| BAB I PENDAHULUAN A. 'DESKRIPSI Modul Pemeliharaan/servis Sistem Bahan Bakar Diesel membahas tentang sistem bahan bakar diesel beserta cara pemeliharaan/servisnya.Tujuan dari modul ini agar mahasiswa memiliki subkompetensi yaitu memelihara/servis sistem dan komponen injeksi bahan bakar diesel. Materi modul yang akan menjelaskan prinsip kerja sistem injeksi bahan bakar diesel, Setelah mempelajari modul ini diharapkan dapat memahami prinsip kerja, sistem dan komponen injeksi bahan bakar diesel serta dapat melakukan pemeliharaan/servis sistem dan komponen injeksi bahan bakar diesel tersebut. B. TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah mempelajari secara keseluruhan materi kegiatan belajar dalam modul ini siswa diharapkan: 1. Memahami prinsip kerja sistem prinsip kerja sistem injeksi bahan bakar diesel 2.'Memahami sistem dan komponen injeksi bahan bakar diesel yang perlu dipelihara/diservis. 3.'Memahami langkah kerja pemeliharaan/servis sistem dan komponen injeksi bahan bakar diesel.
1. 'Petunjuk Bagi Peserta Diklat Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal dalam mempelajari materi modul ini, langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain: a. Bacalah dan pahamilah dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, siswa dapat bertanya pada guru yang mengampu kegiatan belajar tersebut. b. Kerjakanlah setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa besar pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatanbelajar. c. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal berikut ini: 1) Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang diberikan 2) Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan Baik 3) Sebelum melaksanakan praktik, tentukan alat dan bahan yang diperlukan secara cermat 4) Gunakan alat sesuai prosedur yang pemakaian yang benar 5) Untuk melakukan kegiatan belajar praktik yang belum jelas, harus meminta ijin guru lebih dahulu 6) Setelah selesai praktik, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula d.'Jika belum menguasai tingkat materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada guru yang memandu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan. D. ALOKASI WAKTU
PRINSIP KERJA SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR DISEL 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.
Gambar 1. Skema motor diesel 4 2) Perbedaan utama mesin diesel dan mesin bensin Motor diesel dan motor bensin mempunyai beberapa perbedaan utama, bila ditinjau dari beberapa item di bawah ini, yaitu (lihat Tabel 1) Tabel 1. Perbedaan utama motor diesel dan motor bensin
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. Gambar 2. Prinsip kerja motor diesel 4 tak 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.
Gambar 3. Proses pembakaran motor diesel 4) Bentuk ruang bakar mesin diesel Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menentukan kemampuan mesin, sebab ruang bakar tersebut direncanakan dengan tujuan agar campuran bahan udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus. Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu: a) Tipe ruang bakar langsung (direct combustion chamber) b) Tipe ruang bakar tambahan (auxiliary combustion chamber) Tipe ruang bakar tambahan terdapat dalm 3 macam, yaitu: 1). Ruang bakar kamar muka (precombustion chamber) 2). Ruang bakar pusar (swirl chamber)
Gambar 4. Ruang bakar langsung Keuntungan ruang bakar langsung adalah: (1) efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana, (2) start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan (3) cocok untuk mesin-mesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana. Kerugian ruang bakar langsung adalah: (1) memerlukan kualitas bahan bakar yang baik, (2) memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi, (3) sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan (4) dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi. b) Ruang bakar tambahan. 1) Ruang bakar muka. Dalam ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama. Lihat gb. 5.
Gambar 5. Ruang bakar kamar muka Keuntungan ruang bakar muka adalah: (1) jenis bahan bakar yang digunakan lebih luas, karena turbulensinya sangat baik untuk pengabutan, (2) perawatan pompa injeksi lebih mudah karena tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat injeksi, dan (3) detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih baik karena menggunakan nozzle lubang banyak. Kerugian ruang bakar muka adalah: (1) biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan kepala silinder lebih rumit, (2) memerlukan motor starter yang besar dan kemampuan start lebih jelek sehingga harus menggunakan alat pemanas, dan (3) pemakaian bahan bakar boros. 2) Ruang bakar pusar. Ruang bakar model pusar ini berbentuk bundar. Ketika torak memampatkan udara, sebagian udara akan masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk ke ruang bakar utama melalui saluran tersebut. Selanjutnya capuran tersebut akan terbakar di tuang bakar utama. Lihat gambar 6.
Gambar 6. Ruang bakar pusat Keuntungan ruang bakar pusar adalah: (1) dapat menghasilkan putaran tinggi, karena turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi, (2) Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan (3) putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil. Kerugian ruang bakar pusar adalah: (1) konstruksi kepala silinder rumit, (2) efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, (3) penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang bakar sangat luas, dan (4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah. 3) Ruang bakar Air Cell Pada ruang bakar air cell ini bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam air cell dan terbakar langsung di ruang bakar utama. Sebagian bahan bakar yang yang disemprotkan ke air cell dan terbakar, mengakibatkan tekanan dalam air cell bertambah. Bila torak bergerak ke TMB, udara dalam air cell keluar ke ruang bakar utama membantu menyempurnakan pembakaran. Pada ruangbakar ini tidak memerlukan pemanas. Gambar 7. Ruang bakar Air Cell Keuntungan ruang bakar air cell adalah: (1) mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran terjadi secara berangsur-angsur, (2) tidak memerlukan pemanas, (3) gangguan nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin. Kerugian ruang bakar air cell adalah: (1) saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin, (2) suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut sangat panjang, dan (3) bahan bakar boros. 5) 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: (a) 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. (b) 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. (c) 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. (d) 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. 6). Rangkuman 1. Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu dan tekanan kompresi udara dalam ruang bakar. 2. Perbedaan motor diesel dan motor bensin dapat ditinjau dari: siklus pembakaran, rasio kompresi, ruang bakar, penyampuran bahan bakar, metode penyalaan, jenis bahan bakar, getaran, suara, dan efisiensi panas. 3. Proses pembakaran motor diesel berlangsung dalam 4 tahap, yaitu: pembakaran tertunda, perambatan, pembakaran langsung, dan pembakaran lanjut 4. Ruang bakar mesin diesel dapat berupa ruang bakar langsung dan ruang bakar tambahan yang berbentuk: ruang bakar muka, ruang bakar pusar, dan ruang bakar air cell. 5. Penyaluran bahan bakar pada mesin diesel harus memenuhi syarat syarat yaitu: mesin memiliki perbandingan kompresi yang tinggi, memiliki ruang bakar yang memungkinkan turbulensi penyampuran bahan bakar secara baik, bahan bakar harus ditekan dengan pompa injeksi dan injector harus menyemprotkan bahan bakar tersebut dalam bentuk kabut atau partikel kecil. Oleh karena itu pada mesin diesel diperlukan sistem bahan bakar yang didukung komponen yang baik. 7). Evaluasi a. Tes Formatif 1. Jelaskan prinsip kerja pada mesin diesel! 2. Jelaskan tahapan proses pembakaran pada mesin diesel dan mengapa demikian? 3. Jelaskan fungsi alat pemanas (glow plug) pada mesin diesel dan pada mesin diesel apa alat tersebut digunakan? 4. Jelaskan jenis ruang bakar pada mesin diesel dan dimana digunakan b. Kriteria Ketuntasan(umpan balik) 1. Dapat mengerjakan soal formatif >70% silahkan lanjutkan ke modul berikutnya 2. Dapat mengerjakan soal formatif 60% disarankan untuk mengulang mempelajari modul ini 3. Dapat mengerjakan soal formatif <50 % ulangi mempelajari modul ini. c. Kunci Jawaban Formatif 1. Prinsip kerja mesin diesel adalah seperti pada mesin bensin hanya saja yang diisap adalah hanya udara, dan bahan bakar baru disemprotkan di saat akhir kompresi dan bahan bakar menyala karena suhu kompresi. 2. Proses pembakaran motor diesel berlangsung dalam 4 tahap, yaitu: pembakaran tertunda, perambatan, pembakaranlangsung, dan pembakaran lanjut. Hal tersebut karena sifat bahan bakar yang berbeda dengan bensin 3. Untuk pemanas awal saat start dan digunakan pada ruang bakar tambahan 4. Ruang bakar mesin diesel dapat berupa ruang bakar langsung untuk injeksi langsung dan ruang bakar tambahan untuk injeksi tidak langsung yang berbentuk: ruang bakar muka, ruang bakar pusar, dan ruang bakar air cell. DAFTAR PUSTAKA Anonim (t.th.). Pedoman Reparasi Mesin 2 D. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor. Anonim. (1995). New Step 1 Training Manual. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor. Anonim. (1995). Materi Pelajaran Engine Group Step 2. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor. Toboldt, William K. (1977). Diesel Fundamentals, Service, Repair. South Holland: The Goodheart-Willcox Company, Inc. |
- Blogger Comment
- Facebook Comment
Subscribe to:
Post Comments
(
Atom
)
0 comments:
Post a Comment