Proses Pembakaran Normal Dan Tidak Normal
Wednesday, July 6, 2022
Edit
1. Pembakaran Normal
Proses ini terjadi bilamana penyalaan adonan udara materi bakar semata-mata diakibatkan oleh percikan bunga api yang berasal dari busi. Adapun nyala api akan menyebar secara merata dalam ruang bakar dengan kecepatan normal sehingga adonan udara materi bakar terbakar pada suatu periode yang sama.
Tekanan gas yang diakibatkan oleh proses ini akan merata (tanpa fluktuasi tekanan) dalam ruang bakar. Pembakaran dimulai sebelum simpulan langkah kompresi dan diakhiri sesaat setelah melewati titik mati atas. Suhu dalam ruang bakar akan mencapai kisaran 2100K–2500K (1800-2200 0 C) .
2. Pembakaran Tidak Normal
Terjadi lantaran sebagian adonan materi bakar mengalami penyalaan sendiri yang biasanya tidak disebabkan oleh percikan bunga api dari busi. Hal ini dikarenakan temperatur adonan materi bakar udara terlalu tinggi yang salah satunya disebabkan hasil dari langkah kompresi, hingga mencapai titik nyalanya, sehingga mengakibatkan adonan tersebut akan menyala dengan sendirinya. Ataupun titik panas pada permukaan ruang bakar yang menimbulkan percikan api dengan sendirinya baik sebelum ataupun sehabis penyalaan.
Detonasi sanggup terjadi pada semua jenis motor bakar torak. Sifat dari timbulnya detonasi ini sangat merugikan lantaran :
- Mengurangi rendemen motor bakar torak, alasannya yaitu panas yang dihasilkan lebih banyak diserap oleh dinding silinder ruang bakar daripada yang diubah menjadi tenaga mekanis.
- Proses detonasi ini sanggup mengakibatkan kerusakan komponen mesin seperti: keretakan pada piston dan setang piston.
- Menyebabkan proses pembakaran berjalan tidak sesuai dengan timing (waktu) yang telah ditentukan, yakni pembakaran berlangsung terlalu dini.
Pada motor bakar bensin dikenal dua macam detonasi, sebagai berikut:
- Detonasi lantaran adonan materi bakar menyala sebelum busi mengeluarkan nyala api. Hal ini disebabkan lantaran adanya kotorankotoran arang yang tertimbun pada dinding silinder dan kepala piston yang menyala terus menerus. Disamping itu juga sanggup disebabkan oleh adanya tekanan kompresi yang terlalu besar, sehingga mengakibatkan kenaikan temperatur yang mencapai titik nyala adonan materi bakar dan udara tersebut.
- Detonasi yang disebabkan lantaran kecepatan pembakaran disekitar busi yang terlalu tinggi, hingga pada proses ekspansi, sisa materi bakar yang belum terbakar akan termampatkan, temperaturnya sangat tinggi hingga sisa tersebut seluruhnya terbakar dengan sendirinya. Akibat dari detonasi ini maka massa gas dalam silinder akan bergetar hingga terjadi tekanan-tekanan setempat yang lebih tinggi dari biasanya.
Hal ini terjadi lantaran proses pembakaran yang tidak normal menimbulkan gelombang tekanan yang berbenturan dengan gelombang tekanan yang terjadi akhir pembakaran yang berjalan normal (akibat percikan api dari busi semata). Kejadian ini terjadi disertai dengan bunyi pukulan pada dinding ruang bakar, hingga terdengar bunyi ketukan logam (knocking). Knocking yang berat akan mengakibatkan kerusakan pada komponen mesin, terutama pada kepala piston. Gambar 2.8 mengambarkan terjadinya insiden detonasi di dalam silinder.
Gambar 2.7 Keadaan dalam ruang bakar sebelum dan sehabis detonasi [Ref.2
Faktor-faktor yang mengakibatkan terlalu tingginya temperatur adonan materi bakar dan udara, sehingga menimbulkan detonasi tersebut yaitu sebagai berikut :
- Nilai oktan (octane number) dari materi bakar yang terlalu rendah. Nilai oktan yaitu bilangan yang menyatakan prosentase kandungan isooktana (C8H18) pada adonan iso-oktana dengan heptana (C7H16) dalam materi bakar. Pada iso-oktana bebas dari knocking, sedang heptana memiliki nilai knocking yang buruk. Semakin tinggi nilai oktan maka semakin anggun anti knocking materi bakar tersebut.
- Waktu pengapian yang terlalu cepat. Waktu pengapian yang terlalu cepat mengakibatkan timbulnya sebagian dari materi bakar yang belum sempat terbakar. Sampai proses perluasan sisa materi bakar tersebut akan termampatkan, hingga temperaturnya tinggi hingga mengakibatkan timbulnya (self ignition).
- Busi terlalu panas. Busi yang terlalu panas akan mengakibatkan suhu disekitarnya tidak merata, sehingga ketika busi menyala terdapat daerah-daerah dengan suhu yang berbeda yang mengakibatkan pembakaran materi bakar berjalan tidak merata.
- Temperatur nyala materi bakar Bahan bakar dengan temperatur nyala yang tinggi akan mengakibatkan sulit untuk berdetonasi, dengan kata lain pada materi bakar dengan temperatur nyala yang tinggi akan sulit untuk terbakar dengan sendiri.
- Sistem pendinginan dinding silinder ruang bakar kurang baik Fungsi dari sistem pendinginan yaitu untuk mendinginkan mesin ketika terjadinya pembakaran dalam silinder. Jika pendinginannya tidak merata, maka dimungkinkan akan mengakibatkan proses pembakaran dalam ruang bakar tidak merata pada seluruh ruang.
- Terjadinya pembesaran perbandingan kompresi Perbandingan kompresi merupakan perbandingan volume silinder terbesar dengan volume terkecil. Dengan kenaikan perbandingan kompresi ini akan mengakibatkan tekanan kompresi menjadi naik, sehingga bila hingga mencapai tekanan nyala materi bakar, maka akan mengakibatkan terjadinya pembakaran sendiri tanpa pemicu dari busi.
Hasil atau produk yang didapat dari reaksi pembakaran sanggup dibedakan menjadi beberapa jenis menurut jenis pembakarannya, yaitu :
- Pembakaran tepat (ideal) Setiap pembakaran tepat niscaya akan menghasilkan karbondioksida dan air. Reaksi pembakaran tepat ini hanya sanggup berlangsung jika adonan udara-bahan bakar sesuai dengan kebutuhan atau adonan stoikiometris dan cukup waktu untuk pembakaran adonan udara-bahan bakar.
- Pembakaran tak tepat Proses pembakaran tak tepat terjadi bila kebutuhan oksigen untuk pembakaran tidak cukup terpenuhi. Produk yang dihasilkan dari proses pembakaran tak tepat yaitu hidrokarbon tak terbakar (HC), dan bila hanya sebagian dari hidrokarbon yang terbakar, maka aldehide, ketone, asam karbosiklis, dan karbon monoksida akan menjadi polutan dalam gas buang.
- Pembakaran dengan udara berlebih Pada kondisi temperatur yang tinggi, nitrogen dan oksigen yang terdapat dalam udara pembakaran akan bereaksi dan akan membentuk oksida nitrogen (NO dan NO2).
Disamping itu produk yang dihasilkan dari proses pembakaran sanggup berupa oksida timah, oksida halogenida, oksida sulfur, serta emisi evaporatif menyerupai hidrokarbon ringan yang teremisi dari sistem materi bakar.