Pembakaran di dalam silinder dapat berlangsung apabila ketiga kondisi pembakaran terpenuhi, dimana bahan bakar yang digunakan harus berupa gas, atau kabut gas melalui proses atomisasi. Mekanisme aliran campuran udara-bahan bakar pada ruang bakar suatu mesin pembakaran dalam sangat penting untuk dipahami karena mempengaruhi kinerja dan efisiensi mesin. Katup hisap dibuka dan katup buang ditutup, sehingga tekanan di dalam silinder menjadi bertekanan rendah atau vakum, kemudian campuran udara dan bahan bakar dihisap melalui katup hisap untuk mengisi ruang silinder.
Pada proses ini campuran bahan bakar dan udara dikompresi sehingga mengakibatkan tekanan dan temperatur meningkat sehingga proses pembakaran menjadi lebih mudah. Ketika piston mendekati titik mati busi pijar, percikan api menyala dan campuran bahan bakar dan udara terbakar dengan cepat dalam bentuk ledakan. Semakin baik sistem pengapian maka semakin sempurna pula pembakaran di ruang bakar, sehingga kemungkinan terjadinya campuran bahan bakar dan udara semakin kecil.
Tegangan pada elektroda busi meningkat sehingga menghasilkan nyala api dengan penurunan rasio udara-bahan bakar dan peningkatan rasio kompresi, serta peningkatan beban mesin. Selain itu, penentuan letak/posisi busi pada ruang bakar juga penting dilakukan agar selalu terdapat campuran bahan bakar dan udara yang mudah terbakar.
Variabel Mesin Pada Perkembangan Api
Pembakaran Tidak Normal
Selain itu dapat juga disebabkan oleh tekanan kompresi yang berlebihan sehingga menyebabkan peningkatan suhu hingga mencapai titik penyalaan campuran bahan bakar-udara. Faktor-faktor yang menyebabkan suhu campuran bahan bakar-udara terlalu tinggi sehingga menimbulkan ledakan adalah sebagai berikut. Nilai oktan merupakan angka yang menunjukkan persentase kandungan isooctane (C8H18) pada campuran iso-oktan dan heptana (C7H16) pada bahan bakar.
Waktu penyalaan yang terlalu cepat akan menyebabkan keluarnya sebagian bahan bakar yang belum terbakar. Selama proses pemuaian, sisa bahan bakar dikompresi hingga suhunya menjadi tinggi sehingga menyebabkan penyalaan sendiri. Busi yang terlalu panas akan menyebabkan suhu disekitarnya menjadi tidak merata, sehingga pada saat busi menyala akan terdapat area yang suhunya berbeda sehingga menyebabkan bahan bakar terbakar tidak merata.
Selain itu, produk yang dihasilkan dari proses pembakaran dapat berupa oksida timah, oksida halida, oksida belerang, serta emisi evaporatif seperti hidrokarbon ringan yang dikeluarkan dari sistem bahan bakar. Pada masa-masa awal kepala katup samping, hal ini tidak dilakukan dan rasio kompresi yang jauh lebih rendah harus digunakan untuk bahan bakar tertentu.
DETONASI
Jika firewall dapat berpindah dari BB' ke D dan menyediakan campuran yang tidak terbakar pada kondisi normal, maka ledakan tidak akan terjadi sebelum akhir periode penundaan. Jika, misalnya, firewall hanya dapat mencapai CC' misalnya selama waktu tunda, sisa campuran CC'D yang tidak terbakar akan terbakar sendiri dan menyebabkan fluktuasi tekanan. Dari penjelasan fenomena tersebut terlihat jelas bahwa hingga terjadinya ledakan sangat bergantung pada sifat bahan bakarnya.
Kedua, jika periode penundaan lebih lama dari waktu yang dibutuhkan firewall untuk membakar semua konten yang tidak terbakar, maka tidak akan terjadi ketukan. Hanya jika suhu kritis tercapai dan dipertahankan, dan periode penundaan lebih pendek dari waktu yang dibutuhkan firewall untuk membakar semua sisa konten yang tidak terbakar, maka ledakan akan terjadi. Jadi untuk menghindari atau menekan ledakan, bahan bakar untuk mesin SI harus memiliki suhu penyalaan otomatis yang tinggi dan diinginkan waktu tunda yang lama.
Asumsikan terdapat campuran bahan bakar-udara homogen yang dikompresi dengan cepat dan dipertahankan pada tekanan dan suhu yang dihasilkan oleh kompresi. Periode jeda menjadi lebih pendek seiring dengan meningkatnya suhu karena aktivitas molekul yang lebih tinggi. Namun, banyak peneliti telah menunjukkan bahwa degradasi bahan bakar terjadi pada reaksi sebelum pembakaran yang menghasilkan aldehida, peroksida, dan radikal bebas.
Menurut pendapat mereka, jika bahan bakar beroperasi dengan reaksi pra-nyala yang diperpanjang, laju perkembangan nyala api dapat mencapai kecepatan 150-400 m/s dan nyala api yang dipercepat ini melewati gas akhir sebagai ledakan gas akhir. Oleh karena itu, kecenderungan ketukan meningkat dengan memajukan waktu pengapian dan menurun ketika waktu pengapian ditunda. Selanjutnya jika ruang bakar sangat turbulen maka laju pembakaran akan tinggi dan akibatnya waktu pembakaran semakin berkurang yang berarti kecenderungan terjadinya knocking pun berkurang.
Menempatkan busi di tengah ruang bakar akan memberikan kecenderungan ketukan yang paling kecil karena perjalanan api yang minimal. Namun api akan merambat lebih jauh jika ruang bakar semakin besar sehingga membutuhkan waktu lebih lama yang berarti pada mesin besar kecenderungan terjadinya knocking semakin besar. Sifat bahan bakar dan rasio bahan bakar-udara merupakan kontrol utama untuk knocking setelah rasio kompresi dan ukuran mesin ditentukan.
Secara umum, semakin rendah suhu penyalaan otomatis bahan bakar atau semakin besar reaksi preflame, semakin besar kecenderungan terjadinya knocking. Deret parafin mempunyai kecenderungan knock paling besar, sedangkan deret aromatik mempunyai kecenderungan knock paling kecil, sedangkan deret nafta berada di antara keduanya. Dengan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna, terbentuk endapan berupa abu pada dinding ruang bakar, yang kemudian terisi kotoran dari udara dan tidak dapat tersapu oleh produk tambahan.
Selain itu, jika ketebalan endapan ini bertambah maka rasio kompresi akan semakin tinggi sehingga kecenderungan ketukan akan semakin meningkat seiring berjalannya waktu.
PENGGUNAAN BAHAN BAKAR BIOFUEL (PREMIUM dan BIOETANOL) TERHADAP
