BAB I

TEORI DASAR

A. URAIAN UMUM MOTOR DIESEL

Pada tahun 1892 seseorang bangsa jerman bernama Rudolf Diesel,

merencanakan motor bakar jenis baru yang tidak memerlukan busi untuk

menyalahan bahan bakar. Motor tersebut direncanakan dengan mempergunakan

perbandingan konverensi yang tinggi, disamping bukan menggunakan campuran

udara dan bensin melainkan hanya udara segar saja yang dihisap masuk kedalam

silinder pada langkah isap. Maka dengan mempergunakan perbandingan kompresi

yang tinggi dapatlah diperoleh tempratur udara yang tinggi pada akhir langkah

kompresi, sehingga pada saat demikian disemprotkan bahan bakar berupa minyak

solar atau minyak diesel kedalam ruang bakar, bahanbakar tersebut segera

menyalah / tebakar tampa memerlukan loncatan bunga api dari busi sebagaimana

pada motor bensin umumnya.

Selain digunakan pada mobil pribadi, mesin diesel juga digunakan pada

bus, truk, traktor, kapal laut, pabrik-pabrik atau industri besar dan sebagai tenaga

pengerak pada pengbangkit tenaga listrik. Menggunakan mesin diesel pada

kendaraan bertenaga besar lebih menguntungkan disbanding dengan kendaraan

yang bertenaga kecil sehingga mesin diesel hamper tidak pernah digunakan pada

mesin-mesin yang memerlukan tenaga besar seperti pada mesin pada kapal laut,

kereta api atau pembangkit tenaga listrik.

Prinsip kerja motor diesel berbeda dengan prinsip kerja motor bensin,

dalam motor bensi campran bansin dan udara dinyatakan oleh letusan bunga api

dari busi, sedangkan dalam motor diesel hanya udara yang dihisap kedalam

silinder yang kemudian dikompresi. Karena kompresi itu udara akan menjadi

sedemikian panas sehingga bahan bakar solar yang disemprotkan kedalam silinder

akan menyala dengan sendirinya.

Proses pembakaran pada motor diesel berbeda dengan motor bensin, pada

motor bensin proses ini dapat dimulai busi sedangkan pada motor diesel proses ini

1

dapat dimulai pada sembarang titik didalam ruang bakar, dimana terdapat

campuran bahan bakar dan udara yang memungkinkan tejadinya penyalaan. Jadi,

motor diesel di proses pembakaran tersebut dapat dimulai sekaligus pada beberapa

tempat.

Supaya penyemprotan/injector bahan bakar dapt memenuhi fungsinya

dengan sebaik-baiknya, maka diperlukan tekananpenyemprotan yang sesuai

dengan kebutuhannya, tekanan penyemprotan tersebut pada umunnya berkisar

antara 150 sampai 200 barometer dan sangat tergantung pada jenis ruang bakar

digunakan. Oleh karena itu diperlukan pompa bahan bakar untuk menekan bahan

bakar tersebut masuk ke dalam ruang bakar dengan sarana penyemprotan atua

nosel atau disebut dengan injector.

Komponen Mesin

Motor diesel adalah suatu motor bakar yang pada langkah pertama

mengisap udara murnidari saringan udara , sedang pemasukan bahan bakar

dilakukan pada akhir langkah kompresi yang mempunyai tekanan tinngi yang

menghasilkan suhu yang menyalahkan bahan bakar. Proses penyalaannya nukan

dengan loncatan bunga api listrik tetapi langkah hisap hanya udara segar saja yang

masuk kedalam silinder. Pada saat torak hampir mencapai TMA (titik mati atas)

bahan bakar disemprotkan melalui nosel injeksi atau pengabut kedalam ruang

bakar silinder. Karena tekanan sangat tinggi pada ruang bakar maka terjadilah

penyalaan untuk pembakaran, dengan sendirinya suhunya pun terjadi tinggi

karena tekanan kompersi tersebut.

Perbandingan kompresi antara 12 – 25, artinya langkah usaha (volume

silinder) disbanding dengan volume ruang kompresi adalah 12 : 1-25: 1.

umumnya motor diesel bekerja pada perbandingan kompresi berkisar antara 14

dan 17.

Udara bersih yang dimampatkan /dikompresikan mencapai tekanan 30

kg/cm2 dan suhu pembakaran terjadi berkisar antara 1200 – 1600 derajat. Celsius.

2

Bagian komponen mesin

Keterangan gambar :

1. Saluran udara /bahan bakar

masuk

2. Katup pemasukan

3. Saluran pembuangan

4. Klep pembuangan

5. Silinder

6. Piston

7. Pena torak / pen Gambar 1 Bagian Komponen Mesin

8. Batan penggerak

9. pena engkol

11. Pipa engkol

12. Poros mesin

13. Roda penerus

14. Bak pelumas

15. Pondasi mesin

3

Gambar 2. Detail komponen utama mesin

1. Detail komponen mesin

Pada mesin mobil baik yang berupa motor bensin maupun mesin diesel

mempunyai bagian-bagian komponen mesin yang sama, artinya kedua mesin

tersebut sama-sama mempunyai torak, silinder, batang torak, engkol, mekanisme

katup, roda penerus dan lain-lain.

a. Torak/piston

torak ini bergerak naik turun sepanjang dindin silinder sebelah dalam,

untuk mencegah yang terjadi sehingga gas yang berada diata torak tidak bisa

mengalir kebagian bawah maka dipasanglah cincin torak, yang berfungsi

4

mengalirkan minyak pelumas sehingga torak dan cincinnya tidak lekas aus

bergesekan dengan dinding diberi pendingin air. Torak harus dibuat dari bahan

yang sifatnya ringan, kuat mempunyai penghantar yang baik, kofisien pemuaian

yang kecil, tahan aus dan harganya murah. umunnya tidak

tidak dibuat bahan besi tuang kelabu, baja tuang atau campuran alminium dimana

bahan tersebut tahan panas tinggi dan tahan aus.

Fungsi torak adalah menerima tek anan sebagai hasil pembakaran dan

mengubah tenaga tekanan tersebut menjadi gerak lurus, setiap torak dilengkapi

dengan beberapa buah ring (cincin) torak yang berupa gelang yang mempunyai

dua ujung.

Gambar 3. Torak dengan penekanan ring pembawa.

b. Ruang Bakar

Ruang dimana pelaksanaan pembakaraan bahan bakar berlangsung

dinamakan ruang bakar. Disitulah tenaga kimia bahan bakar diubah menjadi

panas, ruang bakar itu berfungsi untuk menyempurnakan system penyeprotan

dan mengadakan pembkaran dengan sebaik mungkin, pelepasan tenaga kimia

bahan bakar harus terlaksana sebaik-baiknya dengan demikian fungsi utama

ruang bakar adalah sebagai berikut.

5

1. Mempersiakan sebaik mungkin

a. Pendistribusian bahan bakar yang disemrotkan kedalam ruang

bakar ,

b. Pencampuran bahan bakar pada udara agar penbakaraan dapat berlangsung

sempurna pada kelebihan udara yang rendah.

2. Pembentuk pembakara yang halus, untuk itu ruang bakar harus sanggup:

a. Mempertahan temptatur cukup tinggi.

b. Membuat tahap pembakaran tertunda yang pendek.

c. Mengadakan kecepatan kenaikan tekanan normal selama pembakaran

cepat.

d. Mengendalikan pembakaran selama tahap pembakaran teratur.

e. Memendekkan tahap penbakaran susulan, dan

f. Mereduksi kerugian panas kedinding ruang bakar.

Perencanaan ruang bakar adalah salah satu faktor penting dalam

membangung motor diesel kecepatan tinggi . didalam banyak hal bahkan dapat

dikatakan rencana ruang bakar membawa keuntungan khususnya pada motor

diesel. Oleh sebab itu motor-motor diesel diklafikasikan juga atas bentuk ruang

bakar tersebut.

c.Pegas /ring torak

pegas torak atau disebut juga cincin torak dibedakan atas dua jenis ialah:

1. Cincin kompresi

Fungsinya untuk merapatkan anatara torak dengan dinding selinder

sehingga tidak terjadi kebocoran pada waktu kompresi.

2. Cincin Minyak

Disampin pada deretan paling / bagian bahhwa yang berfungsi

untuk membawa minyak pelumas, melumasi dinding silinder yang

bergesekan dengan torak.

6

Gambar 4. Cincin Torak

Cincin kompresi biasanya dibuat dari besi tuang kelabu, karena

keuntungan bahan ini terhadap aus dengan gaya pegas, gesekan cincin

kompresi kepada tabung silinder direduksi dengan jalan pelumasan.

Cincin-cincin torak juga bertugas membantu mendinginkan torak

karana ia menyalurkan sejumlah panas dari dari torak kedinding silinder.

Diameter cincin dalam keadaan bebas sedikit lebih besar daripada

diameter tabung silinder, setelah cincin tersebut dipasang pada torak ia

akan menekan ke dinding silinder. Cincin minyak ditempatkan pada

bagian bawah, cincin minyak dibuat dari besi tuang

Gambar 5. Pegas Torak

7

d. Batang Penggerak/ Batang Torak

Batang Torak Berfungsi menghubungkan antara pistong dan engkol,

mengubah tenaga atau gaya lurus (bolak balik) sehingga menjadi tenaga putar

dengan perentara engkol dengan poros utama atau as mesin, batang penggerak

dari besi tuang.

e. Poros Engol

Poros engkol meneruskan putaran dari batang penggerak kesumbu mesin

dari roda gaya (roda penerus), ia didukung dari beberapa buah bantalan utama,

banyaknya bantalan tergantung dari jumlah selinder motor. Bantalan dibuat

dari babit atau aluminium, poros engkol dibuat dari bahan besi tuang.

Gambar 6. Poros Engkol

f. Roda Penerus (Flyweel)

Poros engkol hanya mendapatkan tenaga putaran dari langkah kerja, agar

supaya dapat bekerja pada langkah yang lainnya, poros engkol harus dapat

menyimpan tenaga putaran ini diperolehnya, bagian yang menyimpan tenaga

putaran ini adalah roda penerus. Roda penerus juga dilengkapi dengan ring gear

yang dipasang pada bagian luar untuk perakitan dengan stater pinion pada

8

motor stater. Roda penerus juga disebabkan roda pemberat maka kejutan yang

terjadi pada pembakaran motor dapat dikurangi. Ukuran roda penerus

tergantung dari besar kecilnya motor dan jumlah silinder. Roda penerus juga

berfungsi sebagai penghubungantar putaran motor dengan kopling dan

transmisi pada waktu pertamakali berputar ia dihubungkan dengan motor stater

diputarannya sehingga menghidupkan mesin.

Gambar 7. Roda Penerus

g. silinder, Blok silinder, dan kepala silinder.

Silinder dan blok motor ada yang dibuat menjadi satu tetapi ada pula yang

dibuat terpisah, bahannya dibuat dari besi tuang kelabu. Untuk motor-motor

yang ringan bahan ini dicampur dengan alminium, bahan blok motor dipilih

agar memenuhi syarat-syarat pemakaiannya, yakni tahan terhadap suhu tinggi,

dapat menghantarkan panas yang baik dan tahan terhadap gesekan. Blok

silinder sebagai bentuk dasar kerja mesin dan biasanya dibuat dari besi tuang

tetapi belakangan ini banyak juga blok silinder yang terbuat dari panduan

alminium segan maksud untuk mengurangi berat serta menambah panas

radiasi, beberapa silinder disusun pada blok silinder, bagian atas tertutup

dengan kepala silinder, bagian bawah blok silinder ini menbentuk ruang engkol

untuk pemasangan poros engkol, subu nok dan mekanik katup.

Pada blok silinder ini terdapat lubang-lubang silinder yang berdinding

halus, dimana torak bergerak bolak balik, silinder bersama-sama dengan kepala

silinder membentuk ruang bakar, blok silinder dan ruang engkol dapat dihitung

9

menjadi satu bagian atau terpisah satu sama lain, kemudiandisatukan dengan

baut-baut. Tabung silinder dibuat dari besi tuang atau baja tuang.

Blok silinder dan rumah engkol motor mobil biasanya dibuat dari besi

tuang, logam ini tahan terhadap suhu dan tekanan tinggi yang terjadi dalam

silinder, mudah dikerjakan dengan mesin, dapat memberikan permukaan yang

halus, mempunyai kesanggupan yang tinggi terhadap keausan, dapat meredam

getaran dan tahan terhadap benda tuang yang mempunyai bentuk rumit,

misalnya blok silinder didalamnya harus terdapat ruang air, lubang katup,

tempat duduk dan sebagainya.

Gambar 8. Blok Silinder

Kepala silinder adalah bagian motor yang berfungsi sebagai motor yang

berfungsi sebagai penutup silinder dan merupakan dinding ruang bakar, kepala

silinder (silinder head) dipasang pada blok silinder dengan pertolongan baut-

baut tap sehingga memudahkan pemeriksaan dan perbaikan.

h. Mekanik Katup

Pada motor bakar 4 tak selalu terpasang katup pemasukan dan

pembuangan, katup ini digerakkan oleh batang pendorong yang ditekan naik

10

turun oleh poros bubungan dimana poros bubungan tersebut mempunyai

bulatan yang sebagian sisinya menonjol keluar sehingga ia dapat mendorong

keatas dan mekanik katup akibat katup terbuka untuk mengalirkan gas ke

dalam silinder atau mengeluarkan gas dalam langkah pembuangan. Masin-

masin katup digerakkan oleh sebuah poros bubungan, perbandingan antara

putaran poros engkol dan poros bubungan atau noken as dalah 1:2.

Kepala katup mempunyai perana yang sangat penting karena ia harus

bekerja walaupun temratur yang berubah-ubah, katup buan mengalami

pemanasan yang lebih besar dati pada katup masuk sebab gas buang yang

bertempratur tinggi mengalir melalui kadtup ini.

Gambar 9. Katup/Klep Samping.

1. Ktup/klep

2. Bush penghantar

3. Pegas katup

4. Sekrup penyetel

5. Mur pengontrol

6. Tapper

11

7. Poros cam.

Gambar 10. Katup over head/diatas kepala

1. Katup/klep

2. Bush penghantar

3. Pegas katupn

4. sekrup penyeterl

5. Mur pengontrol

6. Tappet

7. Poros Cam

8. Batang penekan

9. pengungkit/ Rocker

Tugas karup adalah membuka dan menutup saluran keruang bakar,

maka katup tersebut harus ditahan terhadap suhu atau panas yang tinggi, maka

bahanya dibuat dari bahan yang tahan panas seperti baja krom nikel. Katup

atau klep penghisap /pemasukan biasanya mempunyai diameter yang lebih

besardibandingkan dengan katup pembuangan, maksudnya adalah dapat

menambah efisiensi pengisian. Pada mesin diesel, udara di dalam silinder

dikompresikan hingga menjadi panas. Bahan bakar diesel yang berbentuk kabut

kemudian disemprotkan ke dalam silinder-silinder. Pada mesin bensin, bahan

bakar diatomisasikan, dicampur dengan udara, dikompresikan dan kemudian

12

dibakar dengan loncatan bunga api listrik. Pada mesin diesel, bahan bakar

dibakar oleh panas udara yang telah dikompresikan di dalam silinder. Untuk

memenuhi kebutuhan pembakaran tersebut maka temperatur udara yang

dikompresikan di dalam ruang bakar harus mencapai 500ºC (932ºF) atau lebih.

Oleh karena itu, mesin diesel perbandingan kompresinya dibuat (15:1 –

22:1) lebih tinggi dari pada mesin bensin (6:1 – 12:1) dan juga mesin diesel di

buat dengan konstruksi yang jauh lebih kuat dari pada mesin bensin.

Dibandingkan dengan mesin bensin pada mesin diesel mempunyai

keuntungan dan kerugian sebagai berikut:

Keuntungan

a. Mesin diesel mempunyai efisiensi panas yang lebih besar. Hal ini berarti

bahwa penggunaan bahan bakarnya lebih ekonomis dari pada mesin bensin.

b. Mesin diesel lebih tahan lama dan tidak memerlukan electric igniter. Hal ini

berarti bahwa kemungkinan kesulitan lebih kecil dari pada mesin bensin.

c. Momen pada mesin diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan

yang luas. Hal ini berarti bahwa mesin diesel lebih fleksibel dan lebih

mudah dioperasikan dari pada mesin bensin (Hal inilah sebabnya mesin

diesel digunakan pada kendaraan-kendaraan yang besar).

Kerugian

a. Tekanan pembakaran maksimum hampir dua kali mesin bensin. Hal ini

berarti bahwa suara dan getaran mesin diesel lebih besar.

b. Tekanan pembakarannya yang lebih tinggi, maka mesin diesel harus dibuat

dari bahan yang tahan tekanan tinggi dan harus mempunyai struktur yang

sangat kuat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, mesin diesel

jauh lebih berat dari pada mesin bensin dan biaya pembuatannya-pun

menjadi lebih mahal.

13

c. Mesin diesel memerlukan sistem injeksi bahan bakar yang presisi. Dan ini

bararti bahwa harganya lebih mahal dan memerlukan pemeliharaan yang

lebih cermat dibanding dengan mesin bensin.

d. Mesin diesel mempunyai perbandingan kompresi yang lebih tinggi dan

membutuhkan gaya yang lebih besar untuk memutarnya. Oleh karena itu

mesin diesel memerlukan alat pemutar seperti motor starter dan baterai

yang berkapasitas lebih besar.

Gambar 11. Penampang Mesin 2C

2 ). PRINSIP KERJA

a. Langkah Hisap

Pada langkah hisap, udara dimasukkan ke dalam silinder. Piston

membentuk kevakuman di dalam silinder seperti pada mesin bensin, piston

bergerak ke bawah dari titik mati atas ke titik mati bawah. Terjadinya vakum

ini menyebabkan katup hisap terbuka dan memungkinkan udara segar masuk

ke dalam silinder. Katup buang tertutup selama langkah hisap.

14

Gambar 12. Langkah Hisap

b. Langkah Kompresi

Pada langkah kompresi, piston bergerak dari titik mati bawah menuju

titik mati atas. Pada saat ini kedua katup tertutup. Udara yang dihisap selama

langkah hisap ditekan sampai tekanannya naik sekitar 30 kg/cm2 (427 psi,

2,942 kpa) dengan temperatur sekitar 500-800ºC (932-147ºF).

Gambar 13. Langkah Kompresi

c. Langkah Pembakaran

Udara yang terdapat didalam silinder didorong ke ruang bakar

pendahuluan (precombustion chamber) yang terdapat pada bagian atas

masing-masing ruang bakar. Pada akhir langkah pembakaran, ignition

nozzle terbuka dan menyemprotkan kabut bahan bakar ke dalam ruang bakar

pendahuluan dan campuran udara bahan bakar selanjutnya terbakar oleh

panas yang dibangkitkan oleh tekanan. Panas dan tekanan keduanya naik

15

secara mendadak dan bahan bakar yang tersisa pada ruang bakar

pendahuluan ditekan ke ruang bakar utama di atas piston. Kejadian ini

menyebabkan bahan bakar terurai menjadi partikel-partikel kecil dan

bercampur dengan udara pada ruang bakar utama (main combustion) dan

terbakar dengan cepat. Energi pembakaran mengekspansikan gas dengan

sangat cepat dan piston terdorong ke bawah. Gaya yang mendorong piston

ke bawah diteruskan ke batang piston dan poros engkol dan dirubah menjadi

gerak putar untuk memberi tenaga pada mesin.

Gambar 14. Langkah usaha

d. Langkah Buang

Pada saat piston menuju titik mati bawah, katup buang terbuka dan

gas pembakaran dikeluarkan melalui katup buang pada saat piston bergerak

ke atas lagi. Gas akan terbuang habis pada saat piston mencapai titik mati

atas, dan setelah itu proses dimulai lagi dengan langkah hisap. Selama mesin

menyelesaikan empat langkah (hisap, kompresi, pembakaran dan buang),

poros engkol berputar dua kali dan menghasilkan satu tenaga. Ini disebabkan

dengan siklus diesel.

16

Gambar 15. Langkah Buang

Tabel dibawah ini menunjukkan perbandingan diesel dengan mesin

bensin.

Bensin Diesel Mesin bensin Mesin Diesel

Langkah

Hisap

Campuran udara bahan-

bakar dihisap ke dalam

Hanya udara yang dihisap

masuk

Langkah

Kompresi

Piston mengkompresikan

campuran udara bahan-

bakar

Piston mengkompresikan

udara untuk menaikkan

tekanan dan temperatur

Langkah

Pembakaran

Busi menyalakan campuran

yang bertekanan

Bahan bakar disemprotkan

ke dalam udara yang

bertemperatur dan

bertekanan tinggi dan

terbakar oleh panas dari

udara yang ditekan

Langkah

Buang

Piston mendorong gas

buang keluar dari silinder

Piston mendorong gas

buang keluar dari silinder

Pengaturan

ouput tenaga

Diatur oleh banyaknya

campuran udara bahan-

bakar yang dimasukkan

Diatur oleh banyaknya

bahan bakar yang

diinjeksikan

Tabel 1. Perbandingan Mesin Bensin dan Mesin Diesel

17

Proses Pembakaran Pada Mesin Diesel.

Udara yang diisap ke dalam ruang bakar akan dikompresi oleh gerakan

piston. Bahan bakar diinjeksikan pada + 150 sebelum TMA pada langkah

kompresi hingga + 100 setelah TMA ke udara tekan dan bersuhu tinggi.

Akibatnya, bahan bakar terbakar dengan sendirinya oleh udara kompresi. Suhu

udara kompresi harus di atas 500 C0 (9320 F).

Periode I : Waktu pemakaran

tertunda.

(Delai periode) A-B.

Periode II : Pembakaran api (pembakaran

eksplosif) C-D.

Periode III: Pembakaran langsung

C-D.

Periode IV: Pembakaran lanjut D-E

Diagram 1. Proses pembakaran pada motor diesel

Proses pembakaran pada mesin diesel dibagi menjadi 4 periode. Pada

gambar 1 dapat dilihat bahwa dari 4 periode tersebut terjadi perubahan tekanan

mulai awal sampai akhir proses pembakaran. Perubahan tekanan ini yang

menyebabkan bahan bakar terbakar dengan sendirinya. Untuk lebih jelasnya 4

periode proses pembakaran pada mesin diesel ini yaitu :

1. Periode pertama : Waktu pembakaran tertunda (A-B).

Persiapan ini merupakan fase persiapan pembakaran dimana partikelpartikel

bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar

mudah terbakar. Penambahan tekanan dalam hal ini diakibatkan oleh

perubahan posisi poros engkol.

18

2. Periode kedua : Perambatan api (B-C).

Pada akhir langkah pertama, campuran akan terbakar di beberapa tempat

dalam silinder sehingga pembakaran mulai di beberapa tempat. Nyala api ini

akan merambat dengan kecepatan tinggi seolah-olah campuran terbakar

sekaligus menyebabkan tekanan dalam silinder cepat naik. Karena itu periode

ini kadang-kadang disebut pembakaran letup. Kenaikan tekanan pada periode

ini sesuai dengan jumlah campuran yang tersedia pada langkah pertama.

3. Periode ketiga : Pembakaran langsung (C-D)

Akibat nyala api di dalam silinder maka bahan bakar yang diinjeksikan

langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat sikontrol dari jumlah

bahan bakar yang diinjeksikan, jadi periode ini sering disebut proses

pembakaran dikontrol.

4. Periode keempat : Pembakaran lanjut (D-E)

Injeksi berakhir pada titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi

walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila

pembakaran lanjut ini terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi

menyebabkan efisiensi turun.

Penyaluran Bahan Bakar Pada Mesin Diesel

Berdasarkan uraian tentang prinsip kerja mesin diesel yang membakar

bahan bakar berdasarkan suhu kompresi secara bertahap, maka penyaluran bahan

bakar pada mesin diesel harus memenuhi syarat:

Mesin diesel harus mempunyai perbandingan kompresi yang tinggi agar

mempunyai suhu dan tekanan kompresi yang tinggi sehingga mampu

membakar bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Bahan

bakar mesin diesel mempunyai sifat titik nyalanya tinggi sehingga harus

dibuat menjadi partikel atau butiran yang lebih kecil.

19

Agar bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder mesin diesel dapat

mudah terbakar maka diperlukan ruang bakar yang dapat memungkinkan

bahan bakar dan udara dapat bercampur secara homogen dalam bentuk

partikel yang lebih kecil-kecil dari sebelumnya

Di samping mesin diesel harus memiliki ruang bakar yang memungkinkan

atomisasi bahan bakar, maka bahan bakar yang disalurkan ke dalam ruang

bakar harus dengan injeksi. Dengan injeksi maka bahan bakar akan

berbentuk partikel-partikel atau butiran-butiran yang kecil. Oleh karena itu

dalam mesin diesel diperlukan peralatan untuk injeksi yaitu pompa injeksi

dan injector (pengabut). Pompa injeksi berfungsi menekan bahan bakar

dari tangki ke injector, sedangkan injector berfungsi menyemprotkan

bahan bakar tepat waktu ketika diperlukan pada akhir langkah kompresi.

Berdasarkan 3 hal di atas maka pada mesin diesel diperlukan suatu sistem

bahan bakar yang dapat memenuhi syarat agar terjadi pembakaran yang

baik. Sistem bahan bakar yang baik harus terdiri dari komponen-

komponen yang baik pula.

3. MACAM-MACAM MESIN DIESEL

Ruang bakar mesin diesel adalah merupakan bagian yang terpenting

untuk menentukan kemamuan mesin diesel. Telah dikembangkan berbagai

macam konfigurasi ruang bakar mesin diesel untuk menjamin bahan bakar

yang disemprotkan ke dalamanya dapat mengurai, mengabut, dan bercampur

rata dengan udara: Cara yang digunakan disini meliputi pembentukan saluran

masuk pada kepala silinder sedemikian rupa sehingga udara berputar di dalam

silinder, atau dengan jalan menambahkan ruang bakar bantu yang dapat

mempercepat ekspansi gas pada tahap pembakaran awal untuk meningkatkan

efisiensi pembakaran. Ruang bakar yang digunakan pada kendaraan-kendaraan

adalah:

20

Ruang bakar Diesel

Ruang bakarlangsung

Tipe injeksi langsung(Direct Injection)

Ruang bakartambahan

Tipe ruang bakar kamar depan(precombustion chamber)

Tipe kamar pusar(Swirl chamber)

Diagram 2. Macam-macam Mesin Diesel

a). Tipe Injeksi Langsung (Direct Injection)

Injection nozzle menyemprotkan bahanbakar langsung ke ruang bakar

utama (main combustion) yang terdapat diantara cylinder head dna piston.

Ruang bakar ada pada bagian atas piston merupakan salah satu bentuk yang

dirancang untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.

Gambar 16. Tipe Injeksi Langsung

21

Gambar 17. Macam-macam Ruang Injeksi Langsung

Keuntungan :

Effisiensi panas tinggi (tidak memerlukan glow plug).

Konstruksi cylinder head sederhana.

Karena kerugian panas kecil, perbandingan kompresi dapat diturunkan.

Kerugian :

Pompa injeksi harus menghasilkan tekanan yang tinggi.

Kecepatan maksimum lebih rendah.

Suara lebih besar (berisik).

Bahan bakar harus bermutu tinggi.

b) Tipe Ruang Bakar Kamar Depan (Precombustion Chamber)

Seperti terlihat pada gambar di bawah, bahan bakar disemprotkan oleh

ijection nozzle ke kamar depan (precombustion chamber). Sebagian akan

terbakar ditempat, dan sisa bahan bakar yang tidak terbakar ditekan melalui

saluran kecil antara ruang bakar kamar depan dan ruang bakar utama dan

selanjutnya terurai menjadi partikel yang halus dan terbakar habis di ruang

bakar utama (main chamber).

Gambar 18. Tipe Ruang Bakar Kamar Depan

22

Keuntungan :

Pemakaian bahan bakar lebih luas.

Detonasi dapat dikurangi karena menggunakan injektor tipe throttle.

Mesin tidak terlalu peka terhadap perubahan timing injeksi.

Kerugian :

Cylinder head rumit dan biaya pembuatan mahal.

Memerlukan glow plug.

Pemakaian bahan bakar lebih boros

c). Tipe Kamar Pusar (Swirl Chamber Type)

Seperti terlihat pada gambar di bawah, kamar pusar (swirl chamber)

mempunyai bentuk spherical. Udara yang dikompresikan oleh piston

memasuki kamar pusar dan membentuk aliran turbelensi ditempat bahan

bakar yang diinjeksikan. Tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar

akan mengalir keruang bakar utama (main combustion chamber) melalui

saluran transfer untuk menyelesaikan pembakaran.

Gambar 19. Tipe Kamar Pusar

Keuntungan :

Kecepatan mesin tinggi.

Gangguan pada nozzle (tipe pin) lebih kecil.

23

Operasi mesin lebih halus.

Kerugian :

Konstruksi cylinder head rumit.

Effisiensi panas rendah.

Menggunakan glow plug.

Detonasi lebih mudah terjadi

B. SISTEM PELUMASAN

1. Kegunaan pelumasan

a. Memperkecil gesekan sehingga b. Mendinginkan komponen

dengan memperkecil keausan cara menghayutkan panas.

24

Bensin Oli

c.. Sebagai perapat, missal d. Sebagai pembersih dari bidang-

dengan dinding silinder bidang rongga-rongga antara ring

piston lumas

2. Macam- macam sistem pelumasan

a. Pelumasan campuran

Gambar 20. pelumasan campuran

Digunakan pada : Kebanyakan motor 2 Tak yang kecil

Seperti : Vespa, Yamaha, Suzuki

Sifat-sifat yang menonjol :

Harus menggunakan oli baru

Timbul polusi dari gas buang

Pemakaian oli boros

Perbandingan oli 2 ÷ 4 %, dari bensin ( menurut spesifikasi pabrik )

25

Hanya untuk motor 2 T

b. Pelumasan panci sirkuit tekan

1. Tempat oli/ karter

oil

2. Saringan oli kasar

3. Pompa oli

4. Katup pelepas

5. Saringan

6. Katup by pass

7. Saklar tekan

Gambar 22. System pelumasan tekan

Sifat-sifat yang menonjol :

Pelumasan teratur dan merata

Digunakan pada motor 4T dan diesel 2T

Oli perlu diganti pada kurun waktu tertentu

Misal : - Motor otto setiap 10.000 Km

26

Keterangan gambar

1. Karter

2. Saringan pompa

3. Pompa oli

4. Katup pelepas

5. Saringan halus

6. Katup by-pass

7. Sakelar tekan

8. pemakai

Gambar 21. Pembagian oli kemasing-masing

pemakai

- Motor Diesel setiap 5.000 Km

Sistem pelumasan pada mesin diesel dasarnya sama dengan mesin

bensin. Mesin diesel lebih banyak menghasilkan karbon dari pada mesin

bensin selama pembakaran, jadi diperlukan oil filter yang dirancang khusus.

Sistem pelumasan mesin diesel dilengkapi dengan pendingin oli (oil cooler)

untuk mendinginkan minyak pelumas karena temperatur kerjanya tinggi dan

bagian-bagian yang berputar juga kerjanya lebih berat dari pada mesin

bensin.

Gambar 23. Letak Komponen Sistem Pelumasan Pada Mesin 2C

Diagram 3. Aliran Pelumas Pada Mesin 2C

27

Fungsi Minyak Pelumas

Gesekan dan keausan dapat dikurangi dengan memisahkan atau membatasi

kedua permukaan yang bergesekan dengan pelumas. . Oli akan membentuk

lapisan tipis yang memisahkan kedua permukaan yang keras satu dengan

lainnya, sehingga permukaan tersebut “mengapung” di atas oli. Selain tersebut

di atas minyak pelumas berfungsi :

a) Sebagai pelumas

Oli mesin melumasi permukaan logam yang bersinggungan dalam mesin

dengan cara membentuk lapisan film oli. Lapisan oli (oil film) tersebut

berfungsi mencegah kontak langsung antara permukaan yang bergesekan dan

membatasi keausan.

b) Mendinginkan komponen-komponen mesin yang panas.

Panas ini bukan hanya karena gesekan tapi juga karena panas yang

ditimbulkan adanya pembakaran. Seperti pada torak, panas yang terjadi harus

diturunkan, sebab kalau tidak logam akan memuai yang berlebihan dan torak

akan macet terhadap dinding silinder .

c) Oli berfungsi untuk merapatkan, khususnya antara torak dan dinding silinder

dan mencegah gas hasil pembakaran masuk ke ruang engkol.

28

d) Oli digunakan untuk “menjebak” kotoran dan sisa pembakaran yang

disebabkan oleh terbakarnya campuran bahan bakar dan udara dalam silinder.

e) Sebagai peredam suara yang di timbulkan oleh mesin

Klasifikasi minyak pelumas untuk Motor Diesel

Mesin diesel mempunyai tekanan kompresi yang sangat tinggi

membutuhkan tenaga yang besar untuk menggerakkan komponen-komponennya.

Oleh karena itu oli mesin pada mesin diesel harus dapat membentuk lapisan oli

yang lebih kuat.

Bahan bakar diesel mengandung sulfur yang ber-reaksi menjadi asam

belerang akibat pembakaran. Oli mesin harus mempunyai kekuatan untuk

menetralisir asam ini dengan baik dan tenaga deterjent-dispersent yang baik untuk

mencegah timbulnya jelaga di dalam mesin.

Klasifikasi

API

PENGGUNAAN DAN KUALITAS OLI

CA Digunakan untuk mesin diesel operasi beban ringan

yang mengandung detergent dispersent, anti oxidant,

dll

CB

Digunakan untuk mesin diesel operasi beban sedang

dengan bahan bakar kualitas rendah. Yang

mengandung detergent dispersent, anti oxidant, dll

CC

Mengandung sejumlah besar detergent dispersent,

anti oxidant, dll. Dapat digunakan dalam mesin diesel

turbo charged dan dapat juga dalam mesin bensin

dengan pelayanan kondisi mesin operasi temperatur

sedang.

CD Digunakan untuk mesin diesel turbo charged dengan

kandungan sulfur solar kecil. Sedangkan kandungan

detergent-dispersent dalam jumlah besar.

Tabel 2. Klasifikasi minyak pelumas

29

Komponen Pelumasan Mesin

1) Pompa oli (oil pump) 

Berfungsi menghisap oli dari bak oli (oil pan) kemudian menekan dan

menyalurkan ke bagian-bagian mesin yang bergerak. Ada 2 model pompa :

a) Model roda gigi

Pompa oli model roda gigi adalah pompa yang terdiri dari dua

buah gigi yang berputar untuk memompa oli dua buah roda gigi tersebut

ada roda gigi penggerak (drive gear) dan ada roda gigi yang digerakkan

(driven gear). Ada dua tipe pompa oli model roda gigi yaitu:

Tipe internal gear 

Roda gigi yang digerakkan (driven gear) digerakkan oleh roda gigi

penggerak yang dihubungkan langsung ke camshaft, ruang volume

dibentuk oleh dua gigi yang berubah-ubah saat berputar. Tipe ini

memiliki konstruksi yang sederhana dan kemampuannya dapat

diandalkan.

Tipe external gear

Sama halnya seperti model internal ada drive gear & driven gear

untuk memompa oli seperti terlihat pada gambar disamping. Aliran oli

juga terlihat seperti gambar. Tipe ini sudah lama digunakan karena

konstruksinya lebih sederhana dan lebih akurat.

b) Model Trochoid yang dilengkapi 2 rotor (rotor penggerak dan rotor yang

digerakkan).

Gambar 24. Tipe roda gigi

30

Gambar 25. Tipe trochoid

2) Sistem pengaturan tekanan 

Katup pengatur tekanan oli (oil pressure relief valve), berfungsi mengatur

tekanan oli yang disalurkan ke sistem pelumasan. Pada tekanan minyak yang

tinggi (rpm tinggi,katup akan membuka dan kelebihan oli akan disalurkan ke

bak oIi melalui lubang by pass. Sehingga tekanan oli yang masuk ke sistem

pelumasan dapat dibatasi besarnya.

Gambar 26. Pengatur tekanan

3) Saringan Oli (Twin-element Oli Filter)

Mesin bensin pada umumnya menggunakan saringan full-flow type

singgle elemen. Sedangkan mesin diesel menggunakan filter dua elemen yang

terdiri dari elemen aliran penuh dan elemen by-pass. Elemen filter aliran

penuh ditempatkan antara oil pump dan mesin dan seperti terlihat pada

31

gambar di bawah, elemen filter by-pass ditempatkan antara oil pump dengan

oil pan dari mesin.

Gambar 27. Oil Filter

Elemen alirah penuh menyaring kotoran-kotoran yang mempengaruhi

kerja bagian-bagian mesin yang berputar dan elemen by-pass menyaring

lumpur dan kerak karbon yang tercampur jadi satu di dalam minyak pelumas.

Kedua elemen ini mengalirkan minyak pelumas yang sangat bersih untuk

melumasi bagian-bagian mesin.

Diagram 4. Diagram Aliran Oli

4) Pendingn Oli

Kebanyakan pendingin oli (oil cooler) yang digunakan pada mesin diesel

adalah sejenis dengan pendinginan air. Tergantung pada tipe mesin, oil cooler

32

dapat ditempatkan di depan mesin, disamping atau di bawah radiator. Pada

gambar di bawah diperlihatkan oil cooler yang dipasang disamping mesin.

Minyak pelumas dipompa oleh oil pump dan bersirkulasi melalui oil filter, oil

pan dan oil cooler. Minyak pelumas didinginkan oleh air pendingin mesin

yang ada disekelilingnya selama mengalir di dalam inti saluran minyak

pelumas di dalam oil cooler. Dan kemudian mengalir ke saluran minyak

utama.

Gambar 28. Oil Cooler

Pendingin oli (oil cooler) umumnya dilengkapi dengan by-pass valve

untuk mencegah terjadinya kerusakan karena kenaikan viskositas minyak

temperatur rendah. Bypass valve akan bekerja apabila kekentalan oli tinggi

atau saat oil cooler element tersumbat. Hal tersebut akan menyebabkan

tahanan aliran menjadi tinggi, sehingga bypass valve akan terbuka agar oli

kembali secara langsung ke oil filter element tanpa melalui oil cooler.

Gambar 29. Katup By-pass

33

5) Oil Nozzle

Pada banyak mesin diesel, oil nozzles tersedia pada cylinder block untuk

mendinginkan piston. Bagian lubricationtion oil pumping dari main oil

gallery pada cylinder block mengalir melalui check valve dan diinjeksi dari

oil nozzle untuk mendiginkan bagian dalam piston.

Check vale ball menutup oil passage oleh daya pegas spring ketika tekanan

oli jatuh di bawah kira-kira 140 kPa (1,4 kgf/cm2). Ini untuk mencegah oil

pressure di lubrication circuitry jatuh terlalu rendah dengan menutup oil

passage.

Gambar 30. Oil Nozzle

Beberapa Pelumasan pada Komponen-komponen Mesin

Komponen-komponen mesin yang saling berhubungan perlu dilumasi

untuk memperkecil keausan serta menghindari korosi, sehingga umur pemakaian

mesin akan lebih panjang dan menjadikan kinerja mesin lebih baik lagi.

a) Pelumasan pada Conecting Rod, Piston dan Main Bearing

Pada pelumasan ini, terdapat lubang oli yang menghubungkan main oil

gallery ke setiap bearing. Oli mengalir masuk melalui lubang oli yang

terdapat padacrankshaft untuk melumasi connecting rod bearing kemudian

masuk melalui lubang yang terdapat pada connecting rod untuk

melumasi connecting rod small end bushing. Oli disemprotkan dari oil

jet yang terdapat pada connecting rod small end untuk melumasi piston.

34

Gambar 31. Pelumasan pada Conecting Rod

Gambar 32. Pelumasan pada piston

 

b) Pelumasan pada Camshaft dan Mekanisme katup

Camshaft bushing dilumasi oleh oli yang mengalir melalui saluran main

oil gallery ke setiap bushing. Pada bagian ujung depan camshaft

journal terdapat lubang oli yang menyalurkan oli untuk melumasi camshaft

gear dan mekanisme katup. Oli masuk ke rocker shaft braket bagian depan,

kemudian masuk ke rocker shaft dan melumasi setiap rocker bushing. Pada

saat yang sama, oli memancar dari lubang yang terdapat pada bagian

atas rocker arm untuk melumasi permukaan atas dimana terdapat valve

35

cam dan valve stem. Oli masuk ke lubang push rod pada cyclinder

head dan crankshaft untuk melumasi cam sebelum kembali ke oil pan.

Gambar 33. Pelumasan mekanisme katup

Gambar 34. Pelumasan camshaft

 

c) Pelumasan Timming Gear

Oli yang melewati main oil gallery mengalir melalui bagian

dalam camshaft dan idler shaft, untuk melumasi setiap gear selama berputar.

Pada bagian dalam timming gear case terdapat oil jet yang secara otomatis

memberikan tekanan pelumasan secara konstan. Pada idler

gear, shaft dilengkapi oil jet untuk pelumasan auto timmer.

36

Oil jet dipasang pada bagian bawah komponen main oil gallery pada

setiap silinder dan mendinginkan piston dengan menyemprotkan oli kearah

bagian dalampiston. Oil jet dipasang dengan check valve yang membuka dan

menutup berdasarkan tekanan yang ditentukan. Check valve menutup pada

putaran rendah, hal ini dilakukan untuk mencegah meningkatnya tekanan

volume oli pada komponen sistem pelumasan.

Gambar 35. Pelumasan rantai timing

C. SISTEM PENDINGINAN

Umumnya mesin didinginkan oleh sistem pendinginan air dan udara.

Mesin mobil banyak menggunakan sistem pendinginan air. Sistem

pendinginan dalam mesin kendaraan adalah suatu sistem yang berfungsi

untuk menjaga supaya temperatur mesin dalam kondisi yang ideal. Mesin

pembakaran dalam (maupun luar) melakukan proses pembakaran untuk

menghasilkan energi dan dengan mekanisme mesin diubah menjadi tenaga

gerak.

Mesin bukan instrumen dengan efisiensi sempurna, panas hasil

pembakaran tidak semuanya terkonversi menjadi energi, sebagian terbuang

37

melalui saluran pembuangan dan sebagian terserap oleh material disekitar

ruang bakar. Mesin dengan efisiensi tinggi memiliki kemampuan untuk

konversi panas hasil pembakaran menjadi energi yang diubah menjadi

gerakan mekanis, dengan hanya sebagian kecil panas yang terbuang. Mesin

selalu dikembangkan untuk mencapai efisiensi tertinggi, tetapi juga

mempertimbangkan faktor ekonomis, daya tahan, keselamatan serta ramah

lingkungan.

Proses pembakaran yang berlangsung terus menerus dalam mesin

mengakibatkan mesin dalam kondisi temperatur yang sangat tinggi.

Temperatur sangat tinggi akan mengakibatkan desain mesin menjadi tidak

ekonomis, sebagian besar mesin juga berada di lingkungan yang tidak terlalu

jauh dengan manusia sehingga menurunkan faktor keamanan. Temperatur

yang sangat rendah juga tidak terlalu menguntungkan dalam proses kerja

mesin. Sistem pendinginan digunakan agar temperatur mesin terjaga pada

batas temperatur kerja yang ideal.

Sistem pendingin air mempunyai kerugian konstruksi rumit dan biaya

mahal dan mempunyai keuntungan lebih aman dan berfungsi sebagai

peredam bunyi juga dapat digunakan sebagai sumber panas untuk heater

(pemanas ruangan) Sistem pendinginan air dilengkapi oleh water jacket,

pompa air (water pump), radiator, thermostat, kipas (fan), slang karet (hose),

fan clutch dan lain-lain.

1. Kegunaan pendinginan

Menyarap panas pada bagian-bagian motor sehingga mengurangi keausan

dan kerusakan.

Untuk mendapatkan temperatur kerja motor yang tepat dan merata

38

Udara pengapian

Panas

Panas

2. Macam-macam sistem pendingin

a. Pendinginan udara

Gambar 36. Pembandingan Udara

Cara kerja :

Panas yang ditimbulkan oleh motor dipindahkan ke udara luar.

Untuk meningkatkan efisiensi pendinginan permukaan bidang pendinginan

diperluas dengan sirip-sirip.

Digunakan pada :

Kebanyakan sepeda motor, motor-motor unit kecil.

Mesin VW lama, Deutch Diesel.

Sifat-sifat yang menonjol :

Konstruksi sederhana

Suara motor keras akibat getaran sirip-sirip

Pendinginan tidak merata

Jarang ada gangguan

39

b. Pendinginan air sirkuit pompa

Gambar 37. Pendinginan air sirkuit pompa

1. Air pada rongga-rongga blok motor dan kepala silinder menyerap panas

motor

2. Air pendingin yang panas disalurkan ke radiator melalui slang bagian atas

3. Radiator memindahkan panas ke udara luar

4. Kipas menjamin aliran udara yang melewati radiator

5. Air pendingin kembali ke motor melalui slang bagian bawah

6. Pompa air membangkitkan sirkulasi air

7. Termostat mengatur aliran air ke radiator agar temperatur motor tetap (

80°C )

Sifat-sifat yang menonjol :

Pendinginan lebih merata dibanding pendingin dengan udara

Temperatur kerja motor tetap

Gangguan lebih sering terjadi dan kemungkinannya lebih banyak ( seperti

: bocor, pompa air rusak, dsb )

40

Cara Kerja Mesin Pendingin Mobil

a) Pada waktu mesin dingin

Gambar 38 keadaan mesin dingin

Ketika mesin dalam keadaan dingin, air pendingin juga masih dingin

dan termostat masih tertutup, sehingga aliran air pendingin adalah water

pump ke water jacket ke by pass hose kembali ke water pump.

b) Pada waktu mesin panas

Gambar 39. Keadaan mesin panas

Setelah mesin menjadi panas, thermostat terbuka sehingga aliran air

pendingin adalah radiator ke lower hose ke water pump ke water jacket ke

upper hose kembali ke radiator.

41

1) Radiator

Gambar 40. Radiator

Radiator berfungsi untuk mendinginkan cairan pendingin yang

telah menjadi panas.

2) Inti Radiator

Inti radiator (radiator core) terdiri dari pipa-pipa (tube) dimana cairan

pendingin melaluinya dari upper ke lower tank, dan juga dilengkapi

dengansirip-sirip pendingin (fin).Panas cairan pendingin pertama di serap

oleh fin, yang didinginkan oleh fan dan udara akibat gerakan kendaraan.

Ada 3 tipe radiator core : plate fin, corrugated fin, single row.

Gambar 41. Inti radiator

42

3) Tutup Radiator

Tutup radiator berfungsi untuk menjaga kuantitas dalam radiator yang

sesuai. Pada tutup radiator terdapat relief valve dan vacuum valve.

Gambar 42. Tutup radiator

- Cara kerja relief valve

Gambar 43. Cara Kerja Relief Valve

Bila suhu air pendingin naik akan menyebabkan tekanan akan bertambah,

bila tekanannya mencapai 0,3 – 1,0 kg/cm2 pada 110 – 120°C. Relief valve

akan terbuka dan membebaskan kelebihan tekanan melalui overflow pipe.

- Cara kerja vacuum valve

Gambar 44 Cara Kerja Vacuum Valve

43

Saat suhu air pendingin turun setelah mesin berhenti dan membentuk

kevakuman dalam radiator yang akan membuka vacuum valve menghisap air

pendingin dari reservoir.

4) Tangki Cadangan (Reservoir Tank)

Reservoir dihubungkan ke radiator melalui overflow pipe. Reservoir

berfungsi untuk mencegah terbuangnya air pendingin dan menjamin agar

tetap dapat mengirimkan cairan pendingin.

Gambar 45. Reservoir

5) Thermostat

Gambar 46. Thermostat

44

Thermostat berfungsi untuk mempercepat tercapainya suhu kerja mesin.

Tipe thermostat yang umum digunakan adalah tipe wax (lilin). Pada

thermostat terdapat jiggle valve yang berfungsi untuk mempermudah

masuknya air saat pengisian

6) Pompa Air

Gambar 47. Pompa air

Pompa air berfungsi untuk memompakan cairan pendingin dari radiator ke

water jacket. Umumnya yang banyak digunakan adalah tipe sentrifugal.

Pompa air digerakkan oleh tali kipas atau timing belt

7) Kipas Pendingin dan Kopling Fluida

Radiator didinginkan oleh udara luar, tetapi pendinginannya tidak cukup

apabila kendaraan berhenti. Untuk itulah diperlukan kipas (fan) yang akan

menambah pendinginan.

Kipas pendingin digerakkan oleh tali kipas atau motor listrik

45

Gambar 48. Kipas pendingin

 kopling fluida

Gambar 49. Kopling fluida

Kopling fluida berfungsi untuk mendinginkan radiator dengan lebih

efisien. Saat temperatur udara rendah, kecepatan kipas rendah sehingga mesin

menjadi panas dan saat temperatur tinggi, otomatis putaran kipas menjadi

cepat.

46

Susunan kopling fuida

Gambar 50 Susunan Kopling Fluida

8) Tali Kipas

Kipas pendingin umumnya digerakkan oleh tali kipas. Tali kipas terbagi

menjadi V-belt dan V ribbed belt.

- V Belt

Disebut V belt karena berbentuk V untuk menambah efisiensi pemindahan

tenaga. V belt terdapat 2 macam tipe conventional dan tipe cog.

Gambar 51. V Belt

47

- V Ribbed Belt

V ribbed belt mempunyai keuntungan mempunyai efisiensi pemindahan

tenaga yang besar dan panas yang tinggi, tahan lama.

Gambar 52. V Ribbed Belt

D. SISTEM BAHAN BAKAR

Pada prinsipnya sistem bahan bakar mempunyai komponen-komponen

yang terangkai menjadi satu kesatuan dan saling berhubungan dan saling

membantu dalam rangka penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin

dengan saat yang tepat dengan jumlah yang tepat pula. Komponen-komponen

tersebut adalah sebagai berikut:

1) Tangki bahan bakar (fuel tank).

Tangki bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan

bakar. Tangki bahan bakar dibuat dengan berbagai ukuran dan tiap ukuran

serta bentuk tangki tersebut dirancang untuk maksud persyaratan tertentu.

Anonim (2004).

Tangki bahan bakar pada motor diesel harus mempunyai

kemampuan yang cukup kuat, tangki bahan bakar pada mobil biasanya

diletakkan disamping chasis atau diatas chasis yang sejajar dengan motor.

Oleh sebab itu untuk mengalirkan bahan bakarnya diperlukan pompa

penyalu

Udara luar Breather tube

Main pipe

Gambar 53. Tangki bahan bakar solar.

48

2) Saringan bahan bakar (fuel filter).

Saringan bahan bakar berfungsi untuk memisahkan solar dari

kandungan air dan kotoran yang terdapat didalam tangki. Anonim (2004).

Penyaringan bahan bakar mesin diesel sangat penting karena bahan bakar

diesel cenderung tidak bersih baik dari kotoran partikel atau dari air,

sedangkan elemen pompa injeksi dan injektor dibuat presisi.

Untuk memisahkan air dari bahan bakar digunakan juga water

sedimenter yang bekerja atas sifat gravitasi air sendiri yang lebih besar

daripada bahan bakarnya. Bila air sampai masuk ke dalam elemen pompa

maka dapat menyebabkan kerusakan pada elemen pompa karena korosi

dan pengabutan menjadi terganggu.

Gambar 54: Saringan bahan bakar dan sedimenter

Untuk mengetahui bahwa air yang berada dalam sedimenter telah

banyak maka diketahui dari sistem lampu peringatan yang sirkit

kelistrikannya dapat dilihat pada gambar 42.

49

Gambar 55 Sistem kelistrikan sedimenter.

Bila volume air dalam sedimenter telah cukup banyak (200 cc)

maka pelampung akan menghubungkan water switch (lead switch) dengan

masa. Akibatnya arus listrik akan mengalir dari baterai ke lampu filter

terus ke masa, akibantnya lampu filter akan menyala untuk memberi

peringatan kepada pengendara bahwa air yang berada pada sedimenter

perlu segera dikeluarkan.

Konstruksi sedimenter dan bagian-bagiannya dapat dilihat pada

gambar 43.

Gambar 56: Konstruksi sedimenter.

50

Pada sistem injeksi bahan bakar sering dijumpai lebih dari satu

penyaringan bahan bakar, yaitu:

a) Penyaring pada tangki (filter screen) atau pada pompa pemindah, yang

berfungsi menahan partikel besar.

b) Penyaring primer (primary filter) berfungsi menyaring partikel-partikel

kecil.

c) Penyaring sekunder (secondary filter) berfungsi menyaring partikel

yang lembut.

3) Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump).

Pompa pemindah bahan bakar ini berfungsi untuk mengisap bahan

bakar dari tangki dan menekan bakar melalui saringan bahan bakar ke

ruang pompa injeksi. Pompa ini dinamakan juga pompa pemberi (feed

pump) atau pompa pencatu bahan bahan bakar (fuel supply pump) atau

pompa priming.

Pompa pemindah bahan bakar untuk sistem injeksi bahan bakar

dengan pompa injeksi sebaris dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 57: Pompa pemindah untuk pompa injeksi sebaris.

Pompa pemindah untuk pompa injeksi sebaris adalah model pompa

kerja tunggal (sigle acting) dipasang pada sisi pompa injeksi dan

51

digerakkan oleh poros nok pompa injeksi. Pompa pemindah ini dilengkapi

dengan pompa tangan untuk membuang udara yang terdapat pada aliran

bahan baka sebelum mesin dihidupkan. Bahan bakar di dalam pompa

injeksi selamanya harus cukup, untuk itu perlu pengiriman bahan bakar ke

pompa injeksi dengan tekanan tertentu. Bila tekanan rendah di bawah

spesifikasi, elemen pompa tidak mampu memberikan bahan bakar yang

cukup pada kecepatan tinggi. Oleh karena itu, tekanan pengisian harus di

atas 1,8–2,2 kg/cm2 (2,56–3,11 psi).

Cara kerja pompa pemindah pada pompa injeksi sebaris dapat

dilihat pada gambar .

Gambar 58. Cara kerja pompa pemindah

Keterangan :

1. Poros nok. 6. Katup inlet.

2. Tappet roller. 7. Pegas.

3. Push rod. 8. Ruang tekanan.

4. Pegas. 9. Katup keluar.

5. Piston. 10. Ruang bakar.

Pompa pemindah ini digerakkan oleh poros nok sehingga piston

bergerak bolak-balik untuk mengisap dan menekan bahan bakar bila

tekanan masih rendah. Bahan bakar yang diisap akan ditekan ke dalm

pompa injeksi melalui saluran keluar dan katup tekan membuka

sedangkan katup masuk menutup. Bila poros nok tidak menekan tappet

roller maka katup tekan tetutup sedangkan katup isap terbuka terjadilah

52

pengiapan. Jika tekanan bahan bakar telah melebihi spesifikasi maka

tegangan pegas tidak mampu mendorong piston. Akibatnya piston tidak

bergerak dan pompa pemindah ini tidak bekerja lagi. Setelah tekanan turun

maka pompa pemindah ini akan bekerja lagi.

Pompa pemindah atau priming pump untuk pompa injeksi

distributor dapat dilihat pada gambar 45.

Gambar 59. Priming pump untuk pompa injeksi distributor.

Priming pump untuk pompa injeksi distributor ini dilengkapi

dengan penyaring bahan bakar dan sedimenter. Cara kerja priming pump

ini adalah Tekan handle pompa diafragma ke bawah dan bahan bakar atau

udara dalam ruang pompa akan membuka outlet check valve dan mengalir

ke saringan bahan bakar. Pada saat yang sama inlet check valve akan

menutup dan mencegah bahan bakar mengalir kembali. Lihat gambar 46.

Gambar 60. Penekanan priming pump untuk membuang udara.

53

Bila handel pompa dibebaskan, tegangan pegas mengembalikan

diafragma ke posisi semula danmenimbulkan vakum di dalam ruang

pompa. Hal tersebut menyebabkan inlet valve terbuka disebabkan adanya

kevakuman dan bahan bakar akan mengalir ke dalam ruang pompa. Pada

saat yang sama outlet valve akan menutup mencegah kembalinya aliran

bahan bakar. Bekerjanya turun dan naik dengan berulangulang dan

menyebabkan bahan bakar dikirim ke saringan bahan bakar.

Gambar 61. Pengisapan bahan bakar pada priming pump.

4) Pipa Injeksi

Pipa-pipa injeksi sistem bahan bakar diesel merupakan rangkaian

bahan bakar bertekanan tinggi antara pompa injeksi dan injektor bahan

bakar. Pengiriman bahan bakar yang bertekanan tinggi memerlukan pipa

injeksi yang memiliki konstruksi dinding baja tebal tanpa sambungan

dengan fitting/sambungan dobel berkekuatan tinggi supaya tidak terjadi

kebocoran.

Gambar 62: Sambungan (fitting) pipa injeksi bertekanan tinggi

54

5) Injektor Bahan bakar (fuel injector).

Injektor bahan bakar kadangkala disebut juga dengan pengabut

atau ada yang menyebut dengan nosel (nozzle). Disebut injector karena

tugas dari komponen ini adalah menginjeksi, dan disebut pengabut karena

bahan bakar keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut, sedangkan

disebut nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin

mengecil.

Secara garis besar nosel injeksi dapat diklasifikasikan ke dalam 2

tipe yaitu: Anonim (2004).

(1) Tipe lubang (hole type).

Tipe lubang terdapat dalam 2 jenis yaitu: Lubang satu (single hole

type) dan, Lubang banyak (multiple hole type).

(2) Tipe pin (pin type).

Tipe pin terdapat dalam 2 jenis yaitu: Tipe throttle (throttle type),

dan Tipe pintle (pintle type).

Gambar 63. Konstruksi dan tipe nosel injeksi.

Tipe nosel injeksi sangat menentukan bagi proses pembakaran dan

bentuk ruang bakar. Tipe lubang banyak pada umumnya digunakan untuk

55

mesin diesel dengan injeksi langsung (direct injection), sedangkan tipe pin

pada umumnya digunakan untuk mesin diesel yang mempunyai ruang

bakar muka (precombustion chamber) dan ruang bakar pusar (swirl

chamber).

Pada umumnya nosel injeksi model pin adalah yang berjenis

throttle yang pada saat permulaan injeksi jumlah bahan bakar yang ditekan

ke dalam ruang bakar muka hanya sedikit, tetapi pada akhir injeksi jumlah

bahan bakar semakin banyak.

Nosel injeksi ditempatkan pada mesin diesel dengan pemegang

nosel (nozzle holder) yang dapat menentukan jumlah bahan bakar dan

mengatur tekanan injeksi. Pada gambar berikut ditunjukkan konstruksi

nosel injeksi. Jarum nosel ditahan oleh pena tekanan (pressure pin) dan

pegas tekan (pressure spring) yang dapat diatur oleh sekrup penyetel

(adjusting screw) sehingga membukanya nosel injeksi dapat diatur.

Gambar 64. Konstruksi nosel injeksi

Cara kerjanya sebagai berikut.

Sebelum Penginjeksian

56

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.

Penginjeksian Bahan Bakar

Bila tekanan bahan bakar pada oil pool naik, ini akan menekan

permukaan ujung needle. Bila tekanan ini melebihi kekuatan pegas,

maka nozzle needle akan terdorong ke atas dan menyebabkan nozzle

menyemprotkan bahan bakar.

Akhir Penginjeksian

Bila pompa injeksi berhenti mengalirkan bahan bakar, tekanan

bahan bakar turun, dan pressure spring mengembalikan nozzle needle

ke posisi semula (menutup saluran bahan bakar). Sebagian bahan bakar

yang tersisa antara nozzle needle dan nozzle body, melumasi semua

komponen dan kembali ke over flow pipe.

6) Busi Pemanas/pijar

Bila mesin diesel dihidupkan dalam keadaan dingin, ruang

bakarnya masih dalam keadaan 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 disebabkab

luas areal ruang bakar yang besar. Dengan alasan ini, diperlukan busi pijar

pada ruang 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.

57

Di areal yang dingin, temperatur udara luar kadang-kadang sangat rendah

dan mesin sukar dihidupkan. Dengan alasan ini, pada beberapa mesin

diesel dilengkapi dengan intake air heater yang berfungsi untuk menaikkan

temperatur udara masuk.

Gambar 65: Sistem busi pijar yang biasa digunakan pada mesin diesel

7) Governor

Governor mesin diesel merupakan alat yang digunakan untuk mengontrol

kecepatan mesin agar sesuai dengan besarnya beban kerja. Governor adalah

alat mekanis yang biasanya digunakan berpasangan dengan pompa injeksi

bahan bakar. Kerja governor dapat dikontrol dengan berbagai alat misalnya

diafragma vakum, pembeban sentrifugal atau tekanan hidrolis. Fungsi utama

governor adalah mengontrol besarnya bahan bakar yang diberikan oleh pompa

injeksi sesuai posisi katup trotel yang ditentukan oleh operator atau

pengendara dan beban mesin. Oleh karena itu governor mengontrol

keseluruhan kecepatan mesin serta pada beberapa mesin juga mengontrol

kecepatan idle.

58

Gambar 66: Governor yang mengontrol kecepatan maksimum dan idle

Ada tiga jenis yang umum pada desain governor, yaitu diafragma yang

bekerja dengan vakum, pembeban sentrifugal dan hidrolis. Masing-masing

desain bekerja dengan cara yang berbeda satu sama lain tetapi memberikan

hasil yang sama. Prinsip dasar kerja ketiga governor sistem bahan bakar

diesel adalah sebagai berikut :

Governor Diafragma Vakum atau Pneumatis

Governor diafragma vakum atau pneumatis mengontrol kecepatan

trotel idle dan maksimum dengan menggunakan vakum manifold untuk

menggerakkan diafragma yang memperngaruhi batang bergigi pengontrol

dan pompa injeksi bahan bakar inline. Governor seperti yang ditunjukkan

dalam gambar 1.18 terdiri dari (a) sebuah unit vakum manifold yang

terpasang pada jalan masukan manifold. Termasuk pada unit ini adalah

sebuah katup cerat dan dua jalan masuk vakum, sebuah untuk bukaan

katup trotel idle dan yang lainnya untuk bukaan maksimum. (b) unit

diafragma yang terpasang pada pompa injeksi. Unit ini meliputi diafragma

59

yang mengoperasikan batang bergigi pengontrol bahan bakar dan sebuah

pegas pengembali diafragma yang menekan diafragma pada posisi bahan

bakar penuh. Kedua unit dihubungkan dengan dua buah saluran vakum.

Gambar 67: Governor jenis diafragma vakum atau pneumatis sederhana

Kerja Dasar Governor

Kerja dasar governor adalah sebagai berikut : pada saat mesin mati

pegas pengembali diafragma menekan diafragma dan batang bergigi ke

arah kiri pada posisi bahan bakar penuh. Jika mesin di-starter sumber

vakum dari plat trotel bekerja mendorong diafragma ke arah kanan

sehingga mengurangi penyaluran oleh pompa injeksi dan mengontrol

kecepatan mesin sesuai dengan posisi trotel. Saat trotel dibuka, suplai

vakum pada diafragma menurun sehingga diafragma terdesak ke kiri oleh

pegas pengembali yang meningkatkan penyaluran bahan bakar dan

kecepatan mesin.

Vakum manifold menjadi hilang saat trotel membuka penuh

sehingga pegas pengembali mendesak diafragma pada posisi bahan bakar

penuh. Vakum manifold yang tertinggi adalah pada saat posisi trotel

60

menutup dan diafragma terdesak pegas pengembali untuk menggerakkan

batang bergigi pada posisi bahan bakar minimum atau idle.

Governor Sentrifugal atau Mekanis

Governor sentrifugal atau mekanis menggunakan flyweight yang

berputar sebagai alat standar operasinya. Pinsip kerjanya serupa dengan

sistem maju mekanis distributor. Saat mesin dan pompa injeksi bahan

bakar berputar, bekerja gaya sentrifugal pada flyweight yang berputar

yang mengontrol posisi batang bergigi atau batang pengontrol bahan bakar

pompa injeksi.

Sebuah governor mekanis sederhana ditunjukkan pada gambar

1.19. Governor tersebut terdiri dari dua buah flyweight (A) yang beraksi

pada batang penghubung (sliding yoke) (E). Poros pompa injeksi yang

menggerakkan mesin mengakibatkan flyweight bergerak ke arah luar

sehingga mendesak sliding yoke pada pegas governor (D). Tekanan pada

pegas governor mengontrol posisi trotel, tekanan lemah pada idle, tekanan

kuat pada trotel membuka penuh.

Pada saat batang penghubung bergerak kembali karena tekanan

pegas governor ia juga mengontrol posisi batang pengontrol bahan bakar

(C) sehingga mengontrol penyaluran bahan bakar dan kecepatan mesin.

Semakin lemah tekanan pegas governor maka semakin kecil kecepatan

mesin yang diperlukan untuk menggerakkan pembeban sentrifugal keluar

untuk mengurangi penyaluran bahan bakar dan menjaga kecepatan mesin

agar tetap perlahan. Semakin kuat tekanan pegas governor maka semakin

besar kecepatan mesin yang diperlukan untuk menggerakkan beban

sentrifugal keluar untuk mengurangi penyaluran bahan bakar sehingga

kecepatan mesin tetap tinggi.

61

Gambar 68: Governor sentrifugal sederhana

Kerja Dasar Governor Sentrifugal

Kerja dasar governor adalah sebagai berikut : saat mesin telah

berhenti pegas governor menahan batang penghubung dan batang

pengonrol bahan bakar pada posisi bahan bakar penuh. Pada saat mesin

distarter terdapat gaya sentrifugal yang menggerakkan beban ke luar,

beban mengadakan aksi pada batang yoke dan menggerakkannya melawan

pegas governor yang bertekanan rendah, sehingga mendesak batang

bergigi pengontrol ke arah bahan bakar yang lebih sedikit (idle ) atau

posisi kecepatan mesin yang rendah.

Saat tekanan trotel meningkat maka tekanan pada pegas governor

meningkat sehingga mendesak batang yoke kembali pada posisi bahan

bakar penuh untuk meningkatkan kecepatan mesin. Akhirnya dicapai suatu

titik di mana beban bergerak keluar dengan gaya sentrifugal yang

mencukupi untuk mengurangi kembali peningkatan penyaluran bahan

bakar, sehingga menjaga kecepatan mesin yang konstan.

Bahan bakar penuh diperoleh saat tekanan pegas governor cukup

untuk menahan yoke terhadap gaya sentrifugal beban, sehingga terjadi

penyaluran bahan bakar dan kecepatan mesin yang maksimum.

Governor Hidrolis

Governor hidrolis merupakan alat mekanis yang menggunakan

tekanan minyak pelumas atau bahan bakar untuk menggerakkan piston

servo untuk mengontrol operasi batang pengontrol bahan bakar. Beberapa

62

governor hidrolis menggunakan flyweight untuk mengontrol tekanan

cairan yang menggerakkan batang pengontrol.

Tekanan hidrolis minyak pelumas atau bahan bakar diperoleh dari

pompa, baik yang bertipe baling-baling ataupun bertipe roda gigi, dan

biasanya merupakan pompa pengangkat utama dari pompa injeksi bahan

bakar. Tekanan pompa berubah jika kecepatan mesin berubah, sehingga

menjadi media yang efektif dalam meraba rpm mesin untuk mengontrol

penyaluran bahan bakar pompa injeksi.

Gambar 69: Governor hidrolis sederhana

Kerja Dasar Governor

Bahan bakar diesel dari rangkaian tekanan rendah mendapat

tekanan dari pompa baling-baling atau pompa roda gigi. Jika kecepatan

mesin meningkat maka tekanan tersebut juga meningkat. Tetapi hal

tersebut diatur oleh alat regulasi pada sisi jalan keluar pompa penyuplai,

sehingga menjamin peningkatan tekanan yang proporsional terhadap

kecepatan mesin. Jika mesin berhenti maka pegas governor mendesak

batang pengontrol ke arah posisi bahan bakar penuh.

Saat mesin distarter dan trotel idle, tekanan pegas governor kecil

sehingga tekanan hidrolis dari pompa penyuplai menimbulkan aksi pada

63

piston governor dan menggerakkannya menekan pegas untuk

menggerakkan batang pengontrol pada posisi bahan bakar yang lebih

rendah (idle). Saat trotel dinaikkan hingga posisi medium, tekanan pegas

governor diperbesar oleh tuas pengontrol. Tekanan pegas mengalahkan

tekanan hidrolis pompa penyuplai sehingga menggerakkan batang kopntrol

bergerak ke arah posisi bahan bakar yang lebih tinggi dan kecepatan mesin

meningkat.

Kecepatan mesin diatur oleh tekanan pegas governor hingga

kecepatan mesin naik cukup tinggi supaya tekanan bahan bakar hidrolis

pompa penyuplai lebih besar dari tekanan pegas, maka penyaluran bahan

bakar dihentikan. Pada bukaan trotel maksimum, tekanan pegas governor

berada pada nilai maksimum sehingga penyaluran bahan bakar penuh

dapat berlangsung, bergantung pada tekanan pompa penyuplai.

Kecepatan maksimum mesin dikontrol oleh tekanan yang

dihasilkan oleh pompa penyuplai pada nilai yang dapat mengalahkan

tekanan pegas governor. Jika ini dicapai maka dicegah penyaluran bahan

bakar yang lebih banyak. Jika tuas kontrol digerakkan untuk mengurangi

trotel, maka tekanan pegas governor berkurang, kecepatan mesin menjadi

tinggi. Maka tekanan pompa penyuplai mendorong piston sehingga

mendesak pegas . Akibatnya batang kontrol bergerak mengurangi posisi

bahan bakar dan kecepatan mesin pun berkurang

8) Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump).

Pompa injeksi bahan bakar berfungsi untuk menekan bahan bakar

dengan tekanan yang cukup melalui kerja elemen pompa. Anonim (2004).

Pada pompa injeksi bahan bakar diesel terdapat dua type/model yang

sering dijumpai dalam industri yaitu pompa injeksi sebaris tipe bosh (PE)

atau biasa juga disebut dengan tipe in-line dan pompa injeksi distributor

tipe VE.

64

Gambar 70. Pompa injeksi sebaris tipe Bosch (PE)

Gambar 71. Pompa injeksi distributor tipe VE

a) Pompa injeksi sebaris ( in-line)

Pompa injeksi sebaris banyak digunakan untuk mesin diesel yang

bertenaga besar, karena pompa injeksi ini mempunyai kelebihan bahwa tiap

elemen pompa melayani satu silinder mesin. Pada bagian dalam pompa

tersebut terdapat elemen pompa yang terdiri dari plunyer (plunger) dan

silinder (barrel) yang keduanya sangat presisi, sehingga celah antara plunyer

dan silindernya sekitar 1/1000 mm. Ketelitian ini cukup baik untuk menahan

tekanan tinggi saat injeksi, walaupun pada putaran rendah. Sebuah alur

diagonal yang disebut alur pengontrol (control groove), adalah bagian dari

plunyer yang dipotong pada bagian atas. Alur ini berhubungan dengan bagian

atas plunyer oleh sebuah lubang.

65

Gambar 72. Elemen pompa injeksi sebaris.

Bahan bakar yang dikirimkan oleh pompa pemindah masuk ke pompa

injeksi dengan tekanan rendah. Plunyer bergerak turun naik dengan putaran

poros nok pompa injeksi. Gerakan bolak-balik ini sesuai dengan cara kerja

sebagai berikut:

Pada saat plunyer berada pada titik terbawah, bahan bakar mengalir

melalui lubang masuk (feed hole) pada silinder ke ruang penyalur

(delivery chamber) di atas plunyer.

Pada saat poros nok pada pompa injeksi berputar dan menyentuh tappet

roller maka plunyer bergerak ke atas. Apabila permukaan atas plunyer

bertemu dengan bibir atas lubang masuk maka bahan bakar mulai tertekan

dan mengalir keluar pompa melalui pipa tekanan tinggi ke injector.

Plunyer tetap bergerak ke atas, tetapi pada saat bibir atas control groove

bertemu dengan bibir bawah lubang masuk, maka penyaluran bahan bakar

terhenti.

Gerakan pluyer ke atas selanjutnya menyebabkan bahan bakar yang

tertinggal dalam ruang penyaluran masuk melalui lubang pada permukaan

atas plunyer dan mengalir kelubang

masuk menuju ruang isap, sehingga tidak ada

lagi bahan bakar yang disalurkan.

66

Gambar 73. Proses kerja elemen pompa injeksi sebaris

Keterangan:

1= Plunyer 6= Sleeve pengontrol plunyer

2= Silinder (barrel) 7= Pinion pengontrol plunyer

3= Alur pengontrol 8= Plunger driving face

4= Lubang masuk elemen 9= Batang pengatur (control rack)

Gambar

74. Cara kerja elemen pompa injeksi sebaris

Ukuran elemen pompa dapat dilihat pada gambar 24. Tinggi pengangkatan

nok adalah 8 mm, sehingga gerakan plunyer naik turun juga sebesar 8 mm.

Pada saat plunyer pada posisi terbawah, plunyer menutup lubang masuk

kirakira 1,1 mm dari besar diameter lubang masuk sebesar 3 mm. Dengan

67

demikian plunyer baru akan menekan setelah bergerak ke atas kira-kira 1,9

mm. Langkah ini disebu “prestroke” dan pengaturannya dapat dilakukan

dengan menyetel baut pada tappet roller. Prestroke ini berkaitan dengan saat

injeksi (injection timing) bahan bakar keluar pompa.

Gambar 75. Ukuran pada elemen pompa.

Jumlah pengiriman bahan bakar dari pompa diatur oleh governor sesuai

dengan kebutuhan mesin. Governor mengatur gerakan control rack yang

berkaitan dengan control pinion yang diikatkan pada control sleeve. Control

sleeve ini berputar bebas terhadap silinder. Bagian bawah plunyer (flens)

berkaitan dengan bagian bawah control sleeve. Jumlah bahan bakar yang

dikirim tergantung pada posisi plunyer dan perubahan besarnya langkah

efektif. Langkah efektif adalah langkah plunyer dimulai dari tertutupnya

lubang masuk oleh plunyer sampai control groove bertemu dengan lubang

masuk. Langkah efektif akan berubah sesuai dengan posisi plunyer dan

jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan besarnya langkah

efektif.

Gambar 76. Pengontrolan jumlah bahan bakar yang diinjeksikan.

68

Penekanan bahan bakar dari elemen pompa ke injector diatur oleh katup

penyalur (delivery valve). Katup penyalur ini berfungsi ganda, yaitu selain

mencegah bahan bakar dalam pipa tekanan tinggi mengalir kembali ke

plunyer juga berfungsi mengisap bahan bakar dari ruang injector setelah

penyemprotan.

Gambar 77. Katup penyalur.

Dengan demikian katup penyalur pada pompa injeksi ini menjamin

injektor akan menutup dengan cepat pada saat akhir injeksi, karena untuk

mencegah bahan bakar menetes yang dapat menyebabkan pembakaran awal

(pre-ignition) selama siklus pembakaran berikutnya. Cara kerja katup

penyalur adalah sebagai berikut:

Pada saat awal penginjeksian, maka katup penyalur pada posisi terangkat

dari dudukan, dengan adanya tekanan bahan bakar yang dipompa keluar

dari pompa plunyer. Hal ini memungkinkan bahan bakar dengan tekanan

dialirkan ke nosel injeksi.

Bila tekanan penyaluran menurun dan pegas katup penyalur menekan

katup penyalur ke bawah, maka relief valve akan menutup hubungan

antara ruang penyalur dengan pipa injeksi dan selanjutnya katup akan

masuk ke dalam sampai dudukan bersentuhan dengan body mencegah

menurunnya katup.

69

Gambar 78. Cara kerja katup penyalur.

Fungsi-fungsi katup penyalur adalah sebagai berikut :

Pada saat plunyer pemompaan pompa injeksi melakukan pukulan untuk

menghisap aliran maka katup penyalur berfungsi sebagai katup

pencegah aliran kembali. Hal ini bertujuan untuk mencegah bahan bakar

yang ada di atas katup penyalur pada pipa injeksi dan injektor tertarik

kembali menuju ruang pemompaan.

Setelah penginjeksian/penyemprotan, katup piston menutup lubang

pengarah sehingga timbul penurunan mendadak pada tekanan bahan

bakar pada injektor bahan bakar dengan segera setelah dilakukan

penginjeksian. Penurunan tekanan secara mendadak membuat katup

jarum injektor menutup dengan cepat sehingga injeksi bahan bakar

terhenti secara cepat dan bersih tanpa terjadi “tetesan” (dribble).

Menjaga adanya suplai bahan bakar bertekanan rendah pada injektor

bahan bakar dan pipa injeksi setelah injeksi selesai dilakukan. Hal

tersebut dilakukan dengan pukulan penarikan kembali (retraction stroke)

bidang dudukan yang menyekat bidang permukaan pengarah sesudah

piston katup selesai memulai menyekat pengarah. Tekanan rendah

tersebut mengakibatkan terjadinya pemberian tekanan tinggi pada

penyaluran bahan bakar oleh gerakan ke atas plunyer pada pompa

injeksi. Hal ini menjamin kerja injektor yang efektif.

70

Gambar 79: Tiga tahap kerja katup penyalur, terbuka, tertutup dan

menarik kembali (retraksi)

b) Pompa injeksi distributor (VE).

Pompa injeksi distributor tipe VE ini dirancang dengan plunyer tunggal

untuk mengatur banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan dengan tepat dan

membagi pemberian bahan bakar ke setiap silinder mesin sesuai dengan

urutan penginjeksiannya.

Pompa injeksi distributor terdiri dari beberapa komponen-komponen

sebagai berikut:

Pompa pemberi (feed pump).

Pompa pemberi tipe rotari ini berada dalam pompa injeksi yang

menyalurkan bahan bakar dari tangki ke dalam rumah pompa melalui

sedimenter dan filter. Pompa pemberi ini digerakkan oleh poros penggerak

(drive shaft) dan selama rotor berputar sudu pompa menekan keluar akibat

gaya sentrifugal. Rotor yang tidak sepusat (eksentrik) ini menyebabkan

bahan bakar akan terisap dan ditekan ke ruang pompa.

71

Gambar 80. Cara kerja katup pemberi.

Katup pengatur tekanan bahan bakar (regulating valve).

Besarnya tekanan bahan bakar pada pompa pemberi ditentukan

oleh tekanan pegas pada piston katup pengatur ini, sedangkan piston

tertekan oleh tekanan bahan bakar. Bila kecepatan pompa bertambah maka

bertambah pula tekanan bahan bakarnya.

Gambar 81. Katup pengatur tekanan

bahan bakar.

Plunyer dan plat nok.

Pompa pemberi dan plat nok digerakkan oleh poros penggerak

(drive shaft). Plunyer dan plat nok ditekan oleh dua buah pegas plunyer

melawan roller. Plat nok mempunyai 4 buah muka nok (cam face), yang

bila berputar muka nok berada di atas roller dan plunyer bergerak maju,

72

sehingga bila plat nok dan plunyer berputar satu kali maka plunyer

bergerak 4 kali maju mundur. Bahan bakar disalurkan ke tiap silinder

setiap ¼ putaran plunyer dan satu kali plunyer bergerak bolak-balik.

Plunyer mempunyai 4 alur pengisian (suction groove) dan satu lubang

distribusi (distribution port). Dengan demikian pada silinder pompa

terdapat 4 saluran distribusi (distribution passage). Pengisapan terjadi bila

salah satu alur pengisian segaris dengan lubang isap, dan penyaluran bahan

bakar berlangsung bila lubang distribusi segaris dengan salah satu dari 4

saluran distribusi.

Gambar 82. Penyaluran bahan bakar pada pompa injeksi distributor tipe

VE.

Pada pompa injeksi distributor tipe VE ini dilengkapi dengan

penutup aliran bahan bakar ke pompa yang disebut dengan fuel cut-off

73

solenoid. Bila kunci kontak diputar ke posisi ON maka katup solenoid

akan tertarik oleh kemagnitan sehingga saluran isap akan terbuka. Bila

kuncikontak diputar ke arah OFF maka kemagnitan pada solenoid hilang

dan katup solenoid akan menutup saluran bahan bakar ke elemen pompa.

(a) (b)

Gambar 83. Solenoid penutup bahan bakar.

c) Tipe Common rail

Gambar 84. Common rail

Teknologi mesin diesel dengan sebuah mesin dengan bahan bakar

solar . sistem ini justru main di sistem Bahan bakar, di sistem konvensional

ada komponen-komponen penunjang sistem. di konvensional ada injection

74

pump assembly, priming pump dan juga feed pump yang menyalurkan

bahan bakar ke ruang pembakaran, sekarang Mesin diesel sudah bekerja

dengan sistem elektronis atau sekarang familiar dengan Common rail.

common rail terdiri dari pressure sensor,pressure limiter, solenoid injector

sebagai komponen tambahan.

Ada perbedaan dengan type diesel yang lama, yaitu sistem common

rail ini digabungkan dengan sistem injeksinya yang dikontrol secara

elektronik. type diesel yang lama injektor membuka karena tekanan bahan

bakar, tetapi pada common rail yang membuka injektor adalah arus dari

ECU. jadi injektornya prinsip kerjanya hampir sama dengan injekto mobil

bensin. Common Rail system adalah mesin diesel yang sistem bahan

bakarnya dikontrol secara elektrikal. Pada saat mesin bekerja selalu

terdapat tekanan bahan bakar yang cukup tinggi. Kontrol tekanan tinggi

tersebut pada setiap injector diatur secara independen. Sistem tekanan dan

waktu penginjeksian dirangcang untuk mesin high speed direct injection.

Parameter injeksi seperti waktu penginjeksian, jumlah injeksi dan tekanan

dikontrol olehElectronic Control Unit (ECU). 

Pada mesin diesel biasa, pompa digerakkan oleh engine dan

fungsinya adalah untuk memastikan jumlah bahan bakar yang sesuai dan

distribusi bahan bakar ke setiap injector dan mengatur bukaannya. Pada

sistem Common Rail, pompa hanya bertugas untuk manumpuk bahan

bakar pada tekanan yang sangat tinggi di dalam jalur pengumpan biasa

(common feeding line) dari cabang injectors.

Pembukaan injectors dikontrol oleh Electronic Control Unit (ECU)

dan sensor-sensor. Disamping meningkatkan performa dan mengurangi

noise serta menurunkan tingkat emisi gas buang, sistem Common Rail ini

juga memungkinkan mesin diesel untuk mencapai keinginan pemakai

kendaraan di dunia.

75

Kontrol secara elektronik pengiriman bahan bakar dan injeksi di

depan memungkinkan bahan bakar dapat dipompa secara optimal terlepas

dari kecepatan putaran mesin. Oleh karena itulah tekanan tinggi dapat

dipertahankan secara konstan meskipun mesin berputar dengan kecepatan

rendah. Masalah utama yang harus dihadapi untuk meningkatkan performa

dan konsumsi bahan bakar adalah : tingkat keakuratan jumlah bahan bakar

yang disemprotkan ke ruang bahan bakar.

Keunggulan Common rail

• Performa mesin optimal

• Hemat bahan bakar

• Suara dan getaran rendah

• Ramah lingkungan

Aliran Bahan Bakar

Di dalam low pressure circuit, bahan bakar ditarik ke tangki oleh

pre-supply pump, yang mendesak bahan bakar melalui jalur ke sirkuit

tekanan tinggi. Kotoran atau campuran yang ada di dalam bahan bakar

akan dibuang oleh pre-filter, sehingga bisa mencegah keausan dini pada

komponen yang mempunyai tingkat presisi tinggi.

Bahan bakar yang lewat melalui saringan bahan bakar ke pompa

tekanan tinggi yang mendesaknya masuk ke high-pressure accumulator

(rail) dan menghasilkan tekanan tinggi maksimal sebesar 1,350 bar. Untuk

setiap proses injeksi, bahan bakar ditarik dari high-prssure accumulator.

Tekanan di dalam rail tetap konstan, di dalamnya ada satu pressur-control

vavle yang berguna untuk memastikan bahwa tekanan di dalam rail tidak

melebihi angka yang diperbolehkan atau turun dibawah standar.

76

Closed-loop control pada tekanan rail

Pressure-control valve dijalankan oleh ECU. Pada saat membuka,

bahan bakar akan kembali ke tangki melalui return lines dan rail pressure

sinks. Agar supaya ECU dapat menjalankan pressure control valve secara

benar, tekanan rail pressure diukur oleh rail pressure sensor.

 

Injeksi bahan bakar

Setiap kali bahan bakar diinjeksikan, bahan bakar tersebut dicomon

dari rail pada kecepatan tinggi dan languns diinjeksikan ke dalam cylinder.

Masing-masing cylinder mempunyai injector. Setiap injector mempunyai

solenoid valve yang menerima perintah `membuka´ dari ECU. Selama itu

tetap membuka, bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang bakar.

Komponen Pada Diesel Common rail

Gambar 85. Komponen common rail

1)Supply Pump

Supply Pump berguna untuk mengirimkan dan memompa bahan

bakar dari tangki bahan bakar serta menghasilkan tekanan bahan bakar

kecommon rail

2)Pump Control Valve ( PCV )

77

PCV berguna untuk mengatur jumlah volume bahan bakar dari

supply pump ke common rail. Hal ini juga berguna untuk mengatur

tekanan bahan bakar di common rail

3)Common Rail

Common rail adalah sebuah reservoir kecil yang berfungsi untuk

mempertahankan tekanan bahan bakar dan dikontrol dengan common rail

pressure sensor dan regulator sebelum dikirimkan kemasing-masing

injector secara bersamaan

4)Pressure Limiter

Pressure Limiter berguna untuk membatasi tekanan dan volume

bahan bakar di common rail dan mengalirkannya kembali ke supply

pump atau tangki bahan bakar

5)Electronic Control Unit ( ECU )

ECU memperhitungkan agar pembakaran menjadi optimal dengan

mengatur tekanan, jumlah dan waktu injeksi. ECU menjaga agar tekanan

bahan bakar tetap tinggi bahkan di saat Rpm mesin dalam keadaan

rendah sehingga membuat konsumsi bahan bakar menjadi efisien dan

rendah emisi

Ciri Khas Mesin Diesel Common Rail

Injeksi bertekanan tinggi

Pompa injeksi tipe distributor dengan tipe radial plunger dapat

menghasilkan tekanan 100 Mpa ( kira-kira 1.000 kgf/cm2) yang

dibutuhkan oleh mesi diesel berukuran kecil dengan injeksi langsung,

berbahan bakar yan irit , bertekanan tinggi dan bertenaga besar.

High pressure atomization bahan bakar yang diinjeksikan dari nozzle

Dengan injeksi bahan bakar bertekanan tinggi, bahan bakar yang

78

diinjeksikan dari nozzle dengan daya semprot yang besar dan dengan

penyebaran serta pendisrtibusian yang lebih luas (tercampur dengan udara

lebih baik) sehingga pembakaran lebih meningkat. Hal ini menghasilkan

gas buang yang lebih bersih.

Sistem injeksi bahan bakar yang optimal

Pengontrolan jumlah dan waktu injeksi bahan bakar dapat sesuai

dengan kemampuan mesin yang dilakukan oleh control unit,

memungkinkan pemakaian bahan bakar yang irit dan menghasilkan tenaga

yang besar.

Memperpanjang waktu penggunaan

Komponen-komponen yang digunakanan pada pompa sangat tahan

terhadap tekanan tinggi, sehingga memperpanjang waktu penggunaan

komponenkomponen tersebut.

Memperbaiki penyesuaian mesin

Karena injeksi pompa bahan bakar pada mesin dikontrol untuk

setiap cylinder, penyesuaian pada mesin dapat lebih mudah.

Memperingan biaya pemeliharaan

Karena penggunaan sistem control unit ganda yaitu control unit mesin dan

control unit pompa, sistem pengontrolan menjadi lebih baik.

Injeksi bertekanan tinggi

Jumlah injeksi bahan bakar yang optimal sesuai dengan posisi

akselerator yang dikontrol oleh control unit, memungkinkan bertambahnya

torque / momen pada posisi pedal akselerator rendah, sehingga

meningkatkan tenaga mesin.

Mengurangi asap pada akselerasi

79

Pada saat injeksi bahan bakar bertambah untuk menambah tenaga

mesin pada akselerasi, biasanya asap yang ditmbulkan oleh bahan bakar

yang berlebih. Pompa injeksi VP44, mengontrol jumlah injeksi bahan

bakar dengan tepat meskipun pada tersebut diatas untuk mencegah

timbulnya asap tanpa mempengaruhi akselerasi.

Peralatan tambahan tidak diperlukan

Peralatan tambahan seperti boost compensator dan aneroid

compensator tidakdiperlukan karena sebagai penggantinya dibuat conrol

unit berdasarkan signal dari setiap sensor. Hal ini mengakibatkan sedikit

“kekusutan”, (clutter) pada sekeliling pompa injeksi

E. MOTOR DIESEL PEMBAKARAN LANGSUNG DAN TIDAK

LANGSUNG

1) Tipe Injeksi Langsung (Direct Injection)

Injection Nozzel menyemprotkan bahan bakar langsung  ke ruang

bakar utama (main combustion) yang terdapat diantara cylinder head dan

piston. Ruang yang ada pada bagian atas piston merupakan salah satu

bentuk yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi pembakaran.

Gambar 86. Pembakaran langsung

80

Keuntungan :

1. Penampang permukaan ruang injeksi langsung yang kecil dapat

mengurangi kerugian panas, sehingga menaikkan temperatur udara yang

dikompresikan dan menyempurnakan pembakaran. Pada tipe ini

pemanasan awal tidak diperlukan untuk start dengan suhu udara sekitarnya

normal. Efisiensi panas yang tinggi disini juga dapat meningkatkan output

dan menghemat bahan bakar.

2. Struktur cylinder head lebih sederhana, jadi kemungkinan deformasi

karena panas akan lebih kecil.

3. Karena kerugian panasnya kecil, maka perbandingan kompresinya dapat

diturunkan.

Kerugian :

1. Pompa injeksi harus mampu menghasilkan tekana tinggi yang diperlukan

untuk mengatomisasi bahan bakar dengan memaksanya keluar melalui

nozzel tipe berlubang banyak.

2. Kecepatan maksimumnya lebih rendah karena pusaran campuran bahan

bakar lebih kecil daripada ruang bakar tipe kamar depan.

3. Tekanan pembakaran yang tinggi menimbulkan suara yang lebih keras dan

resiko diesel knocking besar

4. Mesin sangat peka terhadap kualitas bahan bahan bakar, biasanya perlu

yang bermutu tinggi.

81

b. Pompa pengalir kerja tunggal

Gambar 88. Pompa pengalir kerja tunggal

82

Nama – nama bagian :

1. Pompa tangan

2. Katup hisap

3. Katup tekan

4. Penumbuk rol

5. Rumah pompa

6. Torak / piston

7. Pegas

8. Saringan kasa

9. Tabung gelas

10. Nipel hisap

11. Nipel tekan

a. Pompa pengalir sistem torak

Gambar.87 Pengalir pompa system torak

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

Langkah isap dan tekan

Gambar 89. Pompa kerja tunggal pada saat langkah isap dan tekan

Cara kerja :

Eksentrik tidak menekan penumbuk rol, torak ditekan keatas oleh

pegas,Volume dibawah torak menjadi besar katup hisap membuka Solar

dihisap dari tangki lewat saringan kasa, volume diatas torak menjadi lebih

kecil, katup tekan menutup, solar ditekan kesaringan halus

C. Pompa pengalir kerja ganda

1. Langkah melawan pegas

Gambar 90. Pompa pengalir kerja ganda saat langkah melawan pegas

83

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.

2. Langkah pengembali

Gambar 91. Pompa pengalir kerja ganda saat 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

84