Mesin Diesel

1)    Bentuk ruang bakar mesin diesel

  Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menentukan kemampuan mesin, sebab ruang bakar tersebut direncanakan dengan tujuan agar campuran bahan udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus.

Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu:

a)   Tipe ruang bakar langsung (direct combustion chamber)

b)   Tipe ruang bakar tambahan (auxiliary combustion chamber)

Tipe ruang bakar tambahan terdapat dalm 3 macam, yaitu:

1). Ruang bakar kamar muka (precombustion chamber)

2). Ruang bakar pusar (swirl chamber)

3). Ruang bakar air cell (Air cell combustion chamber)

 

Keuntungan ruang bakar langsung adalah: (1) efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana, (2) start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan (3) cocok untuk mesin-mesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.

Kerugian ruang bakar langsung adalah: (1) memerlukan kualitas bahan bakar yang baik, (2) memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi, (3) sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan (4) dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi.

b) Ruang bakar tambahan.

1)  Ruang bakar muka.

Dalam ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama.

Keuntungan ruang bakar muka adalah: (1) jenis bahan bakar yang digunakan lebih luas, karena turbulensinya sangat baik untuk pengabutan, (2) perawatan pompa injeksi lebih mudah karena tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat injeksi, dan (3) detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih baik karena menggunakan nozzle lubang banyak.

Kerugian ruang bakar muka adalah: (1) biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan kepala silinder lebih rumit, (2) memerlukan motor starter yang besar dan kemampuan start lebih jelek sehingga harus menggunakan alat pemanas, dan (3) pemakaian bahan bakar boros.

1)   Ruang bakar pusar.

       Ruang bakar model pusar ini berbentuk bundar. Ketika torak memampatkan udara, sebagian udara akan masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk ke ruang bakar utama melalui saluran tersebut. Selanjutnya capuran tersebut akan terbakar di tuang bakar utama. 

        Keuntungan ruang bakar pusar adalah: (1) dapat menghasilkan putaran tinggi, karena turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi, (2) Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan (3) putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil.

           Kerugian ruang bakar pusar adalah: (1) konstruksi kepala silinder rumit, (2) efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, (3) penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang bakar sangat luas, dan (4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah.

1)   Ruang bakar Air Cell

Pada ruang bakar air cell ini bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam air cell dan terbakar langsung di ruang bakar utama. Sebagian bahan bakar yang yang disemprotkan ke air cell dan terbakar, mengakibatkan tekanan dalam air cell bertambah. Bila torak bergerak ke TMB, udara dalam air cell keluar ke ruang bakar utama membantu menyempurnakan pembakaran. Pada ruangbakar ini tidak memerlukan pemanas.

        Keuntungan ruang bakar air cell adalah: (1) mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran terjadi secara berangsur-angsur, (2) tidak memerlukan pemanas, (3) gangguan nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin.

        Kerugian ruang bakar air cell adalah: (1) saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin, (2) suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut sangat panjang, dan (3) bahan bakar boros.

1)   Penyaluran bahan bakar pada mesin diesel

          Berdasarkan uraian tentang prinsip kerja mesin diesel yang membakar bahan bakar berdasarkan suhu kompresi secara bertahap, maka penyaluran bahan bakar pada mesin diesel harus memenuhi syarat:

(a) Mesin diesel harus mempunyai perbandingan kompresi yang tinggi agar mempunyai suhu dan tekanan kompresi yang tinggi sehingga mampu membakar bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Bahan bakar mesin diesel mempunyai sifat titik nyalanya tinggi sehingga harus dibuat menjadi partikel atau butiran yang lebih kecil.

(b) Agar bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder mesin diesel dapat mudah terbakar maka diperlukan ruang bakar yang dapat memungkinkan bahan bakar dan udara dapat bercampur secara homogen dalam bentuk partikel yang lebih kecil-kecil dari sebelumnya.

(c) Di samping mesin diesel harus memiliki ruang bakar yang memungkinkan atomisasi bahan bakar, maka bahan bakar yang disalurkan ke dalam ruang bakar harus dengan injeksi. Dengan injeksi maka bahan bakar akan berbentuk partikel-partikel atau butiran-butiran yang kecil. Oleh karena itu dalam mesin diesel diperlukan peralatan untuk injeksi yaitu pompa injeksi dan injector (pengabut). Pompa injeksi berfungsi menekan bahan bakar dari tangki ke injector, sedangkan injector berfungsi menyemprotkan bahan bakar tepat waktu ketika diperlukan pada akhir langkah kompresi.

(d) Berdasarkan 3 hal di atas maka pada mesin diesel diperlukan suatu sistem bahan bakar yang dapat memenuhi syarat agar terjadi pembakaran yang baik. Sistem bahan bakar yang baik harus terdiri dari komponen-komponen yang baik pula.