enjin pembakaran dalam

16
Objektif 1. Mempelajari maksud enjin pembakaran dalam. 2. Mengetahui jenis-jenis enjin 3. Mengkaji proses yang berlaku dalam setiap lejang 4. Mengetahui prinsip perlakuan pembakaran dalam bagi Enijn petrol dan Enjin diesel 5. Mengetahu perbezaan antara enjin petrol dengan enjin diesel

Upload: bengrunge

Post on 19-Jun-2015

2.784 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Enjin Pembakaran Dalam

Objektif

1. Mempelajari maksud enjin pembakaran dalam.

2. Mengetahui jenis-jenis enjin

3. Mengkaji proses yang berlaku dalam setiap lejang

4. Mengetahui prinsip perlakuan pembakaran dalam bagi Enijn petrol dan Enjin diesel

5. Mengetahu perbezaan antara enjin petrol dengan enjin diesel

Page 2: Enjin Pembakaran Dalam

Sejarah Enjin

Pada permulaan zaman moden , tenaga binatang ternakan serta juga air menjadi popular

sebagai punca kuasa penggerak (motive power source) di samping tenaga manusia sendiri.

Setelah tamadun manusia bertambah maju, enjin wap (steam engine) yang pertama di dunia telah

direka oleh seorang berbangsa Perancis bernama Papin.

Pada tahun 1698, seorang berbangsa Inggeris bernama Sepaley telah menghasilkan pula

enjin wap bagi menjalankan pam air yang digunakan untuk membuang air di perusahaan

perlombongan di England pada masa itu. Walau bagaimanapun enjin wap yang telah dihasilkan

oleh Sepaley ini mengalami beberapa masalah dan seterusnya telah diperbaiki lagi oleh seorang

rakyat England bernama Newman. Pada masa ini, enjin-enjin tersebut masih memerlukan

banyak pindaan dan tidak ekonomik. Di England juga, seorang Inggeris bernama James Watt

telah menambah alat kondenser yang berasingan. Penciptaan enjin bertindak salingan

(reciprocating/double action) pula telah meninggikan lagi kuasa yang dihasilkan oleh bahagian

omboh (piston). Enjin ini membekalkan punca kuasa yang diperlukan untuk revolusi industri

(industrial revolution). Enjin wap yang telah dihasilkan oleh James Watt membawa kepada

zaman mesin (machine age) sehingga menghasilkan berbagai bentuk kenderaan pengangkutan

yang menggunakan enjin wap sebagai kuasa penggerak.

Enjin wap yang asal ini merupakan asas kepada penciptaan enjin pengangkutan yang

moden pada hari ini. Walau bagaimanapun telah disedari bahawa pada enjin wap yang

menggunakan arangbatu sebagai bahan pembakarannya dimana hanya sebahagian daripada haba

yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air bagi menghasilkan wap sedangkan sebahagian

besarnya lagi hilang begitu sahaja. Bagi mengatasi masalah ini, enjin pertama yang

menggunakan bahanapi petrol telah dicipta pada tahun 1860 oleh seorang Perancis bernama

Renior. Berikutan ini, seorang bangsa Jerman bernama Nicholas Otto telah memasukkan kitar

lejang sedutan / mampatan/ kuasa/ ekzos kepada enjin tersebut bagi menghasilkan apa yang

dikenali sebagai enjin kitar empat lejang pada hari ini. Enjin petrol dan disel telah dibuat

berasaskan kepada prinsip kitaran empat lejang. Pada tahun 1876, Nicholas Otto telah mencipta

sebuah enjin petrol. Ini diikuti oleh Dr. Rudolf Disel, juga seorang Jerman yang telah berjaya

mencipta enjin disel yang pertama di dunia pada tahun

Page 3: Enjin Pembakaran Dalam

Enjin pembakaran dalam

Enjin pembakaran dalam bermaksud pembakaran bahanapi berlaku dalam enjin itu sendiri.

Hasil dari pembakaran inilah enjin mendapat kuasa. Di masa dahulu, pembakaran bahanapi berlaku

di luar enjin. Bahanapi yang digunakan adalah seperti kayu, arangbatu atau sebagainya dibakar

untuk mendidihkan air. Wap yang terhasil disalurkan ke dalam enjin untuk menghasilkan kuasa

mekanikal. Enjin seperti ini dikenali sebagai enjin pembakaran luaran. Satu contoh yang baik ialah

keretapi wap yang menggunakan arangbatu sebagai bahanapi.

Definasi enjin

Enjin adalah merupakan perkaitan antara kumpulan atau bahagian yang dipasang mengikut sesuatu peraturan yang ditetapkan untuk menukar tenaga haba (heat energy ) dengan cara pembakaran kepada tenaga mekanikal (mechanical energy) untuk melakukan pergerakan atau kerja.

Jenis-jenis enjin

1. Petrol - Dua lejang - empat lejang

2. Diesel - dua lejang

-empat lejang

3. Turbin gas dan turbin stim

4. Jet

5. Enjin kuasa nuclear

Page 4: Enjin Pembakaran Dalam

Prinsip kerja enjin pembakaran dalam

Untuk mengeluarkan kuasa, enjin mesti melalui empat peingkat iaitu lejang sedutan,

mampatan, kuasa dan ekzos. Berdasarkan kepada Rajah 1 , omboh bergerak ke bawah pada

lejang sedutan . Injap masuk terbuka sementara injap ekzos pula tertutup. Pergerakan omboh ke

bawah menimbulkan kesan sedutan yang menarik campuran bahanapi dan udara melalui injap

masuk ke silinder. Omboh naik semula ke atas pada lejang mampatan. Kedua-dua injap masuk

dan keluar tertutup dan campuran yang disedut tadi termampat ke isipadu yang amat kecil.

Tekanan dalam silinder sewaktu campuran bahanapi udara telah termampatsepenuhnya boleh

mencapai sehingga lebih kurang 5000 kPa.

Di akhir lejang mampatan, iaitu di waktu lejang kuasa akan bermula, palam pencucuh

mengeluarkan bunga api dan mencucuh campuran termampat itu. Pembakaran yang terjadi

menghasilkan satu letupan yang kuat yang menolak omboh ke bawah. Kuasa dari letupan inilah

yang memberi kuasa kepada enjin untuk membuat kerja. Kedua-dua injap masih tertutup pada

lejang kuasa. Di lejang ekzos, omboh naik semula ke atas dan injap ekzos terbuka untuk

membolehkan segala sisa pembakaran keluar dari silinder. Lejang ekzos ini kemudiannya diikuti

semula dengan lejang sedutan untuk pengendalian seterusnya.

Rajah 1 Perlakuan Enjin

Page 5: Enjin Pembakaran Dalam

Lebih banyak silinder yang terdapat pada sesuatu enjin itu, maka lebih berterusanlah

pengeluaran kuasanya. Bagi enjin yang mempunyai lebih daripada empat silinder, kala

penghasilan kuasa oleh sesuatu silinder itu bertindihan di bahagian akhir lejang itu dengan

bahagian awal lejang kuasa silinder yang lain. Penerangan lebih lanjut mengenai pertindihan lejang

kuasa ini ditunjukkan dalam Rajah 1 . Oleh kerana penghasilan kuasa lebih berterusan dengan

enjin berbilang silinder, maka kita dapati saiz nisbi rodatenaga sesebuah enjin semakin kecil

dengan bertambahnya jumlah silinder. Perjalanan enjin juga lebih licin dan kurang bergetar kerana

masa yang memisahkan di antara dua lejang kuasa lebih pendek. Dalam kes enjin empat silinder,

kuasa yang dikeluarkan adalah berturutan tanpa selangan masa, dan jika lebih daripada empat

silinder, berlaku pula pertindihan yang dikatakan di perenggan atas. Ini jauh berbeza daripada enjin

satu silinder. Dengan penghasilan kuasa hanya sekali dalam dua pusingan (empat lejang), kejutan

kuasa, geseran serta perjalanan enjin yang tidak licin mudah berlaku.

Rajah 2 Keratan rentas enjin Pembakaran dalam

Page 6: Enjin Pembakaran Dalam

Enjin Empat Lejang

Rajah 3 : Enjin 4 lejang

Enjin empat lejang di namakan sedemikian kerana ia memerlukan empat lejang untuk

melengkapkan satu kitaran bagi proses sedutan, mampatan, kuasa dan ekzos. Aciengkol

berputar dua kali untuk melengkapkan satu kitaran. Enjin empat lejang boleh terdiri daripada :

i. Enjin Penyalaan Cucuh (petrol)

ii. Enjin Penyalaan Mampatan (disel).

Walau bagaimanapun kedua-dua prinsip operasinya adalah sama

Enjin penyalaan Cucuh (Enjin petrol)

Ciri-Ciri Umum Operasi

i. Bagi menamatkan satu kitar enjin, aciengkol berputar sebanyak dua pusingan iaitu 720

darjah.

ii. Ia menggunakan injap masuk dan keluar.

iii. Semua kejadian -kejadian di dalam satu kitar enjin berlaku di dalam pergerakkan empat

lejang.

Page 7: Enjin Pembakaran Dalam

Tugas-Tugas Pergerakan Enjin Penyalaan Cucuh

Rajah 4: Perlakuan enjin petrol

1. Lejang Masukan

Page 8: Enjin Pembakaran Dalam

Omboh berada pada TTA, injap masuk terbuka dan injap ekzos tertutup. Apabila aciengkol

berputar, omboh bergerak ke TTB dan campuran bahanapi disedut masuk ke dalam ruang

silinder. Apabila omboh tiba ke TTB, injap masuk tertutup. Aciengkol telah membuat setengah

pusingan iaitu 180 darjah.

Peringkat pergerakkan:

i. Injap masuk terbuka dan injap ekzos tertutup.

ii. Omboh bergerak dari TTA ke TTB.

iii. Isipadu ruang silinder bertambah dan tekanan berkurangan.

iv. Campuran bahanapi disedut masuk ke dalam ruang silinder

2. Lejang Mampatan

Aciengkol terus berputar, omboh bergerak ke TTA dan kedua-dua injap tertutup bagi

membolehkan pemampatan campuran bahanapi ke dalam ruang pembakaran di antara kepala

omboh (cylinder head) dan kepala omboh (piston crown ). Aciengkol telah membuat setengah

pusingan yang kedua apabila saja omboh tiba ke TTA, menjadikan jumlah satu pusingan iaitu

360 darjah. Rajah 4 menunjukkan perlakuan enjin tersebut.

Peringkat pergerakkan:

i. Injap masuk dan injap ekzos tertutup.

ii. Omboh bergerak dari TTB ke TTA.

iii. Campuran bahanapi dimampatkan kepada isipadu yang lebih padat.

iv. Tekanan di dalam ruang pembakaran mencapai 827 hingga 965 kPa (120 - 140 psi).

3. Lejang Kuasa

Page 9: Enjin Pembakaran Dalam

Omboh berada pada TTA dan kedua-dua injap mesti tertutup. Palam pencucuh mengeluarkan

bungapi bagi menyalakan campuran bahanapi. Ini mengakibatkan penghasilan haba bersuhu

tinggi sehingga membawa kepada pengembangan gas di dalam ruang pembakaran yang terhad

dan seterusnya mengujudkan suatu daya tekanan yang kuat untuk menolak omboh ke bawah

semula. Aciengkol telah membuat setengah pusingan lagi menjadikan jumlah satu setengah

pusingan iaitu 540 darjah.

Peringkat pergerakan:

i. Palam pencucuh mengeluarkan bungapi.

ii.. Campuran bahanapi terbakar dan menghasilkan haba.

iii. Gas yang terbakar mengembang dan meninggikan tekanan di dalam ruang pembakaran

kepada 4135 hingga 4925 kPa (600 hingga 700 psi).

iv. Daya yang terhasil dari tekanan yang kuat menolak omboh dari TTA ke TTB bagi menghasilkan daya guna enjin.

4. Lejang Ekzos

Omboh berada pada TTB, injap ekzos membuka dan apabila ianya bergerak semula ke TTA,

gas-gas sisa pembakaran (CO2 , CO) diasak keluar melalui liang ekzos. Apabila omboh tiba ke

paras TTA, injap ekzos tertutup dan injap masuk membuka semula bagi mengulangi kembali

lejang sedutan yang seterusnya. Aciengkol telah membuat setengah pusingan yang terakhir

menjadikan jumlah dua pusingan iaitu 720 darjah bagi menamatkan satu pergerakkan kitar

empat lejang.

Peringkat pergerakkan:

i. Injap ekzos terbuka dan injap masuk tertutup.

ii. Omboh bergerak dari TTB ke TTA.

iii. Isipadu ruang silinder berkurangan dan tekanan bertambah.

iv. Pertambahan tekanan mengasak keluar gas-gas sisa pembakaran daripada ruang silinder

melalui liang ekzos.

Enjin penyalaan mampatan (Enjin diesel)

Page 10: Enjin Pembakaran Dalam

Di dalam satu kitar lejang sebuah enjin penyalaan mampatan, Satu siri kejadian-kejadian berlaku

sebagaimana enjin penyalaan cucuh. Kejadian yang berlaku secara turutan dalam enjin penyalaan

mampatan Rajah 5 menunjukkan keadaan tersebut dan ianya adalah sama seperti yang terdapat

pada enjin penyalaan cucuh iaitu:

i. Masukan ialah pemasukkan udara kedalam ruang silinder.

ii. Mampatan (compression) ialah pemampatan udara.

iii. Kuasa (power) ialah pemancutan bahanapi ke dalam ruang pembakaran untuk penyalaan.

iii. Ekzos (exhaust) ialah pengeluaran gas-gas sisa pembakaran daripada ruang silinder.

Rajah 5: Enjin penyalaan mampatan

Perbezaan Antara Enjin Petrol (Penyalaan Cucuh) Dan

Page 11: Enjin Pembakaran Dalam

Enjin Diesel (Penyalaan Mampatan)

Enjin Petrol (Penyalaan Cucuh) Enjin Diesel (Penyalaan Mampatan)

Menggunakan bahanapi ringan Menggunakan bahanapi jenis berat.

Proses pembakaran bahanapi dicapai melalui

pemampatan campuran bahanapi pada kadar

nisbah isipadu antara 1:8 ke 1:15 bagi

mendapatkan suhu haba antara 148 - 204 C

dan diikuti oleh penerbitan bungapi oleh palam

pencucuh sebagai sumber bakar

Proses pembakaran bahanapi dicapai melalui

pemampatan pemampatan udara pada

nisbah isipadu antara 1:15 ke 1:21 bagi

mendapatkan suhu haba antara 482-537 C

(900 -1000F) sebagai sumber pembakar.

Penyalaan campuran ba- hanapi dicapai

melalui penerbitan bungapi oleh palam

pencucuh pada pengakhir lejang mampatan.

Penyalaan bungapi adalah dicapai melalui

peman- bahanapi pada pengakhir lejang

mampatan.

Page 12: Enjin Pembakaran Dalam

Kesimpulan

Dengan ini kami dapat mengetahui maksud enjin pembakaran dalam. Selain itu jenis-

jenis enjin juga diketahui dan disenaraikan. Selain itu , prinsip perlakuan dalam enjin petrol

ataupun diesel telah dipelajari. Proses yang berlaku dalam setiap lejang turut difahami. Terdapat

juga perbezaan antara enjin petrol dan enjin diesel yang telah dipelajari dan difahami. Oleh hal

yang demikian, kajian ini penting kerana enjin merupakan benda yang sangat penting dalam

kehidupan seharian. Antara benda yang menggunakan enjin ialah kereta, bot, kapal, kapal

terbang dan pelbagai lagi.