MESIN DIESEL SEBAGAI MOTOR PENGGERAK

Mengenal Mesin Diesel

Motor Diesel adalah mesin kalor gas yang diperoleh dari proses pembakaran didalam mesin itu sendiri dan langsung digunakan untuk melakukan kerja mekanis, yaitu menjalankan mesin tersebut. Motor diesel adalah salah satu jenis motor bakar torak yang biasanya disebut motor penyalaan. Motor diesel ditemukan oleh Rudolf Diesel yang berkebangsaan Jerman yang berhasil mempertunjukkan hasil kerjanya pada tahun 1890 dengan menggunakan konsep pembakarannya melalui penyalaan kompresi udara pada tingkat tinggi atau disebut “Compression Ignition Engine”. Pembakaran ini dapat terjadi karena udara dikompresikan pada ruang dengan tekanan dan temperatur melebihi suhu dan tekanan penyalaan bahan bakar itu sendiri. Dan mempunyai dua sistem kerja yang dibedakan atas dua langkah dan empat langkah. Dalam penulisan laporan praktek ini penulis hanya membahas tentang prinsip kerja motor diesel yang menggunakan empat langkah kerja.

            Dalam sejarah perkembangannya, motor bakar torak adalah penggerak mula yang sangat ringan dan kompak. Meskipun mesin pancar gas menempati posisi  yang terbaik sebagai mesin propulasi pesawat terbang, namun motor bakar torak masih unggul sebagai penggerak kendaran bermotor, general listrik kereta api, kapal laut, mesin pertanian dan mesin kontruksi lainnya. Tetapi gas buangnya mengandung  komponen yang beracun sehingga sangat membahayakan jika konsentrasinya didalam atmosfer terlalu tinggi. Maka boleh dikatakan bahwa polusi dikota-kota besar sebagai akibat semakin meningkatnya kendaraan bermotor. Bila dibanding dengan motor bensin, motor diesel tidak hanya mengandung komponen beracun. bagaimanapun juga mengurangi polusi diudara merupakan persyaratan yang harus dipenuhi motor masa kini .

Prinsip Kerja Mesin Diesel

            Secara skematis prinsip kerja motor diesel empat langkah dapat dijelaskan sebagai berikut :

1)      Langkah Hisap. Pada langkah ini katup masuk membuka dan katup buang tertutup. Udara mengalir ke dalam silinder.

2)      Langkah kompresi. Pada langkah ini kedua katup menutup, piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) menekan udara yang ada dalam silinder. Sesaat sebelum mencapai TMA, bahan bakar diinjeksikan

3)      Langkah ekspansi. Karena injeksi bahan bakar ke dalam silinder yang bertemperatur tinggi, bahan bakar terbakar dan bereaksi menekan piston untuk melakukan kerja sampai piston mencapai TMB. Kedua katup tertutup pada langkah ini

4)      Langkah buang. Ketika piston hampir mencapai TMB, katup buang terbuka, katup masuk tetap tertutup. Ketika piston bergerak menuju TMA gas sisa pembakaran terbuang keluar ruang bakar. Akhir langkah ini adalah ketika piston mencapai TMA. Siklus kemudian berulang lagi.

 

Gambar 1 Prinsip kerja mesin diesel

Diagram P-V

Untuk menjelaskan diagram motor bakar torak, terlebih dahulu dipakai beberapa idealisasi sehingga prosesnya dapat dipahami dengan mudah. Proses yang sebenarnya berbeda dengan proses yang ideal, dimana perbedaan tersebut menjadi sebagian besar jika idealisasi yang digunakan itu terlalu jauh menyimpang dari keadaan sebenarnya. Siklus yang ideal itu biasanya dinamai siklus udara dengan beberapa idealisasi sebagai berikut :

Ø  Fluida kerja didalam silinder adalah udara, dianggap gas ideal dengan konstanta kalor yang konstan.

Ø  Proses kompersi dan ekspansi berlansung secara isentropik.

Ø  Pada proses eskpansi, yaitu pada torak mencapai TMB fluida kerja didinginkan sehingga tekanan dan temperaturnya turun mencapai tekanan dan temperatur atmosfir.

Ø  Tekanan fluida kerja dalam silinder selama langkah buang dan langkah isap adalah konstan sama dengan tekanan atmosfer.

 

Gambar. 2 Siklus Diesel Diagram P-V

Siklus volume konstan yang dianggap sebagai siklus dasar dari setiap mesin empat langkah seperti dilihat pada gambar dibawah ini, dimana pada waktu torak berada di TMB (titik 1) udara pada kondisi tekanan atmosfer. Gerakan torak dari TMB ke TMA (titik 2) menyebabkan udara pada kondisi atmosfir tersebut mengalami proses kompresi isentropik sampai torak mencapai TMA, sesuai dengan idealisasi (2). Pada waktu torak pada TMA udara dipanasi pada volume konstan sehingga tekanannya naik, sesuai dengan idealisasi (3). Selanjutnya torak bergerak dari TMA ke TMB merupakan proses ekspansi isentropik (dari titik 3 ke titik 4), sesuai dengan idealisasi (2). Pada saat torak mencapai TMB (titik 4) sesuai dengan idealisasi (4) udara didinginkan sehingga mencapai kondisi atmosfir (titik 1). Gerak torak selanjutnya dri TMA ke TMB yaitu (dari titik 0 ke titik1), adalah langkah isap pada tekanan konstan yang sama dengan tekanan buang. Kedua proses tersebut terakhir adalah sesuai dengan idealisasi (3) dan (4), maka sebenarnya tidak perlu diadakan penggantian fluida kerja.

Komponen-komponen Mesin Diesel

Dalam mengoperasian mesin diesel diperlukan peralatan yang mempunyai fungsi khusus, sehingga dalam suatu unit mesin diesel setiap komponennya saling bekerja sama dengan bagian yang lain membentuk suatu mesin yang kompak atau mesin tersebut akan utuh dan saling tunjang menunjang setiap peralatannya.

Untuk mengoperasikan dan melakukan perawatan, maka setiap bagian dari mesin itu harus diketahui fungsi dan seluk beluk keadaan atau sifat dari bagian tersebut. Sehingga dalam melakukan pengopersian dan perawatan tidak mengalami kesulitan. Dan yang lebih penting lagi mengetahui bagaimana suatu bagian mesin tersebut berfungsi secara normal, sehingga mempengaruhi fungsi mesin diesel secara keseluruh.

Komponen Utama Mesin Diesel

Komponen utama mesin diesel sedikit berbeda dengan komponen utama mesin bensin. Letak perbedaanya pada sistem aliran bahan bakar dan pengapian. Mesin bensin menggunakan sistem pengapian (spark plug) sedangkan mesin solar menggunakan tekanan udara tinggi (Compresion).

Secara garis besar, komponen utama mesin diesel dapat digolongkan menjadi Tiga sistem berikut.

Sistem Aliran bahan bakar

Bagian sistem aliran bahan bakar ini terdiri dari tangki (menampung solar), saringan (untuk menyaring kotoran solar), pompa transfer (untuk memompa solar dari tangki ke pompa injeksi), pompa injeksi (untuk memompa solar agar tekanan naik), injektor nozzel (untuk mengabutkan solar dan menyemprotkan ke dalam silinder), pipa tekanan tinggi (untuk menyalurkan solar bertekanan tinggi dari pompa injeksi ke injektor), serta pipa tekanan rendah (untuk menyalurkan solar bertekanan rendah ke pompa injeksi).

Sistem Pendingin

Bagian ini terdiri dari radiator (berfungsi untuk mendinginkan air, oli) dan thermostaat (berfungsi untuk mengatur aliran air sesuai kondisi suhunya).

Sistem Pelumas   

Bagian ini terdiri dari pompa pelumas (untuk memompa oli keseluruh bagian mesin yang perlu dipelumasan) dan saringan oli (untuk menyaring kotoran yang terkandung dalam oli).

Referensi :

Arimunandar, Wiranto, 1988, Pengerak Mula Motor Bakar Torak. Penerbit ITB, Bandung.

PT. PLN ( Persero ), 1995 , Pengoperasian dan Pemeliharaan Mesin Diesel. Penerbit  PLTD  Lueng Bata, Banda Aceh.

Drs. Boentaro, 2000,  Mengatasi Kerusakan Mesin Diesel. Penerbit Puspa Swara.

Laboratorium Fluida, Laboratorium Motor Bakar dan Pembakaran, 2003, Penuntun Praktikum Pengukuran Prestasi Mesin. Penerbit Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Unsyiah.