TUGAS AKHIRTATA TULIS KATYA ILMIAH & SEMINAR

Nama:Rahmad NazifNim:1206403Kode seksi:201420730127Jurusan:Teknik Otmotif (S1)Dosen:Prof. Dr. Jalius Jama, M.ed

MESIN DIESEL

A. SEJARAH DAN CARA KERJA MESIN DIESELMotor bakar dieselbiasa disebut juga denganMesin diesel(ataumesin pemicu kompresi) adalahmotor bakar pembakaran dalamyang menggunakanpanas kompresiuntuk menciptakanpenyalaandan membakarbahan bakaryang telah diinjeksikan ke dalamruang bakar. Mesin ini tidak menggunakanbusisepertimesin bensinataumesin gas. Mesin ini ditemukan pada tahun1892olehRudolf Diesel, yang menerimapatenpada23 Februari1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun1900dengan menggunakan minyak kacang (lihatbiodiesel). Mesin ini kemudian diperbaiki dan disempurnakan olehCharles F. Kettering.Mesin diesel memilikiefisiensi termalterbaik dibandingkan denganmesin pembakaran dalammaupunpembakaran luarlainnya, karena memilikirasio kompresiyang sangat tinggi. Mesin diesel kecepatan-rendah (seperti pada mesin kapal) dapat memiliki efisiensi termal lebih dari 50%. Mesin diesel dikembangkan dalam versidua-takdanempat-tak. Mesin ini awalnya digunakan sebagai penggantimesin uap. Sejak tahun 1910-an, mesin ini mulai digunakan untuk kapal dankapal selam, kemudian diikuti lokomotif, truk, pembangkit listrik, dan peralatan berat lainnya. Pada tahun 1930-an, mesin diesel mulai digunakan untukmobil. Sejak saat itu, penggunaan mesin diesel terus meningkat dan menurutBritish Society of Motor Manufacturing and Traders, 50% dari mobil baru yang terjual diUni Eropaadalah mobil bermesin diesel, bahkan di Perancis mencapai 70%.Mesin diesel menggunakan prinsip kerjahukum Charles, yaitu ketika udara dikompresi maka suhunya akan meningkat. Udara disedot ke dalamruang bakarmesin diesel dan dikompresi olehpistonyang merapat dengan rasio kompresi antara 15:1 dan 22:1 sehingga menghasilkan tekanan 40-bar (4.0MPa; 580psi), dibandingkan dengan mesin bensin yang hanya 8 to 14 bars (0.80 to 1.40MPa; 120 to 200psi). Tekanan tinggi ini akan menaikkan suhu udara sampai 550C (1,022F). Beberapa saat sebelum piston memasuki proses kompresi,bahan bakar dieseldisuntikkan keruang bakarlangsung dalamtekanantinggi melalui nozzle dan injektor supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Injektor memastikan bahwa bahan bakar terpecah menjadi butiran-butiran kecil dan tersebar merata. Uap bahan bakar kemudian menyala akibat udara yang terkompresi tinggi di dalam ruang bakar. Awal penguapan bahan bakar ini menyebabkan sebuah waktu tunggu selagi penyalaan, suara detonasi yang muncul pada mesin diesel adalah ketika uap mencapai suhu nyala dan menyebabkan naiknya tekanan diatas piston secara mendadak. Oleh karena itu, penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saatpistonmendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection). Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear.Batang penghubung(connecting rod) menyalurkan gerakan ini kecrankshaftdan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar.Tingginya kompresi menyebabkan pembakaran dapat terjadi tanpa dibutuhkan sistem penyala terpisah (pada mesin bensin digunakanbusi), sehinggarasio kompresiyang tinggi meningkatkan efisiensi mesin. Meninggikan rasio kompresi pada mesin bensin hanya terbatas untuk mencegah kerusakanpra-penyalaan.Mesin asli Diesel menginjeksikan bahan bakar dengan bantuan udara bertekanan, yang mengatomisasi bahan bakar dan memaksa bahan bakar masuk dalam ruang bakar melalui nosel (menggunakan prinsip yang sama dengan semprotan aerosol). Bukaan nosel ditutup oleh katup yang dikontrol oleh camshaft untuk mengawali injeksi bahan bakar sebelum titik mati atas/top dead centre. Menggunakan 3 tahap kompresor memang memakan tenaga namun efisiensi dan output tenaga bersih yang dihasilkan diatas mesin pembakaran lainnya pada waktu itu.Mesin diesel saat ini menggunakaan tekanan sangat tinggi dengan pompa mekanik dan menekan bahan bakar dengan injektor tanpa udara bertekanan. Dengan diesel injeksi langsung, injektor akan menyemprot bahan bakar melalui 4-12 orifice kecil pada noselnya. Mesin diesel injeksi generasi awal selalu mempunyai pembakaran awal tanpa kenaikan tekanan yang drastis ketika pembakaran. Saat ini riset sedang dilakukan untuk menggunakan lagi beberapa bentuk injeksi udara desain asli Rudolf Diesel untuk mengurangi polusi nitrogen oksida. Pada semua mesin diesel, mesin diesel modern selalu mengacu pada desain asli Rudolf Diesel, dimana bahan bakar menyala melalui kompresi tinggi.Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalahgovernor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu pada putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih untuk mencapai tujuan ini melaluimodul kontrol elektronik(ECM) atauunit kontrol elektronik(ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakanalgoritmadan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melaluiaktuatorelektronik atau hidraulik untuk mengatur kecepatan mesin.B. KELEBIHAN MESIN DIESELUntuk keluasan tenaga yang sama, ukuran mesin diesel lebih besar dari pada mesin bensin karena konstruksi besar diperlukan supaya dalam bertahan dalam tekanan tinggi untuk pembakaran atau penyalaan. Dengan konstruksi yang besar tersebut pengeluaran modifikasi relatif mudah dan hemat untuk meningkatkan harga dalam penambahan turbocharger atau supercharger tanpa terlalu memikirkan ketahanan komponen terhadap tekanan yang tinggi. Mesin bensin perlu perhitungan yang rumit atau lebih cermat untuk memodifikasi peningkatan tenaga karena pada umumnya komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan yang tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya murah.Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan untuk meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Penambahan turbocharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar pada pemakaian bahan bakar karena bahan bakar di suntikan ke dalam ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan dikompresi yang tinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran, sedangkan pada mesin bensin sangat mempengaruhi pemakain bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sIstem karburator maupun injeksi.Mesin diesel sudah kita kenal sejak belasan atau bahkan puluhan tahun yang lalu. Kemudian umumnya kesan kita terhadap mesin diesel adalah berisik, bergetar, lamban, tidak bisa lari, asap hitam, susah dirawat dan mahal dalam perawatan. Beberapa dari hal diatas adalah merupakan kenyataan tetapi juga sekaligus lebih merupakan mitos yang sudah berkembang di masyarakat luas selama ini.Lebih parah lagi, di kalangan masyarakat berkembang pula hal-hal seperti malu bila harus antri di SPBU bersama truk dan bis saat harus mengisi bahan bakar. Percaya tidak percaya tetapi hal seperti itu terjadi.Sebenarnya mesin diesel ini justru memiliki keunggulan dalam hal perawatan yang justru amat sangat mudah dan murah karena tidak ada sistem pengapian seperti busi, koil dan distributor, kita hanya perlu mengganti oli mesinnya secara teratur sesuai jadwal, tentunya dengan menggunakan oli asli berkualitas baik yang sesuai dengan spesifikasi mesin dan melakukan penggantian rutin filter udara, filter oli serta filter solarnya. Jangan lupa juga untuk melakukan kalibrasi pompa injeksi dan nozel di bengkel spesialis kalibrasi apabila dirasa performa mesin mulai menurun (umumnya dilakukan antara 50.000 km sampai dengan 100.000 km sekali). Hanya dengan melakukan hal ini maka mesin diesel akan selalu memberikan performa yang senantiasa maksimal. Sayangnya, seiring dengan kesan ketangguhan mesin diesel ini, banyak pemilik mobil bermesin diesel yang mengabaikan perawatan rutinnya sehingga terjadilan kerusakan berat pada mesin dan timbul biaya perbaikan yang mahal. Padahal pada mesin bensin pun apabila tidak dirawat dan mengalami kerusakan juga akan memakan biaya perbaikan yang sama besarnya atau bahkan bisa lebih mahal. Dalam kondisi terawat, mesin diesel akan sangat awet dan tahan lama, itulah sebabnya kenapa truk, bis dan alat berat masih setia dengan menggunakan mesin peminum solar ini.Dari sisi efisiensi, kendaraan bermesin diesel sanggup berjalan 30% lebih jauh dari mesin bensin yang berkapasitas sama. Mesin ini pun lebih aman dan lebih tahan terhadap air, jadi tidak perlu kuatir apabila digunakan untuk menembus jalanan yang tergenang air selama ketinggian air tidak mencapai posisi belalai saringan udara. Karakter khas mesin diesel yang memiliki torsi besar di putaran mesin rendah akan menguntungkan kita saat berkendara menembus kemacetan yang seringkali kita alami terutama di jalanan kota-kota besar dan ketika kita berkendara di medan jalan pegunungan yang penuh dengan tanjakan dan turunan.Melihat perkembangannya, mesin diesel modern saat ini sudah jauh berbeda dengan mesin diesel lawas. Suaranya sudah jauh lebih halus, tenaga yang dihasilkan juga makin besar bahkan bisa menyaingi mesin bensin. Tingkat polusi yang dihasilkan pun sudah jauh lebih rendah. Hanya saja, saat ini memang pajak untuk mobil bermesin diesel masih sedikit lebih tinggi dari mesin bensin dan bahan bakar solar yang tersedia di negara kita belum sepenuhnya dapat mengakomodir kebutuhan mesin-mesin diesel modern.