Excess air, Saat melakukan proses pembakaran fuel didalam engine cylinder, satu cycle combustion time-nya relative pendek, maka jika hanya theoretical Air yang dimasukkan ke dalam combustion chamber, molecule fuel tidak cukup punya waktu untuk bertemu dengan oxygen sebelum combustion terjadi dengan sempurna.
Yang justru menyebabkan terjadinya incomplete combustion. (sebagai contoh, jika engine speed 1800 rpm, waktu yang diperlukan untuk satu combustion cycle sekitar 1160 detik.) Untuk mencegah terjadinya incomplete combustion, actual-nya harus lebih banyak jumlah udara daripada theoretical Air yang dimasukkan untuk memastikan terjadinya completed combustion (pembakaran yang sempurna).
Excess Air Ratio digunakan sebagai index untuk menunjukkan seberapa banyak kelebihan udara yang dimasukkan ke dalam combustion chamber. Excess Air Ratio menunjukkan seberapa kali jumlah udara yang sebenarnya di supply ke dalam combustion chamber lebih besar dari theoretical Air.
Sebagai contoh, jika 18 liter udara dimasukkan untuk setiap 1 gram fuel, dan theoretical Air adalah 12 liter, maka excess air ratio-nya adalah 1,5.
Pada engine, ukuran diameter cylinder tidak bisa berubah, maka jumlah udara yang bisa dihisapnya tentu saja juga constant. Sehingga keterkaitan antara fuel injected dan excess air ratio seperti berikut.
– Lebih banyak fuel yang di-injected, maka rationya menjadi lebih kecil
– Lebih sedikit fuel yang di-injected, maka rationya menjadi lebih besar
Diesel engine yang dipasang pada construction equipment, excess air ratio telah di-set sekitar 1,5 sampai 2,0 untuk saat jumlah maksimum fuel yang di-injected. Excess air ratio berbeda-beda sesuai karateristik dan spesifikasi masing-masing engine.
Fungsi Excess Air
Excess Air sangat diperlukan untuk kerja engine, tujuannya adalah:
1. Pembakaran fuel selama engine bekerja tetap sempurna, sehingga menghasilkan power yang optimum pada semua kondisi kerja engine.
2. Excess air juga menyerap panas hasil pembakaran, sehingga temperatur exhaust gas relative rendah (sebagai cooler).
Jika Ratio bertambah kecil maka akan mengakibatkan kenaikan temperature gas exhaust, dan akan mencapai peak temperatur saat Ratio mendekati 1, jika kondisi tersebut terjadi terus menerus, akan menyebabkan terjadi problem:
1. Cylinder head cracks, valve melting,
2. Piston melting atau crack, piston dan liner lecet (peeling),
3. Turbocharger membara / cracks,
4. Overheat pada lube system dan cooling
system,
5. Cepat terjadi soot, dll.
Ratio terlalu kecil disebabkan karena:
1. Problem pada AIR INTAKE SYSTEM
– Air restriction dari Air Cleaner terlalu besar (air cleaner buntu); batas air restriction maximum pada sea level adalah 25 inchH2O (650 mmH2O).
– Turbocharger rusak atau ada kebocoran pada saluran udara antara turbochager dan intake manifold.
– Valve timing berubah settingannya.
2. Problem pada FUEL SYSTEM
– Quantity bahan bakar yang diinjeksikan melebihi batas maximum standarnya (over fueling), akan terjadi power cenderung lebih tinggi selama air restriction masih rendah (air cleaner bersih), jika air restriction makin besar selama engine bekerja temperatur gas buang makin tinggi (excess air ratio makin rendah) dan seandainya air cleaner makin kotor akan terjadi pembakaran tidak sempurna sehingga kabut fuel hasil injeksi berubah menjadi partikel carbon/jelaga (soot).
Jadi, bila overfueling kemungkinan terjadinya temperatur exhaust gas terlalu tinggi dan soot akan terjadi lebih cepat dibandingkan dengan kondisi fuel supply normal, walaupun air restriction dari air cleaner masih dibawah 25 inch H2O. Akibat hal ini, banyak terjadi problem engine seperti cylinder head retak, exhaust manifold atau turbocharger membara retak, valve melting, dll. Overheat pada lube dan cooling system, penaikan viskositas oli karena bercampur dengan soot (n-pentane insoluble naik) sehingga pelumasan tidak sempurna.
– Injection Timing tidak tepat.
