BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam perkembangan teknologi yang terjadi saat ini banyak sekali inovasi baru yang tercipta khususnya di dalam dunia otomotif. Dalam perkembanganya banyak orang yang tidak tau bahkan tidak mengerti bagaimana prinsip dasar kerja dari sebuah. Dalam hal ini adalah pembahasan ditekankan pada perbedaan sistem kerja pada motor diesel dan motor bensin. Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar pada akhir langkah kompresi. Sebelumnya udara yang diisap telah dikompresi dalam ruang bakar sampai tekanan dan temperatur menjadi naik. Naiknya tekanan dan temperatur mengakibatkan bahan bakar menyala dan terbakar sendiri. Untuk memperoleh tekanan kompresi yang tinggi saat putaran mesin rendah, banyaknya udara yang masuk ke dalam silinder harus besar tanpa menggunakan throttle valve untuk membatasi aliran dari udara yang dihisap. Dengan demikian dalam sebuah mesin diesel, output mesinnya dikontrol oleh pengontrol banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan. Berbeda dengan mesin bensin, bagian terpenting saat pemeliharaan pada mesin bensin yaitu perbandingan udara dan bahan bakar dari campuran udara dan bahan bakar, besarnya campuran yang masuk, apakah telah memadai kompresinya, apakah ada atau tidak kemampuan pengapiannya dan juga apakah saat pengapiannya kompresi adalah bagian yang paling tepat. Sementara dalam mesin diesel, penting dalam pemeliharaan.. Penggunaan perbandingan kompresi yang tinggi dan bahan bakar dengan titik bakar (ignition point) yang rendah akan memperbaiki kemampuan terbakarnya bahan bakar. Banyaknya udara yang masuk ke silinder pada mesin diesel memiliki pengaruh besar terhadap terjadinya pembakaran sendiri (self-ignition) yang dapat menentukan output. Dan dari hal tersebut dapat kita ketahui prinsip kerja dan bagaimana sistem tersebut bekerja sehingga tecipta pemahaman yang lebih baik dalam pengetahuan pengertian prinsip kerja yang baik dan benar. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa definisi Mesin Diesel? 2. Apa definisi Mesin Bensin? 3. Bagaimana langkah kerja Mesin Diesel? 4. Bagaiman perbedaan pembentukan campuran antara mesin diesel dan mesin bensin? 5. Seperti apa pebedaan penyalaan mesin diesel dan mesin bensin?

2 6. Apa saja kelebihan dan kekurangan mesin diesel? 7. Apa saja kelebihan dan kekurangan mesin bensin? 1.3 Tujuan 1. Mengetahui definisi mesin diesel 2. Mengetahui definisi mesin bensin 3. Mengetahui langkah kerja mesin diesel 4. Mengetahui perbedaan campuran mesin diesel dan mesin bensin 5. Mengetahui perbedaan penyalaan mesin diesel dan mesin bensin 6. Mengetahui kelebihan dan kekurangan mesin diesel 7. Mengetahui kelebihan dan kekurangan mesin bensin BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Mesin Diesel Mesin diesel merupakan motor pembakaran atau internal combustion engine yang menggunakan tekanan sebagai pemicu ledakan bahan bakar solar. Motor diesel sering disebut juga dengan motor penyalaan kompressi karena ledakan bahan bakar solar dipicu oleh suhu akibat tekanan kompresi udara dalam ruang mesin. 2

3 Motor bakar empat langkah adalah mesin pembakaran dalam, yang dalam satu kali siklus pembakaran akan mengalami empat langkah piston. Sekarang ini, mesin pembakaran dalam pada mobil, sepeda motor, truk, pesawat terbang, kapal, alat berat dan sebagainya, umumnya menggunakan siklus empat langkah. Empat langkah tersebut meliputi langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang. Yang secara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol (crankshaft) per satu siklus pada mesin bensin atau mesin diesel. Berbeda dengan motor bensin, mesin diesel tidak menggunakan busi sebagai pemicu ledakan atau penyalaan bahan bakarnya. Hal inilah yang menjadi perbedaan utama dari sebuah mesin diesel dengan mesin bensin pada umumnya. Pada motor diesel yang diisap oleh torak dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara. Udara tersebut kemudian dikompresi hingga mencapai suhu dan tekanan tertentu. Pada saat bersamaan dengan gerakan torak menuju titik mati atas (TMA), bahan bakar solar diinjeksi ke dalam ruang bakar bertekanan tersebut. Kondisi ini kemudian memicu ledakan partikel solar yang menyala yang menghasilkan tenaga ledakan. Suhu udara dalam ruang bakar harus mencapai suhu yang cukup tinggi berkisar 600ºC agar mampu memicu ledakan. Komponen yang turut membantu terjadinya proses pembakaran dalam ruang bakar antara lain injektor dan pompa injeksi. Proses terjadinya ledakan akibat proses tersebut disebut self ignition. 2.2 Pengertian Mesin Bensin Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis. 2.3 Prinsip kerja motor diesel 3

4 Cara Kerja Mesin Diesel 4 Langkah. Seperti halnya pada motor bensin maka ada motor diesel 4 langkah dan 2 langkah, dalam aplikasinya pada sektor otomotif/kendaraan kebanyakan dipakai motor diesel 4 langkah. Pada mesin diesel 4 langkah, katup masuk dan buang digunakan untuk mengontrol proses pemasukan dan pembuangan gas dengan membuka dan menutup saluran masuk dan buang. Perbedaan nya, jika pada motor bensin, udara dan bahan bakar masuk bersama sama melalui inteke manifold dan katup hisap, sementara di mesin diesel, hanya udara (gas) saja yang masuk ke ruang bakar melalui saluran masuk dan katup hisap. Perbedaan yang kedua, jika pada mesin bensin pembakaran diperoleh dari nyala bunga api pada busi, pada mesin diesel tidak demikian, melainkan dengan panas yang dihasilkan pada saat langkah kompresi udara, kemudian baru injector nozzle menyemprotkan bahan bakar yang sudah diatomisasikan (dikabutkan) sehingga mudah terjadi pembakaran. Lebih jelasnya, perhatikan berikut ini : Mesin Diesel Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan oleh injector nozzle ke dalam silinder yang di dalamnya telah tersedia udara panas yang diakibatkan oleh langkah kompresi. Hal tersebut mengakibatkan bahan bakar terbakar dan terjadilah pembakaran yang menghasilkan langkah usaha. Udara yang masuk ke dalam silinder tidak diatur seperti halnya pada mesin bensin. Masuknya udara 4

5 hanya berdasarkan isapan dari piston. Jadi, pada mesin diesel, out-put mesin diatur atau ditentukan oleh banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan. Untuk menentukan besarnya out-put mesin diesel tergantung dari dua hal, yaitu (1) Besarnya tekanan kompresi dan (2) Jumlah dan saat penginjeksian bahan bakar yang tepat. Perlengkapan sistem bahan bakar diesel Nama Bagian: 1. Tangki bahan bakar 1. Saringan kasa pada pompa pengalir 2. Advans saat penyemprotan 3. Saringan halus 4. Pompa injeksi 5. Governor 6. Nosel - Bahan bakar kotor - Bahan bakar bersih - Bahan bakar bertekanan tinggi - Saluran pengembali 5

6 7. Busi pemanas Injeksi tak langsung (contoh: kamar pusar) Bagian-bagian: 1. Injektor 2. Busi pijar 3. Ruang bakar 4. Saluran penghubung Bentuk ruang bakar: Ruang bakar berada diluar silinder Macam-macamnya: 1. Ruang bakar kamar pusar 2. Ruang bakar kamar muka Cara kerja Udara dikompresikan ke dalam ruang bakar karena saluran penghubung menuju tangensial ke dalam ruang bakar, maka udara menerima pusaran/olekan yang mempermudah pembentukan campuran pada saat bahan bakar disemprotkan Oleh karena itu tekanan injektor bisa lebih rendah dan nosel cukup dengan satu lubang. Penggunaan pada motor-motor kecil 2000cc ke bawah. Keuntungan : 1. Suara lebih halus dari pada injeksi langsung 6

7 2. Perlengkapan injeksi lebih murah karena tekanan penyemprotan lebih Kerugian rendah 1. Pakai busi panas 2. Effisiensi dan dayanya kurang dari pada injeksi langsung 3. Proses kerja a. Motor Diesel 4 tak Kebanyakan motor Diesel adalah motor 4 tak. Motor 2 tak hanya digunakan pada motor besar, misalnya pada kereta api, kapal laut dst. b. Motor Diesel 2 tak Perbedaan dengan motor bensin 2 tak adalah pembilasan memanjangyang memerlukan katup buang, Pengisapan dan pembilasan dijalankan dengan kompresor/turbo yang langsung menekan udara ke dalam silinder. Keuntungan: Daya lebih besarmotor dilengkapi sistem pelumasan tekanan seperti pada motor 4 tak Kerugian: Kompresor mahal, berisik dan sensitif terhadap udara yang kotor Sistem pengisian/pengisapan Isapan biasa 7

8 Udara masuk lewat saringan masuk ke silinder di kompresikan pada saat kompresi solar disemprotkan oleh nosel sehingga terjadi pembakaran. Untuk pengisapan menggunakan turbocarjer Prinsipnya memasukkan udara yang bertekanan efisiensi naik, tekanan naik. Mesin Bensin Out put mesin bensin dikontrol oleh katup throtle pada karburator dengan cara mengatur banyaknya campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder. Untuk menentukan besarnya out-put mesin bensin tergantung dari tiga hal, sebagai berikut; a. Perbandingan udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder. b. Besarnya pengapian dan ketepatan waktu pengapian. c. Besarnya kompresi. Berikut ini prinsip kerja dari mesin diesel 4 langkah. Yang perlu diperhatikan adalah, ada beberapa macam ruang bakar yang ada pada motor diesel, diantaranya ada mesin diesel yang menggunakan ruang bakar utama ditambah ruang bakar tambahan, tetapi ada juga mesin diesel yang mengguanak ruang bakar utama saja atau disebut ruang bakar langsung (direct injection). Nah, dibawah ini merupakan cara kerja mesin diesel yang menggunakan ruang bakar langsung (direct injection). Berikut ini cara kerja mesin diesel 4 langkah dan mesin bensin 4 langkah: 1. Langkah Hisap Selama langkah pertama, yakni langkah hisap, piston bergerak ke bawah (dari TMA ke TMB) sihingga membuat kevakuman di dalam silinder, kevakuman 8

9 ini membuat udara terhisap dan masuk ke dalam silinder. Pada saat ini katup hisap membuka dan katup buang menutup. Motor Diesel Yang diisap hanya udara, silinder terisi penuh Motor Otto Yang diisap adalah campuran bahan bakar dan udara, silinder akan diisi sesuai dengan posisi katup gas 9

10 2. Langkah Kompresi Pada langkah kedua disebut juga dengan langkah kompresi, udara yang sudah masuk ke dalam silinder akan ditekan oleh piston yang bergerak ke atas (TMA). Perbandingan kompresi pada motor diesel berkisar diantara 15 : 1 sampai 23 : 1. Akibat proses kompresi ini udara menjadi panas dan temperaturnya bisa mencapai sekitar 900 C. Pada lankah ini kedua katup dalam posisi menutup semua. Motor Diesel Motor Otto -perbandingan kompresi ()-Perbandingan = 15 kompresi () = Campuran udara dan bahan bakar -Udara dikompresi sampai dikompresi 1,5 sampai 0,8 1,5 Mpa 4 Mpa (15 40bar) (8 15 bar) -Temperatur menjadi 700 -Temperatur menjadi C 900C -Saat pengapian C 30 5 sebelum -Penyemprotan bahan bakar TMA dimulai sebelum TMA 3. Langkah Pembakaran Pada akhir langkah kompresi, injector nozzle menyemprotkan bahan bakar dengan tekanan tinggi dalam bentuk kabut ke dalam ruang bakar dan selanjutnya bersama sama dengan udara terbakar oleh panas yang dihasilkan pada langkah kompresi tadi. Diikuti oleh pembakaran tertunda, pada awal langkah usaha akhirnya pembentukan atom bahan bakar akan terbakar sebagai hasil pembakaran langsung dan membakar hampir seluruh bahan bakar. Mengakibatkan panas 10

11 silinder meningkat dan tekanan silinder yang bertambah besar. Tenaga yang dihasilkan oleh pembakaran diteruskan ke piston. Piston terdorong ke bawah (TMA) dan tenaga pembakaran dirubah menjadi tenaga mekanik. Pada saat ini kedua katu juga dalam posisi tertutup. Motor Diesel -Bahan bakar terbakar dengan sendirinya akibat temperatur udara yang panas -Tekanan pembakaran 4 12 Mpa ( bar) Motor Otto -Bahan bakar terbakar akibat loncatan bunga api pada busi -Tekanan pembakaran 3 6 MPa (30 60 bar) 4. Langkah Buang Dalam langkah ini piston akan bergerak naik ke TMA dan mendorong sisa gas buang keluar melalui katup buang yang sudah terbuka, pada akhir langkah buang udara segar masuk dan ikut mendorong sisa gas bekas keluar dan proses kerja selanjutnya akan mulai. Pada langkah ini katup buang terbuka dan katup masuk tertutup. Motor Diesel Temperatur gas buang C Motor Otto Temperatur gas buang C 11

12 2.4 Perbedaan Pembentukan Campuran Motor Diesel Pembentukan campuran bahan bakar dan udara berada di dalam ruang bakar Motor Otto Pembentukan campuran bahan bakar dan udara berada di luar silinder (karburator, manifold isap) 2.5 Perbedaan Pada Sistem Penyalaan Motor Diesel Terjadi dengan sendirinya akibat temperatur akhir kompresi yang tinggi dan titik penyalaan bahan bakar yang relatif rendah Motor Otto Terjadi akibat dari loncatan bunga api pada busi 2.6 Kelebihan Dan Kekurangan Mesin Diesel 12

13 Adapun kelebihan dan kekurangan mesin diesel dibandingkan dengan mesin bensin adalah sebagai berikut. 1. Kelebihan mesin diesel: Mesin diesel umumnya memberikan 25 hingga 30 persen jarak tempuh bahan bakar lebih baik dibandingkan mesin bensin Mesin diesel juga dapat memberikan penghematan bahan bakar Bahan bakar diesel adalah salah satu bahan bakar paling efisien saat ini Mesin diesel tidak memerlukan busi Mesin diesel umumnya dibangun lebih kuat untuk menahan kompresi yang lebih tinggi dan memiliki torsi lebih besar dibandingkan mesin bensin 2. Kekurangan mesin diesel: dalam hal akselerasi, mesin diesel kalah dibandingkan mesin bensin Mesin diesel masih perlu perawatan rutin untuk menjaga kondisinya tetap baik Getaran mesinlebih besar sebab tekanan pembakaran maksimum dua kali lebih besar dari motor bensin Sistem pengabut memerlukan pemeliharaan yang teratur Biaya pemeliharaan lebih mahal dibanding motor bensin 2.7 Kelebihan Dan Kekurangan Mesin Bensin Adapun kelebihan dan kekuranan mesin bensin dibandingkan dengan mesin diesel adalah sebagai berikut. 1. Kelebihan mesin bensin: Dalam akselerasi mesin jauh lebih responsif, jadi dalam mendahului kendaraan lain tentunya mudah dicapai. Suara yang dihasilkan ketika mesin mulai dinyalakan hingga berakselerasi terdengar lebih halus Tingkat polusi alias pencemaran udara relatif rendah Spesifikasi teknis mesin yang mudah dipahami pada sisi perawatan berkala jauh lebih mudah serta murah 2. kekurangan mesin bensin Mesin bensin lebih rentan pada air maupun banjir hal ini disebabkan banyaknya komponen kelistrikan seperti platina, distributor, busi maupun pada kendaran tipe Engine Control Unit (ECU) pun rentan terhadap siraman air. Sifat bahan bakar bensin lebih mudah terbakar torsi maksimal dapat diperoleh di tingkat putaran mesin tinggi 13

14 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Mesin diesel merupakan motor pembakaran dalam atau internal combustion engine; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi). Pada prinsipnya kerja mesin diesel empat langkah piston (4-stroke atau di pasaran dikenal dengan 4-tak) sepeti halnya mesin bensin. Yaitu udara 14

15 murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake manifold) lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya naik. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar mesin diesel di-injeksikan ke dalam silinder melalui nozzle dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya penyalaan dalam ruang bakar dan menghasilkan ledakan yang akan mendorong piston. DAFTAR PUSTAKA Hidayat, rahmad prinsip cara kerja mesin diesel 4 langkah, (online), ( langkah.html). diakses pada 19 februari 2016 Hidayat, R Proses Pembakaran Mesin Diesel. (Online), ( diakses 20 februari

16 Isuzu Buku Pedoman Perbaikan Seri TBR Mesin Isuzu, Isuzu Motor Limited, Japan. kalvin sistem cara kerja mobil solar atau mesin diesel, (online), ( ). diakses pada 19 Februari 2016 Toyota Toyota Diesel Engine, Service Training Information. Toyota Motor Sales CO. LTD, Japan. Tsuda, K & Arismunandar, W Motor Diesel Putaran Tinggi. Jakarta Pradnya. VEDC Servis Mobil. VEDC Malang Bagian Automotif, Vocational Education Development Center Malang, Indonesia 16