BBM dan oksigen sumber power dasyat mesin

Posted on Updated on

power_button_black

 

Menciptakan HP dari internal combustion engine (ICE) tidak lain membuat tenaga yang menekan piston ke bawah setelah TDC pada langkah power sebesar mungkin. Combustion pressure memuncak biasanya pada 12-14 atau 20 derajat putaran crankshaft setelah TDC. Di ikuti dengan mengurangi beban gesekan (friction loss), beban pada masa engine yang berputar (rotating mass) dan segala hal yang menimbulkan parasit memberatkan kerja engine. Itu bukan sulap bukan sihir tapi perhitungan yang dapat di realisasikan secara tepat.
Tekanan atau pressure yang dibangun pada saat langkah tenaga (power stroke) menekan permukaan piston ke arah bawah setelah titik mati atas (TDC) adalah reaksi kimia hydrocarbon berasal dari bbm dengan oksigen. BBM atau fuel merupakan sumber energi panas dari situ cylinder pressure berasal.  
Menurut para ahli permesinan atau professional engine tuner bahwa rasio udara dan bbm atau biasa disebut dengan air & fuel ratio (AFR) terbaik ditentukan oleh rencana engine nantinya digunakan. AFR engine untuk pemakaian sehari-hari (daily driver) akan berlainan dengan engine performa tinggi.
Tiap orang pasti ingin mobil atau motornya ideal sesuai keinginan yaitu performa yang mantap, akselerasi cepat, mudah di start dan cepat mencapai temperatur kerja, irit konsumsi bbm dalam berbagai situasi cuaca. Bersamaan harus memenuhi peraturan emisi yang semakin ketat. Itu adalah keinginan yang cukup lumayan untuk diwujudkan.
Performa mantap ngak bisa tercapai tanpa menambah rasio kompresi statik supaya efisiensi pembakaran tercapai (combustion efficiency). Piston squish semakin sempurna bersamaan mengungkit atomisasi antara bbm dan udara. Untuk itu perlu oktan lebih tinggi meskipun piston squish yang bekerja efektif dapat pula menekan detonasi, artinya boleh meminum oktan dengan angka lebih rendah. Tapi ada faktor yang juga tidak boleh dikesampingkan yaitu cuaca panas pada siang hari akan mempermudah temperatur di dalam silinder melonjak kemudian menyulut detonasi.
Electronic engine management sekarang yang canggih dapat kompensasi terhadap berbagai kondisi di jalan dan menerima bbm berqualitas buruk supaya terhindar dari munculnya musuh besar engine yaitu detonasi atau ngelitik itu, tapi ada batasannya. Jadi jangan bermain api kalau kendaraan kita ingin awet, yaitu memberi asupan bbm sesuai oktan yang seharusnya. “Detonation kills the engine” katanya.
Campuran udara dan bbm berbasis pada nilai stoichiometry yaitu titik yang tepat secara kimia untuk terjadi pembakaran. Berat 14.7 bagian udara membakar habis 1 bagian bbm, meskipun realitanya jarang terjadi akibat pendeknya waktu pembakaran di dalam ruang bakar. Nilai stoichiometric 14.7 : 1 sama dengan Lambda 1.
Dari setiap air fuel ratio yang tepat untuk operasi pada kondisi tertentu dapat dibagi menjadi dua kategori :
Steady state running engine sedang idle dimana lambatnya airflow, perubahan temperatur dan hadirnya friction loss, memerlukan AFR yang berlainan.
Engine bisa saja nyala pada rasio di set stoichiometric 14.7 : 1 tapi akan ada kemungkinan pembakaran tidak lancar kemudian mati. Untuk itu dipilih AFR pada 12.25 : 1, dibawah stoichiometric atau lebih basah (rich) supaya memenuhi semua kebutuhan.
Transient operation terdiri dari kondisi engine di nyalakan (starting), dipanaskan (warming up), akselerasi atau bertambanya beban (increase of loads) dan deselerasi.
* Menyalakan engine dan penghangatan. Perlu AFR sangat basah (rich) untuk menyalakan engine yang sangat dingin, antara 10.3 : 1 – 11 : 1. Kemudian secara progresif berubah mengikuti nyala engine yang semakin bagus sampai pada kondisi steady state running.
* Akselerasi.  Ketika throttle di buka untuk akselerasi  di ikuti juga naiknya manifold pressure. Menghindari terlewat pengapian (misfiring), terjadi backfiring atau terburuknya engine mati, maka tambahan bensin supaya lebih basah diperlukan.
Pada umumnya bervariasi tergantung putaran engine (rpm) dan posisi throttle pada awal akselerasi, volatilitas bbm, temperatur campuran bbm dan kecepatan dari bukaan throttle. Bukaan throttle yang lambat memerlukan AFR yang lebih sedikit dari keadaan full akselerasi. Campuran dalam situasi ini dapat mencapai 12.7 : 1 pada engine yang sudah hangat dan 12.1 : 1 engine yang masih dingin. Setelah engine mencapai temperatur kerja, AFR akselerasi pada di 12.7 : 1.
* Deselerasi. Pada situasi ini posisi throttle menutup, pasokan bensin harus terkontrol supaya tidak terlalu rich atau lean yang menyumbang terjadi backfiring atau istilahnya nembak-nembak. Mengkontrol nya dengan alat digital air/fuel ratio meter. AFR ketika deselerasi tidak boleh lebih kering (lean) dari 17.1 : 1.  
Langkah tenaga atau power stroke bisa di perkirakan secara teori melalui rata-rata besarnya tekanan dari pembakaran terhadap permukaan piston. Tekanan rata-rata secara teori ini disebut dengan mean effective pressure (MEP)
MEP = 150.8 x (torque : engine displacement in cu inch)  
Mendongkrak power output setingginya akan menemui batas berdasarkan kemampuan engine itu sendiri. Combustian pressure berasal dari energi panas ada limitnya. Seberapa mampu rasio kompresi statik, oktan bbm dan engine management (ECU) bekerja sama tidak menghadirkan si setan bernama detonasi yang merusak itu. ECU berperan penuh supaya AFR dan waktu pengapian (ignition timing) seperti yang telah diprogram, membawa engine beroperasi secara efisien dan menggusur detonasi.
Dalam pencarian power memang ngak bisa berjalan linear dengan irit bbm. Harus pilih karena power perlu pasokan bbm lebih rakus. Dua engine dengan parameter komponen yang sama di set berlainan AFR, satu untuk power dan satunya lebih ke irit bbm. Engine di set ke power akan perlu bbm lebih banyak, AFR jadi lebih rich.
Komparasi dua engine yang berbeda komponen berkenaan terhadap konsumsi bbm dan power output dapat diketahui melalui thermal efficiency (TE).
TE = 0.1339 x HP / fuel flow (pound/hour)
Engine yang menghasilkan TE paling kecil atau efisien artinya meng ekstrak HP besar dengan sedikit konsumsi bbm. Seperti telah disebutkan diatas perlu efisiensi pada seluruh komponen dan angka parameter engine.

Power & Fuel Consumption

Maksimum power tercapai pada AFR dibawah stoichiometric atau rich misalnya 12.7 : 1 dan hemat konsumsi bbm pada AFR di atas nya yaitu lebih lean 16.2 :1.

Berlakunya regulasi Euro 4 ngak terhindarkan harus mengikis performa power output. Seperti Yamaha R6 keluaran terbaru 2017 dan juga Kawasaki naked bike Z650 model 2017. Pihak Kawasaki mensiasati melalui berat motor dipapas siknifikan mencapai 15 kg. Meskipun ada pengurangan power, tapi dengan program pengurangan berat badan maka performa tetap terjaga melalui power-to-weight ratio.
High revving engine Yamaha R6 memasuki zona 16000 rpm dengan valve overlap tinggi akan susah mempertahankan power perkasa tanpa terkena aturan emsisi. Akhirnya harus tunduk oleh kekuasaan Euro 4, power berkurang 7 HP dari model sebelumnya. Makin ketat (strict) aturan emisi semakin memberi dampak terhadap power.

yamaha-r6-2017

Yamaha R6 2017 tunduk oleh Euro 4, power (claimed) terkikis 7 HP (performance bikes)

Menyalakan engine yang masih dingin memerlukan AFR sangat basah (rich) artinya emisi hydrocarbon meningkat. Ini juga jadi sorotan produsen supaya memenuhi test Euro 4. Antisipasinya posisi catalytic converter dimajukan lebih dekat lagi ke engine supaya mampu bekerja lebih cepat. Tapi itu jelas akan merusak performa engine. Ukuran cat converter jadi bertambah gemuk tentunya memakan tempat khususnya motor.
Jadi ironis dimana motor sport 250cc sekarang sedang gencarnya mengejar HP terkuat, sebaliknya beberapa motor CC lebih besar sudah menjadi korban penggembosan HP akibat tunduk oleh Euro 4.
Cari lain supaya power dapat dipertahankan melalui penambahan CC. Berlaku frase “no replacement for displacement”, engine bore-out. Power tetap bisa berdaya bersamaan juga engine yang ramah lingkungan demi kelangsungan kehidupan kita dan anak-cucu semua. Demikian wassalam dan salam sejahtera.
Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s