Mesin Diesel. Mesin Diesel

Transkripsi

1 Mesin Diesel Mesin Diesel Mesin diesel menggunakan bahan bakar diesel. Ia membangkitkan tenaga yang tinggi pada kecepatan rendah dan memiliki konstruksi yang solid. Efisiensi bahan bakarnya lebih baik daripada mesin bensin. (1/2) Perbedaan antara mesin diesel dan mesin bensin Selain perbedaan pada tipe bahan bakar yang digunakan, mesin bensin dan mesin diesel menggunakan mekanisme yang berbeda. Ruang pembakaran Mesin diesel tidak dilengkapi dengan sistem pengapian yang mengandung busi. Akan tetapi, panas yang dibangkitkan selama kompresi menyebabkan bahan bakar terbakar dengan sendirinya. Oleh karena itu, rasio kompresi sangat teratur. Sistem pemanasan awal (preheating) Untuk memudahkan start mesin, mesin diesel memiliki sistem pemanasan awal yang menggunakan glow plug, dll. untuk memanaskan udara hisap. Sistem bahan bakar Mesin diesel memiliki pompa injeksi dan nozzle-nozzle injeksi untuk menginjeksikan bahan bakar ke dalam ruang pembakaran pada tekanan tinggi. (2/2) Kerja Mesin Pengoperasian Untuk membangkitkan tenaga penggerak untuk kendaraan, mesin 4-langkah biasa mengulang ke empat langkah seperti yang terlihat pada diagram. Tidak seperti mesin bensin, mesin diesel tidak memiliki sistem pengapian. Namun demikian, bahan bakar bertekanan tinggi diinjeksikan ke dalam udara bertemperatur dan bertekanan tinggi agar bahan bakar dapat terbakar dengan sendirinya. Katup hisap Katup buang Ruang pembakaran Piston Connecting rod Poros engkol (Crankshaft) Diagram menunjukkan mesin tipe swirl chamber. (1/5) -1-

2 Langkah hisap Katup buang menutup dan katup hisap membuka. Langkah ke bawah piston hanya menghisap udara ke dalam silinder melalui katup hisap yang membuka. (2/5) Langkah kompresi Saat piston menyelesaikan langkah ke bawahnya, katup hisap menutup. Dengan langkah ke atas piston, udara yang terhisap ke dalam silinder menjadi sangat mampat dan mencapai temperatur tinggi. Nilai kompresi mesin diesel = 15 ~ 23 (sekitar 2 ~ 3 kali nilai kompresi mesin bensin) Temperatur ruang pembakaran = 500 ~ 800oC (900 ~ 1,500oF) (3/5) Langkah pembakaran Saat piston hampir menyelesaikan langkah ke atasnya, nozzle injeksi menginjeksikan bahan bakar bertekanan tinggi ke udara yang telah mencapai tekanan dan temperatur tinggi. Temperatur tinggi udara menyebabkan bahan bakar terbakar dengan sendirinya, sehingga menimbulkan pembakaran dan ledakan. Daya pembakaran ini mendorong piston ke bawah, menyebabkan poros engkol berputar. (4/5) -2-

3 Langkah buang Katup buang membuka saat piston menyelesaikan langkah ke bawahnya. Kemudian, langkah ke atas piston selanjutnya menyebabkan gas-gas buang hasil pembakaran dibuang ke luar dari silinder. Ruang Pembakaran (5/5) Ruang pembakaran terdiri dari sebuah ruang yang tercipta diantara piston, blok silinder, dan kepala silinder. Tipe Swirl Chamber: Pada umumnya memiliki ruang spherical swirl di bagian atas ruang pembakaran utama. Swirl chamber terhubung ke ruang pembakaran utama dengan transfer passage. Selama kompresi, udara mengalir ke dalam swirl chamber guna menciptakan swirl yang kuat. menginjeksikan bahan bakar ke dalam swirl chamber. Tipe Injeksi Langsung: Memiliki sebuah ruang pembakaran utama yang terbentuk diantara kepala silinder dan piston, dan bahan bakar diinjeksikan langsung dari nozzle injeksi ke dalam ruang pembakaran. Ruang pembakaran (Utama) Glow plug Swirl chamber Transfer passage Mesin bensin (memiliki throttle valve) Mesin diesel (tidak memiliki throttle valve) Volume injeksi bahan bakar kecil Volume injeksi bahan bakar besar -3- Kontrol Output Diesel Mesin diesel bergantung pada pengapian sendiri panas udara hisap yang dimampatkan guna menghasilkan pembakaran, yang memerlukan udara dalam jumlah besar. Oleh karena itu, ia tidak memiliki throttle valve. Mesin bensin mengontrol output tenaganya dengan menggunakan throttle valve yang mengatur volume percampuran udara-bahan bakar yang dihisap ke dalam mesin. Sebaliknya, mesin diesel mengontrol output tenaganya dengan cara mengatur volume injeksi bahan bakar. Hal ini dikarenakan ia tidak memiliki throttle valve dan volume udara hisapnya konstan. Sebagai contoh, intensitas api berubah saat seseorang menggerakkan knob pengatur kompor gas. Hal ini dikarenakan volume gas berubah. Hal serupa terjadi saat pengemudi menginjak pedal akselerator kendaraan bermesin diesel, volume bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder naik, yang meningkatkan output tenaga mesin.

4 Sistem Bahan Bakar Uraian Sistem bahan bakar mesin diesel menginjeksikan bahan bakar bertekanan tinggi ke dalam ruang pembakaran dimana udara telah dimampatkan ke tekanan tinggi. Hal ini membutuhkan perlengkapan khusus yang tidak digunakan pada mesin bensin. Tangki bahan bakar Menyimpan bahan bakar. Saringan bahan bakar dengan sedimenter Menyaring debu dan air dari bahan bakar. Pompa injeksi Memberikan tekanan dan memompa bahan bakar. Menginjeksikan bahan bakar. REFERENSI : Aliran bahan bakar Saringan Bahan Bakar Alat ini menyaring debu dan air dari bahan bakar untuk melindungi pompa injeksi dan nozzle injeksi yang mengandung part-part presisi. Debu dan air harus dibuang dari bahan bakar untuk mencegah agar pompa injeksi tidak tersita atau berkarat karena pompa injeksi dilumasi dengan bahan bakar diesel. Priming pump Ini adalah pompa manual yang digunakan untuk menguras udara dari persambungan bahan bakar setelah kendaraan kehabisan bahan bahar, atau membuang air yang telah terkumpul di dalam sedimenter. Saringan Bagian ini menyaring kontaminasi dari bahan bakar. Sedimenter Bagian ini memisahkan air dari bahan bakar. -4-

5 Pompa Injeksi Terdapat dua tipe pompa injeksi yang digunakan pada mesin diesel: Pompa injeksi mekanikal mengontrol volume dan waktu injeksi bahan bakar secara mekanik. Pompa injeksi elektronik menggunakan ECU (Electronic Control Unit) pada sistem EFI-D (Electronic Fuel Injection Diesel). Pompa injeksi mekanikal Pompa injeksi elektronik Pompa injeksi Timing belt ECU Sensor-sensor (1/4) Pompa injeksi memberikan tekanan pada bahan bakar dan memompanya ke nozzle-nozzle injeksi. Volume injeksi bahan bakar dan waktu injeksi bahan bakar dikontrol secara mekanis sesuai dengan jumlah usaha yang diberikan pada pedal akselerator dan putaran mesin. (2/4) REFERENSI : Tipe-tipe pompa injeksi Terdapat dua tipe pompa injeksi: pompa injeksi tipe distributor yang memiliki pump plunger tunggal, dengan bahan bakar bertekanan tinggi, dan pompa injeksi tipe segaris yang memiliki banyak pump plunger sama seperti silinder-silinder pada mesin. Pompa injeksi tipe distribution Juga dikenal sebagai "VE* pump", pompa yang kecil dan ringan ini digunakan pada mesin-mesin kendaraan penumpang dan truk kecil. *VE: Singkatan berbahasa Jerman "Verteiler Einspritz". Pompa injeksi tipe segaris Pompa injeksi tipe segaris memiliki konstruksi yang rumit dikarenakan memiliki pump plunger yang banyak. Terutama digunakan pada mesin-mesin truk. Bahan bakar Tekanan rendah Pump plunger Tekanan tinggi Nozzle -5-

6 Diesel EFI Terdapat dua tipe sistem diesel EFI: Diesel EFI tipe konvensional Diesel EFI tipe common-rail 1. Diesel EFI tipe konvensional Sistem ini menggunakan sensor-sensor untuk mendeteksi pembukaan akselerator dan putaran mesin, dan ECU untuk menentukan volume dan waktu injeksi bahan bakar. Mekanisme pengaturan yang digunakan untuk memompa, distribusi, dan proses injeksi didasarkan pada sistem diesel tipe mekanikal. ECU (Electronic Control Unit) Sensor-sensor Tangki bahan bakar Saringan bahan bakar Pompa injeksi (3/4) Diesel EFI 2. Diesel EFI tipe common-rail Bahan bakar yang telah di beri tekanan oleh supply pump disimpan di dalam common- rail sebelum didistribusikan ke injektor-injektor. ECU (Electronic Control Unit) dan EDU (Electronic Driving Unit) mengontrol volume dan waktu injeksi bahan bakar ke tingkat yang optimal dengan cara mengoperasikan dan menutup injektor-injektor sesuai dengan sinyal-sinyal dari sensor-sensor. Proses ini serupa seperti pada sistem EFI yang digunakan pada mesin bensin. Supply pump Common-rail Sensor tekanan bahan bakar Pressure limiter Injector Sensor-sensor ECU EDU Tangki bahan bakar Saringan bahan bakar Check valve (4/4) Injection Nozzle Part ini menerima bahan bakar bertekanan tinggi dari pompa injeksi dan menginjeksikan ke dalam ruang pembakaran. Saat tekanan bahan bakar dipompakan oleh pompa injeksi menjadi lebih besar daripada beban tertentu pressure spring, gayanya mendorong jarum nozzle ke atas. Hal ini menyebabkan pressure spring menjadi mampat dan menyebabkan bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang pembakaran. Tekanan injeksi dapat disetel dengan cara membedakan ketebalan adjusting shim, yang secara efektif mengubah beban tertentu pegas. Pressure spring Jarum nozzle Bodi nozzle Adjusting shim -6-

7 Sistem pemanasan awal (Preheating System) Sistem pemanasan awal (Preheating System) Panas yang dimampatkan yang cukup tidak dicapai selama start dingin atau pengoperasian temperatur rendah. Sistem pemanasan awal memanaskan udara hisap untuk meningkatkan kemampuan pengapian bahan bakar. Sistem ini menggunakan arus baterai untuk memanaskan udara hisap. Terdapat dua tipe sistem pemanasan awal: Tipe glow plug: Panaskan ruang pembakaran Tipe pemanas hisap: Panaskan udara hisap. Glow plug Heat coil -7-

8 Latihan Pertanyaan-1 Tandai pernyataan berikut Benar atau : No. Pertanyaan Benar atau Rasio kompresi mesin diesel yang digunakan pada kendaraan berada diantara rentang 9 ~ 12. Pada mesin diesel, bahan bakar yang diberi tekanan tinggi diinjeksikan ke udara bertekanan dan bertemperatur tinggi yang telah dimampatkan oleh piston. Panas udara bertemperatur tinggi menyebabkan bahan mlkj bakar untuk terbakar dengan sendirinya. Mesin diesel tipe swirl-chamber mengandung sistem pemanasan awal karena tidak mungkin untuk mendapatkan panas mampat yang tepat selama start dingin atau pengoperasian temperatur dingin. Saringan bahan bakar mesin diesel memiliki fungsi untuk membakar udara yang terkandung di dalam bahan bakar. Ke empat langkah mesin diesel 4-langkah adalah sama dengan ke empat langkah mesin bensin. Benar Benar mlkj Benar Benar Benar Jawaban Yang Benar Pertanyaan-2 Pernyataan manakah yang benar mengenai sistem injeksi bahan bakar tipe common-rail? 1. Sistem ini secara mekanik mengontrol waktu injeksi bahan bakar sesuai dengan sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin. 2. Common-rail menyimpan bahan bakar yang telah dihangatkan oleh supply pump. Saat bahan bakar mencapai nilai temperatur yang telah ditentukan, injektor membuka untuk menginjeksikan bahan bakar. 3. Common-rail menyimpan bahan bakar yang telah diberi tekanan oleh supply pump. ECU (Electronic Control Unit) menentukan volume dan waktu injeksi dengan cara mengontrol waktu pembukaan dan penutupan injektor-injektor. 4. Common-rail mencampur bahan bakar dengan udara dan ECU mengontrol volume injeksi bahan bakar sesuai dengan sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin. Pertanyaan-3 Pernyataan manakah yang benar mengenai Diesel EFI konvensional? 1. Sistem ini menggunakan sensor-sensor untuk mendeteksi sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin, dan secara mekanik menentukan volume dan waktu injeksi bahan bakar. 2. Sistem ini menggunakan sensor-sensor untuk mendeteksi sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin, dan sebuah komputer untuk menentukan volume dan waktu injeksi bahan bakar. 3. Sistem ini secara mekanik mendeteksi sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin, dan menggunakan sebuah komputer untuk menentukan volume dan waktu injeksi bahan bakar. 4. Sistem ini menggunakan sensor-sensor untuk mendeteksi sudut pembukaan akselerator dan putaran mesin, dan menggunakan sebuah komputer untuk mengontrol temperatur udara hisap. 8

9 Pertanyaan-4 Gambar berikut menunjukkan mesin diesel tipe swirl-chamber. Pilih kata-kata yang sesuai dengan nomor-nomor dari kelompok kata. a) Glow plug b) Ruang pembakaran c) Swirl chamber d) Injection nozzle e) Injektor start dingin 9