MOTOR DIESEL

Motor diesel ditemukan pada akhir abad 19 oleh seorang yang bernama Rudolf Christian Karl Diesel (1858 – 1913) atau yang sering hanya dipanggi dengan Rudolf Diesel. Untuk menghormati dan mengenangnya maka mesin hasil temuannya diberi nama Motor Diesel.

Motor atau mesin diesel adalah salah satu motor pembakaran dalam (internal combustion engine) selain motor bensin dan turbin gas. Motor pembakaran dalam yaitu motor yang proses kerjanya dilakukan di dalam mesin, contohnya motor bensin, motor diesel, turbin gas.

Prinsip kerja motor diesel berbeda dengan prinsip kerja motor bensin. Motor diesel disebut juga motor penyalaan kompresi, hal ini karena penyalaan bahan bakarnya (solar) menggunakan suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Berbeda dengan mesin bensin yang pembakarannya dilakukan menggunakan percikan bunga api dari busi.

Berdasarkan efisiensinya secara keseluruhan, motor diesel merupakan motor pembakaran dalam yang paling efisien dan bertenaga besar. Untuk mesin diesel putaran rendah saja dapat dicapai efisiensi mencapai 50 % atau bahkan

lebih.

Mesin diesel menggunakan bahan bakar yang memerlukan perhatian khusus, karena ia harus dapat terbakar dengan sendirinya ketika diinjeksikan ke dalam udara yang bertekanan/ bersuhu tinggi. Semakin rendah titik nyalanya akan semakin meningkat kinerja pembakarannya.

Skema dari motor diesel dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 3.1, Motor Diesel

Prinsip yang harus diingat pada motor diesel, yaitu bahwa pada mesin atau motor diesel hanya udara saja yang dihisap ke dalam ruang bakar. Sedangkan pada mesin atau motor bensin yang dihisap ke dalam ruang bakar adalah bahan bakar atau bensin (yang sebelumnya telah dicampur dengan udara di karburator/injektor). Jadi pada mesin diesel hanya udara saja yang dihisap masuk ke ruang bakar lalu udara murni tersebut dikompresikan hingga mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Selanjutnya beberapa derajat sebelum piston sampai pada titik mati atas (TMA), bahan bakar solar disemprotkan atau diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Karena suhu dan tekanan udara di dalam ruang bakar cukup tinggi maka partikel-partikel bahan bakar solar tadi akan terbakar dengan sendirinya sehingga terjadilah proses pembakaran. Rasio kompresi yang diperlukan untuk dapat membakar bahan bakar solar dengan sendirinya adalah sebesar 15 - 22 sedangkan suhu udara kompresinya kira-kira 5000 C sampai 7000C. Pada mesin diesel memang tidak diperlukan sistem pengapian seperti pada motor bensin, namun diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi dan pengabut dan juga ada yang menggunakan busi pijar (alat bantu pemanas) serta alat bantu lain. Seperti halnya pada motor bensin, motor diesel juga ada motor siesel 4 tak maupun 2 tak .

a. Motor Diesel 4 Tak

Motor diesel 4 tak berarti untuk menghasilkan satu kali kerja memerlukan 4 langkah piston (torak) atau 2 putaran poros engkol. Untuk menjelaskan lebih detail tentang prinsip kerja atau cara kerja motor diesel 4 tak perhatikan Gambar 3.2 berikut ini:

Gambar 3.2. Cara Kerja Motor Diesel 4 Tak

Dari gambar 3.2 ditunjukkan bahwa proses kerja motor diesel 4 tak terdiri atas 4 langkah secara berututan, yaitu: Langkah Pengisian (Intake), Langkah Kompresi (compression), Langkah Usaha (power), dan Langkah Buang (exhaust), yang masing-masing dapat dijelaskan sebagai berikut:

1) Langkah Pengisian

Dua belas derajat engkol (d.e.) sebelum piston mencapai TMA, katup masuk terbuka dan katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA menuju TMB, sehingga di dalam silinder terjadi pembesaran volume dan pengecilan tekanan yang menyebabkan udara murni masuk ke dalam silinder (udara murni ini masuk setelah melalui saringan udara), pengisian berakhir sampai piston mencapai TMB.

2) Langkah Kompresi

Katup masuk dan katup buang tertutup, piston bergerak dari TMB menuju TMA, menyebabkan udara di dalam silinder volumenya mengecil dan tekanannya naik (30 — 35 kg/cm2). Begitu juga temperatur udara di dalam silinder tersebut, saat akhir kompresi, mencapai (500 — 1000)°C. Temperatur ini mampu membakar bahan bakar meskipun tanpa api.

3) Langkah Kerja

Katup masuk dan katup buang masih tertutup, saat piston hampir mencapai TMA, pada akhir langkah kedua, ketika temperatur udara sudah mencapai 500 — 1000°C, bahan bakar disemprotkan/diinjeksikan ke dalam silinder dengan pengabut (injector) sehingga bahan bakar terbakar. Tekanan

hasil pembakanan sangat tinggi (300 — 500 kg/cm2) menyebabkan piston

bergerak dari TMA menuju TMB dengan tenaga yang sangat kuat, penyemprotan sebelum piston mencapai TMA sampai 54° engkol sebelum piston mencapai TMB.

4) Langhah Pembuangan

Setelah langkah kerja selesai, yaitu 520 engkol sebelum piston mencapai TMB, katup buang terbuka dan katup masuk tertutup. Piston bergerak dari TMB menuju TMA, mendorong gas-gas bekas keluar melalui katup buang yang selanjutnya ke saluran buang (knalpot).

b. Motor Diesel 2 Tak

Seperti halnya motor bensin 2 tak, maka motor diesel 2 tak untuk menghasilkan satu kali kerja hanya memerlukan 2 langkah piston (torak) atau 1 putaran poros engkol. Konsruksinyapun mirip dengan motor bensin 2 tak, yaitu ada saluran masuk, saluran bilas dan saluran buang yang dibuka/ditutup oleh pistonnnya, sehingga tidak memerlukan katup masuk dan katup buang (kecuali bentuk tertentu ada yang memakai katup buang).

yaitu:

Dalam kenyataannya motor diesel 2 tak mempunyai beberapa variasi,

1. Motor diesel 2 tak dengan ruang engkol sebagai pompa bilas.

2. Motor diesel 2 tak dengan pompa bilas tersendiri.

3. Motor diesel 2 tak dengan pompa bilas tersendiri dan katup buang.

Untuk menjelaskan lebih detail tentang prinsip kerja atau cara kerja motor diesel 2 tak perhatikan Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Proses Kerja Motor Diesel 2 Tak

Secara garis besar proses kerja motor diesel 2 tak dapat dijelaskan sebagai berikut:

1) Langkah ke 1: Pengisian dan Kompresi

Piston bergerak dari TMB ke TMA.

a. Saat bergerak dari TMB ke TMA, piston akan menghisap udara ke dalam ruang bilas.

b. Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi udara yang terjebak di dalam ruang bakar.

c. Piston akan terus mengkompresi udara dalam ruang bakar sampai TMA.

d. Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA maka diinjeksikan bahan bakar sampai terjadi pembakaran di dalam ruang bakar. Waktu penginjeksian bahan bakar tidak terjadi saat piston sampai ke TMA, melainkan terjadi sebelumnya. Ini dimaksudkan agar puncak tekanan akibat pembakaran dalam ruang bakar bisa terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB, karena proses pembakaran membutuhkan waktu untuk bisa terbakar dengan sempurna.

2) Langkah ke 2: Kerja dan Pembuangan

Piston bergerak dari TMA ke TMB.

Saat bergerak dari TMA ke TMB, piston akan menekan ruang bilas yang berada di bawahnya. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju TMB akan semakin meningkat pula tekanan di ruang bilas.

a) Pada titik tertentu, piston akan melewati lubang pembuangan gas dan lubang pemasukan udara. Posisi masing-masing lubang tergantung dari desain perancang. Umumnya piston akan melewati lubang pembuangan terlebih dahulu.

b) Pada saat piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.

c) Pada saat piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan di dalam ruang bilas akan terpompa masuk ke dalam ruang bakar, sekaligus mendorong keluar gas yang ada di dalam ruang bakar menuju lubang pembuangan.