Salah satu untuk mengetahi kwalitas pembakaran pada motor bakar adalah di komposisi gas di exhaust gas. Banyak metode yang ditawarkan misalnya smoke detector untuk mesin diesel. konsepnya melalui intensitas cahaya yang dapat tembus ketika ditembakan ke gas pembuangan.
CH4 + 2O2 ===> CO2 + 2H2O
Diatas adalah rumus kesetimbangan dasar pembakaran dengan CH4 (fuel), jika diasumsi volume O2 di udara 21% maka maka sekitar 5 kalinya untuk 100%. Sehingga AFR (Air Fuel Ratio) adalah 10:1 . Maka Stikiometri maksimal pembakaran berada di 10:1, apabila nilai makin besar misalnya 12:1 disebut lean dan sebaliknya rich.
HC (hidro carbon) mempunyai jumlah banyak pada daerah rich, karena CH4 tidak banyak bereaksi dengan O2, mengingat jumlah O2 terbatas. Sedangkan nilai O2 akan sedikit ketika daerah rich karena O2 digunakan semua untuk pembakaran dan makin banyak sisanya di gas buang saat daerah lean. Untuk CO akan sangat tinggi di daerah rich karena jumlah udara yang terbatas sehingga pembentukan CO2 tidak maksimal yang menbentuk CO, dan makin kecil diposisi lean karena jumlah O2 yang melimpah dalam pembentukan CO2. CO2 akan maksimal di titik stikiometri biasanya dalam motor diesel dimisalkan 14,7:1. dan nilai NOx, kenapa disebut NOx karena bisa terjadi pembentukan NO2, dan NO3, nilai ini makin besar ketika posisi mendekati lean, dan pada suhu 1500 C, ironi nya adalah saat temperatur tinggi yang sebanding dengan kalor yang dihasilkan sehingga meningkatkan kerja namun dapat meningkatkan NOx. Sehingga biasanya gas buang disirkulasikan kembali ke ruang bakar untuk mempertahankan temperatur agar tidak terlalu tinggi atau biasa disebut EGR (exhaust gas recirculation)
Jelas ketika NOx disirkulasi ulang maka jumlah udara bertambah, dan nilai tekanan juga bertambah, karena gas buang mempunyai tekanan dan temperatur tinggi, makanya tak heran jika gas buang dimanfaatkan kembali dengan turbocharge. Namun masalahnya adalah makin banyak gas buang yang dimasukkan ke silinder yang dapat memperkecil NOx, makin kecil efisiensi pembakaran. Memang kerja dapat dinaikan dengan W=PdV, P naik maka kerja juga naik. Pada sistem yang menggunakan NOx yang dimasukkan bukan udara yang terdapat O2 nya namun sisa gas buang, sehingga pembakaran tidak terlalu maksimal seperti grafik. Makanya NOx dibeberapa grafik menurun ketika diposisi lean karena menggunakan EGR
Note : hasil gas buang CO2,CO,O2 dalam persen dan HC, NOx dalam ppm (part per million), meskipun dalam kendaraan yang telah terdapat katalis misalkan 3 way yang dapat mereduksi CO,NOx dan HC untuk setiap kendaraan untuk batas normal,namun di Indonesia jumlah kendaraan sangat besar sekali, batas normal apabila dikali jumlah kendaraan hasilnya juga pasti besar, apalagi penggunaan sistem UERO di indonesia tidak efektif.
