Sabtu, 22 Oktober 2011


MESIN DIESEL
Diesel berasal dari nama seorang insinyur dari jerman yang menemukan mesin ini pada tahun 1892, yaitu Dr. Rudolf Diesel. Ia mendapatkan paten (RP 67207) pada 23 Februari 1893 berjudul Arbeitsverfahren und fur Ausfuhrungsart Verbrennungsmaschinen. Pada waktu itu mesin tersebut tergantung pada panas yang dihasilkan ketika kompresi untuk menyalakan bahan bakar. Bahan bakar ini diteruskan ke silinder oleh tekanan udara pada akhir kompresi. Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
Pada tahun 1924, Robert Bosch, seorang insinyur dari Jerman, mencoba mengembangkan pompa injeksi dari pada menggunakan metode tekanan udara yang akhirnya berhasil menyempurnakan ide dari Rudolf Diesel. Keberhasilan Robert Bosch dengan mesin dieselnya tersebut sampai saat ini digunakan oleh masyarakat.

Bagaimana prinsip kerja mesin diesel ?
Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Ketika gas di kompresi, suhunya akan meningkat. Udara di sedot ke dalam silinder mesin diesel dan di kompresi oleh piston pada saat piston memukul bagian paling atas, bahan bakar diesel di pompa ke ruang pembakaran dalam tekanan tinggi, melalui nozzle atomizing, dicampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran diatas mengembang mendorong piston kebawah dengan tenaga yang kuat dan menghasilkan tenaga dalam arah vertikal. Batang rod penghubung menyalurkan gerakan ini ke crankshaft yang kemudian dipaksa untuk berputar dan menghantarkan tenaga yang luar biasa di ujung pengeluaran crankshaft.

Apa perbedaan mesin bensin dengan mesin diesel ?
Mesin bensin adalah mesin yang bekerja dengan cara memasukkan panas dari percikan bunga api listrik dari busi pada campuran udara dan bahan bakar yang di kompresikan.
Mesin diesel adalah mesin yang bekerja dengan cara menginjeksikan bahan bakar pada udara yang telah di kompresikan sehingga memiliki tekanan dan temperatur tinggi.
Konfigurasi mesin diesel
Ada dua kelas mesin diesel: dua-stroke dan empat-stroke. banyak mesin diesel besar beroperasi dalam dua-stroke cycle. Mesin yang lebih kecil biasanya menggunakan empat-stroke cycle.
Biasanya kumpulan silinder digunakan dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama muatan di crankshaft di tolak seimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan.

Apa perbedaan mesin 4 langkah dan 2 langkah ?

Mesin 2 langkah : Untuk mendapatkan ledakan tenaga hasil dari pembakaran gas, cuman diperlukan 2x gerakan piston naek dan turun ( 1x proses ) dengan 1 kali putar kruk as.

Gambaran kerjanya adalah:

         TAK 1 :  Proses masuknya gas, pemampatan dan pembakaran gas.
                       ( Piston bergerak ke atas, TMB menuju TMA )
         TAK 2 :  Proses kerja, kompresi karter, buang dan cuci bilas.
                       ( Piston bergerak ke bawah, TMA menuju TMB )


Mesin 4 langkah : Untuk mendapatkan ledakan tenaga hasil dari pembakaran gas, cuman diperlukan 4x gerakan piston naek dan turun. ( 2x proses ) dengan 2 kali putar kruk as.

Gambaran kerjanya adalah:

         TAK 1 : Gerak Isap 
                     ( Piston bergerak dari TMA menuju TMB )
         TAK 2 : Gerak kompresi / pemampatan
                     ( Piston bergerak dari TMB menuju TMA )
         TAK 3 : Gerak tenaga
                     ( Piston bergerak dari TMA menuju TMB )
          TAK 4 : Gerak buang sisa pembakaran
                      ( Piston bergerak dari TMB menuju TMA )

Bagaimana proses pembakaran mesin diesel ?
Proses pembakaran mesin diesel dibagi menjadi 4 periode:

Periode 1:  Waktu pembakaran tertunda ( ignition delay ) ( A – B ) Pada periode ini disebut fase persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar.

Periode 2:  Perambatan api ( B - C ) Pada periode 2 ini campuran bahan bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seolah-olah campuran terbakar sekaligus, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik. Periode ini sering disebut pembakaran letup.
Periode 3: Pembakaran langsung ( C – D ) Akibat nyala api dalam silinder, maka bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol. 
Periode 4: Pembakaran lanjut ( D – E ) Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.

Komponen-komponen Mesin Diesel
Komponen-komponen mesin Diesel tidak berbeda jauh dengan komponen mesin bensin. Kumpulan dari komponen-komponen (elemen) tersebut membentuk satu kesatuan dan saling bekerja sama, disebut dengan engine. Dalam rangkaian mesin terdapat beberapa komponen yang membentuk satu kesatuan untuk menghasilkan tenaga. Komponen-komponen tersebut adalah :
   
    Crankcase dan Cyclinder Sleeve
Crankcase atau bak engkol biasanya di tempatkan di bawah bagian blok silinder. Pada bagian atasnya dibuat sedemikian rupa untuk tempat poros engkol yang di tumpu oleh bantalan-bantalan. Sedangkan cyclinder sleeve adalah dinding silinder atau dinding tempat pembakaran yang mempunyai permukaan halus.
            
      Cyclinder Head
Cyclinder head berfungsi menahan tekanan pembakaran, mengendalikan panas dalam ruangan, tempat duduknya mechanisme valve intake/exhaust, dan tempat duduknya mechanisme penyemprotan bahan bakar.

      Piston dan Ring piston
Piston adalah komponen yang berfungsi untuk menerima tekanan atau ekspansi pembakaran yang kemudian akan diteruskan menuju crankshaft melalui connecting rod. Sedangkan Ring piston berfungsi menahan tekanan gas kompresi didalam cyclinder, menjaga ketebalan oil film pada dinding cyclinder, dan mentransfer panas dari piston ke cyclinder liner.

      Connecting rod
Connecting rod adalah bagian yang menghubungkan antara piston dengan crankshaft. Berfungsi menerima gerak reciprocating dari piston, dan meneruskan gerak reciprocating ke crankshaft.

      Crankshaft
Crankshaft mempunyai tugas penting yaitu mengubah gerak lurus menjadi gerak putar. Berfungsi merubah gerakan naik / turun piston menjadi gerakan putar, tempat kedudukan connecting rod, dan mentransfer penuh tenaga engine yang akan di keluarkan.

      Flywheel
Flywheel merupakan piringan yang terbuat dari cast iron dan di baut pada ujung crankshaft. Berfungsi mentransfer putaran engine ke power train, dan meratakan power kesemua langkah piston.

      Plunger
Plunger berfungsi mengontrol jumlah bahan bakar

      Governur
Governur adalah media interface untuk pengaturan putaran atau bisa juga membatasi kecepatan mesin mengontrol pengantaran bahan bakar. Berfungsi menjaga kestabilan sistem secara keseluruhan terhadap adanya variasi beban atau gangguan pada sistem.

Apa yang dimaksud dengan direct injection, injector, injector nozzle valve, timing gear ?
Direct injection adalah bahan bakar diinjeksikan langsung ke dalam ruang bakar, dengan tekanan tinggi.
Injector adalah media penghantar bahan bakar.
Injector nozzle valve adalah menyemprotkan bahan bakar dengan pressure tinggi yang dipompakan oleh injection pump. Injector memanfaatkan pergerakan vertikal plunger untuk menghasilkan tekanan fuel yang sangat tinggi dan menyemprotkan langsung ke dalam cyclinder.
Timing gear berfungsi untuk mentransfer putaran crankshaft ke perlengkapan engine yaitu: cam gear, injection pump, balance shaft, gigi pergerakan lain tergantung kebutuhan.

Bagaimana bentuk ruang bakar mesin diesel ?
Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe yaitu:
1.           Tipe ruang bakar langsung ( direct combustion chamber )
2.           Tipe ruang bakar tambahan ( auxiliary combustion chamber )
Tipe ruang bakar tambahan terdapat 3 macam, yaitu :
1.           Ruang bakar kamar muka ( precombustion chamber )
2.           Ruang bakar pusar ( swirl chamber )
3.           Ruang bakar air cell ( air cell combustion chamber )

Bagaimana Mekanisme Katup pada Mesin Diesel ?
Bagian-bagian yang menggerakkan membuka dan menutup katup pada waktu yang teratur disebut mekanisme katup. Mekanisme katup dibagi dalam beberapa susunan katup yaitu jenis katup sisi (side valve) dan jenis katup kepala (overhead valve). Pada mesin Colt Diesel ini katup yang digunakan adalah jenis overhead valve.
Bagian-bagian yang terdapat dalam mekanisme katup antara lain adalah sebagai berikut :
1.                Kepala Katup: Merupakan bagian katup yang mempunyai bentuk kerucut 45o atau  30o. Bila katup tertutup, katup akan menempel dengan rapat pada kedudukan katup. Kepala katup dibuat dalam berbagai bentuk untuk mengurangi tahanan hisap dan menyempurnakan pendinginan.
2.               Batang Katup: Batang katup dibuat untuk bergerak didalam penghantar batang katup, karena itulah katup harus dapat bergerak dengan baik. Pada bagian bawah batang katup terdapat alur untuk tempat penahanan pegas.
3.               Pegas Katup: Pegas katup adalah pegas spiral yang bekerja menutupkan katup. Kebanyakan mesin dilengkapi dengan satu pegas katup pada setiap katup, tetapi ada juga yang menggunakan dua buah pegas yang mempunyai tegangan yang berbeda. Apabila tegangan pegas lemah, kemungkinan gas akan keluar dari katup dan tenaga mesin menjadi berkurang.
4.                Push Rod: Push rod merupakan bagian batang kecil yang menghubungkan rocker arm dan valve lifter, yang berfungsi memindahkan gerakan lifter ke ujung rocker arm.
5.                  Rocker Arm: Rocker arm merupakan bagian yang dipasangkan diatas kepala silinder dan didukung pada bagian tengahnya oleh poros rocker arm. Bila push rod mengangkat keatas (menekan) salah satu  rocker arm, maka akan menekan ujung batang katup dan menyebabkan katup terbuka.
 
PERHITUNGAN KEMAMPUAN ENGINE 
1.    Tenaga Engine
Tenaga engine = Gaya putar  x Kecepatan putar
Gaya putar = Torque ( Kg.m ) x Kecepatan putar ( rpm )
HP = Horse power
PS = Pferde starke (metric hp)                       PS = 0.001396 N x T
PS = 75 Kg.m x 1 put/detik                              HP = 0.001376 N x T
      = 75 Kg.m/detik                                           N = Putaran ( rpm )
                                                                            T  = Torque ( Kg.m )
  HP = 550 ft-lb x 1 put/detik    
         = 550 ft-lb/detik
                1 ft = 0.3048 m
                1 lb = 0.4536 kg
1 HP = 550 x 0.3048 x 0.4536 = 76.04 Kg.m/detik
Sehingga 1 HP = 1.014 PS

2.     Horse power
HP           = Horsepower ( British Horsepower )
1 HP         = 550 ft.lb/sec
1 ft           = 0.3048 meter                       1 HP           = 76.04 Kg.m/sec
1 lb           = 0.4536 Kg                            1 HP          = 1.014 PS

PS            = PferdStrake  ( metric Horsepower )
1 PS         = 75 Kg.m/sec
1 PS         = 735.4 Watt
100 Kw = 136 PS

MENGHITUNG TENAGA ENGINE
Tenaga engine dipengaruhi :
1.    Temperature
2.    Tekanan atmosfir
3.     Kelembaban udara ( humidity )
4.     Lingkungan
4 standart untuk menentukan tenaga engine :
1.  JIS ( Japan Industrial Standard )
2.  SAE ( Society of Automotive Engineer )
3.  BS ( British Standard )
4.  DIN ( Deutches Industrie Fur Normung )
JIS & DIN memakai satuan PS, SAE & BS memakai satuan HP



DAFTAR PUSTAKA
Mitsubishi Motor, 2003, Training Manual , Sole Distribution of Mitsubishi Motors, Jakarta.
Mitsubishi Motor, 2007, Part Sales Training I , Sole Distribution of Mitsubishi Motors, Jakarta.
Toyota Astra Motor, 1998, Service Division, PT. Toyota Astra Motor, Jakarta.
 

0 komentar:

Poskan Komentar