Artikel Pilihan

ADA APA DENGAN RON95, KNOCKING DAN NISBAH MAMPATAN?

Enjin kereta, lori atau apa sahaja alatan yang menggunakan bahan api untuk beroperasi samaada untuk bergerak dan menghasilkan tenaga elektrik seperti stesen janakuasa adalah satu mesin yang berupaya mengubah tenaga dari satu bentuk kepada bentuk yang lain.

Sebagai contoh, stesen janakuasa elektrik yang menggunakan diesel untuk beroperasi mengubah tenaga kimia di dalam disel kepada tenaga kinetik dan seterusnya kepada tenaga elektrik. Manakala untuk kegunaan automotif, tenaga kimia tadi akan diubah kepada tenaga haba dan tenaga kinetik bagi menggerakkan kenderaan.

1 liter petrol menyimpan kira-kira 34.2 Megajoule tenaga yang akan berubah bentuk menjadi tenaga haba dan tenaga kinetik. Namun oleh kerana kecekapan mekanikal enjin adalah terhad, hanya 30-40% sahaja tenaga yang disimpan dalam petrol ditukar kepada tenaga kinetik. Sebagai perbandingan, 1 liter disel menyimpan kira-kira 35.8 Megajoule tenaga.

Fakta tambahan bagi anda, jika anda menyampah dengan lagu Aiman Tido yang menjadi pujaan Abam Japar, satu tamparan anda pada
Aiman Tido akan menaikkan suhu kulit sebanyak 0.0089 darjah Celcius.

Apa yang berlaku ialah anda menukar tenaga kinetik dari tangan kepada tenaga haba dan juga bunyi. Ya saya pasti bunyi penampar itu lebih merdu.

Petrol adalah produk yang dihasilkan dari petroleum melalui proses penyulingan petroleum mentah. Petroleum pada asasnya ialah satu sebatian kompleks yang terdiri daripada atom Karbon dan juga Hidrogen yang boleh menghasilkan pelbagai produk melalui proses penyulingan kerana sebatian karbon dan Hidrogen tadi mempunyai bilangan atom karbon dan Hidrogen yang berbeza.

Semakin kompleks sebatian karbon dan Hidrogen tadi, semakin tinggi suhu yang diperlukan untuk proses penyulingan. Petrol disuling pada suhu sekitar 120 darjah Celcius manakala disel disuling pada suhu 270 darjah Celsius

Petroleum yang dihasilkan melalui prosese penyulingan boleh diasingkan berdasarkan bilangan atom karbon yang ada pada sebatian tersebut. Sebatian yang ada satu atom carbon dikenali sebagai methane dan 8 atom carbon dikenali sebagai octhene. Jadual di bawah menjelaskan nama gabungan molekul:

Bilangan Atom CarbonNama Singkatan
1methane
2Ethane
3Propane
4Butane
5Pentane
6Hexane
7Heptane
8Octane
9Nonane
10Decane

Namun terdapat lagi satu kelas molekul karbon dan Hidrogen yang dikenali dengan istilah aromatics, iaitu kumpulan atom karbon dan hidrogen bergabung dalam bentuk bulatan “rings” yang dengan asas ikatan molekul ini dikenali dengan nama Benzene Rings.

Benzene Ring biasanya mempunyai 6 atom karbon dan juga 6 atom hidrogen. Petrol dalam bentuk molekul aromatics ini adalah petrol yang sangat bagus untuk enjin kerana ia mempunyai ketumpatan tinggi dalam bentuk cecair dan jumlah tenaga yang lebih baik per unit volume.

Petrol yang terbakar sendiri tanpa palam pencucuh dan kaitan dengan RON

Di dalam kebuk pemkaran enjin, seperti yang kita ketahui enjin akan menyedut campuran udara dan petrol ke dalam silinder, memampatkan campuran tersebut, dan campuran tersebut dibakar dengan percikan elektrik daripada palam pencucuh.

Namun sekiranya suhu kebuk pembakaran terlampau tinggi, campuran tadi akan meletup tanpa memerlukan palam pencucuh. Suhu yang menyebabkan campuran udara dan petrol meletup sendiri dinamakan Self Ignite Temperature.

Bayangkan di dalam kebuk pemabakaran, ada 2 punca letupan. Apabila gelombang letupan bertembung sesama sendiri, ia mewujudkan tekanan berfrekuensi tinggi di dalam kebuk pembakaran dan memberikan tekanan kepada enjin.

Ia ibarat anda mempunyai 2 isteri di dalam rumah dan secara serentak mereka bergaduh dan menampar anda serentak. Itulah analogi yang tepat bagi fenomena knocking.

Research Octane Number (RON)

RON adalah akronim merujuk kepada Research Octane Number atau keupayaan petrol untuk beroperasi pada tekanan dan suhu yang tinggi pada enjin sebelum tanpa meletup dengan sendiri tapi dinyalakan oleh palam pencucuh.

emakin tinggi nilai RON sejenis bahanapi, semakin tinggi tekanan yang mampu dihadapi oleh bahanapi tersebut. Secara umumnya petrol dengan RON 97 berupaya bertahan dalam kebuk pembakaran enjin yang lebih panas berbanding RON 95.

Bagi RON 100 pula ia lebih tahan berbanding dengan RON 97 dan 95.  Bahanapi yang mepunyai RON yang tinggi memiliki struktur molekul karbon-Hidrogen yang lebih kompleks dan mampu terbakar dengan sangat pantas pada RPM tinggi (higher flame speed)

Dalam perenggan di atas, saya ada menceritakan berkenaan rantaian karbon-Hidrogen. Semakin panjang rantaian Carbon-Hidrogen, semakin rendah nilai RON. Petrol dengan rantaian karbon-hidrogen dalam kumpulan aromatics yang memiliki bentuk bulatan atau “rings” akan mempunyai nilai RON yang tinggi.

alah satu cara bagi meningkatkan nilai RON petrol adalah dengan mencampurkan petrol dengan bahan kimia yang dikenali dengan nama aditif.

Secara umumnya, Aditif yang biasa digunakan sebagai bahan anti-knock ialah Tetraethyllead, Methylcyclopentadienyl, Ferrocene, Toluen, Isooctan dan juga Triptane.

Bagi kegunaan enjin perlumbaan, aditif Nitrous oxide digunakan. Aditif ini tidak mengubah sifat petrol, tapi menyebabkan proses kimia dalam proses pembakaran berlaku dengan lebih pantas

Nisbah Mampatan / Compression Ratio

Pada awal pembinaan enjin, petrol yang dihasilkan pada tahun 1900 mempunyai nilai RON yang rendah disebabkan teknologi enjin dan penggunaan bahan pembinaan enjin pada waktu itu tidak mampu membina enjin dengan nisbah mampatan (Compression Ratio) yang tinggi.

Namun, seiring dengan perubahan masa, enjin dengan nisbah mampatan tinggi mula dibangunkan bagi memenuhi keperluan pasaran semasa iaitu pengguna perlukan enjin yang lebih cekap.

Semakin cekap enjin, semakin bagus penggunaan petrol. Bagi menghasilkan enjin cekap tenaga, rekabentuk enjin perlu diubah bagi mengekstrak kuasa haba dari pembakaran petrol secara maksima.

Caranya ialah dengan meningkatkan nilai nisbah mampatan enjin atau Compression Ratio enjin kepada nilai maksima iaitu 11:1. Sebagai contoh Suzuki Swift biasa dengan enjin 1.4 dan compression ratio (CR) yang rendah hanya menghasilkan 94hp.

Tapi Suzuki Swift Sport dengan enjin 1.6 dan CR 11.1:1 akan menghasilkan 136hp. Enjin ini memerlukan RON 97 /RON98 untuk beroperasi pada keadaan optimum.

Enjin -enjin moden terkini mempunyai sensor yang mengesan knocking dan menghantar isyarat pada ECU enjin bagi mengubah parameter seperti pemasaan spark plug bagi menghalang knocking berlaku.

Sekiranya enjin mengesan wujudnya fenomena knock, enjin ini akan mengubah pemasaan pembakaran palam pencucuh (biasanya palam pencucuh dinyalakan awal) dan apa yang pemandu rasakan ialah seolah – olah enjin kehilangan kuasa.

Sedangkan apa yang berlaku ECU akan menghalang enjin dari beroperasi pada RPM tinggi dan menghasilkan kuasa maksima.

Enjin prestasi tinggi seperti Suzuki Swift ataupun Honda Civic FD Type R biasanya akan menggunakan Compression Ratio yang tinggi bagi meningkatkan kecekapan thermodynamic dan menghasilkan lebih kuasa berbanding enjin biasa.

Oleh itu RON 97 digunakan dalam enjin ini kerana RON 97 mengurangkan risiko knocking dan mampu beroperasi pada suhu yang tinggi dan menghasilkan kuasa berbanding RON95.

Sekiranya enjin ini menggunakan RON 95, maka kuasa yang dihasilkan akan berkurang sedikit berbanding biasa.

Adakah RON 97 lagi bagus dari RON 95?

Seliter RON 95 mungkin akan mempunyai kandungan tenaga (joule) yang sama dengan seliter RON 97. Menggunakan RON 97 dalam enjin yang biasa tidak akan menambah “power” sesuatu enjin kerana kandungan elemen atom kCarbon-Hidrogen dalam kedua dua petrol adalah sama.

Namun dari satu aspek, RON 97 adalah lebih bagus kerana mampu beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dan tidak akan mengalami masalah knock pada RPM tinggi dan suhu yang tinggi.

Tapi menggunakan RON 95 dalam enjin prestasi tinggi akan menyebabkan enjin mengalami masalah pengurangan kuasa dan kecekapan disebabkan masalah knocking tadi.

Sekiranya RON 95 digunakan dalam enjin prestasi tinggi, knocking akan berlaku. Knock sensor akan mengesan knocking dan menghantar signal pada ECU dan melambatkan (retard) pencucuhan dari spark plug.

Walaupun proses ini mengelakkan masalah knocking, pada masa yang sama ia mengurangkan kuasa dan kecekapan enjin.

Bagi enjin Civic Type R (FK8R) yang menggunakan enjin 2000cc Turbo, beberapa perubahan telah dilakukan terhadap rekabentuk enjin menjadikan ia mampu menggunakan RON 91 tanpa masalah. Walau bagaimanapun, enjin ini hanya menghasilkan 310PS berbanding spesifikasi asal 320PS.

Bila naik bukit, enjin terasa semput?

Apabila mendaki bukit dengan 5 penumpang dan barang penuh di dalam bonet, seperti mendaki bukit ke Cameron Highland, biasanya kita akan memaksa enjin untuk beroperasi pada RPM yang tinggi atau istilahnya Wide Open Throttle.

Keadaan ini dipanggil high load operation. Sekiranya RON 95 digunakan, knocking MUNGKIN akan terjadi. Enjin akan memberikan kuasa yang konsisten sekiranya RON 97 digunakan dan enjin tidak terasa semput.

Bagi saya, sekiranya perjalanan saya hanya melibatkan lebuh raya, saya akan isi RON 95. Sekiranya ada melibatkan pendakian seperti ke Cameron Highland, saya akan guna RON 97.

Apakah faktor lain yang menyebabkan fenomena knocking?

Selain dari beroperasi dalam keadaan suhu tinggi, terdapat beberapa faktor lain yang menyebabkan fenomena knock seperti deposit karbon yang terhasil daripada pembakaran yang tidak sempurna.

Semakin lama enjin digunakan, terdapat kemungkinan yang tinggi yang deposit karbon akan wujud di sekitar injap kemasukan, injap ekzos, valve seat,  dan kebuk pembakaran. Apabila deposit karbon ini wujud, nisbah mampatan akan bertambah dan lama kelamaan fenomena knocking ini semakin kerap berlaku.

Deposit karbon ini juga akan bertindak sebagai penebat haba dan meningkatkan suhu kebuk pembakaran. Lama kelamaan pemandu tiada pilihan dan terpaksa menggunakan RON 97 apabila usia kereta meningkat.

Permukaan kebuk pembakaran yang mempunyai permukaan tajam, di sekitar injap ekzos, dan elektrod palam pencucuh yang panas juga boleh menyebabkan masalah knocking berlaku. Jika keadaan bertambah teruk, kebuk pembakaran akan menjadi terlalu panas, enjin akan terus beroperasi untuk beberapa ketika walaupun enjin telah ditutup (switch off)

Selain dari knock sensor, apa lagi cara untuk lawan knock?

Salah satu punca ialah suhu yang tinggi. Untuk mengawal suhu supaya dalam julat operasi, “water jacket” perlu direkabentuk untuk mengawal suhu kebuk pembakaran agar berada dalam keadaan yang optimum. Water jacket atau saluran cecair penyejuk ini perlu direka bentuk agar memindahkan lebihan haba dari proses pembakaran ke radiator dengan cepat.

Bagi enjin L15B7, rekabentuk water jacket di dalam “cylinder head” ini berjaya mengurangkan 100 darjah Celcius suhu kebuk pembakaran.

Bentuk combustion chamber perlu direka semula dari awal pembangunan enjin agar tiada sudut tajam terbentuk. Sudut tajam ini akan menyebabkan suhu tinggi atau hot spot dan menyebabkan knocking berlaku.

Menggunakan Exhaust Gas Residual dalam proses pembakaran. Tujuan EGR ni diguna ialah untuk meningkatkan thermal efficiency serta mengurangkan suhu semasa pembakaran sekaligus mengurangkan knocking.

Selain dari itu proses EGR juga akan mengurangkan pencemaran asap serta menjimatkan penggunaan bahan api. Bagi enjin Honda, fungsi ini dijalankan oleh mekanisme i-VTEC, atau VTC dan bagi enjin Toyota, tanggungjawab ini digalas oleh mekanisme Dual VVTi.

Kenapa enjin Mazda boleh menggunakan nisbah mampatan sehingga 14:1?

Ya, memang benar, enjin Mazda Skyactiv menggunakan nisbah mampatan 14:1 cukup tinggi bagi enjin biasa. Namun Mazda tidak menggunakan port injection EFI, tapi direct injection. Setiap silinder mempunyai injektor yang dipasang di dalam silinder. Bagi mekanisme port injection, injektor di pasang di luar silinder iaitu sebelum injap kemasukan.

Semasa proses mampatan, hanya udara disedut dan dimampatkan.  Apabila mencapai Piston top dead center, injektor bertekanan tinggi memancitkan petrol dalam bentuk partikel halus ke dalam udara bertekanan tinggi, menghasilkan lean combustion atau stoikiometrik  bergantung kepada keadaan enjin.

Disebabkan tiada petrol dimasukkan semasa proses intake, volumetric efficiency meningkat dan enjin lebih efisien. Hasilnya enjin dengan sistem direct injection lebih berkuasa disebabkan nisbah mampatan enjin lagi tinggi.

Selain dari RON, apa lagi beza RON 95, RON 97, atau RON 100?

Sesetengah pengeluar  mencampurkan bahan aditif istimewa ke dalam petrol. Bahan aditif ini bertindak sebagai pemangkin yang meningkatkan nilai RON dan pelbagai fungsi yang diiklankan oleh pengeluar.

Sebagai contoh Caltex memberi jaminan enjin kekal bersih dari enapan karbon setiap kali digunakan. Shell V Power Racing  dicampurkan dengan aditif bagi melancarkan proses pembakaran dan mengurangkan geseran ibarat mengambil Tongkat Ali pada malam Jumaat.

Malah Ferrari memberi panduan petrol yang sesuai untuk kenderaan mereka ialah Shell V-Power Racing dan jaminan pengeluar akan terbatal sekiranya pemilik mengisi dengan petrol jenama lain.

Dari segi pencemaran, RON 97 didatangkan dengan aditif tambahan bagi mengurangkan pencemaran asap dan melepasi piawaian Euro 4. Ia lebih bersih kerana kurang sulfur dan mampu menghalang pembentukan sulfur dioxside yang menyebabkan jerebu.

Ya selain lebih sesuai untuk enjin prestasi tinggi, RON 97 mampu menyelamatkan sebongkah ais kutub utara dan beberapa ekor beruang kutub.

Berdasarkan pengalaman saya, penggunaan RON 95 atau RON 97 adalah bergantung pada keadaan jalan dan juga cara pemanduan. Sekiranya saya menggunakan kereta untuk pergi ke pejabat dan pulang ke rumah, penggunaan RON 95 adalah memadai. Sama juga pemanduan di lebuh raya pada halaju kebangsaan, RON 95 sudah cukup dan menjimatkan poket.

Tetapi jika saya ingin memecut laju atau melalui jalan berbukit yang menyebabkan enjin terpaksa diperah pada RPM tinggi, maka RON 97 akan dipilih kerana RON97 mampu mengelakkan fenomena knocking berlaku dan enjin kehilangan kuasa.

Video di bawah ini ialah video ujikaji dari Rancangan Fifth Gear berkenaan penggunaan petrol yang mempunyai nilai RON yang berbeza pada kereta biasa dan juga kereta prestasi tinggi.


Tags
Google ads
Back to top button