Mesin Diesel
Mesin diesel pada dasarnya merupakan mesin yang sama dengan mesin bensin (reciprocating engine), yakni tekanan hasil pembakarannya menyebabkan piston bergerak turun naik. Gambar 1.6 menunjukkan bagaian - bagian utama mesin diesel. Bagian-bagian yang di tunjukkan pada gambar tersebut adalah bagian-bagian yang secara struktural berbeda dengan yang ada pada mesin bensin, atau bagian yang hanya terdapat pada mesin diesel.
Gambar 1.6. Bagian-bagian utama mesin diesel
Beberapa perbedaan utama dalam proses operasi mesin antara lain sebagai berikut:
- Pada mesin diesel hanya udara yang dimampatkan pada tekanan tinggi (2492 kPa/30kgf/cm₂) Sehingga temperatur meningkat (300° - 500°C), lalu bahan bakar diinjeksikan maka pengapian (ignition) yang spontan terjadi dan membuat langkah pembakaran.
- Katup gas (throttle valve) pada mesin diesel bukan mengontrol jumlah udara yang masuk. Jumlah seluruh udara sudah masuk pada langkah awal.
- Output-nya dikontrol oleh peningkatan dan penurunan penginjeksian bahan bakar.
Prinsip Kerja Mesin diesel
Untuk menghasilkan tenaga gerak pada mesin diesel, dilakukan langkah-langkah proses sebagai berikut ini (lihat gambar 1.7).
Gambar 1.7. Prinsip kerja mesin diesel
a. Langkah masuk (intake stroke)
Dalam langkah masuk, hanya katup masuk (intake valve) yang terbuka. Ketika turun dari titik TMA, hanya udara disalurkan dari intake manifold ke dalam silinder melalui katup masuk.
b. Langkah Kompresi (compression stroke)
Ketika piston naik lagi dari TMB setelah langkah masuk, katup masuk menutup, aliran udara berhenti. Udara dalam silinder dimampatkan seiring dengan naiknya piston.
c. Langkah injeksi (injection) dan langkah pembakaran (combustion stroke)
Ketika langkah kompresi berakhir, bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara bertemperatur dan bertekanan tinggi, maka terjadilah pembakaran. Saat itu, partikel bahan bakar yang diinjeksikan oleh nosel ke dalam ruang pembakaran berubah akibat udara bertemperatur dan bertekanan tinggi. Akibatnya, mampu mendorong piston bergerak turun.
Gambaran perubahan bahan bakar;
- Partikel bahan bakar dipanaskan;
- penguapan mulai terjadi;
- ketika partikel itu dicampur dengan udara bertekanan tinggi, partikel itu dapat terbakar sehingga dapat mempercepat penguapan dan pencampuran sisa bahan bakar. Saat itulah pembakaran yang sempurna dapat terlaksana.
d. Langkah pengeluaran (exhaust stroke)
Gas pembakaran ke luar dari silinder melalui katup keluar (exhaust valve) seiring dengan gerak piston ke TMA. Ketika piston mencapai TMA, saat itu lankah masuk diulangi lagi, dan siklus yang sama akan terulang.Prinsip Kerja Mesin Diesel 4 langkah
Pada prinsip kerja mesin diesel 4 langkah sama persis dengan mesin bensin 4 langkah, perbedaannya hanya pada proses pembakarannya. Pada mesin diesel bahan bakarnya dibakar melalui percikan bunga api listrik dari busi, sedangkan pada motor diesel bahan bakarnya terbakar sendiri akibat panas dan tekanan yang tinggi (self combustion). Prinsip kerja mesin diesel 4 langkah, yaitu : langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang.
Gambar 1.7. (a) Tampak samping belahan mesin diesel dan (b) diagram mesin diesel berikut komponen - komponennya.
1. Langkah hisap
Pada saat langkah hisap, katup hisap mulai terbuka, piston bergerak turun dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Udara murni masuk ke dalam ruang bakar atau silinder karena gerak turun piston yang menyebabkan kevakuman di dalam ruang bakar. Kevakuman ini yang menyebabkan udara masuk ke dalam silinder melaui katup hisap.
2. Langkah Kompresi
Pada saat langkah kompresi, piston bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA), katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Udara dikompresikan (dimampatkan) sehingga tekanannya meningkat menjadi 16-20 kg/cm₂ atau 16-20 bar dan temperaturnya mencapai lebih dari 600⁰C. Sesaat sebelum piston mencapai Titik Mati Atas (TMA), bahan bakar di kabutkan melalui injektor masuk kedalam ruang bakar atau silinder. Karena temperatur yang tinggi, bahan bakar dan udara akan terbakar dengan sendirinya (self-combustion).
3. Langkah usaha
Pada saat langkah usaha, proses pembakaran berlangsung, katup hisap dan katup buang masih dalam keadaan tertutup. Hasil pembakaran menimbulkan tekanan yang sangat tinggi yang mendorong piston bergerak turun dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Langkah Usaha berlangsung hingga katup buang mulai terbuka kurang lebih 25⁰ sudut engkol sebelum Titik Mati Bawah (TMB).
4. Langkah Buang
Pada saat langkah Buang, Piston bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA), katup buang mulai terbuka dan katup hisap tertutup dan gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar melalui manifold pembuangan menuju knalpot, yang kemudian keluar ke udara bebas melaui ujung knalpot.
Pada langkah buang ada peristiwa dimana dua katup dalam keadaan terbuka, terjadi pada saat awal langkah hisap dan akhir langkah buang disebut dengan overlapping. Proses tersebut terjadi untuk melakukan pembilasan gas buang.
Prinsip Kerja Mesin Diesel 2 Langkah
Pada prinsip kerja mesin diesel 2 langkah, dalam satu siklus pembakaran terjadi dua langkah piston. Berbeda dengan mesin diesel 4 langkah dimana dalam satu siklus pembakaran terjadi empat langkah piston. Prinsip kerja mesin diesel 2 langkah dapat dijelaskan dalam dua kondisi, yaitu: kondisi pada saat langkah turun (piston bergerak dari TMA ke TMB) dan kondisi pada saat langkah naik (piston bergerak dari TMB ke TMA).
1. Kondisi Pada Saat Langkah Turun (Piston Bergerak dari TMA ke TMB)
Perhatikan Gambar 1.9 di bawah ini.
Gambar 1.9. Piston bergerak dari TMA ke TMB
a. Kondisi diatas Piston
Pada saat seperti ini terjadi proses usaha, proses buang, dan sekaligus proses pengisian serta pembilasan. Proses pembakaran selalu terjadi saat piston berada di TMA sedangkan proses usaha terjadi saat piston bergerak turun. Setelah piston mencapai lubang pembuangan (exhaust port), maka gas buang bertekanan tinggi ini akan terdorong keluar menuju manifold pembuangan terus ke muffler dan knalpot. Masih dalam langkah turun, saat lubang pemasukan (intake port) terbuka, tekanan udara yang ada pada ruang bak engkol yang lebih tinggi akan masuk ke silinder dan sekaligus membilas gas buang yang masih tersisa.
b. kondisi di bawah piston (ruang bak engkol)
Tekanan pada ruang bak engkol akan naik karena gerak piston turun ke bawah, hal ini mengakibatkan katup satu arahnya (check valve) tertutup. Ketika permukaan atas piston sedikit melewati lubang buang (exhaust port), tekanan gas sisa hasil pembakaran yang tinggi membuat gas ini akan keluar dengan sendirinya ke arah knalpot. Kemudian, gerak turun piston selebihnya akan mendorong udara yang tersekap di dalam bak engkol masuk ke ruang silinder melaui intake port. Aliran udara yang terdesak ini akan membilas sisa gas hasil pembakaran yang masih ada di dalam ruang bakar atau silinder.
2. Kondisi Pada Saat Langkah Naik (Piston Bergerak dari TMB ke TMA)
Perhatikan Gambar 1.10 di bawah ini.
Gambar 1.10. Piston bergerak naik dari TMB ke TMA
a. Kondisi di atas Piston
Pada saat ini terjadi proses usaha (pembakaran). Sebelum lubang pemasukan dan lubang pembuangan tertutup, proses pembuangan gas sisa pembakaran dan pemasukan udara murni tetap berlangsung. Proses ini baru akan berhenti setelah kedua lubang tersebut tertutup oleh piston. Bersamaan dengan tertutuonya kedua lubang ini, dimulailah proses kompresi hingga sesaat sebelum piston berada di TMA, injektor mengabutkan bahan bakar dan terjadilah proses pembakaran.
b. Kondisi di bawah piston (ruang bak engkol)
Piston bergerak dari TMB ke TMA, karena gerak piston ke atas pada ruang bak engkol akan mengalami kevakuman. Pembesaran volume pada ruang bakar atau silinder mengakibatkan katup satu arahnya (check valve) akan terbuka dan udara murni dari manifold pemasukan akan tersedot masuk ke ruang bak engkol. Demikian siklus demi siklus terus menerus terjadi selama mesin diselnya dioperasikan.
Sekian dari saya Terimakasih....
No comments:
Post a Comment