Enjin diesel

Enjin diesel merupakan sejenis enjin pembakaran dalaman yang beroperasi melalui kitar diesel (dinamakan sempena Dr. Rudolf Diesel). Ciri utama enjin diesel adalah penggunaan udara termampat untuk membakar bahan api, yang disuntik ke dalam kebuk pembakaran semasa penghujung lejang mampatan [compression stroke]. Ia bertentangan dengan enjin petrol, di mana campuran udara-bahan api dinyalakan oleh palam pencucuh..
Enjin diesel dikeluarkan dalam bentuk 2 lejang dan 4 lejang. Asalnya ia dibina sebagai pengganti enjin wap pegun yang lebih cekap. Sejak 1910an ia digunakan dalam kapal dan kapal selam. Lama kemudian enjin diesel turut digunakan pada lokomotif kereta api, lori besar serta penjana elektrik. Pada 1930an, ia mula digunakan dalam beberapa model kereta. Setakat tahun 2007, lebih kurang 50 peratus daripada kereta baru di Eropah menggunakan enjin diesel.

Sejarah

Rudolf Diesel, seorang warganegara Jerman, dilahirkan pada tahun 1858 di Paris di mana ibu bapanya merupakan pendatang dari Bavaria. Beliau memperoleh pendidikan di Politeknik Munich. Setelah bergraduat, beliau bekerja sebagai jurutera peti sejuk, tetapi keinginan utamanya adalah pada reka bentuk enjin. Diesel mereka bentuk pelbagai jenis enjin haba, termasuklah enjin udara kendalian kuasa solar. Pada tahun 1893, beliau menerbitkan satu kertas kerja mengenai sebuah enjin pembakaran dalaman. Pada tahun 1894, beliau memfailkan paten bagi ciptaan terbarunya iaitu enjin diesel. Diesel nyaris-nyaris terbunuh apabila enjin percubaannya itu meletup. Walau bagaimanapun, enjinnya itu adalah yang pertama membuktikan bahawa bahan api boleh dibakar tanpa memerlukan palam pencucuh. Beliau mengendalikan enjin pertamanya yang berjaya dibina pada tahun 1897.
Pada tahun 1898, Diesel dikurniakan U.S. Patent 608,845 bagi "enjin pembakaran dalaman".
Di Augsburg, pada 10 Ogos 1893, model perdana Rudolf Diesel, enjin silinder besi tunggal 3.0 m dengan roda tenaga pada bahagian dasarnya, bergerak sendiri buat pertama kalinya. Diesel menghabiskan masa dua tahun bagi menambah baik enjin tersebut dan pada tahun 1896 beliau melakukan demonstrasi model keduanya dengan kecekapan teori sejumlah 75%, tidak seperti enjin wap yang hanya menghasilkan kecekapan 10%. Menjelang tahun 1898, Diesel menjadi seorang jutawan. Enjinnya digunakan di loji janakuasa elektrik dan air, kereta dan lori, serta kapal air. Ia turut digunakan di lombong-lombong, loji carigali minyak, kilang-kilang, serta kapal-kapal besar.

Bagaimana enjin diesel berfungsi

Enjin diesel berbeza dengan enjin petrol melalui penggunaan nisbah mampatan udara yang lebih tinggi untuk membakar bahan api berbanding enjin petrol yang menggunakan palam pencucuh ("pembakaran mampatan" berbanding "pembakaran pencucuhan").
Selain nisbah mampatannya yang tinggi sehingga membolehkan pembakaran berlaku tanpa sistem penyalaan berasingan, nisbah mampatan yang tinggi juga meningkatkan kecekapan enjin. Pada enjin petrol pula, nisbah mampatan tidak boleh terlalu tinggi bagi mengelakkan kerosakan enjin akibat pra-nyalaan atau ketukan enjin [knocks].
Pada enjin diesel, udara dimampatkan dengan nisbah mampatan lazimnya di antara 15:1 ~ 22:1, meningkatkan suhu udara ke 532 °C. Pada suhu tersebut, udara di dalam kebuk pembakaran akan membakar campuran udara-bahan api. Seterusnya bahan api yang disuntik ke dalam kebuk pembakaran akan terbakar dengan sendirinya, menghasilkan kuasa kepada enjin.

Perkembangan semasa dan akan datang

Setakat 2008, kebanyakan sistem suntikan terus rel sepunya serta sistem suntikan unit menggunakan pemancit baru yang menggunakan wafer piezoelektrik tersusun bagi menggantikan unit pemancit solenoid, memberikan kawalan lebih halus semasa suntikan.
Pengecas turbo geometri boleh laras mempunyai bilah anjal, yang bergerak serta membenarkan lebih banyak udara memasuki enjin bergantung kepada beban enjin. Teknologi ini meningkatkan prestasi serta penjimatan bahan api. Lengahan turbo juga dikurangkan memandangkan inertia turbo telah dipampaskan.
Accelerometer pilot control (APC) menggunakan meter pemecut bagi menghantar tindak balas mengenai tahap kebisingan dan gegaran enjin dan dengan ini ia mengarahkan ECU untuk menyuntik jumlah bahan api yang minimum untuk menghasilkan pembakaran yang lebih senyap tetapi masih menghasilkan kuasa yang diperlukan (terutamanya semasa kelajuan melahu).
Enjin diesel rel sepunya generasi akan datang diramalkan bakal menggunakan suntikan geometri boleh laras, yang membenarkan sejumlah bahan api yang disuntik dilaraskan pada banjaran yang lebih luas, serta sistem pemasaan injap boleh laras sebagaimana enjin petrol. Di kebanyakan negara termasuklah di Amerika Syarikat, undang-undang pelepasan asap yang lebih ketat pada masa akan datang memberikan cabaran kepada pengeluar enjin diesel. Cara lain bagi memperoleh pembakaran yang lebih cekap, seperti HCCI (pembakaran mampatan bercas homogen) sedang dikaji.

Bahaya penyelenggaraan

Suntikan bahan api mendedahkan mekanik kepada potensi bahaya penyelenggaraan enjin kerana tekanan bahan api tinggi yang digunakan. Baki tekanan boleh kekal di dalam saluran bahan api dalam tempoh yang lama setelah enjin dimatikan. Baki tekanan ini mesti dilegakan, dan jika ia dilakukan melalui salur "bleed-off", bahan api tersebut mesti ditutup. Jika pemancit diesel bertekanan tinggi ditanggalkan dan dikendalikan di bawah udara terbuka, ia mungkin akan mendedahkan mekanik kepada kecederaan akibat suntikan jet hipodermik, walaupun dengan tekanan serendah 100 PSI (paun per inci persegi). Kes kecederaan sedemikian yang pertama adalah pada tahun 1937 semasa operasi penyelenggaraan enjin diesel.