Pengapian Kompresi Muatan Homogen (HCCI) . Akronim yang terus-menerus muncul di Autopédia da Razão Automóvel selama beberapa bulan terakhir. Beberapa contoh:
- Mazda sedang mengerjakan mesin baru yang tidak membutuhkan busi
- Bagaimana mesin HCCI Mazda tanpa busi bekerja?
- Mazda melakukan revolusi lagi. Temukan mesin SKYACTIV-X baru
Pada tahun 2018 kami akan mengubah akronim HCCI menjadi yang lain: SPCCI. Mengapa? Jawabannya akan muncul nanti di teks.
Mari kita tinjau artikelnya
Seperti yang kami tulis sebelumnya, teknologi HCCI (pengapian dengan kompresi dengan muatan homogen) memungkinkan mesin bensin melakukan siklus pembakaran tanpa busi . Litani yang terkenal (sudah berusia seabad...): masuk, kompresi, ledakan, dan buang.
Sama seperti mesin diesel, mesin bensin dengan teknologi HCCI tekanan dalam campuran sedemikian rupa sehingga pembakaran dipicu tanpa menggunakan busi.
Banyak pabrikan telah mencoba membuat mesin bensin menjadi mungkin dengan teknologi ini, yang menggabungkan yang terbaik dari Diesel (torsi, respons putaran rendah, dan penghematan bahan bakar) dengan mesin bensin siklus Otto terbaik (daya, efisiensi, dan emisi), tetapi tidak ada yang melakukannya .tercapai karena masalah yang melekat dalam solusi ini – yang akan saya jelaskan nanti.
Tak seorang pun, kecuali beberapa pria yang sangat keras kepala yang bekerja di sana di sisi Hiroshima. Tuan-tuan yang terus berinvestasi dalam mesin Wankel, menolak untuk berhemat mesin dan menegaskan dengan keyakinan bahwa sebelum elektrifikasi mobil, masih banyak "jus" yang harus diekstraksi dari mesin pembakaran tua. Tuan-tuan ini (seperti yang sudah Anda duga ...) adalah insinyur Mazda.
Katakan halo! ke SPCCI (Spark Controled Compression Ignition)
Seiring dengan beredarnya kabar tersebut, kita dapat mengetahui lebih detail tentang teknologi baru yang akan hadir pada mesin Mazda SKYACTIV generasi kedua – mulai tahun 2019.
Mesin Mazda generasi kedua ini akan disebut SKYACTIV-X dan berjanji untuk menawarkan mesin Diesel dan bensin terbaik hanya dalam satu mesin:
Seperti kebiasaan dalam beberapa tahun terakhir, insinyur merek Hiroshima tetap yakin dengan pilihan mereka. Dan dari investasi ini lahirlah teknologi SPCCI (Spark Controled Compression Ignition), yang dalam bahasa Portugis berarti sesuatu seperti «sistem pengapian kompresi yang dikendalikan percikan».
Tapi bukankah itu disebut HCCI?
Ya, itu disebut HCCI, tetapi teknologi ini tidak melayani tujuan Mazda. Teknologi HCCI memiliki masalah serius: itu hanya bekerja di bawah kondisi penggunaan yang ideal (putaran rendah, suhu rendah dan tekanan atmosfer konstan). Jika tidak, fenomena yang dikenal sebagai "pra-detonasi" terjadi, yang secara drastis mengurangi efisiensi pembakaran dan membahayakan keandalan mesin.Itulah mengapa merek mengembangkan teknologi SPCCI, yang membedakan dirinya dari HCCI karena berhasil mengatasi keterbatasannya, saat beralih ke busi dan ke sistem lain (yang akan kita bicarakan nanti…) untuk mengontrol momen penyalaan, meskipun prinsip kerjanya sama.
Oleh karena itu, bertentangan dengan apa yang telah dilaporkan selama beberapa bulan terakhir, oleh kami, Mesin SKYACTIV-X akan memiliki busi. Fungsi teknologi SPCCI diilustrasikan dengan baik dalam video ini:
Seperti yang Anda lihat, prinsip kerjanya sederhana. Namun, eksekusinya lebih kompleks daripada yang terlihat.
Secara singkat, teknologi SPCCI bekerja sebagai berikut: Gelombang pertama udara/bensin yang sangat buruk disuntikkan saat masuk, agar mengalami kompresi yang lebih besar daripada di mesin konvensional tanpa pra-penyalaan (ketika campuran meledak sebelum titik ideal).
Pada saat kedua, gelombang kedua bahan bakar dengan campuran yang lebih kaya disuntikkan di sebelah busi, dan ECU memberikan pengapian busi melalui parameter yang diverifikasi pada saat yang tepat (suhu, tekanan, campuran udara/bensin, dll.). Pada saat ini, campuran udara/bahan bakar mengalami tekanan yang sedemikian besar sehingga campuran tersebut tersulut, tidak hanya di dekat busi, tetapi langsung di seluruh ruang bakar.
Di sinilah letak perbedaannya. Rangkaian peristiwa ini memicu pembakaran yang lebih homogen, lebih cepat dan lebih efisien dari seluruh campuran. Dengan kata lain, pembakaran yang jauh lebih cepat tercapai, di mana lebih banyak pekerjaan dilakukan dengan lebih sedikit bahan bakar, dan dengan lebih sedikit pembentukan gas buang berbahaya seperti NOx (nitrogen oksida).
Pada mesin bensin yang hanya bergantung pada busi, ledakannya lebih lambat, hanya terjadi di dekat busi, dengan nyala api merambat melalui ruang bakar yang tersisa.
Tampaknya sederhana, tetapi seluruh proses ini dihasilkan dari studi intensif tentang perilaku gas di ruang bakar dan pengembangan elektronik yang sangat maju. Kontrol peristiwa selama pembakaran begitu besar sehingga Mazda mampu memvariasikan rasio kompresi mesin tergantung pada saat penyalaan busi. Suka? Menciptakan gelombang tekanan yang berlawanan arah dengan piston melalui momen pengapian bunga api.
Memperbaiki masalah dengan kontrol pengapian ...
… Mazda perlu menemukan solusi untuk menjaga campuran udara/bahan bakar di dalam mesin konstan dan mencukupi, terlepas dari tekanan atmosfer luar. Ini adalah satu-satunya cara di mana teknologi SPCCI, tidak seperti apa yang terjadi dengan teknologi HCCI, dapat bekerja di semua rezim rotasi dan di banyak lingkungan yang berbeda.
Untuk mengatasi masalah ini, Mazda akan melengkapi mesin SKYACTIV-X dengan kompresor volumetrik "ramping" (tipe Roots) yang akan menjaga tekanan masuk konstan. Pada gilirannya, kontrol suhu di ruang bakar akan dilakukan oleh katup EGR yang dikontrol secara elektronik. Dengan cara ini, Mazda dapat mengontrol semua parameter yang mengganggu waktu pengapian mesin melalui unit kontrol yang mengontrol ini dan periferal mesin lainnya (sensor, injektor, dll.).
Kontrol api pamungkas?
Dengan sumber teknologi ini, Mazda mampu mengendalikan bagaimana, kapan dan dalam kondisi apa? adalah bahwa pembakaran (energi panas) diubah menjadi gerak (energi kinetik). Tidak diragukan lagi ini adalah prestasi teknologi yang luar biasa, dengan kecepatan lebih dari 6000 putaran per menit! Dan di sini, saya merasa seperti berada di 3000 SM, masih kesulitan menyalakan perapian...
Kami menantikan untuk mencoba model pertama dengan mesin SKYACTIV-X. Kandidat untuk debut mesin ini dengan teknologi SPCCI adalah Mazda3 generasi masa depan , yang akan memasuki pasar pada tahun 2019.
