BAB I SEJARAH ENGINE DIESEL Dua orang berkebangsaan Jerman mempatenkan engine pembakaran dalam pertama di tahun 1875. N.A. Otto dan E. Langen. Engine pertama tersebut adalah engine 4 langkah dengan bahan bakar gas.
Kemudian, gas digantikan dengan gasoline ( bensin ) dan engine mulai dipakai secara luas. Engine Otto atau disebut engine pembakaran dalam digunakan terutama pada mobil dan truk kecil.
Engine Diesel
diberi nama berdasarkan nama peciptanya yaitu
Rudolf
Diesel, yang mempatenkannya pada tahun 1892. ide dari pembuatan engine baru tersebut adalah karena diperlukan engine yang menggunakan bahan bakar yang lebih murah dibandingkan gasoline.
Ide awalnya adalah bagaimana menciptakan engine yang beroperasi dengan bahan bakar padat seperti abu batubara , namun kemudian Diesel mengarahkan penelitiannya pada bahan bakar cair. Engine diesel yang asli berukuran sangat besar sehingga tidak dapat dipasang di kendaraan.
1
Pada tahun 1920 , dua pabrik pembuat truk Jerman memasang sejumlah engine
bersilinder dua pada truk mereka. Engine tersebut memiliki output
sebesar 30 hp.
Pada pertengahan era 30-an, Volvo menggunakan engine yang serupa dengan engine Diesel. Yaitu engine Hesselmann, yang beroperasi dengan bahan bakar diesel (solar), namun membutuhkan sistem pengapian listrik.
Tujuan Rudolf Diesel Menaikkan rendemen motor (rendemen motor bensin = 30%, rendemen motor diesel = 40 – 51%) Mengganti sistem pengapian dengan sistem penyalaan sendiri, karena sistem pengapian motor bensin pada waktu itu kurang baik Mengembangkan sebuah mobil yang dapat dioperasikan dengan bahan bakar lebih murah daripada bensin
Kesulitan Rudolf Diesel Belum ada pompa injeksi yang dapat menyemprotkan bahan bakar dengan tekanan tinggi, karena untuk menyemprotkan bahan bakar pada silinder yang bertekanan tinggi diperlukan konstruksi pompa yang khusus.
Di akhir tahun 1922, Robert Bosch mulai mengadakan penelitian, percobaan, dan pengembangan sistem penyemprotan bahan bakar pada motor diesel. Akhirnya usaha itu berhasil dengan diproduksinya seri pertama pompa injeksi pada tahun 1927.
2
BAB II TIPE-TIPE ENGINE In-line engine
Tipe engine yang paling umum digunakan adalah engine in-line,
dimana masing-masing silinder
ditempatkan segaris.
Tipe ini disebut juga straight engine dan biasanya memiliki 4 hingga 6 silnder.
V-type engine
Jika silinder-silinder ditempatkan dalam dua baris yang membentuk sudut satu sama lain , engine tersebut bertipe V-type engine.
Desain ini banyak digunakan pada engine-engine besar, dengan enam hingga enambelas silinder.
Horizontally-opposed engine
Pada horizontally opposed engine, silinder-silinder disusun dalam dua baris dan ditempatkan secara horizontal
berlawanan.
Tipe
ini
hanya
membutuhkan ruang yang relatif lebih rendah. Tipe ini digunakan pada bus dan dipasang di bagian belakang kendaraan.
Rotary engine
Tipe ini bukan berupa piston bolak-balik ( reciprocating ), namun memiliki rotor berbentuk
3
segitiga yang berputar di dalam silinder yang berbentuk oval.
Keuntungan dari tipe ini adalah bobotnya yang relatif lebih ringan dan hanya membutuhkan sedikit komponen bergerak dibandingkan engine model lain.
Akan tetapi tipe ini banyak mendapatkan masalah terutama dalam hal keausan
dan kemampuan menjaga kerapatan absolut antara piston
dengan dinding silinder. Akibatnya, engine ini hanya digunakan pada beberapa model kendaraan saja.
4
BAB III PENGGOLONGAN MOTOR DIESEL A. Cara penyemprotan dan pembentukan campuran 1. Injeksi langsung (contoh: bentuk bak) Bagian – bagian: 1. Injektor ( jenis lubang banyak) 2. Ruang bakar
Bentuk ruang bakar: Ruang bakar ada di dalam silinder biasanya di dalam torak Macam – macamnya: Bentuk bak Bentuk setengah bola Bentuk hati Bentuk bola
Cara kerja: Bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam silinder. Nosel injeksi biasanya mempunyai beberapa lubang
Penggunaan: Kebanyakan motor – motor besar
Keuntungan: -
Efisiensi dan daya tinggi
-
Dapat dihidupkan tanpa pemanas mula
Kerugian: -
Suara keras
-
Pompa
injeksi
dan
injektor
lebih
mahal,
karena
tekanan
penyemprotan tinggi
5
2. 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: Kamar pusar Kamar muka
Cara kerja Udara dikompresikan ke dalam ruang bakar. Karena saluran penghubung menuju ke ruang bakar berkonstruksi miring / tangensial, maka udara menerima olakan 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 dan sedang
Keuntungan: Suara lebih halus daripada motor dengan injeksi langsung Perlengkapan injeksi lebih murah, karena tekanan penyemprotan lebih rendah
Kerugian: Efisiensi dan daya kurang daripada injeksi langsung Memerlukan sistem pemanas mula
6
B. Proses kerja Motor diesel 4 tak Kebanyakan motor diesel adalah motor 4 tak Prinsip 2 tak hanya digunakan pada motor besar, misalnya pada kereta api, kapal laut, Genset, dst.
Motor diesel 2 tak Perbedaan dengan motor bensin 2 tak adalah: -
Pembilasan memanjang yang memerlukan katup buang
-
Pengisapan dan pembilasan dijalankan dengan kompresor yang langsung menekan udara ke dalam silinder. Keterangan: 1. Injektor / nozel 2. Katup buang 3. Kompresor 4. Piston 5. Poros engkol
Keuntungan: Daya motor besar, motor dilengkapi sistem pelumasan tekan seperti pada motor 4 tak
Kerugian: Kompresor mahal, berisik dan sensitif terhadap udara kotor
7
C. Sistem Pengisian / Pengisapan
Isapan biasa (Naturaly aspirated)
Pengisapan dengan turbocarjer Bagian – bagian utama: 1. Rumah Kompresor 2. Roda Kompresor 3. Poros penghubung 4. Rumah turbin 5. Roda turbin
a. Udara dari saringan b. Udara ditekan ke silinder c. Gas
buang
menggerakkan
turbin d. Ke knalpot
Keuntungan: Daya motor lebih besar untuk berat / ukuran motor yang sama
8
D. Proses kerja motor diesel dibandingkan dengan motor Otto 4 tak 1. Langkah isap
Motor Diesel -
Yang
dihisap
Motor Otto hanya
silinder akan terisi penuh
udara, -
Yang dihisap adalah campuran bahan bakar dan udara, silinder akan terisi sesuai dengan posisi katup gas
9
2. Langkah kompresi
Motor diesel
Motor Otto
Perbandingan kompresi ( ) = 15-23 Udara dikompresi sampai
1,5 – 4
Mpa (15 – 40 bar) Temperatur menjadi
Perbandingan kompresi ( ) = 7-12 Campuran udara dan bahan
700-900oC
bakar
dikompresi
sampai
Penyemprotan bahan bakar dimulai
0,8 – 1,3 Mpa (8 – 13 bar)
30O – 10O Sebelum TMA
Temperatur menjadi 300 – 600oC Saat pengapian 30O – 5O sebelum TMA
10
3. Langkah Usaha
Motor Diesel
Bahan bakar terbakar dengan sendirinya akibat temperatur udara yang panas. Tekanan pembakaran 4 – 12 Mpa (40 – 120 bar)
Motor Otto Bahan bakar terbakar akibat Loncatan bunga api pada busi Tekanan pembakaran
3-6 Mpa
(30 – 60 bar)
4. Langkah buang
Motor diesel T Temperatur gas buang 500 –600oC
Motor Otto T Temperatur gas buang 700 –1000oC
11
E. Diagram indikator tekanan motor Otto 4 tak
A = Saat pengapian
B = Tekanan maksimum
C = Akhir pembakaran
D = Katup buang membuka
Diagram indikator tekanan motor Diesel 4 tak
A= Mulai penyemprotan B= Mulai penyalaan C= Tekanan maksimum D= Akhir penyemprotan E= Akhir pembakaran F= Katup buang membuka
12
F. Kesimpulan:
1. Perbedaan pembentukan campuran
Motor Diesel
Motor Otto
Pembentukan campuran bahan bakar Pembentukan campuran bahan bakar dan udara berada di dalam ruang dan udara beradadi luar silinder baker
(karburator, manifold isap)
2. Perbedaan cara penyalaan
Motor Diesel
Motor Otto
akibat Terjadi akibat dari loncatan bunga temperatur akhir kompresi yang tinggi api pada busi Terjadi
dengan
sendirinya
dan titik penyalaan bahan bakar yang relatif rendah
13
3. Perbedaan proses pembakaran
A = Mulai penyemprotan B = Mulai penyalaan B’= Saat pengapian C = Tekanan Maksimum C’= Tekanan maksimum D = Akhir penyemprotan E = Akhir pembakaran E’= Akhir pembakaran F = Katup buang membuka F’= Katup buang membuka
Motor Diesel
Motor Otto
- Tekanan pembakaran maksimum
- Tekanan pembakaran maksimum
jauh lebih tinggi daripada motor Otto - Proses
lebih rendah daripada motor Diesel - Proses pembakaran tidak dapat
pembakaran
dapat
dikendalikan
dikendalikan oleh sistem injeksi (misalnya: lama penyemprotan menentukan lama pembakaran)
14
4. Perbedaan perbandingan campuran
Otto
Diesel
Putaran idle
Beban menengah
Beban penuh
Kaya
Sedikit kurus
Sedikit kaya
1:10
1:17
1:12
Kurus sekali
Kurus
Sedikit kurus
1:300
1:30
1:17
1. Perbedaan momen putar, putaran, daya & efisiensi (motor isapan biasa)
Otto
Momen putar/ dm3 Putaran
Daya/
dm3 Efisiensi
volume silinder
maksimum
volume silinder
70-90 Nm/dm3
5000-6000
25 – 40 kw/dm3
20-30%
20 – 30km/dm3
30-50%
Rpm Diesel
80-90 Nm/dm3
2000-5000 Rpm
Pemakaian bahan bakar motor diesel lebih hemat daripada motor Otto karena: Perbandingan kompresi yang tinggi Perbandingan campuran selalu kurus
Daya motor diesel lebih rendah daripada motor Otto, karena: Putarannya lebih rendah
15
BAB IV MODEL RUANG BAKAR
A. Injeksi langsung
Cara kerja: Pada akhir langkah kompresi, torak mendekati kepala silinder, udara akan tertekan kedalam ruang bakar dan menerima pusaran yang cepat. Kemudian bahan bakar disemprotkan melalui lubang – lubang nosel injeksi dan akan dibagikan dalam ruang bakar. Akibat temperatur tinggi dan pusaran bahan bakar cepat menguap dan menyala dengan sendirinya.
Catatan Kebanyakan motor besar menggunakan sistem ini Memerlukan injektor jenis lubang banyak dengan tekanan pembukaan yang tinggi Tidak memerlukan sistem pemanas mula, pada saat motor dingin temperatur akhir langkah kompresi masih cukup tinggi untuk penyalaan diri Perbandingan kompresi tinggi
16
Macam – macam bentuk ruang bakar
Bentuk bak
Bentuk bola
Bentuk setengah bola
Bentuk hati
17
Cara memperoleh pusaran Contoh: ruang bakar bentuk hati Selama langkah isap Saluran
isap
dikonstruksi
sedemikian rupa, supaya terjadi pusaran radial
Selama langkah kompresi Sewaktu torak mendekati TMA udara ditekan kedalam ruang bakar, sehingga terjadi putaran arah aksial
Hasil pada saat penyemprotan Udara yang berputar (pusaran radial dalam ruang bakar, dalam waktu yang bersamaan terjadi pusaran aksial)
18
B. Injeksi tak langsung 1. Kamar muka
Cara kerja Pada langkah kompresi, sebagian besar udara ditekan kedalam kamar muka, kemudian bahan bakar disemprotkan terhadap bola penyala. Bagian tersebut terikat dengan jembatan yang relatif tipis, maka menjadi sangat panas selama motor hidup. Oleh karena itu, dengan cepat akibat pembakaran, sebagian bahan bakar ditiup keluar dari kamar muka dan ikut terbakar dengan udara yang masih didalam silinder.
Catatan Saat ini sistem tersebut hanya digunakan Mercedes – Benz Memerlukan injektor jenis Nozel pasak dengan bentuk penyemprotan khusus, tekanan pembukaan Nozel 110 – 150 bar / 11 – 15 Mpa Memerlukan sistem pemanas mula untuk menghidupkan motor, bila suhunya lebih rendah dari ± 50oC
19
2. Kamar Pusar
Cara kerja Pada langkah kompresi, sebagian besar udara ditekan kedalam kamar pusar. Udara menerima pusaran yang sangat cepat, karena saluran penghubung yang menuju secara kedalam kamar pusar dikonstruksi miring / tangensial. Akibatnya bahan bakar yang disemprotkan cepat menguap dan menyalakan diri. Dari hasil pembakaran sebagian bahan bakar ditiup keluar dari kamar pusar dan ikut terbakar dengan sisa udara yang masih didalam silinder.
Catatan Kebanyakan motor kecil – sedang menggunakan sistem ini Menggunakan injektor nozel pasak dengan tekanan pembukaan nozel 110 – 150 bar / 11 – 15 Mpa Jika kondisi motor baik, sistem pemanas mula hanya perlu pada temperatur dibawah 25oC
20
BAB VI BAGIAN-BAGIAN KHUSUS MOTOR DIESEL Persyaratan dan tuntutan
Persyaratan 1. Perbandingan kompresi tinggi
Tuntutan Ruang bakar harus kecil
2. Campuran harus dibentuk dengan Ruang bakar dikonstruksi supaya cepat
terjadi pusaran
3. Tekanan pembakaran tinggi
Mekanisme engkol harus kuat
4. Pembebanan panas tinggi
Pendingin harus merata
Kepala silinder Motor –motor dengan injeksi tak langsung dilengkapi dengan kamar muka atau kamar pusar, yang terbuat dari baja atau keramik. Kamar pusar Kamar
ini
selalu
dipres
waktu
pemasangan supaya tidak bergeser posisinya, dijamin dengan alur dan pasak / peluru. Kamar muka Kamar ini ditahan dengan menggunakan cincin sekrup. Posisinya juga dijamin dengan alur / pasak 1. Kamar muka 2. Dudukan injektor 3. Dudukan busi pijar 4. Cincin sekrup 5. Cincin perapat
21
Hal – hal yang perlu diperhatikan pada reparasi kepala silinder
Tebal paking kepala silinder Penggantian paking kepala silinder selalu dengan ketebalan asli, juga untuk permukaan kepala silinder baru digerinda (karena kepala silinder motor diesel rata, oleh karena itu penggerindanya tak mempengaruhi pada volume ruang bakar)
Jarak antara katup, mulut kamar muka dan bagian atas torak Pada kepala silinder yang digerinda, jarak tersebut berkurang. Untuk menghindari tumbukan antara torak dan katup (atua kamar muka), maka jarak asli harus disesuaikan
Jarak standar
disesuaikan dengan
penggerindaan dudukan katup
Jarak standar
disesuaikan dengan
menambah ketebalan paking perapat
22
Kepala silinder sendiri – sendiri Gesekan
pada
paking
silinder,
perbedaan
kepala
pemuaian
panas antara blok motor dan kepala silinder menjadi kecil Jika salah satu retak, penggantian mudah dan relatif murah Konstruksi lebih ringan dan murah
Blok motor & mekanisme engkol Batang torak dibagi miring Karena
tekanan
pembakaran
pada motor diesel tinggi, diameter bantalan harus besar Supaya dibongkar
dapat
dipasang
melalui
/
diameter
sislinder, maka pangkal batang torak dibuat miring
23
Tabung silinder basah
Supaya pendinginan merata dan overhoul dapat dilaksanakan dengan mudah, pada motor diesel sering digunakan tabung silinder basah
Jarak A, B penting sebab supaya paking kepala silinder rapat Lubang pelepas yang menuju ke udara luar berfungsi untuk menghindari air pendingin masuk ke ruang engkol pada waktu cincin perapat / oring bocor
24
Konstruksi torak (contoh: Injeksi langsung)
Fungsi cincin baja / keramik: a). Mengatasi pemuaian panas b). Mengatasi keausan alur cincin torak paling atas
Pendingin torak
Digunakan pada motor diesel yang memakai turbo (kadang juga dipakai pada motor diesel tanpa turbo) Pendinginan dengan semprotan oli menahan torak menjadi lunak, cincin atau pena torak macet
25
BAB VII SISTEM BAHAN BAKAR MOTOR DIESEL Pada dasarnya antara motor otto dan motor diesel dalam komponen enginenya tidak jauh berbeda. Perbedaan terletak pada beberapa sistem saja diantaranya sistem pengapian dan sistem bahan bakar.
Perlengkapan Sistem Bahan Bakar Diesel
Nama bagian: 1. Tangki bahan bakar
A
Bahan bakar kotor
2. Saringan kasa pada pompa mengalir
B
Bahan bakar bersih
3. Advans saat penyemprotan
C
Bahanbakar
D
Saluran pengembali
bertekanan
tinggi 4. Saringan halus 5. Pompa injeksi 6. Governor
26
7. Nosel 8. Busi Pemanas Komponen – komponen sistem bahan bakar diesel
Tangki bahan bakar Fungsi: sebagai tempat penampung bahan bakar
Pompa Pengalir Fungsi: mengalirkan solar dari tangki ke pompa injeksi
Advans saat penyemprotan Fungsi:
Memajukan
saat
penyemprotan ketika putaran motor naik
27
Saringan Fungsi: Membersihkan solar dari kotoran Memisahkan air yang terbawa dalam aliran solar
Pompa Injeksi Fungsi: Memberikan tekanan pada solar yang akan diinjeksikan / disemprotkan oleh nozel
Jenis – jenis: Pompa Inline / sebaris Keterangan: Setiap silinder motor dilayani oleh satu elemen pompa
28
Pompa Distributor / Rotary Keterangan: Satu elemen pompa melayani semua silinder motor
Pompa injeksi tanpa poros nok Keterangan: Gerakan pompa diperoleh langsung dari
poros
nok
motor
biasanya
digunakan pada motor diesel tunggal (kecil) dan motor diesel besar (kapal laut, PLTD)
29
Governor Fungsi: Mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan bakar yang disemprotkan
Jenis – jenis: Governor Sentrifugal / Mekanis Keterangan: Informasi putaran diperoleh secara langsung
dari
sentrifugal
yang
dipasang
Governor Pneumatis / vakum Keterangan: Informasi putaran diperoleh secara tidak langsung dari trotel dan vakum
30
Nozel Fungsi: Mengabutkan solar ke dalam ruang bakar
Keterangan: Bentuk semprotan tergantung dari bentuk ruang bakar
Busi pemanas / Busi Pijar Fungsi: Memanaskan udara didalam ruang bakar waktu start dingin
Keterangan: Pada waktu start dingin temperatur akhir kompresi masih kurang untuk pembakaran sendiri
Busi pijar
Busi pijar
Bentuk kawat
bentuk batang
31
Pompa pengalir dan saringan solar a. Pompa pengalir sistem torak
Nama – nama bagian: 1. Pompa tangan 2. Katup hisap 3. Katup tekan 4. Penumbuk rol 5. Rumah pompa 6. Torak / piston 7. Pegas 8. Saringan kasa 9. Tabung gelas 10. Nipel Isap 11. Nipel Tekan
32
b. Pompa pengalir kerja tunggal
a). Langkah antara
Cara kerja: Penumbuk rol ditekan kebawah oleh eksentrik,
volume
dibawah
torak
menjadi kecil, katup tekan membuka Solar mengalir keruang diatas torak karena, volume diatas torak menjadi lebih besar Pada
langkah
ini
tidak
terjadi
pengisapan dan penekanan solar
b). Langkah isap dan tekan Cara kerja: Eksentrik tidak menekan penumbuk rol, torak ditekan keatas oleh pegas, Volume dibawah torak menjadi besar katup hisap membuka
Solar
dihisap
dari
tangki
lewat
saringan kasa, volume diatas torak menjadi lebih kecil, katup tekan menutup, solar ditekan kesaringan halus
33
c. Pompa pengalir kerja ganda a). Langkah melawan pegas Cara kerja: Penumbuk rol ditekan oleh eksentrik volume dibawah orak menjadi lebih kecil, solar mengalir keluar melalui KT1 volume diatas torak menjadi lebih besar Solar mengalir melalui KI2 kedalam ruang atas torak
KT = katup tekan KI = katup hisap
b). Langkah pengembali Cara kerja: Torak
bergerak
keatas
karena
tekanan pegas, volume diatas torak menjadi lebih kecil, solar mengalir keluar melalui KT2 volume dibawah torak menjadi lebih besar, solar mengalir
dari
tangki
melalui
KI1
keruang dibawah torak
Pompa ini digunakan untuk motor diesel besar
34
d). Pompa pengalir sistem membran 1. Tuas 2. Pegas 3. Katup masuk / hisap 4. Katup buang / tekan 5. Membran
Langkah hisap
Cara kerja: Tuas
ditekan
oleh
eksentrik,
membran turun ke bawah, volume diatas
membran
menjadi
besar,
katup hisap membuka, solar masuk keruang diatas membran
Langkah tekan
Cara kerja: Membran bergerak keatas karena tekanan
pegas,
volume
diatas
membran menjadi kecil, katup tekan akan membuka, solar ditekan keluar melalui katup tekan
35
Saringan solar
a). Saringan kasa dalam tangki Saringan kasa langsung dipasang pada pipa isap
Saringan ini perlu dibersihkan setiap tahun bersama-sama mengeluarkan kotoran
dan
air
yang
terdapat
didalam tangki solar
b. Saringan kasa dalam pompa pengalir Saringan ini menyaring kotoran dan air yang mempengaruhi fungsi dari pompa injeksi dan pompa pengalir
Saringan ini dibersihkan pada setiap servis mobil
36
c). Saringan halus
Saringan ini adalah saringan yang dipasang antara pompa pengalir dan pompa injeksi, pada pompa injeksi model distributor digunakan saringan yang mempunyai pori – pori sebesar 0,004 – 0,005 mm. Untuk pompa jenis lain sebesar 0,008 – 0.010 mm. Saringan halus ini harus diganti apabila kendaraan sudah berjalan 30.000 km, atau sekitar 300 – 00 jam kerja. Interval penggantian tergantung besar filter, kwalitas solar dan jumlah solar yang disaring.
1. Rumah saringan 2. Saringan halus 3. Tutup saringan 4. Katup pengalir 5. Nipel keluar 6. Nipel masuk 7. Sekrup pembuang udara
37
Macam – macam saringan halus
a). Saringan kertas model bintang Solar kotor masuk dari bagian luar, karena bentuk sudut saringan model V (model bintang) sehingga bagian luar
lebih
besar
dan
mampu
menampung banyak kotoran. Untuk stabilitas diberi pembungkus berlubang-lubang yang ada diluar dan didalam yang terbuat dari besi plat.
b). Saringan kertas model gulung
Solar yang kotor masuk dari atas, kertas digulung dan dilem pada akhirnya
38
c. Saringan kain Saringan ini diisi dengan benangbenang yang dipres
Kalau
ada
saringan
dua
kain
saringan
berfungsi
halus, sebagai
saringan kasar
Pemisah air Air mempunyai berat jenis yang lebih besar dari solar
Setelah solar disaring, solar bersih naik lagi. Air yang lebih berat turun ke lantai saringan. Bagian bawah dari rumah saringan terbuat dari bahan gelas
Untuk membuang air, bagian bawah dilengkapi dengan sekrup pembuang air
39
Sistem dengan dua saringan a). Sistem seri Sistem ini digunakan pada motor diesel ukuran besar Bahan kedua saringan ini biasanya berbeda yang satu dari kain sebagai saringan pertama dan yang lain dari bahan kertas sebagai saringan kedua
b). Sistem paralel Pada sistem paralel kedua saringan terbuat dari bahan yang sama
Keuntungan: Interval penggantian saringan lebih panjang karena menggunakan dua saringan
40
Sistem aliran solar
7 4
Bahan bakar tekanan tinggi / bahan bakar bersih
6
5
3
Bahan bakar kotor
2
Bahan bakar kembali
1
Keterangan gambar: 1. Tangki solar
3. Pompa tangan
5. Pompa injeksi
2. Saringan pada pompa
4. Saringan halus
6. Pipa tekanan tinggi
pengalir
7. Nozel
A. Sistem aliran tanpa pompa pengalir Keterangan: Tangki solar terletak diatas pompa injeksi. Solar masuk ke ruang pompa injeksi karena pengaruh gravitasi. Tekanan
solar
tergantung
tinggi
tangki dan besar saluran solar. Sistem ini digunakan pada motor diesel ukuran kecil dengan tangki diatas. Keuntungan: Konstruksi sederhana Biaya perawatan lebih murah
41
B. Sistem aliran solar dengan pompa pengalir
Pompa injeksi dengan satu lubang saluran Keterangan: Kelebihan solar yang mengandung udara keluar melalui katup pengalir pada saringan menuju ke tangki Sistem
ini
pompa
injeksi
tidak
didinginkan. Temperatur pompa injeksi tidak boleh lebih dari 80oC Karena dapat berakibat: 1. Spuyer
Pembentukan gas
2. Katup pengalir
Penyemprotan tidak teratur
Pompa injeksi dengan sistem bilas Keterangan: Katup pengalir dipasang pada pompa injeksi dengan tujuan: Menghindari pembentukan gas atau gelembung udara Sebagai pendingin pompa injeksi Sirkulasi solar dapat lebih lancar Tekanan solar dapat stabil
42
Dengan spuyer pada saringan solar Keterangn: Pada
tutup
saringan
dipasang
sebuah spuyer dengan tujuan: Menghindari tekanan uap yang ditimbulkan dari pompa pengalir Membuang udara secara otomatis Mengalirkan gas atau semprotan uap ke tangki Untuk
menghindari
adanya
pembentukan gas yang terjadi di dalam pompa injeksi, maka dipasang katup pengalir. Pompa selalu mendapat pendinginan karena adanya sirkulasi solar
Sistem aliran dengan satu saringan Keterangan: Sistem ini digunakan pada motor diesel
ukuran
kecil
dan
sedang
karena volume bahan bakar yang disalurkan tidak terlalu banyak. Saringan yang digunakan biasanya model filter box. Saringan terbuat dari kertas yang digulung atau dibentuk model bintang
43
Sistem aliran dengan dua saringan Keterangan: Sistem ini digunakan pada motor diesel ukuran besar. Saringan
ini
dipasang
dengan
hubungan seri atau paralel. Pada
hubungan
paralel,
kedua
saringan adalah jenis halus. Pada hubungan seri, satu saringan jenis kasar dan satu lagi saringan jenis halus.
Peredam getaran solar Keterangan: Peredam
getaran
solar
dipasang
pada pompa injeksi jenis P dan pada pompa distributor CAV. Alat ini berfungsi untuk: Menahan terjadi
getaran
didalam
solar
ruang
yang pompa
injeksi Menghindari gelembung solar
terjadinya yang dapat
menimbulkan gelembung udara.
44
Katup pengalir Keterangan gambar: 1. rumah 2. Katup 3. Pegas katup 4. Penahan pegas katup
Fungsi dari katup pengalir Membatasi tekanan pengisian solar ke dalam ruang pompa injeksi Mengatur pengeluaran udara pada sistem aliran solar katup pengalir bekerja atas dasar tekanan pegas yang melawan tekanan pengisian solar. Tekanan solar di dalam ruang pompa injeksi
1 - 1,5 bar.
45
Nozel untuk injeksi tidak langsung Pada motor injeksi tidak langsung digunakan 2 macam nozel.
Nozel dan katup penyalur
Nozel dan kelengkapannya
Keterangan: 1. Mur pengunci 2. Saluran balik 3. Washer 4. Rumah nozel 5. Plat penyetel 6. Pegas 7. Pasak penekan 8. Plat antar 9. Nozel 10. Rumah penahan nozel
46
Nozel untuk injeksi tidak langsung Pada motor injeksi tidak langsung digunakan 2 macam nozel a). Nozel jenis pintel 1. Batang penekan 2. Badan nozel 3. Jarum nozel 4. Lubang penyemprot 5. Pasak penyemprot 6. Saluran masuk 7. Konis penekan 8. Langkah pasak
Bentuk penyemprotan
Bentuk penyemprotan harus sesuai dengan bentuk kamar / ruang bakar. Tekanan pembukaan jarum nozel 100 – 150 bar.
47
Nozel jenis throttel Bentuk penyemprotan
Pada nozel jenis throttel, jarum nozel mempunyai bentuk khusus. Dengan bentuk itu terjadi penyemprotan awal (gambar b). Kalau jarum nozel membuka penuh, terjadi penyemprotan utama (gambar c).
Dengan bentuk khusus ini kenaikan tekanan pembakaran dapat dibuat lebih halus dengan demikian mesin juga bersuara lebih halus.
48
Nozel untuk injeksi langsung
Bentuk penyemprotan Ujung jarum nozel berbentuk kerucut sebagai perapat dudukan nozel, jenis ini mempunyai satu atau banyak lubang,
pada
umumnya
banyak
lubang / multiple hole. Besar dan panjang
lubang
mempengaruhi
bentuk penyemprotan. Diameter lubang
0,2 mm. Taken
pembukaan jarum nozel
150 – 250
bar.
49
Pelindung panas untuk nozel
Pelindung panas untuk nozel jenis pintel dan throttel Untuk menghindari terjadinya temperatur yang tinggi pada dasar nozel dan supaya nozel bisa tahan lama, maka diantara kepala silinder dan mur penahan nozel dipasang pelindung panas. Fungsi: Dengan pelindung panas permukaan nozel yang menerima panas lebih kecil / sedikit
1. Nozel 2. Mur penahan 3. Plat pelindung panas 4. Kepala silinder
Pelindung panas ini digunakan pada nozel
jenis
langsung
lubang
dipasang
banyak pada
dan
badan
nozel. Dengan
pemasangan
pelindung
panas ini, temperatur pada dasar nozel dapat berkurang sampai 40oC. Pelindung panas ini dbuat dari bahan baja bebas karat atau dari tembaga. 1. Nozel lubang banyak 2. Mur penahan nozel 3. Ring / perapat 4. Pelindung panas
50
Kepala silinder Katup penyalur Bagian – bagian: 1. Pemegang katup 2. Pegas katup 3. Konis katup 4. Torak pembebas 5. Celah ring 6. Batang pengantar 7. Celah panjang 8. Penyangga katup
Fungsi katup penyalur: Memisahkan hubungan solar antara pipa tekanan tinggi dengan ruang tekan pada pompa injeksi pada waktu alur pengontrol membuka lubang pemberi. Menurunkan tekanan solar setelah torak pembebas menutup saluran solar sehingga dapat mencegah tetesan solar pada nozel (pada akhir penyemprotan) Mempertahankan supaya di dalam pipa tekanan tinggi selalu terisi solar.
51
Spuyer pembalik aliran Bagian – bagian
1. Pemegang katup 2. Pegas spuyer 3. Pelat katup / spuyer 4. Penyangga spuyer
Spuyer peredam aliran dipasang pada bagian atas kautp penyalur yang berfungsi: Menghindari terjadinya kelapukan / keausan pada sistem tekanan yang tinggi yang disebabkan oleh kecepatan aliran solar. Kelapukan / keausan dapat terjadi pada elemen pompa dan nozel pada saat langkah efektif berakhir yang disebabkan oleh getaran solar yang masih mempunyai tekanan tinggi. Tidak semua motor diesel mempunyai spuyer peredam aliran seperti ini (hanya dipakai pada motor diesel ukuran besar)
52
BAB VIII SISTEM PEMANAS MULA Fungsi Untuk memanasi ruang bakar kamar muka / pusar dengan aliran listrik untuk memungkinkan bahan bakar mudah menyala terbakar, sehingga motor bisa hidup pada saat dingin. Macam – macam busi pijar: Busi pijar bentuk kawat 1. Pol luar 2. Isolator 3. Pol dalam 4. Kawat pemanas
Pemasangan busi pijar bentuk kawat dirangkai “seri”
Busi pijar bentuk batang 1. Rumah 2. Keramik 3. Koil pemanas 4. Tabung pemanas
Pemasangan
busi
pijar
bentuk
batang dirangkai “paralel”
53
Rangkaian sistem pemanas mula
Beri warna jalannya arus saat kunci kontak pada posisi G!
Kunci kontak posisi G Busi pijar dinyalakan 2 – 10 detik, setelah kawat pijar membara motor dapat distarter
Kunci kontak posisi ST Selama motor distarter sistem pemanas tetap berfungsi
54
Pada waktu start, kerugian tekanan kompresi diatas torak sangat besar. Saat start dingin keadaan tersebut tidak menguntungkan karena temperatur pembakaran tidak tercapai. Hal ini disebabkan torak, blok motor dan bagian motor lainnya yang masih dingin menyerap panas hasil kompresi yang belum sempurna itu.
Agar temperatur pembakaran bisa tercapai maka diperlukan panas tambahan, yaitu dengan menggunakan pemanas mula / glow plug.
Pada motor diesel injeksi tidak langsung (kamar depan dan kamar pusar) digunakan busi pijar, sedangkan pada motor diesel injeksi langsung digunakan kawat pemanas atau penyala yang dipasang pada saluran isap.
Motor diesel dengan kamar depan
Tanpa
pemanas
mula
motor
dapat distart pada temperatur 50oC Temperatur
yang
disebabkan
bidang
tinggi
ini
permukaan
kamar depan luas.
55
Motor diesel dengan kamar pusar
Tanpa
pemanas
mula
motor
dapat distart pada temperatur 20oC Hal ini mungkin, karena bidang permukaan kamar pusar tidak begitu luas
Busi pijar batang
Dipasang dalam rangkaian paralel Tegangan kerja yang seiring digunakan 9,5V, 10,5V, 18V, dan 22,5V dengan daya antara 110W – 120 W. Permukaan
batang
pemanas
luas,
memungkinkan
waktu
untuk
memanaskan udara dalam ruang bakar menjadi lebih cepat.
56
Untuk busi pijar tipe super RSK waktu pemanasan hanya 4 – 10 detik dan temperatur yang dicapai 750oC – 1000oC. Tahan terhadap goncangan dan tekanan tinggi (beban mekanis). Apabila salah satu busi putus, motor masih bisa distarter dan dihidupkan.
Hubungan paralel
UB
=
U1
+
U2
It
=
I1
+
I2
+
I3
+
I4
Contoh perhitungan: Rangkaian seperti gambar diatas P
= 110 Watt
R
=
V
= 9,5 Volt
Rt
=
I
= ………..? 110
I
=
= 11,5A 9,5 9,5
R
= V=
= 0,82 Ohm 11,5
57
R Rt
=
0,82 =
4
= 0,20 Ohm 4
Busi pijar kawat Mur pengikat Kutub dalam Rumah Penyekat Kutub luar
Dipasang dalam rangkaian seri Tegangan kerja tergantung dari jumlah silinder biasanya 0,9V, 1,2V, atau 1,7V dengan daya 60 – 70 W Waktu pemanasan 15 – 20 detik dan temperatur yang dapat dicapai 800oC – 900oC Kurang tahan terhadap goncangan dan tekanan yang tinggi sehingga jenis busi pijar ini jarang digunakan Apabila salah satu busi pijar putus, sistem pemanas tidak berfungsi
58
Hubungan seri
VB
=
V1
+
V2
+
V3
+
V4
+
=
I1
+
I2
+
I3
+
I4
+
=
66,6 A
=
0,01 Ohm
V5 It I5
Contoh perhitungan: Rangkaian seperti diatas
P
=
60 Watt
U
=
0,9 Volt P
I
R
=
60 =
U
0,9
U
0,9
=
= I
Rt
=
4xR
66,6 =
4x0,01
=
0,04 Ohm
59
Contoh – contoh rangkaian pemanas mula 1. TOYOTA 1. Amperemeter 2. Kunci kontak 3. Relai busi pijar 4. Busi kontrol 5. Busi pijar 6. Motor starter
Kunci kontak posisi glow, arus pengendali mengalir dari baterai – kunci kontak – terminal 8 – terminal G – masa Kumparan (8 – E) menarik kontak, arus utama mengalir dari baterai – terminal B – terminal G – Busi kontrol – Busi pijar – masa Kunci kontak posisi start, arus pengendali mengalir dari: Baterai – kunci kontak – terminal ST – terminal E – masa Kumparan menarik kontak, arus utama langsung mengalir dari baterai terminal B – terminal S – busi pijar – masa Baterai – kunci kontak – terminal 50 – kumparan selenoid – masa Selenoid menghubung, motor stater mendapat arus utama langsung dari baterai
Selama start berlangsung arus utama tidak melalui busi kontrol. Tegangan pada busi pijar tetap, karena tegangan baterai akan turun waktu motor stater bekerja.
60
2. Volkswagen, Opel 1. Kunci kontak 2. Motor starter 3. Kontrol unit 4. Relay daya 5. Busi pijar 6. NTC diair pendingin 7. Lampu kontrol
Kontrol unit elektronik berfungsi untuk mengatur waktu pemanasan berdasarkan temperatur air pendingin dan memberi informasi pada lampu kontrol apabila motor siap distart Kunci kontak pada posisi glow, arus pengendali mengalir dari baterai terminal 30 – 15 – kontrol unit – Relai menghubung dan busi pijar langsung mendapat arus utama dari baterai. Motor siap distart bila lampu kontrol padam. Kunci kontak pada posisi start, busi pijar masih tetap hidup. Pemutusan aliran ke busi pijar dikendalikan oleh kontrol unit melalui informasi dari terminal 50.
61
3. Mitsubishi, Chevrolet (Big Horn, Trooper) a. b. c. d. e. f.
kunci kontak Lampu kontrol Kontrol unit NTC Tahanan depan Busi pijar
Kunci kontak posisi glow, arus mengalir dari baterai – kunci kontak – terminal 6 (juga lampu kontrol) – kontrol unit. Relai 2 menghubung, arus utama dari baterai melalui relai 2 – tahanan depan – busi pijar – masa Waktu pemesanan ditentukan oleh kontrol unit berkat informasi yang diberikan oleh NTC di air pendingin Lampu padam
motor siap distart
Kunci kontak posisi start, relai 1 menghubung Arus utama tidak lagi melalui tahanan, tapi langsung ke busi pijar. Tegangan pada busi pijar tetap, akibat turunnya tegangan baterai waktu motor stater bekerja.
62
4. Mercedes Benz 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Kontrol unit Relay Reed kontak Lampu kontrol Busi pijar NTC
Waktu kontak pada posisi glow, arus pengendali mengalir dari baterai (terminal 15) – rangkaian elektronik – relai Relai bekerja, arus utama dari baterai – terminal 30 – sekering – busi pijar Apabila salah satu busi pijar tidak berfungsi, reed kontak akan berhubungan dan kontrol unit akan memberi arus pada lampu kontrol NTC memberi informasi temperatur awal pada kontrol unit untuk menentukan lamannya pemanasan Kontak pada posisi start, relay masih tetap menghubung dan pemutusannya diatur oleh terminal Apabila kontak pada posisi glow dan motor tidak distart maka kontrol unit akan memutuskan aliran (safety)
63
DAFTAR ISI BAB I SEJARAH ENGINE DIESEL ...................................................................... 1 BAB II TIPE-TIPE ENGINE .................................................................................. 3 BAB III PENGGOLONGAN MOTOR DIESEL
.............................................. 5
A. Cara penyemprotan dan pembentukan campuran B. Proses kerja
.................................. 5
.............................................................................................. 7
C. sistem pengisian/penghisapan
.......................................................... 8
D. Proses kerja motor diesel dibandingkan dengan motor otto 4 langkah........ 10 E. Diagram indikator tekanan motor Otto 4 langkah F. Kesimpulan
.................................. 14
.............................................................................................. 15
BAB IV MODEL RUANG BAKAR A. Injeksi langsung
.......................................................... 18
.................................................................................. 18
B. Injeksi tak langsung .................................................................................. 21 BAB V BAGIAN-BAGIAN KHUSUS MOTOR DIESEL .................................. 23 BABVI SISTEM BAHAN BAKAR MOTOR DIESEL Pompa pengalir
.................................. 28
.............................................................................................. 35
Saringan bahan bakar
.................................................................................. 36
Sistem aliran bahan bakar .................................................................................. 37 Nozel
.......................................................................................................... 50
BAB VII SISTEM PEMANAS MULA Fungsi
.......................................................... 57
.......................................................................................................... 57
Rangkaian sistem pemanas mula ...................................................................... 59 Contoh-contoh rangkaian pemanas mula .......................................................... 66
64
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis telah dapat menyelesaikan bahan ajar motor diesel I untuk program studi otomotif jenjang D-3. Bahan ajar ini berisi sejarah motor diesel, karakteristik, sistem bahan bakar dan sistem pemanas mula.
Bahan ajar ini disesuaikan dengan
silabus matakuliah motor diesel I. Penulis berharap bahan ajar ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa dan pembaca lainnya. Penulis juga menyadari bahwa jawaban ujian akhir semester ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan di waktu yang akan datang, dan akhirnya penulis berharap tulisan dan tugas ini dapat berguna bagi kita semua.
Bandung, Agustus 2009
Ridwan Adam M Noor
65
BAHAN AJAR
MOTOR DIESEL I TM 442 D-3
OLEH: RIDWAN ADAM M. NOOR, S.PD 1976 11 16 2005 011 002
PRODI TEKNIK MESIN D-3 JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UPI
66
