Fungsi dan Cara Kerja EGR (Sistem Sirkulasi Ulang Gas Buang)
Apa itu EGR? Pernah kah sobat mendengar istilah EGR? EGR adalah suatu sistem pada kendaraan yang berfungsi untuk mengurangi substansi NOx pada gas buang. NOx pada gas buang kendaraan akan meningkat seiring kenaikan temperatur di dalam ruang bakar seperti misalnya ketika mesin berakselerasi atau ketika mesin mendapat beban berat. Pada temperatur tinggi, sebagian N2 (nitrogen) bereaksi dengan O2 (oksigen) dan jadilah NOx. NOx berbahaya bagi kesehatan manusia, dan oleh karena itu sistem EGR ini dirancang untuk mengurangi emisi NOx pada gas buang kendaraan.
Dan salah satu cara untuk mengurangi emisi NOx pada gas buang kendaraan adalah dengan menahan temperatur di dalam ruang bakar agar tetap rendah. Gas buang pada kendaraan terdiri dari karbon dioksida dan uap air (H20), dan keduanya tidak tidak bisa bereaksi dengan oksigen. Sistem EGR akan memasukkan kembali gas buang tersebut ke intake manifold dengan tujuan untuk menurunkan temperatur di dalam ruang bakar. Ketika campuran udara dan bahan bakar serta gas bercampur bersama, maka proporsi campuran akan menjadi campuran kurus, selanjutnya panas dari hasil pembakaran akan dibawa oleh gas buang. Akibatnya temperatur maksimum di dalam ruang bakar akan menurun sehingga kadar NOx pada gas buang akan menurun juga. Berikut ini adalah gambar perbandingan antara mesin yang dilengkapi dengan sistem EGR dengan mesin yang tidak dilengkapi dengan sistem EGR:
Pada sistem EGR, jumlah gas buang yang akan disirkulasikan kembali dikontrol oleh EGR vacuum modulator. Ini diperlukan karena tekanan pada katup buang bervariasi beebrapa mmHg di atas dan di bawah tekanan atrmosfir yang dinamakan dengan pulsations.
Ketika beban mesin ringan maka tekanan pada intake manifold akan tinggi sehingga jika gas yang disirkulasikan tidak dikontrol, gas buang yang disirkulasikan akan menjadi berlebih. Dan ini akan menyebabkan mesin tidak dapat bekerja dengan normal. Pada saat beban mesin ringan, maka tidak perlu ada sirkulasi gas buang karena NOx hanya diproduksi ketika mesin menerima beban berat atau ketika akselerasi. Dan oleh karena itu EGR vacuum modulator dibutuhkan untuk membatasi jumlah gas buang yang disirkulasikan.
Proporsi gas buang yang ada pada campuran bahan bakar dan udara dinamakan EGR ratio. EGR rasio yang rendah menunjukkan bahwa gas buang kendaraan yang disirkulasikan tidak banyak, sedangkan EGR rasio yang tinggi menunjukkan bahwa gas buang yang disirkulasikan dalam jumlah besar. Ketika NOx dalam gas buang rendah dan temperatur ruang bakar juga rendah, maka tidak diperlukan lagi sistem EGR. Dan oleh karena itu ketika adanya sistem EGR justru menurunkan performa mesin, maka secara otomatis sistem EGR akan distop oleh TVSV. Apa itu TVSV?
TVSV (Thermostatic Vacuum Switching Valve)
TVSV adalah alat pemindah kevakuman dari satu rangkaian ke rangkaian lain sesuai dengan temperatur pendingin mesin. Cara kerja dari TVSV adalah sebagai berikut:
Ketika temperatur pendingin rendah, maka thermowax akan mengecil sehingga pegas akan menekan torak atau piston turun penuh melalui batang. Aliran vakumnya aalah J ke K, N ke M dan L. Kemudian ketika temperatur naik, maka thermowax akan mengembang dan menekan tuas naik, aliran vakumnya adalah L ke N. Kemudian temperatur naik lagi, maka piston akan bergerak lebih tinggi sehingga aliran vakumnya berubah dari N ke L dan M. Cara kerja TVSV dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Sistem EGR pada Mesin Karburator
Berikut ini adalah cara kerja sistem EGR pada mesin yang menggunakan karburator:
Ketika mesin dingin (temperatur pendingin di bawah 50 derajat), saluran J dan M di mana TVSV dihubungkan, sehingga udara akan mengalir dari J ke M melalui TVSV. Udara luar akan masuk melalui J ke TVSV melewati saluran M dan check valve yang terletak pada bagian atas EGR yang akan menutup katup untuk tetap menutup.
Ketika temperatur mesin hangat
Throttle valve akan tertutup penuh (saat idling), vakum pada intake manifold tidak melewati EGR dan R. Dan tidak akan bereaksi dengan katup EGR. Katup akan tetap tertutup dan gas buang kendaraan tidak bersirkulasi. Jika temperatur mesin sudah mencapai 56 derajat maka saluran K dan M ti TVSV terhubung dengan vakum pada intake manifold dan menuju check valve.
Throttle valve antara EGR dan EGR R port
Pada saat ini kekuatan vakum yang ke EGR valve diatur oleh EGR vakum modulator sesuai dengan beban kendaraan, dengan aliran: vakum dari EGR port akan masuk ke saluran P yang ada pada EGR modulator, dan pada saat itu gas buang akan masuk ke ruang A. Ketika beban mesin ringan, vakum pada intake manifold menjadi kuat, namun tekanan gas buangnya rendah. Dan pada kondisi tersebut setelah udara melewati filter, akan masuk ke EGR modulator antara saluran P dan Q sehingga ketegangan vakum di EGR valve akan menurun.
Dan ketika beban mesin menjadi berat, maka udara tidak ada lagi diantara saluran P dan saluran Q sehingga kekuatan vakum pada EGR valve meningkat. Vakum akan mempengaruhi kerja katup EGR dan membuka katup hampir konstan sesuai dengan kukuatan vakum dari saluran EGR. Ini mengakibatkan jumlah gas buang yang disirkulasikan proporsinya konstan sesuai dengan operasi di orifice pada katup EGR.
EGR saluran R terbuka oleh katup throttle
Pada kondisi ini, vakum dari EGR saluran R masuk ke saluran R pada modulator. Kekuatan kevakuman yang bekerja pada katup EGR meningkat, dan akan meningkatkan juga pembukaan katup serta jumlah gas buang yang disirkulasikan.
Throttle valve terbuka penuh
Untuk membuka katup EGR diperlukan 70 mmHg atau lebih kevakumannya. Dengan kondisi ini maka ketika mesin mendapatkan beban berat, vakum pada intake manifold kurang dari 70 mmHg sehingga tidak ada gas buang yang disirkulasikan.
