Sekilas Tentang Gasoline Direct Injection.docx

Sekilas Tentang Gasoline Direct Injection Oleh : Sugeng Riyadi Widyaiswara Muda PPPPTK BOE / VEDC Malang Ringkasan. Perkembangan teknologi otomotif sekarang ini sangat memperhatikan pengeruh terhadap lingkungan hidup, dalam hal ini masalah polusi (emisi gas buang kendaraan). Dengan perkembangan teknologi, prinsip injeksi langsung ke dalam silinderadalah cara baru untuk menciptakan efisiensi bahan bakar dan mesin akan lebih ramah lingkungan. Seperti halnya mesin diesel (TDI), jumlah bahan bakar yang dipasok sesuai dengan persyaratan (kebutuhan dan kondisi pada waktu tertentu), olehkarena itu prinsip injeksi langsung akan diterapkan untuk mesin bensin juga. Pada materi ini dibahas tentang pengenalan teknologi GDI dan keuntungannya. Kata Kunci : Gasoline Direct Injection, GDI, Direct Petrtol Injection, Variable Compretion.

Gambar 1. Dimensi Mesin. Sistem bahan bakar konvensional telah diperbaiki dengan metode injeksi (menyemprotkan bensin) ke intake manifold yangbertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi bahan bakar dan memperbaiki emisi gas buang. Dengan perkembangan te knologi, prinsip injeksi langsung ke dalam silinder adalah cara baru untuk menciptakan efisiensi bahan bakar dan mesin akan lebihramah terhadap lingkungan. Seperti halnya mesin diesel (TDI), jumlah bahan bakar yang dipasok sesuai dengan persyaratan(kebutuhan dan kondisi pada waktu tertentu), oleh karena itu prinsip injeksi langsung akan diterapkan untuk mesin bensinjuga. Secara umum GDI memiliki keuntungan sebagai berikut: 1. Biaya operasional kendaraan berkurang, yaitu dengan konsumsi bahan bakar yang lebih rendah . 2. Pencemaran lingkungan berkurang karena lebih sedikit polutan yang ke atmosfir, sehingga sumber daya alam dapat dilestarikan.

dipancarkan

Diagram dibawah ini menunjukkan langkah-langkah untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar.

Gambar 2. Diagram untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar. A. Electronically controlled cooling system. B. Variable valve timming. C. Exhaust gas recirculation. D. Variable compression. E. Cylinder shut-off. F. Lean charge mode (homogeneous). G. Full-variable valve gear (mechanical). H. Electronic valve gear. I.

Direct petrol injection.

Masalah utama sistem injeksi bensin langsung ? 



Salah satu masalah utama dengan injeksi bensin langsung adalah gas buang. Katalis konvensional tidak dapatmengkonversi nitrogen oksida yang diproduksi oleh pembakaran menjadi nitrogen dalam waktu yang cepat. Melalui pengembangan katalis penyimpanan NOx, untuk memenuhi standar emisi gas buang EU4. Nitrogen oksida disimpan sementara dan secara sistematis diubah menjadi nitrogen. Alasan lain adalah masalah sulfur dalam bahan bakar. Karena kesamaan kimianya menjadi nitrogen oksida, belerangjuga disimpan dalam penyimpanan katalis NOx dan menempati ruang yang ditujukan untuk nitrogen oksida. Semakin tinggi kandungan sulfur dalam bahan bakar,semakin sering katalis harus diganti dan semakin tinggi konsumsi bahan bakar.

Keuntungan dari sistem injeksi bensin langsung (GDI). 1.

Dalam operasi modus ini, kendaraan beroperasi pada lambda (λ) antara 1,55 dan 3. Hal ini memungkinkan katup throttle untuk membuka lebih lanjut, sehingga mengurangi perlawanan terhadap diinduksi udara.(modus campuranhomogen kurus).

Gambar 3. Modus Campuran Homogen Kurus. 2. Mesin beroperasi pada lambda (λ) antara 1,6 sampai 3 dalam modus throttle bertingkat dan sekitar 1,55 dalam modus homogen kurus.(Modus campuran kurus).

Gambar 4. Modus Campuran Kurus. 3. Kehilangan panas yang rendah melalui dinding silinder. Dalam modus campuran homogen kurus, pembakaran terjadihanya di daerah sekitar busi, Yang berarti kehilangan panas pada dinding silinder berkurang dan efisiensi termal yang lebih tinggi.

Gambar 5. Pembakaran Pada Modus Campuran Homogen Kurus. 4. Operasi yang homogen pada tingkat sirkulasi gas buang yang tinggi. Karena langkah hisap yang intens, mesinmemiliki resirkulasi gas buang tinggi hingga 25%, saat dioperasikan dalam modus homogen. Untuk mencapai prestasiyang sama seperti pada pengisian udara segar pada tingkat sirkulasi gas buang yang rendah, maka katup throttledibuka.

Gambar 6. Operasi Pada Campuran Homogen. Perbandingan kompresi.

Dengan menyemprotkankan bahan bakar langsung ke dalam silinder, panas diambil dari udara masuk. Ini Mengurangikecenderungan mesin mengalami knocking dan memungkinkan untuk peningkatan rasio kompresi dan meningkatkan efisiensitermal.

Gambar 7. Penginjeksian Langsung. Waktu perlambatan (pemutusan/cut-off bahan bakar) diperpanjang. Pemutusan kecepatan dapat dikurangi karena tidak ada bahan bakar tersimpan di dinding ruang bakar pada saat cut-in.Sebagian besar bahan bakar dapat segera diubah menjadi energi yang berguna. Akibatnya, mesin berjalan lancar bahkan pada kecepatan cut-in yang lebih rendah.

Gambar 8. Pemutusan Penyemprotan Bahan Bakar. Modus operasi. 1. Mode pengisian bertingkat. Mesin berjalan dalam mode campuran kurus hingga beban mesin menengah. Melalui campuran stratifikasi dalam ruang pembakaran, mesin dapat dioperasikan pada total lambda sekitar 1,6–3. 

Sebuah bentuk campuran yang sangat mudah terbakardisekitar busi di pusat ruang pembakaran.



Campuran ini diselimuti oleh lapisan luar Ideal yang terdiri dari udara segar dan diresirkulasi gas buang.

2. Mode pengisian homogen kurus. Dalam zona transisi antara modus pengisian bertingkat dan mode pengisian homogen, mesin berjalan dalam mode pengisian homogen kurus. Campuran kurus didistribusikan homogen (merata) sepanjang ruang pembakaran. Rasio udara/ bahan bakar sekitar lambda 1,55. 3. Mode pengisian Homogen. Mesin pada beban dan kecepatan yang lebih tinggi, mesin berjalan dalam Mode pengisian homogen. Rasio udara-bahan bakar dalam mode operasi ini adalah lambda = 1

Gambar 9. Diagram Campuran Bahan Bakar. Proses pembakaran. Istilah "proses pembakaran" adalah menjelaskan cara udara dalam bentuk campuran udara dan bahan diubah menjadienergi dalam ruang pembakaran.

bakar

Dalam modus homogen dan modus homogen kurus. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder selama langkah isap sehingga terjadi pencampuran yang homogen dengan udara.

Gambar 10. Proses Pembakaran. Dalam modus pengisian bertingkat, campuran udara-bahan bakar diposisikan di daerah busi dengan proses pembakarandipandu dinding udara. Injector diposisikan sedemikan rupa sehingga bahan bakar diinjeksikan ke dalam ceruk bahan bakar(dinding pemandu) dan dipandu ke busi. Intake manifold flap secara mekanis menghasilkan aliran ceruk (turbulen) udaradalam silinder. Aliran

udara ini (air guide konfigurasi) membantu bakar ke busi. Pembentukan campuranterjadi dalam perjalanan ke busi.

mengangkut bahan

Kesimpulan. Prinsip dari GDI adalah sistem bahan bakar pada motor bakar dimana bahan bakar (bensin) di semprotkan secara langsung ke dalam silinder mesin. Secara umum GDI memiliki keuntungan sebagai berikut: 1. Biaya operasional kendaraan berkurang, yaitu dengan konsumsi bahan bakar yang lebih rendah . 2. Pencemaran lingkungan berkurang karena lebih sedikit polutan yang ke atmosfir, sehingga sumber daya alam dapat dilestarikan.

dipancarkan

Selain keuntungan ada beberapa masalah utama pada sistem injeksi bensin langsung antara lain : 





Katalis konvensional tidak dapat mengkonversi nitrogen oksida yang diproduksi oleh pembakaran menjadi nitrogendalam waktu yang cepat. Melalui pengembangan katalis penyimpanan NOx, untuk memenuhi standar emisi gas buangEU4. Nitrogen oksida disimpan sementara dan secara sistematis diubah menjadi nitrogen. sehingga memerlukan katalis khuisus. Alasan lain adalah masalah sulfur dalam bahan bakar. Karena kesamaan kimianya menjadi nitrogen oksida, belerangjuga disimpan dalam penyimpanan katalis NOx dan menempati ruang yang ditujukan untuk nitrogen oksida. Semakin tinggi kandungan sulfur dalam bahan bakar,semakin sering katalis harus diganti dan semakin tinggi konsumsi bahan bakar. dengan kata lain sistem GDI harus menggunakan bensin dengan kandungan timbal dan sulfur yang sangat kecil.

Daftar Pustaka. 1. VEDC, 1990, Servis Mobil, VEDC Malang Automotif Departeman, Vocational Education Development Center Malang Indonesia. 2. Bosch Tecniche Unterrictung, Elektrotechnik, Robert Bosch, Stuttgart. 3. Europa Lehrmitel 2012, Kraftfarhrzeugtechnik, VERLAG EUROPA LEHRMITEL Nourney, Vollmer GmbH & Co.KG