BICARA TEKNIKAL: KENALI ENJIN VVT-iW YANG GENIUS DARI TOYOTA
Artikel ini akan menceritakan enjin dengan teknologi VVT-iW yang dihasilkan oleh Toyota dan digunakan pada Toyota Camry 2015. Sebelum mengulas lanjut mengenai enjin ini, ada dua konsep enjin yang perlu difahami iaitu konsep enjin Otto Cycle dan juga Atkinson Cycle.
Kitaran Otto (Otto Cycle)
Nikolaus Otto, satu nama yang jarang didengari dalam dunia otomotif tapi memberi sumbangan besar dalam penghasilan enjin moden yang menjadi asas pembinaan enjin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine).
Nikolaus Otto seorang jurutera berasal dari Jerman membina satu enjin pembakaran dalaman, dengan arang batu dijadikan bahan api dengan prinsip empat lejang. Enjin ini dan kitaran thermodinamik enjin ini menjadi asas enjin kereta sekarang dan dikenali dengan nama enjin Kitaran Otto.
Dalam teori enjin Kitaran Otto, ia menceritakan bagaimana enjin bekerja dengan membakar udara, dijadikan gas, dikenakan suhu yang tinggi, gas tersebut mengalami perubahan isipadu, penambahan haba dan proses penyingkiran haba. Semasa proses ini terjadi, kesan dari perubahan di atas, enjin akan menghasilkan tenaga yang mencukupi di dalam enjin untuk menggerakkan roda tenaga dan seterusnya menggerakkan kereta.
Jika anda terasa pening membaca perenggan di atas, tahniah diucapkan. Ini lah yang saya pelajari selama empat tahun, baca, hadam, muntah darah dan baca lagi.
Kitaran Otto yang digunakan menggunakan 4 kitaran asas
- Intake cycle (proses aruhan atau ambilan udara)
- Compression cycle (Proses mampatan udara)
- Power cycle (proses pembakaran campuran udara dan bahan api dengan bantuan palam pencucuh)
- Exhaust cycle (proses penyingkiran asap dari kebuk pembakaran)
Kelebihan menggunakan rekabentuk Kitaran Otto dalam kebanyakan enjin moden sekarang ialah ia menghasilkan tenaga yang cukup kuat tetapi penggunaan bahan api yang tidak efisyen.
Kitaran Atkinson (Atkinson Cycle)
Sekiranya anda mampu membaca perenggan ini, ucapkan tahniah pada diri sendiri dan teruskan pembacaan walaupun anda pening-pening lalat.
James Atkinson ialah seorang jurutera British yang menghasilkan enjin dengan kitaran Atkinson dan diberi paten pada tahun 1887. Enjin ini direkabentuk dengan kecekapan bahan api yang sangat bagus, tetapi dengan mengorbankan tenaga yang dihasilkan oleh enjin. Enjin Kitaran Atkinson menambahbaik kecekapan bahan api dalam enjin empat lejang kitaran Otto melalui modifikasi yang sangat genius.
Dalam perenggan awal di atas, enjin Kitaran Otto beroperasi dengan menggunakan empat lejang atau kitaran, tapi Atkinson memperkenalkan jujukan pemasaan untuk melambatkan proses penutupan injap semasa “Compression Cycle”.
Dengan membiarkan injap kemasukan terbuka dengan lebih lama sedikit, ia sangat efektif mengurangkan isipadu gas yang diambil semasa “Intake Cycle” tetapi ia mengekalkan ratio penuh pengembangan gas semasa “Power Cycle”. Semasa “Power Cycle” gas yang mengembang semasa proses pembakaran akan menolak piston jauh ke bawah.
Jadi pergerakan piston semasa proses penghasilan kuasa adalah jauh ke bawah berbanding proses pemampatan “Intake CyCle”.
Okey, saya mudahkan pemahaman.
Kitaran Atkinson direka bagi meminimakan penggunaan bahan api semasa “Intake Cycle” namun, kesemua bahan api digunakan dan dibakar secara maksima untuk menghasilkan kuasa.
Kuasa tetap ada, namun terhad disebabkan penggunaan bahan api yang minima. Seperti kita meneguk kopi Starbuck, sedikit demi sedikit. Kalau kita minum Nescafe, kita teguk laju-laju
Gabungan Enjin Kitaran Otto dan juga Atkinson
Kebiasaannya, enjin dengan Kitaran Atkinson ini digunakan pada enjin dan kereta berteknologi hibrid. Walaupun sangat menjimatkan, kelemahan utama enjin ini ialah ia gagal menghasilkan tork yang cukup bagi menggerakkan kereta.
Dalam kereta hibrid, kelemahan ini telah diatasi dengan bantuan tenaga elektrik yang akan menyalurkan kuasa elektrik kepada motor elektrik yang dipasang secara bersepadu dalam kotak gear.
Namun, atas kebijaksanaan jurutera-jurutera Toyota yang sentiasa mencari jalan bagi menambah baik enjin yang sedia ada, secara kreatifnya jurutera Toyota merekabentuk enjin yang boleh beroperasi dalam kedua dua keadaan iaitu Kitaran Otto (untuk kuasa) dan juga Kitaran Atkinson (untuk penjimatan bahan api)
Enjin Variable Valve Timing intelligent Wide (VV T-iW)
Pada tahun 2015, Toyota Malaysia memperkenalkan enjin 6AR-FSE dengan kapasiti 1,998 cc, mematuhi Euro 5-dan juga dengan teknologi VVT-iW (Variable Valve Timing-intelligent Wide).
Seperti yang diterangkan pada perenggan di atas, enjin ini mampu beroperasi pada kedua dua kitaran iaitu Kitaran Otto dan juga kitaran Atkinson.
Pada halaju rendah atau bebanan enjin rendah, enjin VVT-iW berupaya menukar kitaran enjin kepada kitaran Atkinson bagi meningkatkan penjimatan bahan api. Pada RPM tinggi atau bebanan enjin yang tinggi, enjin ini akan beroperasi menggunakan kitaran Otto.
Pada injap ekzos, enjin ini dilengkapkan dengan teknologi VVT-i bagi mengubah pemasaan pelepasaan ekzos dan menggalakkan operasi EGR (kitaran gas ekzos, juga bagi meningkatkan kecekapan bahan api). Pada injap kemasukan, enjin VVT-iW ini mempunyai mekanisma pengunci, bagi mengekalkan kedudukan injap dan membuka injap kemasukan bagi membentuk kitaran Atkinson
Antara ciri-ciri lain enjin ini ialah:
- Teknologi Pancitan Bahan Api Berkembar D4S – mempunyai sistem pancitan terus dipasang dalam silinder (direct injection) dan juga Electronic Fuel Injection (pancitan bahan api dipasang di luar silinder). Sistem ini akan berfungsi secara bergilir-gilir mengikut keadaan yang sesuai. Sistem ini memastikan campuran udara dan bahan api adalah sekata pada semua kelajuan, meningkatkan respon enjin, kuasa dan tork pada semua kelajuan enjin dengan penggunaan bahan api minima.
- Exhaust Gas Residual dengan sejukan air – sistem kitaran semula asap ekzos. Asap Ekzos akan dikitar semula mengikut keadaan enjin dan pada penggunaan maksima, mengurangkan penggunaan bahan api. Sistem ini dikawal dan beroperasi secara tepat dengan bantuan elektronik.
Dengan bantuan kotak gear enam kelajuan yang baru, enjin ini hanya menggunakan petrol sebanyak 7.2 liter per 100 km (13.88 kilometer per liter) penjimatan sekitar 13 peratus berbanding enjin lama dengan kapasiti yang sama.
Ratio tekanan enjin ditetapkan pada 12.8:1, cukup tinggi untuk enjin petrol, enjin ini menghasilkan kuasa 150 PS pada 5,600-6,500 rpm and 199 Nm tork pada 4,600 rpm.
Manakala enjin lama 2000cc menghasilkan 150 PS pada 6,000 rpm dan 190 Nm at 4,000 rpm. Dari segi prestasi Camry baru mampu memecut pantas 100 km/h dari keadaan statik dalam masa 10.4 saat dan mencapai kelajuan maksima 210 km/h (pre-facelift XV50 2.0 dengan kotak gear 4 kelajuan: 12.5 seconds, 187 km/h).
Secara asasnya, enjin 6AR-FSE yang diperkenalkan pada tahun 2015 ini lebih menjimatkan bahan api, mengekalkan kuasa enjin lama dan mempunyai julat operasi yang lebih rendah tanpa perlu diperah.
ersoalan yang timbul ialah, kenapa Camry 2019 dengan enjin 2500cc hanya mempunyai teknologi dual VVT-i, bukannya VVT-iW. Ini ialah misteri yang masih belum terjawab oleh saya.
Jika anda susah nak memahami konsep di atas, tak mengapa, baca banyak kali sebelum tidur atau bacakan saja artikel ini pada anak dan isteri anda sebelum tidur bagi menggantikan cerita dongeng Cinderella ataupun pemansuhan tol di Malaysia.
