Jenis Jenis Mesin Diesel Berdasarkan Jumlah Langkahnya
Mesin diesel adalah motor bakar pembakaran dalam yang menggunakan panas kompresi untuk menciptakan penyalaan dan membakar bahan bakar (solar) yang telah diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Mesin diesel ini tidak menggunakan busi seperti pada mesin bensin atau mesin gas. Mesin ini ditemukan oleh Rudolf Diesel pada tahun 1892 , yang menerima paten pada 23 Februari 1893.
Cara Kerja Mesin Diesel
Dalam proses operasinya, mesin diesel menggunakan prinsip kerja hukum Charles. Ketika udara dikompresi maka suhunya akan meningkat. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat dengan rasio kompresi antara 15:1 dan 22:1 sehingga menghasilkan tekanan 40-bar (4,0 MPa; 580 psi).
Tekanan tinggi ini akan menaikkan suhu udara sampai 550 °C (1022 °F). Beberapa saat sebelum piston memasuki proses kompresi, bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar langsung dalam tekanan tinggi melalui nozzle dan injektor supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi.
Injektor memastikan bahwa bahan bakar terpecah menjadi butiran-butiran kecil dan tersebar merata. Uap bahan bakar kemudian menyala akibat udara yang terkompresi tinggi di dalam ruang bakar. Awal penguapan bahan bakar ini menyebabkan sebuah waktu tunggu selagi penyalaan, suara detonasi yang muncul pada mesin diesel adalah ketika uap mencapai suhu nyala dan menyebabkan naiknya tekanan diatas piston secara mendadak. Oleh karena itu, 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 di mana 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.
Tingginya kompresi menyebabkan pembakaran dapat terjadi tanpa dibutuhkan sistem penyala terpisah (pada mesin bensin digunakan busi), sehingga rasio kompresi yang tinggi meningkatkan efisiensi mesin. Meninggikan rasio kompresi pada mesin bensin hanya terbatas untuk mencegah kerusakan pra-penyalaan.
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.
Jenis Jenis Mesin Diesel
Jenis jenis mesin diesel berdasarkan jumlah langkah per siklusnya dibagi 2 tipe, yaitu : motor diesel 4-Tak / 4-Langkah / 4-Stroke dan motor diesel 2-Tak / 2-Langkah / 2-Stroke.
Motor Diesel 4-Tak
Motor diesel 4-tak melakukan 4 kali langkah torak atau 2 kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan 1 siklus. 1 langkah torak adalah menggerakkan torak dari titik mati atas sampai titik mati bawah atau sebaliknya dalam satu siklus terjadi suatu proses isap, kompresi, kerja dan buang. Disebut 4 langkah karena untuk menghasilkan satu kali daya dalam satu kali pembakaran, membutuhkan 4 langkah / proses dari mesin diesel tersebut (piston bergerak turun 2 kali dan naik 2 kali).Siklusnya adalah :
1. Langkah Hisap
Torak bergerak dari TMA ke TMB (piston bergerak kebawah) pada saat klep masuk sudah dibuka hingga udara murni terhisap masuk kedalam silinder.
2. Langkah Kompresi .
Torak bergerak dari TMB ke TMA (piston bergerak keatas) pada saat ini, baik klep masuk maupun klep klep buang ditutup. Maka terjadi penekanan udara yang sudah dimasukkan ke dalam ruang silinder. Tekanan kompresi pada motor diesel dibuat lebih besar daripada motor bensin sebab panas udara yang kompresi harus cukup untuk membakar bahan bakar sisa.
3. Langkah Kerja .
Bahan bakar diinjeksikan dari nozel dengan tekanan tinggi pada saat sekitar akhir kompresi. Bahan bakar yang diinjeksikan dibakar oleh panas kompresi sehingga terjadi pembakaran yang menaikkan temperature (menghasilkan panas) dan tekanan secara mendadak dan mendorong torak turun kebawah dari TMA ke TMB. Piston bergerak kebawah dengan cepat karena pemuaian gas didalam silinder. Sehingga pada langkah ini akan menghasilkan tenaga (power).
4. Langkah Buang .
Torak bergerak dari TMB ke TMA (piston naik lagi), pada saat ini klep buang (exhaust) sudah dibuka sehingga gas pembakaran dibuang ke udara oleh dorongan torak. Agar pembuangan gas pembakaran terlaksana sempurna, klep buang dibuka sebelum TMA dan ditutup sesudah TMA.
Motor Diesel 2-Tak
Motor diesel 2-tak bekerja dua kali langkah torak untuk menghasilkan satu siklus. Disebut 2 langkah karena untuk menghasilkan satu kali daya dalam satu kali pembakaran, membutuhkan 2 langkah / proses dari mesin diesel tersebut (turun 1 kali dan naik 1 kali).
Siklusnya adalah :
1. Proses Pembilasan
Pada waktu lubang bilas dibuka oleh turunnya torak, udara yang ditekankan oleh pembilas masuk kedalam silinder, sehingga gas pembakaran didorong keluar melalui klep dan udara baru memenuhi silinder.
2. Langkah Kompresi (compression stroke).
Torak naik dari BDC (Bottom Dead Centre) ke TDC (Top Dead Centre) dan lubang bilas serta klep buang tertutup, sehingga udara ditekan oleh torak.
3. Langkah Kerja .
Setelah torak sampai pada TDC pada langkah kompresi bahan bakar diinjeksikan melalui nozel dengan tekanan tinggi. Bahan bakar dibakar oleh panas kompresi sehingga tekanan dan temperature naik secara mendadak dan mendorong torak turun ke bawah.
4. Langkah Buang (exhaust stroke).
Klep buang dibuka pada waktu torak turun, maka gas pembakaran keluar dari silinder dengan tekanan sendiri, selanjutnya pada pergerakan torak turun lubang bilas dibuka dan udara masuk ditekan oleh pembilas. Pada saat pembilasan klep buang dan lubang bilas sama-sama dibuka.
Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan masing – masing mesin :
Kelebihan mesin diesel 4-tak :
Kekurangan mesin diesel 4-tak:
Siklusnya adalah :
1. Proses Pembilasan
Pada waktu lubang bilas dibuka oleh turunnya torak, udara yang ditekankan oleh pembilas masuk kedalam silinder, sehingga gas pembakaran didorong keluar melalui klep dan udara baru memenuhi silinder.
2. Langkah Kompresi (compression stroke).
Torak naik dari BDC (Bottom Dead Centre) ke TDC (Top Dead Centre) dan lubang bilas serta klep buang tertutup, sehingga udara ditekan oleh torak.
3. Langkah Kerja .
Setelah torak sampai pada TDC pada langkah kompresi bahan bakar diinjeksikan melalui nozel dengan tekanan tinggi. Bahan bakar dibakar oleh panas kompresi sehingga tekanan dan temperature naik secara mendadak dan mendorong torak turun ke bawah.
4. Langkah Buang (exhaust stroke).
Klep buang dibuka pada waktu torak turun, maka gas pembakaran keluar dari silinder dengan tekanan sendiri, selanjutnya pada pergerakan torak turun lubang bilas dibuka dan udara masuk ditekan oleh pembilas. Pada saat pembilasan klep buang dan lubang bilas sama-sama dibuka.
Kelebihan dan Kekurangan Mesin Diesel 4-Tak dan Mesin Diesel 2-Tak
Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan masing – masing mesin :
Mesin Diesel 4-Tak
Kelebihan mesin diesel 4-tak :
- Efisiensinya lebih tinggi dari pada motor diesel 2-tak. Karena pada saat pembakaran, gas buang dapat terbuang dengan sempurna.
- Konsumsi bahan bakar hemat.
- Sistem pelumasannya tidak rumit .
Kekurangan mesin diesel 4-tak:
- Putaran mesinnya besar.
- Konstruksi mesin lebih kompleks.
Mesin Diesel 2-Tak
Kelebihan mesin diesel 2-tak:
- Putaran mesinnya kecil.
- Konstruksi mesin lebih sederhana.
- Daya yang dihasilkan lebih besar bila dibandingkan dengan engine 4 – tak.
- Berat engine lebih ringan untuk daya yang sama dengan engine 4 –tak karena ukurannya lebih kecil.
Kekurangan mesin diesel 2-tak:
- Efisiensinya lebih rendah dari pada motor diesel 4-tak. Karena pada saat pembakaran, gas buang tidak dapat terbuang dengan sempurna.
- Lebih boros bahan bakar bila dibandingkan mesin 4 - tak .
- Sistem pelumasannya rumit .
