EXHAUST GAS RECIRCULATION

Apa itu EGR?

Tehnologi ini sebenarnya sudah lama diaplikasikan didunia otomotif, mungkin mobil atau motor anda sudah memakai system EGR. Secara harfiah diterjemahkan sebagai “gas buang yg disirkulasi ulang”. Didalam mesin motor bakar (internal combustion engine), aplikasi system EGR secara prinsip adalah mengurangi emisi Nitrogen Oxide (NOx) Ã polutan knalpot yg paling berbahaya baik di mesin bensin maupun diesel.

EGR bekerja dengan mensirkulasi kembali sebagian dari gas buang dari exhaust manifold kembali ke ruang bakar (combustion chamber), sebagian gas buang (dalam konteks ini disebut “inert” karena gas ini tidak bereaksi dg pembakaran) akan mengganti sebagian jumlah campuran bahan bakar yg masuk ke silinder.

Hal ini berarti panas dari pembakaran menjadi berkurang, dan pembakaran akan menghasilkan tekanan/tenaga yg sama pada temperature yg lebih rendah. Pada mesin diesel, gas buang tersebut menggantikan sebagian kelebihan oxygen di campuran bahan bakar.

Karena formasi Nitrogen Oxide (NOx) cepat terbentuk pada temperature tinggi, maka penggunaan system EGR akan mengurangi terbentuknya NOx. NOx akan terbentuk utamanya ketika campuran nitrogen dan oxygen terpapar pada suhu tinggi.

EGR pada Spark Ignited engine

Spark ignited engine secara mudah artinya “mesin yg pakai busi” selanjutnya kita pakai istilah (SI).

Gas buang ditambahkan kecampuran bahan bahan bakar dan oxygen, sehingga berakibat menaikan “panas jenis”* dari campuran yg ada disilinder, sehingga akan menurunkan “suhu nyala adiabatic”**

Interupsi:

*panas jenis=specific heat capacity=jumlah panas yg diperlukan untuk menaikan suhu sebesar 1 derajat dari sebuah satu satuan volume benda.

**suhu nyala diabiatic=adiabiatic flame temperature = temperatur yg dicapai dari sebuah pembakaran tanpakehilangan energy/tenaga.

Pada tipikal mesin SI, 5% sampai 15% diputar kembali ke ruang bakar sebagai EGR. Jumlah maksimum dari EGR ini dibatasi oleh kebutuhan mixture/campuran bahan bakar untuk kelangsungan pembakaran itu sendiri.

Kelebihan EGR akan berakibat misfire (kegagalan pembakaran) dan pembakaran yg tidak sempurna. Walaupun dg EGR bisa dikatkan pembakaran yg lambat namun hal ini bisa diatasi dg memajukan timing titik nyala. EGR berpengaruh besar pada efficiency mesin namun tergantung dari design mesin itu sendiri. Penggunaan EGR secara benar secara teoritis akan naikan efisiensi mesin SI seperti mengurangi hilangnya hambatan pada katup gas (throttle), mengurangi panas mesin, berkurangnya reaksi kimia karena temperature kerja yg rendah.

EGR secara umum tidak dipakai pada mesin SI yg berbeban berat karena akan mengurangi tenaga maximal dari mesin dikarenakan kepadatan mixture/campuran bahan bakar yg masuk ke intake berkurang. EGR juga menghilangkan stasioner (idle)/mesin tanpa beban/putaran rendah, karena EGR akan membuat pembakaran tidak stabil sehingga menyebabkan stasioner yg kasar. EGR juga akan mendinginkan katup buang sehingga membuat merka lebih awet.

EGR pada mesin Diesel

Pada mesin diesel modern, sebelum masuk ke intake EGR didinginkan oleh heat exchanger/gampangane radiator, untuk menaikan tingkat kepadatan dari EGR. Mesin diesel secara umum beroperasi dg banyak kelebihan udara, mereka memanfaatkan tingkat penggunaan EGR sampai 50% (terutama pada waktu idle (stasioner tanpa beban) kelebihan udara dalam pembakaran sangat besar) untuk mengontrol tingkat emisi NOx.

Karena mesin diesel tidak menggunakan throttle*** (katup gas.. itu lho yg di karburator kalau pedal gas diijak di ikut buka tutup) maka tidak ada throttle losses.

Penggunaan EGR pada mesin diesel akan mengurangi rasio panas jenuh dari campuran bahan bakar di piston, sehingga mengurangi tenaga yg didapat oleh piston. EGR juga akan cenderung mengurangi jumlah BBM yg dikonsumsi di ruang bakar yg ditandai dengan meningkatnya jumlah partikel emisi (khususnya karbon) yg tidak terbakar sesuai dengan peningkatan jumlah EGR.

Peraturan emisi yg ketat membuat EGR yg memproduksi banyak partikel emisi karbon harus membuat para produsen mesin memasang filter. Filter dibuat sedemikian rupa agar tidak mampet oleh akumulasi partikel emisi dengan cara menginjeksikan bahan bakar dan udara untuk membakar jelaga yg menempel.