Perbandingan udara dan bensin

Perbandingan udara dan bahan bakar

Kali ini saya akan mengulas tentang perbandingan udara bahan bakar bensin yang digunakan pada mesin automotif termasuk mesin motor. Sama pentingnya dengan kompresi, timing pengapian, dan mekanisme valve, perbandingan udara bensin yang tidak sesuai pada mesin, maka mesin biasanya sulit hidup, akselerasi lambat, tenaga kurang, top speed tidak tercapai, boros bensin, mesin panas, mesin berasap,.
Pada mesin dengan teknologi injection, perhitungan ini sudah diprogram sehingga kebutuhan mesin pada campuran udara bahan bakar diatur oleh ECU, berdasarkan input-input dari sensor2 dan mengontrol bensin yang diinjeksi di injector. Tapi pada mesin yang menggunakan karburator, beberapa parts seperti main jet pilot jet, jarum skep, power jet, idle mixture dapat di ganti dan distel, bila perbandingan tidak sesuai maka performa mesin akan turun
Penelitian terhadap perbandingan udara dan bahan bakar dilakukan menurut analisa stoichio metric dengan melihat bahan bakar dan energy yg ada sebelum dan sesudah reaksi..
Digunakan hokum-hukum fisika seperti:
Hukum kekekalan masa
Hukum kekekalan tenaga
Hukum Avogadro
Hokum gas ideal , dll.
Penelitian tersebut menyimpulkan 1 kg udara dapat membakar habis 0.067 kg bensin, nilai ini (air fuel ratio) dikatakan stiochiometric atau chemically coreect.
Bila perbandingan di atas 15:1 , contoh 17:1,  maka disebut campuran kurus(miskin/lean)
Bila perbandingan di bawah 15:1, contoh 12:1, maka disebut campuran kaya (gemuk)
Pada kenyataan, air fuel ratio dalam mesin system bahan bakar bensin tidak tetap ( bervariasi) sesuai kebutuhan mesin.
Kerja Mesin

Perbandingan udara dan bensin

Mesin mulai hidup.                5:1
Putaran idle.                         11:1
Power.                             12-13:1
Kecepatan ekonomis.     16-18:1

Bagaiman menghitung udara bensin?? 

Saya akan jabarkan kimianya Gan..
Pada udara kering mengandung:
Oksigen 20,99 %
Nitrogen         78,83 %
Argon(ar) 0,94 %
C dioxide 0,03  %
Hydrogen 0,01 %
Berat atom C = 12 H =1 O =16
Bila kita anggap oksigen 21 dan nitrogen 79. Berat molekul udara didapat M : 28,967 atau 29. Perbandingan berat molekul nitrogen dan oksigen adalah 79/21 =3,764
Pada pembakaran C8H18 (bensin) :
C8H18 +O2  + N2                  =   CO2 + H2O + N2
C8H18 + (12,5)O2 + 47N2    =  8CO2 +9H2O+47 N2
2C8H18 + 25O2 +  94N2      =   16CO2 + 18H2O + 94N2

Air fuel ratio 

= Berat udara : Berat bahan bakar
= ((Berat molekul O2 + berat molekul N2) × berat molekul udara) / Berat molekul C8  × berat atom C) +  (berat molekul H18  × berat atom H)
= ((25 + 94) × 28,967 ) / (16×12) + (36×1.008)
= 15,1

Demikian rumus perbandingan fuel dan udara..

Hukum fisika : qontinuitas dan bernauli. Bila suatu fluida mengalir melalui suatu tabung (venturi) maka debit aliran :

Q = A.V  konstan

Q : debit aliran ( M²/det)

A : luas penampang tabung (venturi) (M²)

V : kecepatan aliran ( M/det)

Jadi , menurut rumus ini, maka kecepatan aliran pada 1 ( Va) lebih kecil dari kecepatan aliran 2 ( Vb )

Ini karena luas penampang pada A lebih besar daripada luas B.

Sedangkan jumlah tekanan statis dan dinamisnya pada sepanjang tabung akan selalu tetap, dimana persamaanya :

P  + ½ V²p + pgh  = konstan

P : tekanan atmosfir

p : massa jenis fluida ( kg / cm³ )

g : gravitasi ( m/det²)

h : tinggi fluida ( m )

v : kecepatan aliran ( m/det )

Ok.. mari kita masukkan rumus berdasarkan keadaan di gambar :

P1 + ½ V1²p1 + p1g1h1  = P2 + ½ V²p2 +  p2g2h2

Dikarenakan tabung mendatar, maka ( bila ketinggian venture in dan out sejajar ), :

P1 + ½ V1²p1 = P2  + ½ V²p2 

Nah, dari rumus –rumus perhiitungan tersebut  , campuran udara bensin yang mengalir melalui tabung yang luas penampangnya mengecil ( venturi ) maka Kecepatannya bertambah sedangkan tekanan menurun.

Hubungan diameter venturi dan output :

Semakin besar venturi akan semakin besar output maksimum yang dicapai. Tetapi pada putaran mesin rendah diameter venturi yang lebih besar lebih lambat menghasilkan power dibandingkan dengan venturi lebih kecil

Artikel saya buat berdasarkan banyak pertanyaan tentang pemakaian karburator ber venturi besar pada mesin motor dengan CC kecil, agar lebih dalam mengetahuinya melalui kimia dan rumus aliran fluida.