkan gas pada suhu dan tekanan tinggi yang dibenarkan. Enjin pembakaran dalam ditakrifkan dari fungsinya yang dilakukan oleh gas panas yang berkembang yang bertindak secara langsung untuk menggerakkan bahagian-bahagian enjin yang pejal.^[1]^[2]^[3]^[4]

Istilah "enjin pembakaran dalam" selalu dipakai untuk memaksudkan enjin yang pembakarannya adalah sekejap-sekejap, seperti enjin Wankel atau enjin beromboh salingan yang mana terdapat kawalan pergerakan omboh, engkol, sesondol, atau rod penyambung.^[5] Namun begitu, enjin pembakaran berterusan seperti enjin pesawat, kebanyakan roket, dan banyak turbin gas juga dikelaskan sebagai jenis-jenis enjin pembakaran dalam.^[1]^[2]^[3]^[4] Ini dibandingkan pula dengan enjin pembakaran luar seperti enjin wap dan enjin Stirling yang menggunakan kebuk pembakaran berasingan untuk memanaskan bendalir berfungsi yang berasingan, yang berfungsi dengan menggerakkan omboh atau turbin, misalnya.

Wujudnya bermacam-maca rekabentuk yang berlainan untuk enjin pembakaran dalam, setiap satunya ada kelebihan dan kelemahan tersendiri. Sungguhpun berbagai-bagai kegunaan, namun enjin pembakaran dalam berguna khususnya dalam aplikasi bergerak seperti kereta, pesawat, dan juga aplikasi bimbit: kebolehan semua benda-benda sedemikian menggunakan bahan api yang mampat tenaga (khususnya bahan api fosil) untuk menghasilkan nisbah kuasa-berat tinggi banyak memberi kelebihannya.

Operasi

Kitaran empat lenjang (atau kitaran Otto)
1. Kemasukan
2. pemampatan
3. kuasa
4. ekzos (*exhaust*)

Enjin pembakaran dalam 4 lejang mempunyai 4 langkah asas yang berulangan setiap 2 revolusi enjin tersebut :

(1) Lejang masukan/sedutan (2)Lejang mampatan (3) Lejang kuasa (4) Lejang ekzos

1. Lejang masukan : lejang pertama dalam enjin pembakaran dalam juga dikenali sebagai lejang sedutan kerana piston bergerak ke kedudukan isipadu maksimum (arah menurun di dalam silinder). Hasilnya, aci sesondol menekan ke bawah pada punca injap dan menyebabkan injap masukan terbuka, dan campuran bahan api mengewap memasuki kebuk pembakaran. Injap masukan akan tertutup pada akhir lejang ini.

2. Lejang mampatan : Dalam lejang ini, kedua-dua injap adalah tertutup dan piston memulakan pergerakannya ke kedudukan isipadu minimum (gerakan ke atas di dalam silinder) dan memampatkan campuran bahan api tersebut. Ketika proses mampatan, tekanan, suhu dan ketumpatan campuran bahan api tersebut meningkat.

3. Lejang kuasa : apabila piston sampai ke satu kedudukan hanya sebelum kedudukan tengah tertinggi (top dead center), palam pencucuh akan menyalakan campuran bahan api tersebut. Kedudukan di mana bahan api dinyalakan berbeza-beza mengikut enjin; biasanya ia adalah lebih kurang 10 darjah sebelum kedudukan tengah tertinggi. Pengembangan gas ini terjadi akibat penyalaan bahan api menghasilkan kuasa yang dipindahkan ke mekanisme aci engkol.

4. Lejang ekzos : Pada pengakhiran lejang kuasa, lejang ekzos terbuka. Ketika lejang ini, piston akan memulakan pergerakan ke kedudukan isipadu maksimum. Injap eksoz terbuka membenarkan gas eksoz untuk lepas daripada silinder. Pada pengakhiran lejang ini, injap ekzos tertutup, injap masukan terbuka, dan turutan ini akan berulangan pada kitar seterusnya. enjin 4 lejang memerlukan 2 revolusi.

Banyak enjin mempunyai pertindihan langkah berbanding masa; enjin turbin melakukan semua langkah ini serentak pada bahagian enjin yang berbeza.

Pembakaran

Kesemua enjin pembakaran dalam bergantung kepada pembakaran bahan api kimia, kebiasaannya dengan oksigen daripada udara (walaupun ia adalah mungkin untuk menyuntik nitrus oksida untuk melakukan lebih blagi untuk perkara yang sama dan meningkatkan kuasa). Proses pembakaran yang terhasil daripada kuantiti haba yang tinggi, dan juga penghasilan wap dan karbon dioksida dan bahan kimia lain pada suhu yang sangat tinggi; suhu yang dicapai ditentukan oleh bahan kimia yang digunakan untuk membentuk bahan api dan pengoksida (lihat stoikiometri), dan juga faktor pemampatan dan juga faktor lain.

Bahan api yang paling biasa ditemui adalah terdiri daripada hidrokarbon dan diterbitkan daripada bahan api fosil (petroleum). Bahan api fosil termasuk bahan api diesel, petrol dan gas petroleum, dan juga propana (jarang digunakan). Dikecualikan untuk komponen penghantaran bahan api, kebanyakan enjin pembakaran dalam yang direkabentuk untuk kegunaan petrol boleh bergerak dengan menggunakan gas asli atau gas petroleum yang dicairkan tanpa pengubahsuaian major. Bahan api bio berbentuk cecair dan gas, seperti ethanol dan biodiesel (satu bentuk bahan api diesel yang dihasilkan daripada hasil tanaman yang menghasilkan trigliserida seperti minyak soya) boleh juga digunakan. Enjin dengan pengubahsuaian yang bersesuian boleh juga digerakkan dengan gas hidrogen, gas kayu atau gas arang, serta daripada gas pengeluar yang terhasil daripada biojisim. Baru-baru ini, eksperimen telah dijalankan menggunakan bahan api berasaskan serbuk pepejal seperti kitar suntikan magnesium (magnesium injection cycle).

Enjin pembakaran dalam memerlukan pencucuhan kepada campuran tersebut, samada dengan pencucuhan percikan (CI). Sebelum pengenalan kaedah elektrikal yang boleh dipercayai, tiub panas dan kaedah nyalaan telah digunakan. Enjin eksperimental dengan pencucuhan laser telah dicipta.

Proses Pencucuhan Petrol

Sistem pencucuhan enjin petrol secara amnya bergantung kepada gabungan bateri asid publum dan gegelung aruhan untuk menyediakan percikan elektrikb bervoltan tinggi untuk mencucuh campuran petrol-udara di dalam silinder enjin. Bateri ini akan dicas ketika operasi menggunakan peranti yang menghasilkan elektrik seperti alternator atau generator dipace oleh enjin. Enjin petrol mengambilan campuran udara dan petrol dan memampatkan ia hingga tidak melebihi 12.8 bar (1.28 MPa), kemudian menggunakan palam pencucuh untuk mencucuh campuran tersebut ketika ia dimampatkan oleh kepala piston di dalam setiap silinder. Sementara enjin pembakaran dalam adalah lebih senang untuk dihidupkan dalam cuaca sejuk berbanding enjin diesel, mereka masih terdedah kepada masalah menghidupkan enjin dalam keadaan ekstrem. Untuk bertahun-tahun lamanya, kereta perlu diletakkan di tempat yang panas. Di sesetengah tempat di dunia, minyak disalirkan keluar dan dipanaskan semalaman dan dikembalikan ke dalam enjin untuk penghidupan sejuk. Pada awal tahun 1950-an unit petrol Gasifier telah dibangunkan, where part on cold weather starts raw gasoline was diverted to the unit where part of the gas was burned causing the other part to become a hot vapor sent directly to the intake valve manifold. Unit ini agak popular sehingga blok pemanas elektrik menjadi piawaian di petrol enjin yang di jual di kawasan cuaca sejuk.

Proses Pencucuhan Diesel

Enjin diesel dan HCCI - Enjin Pencucuhan mampatan cas homogen (Homogeneous charge compression ignition) bergantung sepenuhnya kepada haba dan tekanan dihasilkan oleh enjin dan proses pemampatannya untuk pencucuhan. Tahap pemampatan yang berlaku biasanya sebanyak 2 kali atau lebih daripada enjin petrol. Enjin diesel mengambil hanya udara, dan sejurus sebelum pemampatan puncak, menyembur sedikit kuantiti bahan api diesel ke dalam silinder melalui penyuntik bahan api yang membolehkan bahan api tersebut itu untuk terbakar serta-merta. Enjin jenis HCCI mengambil kedua-dua udara dan bahan api, tetapi terus bergantung kepada proses pembakaran automatik tanpa bantuan (unaided auto-combustion) akibat tekanan dan haba yang lebih tinggi. Ini juga menerangkan mengapa diesel dan enjin HCCI adalah lebih terdedah kepada isu penghidupan-sejuk, walaupun mereka berfungsi sama baik dalam cuaca sejuk selepas dihidupkan. Enjin diesel berkuasa ringan (light duty) dengan suntikan langsung dalam jkereta dan trak ringan menggunakan palam cahaya (glow plug) yang memanaskan terlebih dahulu kebuk pembakaran sejurus sebelum mula untuk mengurangkan keadaan tidak-hidup dalam cuaca sejuk. Kebanyakan diesel juga mempunyai bateri dan sistem mengecas. Walau bagaimanapun, sistem ini adalah sekunder dan ditambah oleh pembuat sebagai satu kemewahan untuk kemudahan memulakan dan memutarkan bahan api hidup-atau-mati (yang mana juga boleh dilakukan melalui sebuah suis atau peranti mekanikal), dan untuk mengerakkan komponen elektrikal sampingan dan aksesori. Kebanyakan enjin baru bergantung kepada unit kawalan enjin elektrikal atau elektronik (ECU) yang juga akan mengubah proses pembakaran untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan lepasan.

Rujukan

^ ^a ^b Encyclopedia Britannica: Internal Combustion engines
^ ^a ^b Answers.com Internal combustion engine
^ ^a ^b "Columbia encyclopedia: Internal combustion engine". Diarkibkan daripada yang asal pada 2012-07-21. Dicapai pada 2021-09-26.
^ ^a ^b http://www.infoplease.com/ce6/sci/A0825332.html
^ Donald Routledge Hill (1998). Studies in Medieval Islamic Technology II, (1st paragraph) p. 232

Pautan luar

Animated Engines Diarkibkan 2008-09-24 di Wayback Machine - explains a variety of types
Intro to Car Engines - Cut-away images and a good overview of the internal combustion engine
The Fuel and Engine Bible - A good resource for different engine types and fuels
Self Improvement Wednesday - ABC 702 Drive audio
The role of spray technology and combustion engines Diarkibkan 2006-12-21 di Wayback Machine
Walter E. Lay Auto Lab Diarkibkan 2011-07-20 di Wayback Machine - Research at The University of Michigan
youtube - Animation of the components and built-up of a 4-cylinder engine
youtube - Animation of the internal moving parts of a 4-cylinder engine
Small engine repair Diarkibkan 2008-12-31 di Wayback Machine Carburetor Adjustments
A site dedicated to Barsanti & Matteucci engine Diarkibkan 2008-04-05 di Wayback Machine
Hypervideo showing construction and operation of a four cylinder internal combustion engine courtesy of Ford Motor Company Diarkibkan 2008-10-29 di Wayback Machine
Next generation engine technologies Diarkibkan 2009-06-27 di Wayback Machine retrieved May 9, 2009

[r1-1] Encyclopedia Britannica: Internal Combustion engines

[r2-2] Answers.com Internal combustion engine

[r3-3] "Columbia encyclopedia: Internal combustion engine". Diarkibkan daripada yang asal pada 2012-07-21. Dicapai pada 2021-09-26.

[r4-4] ttp://www.infoplease.com/ce6/sci/A0825332.html

[autogenerated1-5] Donald Routledge Hill (1998). Studies in Medieval Islamic Technology II, (1st paragraph) p. 232

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]