Artikel Pilihan

MANA LAGI POWER. BLOK ENJIN KELULI ATAU ALUMINIUM?

Disebabkan penulis tidak boleh keluar menziarahi sanak saudara, sahabat dan Top Fan maka penulis mengambil kesempatan untuk menulis satu isu teknikal. Ia dah lama didebatkan dalam peminat dunia permotoran, antara blok enjin keluli dan aluminium mana satu yang lebih baik? Jadi kita akan kupas isu ini dengan penuh emosi dan ditemani rendang.

Blok enjin merupakan binaan asas kepada enjin kerana ia menempatkan silinder dan piston. Kepala silinder pula dipasang pada bahagian atas yang akan menempatkan aci sesondol. Bahagian bawah pula akan dipasang dengan aci engkol, pam minyak pelincir dan pam air untuk penyejukan. Di bahagian sisi blok ia akan dipasang dengan komponen ekzos serta rongga kemasukan udara.

Jadi blok enjin memainkan peranan yang besar dalam sistem trenkuasa dan proses pembakaran tekanan tinggi akan berlaku di sini. Satu ketika dahulu hampir semua blok enjin dihasilkan daripada unsur keluli termasuklah piston dan kepala silinder.

Seperti yang pernah disebut berulang kali, peristiwa gangguan bekalan petroleum dari blok Arab ke Amerika menyebabkan krisis minyak global pada tahun 1970an. Pengeluar terdesak untuk menghasilkan kereta yang lebih ringan, kerana kereta yang ringan menggunakan bahan api yang lebih cekap.

B58 – aluminium

Ia dimulakan dengan beberapa komponen awal seperti piston dan kepala silinder yang dihasilkan daripada aluminium. Akhirnya menjelang tahun 2000, hampir separuh pasaran dunia menggunakan aluminium sebagai bahan asas untuk membina enjin termasuklah blok enjin. Secara purata penggunaan aluminium mengurangkan hampir 40% berat enjin

Apabila dikira dengan purata penggunaan bahan api setahun, pengurangan berat ini memberikan angka kumulatif yang besar. Badan pemantauan pencemaran alam sekitar terus menekan industri automotif agar menghasilkan enjin cekap tenaga dan sifar tenaga dan jawapan mereka kepada isu ini ialah dengan menukar bahan pembuatan enjin daripada keluli kepada aluminium.

Adakah aluminium sentiasa lebih baik daripada keluli? Sebenarnya tiada jawapan yang betul 100%. Ia bergantung kepada strategi yang diguna oleh pengeluar dan matlamat yang ingin dicapai. Jika diperhatikan kepada data, hampir 70% kereta baru dihasilkan daripada aluminium berbanding dengan keluli. 30% lagi kekal menggunakan keluli seperti enjin disel

Kekuatan regangan (tensile strength)

Bagi keluli, ia dipilih berdasarkan kumpulan yang telah diklasifikasikan oleh industri. Untuk blok enjin, ia dibina daripada keluli kelas 20-25 iaitu menggambarkan kekuatan regangan yang terhasil. Untuk kumpulan ini ia memiliki 137-172 kpa kekuatan regangan atau dalam psi ia di antara 20-25.

2JZ – iron cast

Bagi menguatkan lagi blok enjin, keluli akan dicampurkan dengan grafit bagi menghasilkan struktur yang lebih padat dan kuat. Atom grafit tadi akan berada di antara atom keluli menjadikannya lebih mampat dan 2 kali ganda lebih tahan lasak. Teknik ini biasa digunakan untuk menghasilkan enjin disel bagi kegunaan lori

Aluminium yang digunakan dalam pembinaan blok enjin pula dihasilkan daripada 3 kelas utama iaitu 319, A356 ataupun A357. Sekiranya anda pernah belajar berkenaan Sains Material (bukan Sains Politik) anda pasti pernah mendengar beberapa proses heat treatment yang dibuat bagi menghasilkan aloi yang lebih tahan lasak

Semasa proses heat treatment ini dilakukan, ia akan menerima atom dari unsur lain pada suhu tunggi bagi menjadikannya lebih ductile (mulur), lasak dan tahan pada tekanan tinggi. Ia akan menghasilkan aloi alumonium dengan kekuatan regangan sekitar 10-14 psi, tapi masih jauh lebih rendah berbanding dengan keluli.

Kos bahan dan pembuatan

Ini merupakan salah satu sebab sesetengah pengeluar masih menyukai keluli berbanding aluminium. Aluminium mentah adalah 3 ke 4 kali ganda lebih mahal berbanding dengan keluli bagi berat dan kuantiti yang sama. Aluminium juga mempunyai sifat unik iaitu mudah teroksida ketika proses casting dilakukan.

Aluminium Ingot

Jadi aluminium cair akan diproses melalui kaedah yang lebih mahal seperti vacum casting. Ini menjadikan pembuatan blok enjin dari aluminium lebih mahal walaupun ia lebih ringan.

Berat

Bagi enjin aluminium, berat adalah kelebihan utama yang ada. Kalau rajin google, anda akan tahu bahawa aluminium cair memiliki berat spesifik 2.56kg/dm3 manakala keluli adalah sekitar 7.8kg/dm3. Aluminium jauh lebih ringan dari keluli. Tapi disebabkan aluminium tidak sekuat keluli, ia mesti dibuat dengan lebih tebal berbanding dengan keluli.

Akibatnya enjin aluminium tidaklah menjadi 3 kali ganda ringan berbanding keluli. Sebagai contoh secara purata enjin 4 silinder sebaris yang dibuat daripada aluminium adalah sekitar 20kg manakala enjin 4 silinder yang dibuat daripada keluli adalah sekitar 35kg. Sekitar 43% lebih ringan sahaja daripada keluli.

Rekaan enjin

Enjin Toyota yang paling popular sudah tentulah enjin yang dipasang pada model Supra A80 dengan kod 2JZ. Ia merupakan enjin 6 silinder yang boleh ditala sehingga 800-1000 kuasa kuda tanpa masalah. Kelebihan enjin keluli ialah ia tidak memerlukan cylinder sleeve seperti enjin aluminium.

Komponen ini sangat penting bagi enjin aluminium bagi mengelakkan enjin menjadi terhakis dalam masa yang sama dan cylinder sleeve dipasang ketika proses casting ataupun melalui proses penyaduran yang sangat rumit. Dalam proses modifikasi, adalah sukar untuk melakukan proses bore & stroke pada enjin aluminium. Apa yang boleh dilakukan ialah dengan mengenakan boost tinggi seperti projek Papadakis

Konduktor Haba

Dalam aspek ini, ia bermaksud kebolehan untuk mengalirkan haba keluar daripada sistem dengan cepat. Haba merupakan komponen sampingan dalam enjin dan aluminium sangat bagus dalam aspek ini. Ia berupaya menghantar keluar haba dalam purata 150-190 W/m. Keluli pula berupaya mengalirkan haba dalam kuantiti 79W/m.

Teknologi penyaduran keluli pada Nissan Almera baru

Ia membolehkan enjin aluminium menggunakan nisbah mampatan yang agresif untuk menghasilkan lebih banyak tenaga dibawah kecekapan termodinamik. Haba dan suhu tinggi yang menjadi punca knocking telahpun dialirkan keluar dari enjin dengan pantas.

Jadi adakah enjin aluminium lebih power dalam aspek ini? Tak jugak kerana blok dan kepala silinder dihasilkan daripada keluli, jika ia mengalami overheat besar kemungkinan enjin tersebut boleh diselamatkan lagi. Kalau enjin aluminium, maka hantarkanlah enjin tersebut ke pusat kitar semula.

Jadi mana satu lagi bagus?

Susah nak cakap sebenarnya mana satu bahan yang lagi bagus dalam aspek ini. Semunya bergantung pada aspek dan matlamat yang ditentukan oleh pengeluar itu sendiri. Ceritanya begini. Product Planning dan Jabatan Pemasaran akan membuat kajian awal berkenaan produk baru yang akan dilancarkan nanti supaya ia tidak menjadi projek syok sendiri.

Mereka akan menghantar project requirement mereka kepada jabatan R&D. R&D akan mengkaji semua aspek keperluan rekaan dan kos yang terlibat. Kos ini akan ditentukan oleh jabatan kewangan dan akaun. Kalau terlalu mahal, pasti akan ada pemotongan bajet yang akan menyebabkan beberapa ciri dipotong

Mengapa mereka bentuk sesuatu produk dengan over spec, sedangkan spesifikasi yang lebih rendah mampu melakukannya. Kalau kereta yang dihasilkan tersebut sesuai dengan demografi, pasaran, percukaian, harga, akta pencemaran alam sekitar maka enjin aluminium akan digunakan

Sekiranya enjin tersebut dibuat untuk pasaran yang lebih lasak, perlukan harga yang lebih murah dan dihasilkan di negara dengan fasiliti industri yang terhad maka enjin keluli lebih sesuai digunakan. Tapi kalau beli Supra baru RM 500k, pelik pulak kalau pakai enjin iron cast kan.

Tags
Google ads
Back to top button