CARA KERJA MESIN DIESEL

secara garis besar mesin diesel dibagi
menjadi 2 yaitu mesin diesel 4 langkah (4 tak)
dan mesin diesel 2 langkah (2 tak). untuk
postingan kali ini saya ingin membahas
PRINSIP KERJA MESIN DIESEL 4 langkah atau
sering disebut mesin diesel 4 tak.
1. Daur/prinsip kerja mesin diesel 4
langkah
Urutan kejadian yang berulang secara teratur
dan dalam urutan yang sama disebut sebuah
daur (Cycle). Beberapa kejadian berikut,
membentuk sebuah daur kerja mesin disel:
Daur kerja mesin diesel yang
pertama adalah Mengisi silinder
dengan udara segar.
Daur kerja mesin diesel yang kedua
adalah Penekanan isi udara yang
menaikkan suhu sehingga kalau
bahan bakar diinjeksikan, akan
segera menyala dan terbakar secara
efisien
Daurkerja mesin diesel yang ke3
yaitu Pembakaran bahan bakar dan
pengembangan gas panas.
Mengosongkan hasil pembakaran
dari silinder.
secara singkat prinsip kerja mesin diesel 4
langkah yaitu seperti penjelasan diatas Kalau
keempat kejadian pada mesin diesel ini
diselesaikan, maka daur diulangi. Kalau
masing- masing dari keempat kejadian ini
memerlukan langkah torak yang terpisah,
maka daurnya disebut daur empat langkah
maka disebut mesin diesel 4 langkah.
a. Titik Mati (dead centers) mesin diesel 4
langkah
Kedudukan torak mesin diesel ketika berada
paling dekat dengan kepala silinder dan
paling jauh dari kepala silinder disebut
berturut-turut titik mati atas (top) dan titik
mati bawah (bottom), yang ditandai dengan
t.m.a dan t.m.b. alasan penandaan ini adalah
bahwa pada kedudukan ini garis tengah pena
engkol berada pada bidang yang sama
dengan garis tengah pena torak, tap poros
serta torak tidak dapat digerakan oleh
tekanan gas. Gaya gerak harus datang dari
putaran pena engkol yang bekerja melalui
batang engkol.
b. Kejadian Utama/prinsip kerja mesin
diesel 4 langkah
Empat kejadian utama mesin diesel
ditunjukkan secara skematis dalam gambar
2-1. Selama kejadian pertama, atau langkah
hisap mesin diesel(suction), torak bergerak
turun, ditarik oleh batang engkol r, ayang
diujung bawahnya digerakkan oleh engkol c.
Torak, yang bergerak menjauhi kepala
silinder, menimbulkan vakuum dalam
silinder, dan udara luar ditarik atau dihisap ke
dalam silinder melalui katup pemasukan I
yang terbuka disekitar awal langkah isap dan
tetap terbuka sampai torak mencapai t.m.b.
Kalau torak telah melalui t.m.b, maka
kejadian kedua, atau langkah kompresi,
dimulai, katup pemasukan menutup dan
torak yang didorong keatas oleh engkol dan
batang engkol, menekan udara didalam
silinder dan menaikkan suhunya. Segera
sebelum torak mencapai t.m.a, maka nbahan
bakar cair dalam bentuk semprotan kabut
halus dimasukkan sedikit demi sedikit
kedalam udara panas didalam silinder. Bahan
bakar menyala dan terbakar selama bagian
pertama dari langkah kerja, sehingga
menaikkan tekanan didalam silinder. Selama
langkah yang ketiga ini yang disebut langkah
kerja atau langkah daya, gas panas
mendorong torak turun atau maju. Gas
mengembang dari volume silinder yang
membesar dan melalui batang engkol dan
engkol meneruskan energi yang ditimbulkan
kepada poros engkol yang berputar.
berikut ini gambar prinsip kerja mesin diesel 4
langkah( 4 tak) :
Gambar. 2-1. Kejadian dalam daur empat
langkah.
keterangan gambar prinsip kerja mesin diesel
4 langkah
1. langkah isap mesin diesel
2. langkah kompresi mesin diesel
3. langkah kerja mesin diesel
4. langkah buang mesin diesel
Segera sebelum torak mencapai t.m.b, katup
buang e, membuka (gb.2-1d) dan hasil
pembakaran yang panas dan masih
bertekanan tinggi mulai lari melalui lubang
buang keluar. Selama kejadian keempat, atau
langkah buang, torak bergerak keatas, di
dorong oleh engkol dan batang engkol,
mengusir hasil pembakaran yang tersisa.
Didekat t.m.a katup buang ditutup, katup
pemasukan dibuka dan daur dimulai kembali.
Seperti dapat dilihat, keempat langkah
memerlukan dua putaran dari poros engkol.
Jadi dalam mesin empat langkah , satu
langkah daya diperoleh untuk tiap dua
putaran poros engkol, atau banyaknya impuls
daya tiap menit adalah setengah putaran/
menit ternilai (rating)
c. Pengaturan waktu kejadian mesin diesel
4 langkah
Kenyataanya titik pemisah antara keempat
kejadian utama tidak bersekutu dengan awal
dan akhir langkah yang bersangkutan.
Perbedaanya lebih kecil dalam mesin
kecepatan rendah dan membesar dengan
meningkatnya kecepatan mesin. Katup
pemasukan mulai membuka sebelum t.m.a,
dengan 10 sampai 25 derajat perjalanan
engkol. Pendahuluan ini memungkinkan
katup cukup terbuka pada t.m.a, ketika torak
mulai langkah isap. Katup pemasukan ditutup
mulai 25 sampai 45 derajat setelah t.m.b.
Penginjeksian bahan bakar dimulai dari 7
sampai 27 derajat sebelum t.m.a. Akhir
penginjeksian bahan bakar tergantung pada
beban mesin. Untuk melepaskan tekanan gas
buang sebelum torak memulai langkah balik,
katup buang mulai membuka 30 sampai 60
derajat sebelum t.m.b, dan menutup 10
sampai 20 derajat setelah t.m.a.
d. Kompresi mesin diesel
Terdapat dua manfaat dalam menekan isi
udara selama langkah kedua atau langklah
kompresi: Pertama menaikkan efisiensi panas
atau efisiensi total dari mesin dengan
menaikkan densiti pengisian sehingga
diperoleh suhu yang lebih tinggi selama
pembakaran; ini dilakukan pada semua
motor bakar, baik dari jenis penyalaan cetus
api (busi) maupun penyalaan kompresi. Yang
kedua, untuk menaikkan suhu udara
pengisian sedemikian rupa sehingga kalau
kabut halus dari bahan bakar di injeksikan
kedalamya, maka bahan bakar akan menyala
dan mulai terbakar tanpa memerlukan
sumber penyalaan dari luar misalnya busi
yang digunakan dalam mesin bensin.
e. Perbandingan kompresi
Perbandingan kompresi dari motor bakar
adalah perbandingan dari volume V1.inci
kubik, dari gas dalam silinderdengan torak
dengan t.m.b, terhadap volume V2 dari gas,
dengan torak pada t.m.a, Perbandingan
kompresi ditandai dengan R;
f. Pembakaran mesin diesel 4 langkah
Terdapat dua metoda yang berbeda dari
pembakaran bahan bakar dalam silinder
mesin :
• Pada volume konstan
Pembakaran pada volume konstan berarti
bahwa selama pembakaran volumenya tidak
berubah dan semua energi panas yang
ditimbulkan oleh bahan bakar menjadi
kenaikan suhu dan tekanan gas. Dalam
sebuah mesin berati bahwa pembakaran
diproses pada kecepatan sedemikian tinggi
sehingga torak tidak mempunyai waktu untuk
bergerak selama pembakaran. Pembakaran
semacam ini diperoleh ketika torak pada
t.m.a, keuntungan dari metode pembakaran
bahan bakar ini adalah efisiensi panas yang
tinggi. Kerugianya adalah kenaikan tekanan
yang sangat mendadak dan mengakibatkan
kebisingan pada mesin. Pembakaran
semacam ini kira-kira didekati dalam mesin
bensin penyalaan cetus api.
•Pada tekanan konstan
Pembakaran pada tekanan konstan, berarti
bahwa selama pembakaran suhunya naik
dengan kecepatan sedemikian sehingga
kenaikan tekanan yang dihasilkan kira-kira
cukup untuk melawan pengaruh
pertambahan volume disebabkan gerakan
torak, dan tekanan tidak berubah. Energi
panas yang ditimbulkan oleh bahan bakar
sebagian berubah menjadi kenaikan suhu
gas dan sebagian menjadi kerja luar yang
dilakukan. Dalam mesin dengan pembakaran
tekanan konstan, bhan bakar dibakar sedikit
demi sedikit sehingga tekanan yang diperoleh
pada akhir langkah kompresi dipertahankan
selama seluruh proses pembakaran.
Pembakaran semacam ini digunakan dalam
mesin disel injeksi udara kecepatan rendah
yang asli. Keuntunganya adalah mesin
berjalan dengan halus, sehingga
menghasilkan momen puntir lebih merata
karena tekanan pembakaran yang
diperpanjang. Tetapi tidak sesuai untuk mesin
minyak kecepatan tingggi.
Mesin disel kecepatan tinggi modern
beroperasi pada daur yang merupakan
kombinasi dari kedua metoda diatas, dan
disebut juga daur dwi- pembakaran ( dual-
combustion); satu bagian bahan bakar
dibakar dengan cepat, hampir dengan
volume konstan dekat t.m.a sisanya dibakar
sewaktu torak mulai bergerak menjauhi t.m.a,
Tetapi tekanan tingginya tidak konstan,
melainkan biasanya pertama kali naik
kemudian turun. Secara umum daur ini lebih
menyerupai daur pembakaran volume
konstan dari pada daur mesin disel asli.
Keuntunganya adalah efisiensi tinggi dan
penggunaan bahan bakar hemat.
Kekurangannya adalah sulitnya mencegah
operasi yang kasar dan bising dari mesin.