Proses Pe&akaran

Secara umum pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia atau reaksi persenaaan bahan bakar oksigen (@2) sebagai oksidan dengan temperaturna lebih besar dari titik nala. Mekanisme pembakaranna sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran dimana atom&atom dari komponen ang dapat bereaksi dengan oksigen ang dapat membentuk produk ang berupa gas.

7ntuk memperoleh daa maksimum dari suatu operasi hendakna komposisi gas pembakaran dari silinder (komposisi gas hasil pembakaran) dibuat seideal mungkin! sehingga tekanan gas hasil pembakaran bisa

maksimal menekan torak dan mengurangi terjadina detonasi. 1omposisi bahan bakar dan udara dalam silinder akan menentukan kualitas pembakaran dan akan berpengaruh terhadap  performance mesin dan emisi gas buang. Sebagaimana telah diketahui baha bahan bakar bensin mengandung unsur&unsur karbon dan hidrogen.

+erdapat  (tiga) teori mengenai pembakaran hidrogen tersebut aitu :

b. %idrokarbon terbakar bersama&sama dengan oksigen sebelum karbon bergabung dengan oksigen.

c. 1arbon terbakar lebih dahulu daripada hidrogen.

+. Senaa hidrokarbon terlebih dahulu bergabung dengan oksigen dan membentuk senaa (hidrolisasi) ang kemudian dipecah secara terbakar. (Oasaki! 1! ,//#).

'alam sebuah mesin terjadi beberapa tingkatan pembakaran ang digambarkan dalam sebuah grafik dengan hubungan antara tekanan dan perjalanan engkol. Berikut adalah gambar dari grafik tingkatan pembakaran

Proses atau tingkatan pembakaran dalam sebuah mesin terbagi menjadi empat tingkat atau periode ang terpisah. Periode&periode tersebut adalah :

1. 1eterlambatan pembakaran (Delay Periode)

Periode pertama dimulai dari titik , aitu mulai disemprotkanna bahan bakar sampai masuk kedalam silinder! dan berakhir pada titik 2. perjalanan ini sesuai dengan perjalanan engkal sudut a. Selama periode ini berlangsung tidak terdapat kenaikan tekanan ang melebihi kompresi udara ang dihasilkan oleh torak! dan selanjutna bahan bakar masuk terus menerus melalui nosel.

2. Pembakaran cepat

Pada titik 2 terdapat sejumlah bahan bakar dalam ruang bakar! ang dipecah halus dan sebagian menguap kemudian siap untuk dilakukan pembakaran. 1etika bahan bakar dinalakan aitu pada titik 2! akan menala dengan cepat ang mengakibatkan kenaikan tekanan mendadak sampai pada titik  tercapai. Periode ini sesuai dengan perjalanan sudut engkol b. ang membentuk tingkat kedua.

. Pembakaran +erkendali

Setelah titik ! bahan bakar ang belum terbakar dan bahan bakar ang masih tetap disemprotkan (diinjeksikan) terbakar pada kecepatan ang tergantung pada kecepatan penginjeksian serta  jumlah distribusi oksigen ang masih ada dalam udara pengisian. Periode inilah ang disebut dengan periode terkendali atau disebut  juga pembakaran sedikit demi sedikit ang akan berakhir pada titik # dengan berhentina injeksi. Selama tingkat ini tekanan dapat naik! konstan ataupun turun. Periode ini sesuai dengan pejalanan engkol sudut c! dimana sudut c tergantung pada beban ang dibaa beban mesin! semakain besar bebanna semakin besar c.

4. Pembakaran pasca (after burning)

Bahan bakar sisa dalam silinder ketika penginjeksian berhenti dan akhirna terbakar. Pada pembakaran pasca tidak terlihat pada diagram! dikarenakan pemunduran torak mengakibatkan turunna tekanan meskipun panas panas ditimbulkan oleh pembakaran bagian akhir bahan bakar.

'alam pembakaran hidrokarbon ang biasa tidak akan terjadi gejala apabila memungkinkan untuk proses hidrolisasi. %al ini hana akan terjadi bila pencampuran pendahuluan antara bahan bakar dengan udara mempunai aktu ang cukup sehingga memungkinkan masukna oksigen ke dalam molekul hidrokarbon. (Oasaki. 1! ,//#)

Bila oksigen dan hidrokarbon tidak bercampur dengan baik maka terjadi proses cracking dimana akan menimbulkan asap. Pembakaran semacam ini disebut pembakaran tidak sempurna.

 +da  -dua. kemungkinan yang ter%adi pada pembakaran mesin berbensin, yaitu/ Pembakaran ang terjadi pada motor bensin terdapat 2 (dua) kemungkinan ang terjadi aitu :

a. Pe&akaran noral

Pembakaran normal terjadi bila bahan bakar dapat terbakar seluruhna pada saat dan keadaan ang dikehendaki. Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin dimulai pada saat terjadina loncatan bunga api pada busi! kemudian api membakar gas bakar ang berada disekitarna sehingga semua partikelna terbakar habis. 'idalam pembakaran normal! pembagian nala api terjadi merata diseluruh bagian. Pada keadaan ang sebenarna pembakaran bersifat komplek! ang mana berlangsung pada beberapa  phase. 'engan timbulna energi panas! maka tekanan dan temperatur naik secara mendadak! sehingga piston terdorong menuju +MB.

Pembakaran normal pada motor bensin dapat ditunjukkan pada gambar grafik dibaah sebagai berikut :

+a&ar 2.0. Pe&akaran 'ap*ran *)ara&ensin )an

per*&a$an tekanan )i)ala silin)er (<e +raning Manual! P+.  +oota Astra Motor! ,//)

3ambar grafik diatas dengan jelas memperlihatkan hubungan antara tekanan dan sudut engkol! mulai dari penalaan sampai akhir pembakaran. 'ari grafik diatas dapat dilihat baha beberapa derajat sebelum piston mencapai +MA! busi memberikan percikan bunga api sehingga mulai terjadi pembakaran! sedangkan lonjakan tekanan dan temperatur mulai point 2! sesaat sebelum piston mencapai +MA! dan pembakaran point  sesaat sesudah piston mencapai +MA.

&. Pe&akaran ti)ak noral

Pembakaran tidak normal terjadi bila bahan bakar tidak ikut terbakar atau tidak terbakar bersamaan pada saat dan keadaan ang dikehendaki. Pembakaran tidak normal dapat menimbulkan detonasi (knocking) ang memungkinkan timbulna gangguan dan kesulitan&

kesulitan pada motor bakar bensin. >enomena&fenomena ang menertai pembakaran tidak sempurna! diantarana :

1. Detonasi

Seperti telah diterangkan sebelumna! pada peristia pembakaran normal api menebar keseluruh bagian ruang bakar dengan kecepatan konstan dan busi berfungsi sebagai pusat penebaran. 'alam hal ini gas baru ang belum terbakar terdesak oleh gas ang sudah terbakar! sehingga tekanan dan suhuna naik sampai mencapai keadaan hampir terbakar. 8ika pada saat ini gas tadi terbakar dengan sendirina! maka akan timbul ledakan (detonasi) ang menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan (knocking noise)

2. %al$al -an# en-e&a&kan terja)in-a Detonasi

Pada lapisan ang telah terbakar akan berekspansi. Pada kondisi lapisan ang tidak homogen! lapisan gas tadi akan mendesak lapisan gas lain ang belum terbakar! sehingga tekanan dan suhuna naik. Bersamaan dengan adana radiasi dari ujung lidah api! lapisan gas ang terdesak akan terbakar tiba&tiba. Peristia ini akan menimbulkan letupan mengakibatkan terjadina gelombang tekanan ang kemudian menumbuk piston dan dinding silinder sehingga terdengarlah suara ketukan (knocking) aitu ang disebut dengan detonasi.

%al&hal ang menebabkan terjadina detonasi antara lain sebagai berikut :

a) Perbandingan kompresi ang tinggi! tekanan kompresi! suhu pemanasan campuran dan suhu silinder ang tinggi.

b) Masa pengapian ang cepat.

c) Putaran mesin rendah dan penebaran api lambat.

d) Penempatan busi dan konstruksi ruang bakar tidak tepat! serta jarak penebaran api terlampau jauh.

Proses terjadina detonasi dapat ditunjukkan pada (gambar 2.?) dibaah :

+a&ar 2.. Proses terja)in-a )etonasi

3ambar diatas menjelaskan baha detonasi (knocking) terjadi karena bahan bakar terbakar sebelum aktuna. %al ini terjadi pada saat piston belum mencapai posisi pembakaran! tetapi bahan bakar telah terbakar lebih dahulu.