Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas
1. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
I.
LATAR BELAKANG
Pada umumnya suatu motor dapat diartikan sebagai
suatu
pesawat
yang
dapat
mengubah
energi
tertentu
menjadi energi gerak. Sedangkan yang dimaksud dengan
motor
bakar
adalah
mesin
kalor
dimana
gas
panas
diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu
sendiri dan langsung dipakai melakukan kerja mekanis
untuk menjalankan mesin tersebut.
Dalam
seratus
sejarah
tahun
perkembangannya,
sejak
dibuat
untuk
kurang
pertama
lebih
kalinya
motor bakar torak adalah penggerak mula yang ringan
dan kompak.
Dewasa ini motor bakar torak mempunyai peran yang
sangat penting dalam kehidupan manusia, hampir semua
orang
menikmati
transportasi,
manfaatnya
penerangan,
misalnya
pertanian,
dalam
bidang
industri
dan
sebagainya.
Pada
dasarnya
masalah
yang
akan
dibahas
dalam
pengujian motor bakar adalah pembakaran dalam yang
terdiri
dari
pengujian
motor
diesel
empat
langkah
dengan beberapa pengamatan tentang karakteristik dan
performance suatu mesin pada kondisi putaran konstan,
throttle konstan dan beban konstan.
II.
TUJUAN PENGUJIAN
Menganalisa
variasi
pembukaan
throttle
dan
putaran poros konstan dengan pembebanan bervariasi
terhadap
prsetasi
mesin
diesel
dengan
parameter-
parameter sebagai berikut :
1. Perbandingan antara bahan bakar dan udara dalam
silinder (AFR)
2. Besarnya
tekanan
yang
diberikan
secara
efektif
(Mep)
3. Laju
aliran
sesuai
dengan
kapasitas
siliinder
(Mth)
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
2. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
III.
TEORI DASAR
A. SEJARAH MESIN DIESEL
Rudolf Diesel (18 Maret 1858 - 30 September
1913) adalah seorang penemu Jerman, terkenal akan
penemuannya, mesin diesel, Dia lahir di Paris dan
meninggal
secara
misterius
di
kapal
fery
dalam
perjalanannya ke Inggris. Diesel mengembangkan ide
sebuah mesin pemicu kompresi pada dekade terakhir
abad
ke-19
tersebut
dan
pada
prototipe
menerima
23
yang
hak
Februari
berfungsi
paten
1893.
pada
untuk
Dia
awal
alat
membangun
1897
ketika
bekerja di pabrik MAN di Augsburg.
Padahal jaman itu (akhir abad 19 dan awal abad
20) belum ada orang yang berfikir tentang krisis
energi minyak, apalagi global warming. Sedemikian
hebatnya itu mesin, membuat pesaing-pesaingnya di
dunia
otomotif
September
dari
1913,
kabin
gigit
jari.
Diesel
hilang
kamarnya
di
Hingga
kapal
secara
SS
di
bulan
misterius
Dresden
saat
bepergian dari Jerman ke Inggris. Baru lima hari
kemudian
mayatnya
ditemukan
terapung
di
Sungai
Scheldt (Jerman). Tak seorang pun bisa menyibak
misteri di balik kematian Diesel tersebut.
Beberapa tahun kemudian, tepatnya tahun 1937 di
Jepang,
berdirilah
sebuah
pabrik
mesin
bernama
Tokyo Jidosha Kogyo Company yang sekarang berganti
nama
menjadi
Isuzu,
yang
line
produknya
adalah
Mesin Diesel. Konon salah seorang murid/asisten
Diesel berhasil mengcopy seluruh desain rancang
bangun
mesin
tersebut
dan
mengembangkannya
di
Jepang atas perintah Kaisar Tenno Haika Hirohito
untuk menjalankan mesin perangnya di Asia Pasifik.
Selama
hanguskan
Perang
semua
Dunia
sumur
II,
Jepang
minyak
membumi
milik
kolonial
Belanda, Inggris dan Perancis di Asia Tenggara.
Namun,
Diesel Engine I
di
sisi
lain,
Jepang
juga
memerintahkan
Internal Combustion Engine
3. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
anak jajahannya untuk menanam jarak pagar, yang
bijinya
diperas
untuk
dijadikan
biodiesel
yang
menggerakkan tank dan kapal perang mereka.
Para tentara Jepang dengan mesin perang yang
bermesin
diesel
Serikat.
Amerika
hampir
Hanya
tak
4
terkalahkan
buah
bom
oleh
atom
di
Hiroshima dan Nagasakilah yang mampu menghentikan
laju
gerak
melibas
bersepatu
Asia-Pasifik.
MacArthur
risiko
pasukan
karet
Sementara
Jendral
tergopoh-gopoh
kekurangan
balik
suplai
tersebut
Douglas
menyerang
minyak
dengan
bensin
di
sepanjang jalur penyerangannya di Pasifik Selatan,
yang bisa dikatakan mendahulukan merebut sumursumur minyak di Papua, Sulawesi dan Kalimantan.
Makanya tidak perlu heran kenapa mesin diesel
masih
berbahan
bakar
solar,
bukan
minyak
jarak
atau minyak kelapa sawit. Semua dikareakan para
pelaku industri minyak tidak mau rugi dan digulung
oleh petani kacang, kelapa sawit dan jarak pagar.
Pada
saat
menerima
hak
paten
atas
mesin
ciptaannya di Pekan Raya Paris 1912, Rudolf Diesel
menyampaikan pidato yang sangat-sangat berarti di
era Global Warming saat ini: “Der Gebrauch von
Pflanzenöl als Krafstoff mag heute unbedeuntend
sein. Aber derartige Produkte können im Laufe der
Zeit obenso wichtig werden wie Petroleum und diese
Kohle-Teer-Produkte von heute.” (Pemakaian minyak
nabati
sebagai
sepertinya
nanti
akan
tidak
bahan
bakar
berarti,
menjadi
untuk
tetapi
penting,
saat
pada
ini
saatnya
sebagaimana
minyak
bumi dan produk tir-batubara saat sekarang).
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
4. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 1. Rudolf diesel (Penemu mesin diesel)
Gambar 2. Mesin diesel pertama
Gambar 3. Siklus 4 Langkah
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
5. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
B. SIKLUS IDEAL TEKANAN KONSTAN
Gambar 4. Siklus ideal tekanan konstan
Keterangan:
Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan
kalor spesifik yang konstan;
Langkah isap (0-1) merupakan tekanan-konstan,
torak bergerak dari TMA ke TMB;
Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropik
torak bergerak dari TMB ke TMA;
Proses
pembakaran
tekanan
konstan
(2-3)
dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada
tekanan-konstan, torak mulai bergerak dari TMA
ke TMB;
Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropik,
torak bergerak dari TMA ke TMB;
Proses
pembuangan
(4-1)
dianggap
proses
pengeluaran kalor pada volume konstan;
Langkah
buang
(1-0)
ialah
proses
tekanan
konstan, torak bergerak dari TMB ke TMA;
Siklus dianggap tertutup, artinya siklus ini
berlangsung dengan fluida kerja yang sama atau,
gas
yang
berada
didalam
selinder
pada
waktu
langkah buang, tetapi pada waktu langkah isap
berikutnya
akan
masuk
sejumlah
fluida
kerja
yang sama.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
6. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Proses
pemasukan
kalor
pada
tekanan
konstan
sangat sukar dilaksanakan oleh karena itu dalam
perhitungan perancangan siklus motor Diesel yang
modern
biasanya
digunakan
siklus
udara
tekanan
terbatas sebagai pendekatan.
Siklus udara tekanan terbatas (siklus gabungan)
Apabila
pemasukan
kalor
pada
suatu
siklus
dilaksanakan baik pada volume-konstan maupun pada
tekanan-konstan,
siklus
tersebut
dinamai
siklus
tekanan-terbatas atau siklus gabungan. Gambar 2.
melukiskan diagram P vs v siklus ini. Pada gambar
itu terlihat proses pemasukan kalor berlangsung
selama proses (2-3a) sampai (3a-3).
Gambar 5. Siklus ideal volume konstan
Dalam
siklus
diatas
langkah
isap
(0-1)
dimisalkan memiliki tekanan sama dengan langkah
buang
(1-0).
Kedua
langkah
tersebut
diatas
sebenarnya memiliki tekanan yang berbeda.
C. SIKLUS AKTUAL
Dalam kenyataannya tiada satu siklus pun yang
merupakan
siklus
tekanan
konstan,
atau
siklus
tekanan terbatas. Tetapi boleh dikatakan antara
efisiensi
siklus
udara
dan
siklus
sebenarnya
terdapat hubungan tertentu, yaitu pada efisiensi
indikatornya:
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
7. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
i
dimana,
0,75 – 0,85 tekanan-konstan
Diesel
0,65 – 0,80 volume-konstan
i
Diesel
0,40 – 0,55
Gambar 6. Hubungan antara diagram pengatur katup
dengan grafik tekanan vs volume : (a) untuk motor
4 langkah; (b) untuk motor dua langkah
Penyimpangan
terjadi
karena
dari
dalam
siklus
udara
keadaan
yang
(ideal)
itu
sebenarnya
terjadi kerugian yang antara lain disebabkan oleh
hal berikut:
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
8. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1. Kebocoran fluida kerja karena penyekaan oleh
cincin torak dan katup tak dapat sempurna;
2. Katup tidak dibuka tepat di TMA dan TMB karena
pertimbangan
kelembaban
dapat
dinamika
fluida
diperkecil
penutupan
mekanisme
kerja.
bila
katup
katup
Kerugian
saat
disesuaikan
tersebut
pembukaan
dengan
dan
dan
besarnya
beban dan kecepatan torak;
3. Fluida kerja bukanlah udara yang dapat dianggap
sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang
konstan selama proses siklus berlangsung;
4. Pada motor bakar torak yang sebenarnya, pada
waktu
torak
berada
di
TMA,
tidak
terdapat
pemasukan kalor seperti siklus udara. Kenaikan
tekanan dan temperatur fluida kerja disebabkan
oleh proses pembakaran antara bahan bakar dan
udara di dalam selinder;
5. Proses pembakaran memerlukan waktu jadi, tidak
berlangsung
sekaligus.
Akibatnya
proses
pembakaran berlangsung pada volume dan ruang
bakar yang berubah-ubah karena gerakan torak.
Dengan demikian, proses pembakaran harus sudah
dimulai beberapa derajat sudut engkol sebelum
torak
mencapai
derajat
sudut
kembali
dari
TMA
dan
engkol
TMA
berakhir
sesudah
menuju
torak
TMB.
Jadi,
beberapa
bergerak
proses
pembakaran tidak dapat berlangsung pada volume
atau pada tekanan yang konstan. Di samping itu
pada
kenyataannya
tidak
pernah
terjadi
pembakaran tidak sempurna. Karena itu daya dan
efisiensinya
perbandingan
sangatlah
campuran
bergantung
bahan
pada
bakar-udara,
kesempurnaan bahan bakar-udara itu bercampur,
dan saat penyalaan;
6. Terdapat kerugian kalor yang disebabkan oleh
perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
9. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pendingin,
terutama
pada
langkah
kompresi,
ekspansi dan pada waktu gas buang meninggalkan
selinder.
Perpindahan
karena
terdapat
fluida
kerja
kalor
tersebut
terjadi
temperatur
antara
pendingin.
Fluida
perbedaan
dan
fluida
pendingin diperlukan untuk mendinginkan bagian
mesin yang menjadi panas, untuk mencegah bagian
tersebut dari kerusakan.
7. Terdapat kerugian energi kalor yang dibawa oleh
gas
buang
dari
sekitarnya.
dalam
selinder
Energi
dimanfaatkan untuk
ke
tersebut
atmosfir
tak
dapat
melakukann kerja mekanik;
8. Terdapat kerugian energi karena gesekan antara
fluida kerja dengan dinding sekitarnya.
Berdasarkan semua hal diatas, bentuk diagram P
vs v dari siklus yang sebenarnya tidak sama dengan
bentuk
tidak
siklus
diagram
pernah
siklus
ideal.
merupakan
tekanan
Siklus
sebenarnya
siklus
volume
konstan,
atau
siklus
tekanan
konstan
terbatas (gambar 2). Menunjukkan bentuk diagram P
vs v dari sebuah motor bakar torak 2-langkah dan
4-langkah yang sebenarnya.
Karena
semua
penyimpangan
tadi
menimbulkan
kerugian energi, hendaknya diusahakan agar siklus
yang sebenarnya itu mendekati siklus udara yang
ideal.
dipakai
Siklus
dalam
yang
ideal
pada
perhitungan
saat
ini
biasa
perancangan
atau
penaksiran.
Siklus Aktual 4 Tak
Pada titik 2 atau 10° sebelum TMA katup isap
mulai terbuka, katup isap terbuka sampai titik 4
atau 45° setelah TMB. Namun langkah isap terjadi
dari 3 sampai TMB. Langkah isap baru terjadi pada
titik 3 karena dari titik 2 sampai titik 3 katup
buang masih terbuka sehingga jika dari titik 2
sudah
Diesel Engine I
terjadi
langkah
isap
maka
gas
hasil
Internal Combustion Engine
10. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pembakaran
bisa
masuk
ke
dalam
intake
manifold
sehingga akan merusak intake manifold. Sementara
itu dari TMB sampai titik 4 sudah bukan merupakan
langkah
isap
karena
torak
sudah
mulai
bergerak
menuju TMA sehingga sebagian udara dalam silinder
keluar
dari
melalui
MB
intake
terjadi
sudah
manifold.
langkah
Dan
seharusnya
kompresi.
Namun
langkah kompresi belum terjadi karena katup isap
masih
terbuka
kompresi
itu
sementara
seharusnya
terjadi
jika
kedua
langkah
kompresi
langkah
katup
sudah
tertutup.
Selanjutnya
sampai
seputaran
sebelum
TMA
TMA
bahan
setelah
bakar
di
terjadi
beberapa
injeksikan
dari
4
derajat
sehingga
terjadi pembakaran. Proses pembakaran itu terjadi
di
sekitaran
TMA,
TMA
disini
atau
terjadi
beberapa
derajat
sebelum
cepat
sampai
pembakaran
beberapa derajat setelah TMA, terjadi pembakaran
lanjutan.
Kemudian
dari
seputaran
TMA
sampai
sebelum titik 1 terjadi langkah kerja. Pada titik
1 atau 45° sebelum TMB katup buang sudah mulai
terbuka
sehingga
terjadi
pelepasan
kalor,
pelepasan kalor ini terjadi dari titik 1 sampai
TMB. Dimana disini belum bisa dikatakan langkah
buang
karena
walaupun
katup
buang
sudah
mulai
terbuka, namun torak masih bergerak menuju TMB.
Gas hasil pembakaran itu keluar dengan sendirinya
tanpa ada dorongan dari torak.
Selanjutnya langkah buang itu terjadi dari TMB
sampai TMA dimana torak bergerak dari TMB menuju
TMA sehingga memaksa gas hasil pembakaran keluar
melalui katup buang. Dari TMA sampai titik 3 sudah
tidak bisa dikatakan sebagai langkah buang karena
walaupun
katup
buang
masih
terbuka
namun
torak
sudah bergerak menuju TMB. 10° sebelum TMA terjadi
over lapping dimana katup isap sudah mulai terbuka
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
11. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
sementara katup buang masih belum tertutup. Pada
motor diesel ini merupakan suatu keuntungan karena
saat langkah buang sudah mendekati TMA atau saat
katup isap mulai terbuka(10°) sebelum TMA sebagian
udara hasil pembakaran masuk ke dalam katup isap
sehingga memanaskan udara yang akan di isap ke
dalam
ruang
bakar.
Sehingga saat
Ini
terjadi
sampai
TMA,
langkah isap terjadi yang di isap
ke dalam ruang bakar adalah udara panas sehingga
pembakaran cepat itu dapat terjadi lebih cepat.
Siklus Aktual 2 Tak
Sebelum
TMA
pemasukan
terjadi
awal
udara(diesel),
bakar(bensin)
ke
dalam
penyemprotan
udara
dan
silinder.
atau
bahan
Proses
ini
terjadi akibat perbedaan tekanan dimana tekanan di
dalam
lebih
kecil
daripada
Pemasukan
udara(diesel),
bakar(bensin)
ini
sampai
2°
terjadi
sebelum
TMA.
tekanan
udara
dari
2°
luar.
dan
14°
sebelum
di
bahan
sebelum
TMA
TMA
terjadi
akhir penyemprotan (beban penuh). Dikatakan beban
penuh karena campuran udara dan bahan bakar sudah
mencukupi ruang engkol dan tekanan di dalam sudah
lebih besar dari pada tekanan di luar sehingga
mendorong katup buluh dan katup buluh tertutup.
Katup
buluh
ini
bekerja
berdasarkan
prinsip
tekanan.
Karena saat langkah isap, torak sudah mendekati
titik
mati
sebelum
atas
langkah
sehingga
isap
di
campuran
asumsikan
udara
dan
bahwa
bahan
bakar sudah berada di atas torak yang kemudian di
kompresi sehingga terjadi pembakaran.
Proses pembakaran terjadi di sekitaran TMA atau
beberapa
derajat
sebelum
TMA
sampai
beberapa
derajat setelah TMA. Setelah itu terjadi langkah
kerja. Langkah kerja ini terjadi beberapa derajat
setelah
Diesel Engine I
TMA
atau
setelah
proses
pembakaran
Internal Combustion Engine
12. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
berlangsung. Sampai sebelum titik 1 atau sebelum
lubang buang terbuka. Saat lubang buang terbuka
atau
pada
titik
1
(85°)
sebelum
TMB
terjadi
pelepasan kalor dimana saat lubang buang terbuka
sebagian
gas
sendirinya
hasil
tanpa
pembakaran
ada
paksaan.
keluar
Setelah
dengan
mencapai
titik 2 atau lubang isap terbuka(saluran bilas)
48° sebelum TMB sudah terjadi langkah buang dimana
meskipun torak masih bergerak menuju TMB tetapi
pemasukan campuran udara dan bahan bakar memaksa
gas hasil pembakaran keluar melalui saluran buang.
Langkah buang ini terjadi sampai titik 4(lubang
buang tertutup). Jadi langkah buang terjadi akibat
dari
pemasukan
bahan
bakar
Namum
seiring
langkah
dan
buang
gerakan
yang
piston.
terjadi,
juga
terjadi pemasukan campuran udara dan bahan bakar
melalui
saluran
bilas.
Setelah
lubang
buang
tertutup pada titik 4 atau 55° setelah TMB terjadi
langkah kompresi sampai TMA.
D. KLASIFIKASI POMPA INJEKSI (FUEL INJECTION PUMP)
1. Fungsi Pompa Injeksi Bahan Bakar
Pompa injeksi bahan bakar (Fuel Injection Pump)
berfungsi
untuk
ruang
bakar
tinggi
(max
diinjeksikan
mensuplai
melalui
300
bahan
nozzle
kg/cm2).
dengan
dengan
Bahan
tekanan
bakar
tekanan
bakar
tinggi
ke
yang
tersebut
akan membentuk kabut dengan partikel-partikel
bahan bakar yang sangat halus sehingga mudah
bercampur dengan udara.
2. Lokasi Pompa Injeksi Bahan Bakar
Pompa injeksi bahan bakar (Fueli njection pump)
pada diesel engine dengan susunan silinder tipe
in-line biasanya terletak di bagian kiri atau
kanan
dari
biasanya
Diesel Engine I
engine.
diletakkan
Sedangkan
di
tengah.
pada
Ada
V-engine
juga
V-
Internal Combustion Engine
13. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi
yang masing-masing diletakkan di bagian kanan
dan kiri engine.
Gambar 7. Pompa injeksi bahan bakar
Pompa injeksi bahan bakar (Fueli njection pump)
pada diesel engine dengan susunan silinder tipe
in-line biasanya terletak di bagian kiri atau
kanan
dari
biasanya
engine.
diletakkan
Sedangkan
di
pada
tengah.
V-engine
Ada
juga
V-
engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi
yang masing-masing diletakkan di bagian kanan
dan kiri engine.
Pompa
bahan
pada diesel
automobile
bakar
yang
umum
engine putaran
dan
mesin-mesin
digunakan
tinggi
untuk
konstruksi
adalah
tipe jerk pump system. Jerk berarti bergerak ke
atas. Hal ini dikarenakan pompa ini menggunakan
plunger
yang
bergerak
ke
atas
pada
saat
memompa bahan bakar ke ruang bakar engine.
3. Klasifikasi pompa injeksi
Pompa
injeksi
bahan
bakar
tipe
central
diklasifikasikan ke dalam empat tipe, yaitu:
tipe
Diesel Engine I
in-line,
distributor,
V,
dan
parallel.
Internal Combustion Engine
14. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Tipe in-line digunakan pada diesel engine kelas
menegah dan besar, dimana plunger-nya disusun
segaris dengan jumlah sesuai dengan banyaknya
silinder.
Tipe
ditributor
kadang
digunakan
pada diesel engine ukuran kecil, dimana pada
tipe ini, bahan bakar disuplai oleh satu buah
plunger yang melayani semua silinder. Pada tipe
V, plunger-nya disusun dengan bentuk V.
Gambar 8. In-line type
Gambar 9. Distributor type
Gambar 10. Single type
Gambar 11. Unit Injector
Pada
tipe
parallel,
line pump disusun
Diesel Engine I
secara
dua
buah
parallel.
inPompa
Internal Combustion Engine
15. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
injeksi
bahan
bakar
tipe
separate
diklasifikasikan ke dalam dua tipe, yaitu: tipe
single
dan
tipe
unit injector.
single,
camshaft-nya
digunakan
Pada
untuk
tipe
memompa
bahan bakar. Sedangkan pada tipe unit injector,
antara injection pump dan injection nozzle-nya
dijadikan satu.
E. KLASIFIKASI INJEKTOR NOZZLE
Gambar 12. Injector nozzle
Nosel injektor
spuyer
pada
kencang
mesin
mobil
pada
mobil
injeksi,
karburator.
berpasokan
Kalau
ibarat
mau
bikin
ya
mesti
karburator,
ganti spuyer berukuran lebih besar.
Sama hal mobil berpasokan injeksi, bisa juga
dibuat lebih kencang. Caranya, tentu memperbanyak
debit bahan bakar. Bisa dengan memanipulasi ECU
lewat permainan piggyback atau mengganti keempat
nosel
injektor
versi
aftermarket
yang
memiliki
lubang pengkabutan lebih banyak.
Cara terakhir ini diyakini beberapa tuner di
Tanah Air bisa membuat mobil melesat tanpa harus
mengorbankan bahan bakar. “Di atas kertas, command
dari ECU dan pressure bahan bakar di fuel rail tak
ada yang berubah,” papar David Ahie yang sudah
pasang ke ratusan mobil pelanggannya.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
16. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Namun karena jenis dan tipe nosel diganti yang
memiliki
hambatan
buka-tutup
lebih
lubang
Menyebabkan,
tinggi,
injektor
debit
bahan
sehingga
jadi
bakar
waktu
lebih
lama.
bertekanan
yang
tersisa di fuel rail bisa tersembur tanpa sisa.
Untuk
beberapa
injektor
padat
mobil
aftermarket,
pada
yang
terasa
putaran
sudah
dipasang
akselerasi
menengah
lebih
hingga
atas.
“Pemilihan injektor yang pas untuk mobil tertentu
harus lewat riset sekaligus trial and error.
Gambar 13. Injector aftermarket
Nosel
yang
tersedia
pun
memiliki
keragaman
bentuk dan spesifikasi. Hampir semuanya berasal
dari
brand
terkenal
seperti
Denso,
Keihin
atau
Aisin
yang
kemudian
dilabel
ulang
dengan
merek
beberapa
tipe
mobil
sudah
ada
sisanya
masih
Von's.
“Untuk
patokannya,
dalam
riset
sampai
didapat tipe nosel yang paling cocok,” jelasnya.
Sebagai contoh, Suzuki APV Arena yang berkapasitas
1.500
cc
dengan
nosel
injektor
berwarna
oranye
memiliki lubang nosel sebanyak 4 buah.
Setelah diganti dengan injektor berkelir biru
merek
Denso
menjadi
yang
lebih
berbodi
yahud.
lebih
“Sama-sama
besar,
lubang
tarikan
empat
tetapi hambatannya lebih besar.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
17. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
F. SISTEM BAHAN BAKAR
Gambar 14. Sistem bahan bakar
1. Tangki Bahan Bakar (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
separator yang
ada
dalam
berfungsi
tangki
dan
juga
sebagai damper bila
kendaraan berjalan atau berhenti secara tibatiba atau bila berjalan di jalan yang tidak
rata. Fuel
bagian
inlet ditempatkan
dasar
tangki,
ini
2
–
3
mm
dimaksudkan
dari
untuk
mencegah ikut terhisapnya kotoran dan air.
2. Saringan Bahan Bakar dan Water Sedimenter
Saringan bahan bakar untuk pompa injeksi tipe
distributor kebanyakan digabung dengan priming
pimp dan water sedimeter. Saringan bahan bakar
berfungsi untuk menyaring debu dan kotoran dari
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
18. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
bahan
bakar.
mengelurakan
Priming
udara
pump
palsu
berfungsi
dari
untuk
bahan
bakar
(bleeding),sedangakan water sedimeter berfungsi
untuk memisahkan air dari bahan bakar dengan
memanfaatkan perbedaan berat jenis.
Bila
batas
tinggi
air
tertentu
pelampung
dan
pelampung
maka
akan
maknet
menutup
naik
yang
melebihi
pada
switch
reed
ada
dan
menyalakan lampu indikator pada meter kombinasi
untuk memperingatkan pengemudi bahwa air telah
terkumpul pada water sedimeter. Water sedimeter
mempunyai
keran
dikeluarkan
di
bawahnya,
dengan
air
membuka
dapat
keran
dan
menggerakkan priming pump.
Pompa injeksi tipe in line menggunakan filter
dengan elemen terbuat dari kertas. Pada bagian
atas
filter
bodi
terdapat
sumbat
ventilasi
udara yang digunakan untuk mengeluarkan udara
(bleeding).
Priming
pump
pada
pompa
injeksi
tipe in line merupakan satu unit bersama feed
pump dan dipasangkan pada bodi pompa injeksi.
3. Pompa Priming (Priming Pump)
Pompa priming berfungsi untuk menghisap bahan
bakar dari tangki pada saat mengeluarkan udara
palsu dari sistem bahan bakar(bleeding).
Cara kerjanya sebagai berikut:
a. Saat pump handle ditekan
Diafragma
bergerak
ke
bawah
menyebabkan
outlet check valve terbuka dan bahan bakar
mengalir ke fuel filter. Pada saat yang sama
inlet check valve tertutup mencegah bahan
bakar mengalir kembali.
b. Saat pump handle dilepas
Tegangan
posisi
pegas
semula
mengembalikan
dan
diafragma
menimbulkan
ke
kevakuman,
inlet valve terbuka dan bahan bakar masuk
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
19. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
keruang pompa . pada saat ini outlate valve
tertutup.
4. Feed Pump (Untuk Pompa Injeksi Tipe In-line)
Feed pump berfungsi untuk mengisap bahan bakar
dari tangki dan menekannya ke pompa injeksi.
Feed
pump
adalah
dipasangkan
single
pada
sisi
acting
pompa
pump
yang
injeksi
dan
digerakkan oleh camshaft pompa injeksi.
Cara kerjanya sebagai berikut:
a. Saat Penghisapan
Saat camshaft tidak mendorong tapet roller,
piston
mendorong
pushrod
kebawah
karena
adanya tegangan piston sparing. Pada saat
itu
volume
pressure
chamber
membesar
dan
membuka inlet valve untuk menghisap bahan
bakar.
b. Saat Pengeluaran
Camshaft terus berputar dan mendorong piston
melalui tappet roller dan pushrod. Piston
menekan
bahan
bakar
chamber,
membuka
didalam
outlate
velve
pressure
dan
bahan
bakar dikeluarkan dengan tekanan.
c. Saat Tekanan Tertinggi
Sebagian
bahan
memasuki pressure
bakar
yang
chamber(9)
dikeluarkan
yang
terletak
di bawah piston. Bila tekanan bahan bakar di
bawah piston naik mencapai 1,8 – 2,2 kg/cm²
maka
tegangan
kuat
untuk
piston
sparing
menurunkan
piston.
tidak
cukup
Akibatnya,
piston tidak dapat lagi bergerak bolak balik
dan pompa berhenti bekerja.
5. Pompa Injeksi (Injection Pump)
a. Pompa Injeksi Tipe Distributor
Bahan
bakar
dibersihkan
oleh
lifter
dan
water sedimeter dan di tekan oleh feed pump
tipe
Diesel Engine I
vane
yang
mempunyai
4
vane.
Pump
Internal Combustion Engine
20. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
plunger bergerak lurus bolak balik sambil
berputar karena bergeraknya drive shaft, cam
plate, plunger sparing dan lain lain.
Gerakan plungermenyebabkan
bahan
bakar
dan
naiknya
menekan
tekanan
bahan
bakar
melalui delivery valve ke injektion nozzle.
Mechanical gavernor berfungsi untuk mengatur
banyaknya
bahan
bakar
oleh nozzle dengan
yang
diinjeksikan
menggerakkan
spill
ring
sehingga mengbah saat akhir langkah efektif
plugner.
Pressure
memajukan
saat
timer berfungsi
penginjeksian
untuk
bahan
bakar
dengan cara mengubah posisi tappet roller.
Fuel cut-off solenoid untuk menutup saluran
bahan bakar dalam pompa.
b. Pompa Injeksi Tipe in-Line
Feed pump menghisap bahan bakar dari tangki
dan menekan bahan bakar yang telah disaring
oleh filter ke pompa injeksi. Pompa injeksi
tipe in-line mempunyai cam dan plunger yang
jumlahnya sama dengan jumlah silinder pada
mesin.
Cam
menggerakkan
plunger
sesuai
dengan firing order mesin.
Gerak
lurus
menekan
bolak-balik
bahan
bakar
dari plunger ini
dan
mengalirkannya
ke injection nozzle melalui delivery valve.
Delivery
valve berfungsi
untuk
menjaga
tekanan pada pipa injeksi dan menghentikan
injeksi dengan cepat. Plunger dilumasi oleh
bahan bakar dan camshaft oleh oli mesin.
Gavernor mengatur banyaknya bahan bakar yang
disemprotkan
oleh injection
menggeser control
rack.
nozzle dengan
Governor
terdiri
atas dua tipe yaitu : mechanical gavernor
dan
combined
pneumatic).
Diesel Engine I
governor
Timing
(mechanical
injeksi
bahan
dan
bakar
Internal Combustion Engine
21. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
diatur
olah
automatic
contrifugal
timer.
Timer mengatur putaran camshaft.
6. Injection Nozzle
Injection
nozzle
body dan needle.
untuk
terdiri
Injection
menyemprotkan
atas
nozzle
dan
nozzle
berfungsi
mengabutkan
bahan
bakar. Antara nozzle body dan needle dikerjakan
dengan presisi dengan toleransi 1/1000 mm (1/40
in).
Karena
proses
itu,
kedua
penggantiannya
komponen
harus
itu
secara
dalam
bersama-
sama.
Cara kerjanya sebagai berikut.
a.
Sebelum Penginjeksian
Bahan bakar yang bertekanan tinggi mengalir
dari pompa injeksi melalui saluran minyak
(oil passage) pada nozzle holder menuju ke
oil pool pada bagian bawah nozzle body.
b.
Penginjeksian Bahan Bakar
Bila
tekanan
pool naik,
bahan
ini
ujung needle.
bakar
menekan
akan
Bila
pada oil
permukaan
tekanan
ini
melebihi
kekuatan pegas , maka nozzle neddle akan
terdorong ke atas dan menyebabkan nozzle
menyemprotkan bahan bakar.
c.
Akhir Penginjeksian
Bila
bahan
pompa
injeksi
bakar,
tekanan
dan pressure
needle ke
bahan
bahan
mengalirkan
bakar
turun,
spring mengembalikan nozzle
posisi
bakar).
tersisa
berhenti
semula
Sebagian
antara nozzle
(menutup
bahan
saluran
bakar
yang
needle dan nozzle
body, melumasi semua komponen dan kembali
ke over flow pipe.
7. Busi Pemanas
Bila
mesin
dingin,
Diesel Engine I
diesel
ruang
dihidupkan
bakarnya
masih
dalam
keadaan
dalam
keadaan
Internal Combustion Engine
22. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
dingin dan tekanan udara kadang-kadang panasnya
kurang
untuk
membakar
bahan
bakar
sehingga
mesin sukar dihidupkan.
Problem
ini
sering
terjadi
pada
mesin
mesin
diesel yang dilengkapi dengan ruang tambahan
(auxiliary chamber), hal ini disebabkan luas
areal
ini,
ruang
bakar
diperlukan
yang
busi
besar.
pijar
Dengan
pada
ruang
alasan
bakar
mesin diesel tipe ruang tambahan. Arus listrik
dialirkan
ke
busi
pijar
sebelum
dan
selama
mesin dihidupkan untuk memanaskan ruang bakar,
dengan demikian dapat diatur temperatur udara
yang
dikompresikan
pada
tingkat
yang
cukup
tinggi. Sebagian besar sistem injeksi langsung
tidak
mempunyai
busi
pijar,
disebabkan
mempunyai luas permukaan yang kecil dan sedikit
sekali panas yang hilang. Di areal yang dingin,
temperatur
rendah
alasan
udara
dan
mesin
ini,
dilengkapi
berfungsi
luar
kadang-kadang
sangat
dihidupkan.
Dengan
sukar
pada
beberapa
dengan intake
untuk
menaikkan
air
mesin
diesel
heater yang
temperatur
udara
masuk.
G. CDI DC, dan CDI AC
CDI motor memiliki beberap macam type, mulai
tanpa pulser, CDI AC dan DC. Semua memiliki fungsi
sama
yakni
membangkitkan
tegangan
tinggi
koil
sebagai sistem pengapian motor.
Sistem CDI AC merupakan CDI motor yang telah
lama berkembang, yakni memanfaatkan spul/kumparan
pada magnet untuk membangkitkan tegangan menengah
untuk suplay capasitor CDI ke koil yang akan di
switch oleh SCR sesuai input dari pulser.
Untuk CDI DC sebenarnya basic tetap sama dengan
CDI AC, namun untuk tegangan menengah AC di suplay
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
23. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
oleh inverter/ konverter (Kotak warna biru pada
gambar)
sebagai
pembangkit
tegangan
AC
melalui
oscillator dan transistor switching melalui trafo
inti
ferit(Trafo
membutuhkan
spul
frekuensi
pada
tinggi).
magnet
lagi,
Jadi
yang
tidak
juga
menambah beban mesin walau hanya beberapa persen
saja.
Gambar 15. Schematic diagram CDI AC
Gambar 16. Schematic diagram CDI DC
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
24. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1. CDI AC(CDI arus bolak-balik)
Kelebihan
a. Menggunakan arus yang berasal langsung dari
spull CDI.
b. Terdapat
spull
CDI
sendiri
untuk
mengalirkanya ke CDI.
c. Komponen
tak
berhubungan
dengan
sistem
pengisian.
d. Kemungkinan rusak dalam jangka lama.
e. Harganya pun lebih murah.
Jenis motor yang menggunakan CDI AC yaitu Honda
Grand,Supra, Atrea 800, Legenda,Supra Fit, NSRSP,
Yamaha
Alfa,
Force1,
RX-S,
RX-K,
RX-Z,
Crypton, Suzuki Tornado GS, GX, Bravo, Crystal,
RG-R. Kawasaki Kaze.
Kelemahan
a. Arus
yang
tidak
tetap
atau
berubah-ubah
membuat mesin bekeja lebih keras.
b. Arus yang keluar tergantung putaran mesin
jika
putaran
mesn
rendah
pengapianya
pun
kecil.
c. Sering sekali kawat elmail di spull terbakar
karena panas yang berlebihan.
d. Menggunakan kawat elmail kecil yang riskan
terbakar berbeda dengan CDI DC
2. CDI DC(CDI arus searah)
Kelebihan
a. Menggunakan arus searah yang berasal dari
aki.
b. Arus
yang
keluar
diputaran
rendah
tetap
maksimal.
c. Spull jarang mati karena kawat elmail yang
lebih
besar
dari
spull
cdi
walaupun
sama
kualitasnya. Tapi hambatanya lebih kecil.
Jenis motor yang menggunakan CDI DC yaitu Honda
Kirana, Sonic 125, Karisma, Supra 125, Megapro,
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
25. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gl-Pro
Neo
tech,
Beat,
Spacy,
CBR,
Suzuki
Shogun 110, Shogun 125, Smash, Satria F, Titan,
Skywave, Skydrive, Raider, Yamaha Vega, Jupiter
Z, Vega ZR, Jupiter ZR, Byson, Scorpio Z, Mio,
Mio soul, Kawasaki Blitz, Edge, Athlete, Ninja
dll
Kelemahan
a. Walaupun arus yang dikeluarkan tetap tapi
CDI DC sangat sensitif terhadap konsleting
karena berhubungan dengan aki juga.
b. Jika AKI sudah mulai rusak dan tak mampu
mengalirkan arus yang lebih dari 11-12 volt
berpengaruh terhadap kinerja CDI.
c. Jika aki rusak kemungkinan terbesar CDI pun
akan rusak.
d. Walau banyak orang yang beranggapan motor
dengan
karena
pengapian
masih
DC
ada
bisa
hidup
Regulator
tanpa
maka
AKI
salah
besar.CDI DC membutuhkan arus full DC dari
aki
sedangkan
Arus
yang
keluar
dari
regulator untuk pengisian tak seatus persen
DC.
e. Rata-rata
CDI
DC
dibanderol
dengan
harga
mahal walau itu merk biasa.
H. SISTEM TRANSMISI
Sistem transmisi, dalam otomotif, adalah sistem
yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan
(putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan
yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak
akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang
tinggi
menjadi
lebih
rendah
tetapi
lebih
bertenaga, atau sebaliknya.
1. Transmisi Manual
Transmisi
otomotif
Diesel Engine I
manual
yang
adalah
memerlukan
sistem
pengemudi
transmisi
sendiri
Internal Combustion Engine
26. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
untuk menekan/menarik seperti pada sepeda motor
atau menginjak kopling seperti pada mobil dan
menukar
gigi
percepatan
secara
manual.
Gigi
percepatan dirangkai di dalam kotak gigi/gerbox
untuk
beberapa
kecepatan,
biasanya
berkisar
antara 3 gigi percepatan maju sampai dengan 6
gigi
percepatan
mundur
(R).
tergantung
maju
Gigi
ditambah
dengan
1
percepatan
yang
kecepatan
kendaraan
kepada
gigi
digunakan
pada
kecepatan rendah atau menanjak digunakan gigi
percepatan
1
dan
seterusnya
kalau
kecepatan
semakin tinggi, demikian pula sebaliknya kalau
mengurangi
kecepatan
diturunkan,
pengereman
gigi
dapat
percepatan
dibantu
dengan
penurunan gigi percepatan.
Gambar 17. Transmisi manual
2. Transisi Otomatis
Transmisi
melakukan
otomatis
adalah
perpindahan
gigi
transmisi
percepatan
yang
secara
otomatis. Untuk mengubah tingkat kecepatan pada
sistem
transmisi
otomatis
ini
digunakan
mekanisme gesek dan tekanan minyak transmisi
otomatis.
Pada
planetari
berfungsi
Diesel Engine I
transmisi
otomatis
untuk
roda
mengubah
gigi
tingkat
Internal Combustion Engine
27. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
kecepatan dan torsi seperti halnya pada roda
gigi pada transmisi manual.
Kecendenderungan
transmisi
masyarakat
otomatis
untuk
semakin
menggunakan
meningkat
dalam
beberapa tahun belakangan ini, khususnya untuk
mobil-mobil
sudah
mewah,
bahkan
seluruhnya
type-type
menggunakan
tertentu
transmisi
otomatis. Kenderungan yang sama terjadi juga
pada
sepeda
motor
seperti
Yamaha
Mio,
Honda
Vario.
Gambar 18. Transmisi otomatis
3. Transmisi Semi-otomatis
Gambar 19. Transmisi Semi Otomatis
Transmisi semi otomatis merupakan tranmisi yang
perpindahan gigi percepatannya tanpa menginjak
atau menekan kopling, sistem ini menggunakan
sensor elektronik, prosesor dan aktuator untuk
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
28. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
memindahkan
gigi
pengemudi.
percepatan
Sistem
ini
atas
perintah
dikembangkan
untuk
mengantisipasi kemacetan lalu lintas didaerah
perkotaan.
Transmisi
semi
otomatis
juga
digunakan pada mobil-mobil sport mewah seperti
digunakan
Porsche,
Maserati,
Ferrari
yang
kadang - kadang ditempatkan pada setir untuk
mempermudah perpindahan gigi percepatan.
I. SISTEM PENGEREMAN
Sistem
rem
dari
suatu
kendaraan
adalah
merupakan salah satu elemen terpenting dari suatu
kendaran,
keamanan
mampu
ia
kendaraan.
mengurangi
kendaraan
lurus
karena
secara
maupun
dasarnya
setiap
Sistem
aman
rem
kendaraan
atau
baik
pada
ideal
kendaraan
terpenting
kecepatan
belok
besar
bagian
pada
segala
gaya
adalah
rem
untuk
harus
menghentikan
kondisi
jalan
kecepatan.
Pada
yang
berbeda.
dibutuhkan
Begitu
juga
distribusi ideal gaya rem pada setiap roda untuk
setiap kendaraan berbeda. Hal ini mengandung arti
bahwa
sistem
langsung
rem
dari
memenuhi
satu
tidak
pengereman
kebutuhan
kendaraan
untuk
kendaraan lain.
Secara umum sistem pengereman yang berkembang
untuk kendaraan saat ini ada 2 jenis, yaitu:
1. Sistem pengereman jenis lock.
Yaitu
sistem
rem
yang
untuk
menghentikan
kendaraan yang dilakukan dengan cara membuat
roda
antara
berhenti
ban
dimanfaatkan
berputar
yang
untuk
lock
(lock).
dengan
mengurangi
Gaya
gesek
dengan
jalan
kecepatan
dari
jalan.
2. Sistem
pengereman jenis anti lock (Anti Lock
Baking System = ABS).
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
29. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Yaitu
sistem
rem
yang
untuk
menghentikan
kendaraan dilakukan dengan cara mempertahankan
roda
tidak
lock
atau
dalam
keadaan
slip
tertentu dimana koofisien adhesi antara jalan
dan
ban
adalah
berhenti
paling
kendaraan
besar
masih
sehingga
tetap
stabil
jarak
walau
direm pada saat kendaraan berbelok.
Sistem Rem dan Sifat Umum Pengereman
Secara umum komponen dari suatu rem terdiri dari :
1. Komponen pemberi daya
Komponen
ini
merupa
kan
komponen
yang
memberikan daya kepada sistem rem. Jenis supply
enersi
atau
daya
pada
sistem
rem
dapat
di
bedakan menjadi :
a. Sistem rem manual yang mana daya pengereman
disupply dari tenaga tangan dan kaki.Sistem
rem
dengan
daya
bantu
dimana
daya
untuk
melakukan pengereman datang dari manual dan
dibantu
oleh
sistem
hidrolik,
pneumatic
(vacuum, udara tekan) atau elektrik (lihat
gambar 9.1).
b. Sistem rem tenaga, dimana daya pengereman
seluruhnya
datang
dari
tenaga
hidrolik,
pneumatic, atau elektrik. Sistem ini sering
disebut dengan nama “Power Break”.
c. Sistem rem inertia, dimana daya pengereman
datang dari daya inertia misalnya inertia
dari komponen mesin yang bergerak.
2. Komponen pengendali atau control
Komponen ini adalah komponen pengendali gaya
pengereman agar sesuai dengan kebutuhan pada
masing-masing roda untuk sistem rem lock dan
pengendali
gaya
rem
pada
masing-masing
roda
agar roda dijaga tidak lock untuk sistem rem
anti
Diesel Engine I
lock.
Load
sensing
proportional
valve
Internal Combustion Engine
30. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
(LSPV) adalah salah satu komponen pengendali
untuk sistem rem lock.
3. Komponen transmisi daya
Komponen
sistem
ini
adalah
komponen
hidrolik,Pneumatic,atau
yang
menunjang
elektrik
dalam
hal mentransmisikan gaya pengereman.
4. Komponen tambahan
Komonen ini adalah merupakan komponen tambahan
pada
traktor
untuk
disambung
dengan
sisitem
pengereman pada trailer yang fungsinya adalah
untuk
mengerem
trailer.Komponen
ini
hanya
berada pada traktor yang akan menarik trailer.
Suatu sistem rem dengan daya Bantu berupa udara
tekan dan dengan sistem control elektronik yang
umunya digunakan pada traktor ditunjukan pada
gambar di bawah ini :
Gambar 20. Sistem rem dengan daya bantu
Untuk menjamin keamnan maka untuk kendaraan
komersial
berat,peraturan
menetapkan
bahwa
kendaraan harus dilengkapi sistem rem yang terdiri
dari :
1. Sistem rem utama (sevice brake)
Sistem
re
mengurangi
kendaraan.
Diesel Engine I
mini
adalah
kecepatan
Sistem
rem
yang
dan
ini
utama
untuk
menghentikan
umumnya
diaktuasi
Internal Combustion Engine
31. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
oleh pedal kaki.Komponen dari sistem rem ini
biasanya terpisaah dengan rem parkir.
2. Sistem rem sekunder
Sistem rem ini digunakan jika sistem rem utama
tidak dapat bekerja dengan baik.Komponen dari
sistem rem ini sering digabung dengan komponen
sistem rem utama atau sistem parker.
3. Sistem rem parker
Sistem
rem
ini
atau
diutamakan
pengamanan
untuk
kendaraan
pengereman
pada
saat
parkir.Komponen dari sistem ini umunya terpisah
dengan komponen sisitem rem utama.
4. Sistem rem pembantu
Sistem rem ini sifatnya hanya sebagai pembantu
atau tambahan bagi sistem rem utama.Ini umunya
diperluakn
besar
karena
kendaraan
memerlukan
besar.Sistem
gaya
pengereman
komersial
pengereman
tambhan
ini
yang
yang
dapat
dilakukan dengan dua cara,yaitu :
a. Sistem
pengereman
mesin
atau
dengan
gas
buang
Pada
pengereman
ini
gas
buang
dihambat
keluarnya hingga dapat mengerem mesin,skema
umum dari sistem pengereman gas buang ditun
jukan pada gambar di bawah.
Gambar 21. Sistem pengeraman gas buang
b. Sistem penghambat bantu
Salah satu sistem penghambat bantu adalah
dengan sistem penghambat hidrodinamik yang
ditunjukan pada gambar di bawah ini.,Sistem
ini
Diesel Engine I
sifatnya
membantu
sistem
rem
Internal Combustion Engine
32. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
utama,umunya
transmisi
dipasang
atau
antara
transmisi
penggerak.Rotor
dari
mesin
dan
sistem
dan
poros
penghambat
mengubah enersi mekanis dari poros penggerak
menjadi enersi kinetik dari fluida.Kemudian
enersi kinetis fluida diubah menjadi enersi
panas atau enersi untuk pengereman stator
dari sistem penghambat.Karena fluida menjadi
panas
maka
perlu
ada
penukar
panas
untuk
dapat mendinginkan kembali fluida.
Gambar 22. Sistem penghambat bantu
hidrodinamik
Sistem
penghambat
dengan
sistem
seperti
bantu
yang
penghambat
ditunjukan
lain
adalah
elektrodinamika
pada
gambar
dibawah
ini.Sistem penghambat ini menggunakan medan
magnet
sebagi
dihasilkan
penghambat.Meadan
oleh
koil
medan
yang
magnet
dipasang
pada stator.Rotor yang dipasang pada kedua
sisi
poros
penggerak
diberi
sirip
agar
perpindahan panas lebih bagus.Unutk membantu
pengereman,arus
alternator
listrik
dialirkan
dari
pada
accu
koil
atau
medan
sehingga menimbulkan medan magnet sehingga
mengakibatkan
melewati
medan
mengakibatkan
Diesel Engine I
arus
eddy
pada
magnet.Hal
terjadinya
rotor
yang
tersebut
akan
torsi
pengereman
Internal Combustion Engine
33. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
yang dapat membantu sistem rem utama untuk
memperlamnbat kendaraan.
Gambar 23. Sistem penghambat bantu
elektrodinamik
Proses pengeremen suatu kendaraan disamping
dipengaruhi oleh sistem rem itu sendiri juga
dipengaruhi
oleh
pengemudi.Secara
dapat
waktu
umum
digambarkan
reaksi
proses
dalam
dari
pengereman
hubungan
antara
pelambatan dan waktu seperti ditunjukan pada
gambar di bawah ini :
Gambar 24. Proses umum pengereman kendaraan
Menurut
standar
DIN
74000,ada
lima
model
sirkuit dari sistem rem seperti ditunjukan
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
34. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pada gambar di bawah ini.Model sirkit TT dan
K
telah
menjadi
suatu
standar
dasar
dari
sirkuit sistem rem.
Gambar 25. Model sirkuit rem menurut DIN
7400
Pengereman Sistem Lock
Kemampuan
adalah
suatu
sistem
yang
rem
dari
angat
mempengaruhi
keselamatyan
bertambahnya
perhatian
suaatu
penting
kendaraan
yang
kendaraan.
orang
dapat
Dengan
terhadap
keselamtan,maka telah banyak dilakukan usah-usaha
perbaikan sistem pengereman.Sistem rem yang bik
adalh sistem rem
roda
secar
yang bisa membuat lock semua
bersama-sama.Setiap
kesalahn
sistem rem akan dapat mengakibatkan roda
pada
depan
atau belakang berhenti (lock) duluan.Kedua situasi
baik roda depan atau belakang berhenti duluan akan
berbahaya bagi keselamatan kendaraan.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
35. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
J. HUKUM – HUKUM YANG BERKAITAN DENGAN MOTOR BAKAR
1. Hukum Newton
Hukum
Newton
menjadi
adalah
dasar
tiga
mekanika
hukum
fisika
yang
Hukum
ini
klasik.
menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja
pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya.
Hukum Newton dibedakan atas 3 hukum yaitu :
a. Hukum Newton I
Setiap
benda
akan
tetap
bergerak
lurus
beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika
ada resultan, gaya (F) bekerja pada benda
itu yaitu :
∑F = 0 ,
a = 0, V = 0 (konstan)
b. Hukum Newton II
Menyatakan bahwa gaya sama dengan perbedaan
momentum
(massa
dikali
kecepatan)
tiap
perubahan waktu.
F = m. a
c. Hukum newton III
Setiap
aksi
pasti
terdapat
reaksi
yang
searah dan berlawanan arah.
F1 = −F1′
2. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes mengatakan bahwa "Jika suatu
benda
dicelupkan
maka
benda
yang
sama
itu
ke
akan
besarnya
dalam
sesuatu zat cair,
mendapat
dengan
tekanan
beratnya
keatas
zat
cair
yang terdesak oleh benda tersebut".
FA = ρ . g . v
Keterangan :
FA
= Tekanan Archimedes (N/m3)
ρ
= Massa Jenis Zat Cair (Kg/ m3)
g
V
Diesel Engine I
= Gravitasi (N/Kg)
= Volume Benda Tercelup (m3)
Internal Combustion Engine
36. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
3. Hukum Pascal
Hukum
Pascal
diberikan
menyatakan
zat
cair
bahwa
dalam
“tekanan
ruang
yang
tertutup
dteruskan ke segala arah dengan sama besar”.
Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat
cair diformulakan sebagai berikut:
ΔP = ρ. g. (ΔH)
Dimana :
ΔP
: tekanan hidrostatik (Pa)
Ρ
: kepekatan zat cair (kg/m3)
g
:
kenaikan
permukaan
laut
terhadap
gravitasi bumi (m/s2)
ΔH
: perbedaan ketinggian fluida (m)
4. Hukum Bernoulli
Prinsip
dalam
pada
Bernoulli
mekanika
suatu
kecepatan
tekanan
adalah
fluida
aliran
fluida
pada
sebenarnya
Persamaan
sebuah
yang
aliran
Bernoulli
bahwa
peningkatan
pada
menimbulkan
tersebut.
merupakan
di
menyatakan
fluida,
akan
istilah
penurunan
Prinsip
penyederhanaan
yang
ini
dari
menyatakan
bahwa
jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu
aliran
tertutup
sama
besarnya
dengan
jumlah
energi di titik lain pada jalur aliran yang
sama.
Prinsip
Belanda/Swiss
Dalam
ini
diambil
yang
bentuknya
secara
umum
dari
bernama
yang
terdapat
nama
Daniel
sudah
dua
ilmuwan
Bernoulli.
disederhanakan,
bentuk
persamaan
Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran
tak-termampatkan
yang
lain
(incompressible
adalah
untuk
fluida
flow),
dan
termampatkan
(compressible flow).
a. Aliran Tak-termampatkan
Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida
yang
dicirikan
besaran
Diesel Engine I
dengan
kerapatan
tidak
massa
berubahnya
(densitas)
dari
Internal Combustion Engine
37. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh
fluida
tak-termampatkan
adalah:
air,
berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk
Persamaan
Bernoulli
untuk
aliran
tak-
termampatkan adalah sebagai berikut:
Di mana:
v = kecepatan fluida
g = percepatan gravitasi bumi
h =
ketinggian
relatif
terhadap
suatu
referensi
p = tekanan fluida
ρ = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran taktermampatkan
dengan
asumsi-asumsi
sebagai
berikut:
Aliran bersifat tunak (steady state)
Tidak terdapat gesekan (inviscid)
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat
dituliskan sebagai berikut:
b. Aliran Termampatkan
Aliran
yang
termampatkan
dicirikan
adalah
dengan
aliran
berubahnya
fluida
besaran
kerapatan massa (densitas) dari fluida di
sepanjang
aliran
tersebut.
Contoh
fluida
termampatkan adalah: udara, gas alam, dll.
Persamaan
Bernoulli
untuk
aliran
termampatkan adalah sebagai berikut:
Di mana:
= energi potensial gravitas/satuan massa;
jika gravitasi konstan maka
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
38. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
=
entalpi fluida per satuan massa
Catatan:
,
di mana
adalah energi termodinamika per
satuan massa, juga disebut sebagai
energi
internal spesifik.
5. Persamaan Kontiunitas
Massa fluida yang bergerak tidak berubah ketika
mengalir.
hubungan
Fakta
ini
membimbing
kuantitatif
penting
kita
yang
pada
disebut
persamaan kontinuitas.
Volume
fluida
pertama, V1,
yang
mengalir
pada
bagian
yang melewati luasan A1 dengan
laju v1 selama rentang waktu ∆t adalah
Dengan
mengetahui
hubungan
jenis,
maka
aliran
laju
Volume
massa
A1v1 ∆t.
dan
yang
Massa
melalui
luasan A1 adalah:
Keadaan yang sama terjadi pada bagian kedua.
Laju
aliran
massa
yang
melewati
A2
selama
rentang waktu ∆t adalah:
Volume
fluida
yang
mengalir
selama
rentang
waktu ∆t pada luasan A1 akan memiliki jumlah
yang sama dengan volume yang mengalir pada A2.
Dengan demikian:
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
39. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
6. Termodinamika
mempelajari
adalah
hubungan
cabang
antara
fisika
kalor
yang
dan
usaha
Energi
tidak
mekanik
a. Hukum termodinamika I adalah
dapat diciptakan ataupun dimusnahkan”
U = Q + W
b. Hukum termodinamika II adalah bahwa aliran
kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak
semua
proses
di
alam
semesta
adalah
reversible (dapat dibalikkan arahnya).
∆U = Q - W
c. Hukum
termodinamika
III
adalah
entropi
setiap kristal sempurna adalah nol pada suhu
nol absolut atau nol derajat Kelvin (K).
W = P(ΔV) → Isobaris
7. Hukum
archimedes
dicelupkan
ke
benda
akan
sama
itu
besarnya
adalah
dalam
"Jika
sesuatu
mendapat
dengan
suatu
zat
tekanan
beratnya
benda
cair,
maka
keatas
yang
zat
cair
yang
terdesak oleh benda tersebut".
Fa = ρ v g
8. Hukum Boyle-Gay Lussac
Robert Boyle menyatakan tentang sifat gas bahwa
massa gas (jumlah mol)dan temperatur suatu gas
dijaga
konstan,
ternyata
berubah
tekanan
sementara
yang
sedemikian
volume
dikeluarkan
hingga
gas
gas
perkalian
diubah
juga
antara
tekanan (P) dan volume (V) , selalu mendekati
konstan. Dengan demikian suatu kondisi bahwa
gas tersebut adalah gas sempurna (ideal).
P1.V1 = P2.V2 = konstan
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
40. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
K. JENIS JENIS RUANG BAKAR
Bentuk
ruang
sederhana,
bakar
sedangkan
motor
pada
bensin
motor
cukup
diesel
bentuk
ruang bakar lebih rumit dan merupakan bagian yang
sangat mempengaruhi kemampuan tenaga motor diesel
tersebut.
Bentuk
bakar
motor
diesel
sedemikian
direncanakan
ruang
rupa
agar
dapat
menghasilkan campuran udara dan bahan bakar yang
baik, berlangsung dengan cepat dan merata.
Bentuk ruang bakar motor diesel menurut bentuk
konstruksinya dapat dibagi menjadi dua macam:
1. Motor
diesek
dengan
penyemprotan
secara
langsung. ( Direct Injectie)
2. Motor diesel dengan penyemprotan secara tidak
langsung ( indirect injectie ), disebut pula
dengan sistem ruang bakar kamar bantu.
Sistem
ruang
bakar
kamar
bantu
dibedakan
menjadi tiga macam sistem :
1. Motor diesel dengan sistem kamar depan
2. Motor diesel dengan sistem kamar pusaran
3. Motor diesel dengan sistem kamar udara.
Motor diesel dengan penyemprotan secara langsung
Sebagiamana terlihat pada gambar, ruang bakar
motor diesel dibentuk oleh ruangan antara bagian
atas silinder dengan kepala torak. Di atas dari
kepala torak ini terdapat ruangan yang berbentuk
setengah bulat dan ruangan ini merupakan bagian
dari ruang bakar motor diesel.
Bahan
ruang
bakar
bakar
disemprotkan
melalui
nozzle
langsung
pengabut.
ke
dalam
Hamburan
bahan bakar di atas kepala piston mengadakan suatu
pusaran yang sangat baik sekali. Adanya pusaran
dari
penghamburan
bahan
bakar
tersebut,
maka
terjadilah percampuran bahan bakar dengan udara
yang sangat baik sehingga mempercepat terjadinya
pembakaran.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
41. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 26. Bentuk ruang bakar sistem injeksi
langsung
Bentuk
ruang
bakar
sistem
injeksi
langsung
terdapat tiga macam :
1. Bentuk hati
2. Bentuk setengah bulat
3. Bentuk bulat
Gambar 27. Jenis jenis ruang bakar pada sistem
injeksi langsung
Kelebihan sistem injeksi langsung :
1. Mudah
dihidupkan
menggunakan
alat
pada
keadaan
pemijar,
jadi
dingin
tanpa
tidak
perlu
dipanaskan terlebih dulu.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
42. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
2. Bentuk ruang bakar sangat sederhana dan bahan
bakar
yang
sudah
terbakar
dapat
keluar
seluruhnya dari dalam silinder motor
3. Daya guna pans tinggi dan pemakaian bahan bakar
rendah.
4. Besarnya
perbandingan
kompresi
motor
adalah
rendah, yaitu sekitar 1: 15 sampai 1 : 17.
5. Sesuai
untuk
dengan
motor
-
konstruksi
motor
bertenaga
besar
silinder
yang
kepala
sederhana dan distorsi dari penyimpanan panas
kecil.
Keburukan - keburukan sistem injeksi langsung.
1. Penyemprotan bahan bakar ke dalam ruang bakar
dari motor diesel itu memerlukan suatu tekanan
yang sangat tinggi, maka pompa penekan bahan
bakar diharuskan dapat memenuhi syarat - syarat
yang lebih tinggi pula. Besarnya tekanan yang
diperlukan di sekitar 150 - 500 Kg/ cm²
2. Peka terhadap mutu dari bahan bakar, sehingga
selalu
harus
memakain
bahan
bakar
bermutu
tinggi.
3. Nozzle pengabut harus dapat menyemprotkan bahan
bakar dalam beberapa jurusan dan untuk tujuan
ini diperlukan banyak lubang - lubang nozzle
penyemprotan bahan bakar dan lubang - lubang
nozzle
adalah
pengabut
multiple
yang
harus
terdiri
orifice),
sangat
dari
maka
kecil.Nozzle
banyak
lubang
lubang
-
(
lubang
tersebut lebih lekas tersumbat oleh kotoran kotoran bahan bakar.
4. Dibandingkan dengan sistem ruang bakar kamar
bantu
maka
lemah
pusaran
sehingga
udara
sulit
yang
bekerja
terjadi
pada
lebih
putaran
tinggi.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
43. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Sistem ruang bakar kamar bantu
1. Motor diesel dengan sistem kamar depan
Pada
gambar
terlihat
disemprotkan
oleh
bahwa
nozzle
bahan
pengabut
bakar
ke
dalam
kamar depan ( precombustion chamber). Sebagian
dari proses pembakaran yang telah terjadi pada
kamar
depan
terbakar
mendesak
melalui
bahan
saluran
bakar
kecil
yang
belum
antara
kamar
depan dan ruang bakar utama, bahan bakar yang
kecil antara kamar depan dan ruang bakar utama,
bahan
bakar
yang
disemprotkan
oleh
nozzle
pengabut dipecah menjadi partikel - partikel
yang sangat halus agar dapat dicapai pembakaran
yang
sempurna.
Dalam
sistem
pembakaran
ini
terjadi dua pembakaran, yaitu sebagian kecil
terjadi
pada
kamar
depan
dan
selanjutnya
terjadi di dalam ruang bakar utama. Pada motor
diesel
dengan
sistem
kamar
depan
jika
motor
masih dalam keadaan dingin dan suhu kompresi
udara belum mampu untuk membakar bahan bakar,
maka motor akan sulit untuk dihidupkan. Dalam
hal
ini
motor
dapat
diatasi
dengan
cara
memasang alat pemijar ( glow plug) guna untuk
menghidupakan motor diesel mula - mula.
Gambar 28. Bentuk ruang bakar sistem kamar
depan
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
44. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Kelebihan sisem kamar depan :
a. Pada
saat
penyemprotan
bahan
bakar
tidak
memberikan suara yang ribut.
b. Dapat
mutu,
memakai
bahan
sehingga
bakar
dari
memungkinkan
berbagai
memakai
mutu
bahan bakar yang relatif lebih rendah tanpa
adanya asap yang berlebihan.
c. Tekanan dari pembakaran bahan bakar di dalam
silinder
agak
rendah,
oleh
karena
itu
bantalan - bantalan dari poros engkol dan
batang pemutar tidak lekas menjadi aus.
d. Pemeliharaan
lebih
mudah
karena
tekanan
penyemprotan bahan bakar rendah dan motor
tidak terlampu peka terhadap pembakaran yang
terjadi pada saat pembakaran.
Kekurangan dari sistem kamar depan :
a. Pemakaian bahan bakar boros.
b. Diperlukan tenaga starter yang lebih besar
dan harus selalu menggunakan busi pemijar (
glow plug)
c. Biaya
pembuatan
konstruksi
mesin
lebih
mahal, karena perencanaan dari bentuk ruang
bakar cukup rumit.
2. Motor diesel dengan sistem kamar pusar.
Gambar 29. Bentuk ruang bakar sistem kamar
pusar
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
45. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 30. Bentuk ruang bakar sistem kamar
pusar
Kamar pusar (swirl chamber) ini berbentuk bola
seperti pada gambar. Udara yang masuk ke dalam
silinder
motor
dikompresikan
oleh
torak
memasuki kamar pusar dan menghasilkan aliran
pusaran udara. Bahan bakar disemprotkan oleh
nozzle
pengabut
ke
dalam
pusaran
udara
ini
sehingga bahan bakar yang dihamburkan ini turut
berpusar dengan kecepatan gerakan pusaran udara
yang lebih sempurna antara bahan bakar dengan
udara.
Apabila
sebagian
besar
bahan
bakar
terbakar di dalam kamar pusar tetapi sebagian
keluar melalui celah dan ke dalam ruang bakar
utama untuk menyempurnakan pembakaran.
Kelebihan sistem kamar pusar:
a. Dapat mencapai suatu pembakaran bahan bakar
yang bersih.
b. Dapat
dengan
mencapai
putaran
menggunakan
motor
pusaran
yang
tinggi
udara
kompresi
nozzle
pengabut
nozzle
pengabut
yang besar.
c. Kemungkinan
kecil
gangguan
karena
pada
menggunakan
jenis lubang tunggal ( nozzle pin)
d. Memungkinkan
motor
dapat
bekerja
pada
berbagai tingkat kecepatan dan daya kerja
yang dihasilkan lembut.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
46. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Kekurangan sistem kamar pusar:
a. Diperlukan pemanasan pendahuluan saat motor
akan dihidupkan dengan memakai busi 7pijar (
glow plug), tetapi tidak efektif untuk kamar
pusar yang besar.
b. Pemakaian bahan bakar banyak dan daya guna
panas
yang
dihasilkan
kurang
bila
dibandingkan dengan sistem injeksi langsung.
c. Cenderung terjadi knock pada putaran rendah.
d. Bentuk
konstruksi
silinder
dan
kepala
silinder agak sulit membuatnya.
3. Motor diesel dengan sistem kamar udara
Gambar 31. Bentuk ruang bakar sistem kamar
udara
Tujuan
dalam
pembuatan
sistem
kamar
udar
motor
adalah
diesel
untuk
dengan
mendapatkan
suatu campuran bahan bakar yang sempurna dalam
tekanan penyemprotan bahan bakar yang dilakukan
oleh nozzle pengabut yang rendah. Pada gambar
diperlihatkan suatu motor diesel memakai sistem
kamar
kepala
Diesel Engine I
udara,
letaknya
silinder
di
dari
depan
kamar
dari
udara
alat
pada
nozzle
Internal Combustion Engine
47. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pengabut.
Kamar
udar
dari
motor
diesel
ini
terdiri dari 2 ruangan, yaitu ruang kecil (
minor
chamber)
chamber).
dan
Dengan
ruangan
memakai
besar
suatu
(
mayor
yang
dapat
diputar oleh tangan maka ruangan kamar udara
dapat
diperkecil
dan
dapat
diperbesar
.
Di
depan dari mulut kamar udara tersebut terdapat
nozzle pengabut dan bahan bakar disemprotkan
oleh nozzle pengabut tepat di muka dari mulut
kamar
udara.
disemprotkan
Tekanan
oleh
bahan
nozzle
bakar
pengabut
yang
mempunyai
tekanan 90 kg/cm2. Apabila keadaan katup dari
kamar udara disetel dalam posisi tertutup, maka
motor diesel mempunyai ruangan kamar udara yang
kecil
dan
pada
saat
ini
keadaan
tekanan
kompresi menjadi naik, dikarenakan perbandingan
kompresi motor menjadi tinggi
1 : 17, tekanan
kompresi yang tinggi banyak membantu terutama
untuk
memudahkan
hidupnya
motor
diesel
tersebut.
Gambar 32. Udara memasuki mulut ruang kamar
udara pada saat torak langkah kompressi
Keterangan :
A. Ruang bakar utama
B. Kamar udara
C. Pengabut / Injector nozzle
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
48. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Dalam putaran motor dengan perbandingan yang
tinggi tidak diijinkan motor berputar dengan
beban yang berat. Setelah motor dapat berputar
dengan baik dan konstan, katup dari kamar udara
diputar dan pada saat ini ruangan kamar udara
menjadi
besar
halini
kompresi
rendah,
menyebabkan
perbandingan
tekanan
kompresi
motor
menjadi 1 : 14 dan pada saat ini motor dapat
dibebani.
Kelebihan sistem kamar pusar:
a. Tekanan
penyemprotan
dilaksanakan
oleh
bahan
yang
pengabut
nozzle
bakar
agak
rendah.
b. Bunyi mesin tidak begitu tinggi dan ribut
disebabkan
pembakaran
bahan
bakar
terjadi
secara berangsur - angsur.
c. Motor diesel tidak perlu diadakan pemanasan
pendahuluan.
d. Gangguan
pada
nozzle
kurang
dipergunakan
nozzle jenis pin.
e. Dalam putaran mesin yang tinggi pemakaian
bahan bakar hemat.
f. Bahan bakar disemprotkan langsung ke ruang
bakar
utama
hidupnya
hal
mesin,
ini
memudahkan
adalah
nomor
dua
dalam
setelah
sistem injeksi langsung.
Kelebihan sistem kamar pusar:
a. Pemakaian
bahan
bakar
tinggi
dibanding
dengan sistem injeksi langsung.
b. Suhu
gas
buang
tinggi
disebabkan
sisa
pembakaran yang besar.
c. Saat penyemprotan bahan bakar yang dilakukan
oleh
nozzle
pengabut
mempunyai
pengaruh
besar terhadap kemampuan motor.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
49. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
L. JENIS JENIS NOSSEL
Pengabut
injector
dalam
istilah
lain
adalah
suatu
nozzle"
disebutkan
alat
"
untuk
menyemprotkan bahan bakar solar dalam hamburan hamburan
dalam
yang
sangat
halus
(bentuk
udara
yang
sedang
suatu
kabutan)
ke
dipadatkan
(dikompresi) di dalam ruang bakar silinder motor,
di mana udara yang dipadatkan itu memiliki suhu
yang sangat cukup tinggi. Penghamburan dari bahan
bakar
ke
dalam
udara
yang
bersuhu
tinggi,
menyebabkan bahan bakar menguap dan membentuk gas
dan selanjutnya bahan bakar yang berubah menjadi
gas akan terbakar.
Pembakaran bahan bakar akan menimbulkan panas
yang sangat tinggi, dan panas yang tinggi akan
memiliki tenaga tekanan yang sangat besar. Dari
keterangan di atas dapat disimpulkan bahwa motor
diesel sangat cocok sekali untuk operasi peralatan
yang memerlukan tenaga yang sangat besar.
Jenis nozzle dapat kita bagi atas:
1. Nozzle berlubang tunggal ( single hole)
Gambar 33. Nozzle berlubang tunggal
Semprotan
atau
kabutan
bahan
bakar
yang
dihasilkan berbentuk tirus dengan sudut kira kira 4 sampai 15 derajat yang dikeluarkan oleh
ujung
Diesel Engine I
nozzle
berlubang
satu.
Pembuatan
yang
Internal Combustion Engine
50. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
kurang
sempurna
semprotan
sudutnya
dan
bakar
bahan
terlalu
seksama
tidak
besar,
menyebabkan
merata
keadaan
ini
bila
dapat
membatasi sudut semprotan yang bisa dipakai.
Karena
itu
nozzle
berlubang
tunggal
dipakai
pada mesin - mesin dimana bentuk ruang bakar
akan
menimbulkan
pusaran
dan
karena
tidak
begitu membutuhkan pengatoman bahan bakar yang
halus dan semprotan yang merata.
Nozzle berlubang tunggal macam ini juga baik
karena pembukaan lubang nozzle yang luas bahan
dalam
mesin
-
mesin
putaran
tinggi
ukuran
kecil, akan mengurangi gangguan karena buntunya
lubang nozzle.
2. Nozzle berlubang banyak ( multi hole)
Gambar 34. Nozzle berlubang banyak
Nozzle
jenis
diesel
dengan
(direct
ini
banyak
dipakai
penyemprotan
injectie),
di
pada
secara
mana
motor
langsung
diperlukana
penyemprotan bahan bakar meluas ke semua bagian
- bagian ruang bakar yang dangkal. Makin banyak
jumlah pembukaan semprotan bahan bakar, makin
kecil tiap pembukaannya dan makin memerlukan
bahan
bakar
yang
bersih.
Pembukaan
lubang
semprotan mempunyai diameter 0.006 in. sampai
0.033 in, dan jumlahnya dapa berbeda - beda 3
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
51. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
sampai
18
lubang
pada
mesin
yang
mempunyai
ukuran yang besar silinder motornya.
3. Nozzle model pintle type
Gambar 35. Nozzle model pintle type
Nozzle jenis ini digunakan untuk motor diesel
dengan
sistem
kamar
depan
dan
kamar
pusar,
dipasang dengan katup - katup yang ujungnnya
mempunyai batang atau pena yang disebut dengan
"
pintle"
bentuk
yang
bentuknya
semprotan
yang
disesuaikan
dengan
diinginkan.
Pintle
terpasang pada lubang nozzle, membentuk ruang
berlingkar
Dengan
di
mana
pembentukan
bahan
pena
bakar
yang
mengalir.
cocok,
akan
diperoleh semprotan bahan bakar yang silindris
yang
berlubang
dengan
daya
tembus
semprotan
bahan bakar yang tinggi ataupun semprotan bahan
bakar
berbentuk
konis
yang
berongga
dengan
sudut kira - kira 60 derajat.
Nozzle jenis pintle ini bekerja secara seragam
dan
teliti,
pembentukan
gerakannya
kerak
karbon
akan
pada
mencegah
ujung
nozzle.
Pemasangan katup - katup nozzle, katup jarum
dan badan nozzle yang mengatur jalannya bahan
bakar biasanya dibuat dari baja campuran yang
diolah
dengan
pemanasan
untuk
mengurangi
keausan katup - katup dan saluran bahan bakar
dipasanga bersama - sama untuk guna mendapatkan
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
52. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pemasangan yang betul - betul dan tepat, dan
karenanya pemasangan ini tidak dapat ditukar tukarkan.
Gambar 36. Komponen injector nozzle jenis
pintle type
Cara kerja pengabut ( injector nozzle)
Bahan
dengan
bakar
dari
tekanan
pompa
tinggi
penekan
mengalir
bahan
melalui
bakar
saluran
bahan bakar menekan katup jarum hingga terangkat
beberapa
per
sepuluh
milimeter,
melalui
lubang
sempit ( lubang nozzle) bahan bakar dikabutkan ke
dalam ruang bakar dalam silinder motor. Bila pompa
penekan bahan bakar berhenti menekan bahan bakar
maka
pada
saat
itu
penyemprotan
bahan
bakar
berhenti, menyebabkan katup jarum menutup lubang
nozzle.Katup jarum menutup lubang nozzle dengan
kekuatan
dari
tekanan
pegas.
Untuk
mendapatkan
tekanan penyemprotan bahan bakar yang dikehendaki
dapat
dilakukan
pengatur.
dengan
Saluran
bahan
merubah
-
bakar
dan
rubah
sekrup
ruang
dalam
rumah nozzle ( nozzle body) harus selalu terisi
penuh dengan bahan bakar. Bila penyemprotan bahan
bakar telah selesai maka bahan bakar yang tidak
ikut
dikabutkan
akan
dikembalikan
melalui
penghubung saluran balik untuk seterusnya kembali
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
53. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
ke pompa penekan bahan bakar. Bilat terjadi suatu
kebocoran pada saluran - saluran bahan bakar dan
udara dapat masuk ke dalam dan bercampur dengan
bahan
bakar,
maka
untuk
mengeluarkan
udara
tersebut disediakan suatu tempat untuk mengelurkan
udara palsu tersebut yang biasanya dipasang pada
injector
nozzle
maupun
pada
popa
penekan
bahan
bakar.
Pemegang pengabut kode dan artinya
Gambar 37. Bentuk dari nossel pengabut
Nomor
jenis
tertera
pada
badan
nozzle
dari
pemegang pengabut ( nozzle injector)
ND - dibuat oleh Nippon Denso
K - pemegang pengabut
B - Dipasang pada silinder mesin menggunakan flens
C
-
Dipasang
pada
silinder
mesin
menggunakan
pada
silinder
mesin
menggunakan
sekrup berulir
D
-
Dipasang
sekrup berulir
A - Pegas tekanan dapat dipasangkan dalam bagian
badan dari nozzle
55,38,30, 43 - dimensi pemasangan
S - diameter badan nozzle collar 17 mm
D - nozzle throttle
319, 1, 2, 53 - nomor design
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
54. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 38. Bentuk nozzle pengabut (injector
nozzle) dalam keadaan terbongkar
Pengujian penyemprotan bahan bakar
1. Unit peralatan tester injector nozzle
Gambar 39. Unit peralatan mengetes tekanan
penyemprotan bahan bakar
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
55. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Keterangan Gambar :
1. Pembacaan
pengukuran
penyemprotan
bahan
tekanan
bakar
tinggi
dalam
satuan
atmosfir (Kg/cm²)
2. Pemegang
pipa
saluran
bahan
bakar
untuk
injector
3. Sekrup pengatur tekanan penyemprotan bahan
bakar
4. Pemegang pengabut (injector holder)
5. Katup kontrol dipakai bila injector nozzle
akan di test
6. Badan
pompa
tester
dan
sekrup
pembuangan
udara palsu yang tercampur dalam bahan bakar
solar.
2. Prosedur
pengujian
penyemprotan
bahan
bakar
solar
Gambar 40. Prosedur pengujian
a. Lepaskan injector nozzle dari silinder mesin
dengan memakai alat extractor ( alat khusus)
kemudian
pasangkan
pada
alat
tester
injector.
b. Pengungkit tangan ( hand tester) pada tester
injector
menyetel
Diesel Engine I
digunakan
tekanan
untuk
mengetes
penyemprotan
bahan
dan
bakar
Internal Combustion Engine
56. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
solar yang dikeluarkan oleh injector nozzle.
Tekanan penyemprotan bahan bakar antara 100
sampai 115 kg/cm2.
c. Setela tekanan penyemprotan injector nozzle
dengan merubah - rubah sekrup pengatur atas
pegas penekan. Dengan merubah dan mengatur
sekrup pengatur, tekanan penyemprotan bahan
bakar
akan
berubah
besarnya
tekanan
penyemprotan bahan bakar.
d. Tuas
pengungkit
tester
harus
digerakkan
dengan perlahan - lahan pada waktu menyetel
tekanan penyemprotan bahan bakar.
e. Keadaan penyemprotan bahan bakar yang keluar
dari lubang nozzle injector.
1. Bahan bakar harus menyemprot dalam bentuk
kerucut kira - kira 4 derajat dari garis
tengah lubang nozzle.
2. Tidak
terdapat
tetesan
minyak
setelah
terjadi penyemprotan bahan bakar.
3. Penyemprotan
nozzle
bahan
harus
bakar
membentuk
dari
injector
lingkaran
pada
sebuah kertas putih yang ditempatkan pada
jarak 30 cm dari nozzle.
4. Pada waktu menerima tekanan sebesar 90
kg/cm2 menurut petunjuk meteran tester,
dan tidak boleh terdapat kebocoran pada
dudukan nozzle.
Gambar 41. Bentuk semprotan bahan bakar
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
57. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Setelah
injector
menurut
buku
mesin
nozzle
petunjuk
tersebut,
penyemprotan
ditest
dengan
instruksi
dan
bakar
dari
pabrik
sesuai
telah
bahan
baik
hasil
dan
tekanan
penyemprotannya, maka dapat dilakukan pekerjaan
pemasangan
pada
kembali
silinder
pemasangan
yang
injector
nozzle
tersebut
sesuai
dengan
prosedur
mesin
yang
terdapat
telah
pada
ditentukan.
badan
nozzle
Arti
kode
menunjukkan
besarnya tekanan penyemprotan bahan bakar yang
keluar dari nozzle pengabut (injector nozzle).
Gangguan gangguan pada pengabut (injector nozzle)
1. Lubang - lubang yang terdapat pada rumah mulut
injector buntu.
2. Jarum pengabut ( needle valve) macet pada rumah
mulut injector
3. Jarum
pengabut
dengan
kedudukannay
kurang
merapat.
4. Jarum pengabut terbuka terus.
5. Terangkatnya jarum pengabut tidak sempurna
6. Terangkatnya
jarum
pengabut
pada
tekanan
penyemprotan bahan bakar tidak tepat.
Cara mencoba injector nozzle masih memenuhi syarat
untuk dapat dipakai adalah sebagai berikut:
Injector
nozzle
dilepaskan
dari
kedudukan
pada
motor, kemudian injector tersebut ditest di luar
motor
tersebut.Motor
injector
pancaran
akan
yang
starter
menghamburkan
tertutup,
dijalankan,
bahan
bahan
maka
bakar
dalam
bakar
yang
dikabutkan oleh injector dalam keadaan terputus putus dan berlangsung sedemikian cepatnya tanpa
dari mulut injector terdapat tetesan bahan bakar.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
58. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
M. SISTEM PEMBUANGAN
Sistem pembuangan adalah saluran untuk membuang
sisa hasil pembakaran pada mesin pembakaran dalam.
Sistem pembuangan terdiri dari beberapa komponen,
minimal terdiri dari satu pipa pembuangan yang di
Indonesia
dikenal
juga
sebagai
knalpot
yang
diadopsi dari bahasa Belanda atau saringan suara.
Gambar 42. Sistem pembuangan
Desain
saluran
pembuangan
dirancang
untuk
menyalurkan gas hasil pembakaran mesin ketempat
yang
aman
pembakaran
bagi
pengguna
umumnya
panas,
mesin.
untuk
Gas
itu
hasil
saluran
pembuangan harus tahan panas dan cepat melepaskan
panas.
atau
Saluran
berdekatan
pembuangan
dengan
tidak
boleh
material
melewati
yang
mudah
terbakar atau mudah rusak karena panas. Meskipun
tampak sederhana, desain sistem pembuangan cukup
berpengaruh terhadap performa mesin.
Gambar 43.Mesin 4 Silinder
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine
59. LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Keterangan
1. Ram air,
8. piston
2. Air filter
9. exhaust valve
3. mass flow sensor
10. extractor pipes
4. butterfly valve
11. collector
5. air box
12. catalytic
6. intake runners
converter
7. inlet valve
13. muffler
Umumnya komponen dalam sistem pembuangan terdiri
dari :
1. Kepala
silinder,
dimana
pipa
pembuangan
dimulai, kecuali pada mesin dua langkah dimana
saluran pembuangan ditempatkan dibagian bawah
dinding silender.
2. Exhaust manifold atau exhaust header, dimana
pipa
dari
beberapa
ruang
bakar/silinder
bergabung.
3. Catalytic converter untuk menurunkan kadar gas
beracun, CO, HC dan NOx
4. Knalpot,
pipa
untuk
mengalirkan
gas
hasil
pembakaran.
5. Peredam suara atau disebut juga muffler, yang
berfungsi
motor,
untuk
peredam
meredam
bunyi
suara.
ada
di
Pada
dalam
sepeda
knalpot
sedangkan pada mobil umumnya terlihat dengan
jelas
berupa
tabung
sebelum
ujung
pipa
pembuangan.
Selain
itu
ada
opsional
komponen
berupa
Turbocharger, yang menggunakan tenaga/energi yang
masih tersisa untuk memutar turbin agar udara yang
akan dimasukkan ke ruang bakar bertekanan sehingga
mesin akan menghasilkan tenaga yang lebih besar.
Diesel Engine I
Internal Combustion Engine