A.
Pengertian Motor Diesel
Pada motor diesel
disebut juga motor pembakaran kompresi karena proses pembakaran bahan bakar
akibat adanya tekanan kompresi yang tinggi. Bahan bakar kemudian disemprotkan
ke dalam silinder-silinder sampai berbentuk kabut. Bahan bakar di bakar oleh
panas udara yang telah dikompresikan di dalam silinder. Untuk memenuhi
kebutuhan pembakaran tersebut maka temperatur udara yang dikompresikan harus
mencapai 500ºC (932ºF) atau lebih.
Oleh karena itu, motor
diesel perbandingan kompresinya dibuat (15:1 - 22:1) lebih tinggi dari pada
motor bensin (6:1 - 12:1) dan juga motor diesel dibuat dengan konstruksi yang
jauh lebih kuat dari pada motor bensin.
1.
Keuntungan Motor
Diesel
a.
Motor diesel
mempunyai efisiensi panas yang lebih besar. Hal ini berarti bahwa penggunaan
bahan bakarnya lebih ekonomis dari pada motor bensin.
b.
Motor diesel
lebih tahan lama dan tidak memerlukan electric igniter. Hal ini berarti bahwa
kemungkinan kesulitan lebih kecil dari pada motor bensin.
c.
Momen pada motor
diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yang luas. Hal ini berarti
bahwa motor diesel lebih fleksibel dan lebih mudah dioperasikan dari pada motor
bensin (sebabnya motor diesel sering digunakan pada kendaraan besar).
2.
Kerugian Motor
Diesel
a.
Tekanan
pembakaran maksimum hampir dua kali motor bensin. Hal ini berarti bahwa suara
dan getaran motor diesel lebih besar.
b.
Tekanan
pembakaran yang tinggi, maka konstruksi motor diesel harus dibuat dari bahan
yang tahan tekanan tinggi dan harus mempunyai struktur yang sangat kuat. Hal
ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, motor diesel lebih berat dari pada
motor bensin dan biaya pembuatannya pun menjadi lebih mahal.
c.
Motor diesel
memerlukan sistem injeksi bahan bakar yang presisi. Dan ini berarti bahwa
harganya lebih mahal dan memerlukan pemeliharaan yang lebih cermat dibanding
dengan motor bensin.
d.
Motor diesel
mempunyai perbandingan kompresi yang lebih tinggi dan membutuhkan gaya yang
lebih besar untuk memutarnya. Oleh karena itu, motor diesel memerlukan alat
pemutar seperti motor starter dan baterai yang berkapasitas yang lebih besar.
3.
Spesifikasi Mitsubishi
Pajero Sport
Pada dasarnya Mitsubishi
Pajero Sport sendiri telah ditunjang dengan teknologi Common Rail System (CRS).
Konsep CRS ini mirip dengan teknologi MPI (Multi Point Injection) pada motor
bensin Mitsubishi, yaitu semua kerja sistim dilakukan secara kontrol elektronik
(mikro komputer) untuk mendapatkan daya kerja mesin yang optimal. Untuk
informasi umum Pajero Sport dapat
dilihat pada tabel di bawah :
Tabel
1. Informasi umum Mitsubishi Pajero Sport
Item
|
Spesifikasi
|
||
Engine model
|
4D56
|
||
Type
|
In-line OHV, DOHC, 4
Cylinder
|
||
Combustion chamber
|
Vortex chamber type
|
||
Total displacement mL
|
2.477
|
||
Cylinder bore (mm)
|
91,1
|
||
Piston stroke (mm)
|
95
|
||
Compression ratio
|
17
|
||
Valve timing
|
Intake valve
|
Open
|
20º BTDC
|
Close
|
40º ABDC
|
||
Exhaust valve
|
Open
|
38º BBDC
|
|
Close
|
22º ATDC
|
||
Auto lash adjuster
|
Tidak dilengkapi
|
||
Sumber
: Workshop Manual Engine 4D5 Pajero Sport halaman 11D-2.
B.
Prinsip Kerja Motor Diesel 4 Langkah
Pada dasarnya prinsip
kerja motor diesel sama dengan motor bensin 4 tak pada umumnya, hanya saja akan
berbeda pada saat langkah pembakaran atau usaha.
1.
Langkah Hisap
Pada
langkah hisap, piston bergerak dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati
bawah), katup hisap membuka dan katup buang menutup sehingga udara segar masuk
ke dalam silinder akibat adanya kevakuman melalui intake manifold.
2.
Langkah Kompresi
Pada
langkah kompresi, piston bergerak dari titik mati bawah ke tititk mati atas.
Pada saat ini kedua katup tertutup. Udara yang dihisap selama langkah hisap
ditekan sampai tekanannya naik sekitar 30kg/cm² dengan temperatur sekitar 500 -
800ºC. Pada akhir langkah kompresi injector menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar.
3.
Langkah
Pembakaran
Diikuti
oleh pembakaran tertunda, pada awal langkah pembakaran bahan bakar yang sudah
teratomisasi akan terbakar sebagai hasil pembakaran langsung dan membakar
hampir seluruh bahan bakar. Energi pembakaran mengekspansikan gas dengan sangat
cepat dan piston terdorong ke bawah. Gaya yang mendorong piston dan poros
engkol akan dirubah menjadi gerak putar yang sebagian disimpan dalam flywheel
untuk melanjutkan proses kerja motor selanjutnya.
4.
Langkah Buang
Pada
saat piston menuju titik mati bawah, katup buang terbuka dan gas sisa
pembakaran dikeluarkan pada saat piston bergerak ke atas lagi. Gas akan
terbuang habis saat piston mencapai titik mati atas, dan pada akhir langkah
buang katup masuk terbuka sehingga udara segar masuk ke dalam silinder dan ikut
mendorong gas buang keluar.
Tabel
2. Perbandingan motor bensin dengan motor diesel
Motor
Item
|
Motor Bensin
|
Motor Diesel
|
Langkah Hisap
|
Campuran udara dan bahan
bakar dihisap ke dalam silinder
|
Hanya udara yang dihisap
masuk ke dalam silinder
|
Langkah Kompresi
|
Piston mengkompresikan campuran
udara dan bahan bakar
|
Piston mengkompresikan udara untuk
menaikkan tekanan dan temperatur
|
Langkah Pembakaran
|
Busi menyalakan campuran
yang bertekanan
|
Bahan bakar disemprotkan
ke dalam udara yang bertemperatur dan bertekanan tinggi dan terbakar oleh
panas udara yang ditekan
|
Langkah Buang
|
Piston mendorong gas buang keluar
dari silinder
|
Piston mendorong gas buang keluar
dari silinder
|
Pengaturan Output Tenaga
|
Diatur oleh banyaknya
campuran udara dan bahan bakar yang dimasukkan
|
Diatur oleh banyaknya
bahan bakar yang diinjeksikan (Banyaknya udara masuk tidak diatur)
|
C.
Ruang Bakar Motor Diesel
Ruang bakar berfungsi
sebagai tempat pembakaran campuran udara dan bahan bakar. Ruang bakar dituntut
untuk memungkinkan terjadinya pembakaran yang sempurna. Ruang bakar motor
diesel merupakan bagian yang terpenting untuk menentukan kemampuan motor
diesel. Dikembangkan berbagai macam konfigurasi ruang bakar motor diesel untuk
menjamin bahan bakar yang disemprotkan ke dalamnya dapat mengurai, mengabut dan
bercampur rata dengan udara. Cara yang digunakan meliputi pembentukan saluran
masuk pada kepala silinder sehingga udara berputar di dalam silinder, atau
dengan jalan menambahkan ruang bakar bantu yang dapat mempercepat ekspansi gas
pada tahap pembakaran awal untuk meningkatkan efisiensi pembakaran. Ruang bakar
yang digunakan pada kendaraan-kendaraan adalah :
1.
Tipe Inejksi
Langsung (Direct Injection)
Injection
nozzle menyemprotkan bahan bakar langsung ke ruang bakar utama (main combustion
chamber) yang terdapat diantara cylinder head dan piston. Ruang yang ada pada
bagian atas piston merupakan salah satu bentuk yang dirancang untuk
meningkatkan efisiensi pembakaran.
a.
Keuntungan
Ø Penampang permukaan ruang injeksi langsung yang
kecil dapat mengurangi kerugian panas, sehingga menaikan temperatur udara yang
dikompresikan dan menyempurnakan pembakaran. Pada tipe ini pemanasan awal tidak
diperlukan untuk start dengan suhu udara sekitarnya normal. Efisiensi panas
yang tinggi disini juga dapat meningkatkan output dan menghemat penggunaan
bahan bakar.
Ø Struktur cylinder head lebih sederhana, jadi
kemungkinan deformasi karena panas akan lebih kecil.
Ø Karena kerugian panasnya kecil, maka perbandingan
kompresinya dapat diturunkan.
b.
Kerugian
Ø Pompa injeksi harus mampu menghasilkan tekanan tinggi
yang diperlukan untuk mengatomisasikan bahan bakar dengan menekannya keluar
melalui nozzle tipe berlubang banyak.
Ø Kecepatan maksimumnya lebih rendah karena pusaran
campuran bahan bakarnya lebih kecil dari pada tipe ruang bakar kamar depan
(auxiliary combustion chamber).
Ø Tekanan pembakaran yang tinggi menimbulkan suara
yang lebih keras dan resiko diesel knocking lebih besar.
Ø Mesin sangat peka terhadap kualitas bahan bakar,
biasanya diperlukan bahan bakar yang bermutu tinggi.
2.
Tipe Ruang Bakar
Tambahan
Injection
nozzle menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar yang terdapat pada cylinder
head. Ruang bakar tambahan dirancang untuk mempercepat ekspansi gas pada awal
pembakaran, tetapi konstruksinya lebih rumit dari pada tipe injeksi langsung.
Macam-macam ruang bakar tambahan adalah :
a.
Tipe Ruang Bakar
Kamar Depan
Bahan
bakar disemprotkan oleh injection nozzle ke kamar depan (precombustion
chamber). Sebagian akan terbakar ditempat, dan sisa bahan bakar yang tidak
terbakar ditekan melalui saluran kecil antara ruang bakar kamar depan dan ruang
bakar utama dan selanjutnya terurai menjadi partikel yang halus dan terbakar
habis di ruang bakar utama (main combustion chamber).
Ø Keuntungan
ü Pemakaian jenis bahan bakar lebih luas. Bahan bakar
yang relatif kurang baik dapat digunakan dengan asap pembakaran yang tidak
pekat.
ü Mudah pemeliharaannya karena tekanan injeksi bahan
bakar relatif rendah dan mesin tidak begitu peka terhadap perubahan timing
injeksi.
ü Karena disini digunakan throttle tipe nozzle, maka
diesel knock dapat dikurangi dan kerja mesin lebih tenang.
Ø Kerugian
ü Biaya pembuatan lebih tinggi karena bentuk silinder
lebih rumit.
ü Diperlukan starter yang lebih besar. Starter mesin
sulit, oleh karena itu diperlukan glow plug.
ü Pemakaian bahan bakar relatif lebih boros.
b.
Tipe Kamar Pusar
Kamar
pusar (swirl chamber) mempunyai bentuk spherical. Udara yang dikompresikan oleh
piston memasuki kamar pusar dan membentuk aliran turbulensi di tempat bahan
bakar yang diinjeksikan. Tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar akan
mengalir ke ruang bakar utama (main combustion chamber) melalui saluran
transfer untuk menyelesaikan pembakaran.
Ø Keuntungan
- Dapat dicapai kecepatan mesin yang tinggi karena turbulensi kompresinya tinggi.
- Gangguan pada nozzle lebih kecil karena menggunakan pin type nozzles.
- Tingkat kecepatan mesin lebih luas dan operasinya yang halus membuatnya banyak digunakan untuk mobil penumpang.
Ø Kerugian
- Konstruksi cylinder head dan cylinder block rumit.
- Efisiensi panas dan konsumsi bahan bakarnya lebih buruk dari pada sistem injeksi langsung.
- Menggunakan busi pijar, tetapi kurang efektif untuk kamar pusar yang besar, karena mesin tidak mudah start.
- Diesel knock akan lebih besar pada kecepatan rendah.
0 komentar:
Posting Komentar