Subyek:
- Siklus Atkinson-Miller
- Asal usul siklus Atkinson-Miller
Siklus Atkinson-Miller:
Mesin dengan rasio kompresi tinggi mampu menghasilkan tenaga yang besar. Namun, pada beban mesin yang rendah (beban sebagian), mesin menjadi tidak efisien: bahkan pada beban rendah, tekanan tinggi terbentuk di atas piston, yang menyebabkan inefisiensi dan oleh karena itu tidak diinginkan dalam kasus tersebut. Untuk mencapai efisiensi tinggi pada beban sebagian dengan rasio kompresi lebih tinggi, beberapa pabrikan menerapkan prinsip Atkinson-Miller. Nama Atkinson dan Miller terkadang membingungkan dan salah tempat. Bab selanjutnya menjelaskan perbedaan dan persamaan penemuan-penemuan tersebut.
Dengan prinsip Atkinson-Miller, katup masuk tetap terbuka lebih lama selama langkah kompresi pada beban sebagian (kira-kira 20 hingga 30 derajat poros engkol): udara masuk sebagian mengalir kembali ke intake manifold. Jumlah udara di atas piston setelah katup masuk ditutup jauh lebih sedikit dibandingkan pada mesin yang katup masuknya menutup pada akhir langkah masuk. Dengan volume udara yang lebih rendah di atas piston, lebih sedikit udara yang perlu dikompresi (lebih sedikit gaya tandingan selama langkah kompresi). Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan kini juga lebih sedikit: lebih sedikit udara berarti lebih sedikit bahan bakar.
Konsekuensi dari penutupan katup masuk selanjutnya adalah tingkat pengisian yang lebih rendah. Hal ini mengorbankan tenaga mesin, namun menguntungkan pembakaran secara keseluruhan. Siklus Atkinson-Miller sangat ideal untuk kendaraan hybrid, karena mesin pembakaran tidak lagi menjadi satu-satunya sumber tenaga, melainkan didukung oleh motor listrik, atau hanya berfungsi untuk mengisi baterai (seri hybrid). Selain itu, mengubah valve timing dalam kondisi pengoperasian selain beban sebagian dapat memajukan timing katup masuk.
Sejumlah pabrikan menerapkan prinsip Atkinson-Miller pada mesin pembakaran mobil hybrid mereka. Ini sebagian besar adalah pabrikan Korea dan Jepang: Hyundai, Honda dan Kia.
Gambar di bawah menunjukkan diagram indikator dan diagram PV mesin bensin normal di samping mesin prinsip Atkinson. Karena dengan prinsip Atkinson, kompresi udara hanya dimulai pada akhir langkah kompresi, hal ini tercermin dalam diagram ini. Pengurangan kehilangan kompresi meningkatkan efisiensi termal.
Asal usul siklus Atkinson-Miller:
Pada bagian sebelumnya kita telah membahas penerapan siklus Atkinson-Miller. Dalam literatur, nama teknik Atkinson dan Miller sering digabungkan, meskipun keduanya merupakan penemuan terpisah dengan tujuan yang sama. Sejarah prinsip Atkinson dan Miller dijelaskan di bawah ini.
Atkinson: James Atkinson (Inggris Raya, 1882) mengerjakan penemuannya dimana ia dapat meningkatkan efisiensi mesin piston dengan meningkatkan tenaga langkah. Melalui sistem yang kompleks dengan mekanisme batang dan goyang, langkah piston pada langkah tenaga bisa lebih tinggi dibandingkan dengan langkah masuk.
Animasi tersebut menunjukkan empat pukulan dalam proses empat langkah yang terkenal:
- langkah asupan (intake, ansaugen)
- langkah kompresi
- power stroke (ekspansi, tenaga kerja)
- langkah buang (knalpot, ausstossen)
Mesin Atkinson tidak dikembangkan lebih lanjut pada saat itu karena desainnya terlalu rumit pada saat itu dan terlalu banyak kehilangan tenaga.
Penggiling: Ralph Miller (Amerika Serikat, 1947) mengembangkan teknik dimana katup masuk kemudian ditutup untuk mengurangi tekanan kompresi akhir (lihat bab sebelumnya). Dengan mengubah valve timing, tujuan yang sama dapat dicapai seperti prinsip Atkinson: membatasi kehilangan energi mekanik pada langkah kompresi dengan lebih sedikit udara. Perbedaan antara prinsip Atkinson dan Miller adalah bahwa Atkinson membuat kompresi dan langkah tenaga yang berbeda secara fisik dan Miller dengan keluarnya timing katup masuk mencapai hasil termodinamika yang sama.
Halaman terkait:
