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

Kepopuleran

Inovasi

Keamanan

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 Eropa. Angka kematian diperkirakan akan menjadi dua kali lipat di seluruh dunia pada 2020. 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.

BAMZ BANX HEADY PRIECHWANTHO

Mengenai Saya

Sabtu, 25 Mei 2013

MESIN DIESEL