Apa itu  EGR?

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

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.

(Artikel oleh Harsono)

http://bismania.org/buletin/artikel-tulisan-liputan/exhaust-gas-recirculation-egr/

EGR Sistem -> Reducing Pumping Loss

Pada mesin internal combustion engine, khususnya SI Engine, engine performance salah

satunya dipengaruhi oleh design sistem pernafasan engine (engine breathing system).  Agar

mesin bisa lebih baik performancenya dalam hal fuel consumption bisa dengan cara menurunkan

pumping loss. So, apa yang dimaksud dengan pumping loss??? Pada mesin bensin, udara dari

luar dipompakan masuk kedalam ruang bakar lewat throttle, tetapi karena ada perbedaan tekanan

udara luar dan didalam intake manifold, mengakibatkan perlu tenaga extra dan tenaga ini

tentunya diambil dari proses pembakaran. Otomatis fuel consumption jadi naek……….

Agar pumping loss berkurang, maka pada mesin bisa ditambahkan EGR sistem (Exhaust

Gas Recirculation), dimana sebagian dari gas buang dimasukkan kembali ke ruang bakar.

Penambahan gas inert hasil pembakaran ini pada jalur intake akan menimbulkan perubahan

tekanan sehingga udara didalam intake mempunyai tekanan yang hampir sama dengan tekanan

udara luar dan pada akhirnya pumping loss bisa dikurangi. Manfaat lain dari sistem ini adalah

bisa menurunkan emisi NOx, dikarenakan inert gas bisa menurunkan suhu pembakaran dan

mengurangi kemungkinan terbentuknya NOx sebagai akibat dari tingginya suhu pembakaran

diruang bakar.

Apakah katup EGR dan apa fungsinya?

Ketika suhu pembakaran melebihi 2500 derajat F., nitrogen atmosfer mulai bereaksi dengan oksigen selama pembakaran. Hasilnya adalah senyawa yang disebut nitrogen oksida (NOx), yang memainkan peran utama dalam polusi udara perkotaan. Untuk mengurangi pembentukan NOx, temperatur pembakaran harus disimpan di bawah ambang batas NOx. Hal ini dilakukan dengan sirkulasi sejumlah kecil gas buang melalui "resirkulasi gas buang," atau EGR. katup.

Katup EGR mengontrol jalan kecil antara intake dan exhaust manifold. Ketika katup terbuka, vakum asupan menarik buang melalui katup. Ini mencairkan campuran udara / bahan bakar yang masuk dan memiliki efek pendinginan pada suhu pembakaran yang menjaga NOx dalam batas yang dapat diterima. Sebagai manfaat tambahan, juga mengurangi kebutuhan oktan mesin yang mengurangi bahaya peledakan (spark knock).

Katup EGR terdiri dari katup popet dan diafragma vakum. Ketika vakum diterapkan pada diafragma katup EGR, itu menarik knalpot katup terbuka yang memungkinkan untuk lulus dari exhaust manifold ke dalam intake manifold. Beberapa mesin memiliki "backpressure positif" katup EGR, sementara yang lain memiliki "backpressure negatif" katup EGR. Kedua jenis mengandung diafragma kedua yang memodulasi tindakan katup. Hal ini untuk mencegah katup dari membuka kecuali ada tingkat tertentu backpressure knalpot dalam sistem. Katup EGR yang dikalibrasi untuk aplikasi mesin tertentu. Katup salah mungkin mengalir terlalu banyak atau tidak cukup menguras dan menyebabkan masalah emisi, driveability dan detonasi.

Katup EGR biasanya tidak membutuhkan perawatan atau penggantian untuk perawatan pencegahan. Tetapi katup dapat menjadi tersumbat dengan deposit karbon yang menyebabkannya untuk tetap atau mencegah dari menutup dengan benar. Kotor EGR katup kadang-kadang bisa dibersihkan, tetapi penggantian diperlukan jika katup rusak.

Beberapa mesin baru yang begitu bersih dari sudut pandang emisi NOx bahwa tidak ada katup EGR diperlukan.

Porting Vacuum Beralih

Komponen lain yang mungkin menjadi bagian dari sistem EGR kendaraan Anda adalah "porting vakum switch" (PVS), yang juga dapat disebut sebagai "katup vakum termal" atau "suhu katup vakum" (TVS). Switch mengontrol berlalunya vakum yang mengoperasikan katup EGR.

Perangkat ini adalah saklar peka panas yang tetap ditutup sampai pendingin mesin mencapai suhu tertentu. Sekrup PVS ke intake manifold, perumahan termostat atau mesin sehingga unsur panas-sensing berada dalam kontak dengan cairan pendingin mesin. Di dalam switch adalah plug lilin yang mendorong sebuah plunger geser untuk mengungkap atau memblokir port vakum di saklar. Sebagai mesin memanas, lilin mengembang dan mendorong plunger hingga mengungkap atau blok port vakum. Pada titik ini, vakum untuk perangkat yang kontrol saklar baik diterapkan atau diblokir. Overheating mesin berat dapat merusak saklar, membuat pengganti yang diperlukan.

Kontrol Vacuum Solenoid

Solenoida adalah perangkat lain yang sering digunakan untuk mengontrol vakum untuk katup EGR. Solenoida adalah sebuah kumparan magnet melekat pada plunger yang membuka atau blok port vakum. Port vakum solenoida mungkin biasanya terbuka atau tertutup tergantung pada aplikasi. Ketika tegangan diterapkan pada solenoida, koil bergerak penyelam yang baik membuka atau memblokir port vakum. Tegangan ke solenoid dapat diarahkan melalui relay atau timer dan biasanya dikontrol oleh mesin komputer pada mobil baru.

Ketika digunakan untuk mengontrol vakum untuk katup EGR di mesin model akhir, mesin komputer akan menunggu untuk memberi energi solenoida sampai mesin hangat dan beroperasi di atas rpm tertentu.