MESIN PERKAKAS

MESIN SEKRAP


A. SEJARAH MESIN SEKRAP
Dalam sejarahnya telah dikenal mesin sekrap dan mesin serut. Kedua mesin ini hampir sama, tetapi ada beberapa perbedaan mendasar, seperti pada mesin serut benda kerja yang diproses berukuran besar, sedangkan pada mesin sekrap berukuran kecil. Pada mesin serut benda digerakkan pada pahat yang stasioner, sedangkan pada mesin sekrap pahat digerakkan terhadap benda kerja yang stasioner.
Mesin sekrap biasa disebut dengan mesin ketam yaitu sebuah mesin dengan pahat pemotong dan jenis pahat mesin bubut yang mengambil pemotongan berupa garis lurus dengan menggerakkan benda kerja menyilang jejak dari pahat ini, maka akan didapatkan permukaan yang rata, bagaimanapun juga bentuk pahatnya.
Pada mesin sekrap ini kesempurnaannya tidak tergantung pada ketelitian dari pahat seperti kalau digunakan pemotong fris untuk jenis pemotongan jenis yang sama dengan pahat khusus, perlengkapan dan alat benda kerja sebuah mesin ketam dapat juga memotong alur pasak luar dan dalam, alur spiral, batang gigi, tanggam (catok), celah T dan berbagai bentuk lain.
Mesin sekrap atau shaping machine adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk mengubah permukaan benda kerja menjadi permukaan rata baik bertingkat, menyudut, dan alur. Sesuai dengan bentuk dan ukuran yang dikehendaki. Mesin sekrap adalah suatu mesin perkakas dengan sistem langkah bolak balik dalam proses kerjanya. Dalam pemotongan pahatnya melakukan pemakanan dengan maju saja dan berupa garis lurus pada permukaan benda kerja. Mesin sekrap (Shaping Machine) adalah mesin perkakas yang mempunyai gerak utama bolak-balik horizontal dan berfungsi untuk merubah bentuk dan ukuran benda kerja sesuai dengan yang dikehendaki, (Amstead, 1955).
Pahat bekerja pada saat gerakan maju, dengan gerakan ini dihasilkan pekerjaan, seperti :
a.Meratakan bidang : baik bidang datar, bidang tegak maupun bidang miring.
b.Membuat alur : alur pasak, alur V, alur ekor burung, dsb.
c.Membuat bidang bersudut atau bertingkat.
d.Membentuk : yaitu mengerjakan bidang-bidang yang tidak beraturan.

B. MESIN SEKRAP SECARA UMUM
Ukuran-ukuran Utama Mesin Sekrap
Ukuran utama sebuah mesin sekrap ditentukan oleh :
a.Panjang langkah maksimum.
b.Jarak maksimum gerakan meja mesin arah mendatar.
c.Jarak maksimum gerkan meja mesin arah vertical (naik turunnya meja).


Pengelompokan mesin sekrap
Menurut desainnya mesin sekrap dikelompokkan sbb
o Pemotong dorong horizontal
o Jenis biasa (pekerjaan biasa)
o Jenis universal (pekerjaan ruang perkakas)
o Pemotong tarik horisontal
o Pemotong vertikal
o Pembubut celah (slotter)
o Pembubut dudukan pasak (key scatter)
o Pemotong kegunaan khusus misalnya pemotongan roda gigi

Menurut fungsinya mesin sekrap dikelompokkan sbb :
 Mesin sekrap horizontal
Umumnya digunakan pada pekerjaan produksi dan pekerjaan serba guna. Mesin ini terdiri atas dasar dan rangka dan mendukung ram horozontal
 Mesin sekrap
Digunakan untuk penyelesain benda kerja yang memerlukan kecepatan potong dan tekanan dalam pergerakan ram konstan dari awal sampai dengan akhir pemotongan
 Mesin sekrap potong tarik
Diginakan untuk pemotongan blok cetakan besar pada produksi missal
 Mesin sekrap vertikal
digunakan untuk pemotontongan dalam dan penyerutan bersudut serta untuk operasi yang memerlukan pemotongan vertikal. Biasanya pada pembuatan cetakan untuk logam dan non logam.

Menurut cara kerjanya :
1). Mesin sekrap biasa
Dimana pahat sekrap bergerak mundur maju menyayat benda kerja yang terpasang pada meja mesin.
2).Planer
Dimana pahat (diam) menyayat benda kerja yang dipasang pada meja mesin dan bergerak bolak-balik.
3).Sloting
Dimana gerakan pahat adalah vertical (naik-turun), digunakan untuk membuat alur pasak pada roda gigi dan pully.

Menurut tenaga penggeraknya :
1).Mesin sekrap engkol
Gerak berputar diubah menjadi gerak bolak-balik dengan engkol.
2).Mesin sekrap hidrolik
Gerak bolak-balik lengan berasal dari tenaga hidrolik.

C. PRINSIP KERJA MESIN SEKRAP
Mesin sekrap dapat dipakai untuk mengerjakan benda kerja sampai sepanjang 800 mm, berpegang pada prinsip gerakkan mendatar. Pada langkah pemakanan akan menghasilkan beram (tatal logam) dari benda kerja, panjang langkah diatur dengan mengubah jalan keliling pasak engkol pada roda gigi penggerak, karenanya menambah atau mengurangi ayunan engkol, pemindahan ini diatur dengan memutar poros pengatur langkah yang akan memutar roda gigi kerucut dan menggerakan batang berulir yang mengatur penggerak blok engkol.

D. BAGIAN-BAGIAN MESIN SEKRAP
1. Ram, yaitu bagian dari mesin ketam yang membawa pahat, diberi gerak ulak-alik sama dengan panjang langkah yuang diinginkan.
2. Kunci ram, berfungsi agar ram tetap pada kedudukannya, sehingga panjang langkah potong tidak berubah.
3. Kunci kepala pahat, untuk mengunci pahat yang terpasang
4. Pengatur kedudukan ram, untuk mengatur kedudukan ram pada posisi yang diinginkan
5. Hantaran ulir, untuk mengatur besarnya kedalaman pemakanan pahat pada benda kerja.
6. Hendel pahat, berfungsi untuk menyetel kedudukan pahat.
7. Kotak lonceng, berfungsi agar pahat tidak menyayat benda kerja saat kembali ke posisi awal.
8. Meja kerja, berfungsi sebagai tempat peletakan benda kerja, biasanya terdapat ragum diatasnya.
9. Motor listrik, berfungsi sebagai sumber daya untuk menjalankan mesin.
10. Tuas kecepatan, berfungsi untuk mengatur kecepatan gerakan ram.
11. Dial panjang langkah, berfungsi untuk mengatur panjang langkah pemakanan
12. Hantaran vertikal dan horisontal, berfungsi agar meja kerja dapat bergerak vertikal dan horisontal.






Fungsi dan cara kerja masing-masing bagian pada mesin sekrap
Rangka
Menurut fungsinya, maka rangka ini merupakan panyangga dari seluruh bagian dalam mesin sekrap, oleh karenanya konstruksinya pun dibuat sedemikian rupa, sehingga dapat menampung bagian-bagian lainnya.

Mekanik penjalan
Umumnya mesin-mesin sekrap dijalankan oleh motor yang ditempatkan dibagian belakang, melalui belt berbentuk V ke pully atau ke lemari roda - roda gigi. Dari roda-roda gigi melalui eksentrik ke alur engkol yang berayun dan dihubungkan ke lengan. Alur engkol yang berayun terdiri dari sebuah cakra engkol dengan tap yang dapat diatur, sebuah blok tirus, tuas alur, dan batang penggerak. Untuk mengatur sesuai dengan yang dikehendaki dari langkah lengan, dapat distel dengan memindah-mindahkan tap pengatur.

Lengan dan eretan pahat
Bagian ini merupakan gabungan antara lengan dengan eretan pahat, dimana eretan pahat tersebut diikatkan langsung pada lengan. Bersama-bersama melakukan gerak langkah, lengan yang diikat pada alur engkol melaksanakan perubahan gerak dari gerak putar menjadi gerak lurus, yang diteruskan ke pahat melalui eretan pahat dan pemegang pahat.
Ereatan pahat ini juga digunakan untuk mengatur naik turunnya pahat dalam penyayatannya. Untuk menyayat bidang-bidang tegak yang bersudut, eretan pahat dapat diatur kedudukannya sesuai dengan sudut yang diinginkan.

Meja sekrap
Meja gunanya untuk menyangga ragum pengikat benda kerja dan juga mempunyai gerak penjalan vertikal dan gerak penjalan lintang secara otomatis, dapat mengatur rendahnya benda kerja dan teraturnya penyayatan, Dengan demikian memberikan posisi mendatar kepada benda kerja pada waktu menyekrap.

Cara mengatur meja dalam arah tegak
a. Buka mur-mur pengikat
b. Putar tuas engsel sampai kedudukan meja yang dikehendaki tercapai
c. Mur dikencangkan
Mengatur kedudukan meja dalam arah datar :
a. Engkol diputar dengan datar
Jika engkol diputar kekanan, meja bergeser mendekat. Sebaliknya jika diputar kekiri meja bergeser menjauh. Pena harus dalam kedudukan atas untuk memutusjan gerakan otomatis .

b. Otomatis
Gerak lintang meja secara otomatis yaitu roda pail, eksentrik, sumbu dan pena.
Cara memiringkan Meja
Ada kalanya pada beberapa mesin sekrap, mejanya dapat distel miring sehingga permukaan mja tersebut dapat membentuk sudut kurang dari 90O. Kemiringan ini diperlukan untuk menyekrap pekerjaan-pekerjaan khusus untuk membentuk bidang-bidang tersudut atau alur-alur serong.
Ragum
Alas ragum yangdiikat padameja, umumnya dilengkapi dengan busur derajat, gunanya untuk dapat menyetel kedudukan ragum sejumlah derajat yang dikehendaki baik kekiri maupun kekanan.
Putaran ragum kekiri atau kekanan maksimum 90O.

Pemegang pahat
Pada pemegang pahat begian pangkalnya melekat pada pelat pemegang pahat; pada ujungnya yang dibuat tirus dipasang baut pengikat pahat. Pemegang pahat dapat diputar untuk mempermudah pahat.
Untuk membuat alur dalam digunakan pahat khusus yang umumnya kecil.
Pahat ini dipasang pada sebuah tangkai yang langsung diikat pada pelat dan tangkai inilah yag dijepit pada memegang pahat.
Untuk memeriksa ketegaklurusa benda kerja terhadap eretan-suport, dipakai dial-indikator yang diikat pada pemegang pahat.
Support
Pemegang pahat dipasang pada support. Dibagian atas dihubugkan langsung dengan eretan. Bila tuas support diputar kekanan, eretan akan turun, sehingga pahatpun terbawa turun. Sebaliknya kalau tuas support diputar kekiri, eretan akan naik.
Kalau diputarterus menerus keatas, maka eretan akan terlepas dari support.
Beberapa mm turunnya pahat dapat diatur dengan busur pembagi pada pangkal tuas tersebut. Bila tuas diputar kekanan satu kali, maka pahat akan turun 5 mm.
Pahat sekrap
Bagian-bagian pahat sekrap yaitu:
a. Tangkai pahat
b. Ujung pahat
Sudut yang terdapat pada ujung pahat :
a. Sudut potong
b. Sudut bibir potng
c. Sudut pembebas ujung
d. Sudut penyayat panggung
e. Sudut sisi sayat
f. Sudut sayat puncak

Cara memasang pahat
Pahat tidak bleh dipasang dengan ujungyanjauh menjulang dari sandarannya untuk menjaga agar beban pada ujng pahat tidak terlampau besar yang menyebabkan pahat terlampau banyak mengeper atau patah.
Cara megikat benda kerja
Memasang benda kerja yang berbentuk profil I Pada benda kerja, kita menggunakan klem-klem, baut pengikat dan blok-blok penahan.
Memasang benda kerja yang berbentuk profil L pada meja, kita menggunakan dongkrak perata, klem bentuk C dan pelat siku serta baut pengikat.
Memasang Benda Kerja pada Ragum
a. Memasang dan mengganjel benda kerja yang satu permuaannya tidak rata, harus diganjel dengan besi bulat yang dapat menekan pada satu titik.
b. Untuk menjepit sumbu atau tabung, adakalanya dibaian bawah diganjel dengan pelat yang tipis
c. Bila menggunakan dua pelat pangel, harus mempunyai tinggi atau tebal yang sama.

Dasar pekerjaan menyekrap
Mesin sekrap menghasilkan permukaan-permukaan yang datar hal ini dicapai oleh pahat yang bergerak horizontal kedepan dengan benda kerja dibawahnya tegak lurus padanya, Benda kerja tetap diam pada waktu pahat menyayat dan berpindah pada langkah balik pahat. Sedangkan penyelesaian akhir tergantung pada bentuk pahat, kecepatan pahat (tergantung pada jenis logam yang disekrap) dan penerapan cairan pendingin yang tepat
Beberapa cara pengerjaan sekrap antara lain adalah:
a. Sekrap datar
Yang dimaksud dengan menyekrap datar adalah bahwa gerak menyayatnya kearah mendatar dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri, arah gerakan pahat tersebut tergantung pada posisi pahat atau dari bentuk sudut-sudut bebasnya, jika pahat tersebut berbentuk pahat kanan maka penyayatannya dimulai dari sebelah kanan ke kiri dan sebaliknya.

b. Sekrap Tegak
Dalam menyekrap tegak maka gerak penyayatannya pahat berlangsung dari atas ke arah bawah secara tegak lurus, dalam hal ini pergerakkan sayatan pahat dilakukan dengan memutar eretan pahat dengan tangan. Tebal pemakanan hendaknya tipis saja ± 0,5 mm
c. Sekrap Sudut
Jika menyekrap bagian yang menyudut maka gerak penyayatannya di lakukan dengan memutar eretan pahat yang kedudukannya menyudut sesuai dengan besarnya sudut yang di sekrap.

d. Sekrap Alur
Alur yang dapat disekrap adalah alur terus luar, alur terus dalam, alur buntu dan alur tembus.
Beberapa bagian mesin yang perlu dilakukan perawatan dan perbaikan
Hal yang perlu dijaga dalam perawatan dan perbaikan mesin yaitu disamping menyeluruh juga bagian-bagian dari mesin tersebut antara lain:
Bagian yang selalu bergerak yang memerlukan pelumasan baik dengan minyak maupun gemuk harus diperiksa agar jalannya tidak macet.
Bagian-bagian pengikat seperti pemegang pahat, suport, ragum dan semua tuas-tuas (handle) pada waktu mengencangkan / mengikat usahakan dengan tangan jangan sekali-kali dipukul.
Hubungan kabel-kabel dari kontak induk (zekring) ke motor harus terjamin keselamatannya dan instalasi kelistrikan atau kabel- kabel tersebut sebaiknya ditanam didalam tanah.
Periksa semua mur- mur pengikat jangan sampai ada yang longgar.
Jangan menurunkan pahat pada waktu langkah maju.
Memakan sayatan sesuaikan dengan daftar dalamnya pemakanan pahat dan kecepatan potong.

E. PERAWATAN MESIN
1. Pengertian Perawatan
Perawatan adalah suatu aktivitas yang dilaksanakan untuk memelihara semua fasilitas/peralatan bengkel agar selalu dalam kondisi baik dan siap pakai serta terhindar dari kerusakan yang mungkin terjadi baik yang terduga maupun yang tak terduga (makhzu, 1999)
Berdasarkan kondisi mesin maka teknik perawatan dikelompokkan pada:
Perawatan Preventif / Pencegahan
Adalah perawatan yang dilakukan terhadap mesin guna mencegah terjadinya kerusakan atau kemacetan pada saat diperjalanan dari pabrik ke tempat pemakai dan selama mesin dipakai. Teknik perawatan ini umumnya dilakukan pada mesin yang kondisinya masih baru dan baik (belum pernah rusak).

Perawatan Korektif / Pembetulan
Adalah perawatan yang dilakukan terhadap mesin yang mengalami gangguan kerusakan baik kerusakan kecil maupun kerusakan sedang.

Perawatan berat / over houl
Adalah perawatan yang dilakukan terhadap mesin yang mengalami banyak kerusakan pada komponen-komponen utamanya. Sehingga hasil ukurannya jauh menyimpang dari ukuran standar.

Perawatan Tersencana
Adalah perawatan yang dilakukan terhadap mesin yang dibuat secara sistematis dan terencana sebelum mesin digunakan atau dipakai.


2. Teknik perawatan
1. Pengertian perawatan
Perawatan adalah suatu aktivitas yang dialaksanakan untuk memelihara semua fasilaitas/peralatan labor dan bengkel agar dalam selalu dalam kondisi baik dan siap pakai serta terhindar dari kerusakan yang mungkin terjadi baik yang terduga maupun tak terduga (makhzu, 1999 ). Usaha ini tidak terlepas dari cakupan pekerjaan bagian perawatan, seperti hal nya pada bengkel atau labor pada perusahaan yang besar. Pekerjaan maintenance dikelola oleh suatu bagian yang disebut dengan Maintenance Departement dan ini berarti bahwa bagian perawatan mempunyai peranan atau fungsi yang sama pentingnya dengan bagian lain yang ada dalam suatu perusahaan.
Berpedoman pada daya guna detiap fasilitas peralatan yang mempunyai masa pakai terbatas dan tidak ada peralatan mesin yang mampu menjalankan fungsinya untuk selama- lamanya, bahkan pada waktu tertentu secara berkala ada bagian atau parts dari peralatan mesin yang harus mendapat pelanyanan perwatan.
Perawatan yang intensif sangat membantu untuk menjaga peralatan mesin selalu dalam kondisi siap pakai, terutama jika perawatannya dilakukan secara rutin dan benar
Penggunaan sistem perawatan yang terjadwal baik akan menjaga peralatan atau mesin bisa bekerja secara maksimal atau produktifitasnya maksimal atau produksinya memuaskan.

Beberapa tujuan perawatan terhadap peralatan atau mesin antara lain :
1. Merawat mesin atau peralatan sehingga selalu dalam kondisi optimal produktifitasnya dan dapat dipercaya kualitas produksinya
2. Mencegah hal – hal yang diharapkan seperti kerusakan yang tiba – tiba terhadap mesin / peralatan pada saat beroperasi.
3. Menaikkan kemampuan mesin untuk berproduksi dengan melakukan perubahan untuk lebih mengefisienkan kerja mesin

Tujuan-tujuan yang diatas dapat dicapai apabila dilakukan dua bentuk perawatan yaitu:
Perawatan rutin atau harian yang dilakukan selama jangka waktu perawatan yang sudah terjadwal tetapi perawatan hendaknya tidak saja hanya dilakukan pada yang terjadwal, sebaiknya dilakukan setiap saat.

Yang dilaksanakan dalam perawatan harian adalah :
¬a. Sebelum memakai mesin jangan lupa memberikan oli pada katup – katup oli
b. Mengontrol gelas ukuran oli, apakah permukaan oli sudah sesuai dengan petunjuk mesin sekrap.
c. Sebelum memakai mesin, harus dibersihkan dahulu
d. Diharapkan dalam mengoperasikan mesin harus menurut petunjuk yang benar, misalnya putaran yang sesuai pembebanan, banyaknya pemakaian dan sebagainya.
Perawatan dan perbaikan yang terjadwal, yang terdiri dari perbaikan ringan, perbaikan menengah, perbaikan besar-besaran.

Menurut catatan kuliah dengan makhzu (1999), aktifitas perawatan fasilitas/perawatan bengkel dan labor dapat dikelompokkan atas 2 macam yaitu perawatan preventif dan perawatan korektif.

1.Perawatan Preventif
Perawatan preventif yang dilakukan terhadap mesin yang dalam keadaan baik/jalan.
Tujuan dari perawatan tersebut adalah untuk mencegah terjadinya kerusakan mesin komponennya dan bahan yang telah habid masa pakai. Menjaga mesinm agar kualitas produknya selalu memenuhi standar serta ukuran yang dimintai dan mendeteksi secara dini/awal kemungkinan kerusakan yang akan terjadi dari mesin.
Tanda-tanda atau kondisi mesin yang memerlukan perawatan preventif adalh :
1. Mesin dalam keadaan baik atau jalan
2. Semua komponen berfungsi dengan baik.
3. produk dapat memenuhi standar yang ditentukan
4. Kecendrungan tindakan perawatan Preventif lebih banyak pada komponen tranmisi.

Tindakan-tindakan preventif yang dapat dilakukan adalah :
1. Pemeriksaan
2. Pembersihan
3. Pelumasan
4. Penggantian komonen
5. Penguncian
6. Penyetelan.

Untuk memudahkan perawatan diantara preventif dibuat program perawatan secara :
-Memeriksa kondisi mesin dan kompenennya sebelum dipakai
-Membersihkan mesin sebelum dipakai.
-Memberi oli permukaan yang brgerak, yang diberikan tanda lingkaran bola baja.
-Memberi oli permukaan komponen yang saling bergerak dan bergesek.
-Menggunci dan membuat mur/baut pengikat.
-Menyetel posisi komponen dan keulesan geraknya seperti gerakan eretan meja,spindle,lengan.
-Semua program perawatan rutin dijalankan setiap hari oleh pemkai/ operator mesin.

Program perawatan preventif secara preodik, program tersebut seperti:
a. Memeriksa kondisi komponen dan member oli seperti:
1. Bantalan
2. Ulir penggerak/ pengangkatan
3. roda gigi pangganti
b. Mengganti komponen/ bahan yang telah habis masa pakai seperti:
1. Oli bak roda gigi setelah 6000 jam dipakai
2. Bantalan setalah 22000 jam dipakai
3. Mengganti ban setelah kedaan mengeras/pecah

2. Perawatan korektif
Perwatan korektie yaitu perawatan yang dilakukan terhadap mesin yang mengalami gangguan/kerusakan. Kondisi mesin yang mamarlukan perawatan korektif adalah rusak/tidak jalan pada bagian komponen utama (transmisi).
Pelaksanaan ini dilakukan pada saat mesin berhenti/stop, tujuan pada dari perawatan korektif adalah memperbaiki dan memebetulkan atau mengganti komponen yang rusak srrt mengembalikakan mesin dalam keadaan baik atau jalan dan siap pakai. Srta menjadikan mesin yang mampu menghasilkan produksi yang mamanuhi kulitas standar.

Tindakn perwatan korektie yang harus dilakukan sebagai berikut:
a. Pemeriksaan
Memeriksa dan memastikan kerusakankomponen secara manual dan dengan alat.
Membuat rencana perbaikan
Menulis rencana atau prosedur pelaksnaan perawatan yang mencakup tindakan perbaikan, tenaga kerja, bahan dan alat yang diperlukan. Teknik parbaikan (pembetulan, pembuatan dan penggantian) dan biaya perbajkan.

b. Pembongkaran
Membongkar komponen/komponen yang terkait dengan dengan komponen yang rusak srcara berurutan mulai dari komponen baik sampaj ke rusak.
Memeriksa dan memperbaiki, mengganti komponen yang rusak
Membersihkan komponen yang rusak
Pelumasan, melumasi komponen yang dibukak dan komponen yang telah diperbaiki dengan gomok(khusus komponen yang telak pada kontak roda gigi perlu diganti oli pelumasnya.
Pemasangan, memasang komponen –komponen pengganti atau yang telah diperbaiki secara berturut mulai dari komponen pengganti sampai pada komponen yang dibuka sebelumnya.
Uji stndar
Menguji kedudukan dan gerakan komponen yang dipasang serta menyetel posisi kedudukan dan keluesan geraknya.
Oleh karena itu dalam perawatan korektf terjadi tindakan dan peruses mamabuka, memeperbaki dan memasang komponen mesin yang dalam keadaan baik maka harus dilakukan pekerjaan tersrbut secara hatu-hati,cerma,aman dan baik.
Tindakan perbaikan yang dilkukan tidak boleh memperparah/memperbesar kerusakan. Pekerjaan yang ceroboh dan tidak menguasai tentang mesin dalam melkukan perbaikan pembuatan dan penggantian akan menghasilkan pekerjaan sia-sia dan merugikanperusahaan. Oleh karena itu kuasailah teknik pemesinan,fabrikasi,pengerjaan plat,gambar,elemen mesin dan material/bahan.

Ada beberapa fungsi perawatan antara lain:
a. Menjegah terjadinya suatu yang dapat membahayakan keselamatan pekerja, fasilitas dan peralatan labor dan workshop.
b. Meningkatkan kualitas kerja dan hasil kerja yang melibatkan penggunaan easilitas/perlatan labor dan workshop
c. Memeperlanjar pengerjaan dilabor dan workshop
d. Memanfaatkan sifat bratangung jawab bagi setop pemakai/penggunaan fasilatas/peralatan labor dan workshop, melakukan tindakan perbaikan dengan kesadaran sendiri.
e. Menghemat biaya opersi fasilitas/perlatan labor dan workshop.


Prinsip Kerja Mesin Diesel
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja). Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.
Prinsip Kerja
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengan
siklus otto).Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar, pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang dihasilkan oleh dua elektroda busi (spark plug), sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine.

Mesin diesel
Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).
Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
Bagaimana mesin diesel bekerja
Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).
Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :
Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.
Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.
Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.
Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.
Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.
Tipe mesin diesel
Ada dua kelas mesin diesel: dua-stroke dan empat-stroke. banyak mesin diesel besar bertipe mesin dua tak. Mesin yang lebih kecil biasanya menggunakan tipe mesin empat tak.
Biasanya jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan. Inline-6 paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium ke tugas-berat, meskipun V8 dan straight-4 juga banyak diproduksi.
Keunggulan dan kelemahan dibanding dengan mesin busi-nyala
Untuk keluaran tenaga yang sama, ukuran mesin diesel lebih besar daripada mesin bensin karena konstruksi besar diperlukan supaya dapat bertahan dalam tekanan tinggi untuk pembakaran atau penyalaan. Dengan konstruksi yang besar tersebut penggemar modifikasi relatif mudah dan murah untuk meningkatkan tenaga dengan penambahan turbocharger tanpa terlalu memikirkan ketahanan komponen terhadap takanan yang tinggi. Mesin bensin perlu perhitungan yang lebih cermat untuk modifikasi peningkatan tenaga karena pada umumnya komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya murah.
Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar disuntikan secara langsung ke ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan kompresi tertinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran. Sedangkan penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin bensin sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sistem karburator maupun sistem injeksi

KENDARAAN yang melaju di jalanan pada umumnya terbagi menjadi dua bagian besar, yaitu yang berbahan bakar BENSIN, dan berbahan bakar SOLAR (coba baca lagi disini ). Sebenarnya apa sih perbedaan keduanya yang paling mendasar? Lalu bagaimana persisnya cara kerja mesin DIESEL yang berbahan bakar SOLAR tadi?
Perbedaan mendasar dari kedua jenis mesin itu adalah, kalau mesin BENSIN atau disebut juga mesin Otto (motor ledak), di dalam ”ruang mesin” nya terdapat lecutan listrik/api dari BUSI untuk ”menyalakan” campuran bensin dan udara (oksigen). Sementara pada mesin Diesel, tidak diperlukan nyala listrik/api dari busi. Koq bisa sama-sama meledak ya?
Dalam hukum Fisika Thermodinamika (coba tanyakan pada guru kamu di sekolah deh), terdapat salah satu hukum yang menyatakan : ”jika volume di kecilkan (di kompresi / di mampatkan) tekanan udara akan bertambah disertai dengan bertambahnya Temperatur”. Sebagai ilustrasi, barangkali kamu yang pernah menggunakan pompa ban sepeda, saat digunakan batang pompa nya akan menjadi panas, mengapa? Ya karena udara yang di mampatkan pada saat kamu memompa ban membuat tekanan udara menjadi tinggi dan juga suhu nya.
Pada mesin Diesel, dibuat ”ruangan” sedemikian rupa sehigga pada ruang itu akan terjadi peningkata suhu hingga mencapai ”titik nyala” yang sanggup ”membakar” minyak bahan bakar. Pemampatan yang biasanya digunakan hingga mencapai kondisi ”terbakar” itu biasanya 18 hingga 25 kali dari volume ruangan normal. Sementara suhunya bisa naik mencapai 500 oC (bayangkan ! minyak solar saja dapat ”meledak” pada suhu 250 oC saja)
Cara kerjanya mudah, minyak solar yang sudah dicampur udara (seperti yang keluar dari semprotan obat nyamuk) disemprotkan ke dalam ruangan yang telah ”mampat” dan bersuhu tinggi, sehingga dapat langsung membuat ”kabut solar” tadi meledak dan mendorong ”piston” yang kemudian akan menggerakkan poros-poros roda, singkatnya menjadi TENAGA. Kejadian ini berulang-ulang dan tenaga yang muncul pun dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan mobil, generator listrik, dan sebagainya.
Nah secara sederhana begitulah cara kerja mesin Diesel. Pembuat mesin diesel yang lebih maju tentu menambah di sana sini untuk memberi peningkatan kinerja dan tenaga. Walau cara kerjanya menjadi lebih rumit, tapi dasarnya tetap tidak berubah.
SEPUTAR MESIN DIESEL
Mesin diesel menggunakan bahan bakar diesel.
Mesin diesel empat tak beroperasi dengan siklus empat langkah yang sama dengan mesin bensin: Intake, compression, combustion dan exhaust.
Satu kelebihan mesin diesel adalah konsumsi bahan bakar lebih baik dibanding mesin bensin karena pumping loss lebih rendah dan rasio kompresi tinggi. Sebaliknya, ada kekurangannya, misalnya getaran dan kebisingan besar selama pengoperasian. Juga, jumlah bahan berbahaya dalam gas buang lebih besar dari pada mesin bensin.
1. Intake stroke
Hanya udara yang dihisap ke dalam cylinder.
2. Compression stroke
Piston menekan udara intake dan meningkatkan temperatur yang cukup bagi bahan bakar untuk terbakar.
Rasio kompresi mesin diesel lebih besar dari pada mesin bensin.
Rasio kompresi:
Mesin bensin: 9 - 11
Mesin diesel: 14 – 23
3. Combustion stroke
Bahan bakar diinjeksi ke dalam ruang bakar. Bahan bakar mengalami pengapian oleh udara kompresi, yang bertemperatur tinggi, lantas terbakar.



4. Exhaust stroke
Piston mendorong gas buang ke luar dari cylinder.
Kondisi untuk Pengoperasian Mesin Diesel
Kompresi dan sistem bahan bakar merupakan faktor terpenting agar mesin diesel dapat berkerja efisien
Sistem preheating memanasi udara kompresi yang diperlukan untuk starting sewaktu mesin dingin.
1. Kompresi
Mesin diesel mengkompresi udara untuk mendapatkan panas yang diperlukan bahan bakar untuk menyala dengan sendirinya. Karena itu, kompresi dalam kinerja mesin diesel memiliki peran sama dengan pengapian pada mesin bensin.
Seperti halnya mesin bensin, letupan tekanan yang besar dapat diperoleh dengan mengkompresi udara.
2. Sistem bahan bakar
Mesin diesel tidak mempunyai throttle valve untuk mengontrol output mesin seperti mesin bensin. Output pada mesin bensin dikontrol dengan membuka dan menutup throttle valve, yang kemudian mengontrol jumlah campuran udara-bahan bakar yang diambil.
Namun, mesin diesel mengontrol output mesin dengan mengatur volume injeksi bahan bakar.
Kemudian, pembakaran dimulai dengan menginjeksi bahan bakar, juga mengatur timing injeksi bahan bakar. Ini seperti halnya dengan ignition timing pada mesin bensin.
PETUNJUK:
Untuk berbagai tujuan, beberapa mesin dilengkapi dengan intake shutter untuk mengurangi kebisingan, mempermudah mesin berhenti, atau mengurangi getaran mesin ketika dimatikan.
3. Sistem Preheating
Sistem preheating adalah ciri khas mesin diesel.
Sistem preheating memanasi udara kompresi secara elektrik untuk start selagi mesin dingin.
Ada dua tipe: tipe glow plug, yang memanasi udara di dalam ruang bakar, dan tipe intake heater, yang secara langsung memanasi udara yang berasal dari saringan udara.
Kontrol Output Mesin Diesel
Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksi setelah udara dimampatkan hingga tekanan dan teperaturnya tinggi.
Untuk mendapatkan tekanan kompresi tinggi bahkan pada kecepatan rendah, sejumlah besar udara harus ditarik ke dalam cylinder.
Karena itu, throttle valve tidak digunakan lantaran akan menghambat pemasukan.
(Beberapa mesin menggunakan intake shutter, yang bentuknya sama dengan throttle valve.)
Pada mesin diesel, output mesin dikontrol dengan mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksi.
Volume injeksi bahan bakar kecil: Output kecil
Volume injeksi bahan bakar besar: Output menjadi besar
REFERENSI:
Kontrol Output Mesin Bensin
Output pada mesin bensin dikontrol dengan membuka dan menutup throttle valve, yang kemudian mengontrol jumlah campuran udara-bahan bakar yang diambil.
Volume campuran udara-bahan bakar kecil: Output kecil
Volume campuran udara-bahan bakar besar: Output besar
Siklus Pembakaran
1. Kemampuan pembakaran bahan bakar diesel
Meningkatnya suhu bahan bakar mengakibatkan bahan bakar terbakar secara spontan, meski tidak berwujud api. Temperatur minimum dimana kejadian itu berlangsung, disebut autogenous ignition point (self-ignition temperature).
Bahan bakar diinjeksi ke dalam ruang bakar dan dipanaskan oleh suhu dan tekanan tinggi. Kemudian, bahan bakar mengalami penyalaan sendiri (self-ignite) dan terbakar.
Pada mesin diesel, kemampuan pengapian bahan bakar meningkat karena rasio kompresi meningkat, dan suhu meningkat dengan cepat.
Selain itu, performa pengapian akan meningkat bila menggunakan angka cetane tinggi.
Angka cetane
Angka cetane pada bahan bakar diesel seperti halnya dengan angka oktan pada bensin, yang melambangkan kemampuan pengapian bahan bakar.
Semakin tinggi angkanya, semakin rendah titik pengapiannya (ignition point) dan bahan bakar semakin baik.
Untuk bahan bakar diesel, angka cetane yang biasanya diperlukan paling tidak 40 - 45.
Umumnya menggunakan cetane antara 53 - 55.
Angka cetane tinggi berhubungan dengan efek berikut:
Kemampuan start yang baik
Gas buangan yang bersih
Output yang besar
Membaiknya konsumsi bahan bakar
Mesin beroperasi dengan halus dan sedikit suara bising.
2. Hubungan antara rasio kompresi dan tekanan atau temperatur kompresi
Mesin diesel mengkompresi udara di dalam cylinder dan meningkatkan suhu untuk pembakaran.
Grafik di kiri menunjukkan hubungan antara rasio kompresi dengan tekanan atau temperatur kompresi. Grafik itu dengan asumsi tidak terjadi kebocoran udara dan kehilangan panas antara piston dan cylinder.
Bila rasio kompresi 16, misalnya, pada grafik itu menunjukkan tekanan kompresi dan suhu dapat naik tinggi, masing-masing sekitar 5 MPa (50 kgf/cm2) dan 560°C (1,040°F) .
Namun, pada mesin sebenarnya, nilai tekanan kompresi dan suhu udara biasanya lebih rendah daripada nilai teoritis yang ditunjukkan di grafik karena panas dilepaskan.
3. Proses pembakaran mesin diesel.
Supaya proses pembakaran terjadi dalam mesin diesel, di sini harus terdapat hubungan antara tekanan di dalam ruang bakar dan crank angle seperti diperlihatkan pada grafik sebelah kiri.
Proses pembakaran ini dapat dibagi dalam empat tahap:
1) Ignition delay (A-B)
Untuk mempersiapkan pembakaran, partikel butir-butir halus dari bahan bakar yang diinjeksikan akan menguap dan bercampur dengan udara di dalam cylinder guna membentuk campuran yang mudah terbakar.
2) Penyebaran api (Flame propagation) (B-C)
Pada tingkat ini, mulai terjadi pengapian dari area yang du dalamnya memiliki gas udara-bahan bakar yang telah mencapai rasio yang baik, dan secara kontinu terbakar ke luar. Dari titik B ke C, tekanan meningkat tajam.
Meningkatnya tekanan diakibatkan oleh volume bahan bakar yang diinjeksi pada periode ignition delay, kondisi penyemprotan bahan bakar dan campuran udara-bahan bakar, dll.
3) Pembakaran Langsung (Direct combustion) (C-D)
Pada tingkat ini, bahan bakar dibakar oleh panas di ruang bakar segera setelah diinjeksikan.
Tekanan dari pembakaran meningkat bertahap karena bahan bakar terbakar segera setelah diinjeksikan.
Tekanan pada saat ini dapat disesuaikan ke tahap tertentu dengan menyesuaikan volume injeksi bahan bakar.
4) Setelah Pembakaran (After burning) (D-E)
Injeksi bahan bakar ke dalam ruang pembakaran berakhir pada titik D.
Namun, bahan bakar yang tersisa, yang tidak dapat terbakar pada periode pembakaran, akan terbakar pada periode ini.
Bila periode setelah pembakaran ini terlalu lama, maka temperatur gas buang meningkat dan efisiensi panas*1 menjadi rendah.
*1: Dengan mesin panas, efisiensi panas berarti rasio energi panas yang dapat dikonversi menjadi beban kerja dan energi panas yang disuplai oleh bahan bakar.


Diesel Knock
Bahan bakar yang terakumulasi selama periode penundaan pengapian (ignition delay period) dibakar ketika berlangsung periode perambatan api (flame propagation period). Saat itulah tekanan di dalam ruang bakar akan meningkat tajam.
Tekanan di dalam ruang bakar meningkat tajam sebanding dengan jumlah bahan bakar yang diinjeksi selama ignition delay. Gelombang tekanan ini menyebabkan mesin bergetar dan membuat suara nyaring.
Suara ini disebut diesel knock. Mesin diesel menggunakan sistem pembakaran sendiri , sehingga sampai ukuran tertentu, diesel knocking tak dapat dihindari.
Penyebab diesel knock sebagai berikut:
Temperatur mesin rendah
Temperatur udara intake rendah
Temperatur pengapian bahan bakar terlalu tinggi. (Angka cetane rendah.)
Timing injeksi terlalu awal. (Bahan bakar diinjeksi ketika temperatur kompresi masih rendah.)
Kondisi injeksi tidak baik. (Bahan bakar tidak bercampur sempurna dengan udara.)
Untuk mencegah diesel knock, dapat dilakukan dengan memperpendek periode ignition delay, agar dapat menghindari peningkatan tekanan secara mendadak. Gunakan beberapa cara berikut untuk menghindari diesel knocking:
Menggunakan bahan bakar dengan angka cetane tinggi.
Meningkatkan tekanan kompresi dan temperatur udara intake ketika terjadi injeksi bahan bakar.
Meningkatkan suhu ruang bakar
Menjaga temperatur cairan pendingin yang sesuai.
Menjaga timing injeksi bahan bakar, tekanan injeksi, dan kondisi penyemprotan yang baik.
1. Perbandingan antara diesel knock dan gasoline knocking
Diesel knock dan gasoline knocking keduanya mempunyai kenaikan tekanan kompresi yang mendadak selama periode pembakaran. Namun mereka berbeda secara mendasar dalam waktu, sebab, dan kondisinya.
( 1 ) Diesel knock
Diesel knock terjadi karena kesulitan dalam self-ignition.
Juga, itu terjadi ketika percampuran udara-bahan bakar mudah terbakar terbakar semua hingga menyebabkan peningkatan tekanan yang luar biasa secara mendadak.
Pada mesin diesel, adalah sulit membedakan antara pembakaran normal dan diesel knock. Karena itu, hanya dapat dibedakan dengan memperhatikan adanya peningkatan tiba-tiba dalam tekanan suara knocking yang dibangkitkan oleh atau bagian mesin mana yang mengalami kejutan.
( 2 )Gasoline knocking
Gasoline knocking terjadi ketika terjadi penyalaan sendiri. Pada mesin bensin, antara pembakaran normal dan knocking memiliki perbedaan yang nyata.
Piston
Piston pada mesin diesel dibuat kuat karena tekanan kompresi, temperatur pembakaran dan tekanan pembakaran lebih tinggi dari pada mesin bensin.
Pada beberapa model, sebuah heat dam dibuat di atas alur ring piston No.1 atau piston yang mengarah ke alur ring piston No.1 dari FRM (Fiber-Reinforced Metal), yang terbuat dari aluminum dan ceramic fiber.
Juga, beberapa piston dibuat dengan saluran pendinginan (cooling channel) di dalam kepala piston untuk mendinginkan alur ring piston No.1. Oli yang diinjeksi dari oil nozzle mengalir melalui cooling channel dan mendinginkan piston.
Piston Ring
1. Uraian
Berikut adalah tipe piston ring:
No.1 piston ring (No.1 compression ring)
A. Semi-keystone ring
No.2 piston ring (No.2 compression ring)
B. Tapered ring
C. Tapered under - cut ring
No.3 piston ring (Oil ring)
D. Solid ring dengan coil
E. Ring tipe three piece
2. Peran semi-keystone ring
Permukaan atas piston ring ini diruncingkan untuk mencegah piston ring menempel karena jelaga karbon.
Ketika mesin berputar, piston juga bergerak sedikit pada arah radial, menyebabkan celah antara alur piston ring dan piston ring berubah.
Hal ini menyebabkan jelaga karbon di dalam alur piston ring terkikis dan alur piston ring terdorong keluar bersama dengan oli.
Ruang Bakar
1. Deskripsi
Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan dalam bentuk uap dari nozzle injeksi dan bercampur dengan udara dan disulut lalu terbakar.
Untuk mendapatkan pembakaran yang baik, bahan bakar dan udara harus bercampur dengan baik dalam ruang bakar
2. Ruang bakar tipe injeksi langsung
Disini, ruang bakar utama dibentuk di antara cylinder head dan piston. Tipe ini menyebabkan penyulutan dan pembakaran dengan menginjeksikan bahan bakar bertekanan amat tinggi ke dalam udara bertekanan dan bersuhu tinggi.
Karena konstruksimnya sederhana, outputnya tinggi. efisiensi panas tinggi dan kehilangan kedinginanya rendah, konsumsi bahan bakar rendah dan kemampuan start-nya superior.
Oleh karena itu, beberapa jenis mesin menggunakan pemanas intake atau glow plug walaupun beberapa mesin tidak memiliki sistem preheating.
Seiring dengan meningkatnya tekanan pembakaran, suara dan getaran juga bertambah.
3. Ruang Pembakaran Tipe Swirl Chamber
Ruang ini dibentuk dengan ruang berspiral melingkar termasuk ruang pembakaran utama. Ruang-ruang ini dihubungkan melalui transfer passage.
Aliran udara melingkar dihasilkan dalam swirl chamber selama tidak ada kompresi dan kebanyakan bahan bakar disulut dan dibakar. Kemudian sisa bahan bakar dibakar di dalam ruang bakar utama.
Dengan begini, rasa berkendara yang mulus akan didapatkan karena putaran mesin maksimal atau tekanan pembakaran dapat lebih tinggi dan rentang putaran mesin lebar.
Kelemahannya, Temperatur udara bersuhu tinggi di dalam swirl chamber akan menjadi rendah karena panasnya diserap oleh cylinder head. Oleh karenanya, kemampuan starting untuk ruang bakar model ini menjadi buruk dibanding pada tipe ruang bakar injeksi langsung. Ini sebabnya menggunakan glow plug sebagai sistem preheating.
4. Bentuk kepala piston
Permukaan atas dari piston membentuk bagian dari ruang pembakaran, dan dibentuk khusus untuk membuat gerak putar (turbulensi) guna meningkatkan percampuran antara udara dan bahan bakar.
Bentuk cekung permukaan atas piston dibuat lebih dalam pada tipe injeksi langsung. Diantara piston itu, tipe troidal paling sering digunakan. Piston pada swirl chamber lebih dangkal karena hampir semua campuran udara-bahan bakar terbakar pada ruag bakar itu. Beberapa dari tipe ini berpermukaan rata.
Cylinder Liner
1. Deskripsi
Cylinder dibagi ke dalam dua tipe: Tipe linerless dan tipe di mana cylinder liner dimasukkan ke dalam cylinder block.


(1)
Tipe liner
Ada dua tipe cylinder liner: Tipe basah, di mana cairan pendingin menyentuh bagian belakang secara langsung, dan tipe kering, di mana cairan pendingin tidak menyentuh secara langsung.
Bagian atas cylinder liner dibuat menonjol sedikit di atas bagian atas block.
Tonjolan (A) mencegah kebocoran gas dengan cara memasuki cylinder gasket.
(2)
Tipe linerless
Tipe linerless menggunakan besi khusus yang lebih tahan terhadap aus. Mesin dibuat kecil dan ringan dengan mengecilkan diameter cylinder.
PETUNJUK:
Cylinder block pada kebanyakan mesin diesel terbuat dari besi tempaan. Belakangan ini, beberapa mesin menggunakan aluminum cylinder block, di mana cylinder liner dimasukkan.
Cylinder Head Gasket
1. Deskripsi
Cylinder head gasket diletakkan di antara cylinder block dan cylinder head.
Alat itu mencegah gas-gas pembakaran, cairan pendingin dan oli agar tidak bocor antara cylinder block dan cylinder head. Ini membutuhkan tekanan menahan (resisting pressure), tahanan panas dan elastisitas yang tepat.
Cylinder head gasket tipe steel laminate digunakan untuk meningkatkan ketahanan cylinder head gasket sehingga kebocoran gas pembakaran dicegah.
Ketebalan cylinder head gasket diseleksi untuk meningkatkan presisi rasio kompresi menurut mesin. Ketebalan cylinder head gasket ditentukan oleh jumlah tonjolan pada piston.
Contoh: Mesin 3L
Mesin 3L memiliki tiga tipe cylinder head gasket.
Tanda B: 1.40 - 1.50 mm (0.0551 - 0.0591 in.)
Tanda D: 1.50 - 1.60 mm (0.0591 - 0.0630 in.)
Tanda F: 1.60 - 1.70 mm (0.0630 - 0.0669 in.)
Mekanisme Katup
1. Mekanisme empat katup
Mekanisme katup pada mesin diesel pada dasarnya sama dengan mesin bensin. Namun, beberapa mekanisme katup adalah khas.
Mekanisme empat katup terdiri dari valve rocker arm dan valve bridge.
Ketika rocker arm didorong oleh camshaft, valve bridge bergeser sejajar dengan guide pin dan mendorong dua katup (valve) secara simultan untuk membukanya.
Dengan cara ini, satu camshaft mampu mengoperasikan empat katup per cylinder.
Melalui penggunaan empat katup, bukan hanya efektifitas intake dan exhaust ditingkatkan, namun juga nozzle injeksi dapat diletakkan di pusat ruang pembakaran.
PETUNJUK:
Celah katup disesuaikan menggunakan dua skrup penyetel (adjusting screw), (1) dan (2).
2. Interval penggantian timing belt
Timing belt pada mesin diesel harus diganti setiap 100,000 km atau 150,000 km, bergantung pada model mesin. Pada beberapa mesin, disediakan lampu peringatan penggantian timing belt.
Lampu ini akan menyala pada saat interval penggantian timing belt.
Lampu peringatan timing belt harus diset kembali setelah mengganti timing belt. Metode bervariasi menurut model.
Contoh 1:
Keluarkan grommet di bawah speedometer dan dorong knob pengesetan kembali lampu peringatan dengan kawat tipis.
Contoh 2:
Ganti skrup switch pembatalan (cancel switch screw) dan pasang kembali pada lubang pemasangan lain.
Prinsip kerja motor diesel
Mesin mobil merupakan pembangkit tenaga (gerak ), pada mesin inilah dibangkitkan tenaga yang kemudian menimbulkan gerak putar. Bagian-bagian motor dapat dipisahkan menjadi dua yakni bagian yang bergerak dan bagian yang tak bergerak. Sistim yang ada pada sebuah motor terdiri atas sistem bahan bakar, sistim pelumasan, dan sistim pendingin Motor dibedakan dari proses kerjanya yaitu motor empat (4) takt dan motor 2 takt. Sedangkan berdasarkan penyalaan bahan bakamya motor juga dibedakan menjadi 2 yaitu motor bensin dan motor diesel. Motor diesel bekerja dengan torak bolak balik (naik turun pada motor gerak). Keduanya bekerja pada prinsip 4 langkah dan prinsip ini umumnya digunakan pada teknik mobil. Untuk motor diesel sistem kompressi dengan tekanan dan injektor bahan bakar solar atau minyak diesel. Dalam proses pembakaran tenaga panas bahan bakar diubah ketenaga mekanik melalui pembakaran bahan bakar didalam motor. Pembakaran adalah proses kimia dimana Karbondioksida dan zat air bergabung dengan oksigen dalam udara. Jika pembakaran berlangsung maka diperlukan : a)Bahan bakar dan udara dimasukkan kedalam motor b)Bahan bakar dipanaskan hingga suhu tinggi

Pembakaran menimbulkan panas dan menghasilkan tekanan, kemudian menghasilkan tenaga mekanik. Campuran masuk kedalam motor mengandung udara dan bahan bakar. Perban-dingan campuran kira kira 12-15 berbanding 1 setara 12-15 kg udara dalam 1 kg bahan bakar. Yaitu karbon dioksida 85% dan zat asam (Oksigen) 15 % atau 1/5 bagian dengan karbon dioksida dan zat air. Zat lemas (N) tidak mengambil bagian dalam pembakaran
Motor diesel lebih besar tenaganya sehingga dapat menjadi motor penggerak (primover).
• Motor diesel mengakibatkan polusi udara yang lebih kecil.
• Motor diesel tidak dipengaruhi oleh cuaca.
Kelemahan / Kekurangan Motor diesel
Kelemahan / Kekurangannya antara lain adalah :
1. Perbandingan tenaga terhadap berat motor masih lebih besar dibandingkan motor bensin
2. Motor diesel tetap lebih sukar dihidupkan pertama kali dibandingkan motor bensin
3. Harga inisial (dasar) Motor diesel lebih mahal karena Motor diesel lebih kompleks dan lebih berat dibandingkan motor bensin.
4. Perawatan dan servis pada umumnya tidak dapat dikerjakan oleh bengkel lokal
(2) Sejarah Mobil
Mobil (kependekan dari otomobil yang berasal dari bahasa Yunani ‘autos’ (sendiri) dan Latin ‘movére’ (bergerak)) adalah kendaraan beroda empat atau lebih yang membawa mesin sendiri. Jenis mobil termasuk bus, van, truk. Pengoperasian mobil disebut menyetir.
Sejarah

Meskipun peningkatan dalam teknologi, angka kematian dari kecelakaan mobil tetap tinggi, di AS sekitar 40.000 orang meninggal setiap tahun, angka yang tetap bertumbuh sesuai dengan peningkatan populasi dan perjalanan, dengan tren yang sama di . Angka kematian diperkirakan akan menjadi dua kali lipat di seluruh dunia pada . Angka yang lebih banyak dari kematian adalah luka dan cacat.(1) Sejarah Perkembangan Motor Diesel
Pada tahun 1876 Dr. Nickolas Otto mebuat konstruksi motor pembakarandalam 4 langkah yang menggunakan bahan bakar bensin menggunakan penyalaan api. Pada tahun 1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan german yang bernama Dr. Rudolf Diesel berhasil embuat motor penyalaan kompresi menggunakann bahan bakar serbuk batu bara menggunakan rinsip penyalan bahan bakar dan udara. Dengan perkembangan sistem pompa injeksi bahan bakar yang benar-benar dapat disebut “mini” oleh seorang penemu yang berkewarganegaraan german bernama Robert Bosch pada tahun 1927 membebaskan motor diesel dari masalah memakan tempat. Sistem injeksi pompa Robert Bosch yang ukurannya mini dari karburator, beratnya ringan dan govemer yang menyatu (built-in) sehingga tidak ada lagi system pengabutan udara yang banyak makan tempat untuk kompresor, pipa-pipa dan pengontrol klep. Pompa injeksi




Sistem Kerja Injektor


KOMPAS.COM/ZULKIFLI BJ
1.Diesel common rail dengan komponen pendukungnya. Kerja mesin diatur oleh computer
Cara kerja injektor mesin diesel common rail tidak sama dengan mesin diesel konvensional. Di sini, injektor bekerja menggunakan teknologi solenoid atau elektrik. Pada mesin lama, injektor bekerja dengan hidro-mekanik. Malah versi terakhir, generasi ke-3, injektor bekerja secara piezo-elektrik.
Injektor mesin diesel modern sama dengan injektor mesin bensin yang menggunakan sistem injeksi. Dalam hal ini, injektor diaktifkan oleh arus listrik yang diatur oleh komputer.
Jumlah solar yang akan disemprotkan diatur berdasarkan lamanya nosel membuka. Komputer mengatur kerja injektor ini berdasarkan informasi yang diterima dari sensor-sensor lain, misalnya putaran mesin, tekanan regulator, tekanan bahan bakar, suhu solar, posisi pedal gas, putaran mesin, silinder, tekanan turbo, aliran udara, air pendingin, kecepatan kendaraan dan seterusnya.
Rangkaian komponen tersebut jelas tidak diperlukan atau tidak ada pada mesin diesel konvensional. Komputer juga menentukan waktu injeksi (injection timing) berdasarkan sinyal yang diterimanya dari sensor di kruk as atau roda gila.
Dengan demikian, mesin diesel common rail, mampu memenuhi harapan banyak orang. Untuk mengurangi getaran misalnya, cukup dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar secara bertahap untuk mencegah timbulnya ledakan besar bila dilakukan sekaligus. Cara ini mirip seperti orang melakukan pembelian secara kredit. Kalau pembayaran dilakukan sekaligus, ‘kantung langsung meledak’.
Di lain hal, karena tekanan pada sistem pasokan bahan bakar sangat tinggi, molekul semprotan lebih kecil dan merata. Hasilnya, pembakaran berlangsung mulus dan lancar. Tekanan tinggi dari common rail terus ditingkatkan untuk mesin-mesin diesel masa mendatang.
Kini, para pakar mesin diesel sudah ancang-ancang menaikkan tekanan sampai 2000 bar. Dengan tekanan setinggi itu ditambah lagi dengan kemampuan komputer mengatur waktu injeksi yang lebih fleksibel, para ahli sudah menyimpulkan, mesin diesel nantinya tak lagi memerlukan glow plug atau busi pijar untuk menghidupkan mesin di pagi hari. Caranya, cukup dengan menunda waktu penyemprotan bahan bakar.
Daya tarik lain dari mesin diesel adalah turbocharger. Perbandingan kompresi yang tinggi, membuat turbo lebih “sreg” hidup bersama dengan mesin diesel ketimbangan bensin. Karena itu jangan heran, kemampuan mesin diesel menghasilkan tenaga akan menyamai mesin bensin. Sedangkan efisiensi atau keiritan, tak bisa ditandingi oleh mesin bensin.
Sistem bahan bakar dalam teknik otomotif adalah suatu sistem yang berfungsi untuk menyimpan bahan bakar secara aman, menyalurkan bahan bakar ke mesin dan mengkabutkan bahan bakar agar bercampur dengan udara.
Komponen utama dalam sistem bahan bakar terdiri dari:
Tangki bahan bakar.
Saluran bahan bakar.
Penyaring bahan bakar.
Pompa bahan bakar.
Karburator atau sistem injeksi bahan bakar
Injeksi bahan bakar adalah sebuah teknologi digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk mencampur bahan bakar dengan udara sebelum dibakar.
Penggunaan injeksi bahan bakar akan meningkatkan tenaga mesin bila dibandingkan dengan penggunaan karburator[rujukan?] . Dan injeksi bahan bakar juga dapat mengontrol pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih tepat, baik dalam proporsi dan keseragaman.
Injeksi bahan bakar dapat berupa mekanikal, elektronik atau campuran dari keduanya. Sistem awal berupa mekanikal namun sekitar 1980 mulai banyak menggunakan sistem elektronik.
Sistem elektronik modern menggunakan banyak sensor untuk memonitor kondisi mesin, dan sebuah unit kontrol elektronik (electronic control unit, ECU) untuk menghitung jumlah bahan bakar yang diperlukan. Oleh karena itu injeksi bahan bakar dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi polusi, dan juga memberikan tenaga keluaran yang lebih.
Sistem injeksi bahan bakar adalah sistem yang digunakan mesin kendaraan yang berfungsi untuk menyemprotkan (menyuntikan) bahan bakar supaya bercampur dengan udara untuk proses pembakaran. Sistem ini digunakan untuk mesin bensin maupun mesin diesel.
Pada dasarnya, sistem ini terdiri dari dua komponen utama :
Pompa injeksi (Injection pump).
Injektor (Injector)
Selain itu terdapat beberapa komponen opsional, seperti :
Kontrol elekronis, menggantikan fungsi beberapa komponen mekanikal.
Pemisah air (water separator), dan sebagainya.
Model
Berdasarkan kontrol operasi
Injeksi bahan bakar mekanis (Mechanical fuel injection), banyak digunakan pada kendaraan model lama.
Injeksi bahan bakar dengan kontrol elektronis (Electronic Fuel Injection/EFI)
Berdasarkan model injeksi
Injeksi langsung (Direct injection), penyemprotan langsung ke ruang bakar.
Injeksi tidak langsung (Indirect injection), penyemprotan tidak ke ruang bakar.
Varian
Elektris
] Injeksi tidak langsung
Berdasarkan cara penyemprotan.
Throttle body injection (TBI/Throttle Body Injection). Penyemprotan bahan bakar pada bodi katup gas.
Central port fuel injection (CPFI/Central Port Fuel Injection). Bahan bakar disemprotkan oleh injektor lalu menggunakan pipa menuju masing-masing lubang pemasukan ke ruang bakar.
Multi-point fuel injection (MPFI/Multi Point Fuel Injection). Penyemprotan bahan bakar pada masing-msaing lubang pemasukan ke ruang bakar.
Injeksi langsung
Berdasarkan model atau cara dalam menaikan tekanan bahan bakar.
Unit pump. Setiap silinder mesin mempunyai pompa injeksi sendiri, pompa tersebut dihubungkan dengan injektor melalui pipa pendek tekanan tinggi.
Unit injektor. Prinsip sama dengan unit pump hanya pompa menyatu dengan injektor.
Common rail. Bahan bakar bertekanan tinggi hasil dari pompa injeksi, ditampung dalam suatu tabung (distribution pipe/rail) yang dekat dengan injektor.