Syarat Terjadinya Pembakaran pada Kendaraan Motor Bensin

Syarat terjadinya pembakaran pada mesin adalah tersedianya oksigen, bahan bakar, dan panas atau api yang bagus. Pada proses pembakaran pada mesin bensin ketiga zat tersebut diharapkan akan benar-benar terbakar selama proses pembakaran secara sempurna. 

Saat proses pembakaran sempurna, performa mesin akan sangat baik. Pada mesin bensin diharapkan terjadi proses pembakaran yang sempurna di dalam silinder (ruang bakar), diharapkan beberapa syarat yang harus dipenuhi yaitu tekanan kompresi yang cukup tinggi, waktu penyalaan yang tepat dan percikan api yang besar dari busi. Sehingga mengahsilan tenaga yang sempurna dengan campuran bahan bakar-udara yang sesuai dan tepat. 

Melakukan pengaturan saat pengapian yang benar dan memberikan percikan api yang baik adalah bagian dari sistem pengapian. Tiga syarat dalam proses pembakaran dalam mesin motor adalah:

1. Ada yang dibakar (campuran udara dan bahan bakar)
2. Ada yang membakar (api/panas atau tekanan)
3. Adanya ruang bakar (chamber).

Untuk mencapai fungsi tersebut maka sistem pengapian harus memenuhi beberapa syarat yaitu:

1. Bunga Api yang Kuat 

Campuran antara udara dan bahan bakar disemprotkan dalam silinder pada langkah ketika tekanan kompresi di dalam ruang bakar yang tinggi. Tekanan kompresi yang tinggi akan menjadikan naiknya tahanan untuk menghantarkan listrik dari elektroda tengah busi ke elektroda samping (massa). Karena lantaran itu maka diperlukan tegangan yang tinggi semoga terjadi loncatan api yang kuat pada busi. Loncatan bunga api busi yang besar lengan berkuasa dan baik ditandai dengan loncatan berwarna biru pada elektroda busi. Untuk menghasilkan loncatan api yang berwarna biru pada elektroda busi, maka diharapkan tegangan minimal tinggi 18 KV yang dihasilkan oleh coil pengapian. Daya bakar (hasil pembakaran yang baik) selain tergantung pada kualitas campuran materi bakar dan udaranya (atomisasi materi bakar dan perbandingan yang sesuai), tapi juga dipengaruhi oleh besar kecilnya celah busi.

Ketika tekanan kompresi di ruang bakar tinggi, campuran udara dan bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder dalam langkah tersebut. Tekanan kompresi yang tinggi akan meningkatkan tahanan untuk menghantarkan listrik dari elektroda tengah busi ke elektroda massa. Oleh karena itu, diperlukan tegangan tinggi, dan loncatan bunga api yang kuat diharapkan terjadi pada busi. 

Loncatan bunga api warna biru pada elektroda busi menunjukkan kondisi busi yang baik. Agar dapat menghasilkan percikan api berwarna biru pada elektroda busi, coil pengapian diharapkan dapat menghasilkan tegangan minimum yang tinggi yaitu 18 KV. 

Daya pembakaran (hasil pembakaran yang baik) tidak hanya bergantung pada kualitas campuran bahan bakar dan udara (atomisasi bahan bakar dan rasio yang tepat), tetapi juga oleh ukuran celah busi antara elektroda tengah dengan masa spesifikasi 0,7-0,9 mm.

2. Saat Pengapian yang Tepat 

Saat pengapian atau timing ignition harus tepat agar terjadi proses pembakaran yang baik dan efektif. Waktu pengapian akan selalu berubah mengikuti dari putaran mesin dan beban mesin. 

Ketika putaran mesin rendah waktu yang dibutuhkan untuk mencampur materi bahan bakar dan udara akan akan berbeda dengan saat putaran mesin tinggi. Waktu yang dibutuhkan untuk mencampur materi bahan bakar dan udara ini pada ketika beban mesin ringan juga akan berbeda dengan ketika beban mesin besar. 

Kurang lebih diharapkan waktu sebesar 2 ms dari mulai awal dipercikkan api pada busi sampai terjadi pembakaran seluruhnya (penuh). Pembakaran harus tepat waktu tekanan maksimum pembakaran yang terjadi di dalam silinder mesin sanggup terjadi erat sesudah piston melewati TMA (Titik Mati Atas). 

Gambar. Kurva tekanan hasil pembakaran 

Keterangan : 

1 = Waktu pengapian yang tepat 

2 = Waktu pengapian yang terlalu maju 

3 = Waktu pengapian yang terlambat 

Z = Waktu pengapian 

• Apabila waktu pengapian (timing ignition) tepat, maka kurva tekanan pengapian yang dihasilkan sesuai dengan kurva nomer 1. Tekanan maksimum hasil proses pembakaran terjadi sesudah TMA. 
• Sedangkan pada kurva nomer 2 terlihat bahwa waktu pengapian terlalu awal, maka tekanan pembakaran maksimal terjadi pada ketika di TMA atau bahkan sebelum di TMA. Jika hal ini terjadi akan berpotensi terjadinya knocking atau getaranpada mesin yang lama-kelamaan sanggup merusak komponen-komponen mekanis pada mesin. 
• Pada kurva nomer 3 terlihat bahwa waktu pengapian terlambat, maka akan berakibat tekanan maksimal hasil pembakaran lemah dan daya mesin rendah akibat tekanan pembakaran terjadi sesudah piston sudah terlalu turun dari posisi TMA. 

Waktu pengapian yang tepat dapat diketahui dengan banyak sekali parameter. Parameter yang terpenting yaitu dari putaran mesin, rancangan mesin, kualitas materi bahan bakar, dan kondisi kerja mesin (start awal, idle atau stasioner, posisi pembukaan katup, dll). 

Oleh sebab itu pada sistem pengapian terdapat sistem untuk melakukan pengajuan pengapian agar nantinya sanggup diperoleh tekanan maksimal hasil proses pembakaran. 

3. Langkah Mesin

• Langkah piston bergerak dari TMA ke TMB, katup hisap terbuka, maka campuran bahan bakar dan udara terhisap ke dalam silinder. 
• Selanjutnya campuran bahan bakar dan udara dikompresi oleh gerak naik piston dari TMB ke TMA (katup hisap dan katup buang tertutup). 
• Saat akhir langkah kompresi (5-10 derajat sebelum TMA) busi memercikkan bunga api sehingga terjadi ledakan pembakaran (temperatur naik sekitar 2500 derajat C dan tekanan sekitar 50 kg/cm2 di ruang bakar) didalam ruang bakar yang akan mendorong piston dari TMA ke TMB disebut langkah kerja. 
• Setelah itu piston bergerak dari TMB ke TMA, katup buang terbuka dan gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar melalui saluran buang.

4. Ketahanan Terhadap Panas dan Getaran 

Pada komponen sistem pengapian harus mempunyai ketahanan terhadap panas dan getaran yang cukup baik sehingga sanggup bekerja dengan baik pula pada setiap kondisi kerja mesin. Hal ini dikarenakan  mesin bensin merupakan salah satu jenis dari motor bakar yang kerjanya sangat berhubungan dengan panas dan terjadinya getaran proses pembakaran.

Demikian pembahasan kali ini mengenai proses pembakaran pada mesin bensin. Semoga dapat bermanfaat dalam mengetahui dunia otomotif.

Salam Teknika! 

Share this post