1. tujuan 2. dasar teori - mesin.pnj.ac.id motor diesel.pdfjob sheet praktikum 1 ... mengetahui...

1

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

JOB SHEET PRAKTIKUM MOTOR DIESEL

JOB SHEET 1 MOTOR DIESEL 200 MENIT

1. TUJUAN

1. Mahasiswa memahami prinsip kerja bakar

2. Mahasiswa dapat memahami perbedaam komponen pada motor bakar

3. Mengetahui komponen dan fungsi dan fungsi dari motor bakar

2. DASAR TEORI:

1. Sejarah Motor Diesel

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi,

sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi

gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).Mesin ini

ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23

Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan

berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya

pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan

minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh

Charles F. Kettering.

2. Prinsip kerja motor diesel

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran

dalam (internal combustion engine) Prinsip kerja motor diesel adalah merubah

energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses

reaksi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam

silinder (ruang bakar). Pembakaran pada mesin Diesel terjadi karena kenaikan

temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga

mencapai temperatur nyala.

Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih

tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu

2





atau dua torak/. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki

satu torak.

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong

torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak,

sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak

akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft).Dan sebaliknya

gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada

langkah kompresi.

Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan

menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid

injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan

sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin

dianalisa dengan siklus otto).

3. Langkah kerja motor diesel

Berikut urutan langkah kerja dari mesin diesel:

1. Periode pemasukan = 18` = 180` = 48` = 246`

2. Pemampatan (Kompresi ) = Semua katup trtutup

3. Expansi = Semua katup tertutup

4. Pembuangan = 46` = 180` = 18` = 246`

3





1. Langkah Masuk

Pada saat langah pemasukan, piston bergerak dari TMA ke TMB. Dengan

bergeraknya piston maka akan menghisap udara luar. Adapun katup yang

membuka adalah katup masuk dan katup buang tertutup.

2. Langkah Kompresi

Setelah piston mengadakan atau pemasukan maka piston akan bergerak

dari TMB ke TMA, gerakan ini dimaksudkan agar udara yang ada di ruang bakar

segera dikompresikan atau dipampatkan. Adapun katup masuk dan katup buang

dalam keadaan tertutut dengan demikian udara tidak akan keluar.

3. Langkah Tenaga atau Pembakaran

Pada saat langkah kompresi maka langkah piston TMA bahan bakar yang

berada dalam nozel disemprotkan dalam ruang bakar berupa kabut , maka

dengan sendirinya akan terjadi pembakaran. Dari proses ini lah akan terdorong

piston dari TMA ke TMB sedang katup masuk dan buang masih dalam keadaan

tertutup.

4. Langkah Buang

Setelah langkah terakhir maka piston akan bergerak dari TMB ke TMA,

dengan gerakan piston ini maka akan mendorong gas hasil pembkaran pada saat

langkah tenaga, pada saat ini katup buang membuka sedang katup masuk akan

tertutup.

4





5. Waktu Injeksi

Injeksi dimulai pada saat piston dalam keadaan 62` sebelum TMA dan

langkah diakhiri 18` sesudah TMA. Diantara 60` sebelum TMA dan sesudah TMA

digunakan injector untuk injeksi kan bahan bakar didalam ruang bakar itu sendiri.

4. Jenis-jenis mesin diesel

1. Mesin diesel Silinder satu garis.

Jenis mesin diesel Ini merupakan pengeturan yang paling sederhana, dengan

semua silinder sejajar, satu garis (inline) seperti dalam gambar 1-2 . Konstruksi ini

biasa digunakan untuk mesin diesel yang mempunyai silinder sampai delapan.

Mesin diesel satu baris biasanya mempunyai silinder vertikal. Tetapi mesin diese

ldengan silinder horisontal digunakan untuk bus. Mesin diesel seperti ini pada

dasarnya adalah mesin vertikal yang direbahkan pada sisinya untuk mengurangi

beratnya.

2. Mesin diesel Pengaturan –V

Kalau jenis mesin diesel mempunyai lebih dari delapan silinder, sulit untuk

membuat poros engkol dan rangka yang tegar dengan pengaturan satu garis.

Pengaturan –V (gambar 1-3 a) dengan dua batang engkol yang dipasangkan pada

pena engkol masing-masing, memungkinkan panjang mesin dipotong

setengahnya jhingga lebih tegar, dengan poros engkol lebih kaku. Iini merupakan

pengaturan yang paling umum untuk mesin diesel dengan derlapan sampai

enambelas silinder. Silinder yang terletak pada satu bidang disebut sebuah bank;

sudut a antara dua bank bervariasidari 30 sampai 120 derajat, sudut yang paling

umum adalah antara 40 dan 70 derajat.

3. Mesin diesel Radial

Jenis mesin diesel radial Mempunyai silinder yang semuanya terletakpada satu

bidang dengan garis tengahnya berada pada sudut yang sama dan hanya ada

5





satu engkol untuk tempat memasangkan semua batang engkol. Mesin jenis mesin

diesel ini dibangun dengan lima, tujuh, sembilan dan sebelas silinder.

4. Mesin diesel Datar.

Pengaturan jenis mesin diesel semacam ini digunakan untuk bus dan truk.

5. Unit Mesin diesel Jamak.

Berat tiap daya kuda, yang disebut berat mesin diesel spesifik, makin besar

dengan makin bertambahnya ukuran mesin diesel , lubang dan langkah mesin

diesel. Untuk mendapatkan mesin dengan keluaran daya sangat tinggi tanpa

menambah berat spesifiknya, maka dua dan empat mesin lengkap, yang memiliki

enam atau delapan silinder masing-masing dikombinasikan dalam satu kesatuan

dengan menghubungkan tiap mesin diesel kepada poros penggerak utama s

(gb1- 4a dan b) dengan bantuan kopling dan rantai rol atau kopling dan roda gigi.

6. Mesin diesel torak berlawanan

Mesin diesel derngan dua torak tiap silinder yang menggerakkan doa poros

engkol digunakan dalam kapal dan ketreta rel. Disainya menunjukan banyak

keuntungan dari pembakaran bahan bakar, menyeimbangkan masa ulak-alik,

pemeliharaan mesin dan mudah dicapai.

5. Nama komponen dan cara kerja pada mesin diesel

1. Fuel Tank

Tangki bahan bakar (fuel tank) berfungsi untuk menyimpan bahan bakar,

terbuat dari plat baja tipis yang bagian dalamnya dilapisi anti karat. Dalam tangki

bahan bakar terdapat fuel sender gauge yang berfungsi untuk menunjukkan

jumlah bahan bakar yang ada dalam tangki dan juga separator yang berfungsi

sebagai damper bila kendaraan berjalan atau berhenti secara tiba-tiba atau bila

berjalan di jalan yang tidak rata. Fuel inlet ditempatkan 2-3 mm dari bagian dasar

tangki, ini dimaksudkan untuk mencegah ikut t

6





Bagian – bagian fuel tank

1. tutup tanki

tutup tanki ini di lengkapi dengan lubang pernapasan yang berfungsi untuk

mencegah kevakuman dan tekanan yang berlebihan di dalam tanki, pada lobang

pengisian biasanya dilengkapi strainer yang berfungsi menyaring kotoran yang

terbawa oleh bahan bakar.

2. drain valve

adalah lubang untuk menguras tanki atau untuk mengeluarkan kotoran/ air yang

mengendap pada tanki.

3. Stand pipe

Adalah pipa hisap transfer pump yang ujungnya diletakkan kurang lebih 5m di atas

dasar tanki agar endapan kotoran/air tidak masuk ke dalam sistem.

4. Buffle

Adalah penyekat yang berfungsi untuk menjaga permukaan bahan bakar pada

stand pipe selalu stanby pada saat mesin beroperasi pada nedan yang

bergelombang.

Water Separator

Adalah komponen yang berfungsi menyaring partikel kotoran yang kasar/air agar

tidak ikut terbawa bahan bakar ke dalam sistem, dengan tujuan melindungi

Transfer Pump dari partikel kasar/melindungi komponen dari kemungkinan karat.

7





Elemen filter ini terbuat dari strainer/kawat- kawat halus yang bisa di bersihkan,

sedangkan untuk water separatornya digunakan hanya untuk sekali pakai.

Gambar water separator

Pompa Injeksi ( Fuel Injection Pump )

Adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mendistribusikan bahan bakar

dengan tekanan tinggi kedalam masing- masing silinder melalui injektor sesuai

jumlah yang di butuhkan dan waktu yang tepat serta urutan pembakaran . pompa

injeksi masih dibedakan lagi menjadi dua model, yaitu:

a. Pompa injeksi tipe inline

Pompa injeksi inline banyak digunakan pada mesin diesel yang bertenaga

besar karena pompa injeksi mempunyai kelebihan yaitu tiap satu pompa melayani

satu silinder, elemen pompa yang terdiri dari satu silinder dan plunger keduanya

sangat presisi sehingga celah antara plunger dengan silinder sekitar 1/1000 mm,

ketelitian ini sangat baik untuk mencegah terjadinya kebocoran saat injeksi

walaupun pada putaran rendah, sebuah alur diagonal yang disebut alur pengontrol

adalah bagian dari plunger yang di potong pada bagian atas. Alur ini berhubungan

dengan bagian atas plunger oleh sebuah lubang

Gambar pompa injeksi inline

Elemen Pompa Injeksi Inline ( Injection Pump Element )

a) Plunger

Jenis Plunger menurut tpenya digolongkan atas :

1. Jenis tipe normal

8





2. Jenis tipe Counter

Kedua tipe plunger ini sama pekerjaannya hanya berbeda caranya.

Silinder mempunyai 2 buah lubang :

1. Lubang pintu pemasukan ( Inlet port )

2. Lubang pintu simpangan/ pembocoran ( Spill Port )

b) Rack/Sleeve

Adalah komponen yang fungsinya menentukan jumlah konsumsi fuel yang akan

diinjeksikan ke dalam silinder, sesuai dengan gerakan:

Rack : bergerak ke kanan dan ke kiri untuk menentukan posisi plunger saat

dilakukan perubahan konsumsi fuel yang akan diinjeksikan

Sleeve : Bergerak naik dan turun untuk menentukan posisi plunger

saat diperlukan perubahan konsumsi fuel yang akan

diinjeksikan

B. pompa injeksi tipe Rotary

Pompa injeksi rotary dirancang menggunakan plunger tipe tunggal untuk

mengatur banyaknya bahan bakar yang di injeksikan dengan tepat dan

pemberian bahan bakar ke setiap silinder mesin sesuai dengan urutan

penginjeksiannya. Kelebihan pompa injeksi rotary sendiri antara lain yaitu:

a. Kompak dan ringan karena hanya 4,5 kg dan komponennya hanya sedikit

jumlahnya

b. Mampu digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi

9





c. Seragam dalam jumlah penginjeksian bahan bakar

d. Mudah dalam menghidupkan mesin & memiliki putaran idle yang stabil

e. Mudah dalam penyetelan jumlah bahan bakar yang di injeksikan

f. Dilengkapi dengan solenoid penghenti bahan bakar

g. Konstruksinya dirancang sedemikian rupa sehingga jika terjadi mesin

berputar balik pompa tidak akan memberikan bahan bakar ke silinder

3. Solenoid

Dalam menghentikan semua jenis motor diesel diperlukan suatu metode

penghentian penyaluran bahan bakar pada injektor, yang berarti akan

menghentikan motor. Pada kebanyakan motor diesel kendaraan kecil hal tersebut

dilakukan dengan cara menggunakan sebuah selenoid listrik yang dikontrol oleh

saklar pengapian dan jika selenoid pada posisi bekerja maka tidak ada aliran

bahan bakar yang masuk ke plunger pump sehingga tidak ada bahan bakar yang

diinjeksikan.

Cara kerja

Pada saat kunci kontak on, arus mengalir kekumparan solenoid, medan magnet

yang ditimbulkan menarik inti besi kedalam kumparan, katup membuka, dengan

demikian solar mengalir masuk keruang tekanan tinggi ® mesin siap dihidupkan.

Pada saat kunci off, medan magnet hilang, pegas mendorong inti besi keluar ®

katup menutup.bahan bakar, solar terhenti, Ü motor mati.

10





Delivery valve

Delivery valve adalah katup yang berfungsi memberikan tekanan tinggi bahan

bakar ke injector melalui pipa tekanan tinggi dan mencegah aliran balik bahan

bakar dari pipa bertekanan tinggi ke barrel. Bahan bakar yang terkompresikan

oleh tekanan tinggi oleh plunger mendorong delivery valve ke atas dan bahan

bakar menyembur keluar. Segera setelah bahan bakar terkompresikan dengan

sempurna, delivery valve akan kembali ke posisi semula karena dorongan dari

valve spring untuk menutup lubang bahan bakar (fuel Passage), dengan demikian

dapat mencegah kembalinya bahan bakar

Delivery valve bergerak turun sampai permukaan valve seat ditahan dengan kuat.

Selama langkah ini bahan bakar ditarik kembali ke injection pipe, seketika itu juga

menurunkan residual pressure antara delivery valve dan nozzle. Penarikan

tersebut memperbaiki akhir peninjeksian dan sekaligus mencegah menetesnya

bahan bakar setelah penginjeksian.

Mechanic pengatur Kecepatan ( Mechanical Governor )

Fungsi Governor adalah :

1. Mengatur putaran engine agar konstan

2. Merubah putaran engine sesuai dengan power yang dinginkan

3. Mengatur respon engine

Fungsi dari governor adalah mengatur secara otomatis pemberian bahan bakar

sesuai dengan beban mesin. Mnurut mekanismenya governor dapat dibagi

menjadi 2 yaitu jenis pneumatic dan sentrifugal dan menurut fungsinya dapat

dibedakan antara jenis kecepatan dan jenis semua kecepatan. Jumlah bahan

11





bakar yang disemprotkan diatur menurut posisi control rack yang diatur oleh

governor

Seperti yang ditunjukan pada gambar, governor terdapat dua ruangan yang

dibatasi diafragma, Ruang A dihubungan oleh selang venture yang menghadap ke

saringan udara dan ruangan B dihubungkan ke Intake manifold atau venturi

tambahan. Salah satu ujung diafragma berkaitan dengan Control rack dan selalu

ditahan oleh pegas utama ke arah penyemprotan yang banyak. Bila mesin sudah

bekerja diafragma bergerak akibat perbedaan tekanan pada saringan udara dan

venture tambahan dan pengontrolan bahan bakar diperoleh dari keseimbangan

antara diafragma dan pegas utama

Bagian-Bagian dari Governor :

Drive Gear

Adalah komponen yang dapat mendeteksi/mengetahui putaran engine

Flyweight

Adalah komponen yang berfungsi merubah gaya putar engine menjadi gaya

translasi

Governor Spring

Adalah spring yang berfungsi membalance atau mengimbangi gaya translasi

flyweight sehingga didapatkan posisi posisi tertentu yang stabil sesuai dengan

putaran engine

Lever

Adalah bagian yang di yang dihubungkan secara mekanis dengan pedal throttle

untuk mengatur speed ( menambah/mengurangi ) putaran/power engine

Output Linkage

12





Adalah bagian yang dihubungkan dengan mekanisme perubahan jumlah

konsumsi fuel pada injection pump

Governor yang terpasang pada pompa injeksi digunakan untuk mengatur

kecepatan mesin. Kecepatan mesin ini sebanding dengan mengalirnya bahan

bakar ke dalam silinder ruang bakar

Pada governor mekanik, pengaturan injeksi bahan bakarnya sesuai dengan kerja

governor yang bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Plunger dari pompa injeksi

berputar oleh gerakan dari batang gerigi pengatur bahan bakar ( Control Rod ),

dengan demikian mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam

silinder.

Control Rod dihubungkan ke governor melalui floating lever. Bila putaran mesin

naik, batang gerigi pengatur bahan bakar bergerak mengurangi jumlah bahan

bakar yang di injeksikan. Bila putaran mesin turun, batang gerigi pengatur bahan

bakar ( Control Rod ) bergerak menambah bahan bakar yang di injeksikan.

Dengan demikian governor adalah suatu mekanisme untuk lever ratio dari floating

lever.

Jika mesin berputar idling, gaya sentrifugal dari bobot Flyweight adalah kecil. Jika

gaya sentrifugal ini tidak cukup besar untuk mengatasi tahanan dari batang gerigi

pengatur bahan bakar ( control Rod ) mesin dapat mati.

Cara Kerja Governor Sentrifugal Jenis RQ

a). Posisi start

Batang pengatur ditekan lebih dari maksimum (posisi start), Plunyer diputar

maksimum, langkah efektif paling besar . Dengan demikian volume penyemprotan

menjadi paling banyak. Bobot sentrifugal membuka karena pedal gas pada posisi

maksimum.

13





b). Posisi putaran idle

Setelah mesin hidup pedal gas dilepas, batang pengatur kembali ke posisi putaran

idle.

Plunyer diputar sedikit, volume penyemprotan juga sedikit. Bobot sentrifugal

membuka tergantung pada putaran mesin. Putaran mesin naik, bobot sentrifugal

membuka dan volume injeksi diperkecil. Putaran mesin turun, bobot sentrifugal

menutup dan volume injeksi diperbesar.

c). Posisi putaran menengah

Pada putaran menengah posisi batang pengatur hanya ditentukan oleh sopir.

Pedal gas sedikit ditekan, putaran mesin naik diatas putaran idle, bobot sentrifugal

membuka bebas dari pegas pengatur putaran idle dan terletak pada pegas

putaran maksimum. Dengan demikian pada posisi putaran menengah governor

tidak bekerja.

d). Pembatasan putaran maksimum

Batang pengatur pada posisi maksimum, putaran mesin juga maksimum. Bobot

sentrifugal membuka sesuai dengan putaran maksimum. Apabila putaran mesin

lebih tinggi dari putaran maksimum, bobot sentrifugal membuka penuh maka

batang pengatur tertarik ke arah stop sedikit dengan demikian governor dapat

membatasi putaran maksimum.

e). Pegas pengatur governor jenis RQ

Pada governor jenis RQ pegas pengatur dipasang menjadi satu dengan bobot

sentrifugal Pegas pengatur terdiri dari 3 buah pegas yang berfungsi untuk

mengatur putaran idle dan putaran maks. Pada putaran idle, pengaturan dilakukan

oleh pegas bagian luar (pegas idle). Bobot sentrifugal membuka tergantung dari

14





putaran idle dan dapat membuka tergantung dari putaran idle dan dapat membuka

maksimum = 6 mm

Pada pembatasan putaran maksimum, diatur oleh semua peges pengatur bobot

sentrifugal membuka maksimum = 5 mm dari posisi gambar B ( lihat gambar)

B. Governor Sentrifugal Jenis RSV

Governor sentrifugal jenis RSV adalah satu governor yang dapat meregulasi

setiap putaran mesin (putaran idle sampai putaran maksimum). Huruf V (verstell)

berarti penyetel/pemindah.Pada governor sentrifugal jenis RSV hanya terdapat

satu pegas tarik sebagai pengatur yang terpasang diluar bobot sentrifugal.

1. Cara kerja governor sentrifugal jenis RSV

a. Posisi start

Pada saat mesin belum hidup, batang pengatur selalu pada posisi start karena

tarikan dari pegas start.Dengan demikian mesin dapat lebih mudah dihidupkan

walaupun tuas penyetel pada posisi idle.

b. Posisi idle

Tuas penyetel pada posisi putaran idle. Pegas pengatur tertarik sedikit bobot

sentrifugal membuka tergantung putaran idle dan kekuatan pegas pengatur.

Putaran mesin naik, bobot sentrifugal membuka, volume injeksi diperkecil. Putaran

mesin turun, bobot sentrifugal menutup volume injeksi diperbesarSupaya putaran

idle dapat stabil, maka untuk meregulasi putaran dipasang pegas tambahan untuk

putaran idle.

15





c. Regulasi pada putaran menengah

Tuas penyetel pada posisi putaran menengah, pegas pengatur tertarik kuat,

batang pengatur bergerak kearah maksimum, bobot sentrifugal masih sedikit

terbuka. Dengan demikian volume injeksi menjadi besar / banyak, putaran mesin

naik. Bobot sentrifugal membuka. Apabila gaya sentrifugal lebih besar dari

kekuatan pegas. Dengan demikian pengatur tertarik kearah volume injeksi yang

kecil / sedikit sampai terjadi keseimbangan antara gaya sentrifugal dengan

kekuatan pegas pengatur.

d. Posisi putaran maksimum dan pembatasan

Tuas penyetel pada posisi maksimum pegas pengatur tertarik penuh. Volume

injeksi banyak putaran mesin tinggi dan bobot sentrifugal membuka. Putaran

maksimum dapat tercapai apabila gaya sentrifugal sebanding dengan kekuatan

pegas pengatur.

Putaran mesin bertambah naik bobot sentrifugal membuka tambah kuat batang

pengatur tertarik kearah stop / sedikit.

4. Injektor

Adalah komponen yang bertugas untuk mengkabutkan bahan bakar ke dalam

ruang silinder sesuai waktu yang di yang tepat agar terjadi pembakaran yang

sempurna.

Gambar injektor

Pembukaan injector ada berbagai macam cara antara lain menggunakan tekanan

bahan bakar solar yang tinggi, menggunakan solenoid, dan menggunakan cam.

16





Tetapi yang banyak digunakan pada motor diesel pada umumnya menggunakan

tekanan solar yang tinggi karena lebih sederhana dan lebih mudah.

Cara kerja injector:

Bahan bakar dari pompa tekanan tinggi masuk ke injector, karena penampung

injector berbebtuk kerucut sehingga ada tekanan ke atas dari bahan bakar untuk

melawan tekanan dari pegas, bila pegasnya kalah maka bahan bakar akan

menyembur lewat celah yang ada dan berupa kabut karena tekanannya tinggi. Ini

berlangsung selama tekanan bahan bakar melebihi tekanan pegas.

Pompa Pengalir

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

17





saringan kasa, volume diatas torak menjadi lebih kecil, katup tekan menutup, solar

ditekan kesaringan halus

Pompa pengalir kerja ganda

a) Langkah melawan pegas

Cara kerja :

Penumbuk rol ditekan oleh eksentrik Volume dibawah torak menjadi lebih kecil,

solar mengalir keluar melalui KT1 volume diatas torak menjadi lebih besar Solar

mengalir melalui KI2 kedalam ruang atas torak.

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

Pompa pengalir sistem membran

Cara kerja :

Tuas ditekan oleh eksentrik. Membran turun kebawah, Volume diatas membran

menjadi besar, katup hisap membuka, solar masuk keruang diatas membran

Langkah tekan

Cara kerja :

18





Membran bergerak keatas karena tekanan pegas volume diatas membran menjadi

kecil, katup tekan akan membuka, solar ditekan keluar melalui katup tekan

5. Turbocharger

Motor Bakar Dengan Turbocharger

Sebuah motor 4 langkah dikatakan turbocharger apabila tekanan isapnya lebih

tinggi daripada tekanan atmosfer sekitarnya. Hal ini diperoleh dengan jalan

memaksa udara atmosfer masuk ke dalam silinder selamalangkah isap, dengan

pompa udara yang disebut turbocharger.

Turbocharger memanfaatkan energy yang terkandung dalam gas buang untuk

menggerakkan kompresor sehingga lebih efektif menaikkan mean effective

pressure (mep) dibandingkan dengan metode supercharger, tanpa perlu

menaikkan kecepatan mesin, jumlah maupun langkah silinder, maupun kecepatan

rata-rata piston.

Tekanan efektif rata-rata (mep) mesin diesel menggunakan turbocharger

mencapai sekitar 160 – 230 psi dengan penambahan daya sekitar 75% – 100 %

dibandingkan mesin diesel tanpa turbocharger. Persyaratan utama turbocharger

terletak pada ketahanan dinding silinder dalam menerima gaya tekan yang

meningkat dalam silinder. Dan perbandingan berat dan daya yang dulunya 10 : 1

sekarang dapat mencapai 6 : 1.

Untuk mencapai daya output optimum maka efisiensi volumetris dan laju

pembilasan gas bekas harus ditingkatkan. Untuk mencapai keadaan ini maka

kompresi rasio harus dikurangi sedikit dan perubahan katup overlap. Secara

keseluruhan, semua turbocharger memiliki tiga sistem dasar yaitu turbin,

kompressor dan assembling bantalan.

19





Perbedan-perbedaan yang ada adalah pada variasi peningkatan tekanan dan

debit udara yang dimasukkan dalam ruang silinder. Rumah turbin, desain roda

turbin dan konstruksi yang berbentuk volute ataupun nozzle sangat menentukan

kecepatan aliran gas yang akan menggerakkan poros kompressor. Ketika mesin

mulai digerakkan maka gas buang akan memasuki rumah turbin yang berbentuk

volute dengan variasi ruang yang semakin kecil

dengan kecepatan yang sangat tinggi. Kecepatan gas yang sangat tinggi ini akan

digunakan untuk memutar turbin, yang kemudian keluar melalui pipa buang ke

atmosfir.

Akibat perputaran turbin maka compressor juga akan ikut berputar dan

menyebabkan terjadinya tekanan vakum pada sisi hisap compressor. Akibatnya

tekanan atmosfer akan memaksa udara ke dalam saluran hisap compressor pada

kecepatan relative tinggi. Udara ini kemudia memasuki diffuser dan mengalami

penekanan lagi pada rumah compressor dan

dikeluarkan melalui sisi tekan ke ruang silinder.

Cara pengoperasian turbocharger

1. Turbocharger dua tingkat

Jenis ini digunakan untuk meningkatkan batas torsi mesin dan tekanan efektif

rata-rata (mep). Beberapa jenis mesin V dan inline menggunakan dua atau empat

turbocharger dan aftercooler (masing-masing satu untuk pipa manifold buang).

Cara kerja:

Udara mengalir dari saringan udara ke rumah kompressor tingkat pertama (low

pressure turbocharger), kemudian keluar dari kompressor tingkat pertama dan

20





masuk kompressor tingkat kedua. Setelah udara ditekan pada kompressor tingkat

dua maka udara keluar melewati aftercooler menuju pipa hisap silinder. Pada

keadaan ini temperatur udara

dikurangi sampai 223°F (1060° C) dan tekanan berkisar 204,5 kpa.

Gas buang hasil pembakaran memasuki pipa manifold tipe pulsa yang kemudian

memasuki rumah turbin tingkat dua. Gas buang kemudian meninggalkan turbin

tingkat dua dan memasuki turbin tingkat pertama yang akan menggerakkan roda

turbin dengan sisa-sisa energi yang terkandung dalam gas buang. Kemudian gas

ini dibuang melalui pipa saluran buang ke atmosfer. Dengan metode ini

diperkirakan diperoleh daya tambahan sebesar 75 HP dan torsinya meningkat

sampai putaran 700 rpm.

2. Turbocharger majemuk

Berdasarkan uji coba eksperimental, maka dengan metode ini efisiensi total mesin

diesel dapat mencapai 46,5%. Sistem yang mencakup roda turbin dan porosnya

dihubungkan ke sebuah kopling fluida. Kemudian turbin ini dihubungkan dengan

roda gigi reduksi dan poros outputnya dihubungkan dengan crankshaft.

Cara kerja:

Gas buang menggerakkan roda turbin yang selanjutnya akan menggerakkan

kopling fluida yang akan menyebabkan turbin ikut berputar. Perputaran turbin

akan menggerakkan ruda gigi reduksi yang akan membantu pergerakan

crankshaft. Gas buang yang meninggalkan

rumah turbin diarahkan ke turbocharger yang akan menggerakkan turbin dan

kompressor didalamnya. Akibat pergerakan kompressor maka udara atmosfer

21





akan ditarik ke dalam kompressor dan ditekan melalui aftercooler masuk ke dalam

ruang silinder sehingga suhunya senantiasa konstan

1. Komponen Utama Turbocharger

1. Turbin

Roda turbin yang memulai proses keseluruhan kompresi udara ke silinder, turbin

turbocharger dapat dibuat dari aluminium atau keramik, dewasa ini penggunaan

keramik lebih diutamakan karena ringan dan tahan panas, semakin ringan turbin

akan menghasilkan putaran yang lebih cepat dan mencegah turbo lag. Turbo lag

adalah jeda saat mesin tidak merespon tekanan udara yang dihasilkan

turbocharger, biasanya terjadi saat mesin masih pada putaran rendah.

Roda turbin dapat berputar antara 80.000 – 150.000 rpm, untuk itu diperlukan

pelimasan yang sangat baik untuk mencegah kerusakan pada turbin. Turbin

dihubungkan dengan batang turbin (turbine shaft). Bantalan dan sambungan yang

sesuai antara turbin dan batang turbin sangat dibutuhkan karena mereka bekerja

pada putaran yang sangat tinggi.

2. Kompressor

Saat kompressor berputar, menghisap udara sekitar ke dalam air inlet yang

letaknya berlawanan dengan turbin untuk mendapatkan udara dingin. Kompressor

meningkatkan tekanan udara 6 – 8 psi. Pada tekanan permukaan laut, kepadatan

udara 14,7 psi. Sehingga kompressor dapat meningkat hingga 50%.

1. Komponen Pundukung Turbocharger

1. Blow off valve

Blow off valve merupakan komponen yang dapat mencegah kebocoran tekanan

udara (boost) terlalu awal saat meningkatkan tekanan udara yang biasanya terjadi

22





saat pergantian roda gigi transmisi. Banyak faktor untuk menggunakan blow off

valve bergantung pada dimana blow off valve tersebut dipasang, kapasitas dan

ukuran turbocharger dan daya mesin yang dihasilkan pada tiap kendaraan.

2. Wastegates

Salah satu komponen penting dari turbocharger penyetelan turbocharger untuk

mendapatkan hasil yang maksimal perlu diperhatikanpenggunaan wastegates

yang sesuai. Penggunaan wastegates dengan kapasitas terlalu kecil

mengakibatkan kenaikan tekanan udara (boost) berlangsung lambat dan

penggunaan wastegates dengan kapasitas terlalu besar dapat meningkatkan

boost lag dan menurunkan performamesin. Wastegates dapat disetel sesuai

dengan kemampuan turbocharger.

3. Relief Valve

Relief valve dapat digunakan sebagai komponen pengaman tekanan udara ganda

(secondary boost safety device). Dengan menyetel baut dapat mengontrol titik

pembuangan tekanan udara (dari 0,8 kg/mm2 hingga 2,0 kg/mm2). Melindungi

intake manifold dan mesin dari tekanan udara tiba-tiba dan overboosting.

4. Tachometer

menampilkan putaran mesin per menit sebagai indikator untuk pengemudi.

Dengan memperhatikan kecepatan putaran mesin, pengemudi dapat segera

mematikan mesin saat mesin bekerja berlebihan. Tachometer juga dapat

meyakinkan bahwa turbocharger dan mesin bekerja dengan selaras.

23





5. Boost Gauge

Menunjukkan besarnya tekanan udara yang dihasilkan turbocharger dalam psi

atau bar. Selama turbocharger dan mesin bekerja bersama-sama, besarnya

tekanan udara yang masuk ke dalam mesin sangat perlu diperhatikan, besarnya

harus selalu tetap dalam kapasitas yang di ijinkan (jangan sampai melebihi batas

spesifikasi atau overboost).

6. Turbo Timer

Turbin turbocharger berputar hingga 150.000 rpm, untuk itudibutuhkan pelumasan

yang sangat baik pada shaft turbin turbocharger. Jika mesin dengan turbocharger

tiba-tiba dimatikan maka turbin tidak dapat berhenti berputar dengan seketika

karena gaya sentrifugal yang dihasilkan. Jika mesin berhenti berputar, berhenti

juga sulpai oli pada poros turbin, apa jadinya jika turbin yang masih berputar

150.000 rpm bekerja tanpa pelumas. Untuk mencegah hal tersebut maka bagi

pemilik kendaraan yang dilengkapi dengan turbo hendaknya membiarkan mesin

berputar stationer selama 30 detik sebelum mesin dimatikan agar turbocharger

tidak berputar terlalu cepat. Kebanyakan pemilik kendaran enggan untuk

menunggu selama 30 detik sebelum mesin dimatikan, untuk itulah dibuat turbo

timer. Gunanya untuk menyalakan mesin selama waktu yang ditentukan (30 – 60

detik) setelah kunci kontak off untuk mencegah kerusakan akibat kurangnya

pelumasan pada komponen turbocharger.

1. Intercooler

Intercooler merupakan suatu alat yang berfungsi untuk melepas kalor. Intercooler

biasanya dipakai untuk mendinginkan udara keluaran dari supercharger atau

turbocharger. Temperatur udara keluaran turbocharger diatas 120°C, tergantung

dari tekanan (boost) yang dihasilkan maka dari itu temperatur udara yang sangat

tinggi sudah pasti memiliki kerapatan yang sangat rendah sehingga pembakaran

yang terjadi didalam silinder kekurangan oksigen sehingga menyebabkan

24





kemampuan unjuk kerja motor menurun. Dari sinilah muncul pemikiran untuk

membuat kerapatan udara yang masuk kedalam silinder bertambah supaya

kandungan oksigennya kaya. Maka dari itu pada motor bakar yang dilengkapi

sepercharger atau turbocharger harus disertai dengan penambahan intercooler.

Ditinjau dari pendinginannya intercooler dibagi 2 macam yaitu intercooler

berpendingin udara (air to aor intercooler) dan intercooler berpendingin air (air to

liquid intercooler)

a) Intercooler berpendingin udara (air to air intercooler)

Pendinginan intercooler umumnya menggunakan udara bebas yang mengalir

melalui fin-fin intercooler akibat mobil berjalan. Ada juga yang berpendingin udara

yang dihasilkan oleh kipas pendingin yang dihembuskan ke permukaan intercooler

sehingga angin tersebut melewati fin-fin intercooler.

Ada juga yang pendinginannya dengan media udara dan cairan (semprot air), ada

juga yang cairan saja. Penurunan temperatur keluaran intercooler dengan

pendinginan udara sekitar 15%-25%, dengan media udara dan semprotan air

sekitar 20%-35%. Dan yang paling extreme yang sering dilakukan pada mobil-

mobil balap (Drag race) pendinginan intercooler dengan menyemprotkan air dingin

pada permukaan intercooler sehingga temperatur keluarannya diharapkan sekitar

24-27°C (dari temperatur awal 120°C).

b) Intercooler berpendingin air (air to liquid intercooler)Intercooler dengan media

pendinginan cairan (air to liquid intercooler), cairan yang digunakan yaitu cairan

pendingin yang biasa dipakai untuk cairan pendingin radiator mobil (coolant).

Karena cairan pendingin mempunyai titik didih lebih tinggi dari pada titik didih air

(diatas 100°C) sehingga lebih baik untuk meredam panas. Prinsip kerjanya

sederhana, cairan

25





pendingin disirkulasikan oleh pompa sehingga cairan pendingin bersirkulasi

melalui pipa-pipa pendingin yang sisi luarnya merupakan udara yang didinginkan.

3. DAFTAR PERALATAN

1 Set Motor Diesel

4. LANGKAH KERJA

“ Disesuaikan dengan petunjuk pengoprasian mesin “

5. TUGAS

1. Mendata hasil praktikum dengan cermat dan rapi (menyerahkan copy data

praktikum)

2. Membuat laporan hasil praktikum ( dikumpulkan 1 minggu setelah praktikum)

berisi:

a. Judul,

b. Dasar teori,

c. Gambar rangkaian,

d. Penyajian data,

e. Analisa & grafik,

f. Kesimpulan.

1. tujuan 2. dasar teori - mesin.pnj.ac.id motor diesel.pdfjob sheet praktikum 1 ... mengetahui...

Documents