Oksigen, Sang Penentu Proses Kerja Mesin

Pada dasarnya, kendaraan bermotor membutuhkan oksigen untuk  berbagai kepentingan. Pertama, proses kerja mesin pembakaran dalam membutuhkan oksigen. Kedua, untuk menyempurnakan emisi gas buang, dibutuhkan oksigen dalam proses pembersihan asap yang keluar dari pipa knalpot. 

>>> Cuaca Menjadi Masalah Terbesar Sensor Mobil Otonom Saat Ini

Proses Kerja Mesin

Pada mesin pembakaran dalam jenis empat langkah yang memakai bahan bakar bensin maupun solar, oksigen menjadi salah satu faktor penting karena diperlukan dalam segitiga proses pembakaran yang melibatkan udara-bahan bakar-api. Dalam kegiatan tersebut, oksigen berperan sebagai oksidan yang mempercepat proses pembakaran.

Siklus kerja mesin bensin 4 langkah 

Seperti yang dijelaskan sebelumnya oleh tim Cintamobil.com. Untuk mesin bensin, proses pembakaran dalam ruang bakar membutuhkan campuran bahan bakar, udara yang mengandung oksigen dan percikan bunga api listrik tegangan tinggi yang dilontarkan oleh busi.

Siklus kerja mesin diesel 4 langkah

Sedangkan pada mesin diesel, udara berisi oksigen memasuki  ruang bakar dan dimampatkan hingga mencapai suhu tinggi dan tekanan tinggi, kemudian bahan bakar diesel diinjeksikan yang lalu terbakar. 

Proses Pembakaran

Proses pembakaran yang melibatkan bahan bakar dan udara. Secara umum, proses pembakaran pada mesin konvensional (mesin pembakaran dalam) melibatkan komponen berikut; 

C_xH_y (bahan bakar yang mengandung senyawa hidrokarbon) + O₂ =  CO₂ dan H₂0.

Inilah peran oksigen dalam pembakaran

Dalam hal ini, proses pembakaran tersebut berlangsung dalam kondisi ideal. Untuk mesin bensin, perbandingan ideal dalam campuran bahan bakar udara  adalah 14,7:1 alias 14,7 gram udara bercampur dengan 1 gram bensin. Sedangkan pada mesin diesel, rasio bahan bakar dan udara adalah 14,5:1 alias 14,5 gram udara “dicampurkan” dengan 1 gram diesel fuel.  

Pembersihan Gas Buang

Nyatanya, kerap terjadi proses pembakaran tidak berlangsung seperti teori di atas kertas. Sebagai contoh, udara atau bahan bakar yang melebihi takaran (kebanyakan) atau suhu pembakaran terlalu tinggi sehingga menghasilkan emisi gas buang yang berbahaya bagi lingkungan hidup semisal CO (kematian) dan senyawa NOx (hujan asam).

Perangkat pembersih gas buang hasil sisa pembakaran

Alhasil diperlukan proses pembersihan gas buang  sebelum keluar dari knalpot melalui catalytic converter untuk mesin bensin atau DPF (diesel  particulate filter) dan SCR (selective catalytic reduction) pada mesin diesel. 

Sensor Oksigen

Pada mesin bensin terdapat sensor O₂ yang berfungsi mengukur kadar O₂ dalam gas buang. Setiap perubahan kadar O₂ dalam gas buang selalu diinfokan oleh sensor tersebut kepada sistem manajemen mesin yang kemudian melakukan koreksi terhadap rasio campuran bensin udara.

Sensor oksigen untuk mendeteksi kadar oksigen dalam gas buang

Jika kadar O₂ dalam gas buang terlalu sedikit maka  catalytic converter kesulitan membersihkan sisa pembakaran. Sebaliknya, jika kadar O₂ terlalu tinggi maka catalytic converter akan overheat sehingga menyebabkan logam-logam pembersih meleleh dan akhirnya mampet.  

Bahayanya Oksigen

Paduan gas O₂ murni dengan konsentrat tinggi dan percikan api menghasilkan proses pembakaran yang berlangsung sangat cepat sehingga berpotensi menyebabkan kebakaran dan ledakan yang sangat berbahaya.

Selalu berhati-hati saat menangani gas O2

Contohnya, korsleting dan gas O₂ murni konsentrat tinggi menimbulkan kebakaran yang menyebar sangat cepat dan menewaskan para awak Apollo 1. Pada sisi lain, makhluk hidup sangat membutuhkan O₂ untuk hidup. Jadi selalu berhati-hati kalau sudah berurusan dengan gas O_2. 

>>> Menggunakan Nitrogen untuk Ban, Apa Untungnya?