Muh. Amri Mukhtarifin
Ekonomis atau tidaknya suatu kendaraan bermotor dapat diukur dari banyaknya bahan bakar yang dipakai untuk mengoperasikan kendaraan tersebut. Setiap pemakai tentunya mengharapkan dapat memiliki kendaraan yang hemat bahan bakar. Pengoperasian kendaraan biasanya tidak akan mencapai hasil yang sama untuk segala kondisi operasi, misalnya operasi kendaraan pada kecepatan penuh sangat berbeda dengan kendaraan yang dioperasikan di dalam kota yang sering berhenti. Hal ini sangat menentukan pemakaian bahan bakar. Pengaturan pencampuran dan masuknya bahan bakar ke dalam silinder perlu dibedakan, antara operasi beban penuh dan operasi beban rendah atau menengah. Keadaan lingkungan yang makin menguatirkan, disebabkan oleh polusi udara dari kendaraan bermotor, mewajibkan para perencana dan produsen kendaraan bermotor untuk memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh pemerintah dan lembaga pengawas lingkungan. Standar yang disusun menuju pada suatu kondisi di mana kadar komponen-komponen gas buang yang beracun dan membahayakan kesehatan manusia, dibuat seminimal mungkin dan diusahakan mendekati nol. Agar tuntutan tersebut dapat dipenuhi, telah banyak dilakukan perubahan desain kendaraan bermotor. Beberapa contoh di antaranya yaitu menggunakan material yang lebih ringan, mengganti sistem penyemprotan bahan bakar, mengubah ketinggian pembukaan katup silinder dan waktu mulai buka dan lamanya pembukaan.
Untuk mencapai tujuan dalam mendesain kendaraan ringan dan menengah yang berpolusi rendah sampai nol, maka ditetapkan empat kategori yang harus diikuti oleh para produsen kendaraan. Kategori ini adalah kendaraan transisi berpolusi rendah (transitionallow- emission vehicles), kendaraan berpolusi rendah (low-emission-vehicles), kendaraan berpolusi ultra rendah (ultra-low-emission vehicles) dan kendaraan berpolusi nol (zero-emission vehicles). Keempat kategori ini harus dipenuhi secara bertahap dalam batas waktu yang telah ditetapkan, sehingga pada batas waktu terakhir, diharapkan agar kendaraan-kendaraan itu dapat mencapai kategori kendaraan berpolusi nol.
Ditinjau dari konsumsi bahan bakar, temperature pembakaran yang tinggi menghasilkan efisiensi pembakaran yang bagus, dengan demikian tercapai juga penghematan bahan bakar, tetapi kadar NOx akan meningkat. Apabila temperatur diturunkan akan terjadi hal yang sebaliknya. Mengingat akan hal tersebut di atas, maka perlulah dicari suatu jalan keluar yang mampu menyelesaikan persoalan ini.
Pada setiap pembakaran bahan bakar dibutuhkan sejumlah oksigen, yang diambil dariudara, jumlah udara teoritis yang dibutuhkan adalah 14,5 kg untuk setiap 1 kg bahan baker Reaksi kimia dari pembakaran elemen karbon dan hidrogen adalah sbb.
C + O2 => CO2
H2 + ½O2 => H2O
Reaksi kimia pada pembakaran bensin yang merupakan campuran dari hidro karbon dengan penambahan belerang dan zat lemas(N) adalah sbb.:
CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O
Kadar belerang di dalam bahan baker sangat tidak diharapkan, karena dapat membentuk gas hidro sulfat yang sangat beracun. Kadar belerang di dalam bahan bakar pada waktu ini telah sangat dibatasi. Untuk mencari kebutuhan udara teoritis untuk sejumlah bahan bakar tertentu, dilakukan dengan menghitung berat molekul dari
komponen-komponen yang mengalami reaksi kimia.
CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O
16 g + 64 g => 44 g + 36 g
Untuk setiap gram bahan bakar dibutuhkan oksigen sebanyak 4 g. Berhubung oksigen diambil dari udara, sedang di dalam udara juga terdapat zat lemas(N) dan komponen lain yang lebih sedikit kadarnya, maka dengan diketahuinya perbandingan kadar oksigen dan zat lemas, dapat dicari kebutuhan udara teoritis. Kebutuhan udara teoritis adalah 4 : 0.232 = 17,24 g. Dengan demikian setiap gram bahan bakar membutuhkan secara teoritis 17,24 g udara, supaya terjadi pembakaran yang sempurna.
?Penulis adalah mahasiswa PTO