MESIN DIESEL

 

CARA KERJA MESIN DIESEL (BELAJAR OTOMOTIF IV)

Sekilas tentang Mesin Diesel
(How Diesel Engine Work)

1)  Prinsip Kerja Mesin Diesel

Mesin/motor diesel (diesel engine) merupakan salah satu bentuk motor pembakaran dalam (internal combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas. Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Dilain pihak motor 
bensin disebut motor penyalaan busi (spark ignition engine)  karena penyalaan bahan bakar diakibatkan oleh percikan bunga api listrik dari busi. Cara pembakaran dan pengatomisasian (atomizing) bahan bakar pada motor diesel tidak sama dengan motor bensin.  Pada motor bensin campuran bahan bakar dan udara melelui karburator dimasukkan ke dalam silinder dan dibakar oleh nyala listrik dari busi. Pada motor diesel yang diisap oleh torak dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan sampai mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa saat sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) bahan bakar solar diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup tinggi maka partikel-partikel bahan bakar akan menyala dengan sendirinya sehingga membentuk proses pembakaran. Agar bahan bakar solar dapat terbakar sendiri, maka diperlukan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi kira-kira 600ºC. Meskipun untuk motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri  (self ignition). Penampang mesin diesel secara sederhana dapat dilihat pada Gambar.

2)  Keuntungan dan Kerugian mesin diesel 

Motor diesel juga mempunyai keuntungan dibanding motor bensin, yaitu:

a) Pemakaian bahan bakar lebih hemat, karena efisiensi panas lebih baik, biaya operasi lebih hemat karena solar lebih murah.

b) Daya tahan lebih lama dan gangguan lebih sedikit, karena tidak menggunakan sistem pengapian

c) Jenis bahan bakar yang digunakan lebih banyak

d) Operasi lebih mudah dan cocok untuk kendaraan besar, karena variasi momen yang terjadi pada perubahan tingkat kecepatan lebih kecil.

Di samping itu motor diesel memiliki kerugian, yaitu:

a) Suara dan getaran yang timbul lebih besar (hampir 2 kali) daripada motor bensin. Hal ini disebabkan tekanan yang sangat tinggi (hampir 60 kg/cm2) pada saat pembakaran

b) Bobot per satuan daya dan biaya produksi lebih besar, karena bahan dan konstruksi lebih rumit untuk rasio kompresi yang tinggi

c) Pembuatan pompa injeksi lebih teliti sehingga perawatan lebih sulit

d) Memerlukan kapasitas baterai dan motor starter yang besar agar dapat memutar poros engkol dengan kompresi yang tinggi.

Secara singkat prinsip kerja motor diesel 4 tak adalah sebagai berikut:

a) Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.

b) Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap dan katup buang tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut akan naik.

c) Langkah usaha, ketika  katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara bertekanan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai bergerak dari TMA ke TMB karena pembakaran berlangsung bertahap,

d) Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas pembakaran terdorong keluar. 

 3)  Proses pembakaran mesin diesel

Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode:

a) Periode 1: Waktu pembakaran tertunda (ignition delay) (A-B)

Pada periode ini disebut fase persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar. 

b) Periode 2: Perambatan api (B-C)

Pada periode 2 ini campuran bahan bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seolah-olah campuran terbakar sekaligus, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik.  Periode ini sering disebut periode ini sering disebut pembakaran letup.

c) Periode 3: Pembakaran langsung (C-D)

Akibat nyala api dalam silinder, maka bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.

d) Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E)

Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.

tune up mesin diesel

Cara yang paling simpel dilakukan adalah membersihkan intake manifold. Karena mobil diesel cenderung memiliki saluran masuk yang lebih kotor ketimbang mesin bensin. Uniknya, proses pembersihan ini mirip dengan menyemprotkan engine conditioner yang dipakai buat mobil bensin.

gbr.1

gbr.2

Bedanya, cairan yang dipakai harus khusus buat diesel dengan harga Rp 100 ribuan. Sebab karakternya jelas berbeda dengan bensin. Mudah kok mencarinya, tabung kemasan memang mirip engine conditioner buat bensin tetapi ada tulisan khusus buat diesel (Gbr.1).

Aplikasinya cukup mudah, tinggal semprot ke arah intake manifold alias saluran masuk udara menuju mesin. Buat mesin diesel konvensional seperti pada Mitsubishi Kuda, Isuzu Panther atau Toyota Kijang, tinggal copot saja slang pada intake (Gbr.2) dan semprotkan cairannya.

gbr.3

Begini cara menyemprotnya, usahakan semprotan rata memutar (Gbr.3). Biasanya lubang intake ada di tengah, usahakan semprotan rata ke kiri dan kanan agar terisapnya juga rata ke masing-masing silinder.

Semprot memutar sekali saja, lalu biarkan. Putaran stasioner mesin bakal meninggi sebentar, lalu turun lagi. Setelah turun, bisa disemprot lagi. Langkah ini bisa dilakukan dua atau tiga kali. Lalu gas mesin supaya busa dan keraknya tersedot.

Setelah tiga kali menyemprot dan mesin digas, proses ini bisa diulangi lagi sampai tiga kali. Jadi semprot lagi beberapa kali dan gas, terus ulangi lagi. Nanti bakal kelihatan kalau diintip, kerak di dalam intake bakal berkurang.

Proses ini juga bisa dilakukan pada mobil diesel canggih, bahkan dengan sistem common-rail. Hanya, bedanya pada mesin diesel seperti ini biasanya ada katup yang mirip skep gas pada intake. Katup ini bukan skep gas dan hanya berfungsi seperti choke pada mesin bensin.

Sebelum membuka slang intake, cek dulu apakah mesin common-rail Anda memiliki air mass sensor. Alat ini berupa kotak hitam kecil dengan soket kabel di sekitar saringan udara. Kalau tidak ada, silahkan buka slang dan semprot saja di sekitar katup skep tadi. Langkahnya bisa sama dengan mesin diesel konvensional.

Tetapi kalau ada mass air sensor, slang intake tidak boleh dibuka. Penyemprotan harus dilakukan lewat slang kecil yang menempel pada intake. Misalnya slang PCV. Buka saja slang PCV dan selipkan pipa kecil untuk menyemprot lewat lubang yang terbuka. Mudah kan?

gbr.4

gbr.5

Proses yang satu ini mirip ‘sedot lemak’ dalam tubuh. Bedanya, ‘lemak’ dari karbon sisa pembakaran yang berada dalam ruang bakar dilebur bersama kotoran yang juga berada pada saluran pompa injeksi dan nosel. Khasiatnya punya dampak lebih ketimbang engine conditioner model semprot pada saluran hawa.

Aplikasinya selain sebagai media tune-up. Bisa juga sebagai obat pembersih saluran pompa injeksi. Seperti kejadian mesin yang menyendat pada putaran tinggi yang pernah dialami Isuzu Panther lansiran tahun 2001 milik operasional kantor. Tanpa harus melakukan servis pompa injeksi. Ternyata masih bisa dirawat dengan bantuan cairan tersebut.

Karena cukup mudah, Anda sendiri dapat melakukan sendiri aplikasinya. Hanya perlu mencari bahannya, berupa cairan yang bisa dimasukkan ke dalam saluran bahan bakar. Salah satunya berlabel Diesel Purge yang bisa didapat di pasaran dengan harga Rp 120 ribuan. Ada dua macam perawatan dengan cairan semacam ini. Mau tahu? Simak prosesnya berikut ini.

Pertama sebagai perawatan ringan, maksudnya jika performa mesin ingin dijaga walaupun masih relatif terasa normal saat dipacu. Caranya cukup tuang satu botol penuh ke dalam tangki bahan bakar. Proses pembersihan berjalan bersama Solar yang terisap oleh pompa injeksi.

gbr.6

gbr.7

Kedua, buat mesin yang performanya mulai kendur namun tidak mengeluarkan asap putih saat akselerasi. Caranya, biarkan mesin ‘minum’ obat ini dengan menyedot langsung cairan tersebut dari botolnya. Agar cairan bisa benar-benar bersirkulasi pada pompa injeksi dan berfungsi seolah BBM.

Maka sebaiknya cairan ini ditampung dalam satu wadah khusus. Cabut selang Solar masuk dari keluaran filter Solar yang terhubung dengan pompa (Gbr.4). Saluran balik minyak ke tangki dari pompa injeksi juga dilepas dan dimasukan ke dalam wadah (Gbr.5). Agar cairan yang tersedot dari setengah isi botol ini bisa terlihat, sebaiknya gunakan wadah yang relatif bening (Gbr.6).

Cairan pembakar lemak ini sedapat mungkin bisa tersedot habis, sehingga putaran mesin perlu dibuat tinggi setiap 2 detik lamanya. Caranya dengan membenamkan pedal gas hingga putaran sekitar 3.000 rpm lalu langsung dilepas agar kembali stasioner.

Ketiga, buat perawatan yang cukup berat. Indikasinya asap putih dari knalpot cukup pekat terlihat dan mesin terasa menyendat saat dipacu namun tetap mudah distater saat mesin dingin. Dari proses kedua (Gbr.7), tinggal tuangkan sisa cairan setengah botol yang sudah terhisap murni langsung ke pompa injeksi, untuk dimasukan ke dalam tangki bersama BBM.