KEPALA
SILINDER
Kepala Silinder dilengkapi dengan kursi katup, 2 inlet dan 2 katup buang
seperti bintang, katup keselamatan dan katup dekompresi. Sebuah dek menengah
menjamin sirkulasi air memaksa sekitar kursi katup dan pusat mulut pipa yang
dipasang.
Piston
& SILINDER
Piston dilengkapi dengan 4 cincin tipis, 1 cincin api krom, 2
cincin kompresi dan satu cincin pengikis minyak terletak di atas pin piston
mengambang. Kapal silinder diproduksi dari mesin pusingan dengan besi
cor tahan aus sedikit paduan dengan krom.
INJEKSI
BAHAN BAKAR
Silinder masing-masing memiliki pompa
injeksi sendiri individu, diatur oleh seorang alat pengatur hidrolik. Pipa-pipa
injeksi dipertukarkan, pendek dan tahan terhadap tekanan tinggi.
BEARING
Bantalan batang utama dan menghubungkan yang dihasilkan dari
cangkang baja tipis tertutup oleh lapisan timah-Alu dengan penghalang nikel dan
lapisan atas dengan sekejap tahan korosi.
CARA
KERJA MESIN DIESEL
Secara garis besar mesin diesel
dibagi menjadi 2 yaitu mesin diesel 4 langkah (4 tak)
dan mesin diesel 2 langkah (2 tak). untuk postingan kali ini saya ingin
membahas PRINSIP KERJA MESIN DIESEL 4 langkah atau sering disebut mesin diesel
4 tak.
1. Daur/prinsip kerja mesin diesel 4 langkah
Urutan kejadian yang berulang secara teratur dan dalam urutan yang sama disebut sebuah daur (Cycle). Beberapa kejadian berikut, membentuk sebuah daur kerja mesin diesel, yaitu :
- Daur kerja mesin diesel yang pertama adalah Mengisi silinder dengan udara segar.
- Daur kerja mesin diesel yang kedua adalah Penekanan isi udara yang menaikkan suhu sehingga kalau bahan bakar diinjeksikan, akan segera menyala dan terbakar secara efisien
- Daurkerja mesin diesel yang ke3 yaitu Pembakaran bahan bakar dan pengembangan gas panas.
- Mengosongkan hasil pembakaran dari silinder.
secara singkat prinsip kerja mesin diesel 4 langkah yaitu seperti penjelasan diatas Kalau keempat kejadian pada mesin diesel ini diselesaikan, maka daur diulangi. Kalau masing- masing dari keempat kejadian ini memerlukan langkah torak yang terpisah, maka daurnya disebut daur empat langkah maka disebut mesin diesel 4 langkah.
a. Titik Mati (dead centers) mesin diesel 4 langkah
Kedudukan torak mesin diesel ketika berada paling dekat dengan kepala silinder dan paling jauh dari kepala silinder disebut berturut-turut titik mati atas (top) dan titik mati bawah (bottom), yang ditandai dengan t.m.a dan t.m.b. alasan penandaan ini adalah bahwa pada kedudukan ini garis tengah pena engkol berada pada bidang yang sama dengan garis tengah pena torak, tap poros serta torak tidak dapat digerakan oleh tekanan gas. Gaya gerak harus datang dari putaran pena engkol yang bekerja melalui batang engkol.
b. Kejadian Utama/prinsip kerja mesin diesel 4 langkah
Empat kejadian utama mesin diesel
ditunjukkan secara skematis dalam gambar 2-1. Selama kejadian pertama, atau
langkah hisap mesin diesel(suction), torak bergerak turun, ditarik oleh batang
engkol r, ayang diujung bawahnya digerakkan oleh engkol c. Torak, yang bergerak
menjauhi kepala silinder, menimbulkan vakuum dalam silinder, dan udara luar
ditarik atau dihisap ke dalam silinder melalui katup pemasukan I yang terbuka
disekitar awal langkah isap dan tetap terbuka sampai torak mencapai t.m.b.
Kalau torak telah melalui t.m.b, maka kejadian kedua, atau langkah kompresi, dimulai, katup pemasukan menutup dan torak yang didorong keatas oleh engkol dan batang engkol, menekan udara didalam silinder dan menaikkan suhunya. Segera sebelum torak mencapai t.m.a, maka nbahan bakar cair dalam bentuk semprotan kabut halus dimasukkan sedikit demi sedikit kedalam udara panas didalam silinder. Bahan bakar menyala dan terbakar selama bagian pertama dari langkah kerja, sehingga menaikkan tekanan didalam silinder. Selama langkah yang ketiga ini yang disebut langkah kerja atau langkah daya, gas panas mendorong torak turun atau maju. Gas mengembang dari volume silinder yang membesar dan melalui batang engkol dan engkol meneruskan energi yang ditimbulkan kepada poros engkol yang berputar.
Kalau torak telah melalui t.m.b, maka kejadian kedua, atau langkah kompresi, dimulai, katup pemasukan menutup dan torak yang didorong keatas oleh engkol dan batang engkol, menekan udara didalam silinder dan menaikkan suhunya. Segera sebelum torak mencapai t.m.a, maka nbahan bakar cair dalam bentuk semprotan kabut halus dimasukkan sedikit demi sedikit kedalam udara panas didalam silinder. Bahan bakar menyala dan terbakar selama bagian pertama dari langkah kerja, sehingga menaikkan tekanan didalam silinder. Selama langkah yang ketiga ini yang disebut langkah kerja atau langkah daya, gas panas mendorong torak turun atau maju. Gas mengembang dari volume silinder yang membesar dan melalui batang engkol dan engkol meneruskan energi yang ditimbulkan kepada poros engkol yang berputar.
Berikut ini gambar prinsip kerja mesin diesel 4 langkah( 4 tak) :
Gambar di atas adalah kejadian dalam
daur empat langkah.
Keterangan gambar prinsip kerja
mesin diesel 4 langkah :
1. Langkah isap mesin diesel
2. Langkah kompresi mesin diesel
3. Langkah kerja mesin diesel
4. Langkah buang mesin diesel
Segera sebelum torak mencapai t.m.b,
katup buang e, membuka (gb.2-1d) dan hasil pembakaran yang panas dan masih
bertekanan tinggi mulai lari melalui lubang buang keluar. Selama kejadian
keempat, atau langkah buang, torak bergerak keatas, di dorong oleh engkol dan
batang engkol, mengusir hasil pembakaran yang tersisa.
Didekat t.m.a katup buang ditutup, katup pemasukan dibuka dan daur dimulai kembali. Seperti dapat dilihat, keempat langkah memerlukan dua putaran dari poros engkol. Jadi dalam mesin empat langkah , satu langkah daya diperoleh untuk tiap dua putaran poros engkol, atau banyaknya impuls daya tiap menit adalah setengah putaran/ menit ternilai (rating)
c. Pengaturan waktu kejadian mesin diesel 4 langkah
Didekat t.m.a katup buang ditutup, katup pemasukan dibuka dan daur dimulai kembali. Seperti dapat dilihat, keempat langkah memerlukan dua putaran dari poros engkol. Jadi dalam mesin empat langkah , satu langkah daya diperoleh untuk tiap dua putaran poros engkol, atau banyaknya impuls daya tiap menit adalah setengah putaran/ menit ternilai (rating)
c. Pengaturan waktu kejadian mesin diesel 4 langkah
Kenyataanya titik pemisah antara keempat kejadian utama tidak bersekutu dengan awal dan akhir langkah yang bersangkutan. Perbedaanya lebih kecil dalam mesin kecepatan rendah dan membesar dengan meningkatnya kecepatan mesin. Katup pemasukan mulai membuka sebelum t.m.a, dengan 10 sampai 25 derajat perjalanan engkol. Pendahuluan ini memungkinkan katup cukup terbuka pada t.m.a, ketika torak mulai langkah isap. Katup pemasukan ditutup mulai 25 sampai 45 derajat setelah t.m.b. Penginjeksian bahan bakar dimulai dari 7 sampai 27 derajat sebelum t.m.a. Akhir penginjeksian bahan bakar tergantung pada beban mesin. Untuk melepaskan tekanan gas buang sebelum torak memulai langkah balik, katup buang mulai membuka 30 sampai 60 derajat sebelum t.m.b, dan menutup 10 sampai 20 derajat setelah t.m.a.
d. Kompresi mesin diesel
Terdapat dua manfaat dalam menekan isi udara selama langkah kedua atau langklah kompresi: Pertama menaikkan efisiensi panas atau efisiensi total dari mesin dengan menaikkan densiti pengisian sehingga diperoleh suhu yang lebih tinggi selama pembakaran; ini dilakukan pada semua motor bakar, baik dari jenis penyalaan cetus api (busi) maupun penyalaan kompresi. Yang kedua, untuk menaikkan suhu udara pengisian sedemikian rupa sehingga kalau kabut halus dari bahan bakar di injeksikan kedalamya, maka bahan bakar akan menyala dan mulai terbakar tanpa memerlukan sumber penyalaan dari luar misalnya busi yang digunakan dalam mesin bensin.
e. Perbandingan kompresi
Perbandingan kompresi dari motor bakar adalah perbandingan dari volume V1.inci kubik, dari gas dalam silinderdengan torak dengan t.m.b, terhadap volume V2 dari gas, dengan torak pada t.m.a, Perbandingan kompresi ditandai dengan R;
f. Pembakaran mesin diesel 4 langkah
Terdapat dua metoda yang berbeda dari pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin :
• Pada volume konstan
Pembakaran pada volume konstan berarti bahwa selama pembakaran volumenya tidak berubah dan semua energi panas yang ditimbulkan oleh bahan bakar menjadi kenaikan suhu dan tekanan gas. Dalam sebuah mesin berati bahwa pembakaran diproses pada kecepatan sedemikian tinggi sehingga torak tidak mempunyai waktu untuk bergerak selama pembakaran. Pembakaran semacam ini diperoleh ketika torak pada t.m.a, keuntungan dari metode pembakaran bahan bakar ini adalah efisiensi panas yang tinggi. Kerugianya adalah kenaikan tekanan yang sangat mendadak dan mengakibatkan kebisingan pada mesin. Pembakaran semacam ini kira-kira didekati dalam mesin bensin penyalaan cetus api.
• Pada tekanan konstan
Pembakaran pada tekanan konstan, berarti bahwa selama pembakaran suhunya naik dengan kecepatan sedemikian sehingga kenaikan tekanan yang dihasilkan kira-kira cukup untuk melawan pengaruh pertambahan volume disebabkan gerakan torak, dan tekanan tidak berubah. Energi panas yang ditimbulkan oleh bahan bakar sebagian berubah menjadi kenaikan suhu gas dan sebagian menjadi kerja luar yang dilakukan. Dalam mesin dengan pembakaran tekanan konstan, bhan bakar dibakar sedikit demi sedikit sehingga tekanan yang diperoleh pada akhir langkah kompresi dipertahankan selama seluruh proses pembakaran. Pembakaran semacam ini digunakan dalam mesin disel injeksi udara kecepatan rendah yang asli. Keuntunganya adalah mesin berjalan dengan halus, sehingga menghasilkan momen puntir lebih merata karena tekanan pembakaran yang diperpanjang. Tetapi tidak sesuai untuk mesin minyak kecepatan tingggi.
Mesin disel kecepatan tinggi modern beroperasi pada daur yang merupakan kombinasi dari kedua metoda diatas, dan disebut juga daur dwi- pembakaran ( dual-combustion); satu bagian bahan bakar dibakar dengan cepat, hampir dengan volume konstan dekat t.m.a sisanya dibakar sewaktu torak mulai bergerak menjauhi t.m.a, Tetapi tekanan tingginya tidak konstan, melainkan biasanya pertama kali naik kemudian turun. Secara umum daur ini lebih menyerupai daur pembakaran volume konstan dari pada daur mesin disel asli. Keuntunganya adalah efisiensi tinggi dan penggunaan bahan bakar hemat. Kekurangannya adalah sulitnya mencegah operasi yang kasar dan bising dari mesin.
Cylinder Block
Cylinder block terbuat dari besi cor (cast iron) dan pembuatannya di lakukan dengan proses casting
(pengecoran). Cylinder block merupakan rangka utama dari engine. Semua komponen engine
diletakan pada cylinder block. Pada komponen ini terdapat lubang untuk pemasangan cylinder liner
dan tempat dudukan crankshaft. Dua tipe silinder block dibawah ini adalah In Line Type dan V-Type
cylinder block.
Cylinder block terbuat dari besi cor (cast iron) dan pembuatannya di lakukan dengan proses casting
(pengecoran). Cylinder block merupakan rangka utama dari engine. Semua komponen engine
diletakan pada cylinder block. Pada komponen ini terdapat lubang untuk pemasangan cylinder liner
dan tempat dudukan crankshaft. Dua tipe silinder block dibawah ini adalah In Line Type dan V-Type
cylinder block.
Cylinder Liner
• Fungsi dari Cylinder Liner
Cylinder liner merupakan komponen combustion chamber yang berhubungan dengan tekanan tinggi,
dan beban gesek yang besar sebagai akibat gerak naik turun piston. Cylinder liner harus tahan
terhadap temperatur tinggi, tidak mudah aus dan mampu menerima gaya yang besar dari piston.
Ukuran cylinder liner harus sesuai dengan ukuran piston dan ring piston. Liner harus mempunyai
kemampuan menyerap panas dan mentransfer seluruh panas dari permukaan dalam liner ke
permukaaan luar liner. Liner harus tahan karat karena pada permukaan bagian luar berhubungan
langsung dengan air pendingin. Untuk menjamin efisiensi pendingin yang tinggi, ketebalan liner lebih kurang 5 - 10mm.
• Cylinder Liner Seal Ring
Air pendingin untuk mendinginkan liner disekat oleh flange di bagian atas dan O-ring pada bagian
bawah liner. Ring seal liner harus mampu menyekat dengan baik, tahan terhadap oil dan air serta
tahan terhadap perubahan temperatur dan tekanan.
Secara garis besar konstruksi mesin mobil atau sepeda motor memiliki tiga bagian utama:
Bagian kepala silinder (cylinder kead) yang dilengkapi dengan tutup kepala silinder.
Bagian blok silinder (cylinder block) merupakan bentuk dasar dari mesin.
Bagian bak engkol (crank case) tempat untuk pelumas dan rumah komponen.
Kepala Silinder
Kepala silinder terbuat dari besi tuang, cast iron atau almunium dengan maksud untuk mengurangi berat dan menambanh panas radiasi.Kepala silinder (cylinder kead) terletak diatas blok mesin. Bagian bawah kepala silinder diberi bentuk cekung untuk ruang bakar, satu lubang untuk busi dan dua lubang untuk mekanik katup atau klep.
Blok silinder (cylinder block)
Blok silinder (cylinder block) juga terbuat dari cast iron (besi tuang) atau almunium sama seperti kepala silinder, maksudnya untuk mengurangi berat dan menambah panas radiasi. Disini terdapat lubang silinder yang diberi lapisan khusus (cylinder liner) untuk mengurangi keausan silinder, karena gesekan naik turunnya torak atau piston.
Bagian Engkol (crank case)
Bak engkol terletak di bawah blok silinder dan berfungsi sebagai tempat atau rumah dari komponen-komponen yang lain seperti:
Poros engkol
Batang torak
Poleh karter (tempat oli pelumas) yang dilapisi gasket untuk mencegah kebocoran ali pelumas.
Cara Kerja Mesin Bensin 4 Tak Dan Proses Pembakaran Nya
Pertama Bensin dan Udara dimasukkan melalui lubang Intake, lalu terjadi Kompresi (Piston naik ketitik mati atas), pada saat Piston posisi di puncak terjadi pengapian (oleh Spark Plug) terjadi pembakaran/peledakan, Piston tertekan menuju Titik mati bawah, sisa pembakaran (asap) dikeluarkan melalui lubang Exhaust. Urutan proses ini berulang terus menerus selama mesin hidup.
Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah
Torak bergerak naik turun di dalam silinder dalam gerakan reciprocating. Titik tertinggi yang dicapai oleh torak tersebut disebut titik mati atas (TMA) dan titik terendah disebut titik mati bawah (TMB). Gerakan dari TMA ke TMB disebut langkah torak (stroke). Pada motor 4 langkah mempunyai 4 langkah dalam satu gerakan yaitu langkah penghisapan, langkah kompresi , langkah kerja dan langkah pembuangan.
Langkah hisap
Pada gerak hisap, campuran udara bensin dihisap ke dalam silinder. Bila jarum dilepas dari sebuah alat suntik dan plunyernya ditarik sedikit sambil menutup bagian ujung yang terbuka dengan jari (alat suntik akan rusak bila plunyer ditarik dengan tiba-tiba), dengan membebaskan jari akan menyebabkan udara masuk ke alat suntik ini dan akan terdengar suara letupan. Hal ini terjadi sebab tekanan di dalam lebih rendah dari tekanan udara luar. Hal yang sama juga terjadi di mesin, torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan di dalam silinder, dengan demikian campuran udara bensin dihisap ke dalam. Selama langkah torak ini, katup hisap akan membuka dan katup buang menutup.
Langkah kompresi
Dalam gerakan ini campuran udara bensin yang di dalam silinder dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Kedua katup hisap dan katup buang akan menutup selama gerakan tekanan dan suhu campuran udara bensin menjadi naik. Bila tekanan campuran udara bensin ini ditambah lagi, tekanan serta ledakan yang lebih besar lagi dari tenaga yang kuat ini akan mendorong torak ke bawah. Sekarang torak sudah melakukan dua gerakan atau satu putaran, dan poros engkol berputar satu putaran
Langkah kerja
Dalam gerakan ini, campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar dan menyebabkan terbakar dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga penggerak yang nyata. Selama gerak ini katup hisap dan katup buang masih tertutup. Torak telah melakukan tiga langkah dan poros engkol berputar satu setengah putaran
Langkah buang
Dalam gerak ini, torak terdorong ke bawah, ke TMB dan naik kembali ke TMA untuk mendorong gas-gas yang telah terbakar dari silinder. Selama gerak ini kerja katup buang saja yang terbuka. Bila torak mencapai TMA sesudah melakukan pekerjaan seperti di atas, torak akan kembali pada keadaan untuk memulai gerak hisap. Sekarang motor telah melakukan 4 gerakan penuh, hisap-kompresi-kerja-buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah menghasilkan satu tenaga.
Di dalam mesin sebenarnya, membuka dan menutupnya katup tidak terjadi tepat pada TMA dan TMB, tetapi akan berlaku lebih cepat atau lambat, ini dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas.