Advertisement
MESIN DIESEL
PENGERTIAN
Melanjutkan tentang sepintas tentang mesin diesel (silakan klik Mesin Diesel) artikel terdahulu. Pada
artikel kali ini saya akan membahas lebih detail tentang Mesin Disel yang saya
ambil dari berbagai sumber semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Di dunia otomotif dikenal dua jenis mesin yaitu
Mesin Bensin dam Mesin Diesel. Dari kedua jenis tersebut Mesin Bensin dibagi
menjadi dua prinsip kerja yaitu Mesin Bensin dengan prinsip kerja 2 Tak dan 4
Tak, Sama halnya juga pada Mesin Diesel terdapat dua jenis 2 Tak dan 4 tak,
tetapi untuk kendaraan khususnya mobil, Mesin
Diesel kebanyakan menggunakan prinsip kerja 4 Tak. Kedua mesin tersebut
termasuk ke dalam proses pembakaran dalam (Internal
Combustion Engine).
Biasanya
jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat
digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang
berlebihan. Mesin 6 segaris paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium
ke tugas-berat, meskipun V8 dan 4 segaris juga banyak diproduksi.
Lebih
spesifik lagi, dimana sebuah mesin diesel untuk menghasillkan proses pembakaran
dipicu oleh kompresi yang tinggi, dimana
terjadinya proses pembakaran di dalam silinder terjadi karena oleh suhu tinggi yang disebabkan oleh tekanan
kompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi). Mesin diesel pada
kendaraan otomotif sering digunakan pada mobil-mobil yang mempunyai kapasitas
mesin yang besar, dan juga tenaga yang besar ( contoh ; Truk, tronton, fuso,
bus dan kendaraan besar lainnya. ) hal ini dikarenakan mesin diesel cocok
untuk penggunaan untuk oprasi berat, jarak jauh ( mesin diesel lebih tahan
panas dibanding mesin bensin ) dan tenaga yang besar ( karena konstruksi mesin diesel
rata-rata berkapasitas besar.
Mesin diesel
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 (Bio Diesel) Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F.
Kettering.
Udara
yang masuk ke dalam silinder melalui katup masuk karena hisapan piston yang
bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), kemudian ditekan
atau dikompresikan oleh piston sehingga, 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 disemprotkan ke
ruang bakar dalam tekanan yang cukup tinggi melalui nozzle supaya bercampur
dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini terbakar
dengan sendirinya dan terbakar 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 ber
bagi 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.


Gambar : Turbo charger
Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi pijar (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 memengaruhi 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 pada putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih untuk mencapai tujuan ini melalui modul kontrol elektronik (ECM) atau unit kontrol elektronik (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 hidraulik untuk mengatur kecepatan mesin.
Bentuk Ruang Bakar Mesin Diesel
Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang
bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menentukan
kemampuan mesin, sebab ruang bakar tersebut direncanakan dengan tujuan agar
campuran udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus.
Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu:
b) Tipe ruang bakar tambahan
(auxiliary combustion chamber)
Tipe ruang bakar tambahan terdapat dalm 3 macam, yaitu:
3). Ruang bakar air cell (Air cell
combustion chamber)
Keuntungan
ruang bakar langsung adalah:
(1) Efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana,
(2) Start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan
(3) Cocok untuk mesinmesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.
(1) Efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana,
(2) Start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan
(3) Cocok untuk mesinmesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.
Kerugian
ruang bakar langsung adalah:
(1) Memerlukan kualitas bahan bakar yang baik,
(2) Memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi,
(3) Sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan
(4) Dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi.
(1) Memerlukan kualitas bahan bakar yang baik,
(2) Memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi,
(3) Sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan
(4) Dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi.
a. Ruang bakar tambahan.
1. Ruang
bakar muka.
Dalam
ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh
nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka
didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama.
Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama
Keuntungan
ruang bakar muka adalah:
(1) Jenis bahan bakar yang digunakan lebih luas,
karena turbulensinya sangat baik untuk pengabutan,
(2) Perawatan pompa injeksi
lebih mudah karena tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap
perubahan saat injeksi, dan
(3) Detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih
baik karena menggunakan nozzle lubang banyak.
Kerugian
ruang bakar depan adalah:
(1) Biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan
kepala silinder lebih rumit,
(2) Memerlukan motor starter yang besar dan
kemampuan start lebih jelek sehingga harus menggunakan alat pemanas, dan
(3)
pemakaian bahan bakar boros.
2. Ruang
bakar pusar.
Ruang
bakar model pusar ini berbentuk bundar. Ketika torak memampatkan udara,
sebagian udara akan masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran
turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di
dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk
ke ruang bakar utama melalui saluran tersebut. Selanjutnya capuran tersebut
akan terbakar di tuang bakar utama.
Keuntungan
ruang bakar pusar adalah:
(1) Dapat menghasilkan putaran tinggi, karena
turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi,
(2) Gangguan pada nozzle
berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan
(3) Putaran mesin lebih
tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil.
Kerugian
ruang bakar pusar adalah:
(1) Konstruksi kepala silinder rumit,
(2) Efisiensi
panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang
bakar langsung, (3) Penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang
bakar sangat luas, dan
(4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah.
3) Ruang
bakar Air Cell
Pada
ruang bakar air cell ini bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam air cell
dan terbakar langsung di ruang bakar utama. Sebagian bahan bakar yang yang
disemprotkan ke air cell dan terbakar, mengakibatkan tekanan dalam air cell
bertambah. Bila torak bergerak ke TMB, udara dalam air cell keluar ke ruang
bakar utama membantu menyempurnakan pembakaran. Pada ruang bakar ini tidak
memerlukan pemanas.
Keuntungan
ruang bakar air cell adalah:
(1) Mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran
terjadi secara berangsur-angsur,
(2) tidak memerlukan pemanas,
(3) gangguan
nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin.
Kerugian
ruang bakar air cell adalah:
(1) Saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi
kemampuan mesin,
(2) Suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut
sangat panjang, dan
(3) Bahan bakar boros.
Keunggulan mesin diesel dibanding mesin bensin adalah sebagai
berikut :
1. Mesin
diesel memiliki efisensi terhadap panas yang besar bila dibandingkan dengan
mesin bensin. Tentunya Hal tersebut dapat lebih menghemat penggunaan bahan
bakar (solar) daripada bensin pada mesin bensin.
2. Umumnya, mesin diesel lebih tahan lama dan tidak membutuhkan electric igniter. Hal ini berarti bahwa kemungkinan terjadinya kesulitan tentu lebih kecil dari pada mesin bensin.
3. Momen pada mesin diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yang luas. Itu artinya mesin diesel lebih fleksibel dan lebih mudah dioperasikan bila dibandingkan dengan mesin bensin dan karena hal inilah mesin diesel umum digunakan untuk kendaraan-kendaraan besar.
2. Umumnya, mesin diesel lebih tahan lama dan tidak membutuhkan electric igniter. Hal ini berarti bahwa kemungkinan terjadinya kesulitan tentu lebih kecil dari pada mesin bensin.
3. Momen pada mesin diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yang luas. Itu artinya mesin diesel lebih fleksibel dan lebih mudah dioperasikan bila dibandingkan dengan mesin bensin dan karena hal inilah mesin diesel umum digunakan untuk kendaraan-kendaraan besar.
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. Akan tetapi penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel
tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar
disemprotkan 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
memengaruhi 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.
Adapun
kelemahan mesin diesel dibanding mesin bensin adalah sebagai berikut :
1. Suara dan getaran pada mesin diesel jauh lebih besar dibanding suara dan getaran pada mesin bensin. Hal tersebut disebabkan oleh tekanan pembakaran maksimum pada mesin diesel hampir dua kali lebih besar daripada mesin bensin.
2. Karena tekanan pembakarannya lebih besar dari pada mesin bensin, maka mesin diesel harus dibuat dengan menggunakan jenis bahan yang tahan terhadap tekanan tinggi, selain itu, bahan yang digunakan juga harus memiliki struktur yang kuat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, mesin diesel memiliki bobot yang jauh lebih berat dibanding bobot mesin bensin, dan tentunya biaya pembuatannya pun juga pasti lebih mahal daripada biaya pembuatan mesin bensin.
3. Harga mesin diesel lebih mahal dibanding harga mesin bensin, selain itu, mesin diesel juga membutuhkan perawatan atau pemeliharaan yang lebih cermat daripada mesin bensin. Anda tahu mengapa? Sebab Mesin diesel membutuhkan sistem injeksi bahan bakar yang lebih presisi dibanding sistem injeksi pada mesin bensin.
4. Mesin diesel memerlukan alat pemutar berupa motor starter dan baterai yang berkapasitas lebih besar untuk memutarnya. Hal tersebut disebabkan karena mesin diesel memiliki perbandingan kompresi yang lebih tinggi dari pada mesin bensin.
1. Suara dan getaran pada mesin diesel jauh lebih besar dibanding suara dan getaran pada mesin bensin. Hal tersebut disebabkan oleh tekanan pembakaran maksimum pada mesin diesel hampir dua kali lebih besar daripada mesin bensin.
2. Karena tekanan pembakarannya lebih besar dari pada mesin bensin, maka mesin diesel harus dibuat dengan menggunakan jenis bahan yang tahan terhadap tekanan tinggi, selain itu, bahan yang digunakan juga harus memiliki struktur yang kuat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, mesin diesel memiliki bobot yang jauh lebih berat dibanding bobot mesin bensin, dan tentunya biaya pembuatannya pun juga pasti lebih mahal daripada biaya pembuatan mesin bensin.
3. Harga mesin diesel lebih mahal dibanding harga mesin bensin, selain itu, mesin diesel juga membutuhkan perawatan atau pemeliharaan yang lebih cermat daripada mesin bensin. Anda tahu mengapa? Sebab Mesin diesel membutuhkan sistem injeksi bahan bakar yang lebih presisi dibanding sistem injeksi pada mesin bensin.
4. Mesin diesel memerlukan alat pemutar berupa motor starter dan baterai yang berkapasitas lebih besar untuk memutarnya. Hal tersebut disebabkan karena mesin diesel memiliki perbandingan kompresi yang lebih tinggi dari pada mesin bensin.
Pengertian Sistem Injeksi Bahan
Bakar Mesin Diesel
Sistem
injeksi bahan bakar pada mesin diesel merupakan sistem paling penting di antara
sistem-ssitem yang lain. Dengan sistem injeksi bahan bakar yang baik dan tepat
akan menghasilkan tenaga mesin yang optimal. Sebaliknya system injeksi bahan
bakar yang kurang baik dan kurang tepat dapat menyebabkan tenaga mesin diesel
kurang optimal, bahkan mungkin saja mesin diesel tidak dapat dijalankan sama
sekali. Banyak orang yang menyatakan bahwa sistem injeksi bahan bakar pada
mesin diesel merupakan jantung hidup matinya mesin.
Sistem
injeksi bahan bakar mesin diesel mencakup rangkaian komponen-komponen yang
berhubungan dengan bahan bakar, yang berfungsi mengisap bahan bakar dari tangki
bahan bakar, memompakan bahan bakar, sampai bahan bakar tersebut diinjeksikan
ke dalam ruang bakar silinder mesin dalam rangfka memperoleh tenaga.
7. Fungsi Sistem Injeksi Bahan Bakar
Berdasarkan
pengertian sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel di atas, maka fungsi
sistem injeksi bahan bakar mesin diesel yaitu:
a)
Menyimpan bahan bakar
b)
Menyaring bahan bakar
c)
Memompa atau menginjeksi bahan bakar
ke dalam ruang bakar silinder mesin
d)
Mengabutkan bahan bakar ke dalam
ruang bakar silinder mesin
e)
Memajukan saat penginjeksian bahan
bakar
f) Mengatur kecepatan mesin sesuai
dengan bebannya melalui pengaturan penyaluran bahan bakar
g)
Mengembalikan kelebihan bahan bakar
ke dalam tangki bahan bakar.
8. Syarat sistem injeksi bahan bakar mesin diesel
Sistem
injeksi bahan bakar mesin diesel harus memenuhi syarat sebagai berikut:
a.
Memberikan sejumlah tertentu bahan
bakar. Sistem injeksi bahan bakar harus setiap saat tertentu memberikan
sejumlah tertentu bahan bakar ke tiap-tiap silinder mesin diesel.
b.
Menepatkan saat penginjeksian bahan
bakar Bahan bakar harus diinjeksikan ke dalam silinder tepat pada saat
kemungkinan mesin diesel mampu menghasilkan tenaga yang maksimum. Bahan bakar
yang diinjeksikan terlalu cepat atau terlalu lambat selama langkah usaha
menyebabkan terjadinya kerugian tenaga.
c.
Mengendalikan kecepatan pengiriman
bahan bakar. Kerja mesin diesel yang halus pada tiap-tiap silinder tergantung
pada lama waktu yang diperlukan untuk menginjeksikan bahan bakar. Kecepatan
mesin yang lebih tinggi harus dicapai dengan pemasukan bahan bakar yang lebih
cepat pula.
d. Mengabutkan bahan bakar. Bahan bakar
harus sepenuhnya tercampur dengan udara untuk pembakaran sempurna. Dalam hal
ini bahan bakar harus dikabutkan menjadi partikel-pertikeal yang halus. Dengan
demikian penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin diesel harus pada
saat yang tepat dan jumlah yang tepat pula sesuai dengan jumlah yang
diperlukan.
9. Komponen-komponen Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel
Sistem
injeksi bahan bakar mesin diesel dapat dibedakan menjadi 2 (dua) cara yaitu:
a.
Sistem injeksi bahan bakar dengan
pompa injeksi sebaris
b.
Sistem injeksi bahan bakar dengan
pompa injeksi distributor
Sistem injeksi bahan bakar dengan
pompa injeksi sebaris (inline fuel injection pump)
Pada
sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris seperti di atas,
terdiri dari empat elemen pompa yang melayani empat buah silinder. Dengan
demikian tiap silinder mesin diesel akan dilayani oleh satu elemen pompa secara
individual.
Sistem injeksi bahan bakar dengan
pompa injeksi distributor
Pada
sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor, pompa injeksinya
hanya memiliki satu buah elemen pompa. Dengan demikian satu elemen pompa akan
melayani empat buah silinder mesin diesel melalui saluran distribusi pada
pompa.
Sebagai
contoh sistem bahan bakar dengan pompa distributor menunjukkan sistem bahan
bakar dengan pompa injeksi distributor tipe DPA adalah dengan
pompa injeksi distributor tipe VE. Pompa injeksi distributor tipe DPA saat ini
sudah jarang digunakan, sedangkan pompa injeksi distributor tipe VE masih banyak
digunakan Pompa injeksi sebaris pada umumnya digunakan untuk mesin diesel
bertenaga besar dengan ruang bakar langsung dan penyemrotan langsung (direct
injection), sedangkan pompa injeksi distributor banyak digunakan untuk mesin
diesel bertenaga menengah dan kecil dengan ruang bakar tambahan.
Berdasarkan
gambar di atas maka secara umum komponen-komponen
injeksi bahan bakar mesin diesel adalah:
a.
Tangki bahan bakar (fuel tank)
b.
Saringan bahan bakar (fuel filter)
c.
Pompa pemindah bahan bakar (fuel
transfer pump)
d.
Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump)
e.
Pipa-pipa injeksi bahan bakar (fuel
injection lines)
f.
Injektor (fuel injector)
g.
Pipa-pipa pengembali bahan bakar
(fuel return lines)
Di
samping komponen-komponen utama di atas, komponen sistem injeksi tambahan yang
lain adalah:
h.
Pengatur kecepatan (governor)
i.
Pengatur untuk memajukan saat injeksi otomatis
(advancer/automatic timer)
Komponen-komponen
tersebut di atas terangkai menjadi satu kesatuan dan saling berhubungan dan
saling membantu dalam rangka penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin
dengan saat yang tepat dengan jumlah yang tepat pula.
a.
Tangki
bahan bakar (fuel tank)
Tangki
bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan bakar. Tangki bahan bakar
dibuat dengan berbagai ukuran dan tiap ukuran serta bentuk tangki tersebut
dirancang untuk maksud persyaratan tertentu.
Kapasitas
tangki tangki harus cukup untuk suatu jarak tempuh tertentu atau cukup untuk
digunakan dalam jangka waktu tertentu. Bentuk dan ukuran tangki tergantung pada
ketersediaan tempat (space) serta kapasitas yang dikehendaki. Misalnya untuk
ruang mesin yang panjang atau pendek, berbentuk bulat atau persegi.
Tangki
bahan bakar harus tertutup untuk mencegah masuknya kotoran, namun demikian
harus mempunyai lubang pernafasan (ventilation) dan untuk lubang pengisian
bahan bakar sebagai pengganti bahan bakar yang telah dipakai. Dengan demikian
paling tidak harus ada tiga buah lubang, yaitu untuk mengisi, mengalirkan
keluar dan lubang untuk mengeringkan (draining). Kadangkala terdapat lubang
untuk saluran kebocoran bahan bakar (fuel overflow/fuel leak-off).
b.
Saringan
bahan bakar (fuel filter)
Penyaringan
bahan bakar mesin diesel sangat penting karena bahan bakar diesel cenderung
tidak bersih baik dari kotoran partikel atau dari air, sedangkan elemen pompa
injeksi dan injector dibuat presisi. Untuk memisahkan air dari bahan bakar
digunakan juga water sedimenter yang bekerja atas sifat gravitasi air sendiri
yang lebih besar daripada bahan bakarnya.
Bila
air sampai masuk ke dalam elemen pompa maka dapat menyebabkan kerusakan pada
elemen pompa karena korosi dan pengabutan menjadi terganggu.
Untuk
mengetahui bahwa air yang berada dalam sedimenter telah banyak maka diketahui
dari sistem lampu peringatan yang sirkit kelistrikannya.
Bila volume air dalam sedimenter telah cukup banyak (200 cc) maka pelampung akan menghubungkan water switch (lead switch) dengan masa. Akibatnya arus listrik akan mengalir dari baterai ke lampu filter terus ke masa, akibantnya lampu filter akan menyala untuk member peringatan kepada pengendara bahwa air yang berada pada sedimenter perlu segera dikeluarkan. Konstruksi sedimenter dan bagian-bagiannya
Pada
sistem injeksi bahan bakar sering dijumpai lebih dari satu penyaringan bahan
bakar, yaitu:
a. Penyaring pada tangki (filter
screen) atau pada pompa pemindah, yang berfungsi Manahan partikel besar,
b. Penyaring primer (primary filter)
berfungsi menyaring partikel-partikel kecil, danc) Penyaring sekunder (secondary
filter) berfungsi menyaring partikel yang lembut.
c.
Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump)
Pompa pemindah bahan bakar ini
berfungsi untuk mengisap bahan bakar dari tangki dan menekan bakar melalui
saringan bahan bakar ke ruang pompa injeksi. Pompa ini dinamakan juga pompa
pemberi (feed pump) atau pompa pencatu bahan bahan bakar (fuel supply pump)
atau priming pump.
Pompa pemindah bahan bakar untuk
sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris
Pompa
pemindah untuk pompa injeksi sebaris adalah model pompa kerja tunggal (sigle
acting) dipasang pada sisi pompa injeksi dan digerakkan oleh poros nok pompa
injeksi. Pompa pemindah ini dilengkapi dengan pompa tangan untuk membuang udara
yang terdapat pada aliran bahan bakar sebelum mesin dihidupkan.
Bahan
bakar di dalam pompa injeksi selamanya harus cukup, untuk itu perlu pengiriman
bahan bakar ke pompa injeksi dengan tekanan tertentu. Bila tekanan rendah di
bawah spesifikasi, elemen pompa tidak mampu memberikan bahan bakar yang cukup
pada kecepatan tinggi. Oleh karena itu, tekanan pengisian harus di atas 1,8–2,2
kg/cm2 (2,56–3,11 psi).
Cara
kerja pompa pemindah pada pompa injeksi sebaris
Pompa
pemindah ini digerakkan oleh poros nok (1) sehingga piston (5) bergerak
bolak-balik untuk mengisap dan menekan bahan bakar bila tekanan masih rendah.
Bahan bakar yang diisap akan ditekan ke dalm pompa injeksi melalui saluran
keluar (8) dan katup tekan (9) membuka sedangkan katup masuk (6) menutup. Bila
poros nok tidak menekan tappet roller(2) maka katup tekan tetutup sedangkan
katup isap terbuka terjadilah pengiapan. Jika tekanan bahan bakar telah
melebihi spesifikasi maka tegangan pegas (7) tidak mampu mendorong piston.
Akibatnya piston tidak bergerak dan pompa pemindah ini tidak bekerja lagi.
Setelah tekanan turun maka pompa pemindah ini akan bekerja lagi.
Pompa
pemindah atau priming pump untuk pompa injeksi distributor
Priming
pump untuk pompa injeksi distributor ini dilengkapi dengan penyaring bahan
bakar dan sedimenter. Cara kerja priming pump ini adalah sebagai berikut:
Tekan
handle pompa diafragma ke bawah dan bahan bakar atau udara dalam ruang pompa
akan akan membuka outlet check valve dan mengalir ke saringan bahan bakar. Pada
saat yang sama inlet check valve akan menutup dan mencegah bahan bakar mengalir
kembali.
Bila
handle poma dibebaskan, tegangan pegas mengembalikan diafragma ke posisi semula
danmenimbulkan vakum di dalam ruang pompa. Hal tersebut menyebabkan inlet valve
terbuka disebabkan adanya kevakuman dan bahann bakar akan mengalir ke dalam
ruang pompa. Pada saat yang sama outlet valve akan menutup mencegah kembalinya
aliran bahan bakar. Bekerjanya turun dan naik dengan berulangulang dan
menyebabkan bahan bakar dikirim ke saringan bahan bakar
d.
Pompa
injeksi bahan bakar (fuel injection pump)
Pompa
injeksi bahan bakar berfungsi untuk menekan bahan bakar dengan tekanan yang
cukup melalui kerja elemen pompa. Seperti telah diuraikan di atas bahwa pompa
injeksi bahan bakar berupa pompa injeksi sebaris (gambar 19) dan pompa injeksi
distributor
1.
Pompa
injeksi sebaris
Pompa
injeksi sebaris banyak digunakan untuk mesin diesel yang bertenaga besar,
karena pompa injeksi ini mempunyai kelebihan bahwa tiap elemen pompa melayani
satu silinder mesin.
Gambar di atas menunjukkan elemen pompa yang terdiri dari plunyer (plunger) dan silinder
(barrel) yang keduanya sangat presisi, sehingga celah antara plunyer dan
silindernya sekitar 1/1000 mm. Ketelitian ini cukup baik untuk menahan tekanan
tinggi saat injeksi, walaupun pada putaran rendah. Sebuah alur diagonal yang
disebut alur pengontrol (control groove), adalah bagian dari plunyer yang
dipotong pada bagian atas. Alur ini berhubungan dengan bagian atas plunyer oleh
sebuah lubang.
Bahan
bakar yang dikirimkan oleh pompa pemindah masuk ke pompa injeksi dengan tekanan
rendah. Plunyer bergerak turun naik dengan putaran poros nok pompa injeksi.
Gerakan bolak-balik ini sesuai dengan cara kerja sebagai berikut :
a. Pada saat plunyer berada pada titik
terbawah, bahan bakar mengalir melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder
ke ruang penyalur (delivery chamber) di atas plunyer.
b. Pada saat poros nok pada pompa
injeksi berputar dan menyentuh tappet roller maka plunyer bergerak ke atas.
Apabila permukaan atas plunyer bertemu dengan bibir atas lubang masuk maka
bahan bakar mulai tertekan dan mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan
tinggi ke injector.
c. Plunyer tetap bergerak ke atas,
tetapi pada saat bibir atas control groove bertemu dengan bibir bawah lubang
masuk, maka penyaluran bahan bakar terhenti.
d. Gerakan pluyer ke atas selanjutnya
menyebabkan bahan bakar yang tertinggal dalam ruang penyaluran masuk melalui
lubang pada permukaan atas plunyer dan mengalir ke lubang masuk menuju ruang
isap, sehingga tidak ada lagi bahan bakar yang disalurkan.
Tinggi pengangkatan nok adalah 8 mm,
sehingga gerakan plunyer naik turun juga sebesar 8 mm. Pada saat plunyer pada
posisi terbawah, plunyer menutup lubang masuk kirakira 1,1 mm dari besar
diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan demikian plunyer baru akan menekan
setelah bergerak ke atas kira-kira 1,9 mm. Langkah ini disebut “prestroke” dan
pengaturannya dapat dilakukan dengan menyetel baut pada tappet roller.
Prestroke ini berkaitan dengan saat injeksi (injection timing) bahan bakar
keluar pompa.
Jumlah
pengiriman bahan bakar dari pompa diatur oleh governor sesuai dengan kebutuhan
mesin. Governor mengatur gerakan control rack yang berkaitan dengan control
pinion yang diikatkan pada control sleeve. Control sleeve ini berputar bebas
terhadap silinder. Bagian bawah plunyer (flens) berkaitan dengan bagian bawah
control sleeve. Jumlah bahan bakar yang dikirim tergantung pada posisi plunyer
dan perubahan besarnya langkah efektif. Langkah efektif adalah
langkah plunyer dimulai dari tertutupnya lubang masuk oleh plunyer sampai
control groove bertemu dengan lubang masuk. Langkah efektif akan berubah sesuai
dengan posisi plunyer dan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan
besarnya langkah efektif.
Penekanan
bahan bakar dari elemen pompa ke injector diatur oleh katup penyalur (delivery
valve). Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain mencegah bahan bakar
dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke plunyer juga berfungsi mengisap
bahan bakar dari ruang injector setelah penyemprotan Dengan demikian katup
penyalur pada pompa injeksi ini menjamin injektor akan menutup dengan cepat
pada saat akhir injeksi, karena untuk mencegah bahan bakar menetes yang dapat
menyebabkan pembakaran awal (pre-ignition) selama siklus pembakaran berikutnya.
a. Pada saat awal penginjeksian, maka
katup penyalur pada posisi terangkat dari dudukan, dengan adanya tekanan bahan
bakar yang dipompa keluar dari pompa plunyer. Hal ini memungkinkan bahan bakar
dengan tekanan dialirkan ke nosel injeksi.
b. Bila tekanan penyaluran menurun dan
pegas katup penyalur menekan katup penyalur ke bawah, maka relief valve akan
menutup hubungan antara ruang penyalur dengan pipa injeksi dan selanjutnya
katup akan masuk ke dalam sampai dudukan bersentuhan dengan body mencegah
menurunnya katup.
2.
Pompa
injeksi distributor (VE)
Pompa
injeksi distributor tipe VE ini dirancang dengan plunyer tunggal untuk mengatur
banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan dengan tepat dan membagi pemberian
bahan bakar ke setiap silinder mesin sesuai dengan urutan penginjeksiannya.
Kelebihan
pompa injeksi distributor tipe VE adalah:
a.
Kompak dan ringan, karena hanya 4,5
kg dan komponenkomponennya sedikit jumlahnya,
b.
Mampu digunakan untuk mesin diesel
putaran tinggi,
c.
Seragam dalam jumlah penginjeksian
bahan bakar,
d.
Mudah dalam menghidupkan mesin,
e.
Putaran idle yang stabil,
f.
Pelumasan dengan bahan bakar
sendiri,
g.
Mudah dalam penyetelan jumlah bahan
bakar yang diinjeksikan,
h.
Dilengkapi dngen solenoid penghenti
bahan bakar,
i.
Alat pengatur saat penginjeksian
yang bekerja secara hidrolik, dan
j.
Konstruksinya dirancang sedemikian
rupa sehingga kalau terjadi mesin berputar balik, pompa tidak akan memberikan
bahan bakar ke silinder.
Pompa
injeksi distributor terdiri dari komponen komponen:
a. Pompa pemberi (feed pump) tipe sudu
rotary yang mengalirkan bahan bakar dari tangki ke dalam rumah pompa injeksi,
b. Katup pengatur tekanan bahan bakar
di dalam feed pump (pressure regulating valve)
c.
Katup pelimpah (overflow) untuk
menyalurkan kelebihan bahan bakar dari pompa ke tangki.
d. Plat nok (cam plate) yang digerakkan
oleh poros pompa (drive shaft) yang menggerakkan plunyer dalam bentuk berputar
dan bolak-balik, karena plunyer bersatu dengan cam plate
e. Governor mekanik (mechanical
governor) yang mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang
bakar
f. Pewaktu otomatis (automatic timer)
yang mengatur saat injeksi (injection timing) yang bekerja menurut tekanan
bahan bakar.
g. Solenoid penutup bahan bakar (fuel
cut-off solenoid) yang digunakan untuk menutup aliran bahan bakar ke dalam
elemen pompa.
h. Katup penyalur (delivery valve)
berfungsi mencegah bahan bakar dari dalam pipa tekanan tinggi masuk ke dalam
ruang elemen pompa dan mengisap sisa bahan bakar dari injector pad akhir
injeksi.
b.
Injektor Bahan bakar (fuel injector)
Injektor bahan bakar kadangkala disebut juga dengan pengabut atau ada yang menyebut dengan nosel (nozzle). Disebut injector karena tugas dari komponen ini adalah menginjeksi, dan disebut pengabut karena bahan
bakar
keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut, sedangkan disebut
nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin mengecil.
Secara garis besar nosel injeksi
dapat diklasifikasikan ke dalam 2 tipe yaitu:
1. tipe lubang (hole type), dan
2. tipe pin (pin type)
Tipe lubang terdapat dalam 2 jenis yaitu:
a. lubang satu (single hole type) dan, dan
b. lubang banyak multiple hole type).
Tipe pin terdapat dalam 2 jenis yaitu:
a. tipe throttle (throttle type), dan
b. tipe pintle (pintle type).
Tipe nosel injeksi sangat menentukan bagi proses
pembakaran
dan bentuk ruang bakar. Tipe lubang banyak pada umumnya
digunakan untuk mesin diesel dengan injeksi langsung (direct injection),
sedangkan tipe pin pada umumnya digunakan untuk mesin diesel
yang mempunyai ruang bakar muka (precombustion chamber)
dan ruang vbakar pusar (swirl chamber).
Kebanyakan nosel injeksi model pin adalah yang berjenis throttle yang pada saat permulaan injeksi jumlah bahan bakar yang ditekan ke dalam ruang bakar muka hanya
sedikit,
tetapi pada akhir injeksi jumlah bahan bakar
semakin banyak.
Kerja nosel injeksi tipe pin Nosel injeksi ditempatkan pada
mesin diesel dengan
pemegang nosel (nozzle holder) yang
dapat menentukan jumlah bahan bakar dan mengatur tekanan
injeksi. Pada gambar 38 ditunjukkan konstruksi nosel injeksi.
Jarum nosel ditahan oleh pena tekanan (pressure pin) dan pegas tekan (pressure spring) yang dapat diatur oleh sekrup penyetel (adjusting screw) sehingga membukanya nosel
injeksi dapat diatur.
Demikian penjelasan tentang mesin diesel yang dapat saya jabarkan, semoga dapat bermanfaat.
1 komentar: