Gelaagdeverbranding-enjin - Wikipedia
Die gelaagdeverbranding-enjin (Engels: Stratified Charge Injection) is 'n soort binnebrandenjin met 'n brandstofsiklus soortgelyk aan dié van die Dieselsiklus maar wat met gewone petrol loop. Die naam verwys na die gelaagdheid van die lug-brandstofmengsel oftewel die lading in die silinder.
In tradisionele Otto-siklus-enjins word die brandstof en lug buite die silinder gemeng en in die silinder ingetrek tydens die inlaatslag. Die lug-brandstofverhouding word baie na aan stoigiometrie, wat gedefinieer word as die presiese hoeveelheid lug wat nodig is om volledige verbranding van die brandstof te verseker, beheer. Die mengsel word maklik ontsteek en brand gladweg.
Die probleem met hierdie ontwerp is dat nadat die verbrandingsproses voltooi is, die resulterende mengsel noemenswaardige hoeveelhede vrye suurstof- en stikstofatome bevat, wat deur die hitte uit die lug vrygestel word. Hierdie atome reageer geredelik met mekaar wat die vorming van NOx, 'n besoedelende chemikalieë, tot gevolg het. Tans word hierdie probleem oorkom deur die gebruik van 'n katalitiese omsetter in die uitlaatstelsel, waar die NOx weer omgeskakel word na O2 en N2.
Dieselenjins het ook 'n probleem hier. Die brandstof word direk in die hoogssaamgeperste lug ingespuit en kry nie voldoende geleentheid om deeglik te meng nie. Die onvolledige verbranding as gevolg van die swak vermenging lei tot die vorming van besoedelende bestanddele in die uitlaatstelsel, veral roetpartikels.
Die gelaagdeverbrandingontwerp poog om hierdie probleme van beide ontwerpe aan te spreek. Dit gebruik 'n direkte brandstofinspuitingstelsel waar die brandstofinspuiters so opgestel word dat die brandstof slegs in een gebied van die silinder ingespuit word, dikwels 'n klein subsilinder bo-aan die hoofsilinder. Dit het 'n baie ryk mengsel in daardie gebied tot gevolg wat maklik ontsteek en gladweg brand. Soos die verbranding vorder kom dit 'n gebied teë waar die mengsel baie arm is (soms slegs lug) waar dit dan vinnig verkoel word en die skadelike NOx nie kans kry om te vorm nie. Die oortollige suurstof in die arm mengsel reageer ook met die CO om CO2 te vorm wat minder skadelik is. Die baie skoner ontbranding maak dit moontlik om katalitiese omsetters te elimineer asook om die enjin met 'n armer mengsel te laat werk met die gevolglike laer brandstofverbruik wat dit meebring.
Die uitleg van so 'n enjin is nie baie maklik nie en jarelange navorsing en ontwikkeling was nodig om dit suksesvol uit te voer. Vandag verskyn egter verskeie motorvoertuie met hierdie tegnologie op die mark. Die hoofsaaklike "verkoopsvoordeel" van hierdie motors is dat hulle meer brandstofdoeltreffend is (tussen 15 tot 20%) as die tradisionele ontwerpe.