laboratorium motor bakar - motor diesel i - teknik mesin unhas

70
LABORATORIUM MOTOR BAKAR I. LATAR BELAKANG Pada umumnya suatu motor dapat diartikan sebagai suatu pesawat yang dapat mengubah energi tertentu menjadi energi gerak. Sedangkan yang dimaksud dengan motor bakar adalah mesin kalor dimana gas panas diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri dan langsung dipakai melakukan kerja mekanis untuk menjalankan mesin tersebut. Dalam sejarah perkembangannya, kurang lebih seratus tahun sejak dibuat untuk pertama kalinya motor bakar torak adalah penggerak mula yang ringan dan kompak. Dewasa ini motor bakar torak mempunyai peran yang sangat penting dalam kehidupan manusia, hampir semua orang menikmati manfaatnya misalnya dalam bidang transportasi, penerangan, pertanian, industri dan sebagainya. Pada dasarnya masalah yang akan dibahas dalam pengujian motor bakar adalah pembakaran dalam yang terdiri dari pengujian motor diesel empat langkah dengan beberapa pengamatan tentang karakteristik dan performance suatu mesin pada kondisi putaran konstan, throttle konstan dan beban konstan. II. TUJUAN PENGUJIAN Menganalisa variasi pembukaan throttle dan putaran poros konstan dengan pembebanan bervariasi terhadap prsetasi mesin diesel dengan parameter- parameter sebagai berikut : 1. Perbandingan antara bahan bakar dan udara dalam silinder (AFR) Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Upload: alen-pepa

Post on 19-Jan-2015

7.288 views

Category:

Automotive


13 download

DESCRIPTION

Ini file mobak yang paling lengkap.

TRANSCRIPT

Page 1: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

I. LATAR BELAKANG

Pada umumnya suatu motor dapat diartikan sebagai

suatu pesawat yang dapat mengubah energi tertentu

menjadi energi gerak. Sedangkan yang dimaksud dengan

motor bakar adalah mesin kalor dimana gas panas

diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu

sendiri dan langsung dipakai melakukan kerja mekanis

untuk menjalankan mesin tersebut.

Dalam sejarah perkembangannya, kurang lebih

seratus tahun sejak dibuat untuk pertama kalinya

motor bakar torak adalah penggerak mula yang ringan

dan kompak.

Dewasa ini motor bakar torak mempunyai peran yang

sangat penting dalam kehidupan manusia, hampir semua

orang menikmati manfaatnya misalnya dalam bidang

transportasi, penerangan, pertanian, industri dan

sebagainya.

Pada dasarnya masalah yang akan dibahas dalam

pengujian motor bakar adalah pembakaran dalam yang

terdiri dari pengujian motor diesel empat langkah

dengan beberapa pengamatan tentang karakteristik dan

performance suatu mesin pada kondisi putaran konstan,

throttle konstan dan beban konstan.

II. TUJUAN PENGUJIAN

Menganalisa variasi pembukaan throttle dan

putaran poros konstan dengan pembebanan bervariasi

terhadap prsetasi mesin diesel dengan parameter-

parameter sebagai berikut :

1. Perbandingan antara bahan bakar dan udara dalam

silinder (AFR)

2. Besarnya tekanan yang diberikan secara efektif

(Mep)

3. Laju aliran sesuai dengan kapasitas siliinder

(Mth)

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 2: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

III. TEORI DASAR

A. SEJARAH MESIN DIESEL

Rudolf Diesel (18 Maret 1858 - 30 September

1913) adalah seorang penemu Jerman, terkenal akan

penemuannya, mesin diesel, Dia lahir di Paris dan

meninggal secara misterius di kapal fery dalam

perjalanannya ke Inggris. Diesel mengembangkan ide

sebuah mesin pemicu kompresi pada dekade terakhir

abad ke-19 dan menerima hak paten untuk alat

tersebut pada 23 Februari 1893. Dia membangun

prototipe yang berfungsi pada awal 1897 ketika

bekerja di pabrik MAN di Augsburg.

Padahal jaman itu (akhir abad 19 dan awal abad

20) belum ada orang yang berfikir tentang krisis

energi minyak, apalagi global warming. Sedemikian

hebatnya itu mesin, membuat pesaing-pesaingnya di

dunia otomotif gigit jari. Hingga di bulan

September 1913, Diesel hilang secara misterius

dari kabin kamarnya di kapal SS Dresden saat

bepergian dari Jerman ke Inggris. Baru lima hari

kemudian mayatnya ditemukan terapung di Sungai

Scheldt (Jerman). Tak seorang pun bisa menyibak

misteri di balik kematian Diesel tersebut.

Beberapa tahun kemudian, tepatnya tahun 1937 di

Jepang, berdirilah sebuah pabrik mesin bernama

Tokyo Jidosha Kogyo Company yang sekarang berganti

nama menjadi Isuzu, yang line produknya adalah

Mesin Diesel. Konon salah seorang murid/asisten

Diesel berhasil mengcopy seluruh desain rancang

bangun mesin tersebut dan mengembangkannya di

Jepang atas perintah Kaisar Tenno Haika Hirohito

untuk menjalankan mesin perangnya di Asia Pasifik.

Selama Perang Dunia II, Jepang membumi

hanguskan semua sumur minyak milik kolonial

Belanda, Inggris dan Perancis di Asia Tenggara.

Namun, di sisi lain, Jepang juga memerintahkan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 3: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

anak jajahannya untuk menanam jarak pagar, yang

bijinya diperas untuk dijadikan biodiesel yang

menggerakkan tank dan kapal perang mereka.

Para tentara Jepang dengan mesin perang yang

bermesin diesel hampir tak terkalahkan oleh

Amerika Serikat. Hanya 4 buah bom atom di

Hiroshima dan Nagasakilah yang mampu menghentikan

laju gerak pasukan bersepatu karet tersebut

melibas Asia-Pasifik. Sementara Jendral Douglas

MacArthur tergopoh-gopoh balik menyerang dengan

risiko kekurangan suplai minyak bensin di

sepanjang jalur penyerangannya di Pasifik Selatan,

yang bisa dikatakan mendahulukan merebut sumur-

sumur minyak di Papua, Sulawesi dan Kalimantan.

Makanya tidak perlu heran kenapa mesin diesel

masih berbahan bakar solar, bukan minyak jarak

atau minyak kelapa sawit. Semua dikareakan para

pelaku industri minyak tidak mau rugi dan digulung

oleh petani kacang, kelapa sawit dan jarak pagar.

Pada saat menerima hak paten atas mesin

ciptaannya di Pekan Raya Paris 1912, Rudolf Diesel

menyampaikan pidato yang sangat-sangat berarti di

era Global Warming saat ini: “Der Gebrauch von

Pflanzenöl als Krafstoff mag heute unbedeuntend

sein. Aber derartige Produkte können im Laufe der

Zeit obenso wichtig werden wie Petroleum und diese

Kohle-Teer-Produkte von heute.” (Pemakaian minyak

nabati sebagai bahan bakar untuk saat ini

sepertinya tidak berarti, tetapi pada saatnya

nanti akan menjadi penting, sebagaimana minyak

bumi dan produk tir-batubara saat sekarang).

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 4: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gambar 1. Rudolf diesel (Penemu mesin diesel)

Gambar 2. Mesin diesel pertama

Gambar 3. Siklus 4 Langkah

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 5: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

B. SIKLUS IDEAL TEKANAN KONSTAN

Gambar 4. Siklus ideal tekanan konstan

Keterangan:

Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan

kalor spesifik yang konstan;

Langkah isap (0-1) merupakan tekanan-konstan,

torak bergerak dari TMA ke TMB;

Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropik

torak bergerak dari TMB ke TMA;

Proses pembakaran tekanan konstan (2-3)

dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada

tekanan-konstan, torak mulai bergerak dari TMA

ke TMB;

Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropik,

torak bergerak dari TMA ke TMB;

Proses pembuangan (4-1) dianggap proses

pengeluaran kalor pada volume konstan;

Langkah buang (1-0) ialah proses tekanan

konstan, torak bergerak dari TMB ke TMA;

Siklus dianggap tertutup, artinya siklus ini

berlangsung dengan fluida kerja yang sama atau,

gas yang berada didalam selinder pada waktu

langkah buang, tetapi pada waktu langkah isap

berikutnya akan masuk sejumlah fluida kerja

yang sama.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 6: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Proses pemasukan kalor pada tekanan konstan

sangat sukar dilaksanakan oleh karena itu dalam

perhitungan perancangan siklus motor Diesel yang

modern biasanya digunakan siklus udara tekanan

terbatas sebagai pendekatan.

Siklus udara tekanan terbatas (siklus gabungan)

Apabila pemasukan kalor pada suatu siklus

dilaksanakan baik pada volume-konstan maupun pada

tekanan-konstan, siklus tersebut dinamai siklus

tekanan-terbatas atau siklus gabungan. Gambar 2.

melukiskan diagram P vs v siklus ini. Pada gambar

itu terlihat proses pemasukan kalor berlangsung

selama proses (2-3a) sampai (3a-3).

Gambar 5. Siklus ideal volume konstan

Dalam siklus diatas langkah isap (0-1)

dimisalkan memiliki tekanan sama dengan langkah

buang (1-0). Kedua langkah tersebut diatas

sebenarnya memiliki tekanan yang berbeda.

C. SIKLUS AKTUAL

Dalam kenyataannya tiada satu siklus pun yang

merupakan siklus tekanan konstan, atau siklus

tekanan terbatas. Tetapi boleh dikatakan antara

efisiensi siklus udara dan siklus sebenarnya

terdapat hubungan tertentu, yaitu pada efisiensi

indikatornya:

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 7: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

i Diesel 0,75 – 0,85 tekanan-konstan

0,65 – 0,80 volume-konstan

dimana, i Diesel 0,40 – 0,55

Gambar 6. Hubungan antara diagram pengatur katup

dengan grafik tekanan vs volume : (a) untuk motor

4 langkah; (b) untuk motor dua langkah

Penyimpangan dari siklus udara (ideal) itu

terjadi karena dalam keadaan yang sebenarnya

terjadi kerugian yang antara lain disebabkan oleh

hal berikut:

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 8: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

1. Kebocoran fluida kerja karena penyekaan oleh

cincin torak dan katup tak dapat sempurna;

2. Katup tidak dibuka tepat di TMA dan TMB karena

pertimbangan dinamika mekanisme katup dan

kelembaban fluida kerja. Kerugian tersebut

dapat diperkecil bila saat pembukaan dan

penutupan katup disesuaikan dengan besarnya

beban dan kecepatan torak;

3. Fluida kerja bukanlah udara yang dapat dianggap

sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang

konstan selama proses siklus berlangsung;

4. Pada motor bakar torak yang sebenarnya, pada

waktu torak berada di TMA, tidak terdapat

pemasukan kalor seperti siklus udara. Kenaikan

tekanan dan temperatur fluida kerja disebabkan

oleh proses pembakaran antara bahan bakar dan

udara di dalam selinder;

5. Proses pembakaran memerlukan waktu jadi, tidak

berlangsung sekaligus. Akibatnya proses

pembakaran berlangsung pada volume dan ruang

bakar yang berubah-ubah karena gerakan torak.

Dengan demikian, proses pembakaran harus sudah

dimulai beberapa derajat sudut engkol sebelum

torak mencapai TMA dan berakhir beberapa

derajat sudut engkol sesudah torak bergerak

kembali dari TMA menuju TMB. Jadi, proses

pembakaran tidak dapat berlangsung pada volume

atau pada tekanan yang konstan. Di samping itu

pada kenyataannya tidak pernah terjadi

pembakaran tidak sempurna. Karena itu daya dan

efisiensinya sangatlah bergantung pada

perbandingan campuran bahan bakar-udara,

kesempurnaan bahan bakar-udara itu bercampur,

dan saat penyalaan;

6. Terdapat kerugian kalor yang disebabkan oleh

perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 9: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

pendingin, terutama pada langkah kompresi,

ekspansi dan pada waktu gas buang meninggalkan

selinder. Perpindahan kalor tersebut terjadi

karena terdapat perbedaan temperatur antara

fluida kerja dan fluida pendingin. Fluida

pendingin diperlukan untuk mendinginkan bagian

mesin yang menjadi panas, untuk mencegah bagian

tersebut dari kerusakan.

7. Terdapat kerugian energi kalor yang dibawa oleh

gas buang dari dalam selinder ke atmosfir

sekitarnya. Energi tersebut tak dapat

dimanfaatkan untuk melakukann kerja mekanik;

8. Terdapat kerugian energi karena gesekan antara

fluida kerja dengan dinding sekitarnya.

Berdasarkan semua hal diatas, bentuk diagram P

vs v dari siklus yang sebenarnya tidak sama dengan

bentuk diagram siklus ideal. Siklus sebenarnya

tidak pernah merupakan siklus volume konstan,

siklus tekanan konstan atau siklus tekanan

terbatas (gambar 2). Menunjukkan bentuk diagram P

vs v dari sebuah motor bakar torak 2-langkah dan

4-langkah yang sebenarnya.

Karena semua penyimpangan tadi menimbulkan

kerugian energi, hendaknya diusahakan agar siklus

yang sebenarnya itu mendekati siklus udara yang

ideal. Siklus yang ideal pada saat ini biasa

dipakai dalam perhitungan perancangan atau

penaksiran.

Siklus Aktual 4 Tak

Pada titik 2 atau 10° sebelum TMA katup isap

mulai terbuka, katup isap terbuka sampai titik 4

atau 45° setelah TMB. Namun langkah isap terjadi

dari 3 sampai TMB. Langkah isap baru terjadi pada

titik 3 karena dari titik 2 sampai titik 3 katup

buang masih terbuka sehingga jika dari titik 2

sudah terjadi langkah isap maka gas hasil

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 10: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

pembakaran bisa masuk ke dalam intake manifold

sehingga akan merusak intake manifold. Sementara

itu dari TMB sampai titik 4 sudah bukan merupakan

langkah isap karena torak sudah mulai bergerak

menuju TMA sehingga sebagian udara dalam silinder

keluar melalui intake manifold. Dan seharusnya

dari MB sudah terjadi langkah kompresi. Namun

langkah kompresi belum terjadi karena katup isap

masih terbuka sementara seharusnya langkah

kompresi itu terjadi jika kedua katup sudah

tertutup.

Selanjutnya langkah kompresi terjadi dari 4

sampai seputaran TMA setelah beberapa derajat

sebelum TMA bahan bakar di injeksikan sehingga

terjadi pembakaran. Proses pembakaran itu terjadi

di sekitaran TMA atau beberapa derajat sebelum

TMA, disini terjadi pembakaran cepat sampai

beberapa derajat setelah TMA, terjadi pembakaran

lanjutan. Kemudian dari seputaran TMA sampai

sebelum titik 1 terjadi langkah kerja. Pada titik

1 atau 45° sebelum TMB katup buang sudah mulai

terbuka sehingga terjadi pelepasan kalor,

pelepasan kalor ini terjadi dari titik 1 sampai

TMB. Dimana disini belum bisa dikatakan langkah

buang karena walaupun katup buang sudah mulai

terbuka, namun torak masih bergerak menuju TMB.

Gas hasil pembakaran itu keluar dengan sendirinya

tanpa ada dorongan dari torak.

Selanjutnya langkah buang itu terjadi dari TMB

sampai TMA dimana torak bergerak dari TMB menuju

TMA sehingga memaksa gas hasil pembakaran keluar

melalui katup buang. Dari TMA sampai titik 3 sudah

tidak bisa dikatakan sebagai langkah buang karena

walaupun katup buang masih terbuka namun torak

sudah bergerak menuju TMB. 10° sebelum TMA terjadi

over lapping dimana katup isap sudah mulai terbuka

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 11: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

sementara katup buang masih belum tertutup. Pada

motor diesel ini merupakan suatu keuntungan karena

saat langkah buang sudah mendekati TMA atau saat

katup isap mulai terbuka(10°) sebelum TMA sebagian

udara hasil pembakaran masuk ke dalam katup isap

sehingga memanaskan udara yang akan di isap ke

dalam ruang bakar. Ini terjadi sampai TMA,

Sehingga saat langkah isap terjadi yang di isap

ke dalam ruang bakar adalah udara panas sehingga

pembakaran cepat itu dapat terjadi lebih cepat.

Siklus Aktual 2 Tak

Sebelum TMA terjadi awal penyemprotan atau

pemasukan udara(diesel), udara dan bahan

bakar(bensin) ke dalam silinder. Proses ini

terjadi akibat perbedaan tekanan dimana tekanan di

dalam lebih kecil daripada tekanan di luar.

Pemasukan udara(diesel), udara dan bahan

bakar(bensin) ini terjadi dari 14° sebelum TMA

sampai 2° sebelum TMA. 2° sebelum TMA terjadi

akhir penyemprotan (beban penuh). Dikatakan beban

penuh karena campuran udara dan bahan bakar sudah

mencukupi ruang engkol dan tekanan di dalam sudah

lebih besar dari pada tekanan di luar sehingga

mendorong katup buluh dan katup buluh tertutup.

Katup buluh ini bekerja berdasarkan prinsip

tekanan.

Karena saat langkah isap, torak sudah mendekati

titik mati atas sehingga di asumsikan bahwa

sebelum langkah isap campuran udara dan bahan

bakar sudah berada di atas torak yang kemudian di

kompresi sehingga terjadi pembakaran.

Proses pembakaran terjadi di sekitaran TMA atau

beberapa derajat sebelum TMA sampai beberapa

derajat setelah TMA. Setelah itu terjadi langkah

kerja. Langkah kerja ini terjadi beberapa derajat

setelah TMA atau setelah proses pembakaran

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 12: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

berlangsung. Sampai sebelum titik 1 atau sebelum

lubang buang terbuka. Saat lubang buang terbuka

atau pada titik 1 (85°) sebelum TMB terjadi

pelepasan kalor dimana saat lubang buang terbuka

sebagian gas hasil pembakaran keluar dengan

sendirinya tanpa ada paksaan. Setelah mencapai

titik 2 atau lubang isap terbuka(saluran bilas)

48° sebelum TMB sudah terjadi langkah buang dimana

meskipun torak masih bergerak menuju TMB tetapi

pemasukan campuran udara dan bahan bakar memaksa

gas hasil pembakaran keluar melalui saluran buang.

Langkah buang ini terjadi sampai titik 4(lubang

buang tertutup). Jadi langkah buang terjadi akibat

dari pemasukan bahan bakar dan gerakan piston.

Namum seiring langkah buang yang terjadi, juga

terjadi pemasukan campuran udara dan bahan bakar

melalui saluran bilas. Setelah lubang buang

tertutup pada titik 4 atau 55° setelah TMB terjadi

langkah kompresi sampai TMA.

D. KLASIFIKASI POMPA INJEKSI (FUEL INJECTION PUMP)

1. Fungsi Pompa Injeksi Bahan Bakar

Pompa injeksi bahan bakar (Fuel Injection Pump)

berfungsi untuk mensuplai bahan bakar ke

ruang bakar melalui nozzle dengan tekanan

tinggi (max 300 kg/cm2). Bahan bakar yang

diinjeksikan dengan tekanan tinggi tersebut

akan membentuk kabut dengan partikel-partikel

bahan bakar yang sangat halus sehingga mudah

bercampur dengan udara.

2. Lokasi Pompa Injeksi Bahan Bakar

Pompa injeksi bahan bakar (Fueli njection pump)

pada diesel engine dengan susunan silinder tipe

in-line biasanya terletak di bagian kiri atau

kanan dari engine. Sedangkan pada V-engine

biasanya diletakkan di tengah. Ada juga V-

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 13: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi

yang masing-masing diletakkan di bagian kanan

dan kiri engine.

Gambar 7. Pompa injeksi bahan bakar

Pompa injeksi bahan bakar (Fueli njection pump)

pada diesel engine dengan susunan silinder tipe

in-line biasanya terletak di bagian kiri atau

kanan dari engine. Sedangkan pada V-engine

biasanya diletakkan di tengah. Ada juga V-

engine yang menggunakan dua buah pompa injeksi

yang masing-masing diletakkan di bagian kanan

dan kiri engine.

Pompa bahan bakar yang umum digunakan

pada diesel engine putaran tinggi untuk

automobile dan mesin-mesin konstruksi adalah

tipe jerk pump system. Jerk berarti bergerak ke

atas. Hal ini dikarenakan pompa ini menggunakan

plunger yang bergerak ke atas pada saat

memompa bahan bakar ke ruang bakar engine.

3. Klasifikasi pompa injeksi

Pompa injeksi bahan bakar tipe central

diklasifikasikan ke dalam empat tipe, yaitu:

tipe in-line, distributor, V, dan parallel.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 14: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Tipe in-line digunakan pada diesel engine kelas

menegah dan besar, dimana plunger-nya disusun

segaris dengan jumlah sesuai dengan banyaknya

silinder. Tipe ditributor kadang digunakan

pada diesel engine ukuran kecil, dimana pada

tipe ini, bahan bakar disuplai oleh satu buah

plunger yang melayani semua silinder. Pada tipe

V, plunger-nya disusun dengan bentuk V.

Gambar 8. In-line type

Gambar 9. Distributor type

Gambar 10. Single type

Gambar 11. Unit Injector

Pada tipe parallel, dua buah in-

line pump disusun secara parallel. Pompa

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 15: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

injeksi bahan bakar tipe separate

diklasifikasikan ke dalam dua tipe, yaitu: tipe

single dan tipe unit injector. Pada tipe

single, camshaft-nya digunakan untuk memompa

bahan bakar. Sedangkan pada tipe unit injector,

antara injection pump dan injection nozzle-nya

dijadikan satu.

E. KLASIFIKASI INJEKTOR NOZZLE

Gambar 12. Injector nozzle

Nosel injektor pada mobil injeksi, ibarat

spuyer pada mesin karburator. Kalau mau bikin

kencang mobil berpasokan karburator, ya mesti

ganti spuyer berukuran lebih besar.

Sama hal mobil berpasokan injeksi, bisa juga

dibuat lebih kencang. Caranya, tentu memperbanyak

debit bahan bakar. Bisa dengan memanipulasi ECU

lewat permainan piggyback atau mengganti keempat

nosel injektor versi aftermarket yang memiliki

lubang pengkabutan lebih banyak.

Cara terakhir ini diyakini beberapa tuner di

Tanah Air bisa membuat mobil melesat tanpa harus

mengorbankan bahan bakar. “Di atas kertas, command

dari ECU dan pressure bahan bakar di fuel rail tak

ada yang berubah,” papar David Ahie yang sudah

pasang ke ratusan mobil pelanggannya.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 16: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Namun karena jenis dan tipe nosel diganti yang

memiliki hambatan lebih tinggi, sehingga waktu

buka-tutup lubang injektor jadi lebih lama.

Menyebabkan, debit bahan bakar bertekanan yang

tersisa di fuel rail bisa tersembur tanpa sisa.

Untuk beberapa mobil yang sudah dipasang

injektor aftermarket, terasa akselerasi lebih

padat pada putaran menengah hingga atas.

“Pemilihan injektor yang pas untuk mobil tertentu

harus lewat riset sekaligus trial and error.

Gambar 13. Injector aftermarket

Nosel yang tersedia pun memiliki keragaman

bentuk dan spesifikasi. Hampir semuanya berasal

dari brand terkenal seperti Denso, Keihin atau

Aisin yang kemudian dilabel ulang dengan merek

Von's. 

“Untuk beberapa tipe mobil sudah ada

patokannya, sisanya masih dalam riset sampai

didapat tipe nosel yang paling cocok,” jelasnya.

Sebagai contoh, Suzuki APV Arena yang berkapasitas

1.500 cc dengan nosel injektor berwarna oranye

memiliki lubang nosel sebanyak 4 buah.

Setelah diganti dengan injektor berkelir biru

merek Denso yang berbodi lebih besar, tarikan

menjadi lebih yahud. “Sama-sama lubang empat

tetapi hambatannya lebih besar.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 17: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

F. SISTEM BAHAN BAKAR

Gambar 14. Sistem bahan bakar

1. Tangki Bahan Bakar (fuel tank)

Tangki bahan bakar (fuel tank) berfungsi untuk

menyimpan bahan bakar, terbuat dari plat baja

tipis yang bagian dalamnya dilapisi anti karat.

Dalam tangki bahan bakar terdapat fuel sender

gauge yang berfungsi untuk menunjukkan jumlah

bahan bakar yang ada dalam tangki dan juga

separator yang berfungsi sebagai damper bila

kendaraan berjalan atau berhenti secara tiba-

tiba atau bila berjalan di jalan yang tidak

rata. Fuel inlet ditempatkan 2 – 3 mm dari

bagian dasar tangki, ini dimaksudkan untuk

mencegah ikut terhisapnya kotoran dan air.

2. Saringan Bahan Bakar dan Water Sedimenter

Saringan bahan bakar untuk pompa injeksi tipe

distributor kebanyakan digabung dengan priming

pimp dan water sedimeter. Saringan bahan bakar

berfungsi untuk menyaring debu dan kotoran dari

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 18: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

bahan bakar. Priming pump berfungsi untuk

mengelurakan udara palsu dari bahan bakar

(bleeding),sedangakan water sedimeter berfungsi

untuk memisahkan air dari bahan bakar dengan

memanfaatkan perbedaan berat jenis.

Bila tinggi air dan pelampung naik melebihi

batas tertentu maka maknet yang ada pada

pelampung akan menutup reed switch dan

menyalakan lampu indikator pada meter kombinasi

untuk memperingatkan pengemudi bahwa air telah

terkumpul pada water sedimeter. Water sedimeter

mempunyai keran di bawahnya, air dapat

dikeluarkan dengan membuka keran dan

menggerakkan priming pump.

Pompa injeksi tipe in line menggunakan filter

dengan elemen terbuat dari kertas. Pada bagian

atas filter bodi terdapat sumbat ventilasi

udara yang digunakan untuk mengeluarkan udara

(bleeding). Priming pump pada pompa injeksi

tipe in line merupakan satu unit bersama feed

pump dan dipasangkan pada bodi pompa injeksi.

3. Pompa Priming (Priming Pump)

Pompa priming berfungsi untuk menghisap bahan

bakar dari tangki pada saat mengeluarkan udara

palsu dari sistem bahan bakar(bleeding).

Cara kerjanya sebagai berikut:

a. Saat pump handle ditekan

Diafragma bergerak ke bawah menyebabkan

outlet check valve terbuka dan bahan bakar

mengalir ke fuel filter. Pada saat yang sama

inlet check valve tertutup mencegah bahan

bakar mengalir kembali.

b. Saat pump handle dilepas

Tegangan pegas mengembalikan diafragma ke

posisi semula dan menimbulkan kevakuman,

inlet valve terbuka dan bahan bakar masuk

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 19: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

keruang pompa . pada saat ini outlate valve

tertutup.

4. Feed Pump (Untuk Pompa Injeksi Tipe In-line)

Feed pump berfungsi untuk mengisap bahan bakar

dari tangki dan menekannya ke pompa injeksi.

Feed pump adalah single acting pump yang

dipasangkan pada sisi pompa injeksi dan

digerakkan oleh camshaft pompa injeksi.

Cara kerjanya sebagai berikut:

a. Saat Penghisapan

Saat camshaft tidak mendorong tapet roller,

piston mendorong pushrod kebawah karena

adanya tegangan piston sparing. Pada saat

itu volume pressure chamber membesar dan

membuka inlet valve untuk menghisap bahan

bakar.

b. Saat Pengeluaran

Camshaft terus berputar dan mendorong piston

melalui tappet roller dan pushrod. Piston

menekan bahan bakar didalam pressure

chamber, membuka outlate velve dan bahan

bakar dikeluarkan dengan tekanan.

c. Saat Tekanan Tertinggi

Sebagian bahan bakar yang dikeluarkan

memasuki pressure chamber(9) yang terletak

di bawah piston. Bila tekanan bahan bakar di

bawah piston naik mencapai 1,8 – 2,2 kg/cm²

maka tegangan piston sparing tidak cukup

kuat untuk menurunkan piston. Akibatnya,

piston tidak dapat lagi bergerak bolak balik

dan pompa berhenti bekerja.

5. Pompa Injeksi (Injection Pump)

a. Pompa Injeksi Tipe Distributor

Bahan bakar dibersihkan oleh lifter dan

water sedimeter dan di tekan oleh feed pump

tipe vane yang mempunyai 4 vane. Pump

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 20: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

plunger bergerak lurus bolak balik sambil

berputar karena bergeraknya drive shaft, cam

plate, plunger sparing dan lain lain.

Gerakan plungermenyebabkan naiknya tekanan

bahan bakar dan menekan bahan bakar

melalui delivery valve ke injektion nozzle.

Mechanical gavernor berfungsi untuk mengatur

banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan

oleh nozzle dengan menggerakkan spill ring

sehingga mengbah saat akhir langkah efektif

plugner. Pressure timer berfungsi untuk

memajukan saat penginjeksian bahan bakar

dengan cara mengubah posisi tappet roller.

Fuel cut-off solenoid untuk menutup saluran

bahan bakar dalam pompa.

b. Pompa Injeksi Tipe in-Line

Feed pump menghisap bahan bakar dari tangki

dan menekan bahan bakar yang telah disaring

oleh filter ke pompa injeksi. Pompa injeksi

tipe in-line mempunyai cam dan plunger yang

jumlahnya sama dengan jumlah silinder pada

mesin. Cam menggerakkan plunger sesuai

dengan firing order mesin.

Gerak lurus bolak-balik dari plunger ini

menekan bahan bakar dan mengalirkannya

ke injection nozzle melalui delivery valve. 

Delivery valve berfungsi untuk menjaga

tekanan pada pipa injeksi dan menghentikan

injeksi dengan cepat. Plunger dilumasi oleh

bahan bakar dan camshaft oleh oli mesin. 

Gavernor mengatur banyaknya bahan bakar yang

disemprotkan oleh injection nozzle dengan

menggeser control rack. Governor terdiri

atas dua tipe yaitu : mechanical gavernor

dan combined governor (mechanical dan

pneumatic). Timing injeksi bahan bakar

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 21: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

diatur olah automatic contrifugal timer.

Timer mengatur putaran camshaft.

6. Injection Nozzle

Injection nozzle terdiri atas nozzle

body dan needle. Injection nozzle berfungsi

untuk menyemprotkan dan mengabutkan bahan

bakar. Antara nozzle body dan needle dikerjakan

dengan presisi dengan toleransi 1/1000 mm (1/40

in). Karena itu, kedua komponen itu dalam

proses penggantiannya harus secara bersama-

sama.

Cara kerjanya sebagai berikut.

a. Sebelum Penginjeksian

Bahan bakar yang bertekanan tinggi mengalir

dari pompa injeksi melalui saluran minyak

(oil passage) pada nozzle holder menuju ke

oil pool pada bagian bawah nozzle body.

b. Penginjeksian Bahan Bakar

Bila tekanan bahan bakar pada oil

pool naik, ini akan menekan permukaan

ujung needle. Bila tekanan ini melebihi

kekuatan pegas , maka nozzle neddle akan

terdorong ke atas dan menyebabkan nozzle

menyemprotkan bahan bakar.

c. 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.

7. Busi Pemanas

Bila mesin diesel dihidupkan dalam keadaan

dingin, ruang bakarnya masih dalam keadaan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 22: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

dingin dan tekanan udara kadang-kadang panasnya

kurang untuk membakar bahan bakar sehingga

mesin sukar dihidupkan.

Problem ini sering terjadi pada mesin mesin

diesel yang dilengkapi dengan ruang tambahan

(auxiliary chamber), hal ini disebabkan luas

areal 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. 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.

G. CDI DC, dan CDI AC

CDI motor memiliki beberap macam type, mulai

tanpa pulser, CDI AC dan DC. Semua memiliki fungsi

sama yakni membangkitkan tegangan tinggi koil

sebagai sistem pengapian motor.

Sistem CDI AC merupakan CDI motor yang telah

lama berkembang, yakni memanfaatkan spul/kumparan

pada magnet untuk membangkitkan tegangan menengah

untuk suplay capasitor CDI ke koil yang akan di

switch oleh SCR sesuai input dari pulser.

Untuk CDI DC sebenarnya basic tetap sama dengan

CDI AC, namun untuk tegangan menengah AC di suplay

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 23: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

oleh inverter/ konverter (Kotak warna biru pada

gambar) sebagai pembangkit tegangan AC melalui

oscillator dan transistor switching melalui trafo

inti ferit(Trafo frekuensi tinggi). Jadi tidak

membutuhkan spul pada magnet lagi, yang juga

menambah beban mesin walau hanya beberapa persen

saja.

Gambar 15. Schematic diagram CDI AC

Gambar 16. Schematic diagram CDI DC

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 24: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

1. CDI AC(CDI arus bolak-balik)

Kelebihan

a. Menggunakan arus yang berasal langsung dari

spull CDI.

b. Terdapat spull CDI sendiri untuk

mengalirkanya ke CDI.

c. Komponen tak berhubungan dengan sistem

pengisian.

d. Kemungkinan rusak dalam jangka lama.

e. Harganya pun lebih murah.

Jenis motor yang menggunakan CDI AC yaitu Honda

Grand,Supra, Atrea 800, Legenda,Supra Fit, NSR-

SP, Yamaha Alfa, Force1, RX-S, RX-K, RX-Z,

Crypton, Suzuki Tornado GS, GX, Bravo, Crystal,

RG-R. Kawasaki Kaze.

Kelemahan

a. Arus yang tidak tetap atau berubah-ubah

membuat mesin bekeja lebih keras.

b. Arus yang keluar tergantung putaran mesin

jika putaran mesn rendah pengapianya pun

kecil.

c. Sering sekali kawat elmail di spull terbakar

karena panas yang berlebihan.

d. Menggunakan kawat elmail kecil yang riskan

terbakar berbeda dengan CDI DC

2. CDI DC(CDI arus searah)

Kelebihan

a. Menggunakan arus searah yang berasal dari

aki.

b. Arus yang keluar diputaran rendah tetap

maksimal.

c. Spull jarang mati karena kawat elmail yang

lebih besar dari spull cdi walaupun sama

kualitasnya. Tapi hambatanya lebih kecil.

Jenis motor yang menggunakan CDI DC yaitu Honda

Kirana, Sonic 125, Karisma, Supra 125, Megapro,

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 25: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gl-Pro Neo tech, Beat, Spacy, CBR, Suzuki

Shogun 110, Shogun 125, Smash, Satria F, Titan,

Skywave, Skydrive, Raider, Yamaha Vega, Jupiter

Z, Vega ZR, Jupiter ZR, Byson, Scorpio Z, Mio,

Mio soul, Kawasaki Blitz, Edge, Athlete, Ninja

dll

Kelemahan

a. Walaupun arus yang dikeluarkan tetap tapi

CDI DC sangat sensitif terhadap konsleting

karena berhubungan dengan aki juga.

b. Jika AKI sudah mulai rusak dan tak mampu

mengalirkan arus yang lebih dari 11-12 volt

berpengaruh terhadap kinerja CDI.

c. Jika aki rusak kemungkinan terbesar CDI pun

akan rusak.

d. Walau banyak orang yang beranggapan motor

dengan pengapian DC bisa hidup tanpa AKI

karena masih ada Regulator maka salah

besar.CDI DC membutuhkan arus full DC dari

aki sedangkan Arus yang keluar dari

regulator untuk pengisian tak seatus persen

DC.

e. Rata-rata CDI DC dibanderol dengan harga

mahal walau itu merk biasa.

H. SISTEM TRANSMISI

Sistem transmisi, dalam otomotif, adalah sistem

yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan

(putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan

yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak

akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang

tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih

bertenaga, atau sebaliknya.

1. Transmisi Manual

Transmisi manual adalah sistem transmisi

otomotif yang memerlukan pengemudi sendiri

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 26: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

untuk menekan/menarik seperti pada sepeda motor

atau menginjak kopling seperti pada mobil dan

menukar gigi percepatan secara manual. Gigi

percepatan dirangkai di dalam kotak gigi/gerbox

untuk beberapa kecepatan, biasanya berkisar

antara 3 gigi percepatan maju sampai dengan 6

gigi percepatan maju ditambah dengan 1 gigi

mundur (R). Gigi percepatan yang digunakan

tergantung kepada kecepatan kendaraan pada

kecepatan rendah atau menanjak digunakan gigi

percepatan 1 dan seterusnya kalau kecepatan

semakin tinggi, demikian pula sebaliknya kalau

mengurangi kecepatan gigi percepatan

diturunkan, pengereman dapat dibantu dengan

penurunan gigi percepatan.

Gambar 17. Transmisi manual

2. Transisi Otomatis

Transmisi otomatis adalah transmisi yang

melakukan perpindahan gigi percepatan secara

otomatis. Untuk mengubah tingkat kecepatan pada

sistem transmisi otomatis ini digunakan

mekanisme gesek dan tekanan minyak transmisi

otomatis. Pada transmisi otomatis roda gigi

planetari berfungsi untuk mengubah tingkat

kecepatan dan torsi seperti halnya pada roda

gigi pada transmisi manual.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 27: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Kecendenderungan masyarakat untuk menggunakan

transmisi otomatis semakin meningkat dalam

beberapa tahun belakangan ini, khususnya untuk

mobil-mobil mewah, bahkan type-type tertentu

sudah seluruhnya menggunakan transmisi

otomatis. Kenderungan yang sama terjadi juga

pada sepeda motor seperti Yamaha Mio, Honda

Vario.

Gambar 18. Transmisi otomatis

3. Transmisi Semi-otomatis

Gambar 19. Transmisi Semi Otomatis

Transmisi semi otomatis merupakan tranmisi yang

perpindahan gigi percepatannya tanpa menginjak

atau menekan kopling, sistem ini menggunakan

sensor elektronik, prosesor dan aktuator untuk

memindahkan gigi percepatan atas perintah

pengemudi. Sistem ini dikembangkan untuk

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 28: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

mengantisipasi kemacetan lalu lintas didaerah

perkotaan. Transmisi semi otomatis juga

digunakan pada mobil-mobil sport mewah seperti

digunakan Porsche, Maserati, Ferrari yang

kadang - kadang ditempatkan pada setir untuk

mempermudah perpindahan gigi percepatan.

I. SISTEM PENGEREMAN

Sistem rem dari suatu kendaraan adalah

merupakan salah satu elemen terpenting dari suatu

kendaran, karena ia bagian terpenting untuk

keamanan kendaraan. Sistem rem kendaraan harus

mampu mengurangi kecepatan atau menghentikan

kendaraan secara aman baik pada kondisi jalan

lurus maupun belok pada segala kecepatan. Pada

dasarnya besar ideal gaya rem yang dibutuhkan

setiap kendaraan adalah berbeda. Begitu juga

distribusi ideal gaya rem pada setiap roda untuk

setiap kendaraan berbeda. Hal ini mengandung arti

bahwa sistem rem dari satu kendaraan tidak

langsung memenuhi kebutuhan pengereman untuk

kendaraan lain.

Secara umum sistem pengereman yang berkembang

untuk kendaraan saat ini ada 2 jenis, yaitu:

1. Sistem pengereman jenis lock.

Yaitu sistem rem yang untuk menghentikan

kendaraan yang dilakukan dengan cara membuat

roda berhenti berputar (lock). Gaya gesek

antara ban yang lock dengan dengan jalan

dimanfaatkan untuk mengurangi kecepatan dari

jalan.

2. Sistem pengereman jenis anti lock (Anti Lock

Baking System = ABS).

Yaitu sistem rem yang untuk menghentikan

kendaraan dilakukan dengan cara mempertahankan

roda tidak lock atau dalam keadaan slip

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 29: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

tertentu dimana koofisien adhesi antara jalan

dan ban adalah paling besar sehingga jarak

berhenti kendaraan masih tetap stabil walau

direm pada saat kendaraan berbelok.

Sistem Rem dan Sifat Umum Pengereman

Secara umum komponen dari suatu rem terdiri dari :

1. Komponen pemberi daya

Komponen ini merupa kan komponen yang

memberikan daya kepada sistem rem. Jenis supply

enersi atau daya pada sistem rem dapat di

bedakan menjadi :

a. Sistem rem manual yang mana daya pengereman

disupply dari tenaga tangan dan kaki.Sistem

rem dengan daya bantu dimana daya untuk

melakukan pengereman datang dari manual dan

dibantu oleh sistem hidrolik, pneumatic

(vacuum, udara tekan) atau elektrik (lihat

gambar 9.1).

b. Sistem rem tenaga, dimana daya pengereman

seluruhnya datang dari tenaga hidrolik,

pneumatic, atau elektrik. Sistem ini sering

disebut dengan nama “Power Break”.

c. Sistem rem inertia, dimana daya pengereman

datang dari daya inertia misalnya inertia

dari komponen mesin yang bergerak.

2. Komponen pengendali atau control

Komponen ini adalah komponen pengendali gaya

pengereman agar sesuai dengan kebutuhan pada

masing-masing roda untuk sistem rem lock dan

pengendali gaya rem pada masing-masing roda

agar roda dijaga tidak lock untuk sistem rem

anti lock. Load sensing proportional valve

(LSPV) adalah salah satu komponen pengendali

untuk sistem rem lock.

3. Komponen transmisi daya

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 30: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Komponen ini adalah komponen yang menunjang

sistem hidrolik,Pneumatic,atau elektrik dalam

hal mentransmisikan gaya pengereman.

4. Komponen tambahan

Komonen ini adalah merupakan komponen tambahan

pada traktor untuk disambung dengan sisitem

pengereman pada trailer yang fungsinya adalah

untuk mengerem trailer.Komponen ini hanya

berada pada traktor yang akan menarik trailer.

Suatu sistem rem dengan daya Bantu berupa udara

tekan dan dengan sistem control elektronik yang

umunya digunakan pada traktor ditunjukan pada

gambar di bawah ini :

Gambar 20. Sistem rem dengan daya bantu

Untuk menjamin keamnan maka untuk kendaraan

komersial berat,peraturan menetapkan bahwa

kendaraan harus dilengkapi sistem rem yang terdiri

dari :

1. Sistem rem utama (sevice brake)

Sistem re mini adalah yang utama untuk

mengurangi kecepatan dan menghentikan

kendaraan. Sistem rem ini umumnya diaktuasi

oleh pedal kaki.Komponen dari sistem rem ini

biasanya terpisaah dengan rem parkir.

2. Sistem rem sekunder

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 31: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Sistem rem ini digunakan jika sistem rem utama

tidak dapat bekerja dengan baik.Komponen dari

sistem rem ini sering digabung dengan komponen

sistem rem utama atau sistem parker.

3. Sistem rem parker

Sistem rem ini diutamakan untuk pengereman

atau pengamanan kendaraan pada saat

parkir.Komponen dari sistem ini umunya terpisah

dengan komponen sisitem rem utama.

4. Sistem rem pembantu

Sistem rem ini sifatnya hanya sebagai pembantu

atau tambahan bagi sistem rem utama.Ini umunya

diperluakn karena kendaraan komersial yang

besar memerlukan gaya pengereman yang

besar.Sistem pengereman tambhan ini dapat

dilakukan dengan dua cara,yaitu :

a. Sistem pengereman mesin atau dengan gas

buang

Pada pengereman ini gas buang dihambat

keluarnya hingga dapat mengerem mesin,skema

umum dari sistem pengereman gas buang ditun

jukan pada gambar di bawah.

Gambar 21. Sistem pengeraman gas buang

b. Sistem penghambat bantu

Salah satu sistem penghambat bantu adalah

dengan sistem penghambat hidrodinamik yang

ditunjukan pada gambar di bawah ini.,Sistem

ini sifatnya membantu sistem rem

utama,umunya dipasang antara mesin dan

transmisi atau transmisi dan poros

penggerak.Rotor dari sistem penghambat

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 32: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

mengubah enersi mekanis dari poros penggerak

menjadi enersi kinetik dari fluida.Kemudian

enersi kinetis fluida diubah menjadi enersi

panas atau enersi untuk pengereman stator

dari sistem penghambat.Karena fluida menjadi

panas maka perlu ada penukar panas untuk

dapat mendinginkan kembali fluida.

Gambar 22. Sistem penghambat bantu

hidrodinamik

Sistem penghambat bantu yang lain adalah

dengan sistem penghambat elektrodinamika

seperti ditunjukan pada gambar dibawah

ini.Sistem penghambat ini menggunakan medan

magnet sebagi penghambat.Meadan magnet

dihasilkan oleh koil medan yang dipasang

pada stator.Rotor yang dipasang pada kedua

sisi poros penggerak diberi sirip agar

perpindahan panas lebih bagus.Unutk membantu

pengereman,arus listrik dari accu atau

alternator dialirkan pada koil medan

sehingga menimbulkan medan magnet sehingga

mengakibatkan arus eddy pada rotor yang

melewati medan magnet.Hal tersebut akan

mengakibatkan terjadinya torsi pengereman

yang dapat membantu sistem rem utama untuk

memperlamnbat kendaraan.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 33: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gambar 23. Sistem penghambat bantu

elektrodinamik

Proses pengeremen suatu kendaraan disamping

dipengaruhi oleh sistem rem itu sendiri juga

dipengaruhi oleh waktu reaksi dari

pengemudi.Secara umum proses pengereman

dapat digambarkan dalam hubungan antara

pelambatan dan waktu seperti ditunjukan pada

gambar di bawah ini :

Gambar 24. Proses umum pengereman kendaraan

Menurut standar DIN 74000,ada lima model

sirkuit dari sistem rem seperti ditunjukan

pada gambar di bawah ini.Model sirkit TT dan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 34: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

K telah menjadi suatu standar dasar dari

sirkuit sistem rem.

Gambar 25. Model sirkuit rem menurut DIN

7400

Pengereman Sistem Lock

Kemampuan sistem rem dari suaatu kendaraan

adalah suatu yang angat penting yang dapat

mempengaruhi keselamatyan kendaraan. Dengan

bertambahnya perhatian orang terhadap

keselamtan,maka telah banyak dilakukan usah-usaha

perbaikan sistem pengereman.Sistem rem yang bik

adalh sistem rem yang bisa membuat lock semua

roda secar bersama-sama.Setiap kesalahn pada

sistem rem akan dapat mengakibatkan roda depan

atau belakang berhenti (lock) duluan.Kedua situasi

baik roda depan atau belakang berhenti duluan akan

berbahaya bagi keselamatan kendaraan.

J. HUKUM – HUKUM YANG BERKAITAN DENGAN MOTOR BAKAR

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 35: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

1. Hukum Newton

Hukum Newton adalah tiga hukum fisika yang

menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini

menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja

pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya.

Hukum Newton dibedakan atas 3 hukum yaitu :

a. Hukum Newton I

Setiap benda akan tetap bergerak lurus

beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika

ada resultan, gaya (F) bekerja pada benda

itu yaitu :

∑ F=0 , a=0 ,V=0(konstan)

b. Hukum Newton II

Menyatakan bahwa gaya sama dengan perbedaan

momentum (massa dikali kecepatan) tiap

perubahan waktu.

F=m .a

c. Hukum newton III

Setiap aksi pasti terdapat reaksi yang

searah dan berlawanan arah.

F1=−F1'

2. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes mengatakan bahwa "Jika suatu

benda dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair,

maka benda itu akan mendapat tekanan keatas

yang sama besarnya dengan beratnya zat cair

yang terdesak oleh benda tersebut".

FA=ρ .g . v

Keterangan : 

FA = Tekanan Archimedes (N/m3)

ρ = Massa Jenis Zat Cair (Kg/ m3)

g = Gravitasi (N/Kg)

V = Volume Benda Tercelup (m3)

3. Hukum Pascal

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 36: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Hukum Pascal menyatakan bahwa “tekanan yang

diberikan zat cair dalam ruang tertutup

dteruskan ke segala arah dengan sama besar”.

Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan zat

cair diformulakan sebagai berikut:

ΔP=ρ .g .(ΔH )

Dimana :

ΔP : tekanan hidrostatik (Pa)

Ρ : kepekatan zat cair (kg/m3)

g : kenaikan permukaan laut terhadap

gravitasi bumi (m/s2)

ΔH : perbedaan ketinggian fluida (m)

4. Hukum Bernoulli

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di

dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa

pada suatu aliran fluida, peningkatan pada

kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan

tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini

sebenarnya merupakan penyederhanaan dari

Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa

jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu

aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah

energi di titik lain pada jalur aliran yang

sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan

Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.

Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan,

secara umum terdapat dua bentuk persamaan

Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran

tak-termampatkan (incompressible flow), dan

yang lain adalah untuk fluida termampatkan

(compressible flow).

a. Aliran Tak-termampatkan

Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida

yang dicirikan dengan tidak berubahnya

besaran kerapatan massa (densitas) dari

fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 37: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

fluida tak-termampatkan adalah: air,

berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk

Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-

termampatkan adalah sebagai berikut:

Di mana:

v = kecepatan fluida

g = percepatan gravitasi bumi

h = ketinggian relatif terhadap suatu

referensi

p = tekanan fluida

ρ = densitas fluida

Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-

termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai

berikut:

Aliran bersifat tunak (steady state)

Tidak terdapat gesekan (inviscid)

Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat

dituliskan sebagai berikut:

b. Aliran Termampatkan

Aliran termampatkan adalah aliran fluida

yang dicirikan dengan berubahnya besaran

kerapatan massa (densitas) dari fluida di

sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida

termampatkan adalah: udara, gas alam, dll.

Persamaan Bernoulli untuk aliran

termampatkan adalah sebagai berikut:

Di mana:

= energi potensial gravitas/satuan massa;

jika gravitasi konstan maka

= entalpi fluida per satuan massa

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 38: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Catatan:

,

di mana adalah energi termodinamika per

satuan massa, juga disebut sebagai energi

internal spesifik.

5. Persamaan Kontiunitas

Massa fluida yang bergerak tidak berubah ketika

mengalir. Fakta ini membimbing kita pada

hubungan kuantitatif penting yang disebut

persamaan kontinuitas.

Volume fluida yang mengalir pada bagian

pertama, V1, yang melewati luasan A1 dengan

laju v1 selama rentang waktu ∆t adalah A1v1 ∆t.

Dengan mengetahui hubungan Volume dan Massa

jenis, maka laju aliran massa yang melalui

luasan A1 adalah:

Keadaan yang sama terjadi pada bagian kedua.

Laju aliran massa yang melewati A2 selama

rentang waktu ∆t adalah:

Volume fluida yang mengalir selama rentang

waktu ∆t pada luasan A1 akan memiliki jumlah

yang sama dengan volume yang mengalir pada A2.

Dengan demikian:

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 39: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

6. Termodinamika adalah cabang fisika yang

mempelajari hubungan antara kalor dan usaha

mekanik

a. Hukum termodinamika I adalah Energi tidak

dapat diciptakan ataupun dimusnahkan”

U = Q + W

b. Hukum termodinamika II adalah bahwa aliran

kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak

semua proses di alam semesta adalah

reversible (dapat dibalikkan arahnya).

∆U = Q - W

c. Hukum termodinamika III adalah  entropi

setiap kristal sempurna adalah nol pada suhu

nol absolut atau nol derajat Kelvin (K).

W = P(ΔV) → Isobaris

7. Hukum archimedes adalah "Jika suatu benda

dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka

benda itu akan mendapat tekanan keatas yang

sama besarnya dengan beratnya zat cair yang

terdesak oleh benda tersebut".

Fa = ρ v g

8. Hukum Boyle-Gay Lussac

Robert Boyle menyatakan tentang sifat gas bahwa

massa gas (jumlah mol)dan temperatur suatu gas

dijaga konstan, sementara volume gas diubah

ternyata tekanan yang dikeluarkan gas juga

berubah sedemikian hingga perkalian antara

tekanan (P) dan volume (V) , selalu mendekati

konstan. Dengan demikian suatu kondisi bahwa

gas tersebut adalah gas sempurna (ideal).

P1.V1 = P2.V2 = konstan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 40: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

K. JENIS JENIS RUANG BAKAR

Bentuk ruang bakar motor bensin cukup

sederhana, sedangkan pada motor diesel bentuk

ruang bakar lebih rumit dan merupakan bagian yang

sangat mempengaruhi kemampuan tenaga motor diesel

tersebut. Bentuk ruang bakar motor diesel

direncanakan sedemikian rupa agar dapat

menghasilkan campuran udara dan bahan bakar yang

baik, berlangsung dengan cepat dan merata.

Bentuk ruang bakar motor diesel menurut bentuk

konstruksinya dapat dibagi menjadi dua macam:

1. Motor diesek dengan penyemprotan secara

langsung. ( Direct Injectie)

2. Motor diesel dengan penyemprotan secara tidak

langsung ( indirect injectie ), disebut pula

dengan sistem ruang bakar kamar bantu.

Sistem ruang bakar kamar bantu dibedakan

menjadi tiga macam sistem :

1. Motor diesel dengan sistem kamar depan 

2. Motor diesel dengan sistem kamar pusaran 

3. Motor diesel dengan sistem kamar udara.

Motor diesel dengan penyemprotan secara langsung 

Sebagiamana terlihat pada gambar, ruang bakar

motor diesel dibentuk oleh ruangan antara bagian

atas silinder dengan kepala torak. Di atas dari

kepala torak ini terdapat ruangan yang berbentuk

setengah bulat dan ruangan ini merupakan bagian

dari ruang bakar motor diesel.

Bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam

ruang bakar melalui nozzle pengabut. Hamburan

bahan bakar di atas kepala piston mengadakan suatu

pusaran yang sangat baik sekali. Adanya pusaran

dari penghamburan bahan bakar tersebut, maka

terjadilah percampuran bahan bakar dengan udara

yang sangat baik sehingga mempercepat terjadinya

pembakaran.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 41: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gambar 26. Bentuk ruang bakar sistem injeksi

langsung

Bentuk ruang bakar sistem injeksi langsung

terdapat tiga macam :

1. Bentuk hati

2. Bentuk setengah bulat

3. Bentuk bulat

Gambar 27. Jenis jenis ruang bakar pada sistem

injeksi langsung

Kelebihan sistem injeksi langsung :

1. Mudah dihidupkan pada keadaan dingin tanpa

menggunakan alat pemijar, jadi tidak perlu

dipanaskan terlebih dulu.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 42: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

2. Bentuk ruang bakar sangat sederhana dan bahan

bakar yang sudah terbakar dapat keluar

seluruhnya dari dalam silinder motor

3. Daya guna pans tinggi dan pemakaian bahan bakar

rendah.

4. Besarnya perbandingan kompresi motor adalah

rendah, yaitu sekitar 1: 15 sampai 1 : 17.

5. Sesuai untuk motor - motor bertenaga besar

dengan konstruksi kepala silinder yang

sederhana dan distorsi dari penyimpanan panas

kecil.

Keburukan - keburukan sistem injeksi langsung.

1. Penyemprotan bahan bakar ke dalam ruang bakar

dari motor diesel itu memerlukan suatu tekanan

yang sangat tinggi, maka pompa penekan bahan

bakar diharuskan dapat memenuhi syarat - syarat

yang lebih tinggi pula. Besarnya tekanan yang

diperlukan di sekitar 150 - 500 Kg/ cm² 

2. Peka terhadap mutu dari bahan bakar, sehingga

selalu harus memakain bahan bakar bermutu

tinggi.

3. Nozzle pengabut harus dapat menyemprotkan bahan

bakar dalam beberapa jurusan dan untuk tujuan

ini diperlukan banyak lubang - lubang nozzle

penyemprotan bahan bakar dan lubang - lubang

nozzle adalah harus sangat kecil.Nozzle

pengabut yang terdiri dari banyak lubang

( multiple orifice), maka lubang - lubang

tersebut lebih lekas tersumbat oleh kotoran -

kotoran bahan bakar.

4. Dibandingkan dengan sistem ruang bakar kamar

bantu maka pusaran udara yang terjadi lebih

lemah sehingga sulit bekerja pada putaran

tinggi.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 43: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Sistem ruang bakar kamar bantu

1. Motor diesel dengan sistem kamar depan

Pada gambar terlihat bahwa bahan bakar

disemprotkan oleh nozzle pengabut ke dalam

kamar depan ( precombustion chamber). Sebagian

dari proses pembakaran yang telah terjadi pada

kamar depan mendesak bahan bakar yang belum

terbakar melalui saluran kecil antara kamar

depan dan ruang bakar utama, bahan bakar yang

kecil antara kamar depan dan ruang bakar utama,

bahan bakar yang disemprotkan oleh nozzle

pengabut dipecah menjadi partikel - partikel

yang sangat halus agar dapat dicapai pembakaran

yang sempurna. Dalam sistem pembakaran ini

terjadi dua pembakaran, yaitu sebagian kecil

terjadi pada kamar depan  dan selanjutnya

terjadi di dalam ruang bakar utama. Pada motor

diesel dengan sistem kamar depan jika motor

masih dalam keadaan dingin dan suhu kompresi

udara belum mampu untuk membakar bahan bakar,

maka motor akan sulit untuk dihidupkan. Dalam

hal ini motor dapat diatasi dengan cara

memasang alat pemijar ( glow plug) guna untuk

menghidupakan motor diesel mula - mula.

Gambar 28. Bentuk ruang bakar sistem kamar

depan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 44: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Kelebihan sisem kamar depan :

a. Pada saat penyemprotan bahan bakar tidak

memberikan suara yang ribut.

b. Dapat memakai bahan bakar dari berbagai

mutu, sehingga memungkinkan memakai mutu

bahan bakar yang relatif lebih rendah tanpa

adanya asap yang berlebihan.

c. Tekanan dari pembakaran bahan bakar di dalam

silinder agak rendah, oleh karena itu

bantalan - bantalan dari poros engkol dan

batang pemutar tidak lekas menjadi aus.

d. Pemeliharaan lebih mudah karena tekanan

penyemprotan bahan bakar rendah dan motor

tidak terlampu peka terhadap pembakaran yang

terjadi pada saat pembakaran.

Kekurangan dari sistem kamar depan :

a. Pemakaian bahan bakar boros.

b. Diperlukan tenaga starter yang lebih besar

dan harus selalu menggunakan busi pemijar

( glow plug)

c. Biaya pembuatan konstruksi mesin lebih

mahal, karena perencanaan dari bentuk ruang

bakar cukup rumit.

2. Motor diesel dengan sistem kamar pusar.

Gambar 29. Bentuk ruang bakar sistem kamar

pusar

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 45: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gambar 30. Bentuk ruang bakar sistem kamar

pusar

Kamar pusar (swirl chamber) ini berbentuk bola

seperti pada gambar. Udara yang masuk ke dalam

silinder motor dikompresikan oleh torak

memasuki kamar pusar dan menghasilkan aliran

pusaran udara. Bahan bakar disemprotkan oleh

nozzle pengabut ke dalam pusaran udara ini

sehingga bahan bakar yang dihamburkan ini turut

berpusar dengan kecepatan gerakan pusaran udara

yang lebih sempurna antara bahan bakar dengan

udara. Apabila sebagian besar bahan bakar

terbakar di dalam kamar pusar tetapi sebagian

keluar melalui celah dan ke dalam ruang bakar

utama untuk menyempurnakan pembakaran.

Kelebihan sistem kamar pusar:

a. Dapat mencapai suatu pembakaran bahan bakar

yang bersih.

b. Dapat mencapai putaran motor yang tinggi

dengan menggunakan pusaran udara kompresi

yang besar.

c. Kemungkinan gangguan pada nozzle pengabut

kecil karena menggunakan nozzle pengabut

jenis lubang tunggal ( nozzle pin)

d. Memungkinkan motor dapat bekerja pada

berbagai tingkat kecepatan dan daya kerja

yang dihasilkan lembut.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 46: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Kekurangan sistem kamar pusar:

a. Diperlukan pemanasan pendahuluan saat motor

akan dihidupkan dengan memakai busi 7pijar (

glow plug), tetapi tidak efektif untuk kamar

pusar yang besar.

b. Pemakaian bahan bakar banyak dan daya guna

panas yang dihasilkan kurang bila

dibandingkan dengan sistem injeksi langsung.

c. Cenderung terjadi knock pada putaran rendah.

d. Bentuk konstruksi silinder dan kepala

silinder agak sulit membuatnya.

3. Motor diesel dengan sistem kamar udara

Gambar 31. Bentuk ruang bakar sistem kamar

udara

Tujuan dalam pembuatan motor diesel dengan

sistem kamar udar adalah untuk mendapatkan

suatu campuran bahan bakar yang sempurna dalam

tekanan penyemprotan bahan bakar yang dilakukan

oleh nozzle pengabut yang rendah. Pada gambar

diperlihatkan suatu motor diesel memakai sistem

kamar udara, letaknya dari kamar udara pada

kepala silinder di depan dari alat nozzle

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 47: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

pengabut. Kamar udar dari motor diesel ini

terdiri dari 2 ruangan, yaitu ruang kecil

( minor chamber) dan ruangan besar ( mayor

chamber). Dengan memakai suatu yang dapat

diputar oleh tangan maka ruangan kamar udara

dapat diperkecil dan dapat diperbesar . Di

depan dari mulut kamar udara tersebut terdapat

nozzle pengabut dan bahan bakar disemprotkan

oleh nozzle pengabut tepat di muka dari mulut

kamar udara. Tekanan bahan bakar yang

disemprotkan oleh nozzle pengabut mempunyai

tekanan 90 kg/cm2. Apabila keadaan katup dari

kamar udara disetel dalam posisi tertutup, maka

motor diesel mempunyai ruangan kamar udara yang

kecil dan pada saat ini keadaan tekanan

kompresi menjadi naik, dikarenakan perbandingan

kompresi motor menjadi tinggi  1 : 17, tekanan

kompresi yang tinggi banyak membantu terutama

untuk memudahkan hidupnya motor diesel

tersebut.

Gambar 32. Udara memasuki mulut ruang kamar

udara pada saat torak langkah kompressi

Keterangan :

A. Ruang bakar utama

B. Kamar udara

C. Pengabut / Injector nozzle

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 48: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Dalam putaran motor dengan perbandingan yang

tinggi tidak diijinkan motor berputar dengan

beban yang berat. Setelah motor dapat berputar

dengan baik dan konstan, katup dari kamar udara

diputar dan pada saat ini ruangan kamar udara

menjadi besar halini menyebabkan tekanan

kompresi rendah, perbandingan kompresi motor

menjadi 1 : 14 dan pada saat ini motor dapat

dibebani.

Kelebihan sistem kamar pusar:

a. Tekanan penyemprotan bahan bakar yang

dilaksanakan oleh nozzle pengabut agak

rendah.

b. Bunyi mesin tidak begitu tinggi dan ribut

disebabkan pembakaran bahan bakar terjadi

secara berangsur - angsur.

c. Motor diesel tidak perlu diadakan pemanasan

pendahuluan.

d. Gangguan pada nozzle kurang dipergunakan

nozzle jenis pin.

e. Dalam putaran mesin yang tinggi pemakaian

bahan bakar hemat.

f. Bahan bakar disemprotkan langsung ke ruang

bakar utama hal ini memudahkan dalam

hidupnya mesin, adalah nomor dua setelah

sistem injeksi langsung.

Kelebihan sistem kamar pusar:

a. Pemakaian bahan bakar tinggi dibanding

dengan sistem injeksi langsung.

b. Suhu gas buang tinggi disebabkan sisa

pembakaran yang besar.

c. Saat penyemprotan bahan bakar yang dilakukan

oleh nozzle pengabut mempunyai pengaruh

besar terhadap kemampuan motor.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 49: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

L. JENIS JENIS NOSSEL

Pengabut dalam istilah lain disebutkan "

injector nozzle" adalah suatu alat untuk

menyemprotkan bahan bakar solar dalam hamburan -

hamburan yang sangat halus (bentuk kabutan) ke

dalam suatu udara yang sedang dipadatkan

(dikompresi) di dalam ruang bakar silinder motor,

di mana udara yang dipadatkan itu memiliki suhu

yang sangat cukup tinggi. Penghamburan dari bahan

bakar ke dalam udara yang bersuhu tinggi,

menyebabkan bahan bakar menguap dan membentuk gas

dan selanjutnya bahan bakar yang berubah menjadi

gas akan terbakar.

Pembakaran bahan bakar akan menimbulkan panas

yang sangat tinggi, dan panas yang tinggi akan

memiliki tenaga tekanan yang sangat besar. Dari

keterangan di atas dapat disimpulkan bahwa motor

diesel sangat cocok sekali untuk operasi peralatan

yang memerlukan tenaga yang sangat besar.

Jenis nozzle dapat kita bagi atas:

1. Nozzle berlubang tunggal ( single hole)

Gambar 33. Nozzle berlubang tunggal

Semprotan atau kabutan bahan bakar yang

dihasilkan berbentuk tirus dengan sudut kira -

kira 4 sampai 15 derajat yang dikeluarkan oleh

ujung nozzle berlubang satu. Pembuatan yang

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 50: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

kurang sempurna dan seksama menyebabkan

semprotan bahan bakar tidak merata bila

sudutnya terlalu besar, keadaan ini dapat

membatasi sudut semprotan yang bisa dipakai.

Karena itu nozzle berlubang tunggal dipakai

pada mesin - mesin dimana bentuk ruang bakar

akan menimbulkan pusaran dan karena tidak

begitu membutuhkan pengatoman bahan bakar yang

halus dan semprotan yang merata. 

Nozzle berlubang tunggal macam ini juga baik

karena pembukaan lubang nozzle yang luas bahan

dalam mesin - mesin putaran tinggi ukuran

kecil, akan mengurangi gangguan karena buntunya

lubang nozzle.

2. Nozzle berlubang banyak ( multi hole)

Gambar 34. Nozzle berlubang banyak

Nozzle jenis ini banyak dipakai pada motor

diesel dengan penyemprotan secara langsung

(direct injectie), di mana diperlukana

penyemprotan bahan bakar meluas ke semua bagian

- bagian ruang bakar yang dangkal. Makin banyak

jumlah pembukaan semprotan bahan bakar, makin

kecil tiap pembukaannya dan makin memerlukan

bahan bakar yang bersih. Pembukaan lubang

semprotan mempunyai diameter 0.006 in. sampai

0.033 in, dan jumlahnya dapa berbeda - beda 3

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 51: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

sampai 18 lubang pada mesin yang mempunyai

ukuran yang besar silinder motornya.

3. Nozzle model pintle type

Gambar 35. Nozzle model pintle type

Nozzle jenis ini digunakan untuk motor diesel

dengan sistem kamar depan dan kamar pusar,

dipasang dengan katup - katup yang ujungnnya

mempunyai batang atau pena yang disebut dengan

" pintle" yang bentuknya disesuaikan dengan

bentuk semprotan yang diinginkan. Pintle

terpasang pada lubang nozzle, membentuk ruang

berlingkar di mana  bahan bakar mengalir.

Dengan pembentukan pena yang cocok, akan

diperoleh semprotan bahan bakar yang silindris

yang berlubang dengan daya tembus semprotan

bahan bakar yang tinggi ataupun semprotan bahan

bakar berbentuk konis yang berongga dengan

sudut kira - kira 60 derajat.

Nozzle jenis pintle ini bekerja secara seragam

dan teliti, gerakannya akan mencegah

pembentukan kerak karbon pada ujung nozzle.

Pemasangan katup - katup nozzle, katup jarum

dan badan nozzle yang mengatur jalannya bahan

bakar biasanya dibuat dari baja campuran yang

diolah dengan pemanasan untuk mengurangi

keausan katup - katup dan saluran bahan bakar

dipasanga bersama - sama untuk guna mendapatkan

pemasangan yang betul - betul dan tepat, dan

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 52: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

karenanya pemasangan ini tidak dapat ditukar -

tukarkan.

Gambar 36. Komponen injector nozzle jenis

pintle type

Cara kerja pengabut ( injector nozzle)

Bahan bakar dari pompa penekan bahan bakar

dengan tekanan tinggi mengalir melalui saluran

bahan bakar menekan katup jarum hingga terangkat

beberapa per sepuluh milimeter, melalui lubang

sempit ( lubang nozzle) bahan bakar dikabutkan ke

dalam ruang bakar dalam silinder motor. Bila pompa

penekan bahan bakar berhenti menekan bahan bakar

maka pada saat itu penyemprotan bahan bakar

berhenti, menyebabkan katup jarum menutup lubang

nozzle.Katup jarum menutup lubang nozzle dengan

kekuatan dari tekanan pegas. Untuk mendapatkan

tekanan penyemprotan bahan bakar yang dikehendaki

dapat dilakukan dengan merubah - rubah sekrup

pengatur. Saluran bahan bakar dan ruang dalam

rumah nozzle ( nozzle body) harus selalu terisi

penuh dengan bahan bakar. Bila penyemprotan bahan

bakar telah selesai maka bahan bakar yang tidak

ikut dikabutkan akan dikembalikan melalui

penghubung saluran balik untuk seterusnya kembali

ke pompa penekan bahan bakar. Bilat terjadi suatu

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 53: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

kebocoran pada saluran - saluran bahan bakar dan

udara dapat masuk ke dalam dan bercampur dengan

bahan bakar, maka untuk mengeluarkan udara

tersebut disediakan suatu tempat untuk mengelurkan

udara palsu tersebut yang biasanya dipasang pada

injector nozzle maupun pada popa penekan bahan

bakar.

Pemegang pengabut kode dan artinya

Gambar 37. Bentuk dari nossel pengabut

Nomor jenis tertera pada badan nozzle dari

pemegang pengabut ( nozzle injector)

ND - dibuat oleh Nippon Denso

K - pemegang pengabut

B - Dipasang pada silinder mesin menggunakan flens

C - Dipasang pada silinder mesin menggunakan

sekrup berulir

D - Dipasang pada silinder mesin menggunakan

sekrup berulir

A - Pegas tekanan dapat dipasangkan dalam bagian

badan dari nozzle

55,38,30, 43 - dimensi pemasangan

S - diameter badan nozzle collar 17 mm

D - nozzle throttle

319, 1, 2, 53 - nomor design

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 54: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Gambar 38. Bentuk nozzle pengabut (injector

nozzle) dalam keadaan terbongkar

Pengujian penyemprotan bahan bakar

1. Unit peralatan tester injector nozzle

Gambar 39. Unit peralatan mengetes tekanan

penyemprotan bahan bakar

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 55: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Keterangan Gambar :

1. Pembacaan pengukuran tekanan tinggi

penyemprotan bahan bakar dalam satuan

atmosfir (Kg/cm²)

2. Pemegang pipa saluran bahan bakar untuk

injector

3. Sekrup pengatur tekanan penyemprotan bahan

bakar

4. Pemegang pengabut (injector holder)

5. Katup kontrol dipakai bila injector nozzle

akan di test

6. Badan pompa tester dan sekrup pembuangan

udara palsu yang tercampur dalam bahan bakar

solar.

2. Prosedur pengujian penyemprotan bahan bakar

solar

Gambar 40. Prosedur pengujian

a. Lepaskan injector nozzle dari silinder mesin

dengan memakai alat extractor ( alat khusus)

kemudian pasangkan pada alat tester

injector.

b. Pengungkit tangan ( hand tester) pada tester

injector digunakan untuk mengetes dan

menyetel tekanan penyemprotan bahan bakar

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 56: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

solar yang dikeluarkan oleh injector nozzle.

Tekanan penyemprotan bahan bakar antara 100

sampai 115 kg/cm2.

c. Setela tekanan penyemprotan injector nozzle

dengan merubah - rubah sekrup pengatur atas

pegas penekan. Dengan merubah dan mengatur

sekrup pengatur, tekanan penyemprotan bahan

bakar akan berubah besarnya tekanan

penyemprotan bahan bakar.

d. Tuas pengungkit tester harus digerakkan

dengan perlahan - lahan pada waktu menyetel

tekanan penyemprotan bahan bakar. 

e. Keadaan penyemprotan bahan bakar yang keluar

dari lubang nozzle injector.

1. Bahan bakar harus menyemprot dalam bentuk

kerucut kira - kira 4 derajat dari garis

tengah lubang nozzle.

2. Tidak terdapat tetesan minyak setelah

terjadi penyemprotan bahan bakar.

3. Penyemprotan bahan bakar dari injector

nozzle harus membentuk lingkaran pada

sebuah kertas putih yang ditempatkan pada

jarak 30 cm dari nozzle.

4. Pada waktu menerima tekanan sebesar 90

kg/cm2 menurut petunjuk meteran tester,

dan tidak boleh terdapat kebocoran pada

dudukan nozzle.

Gambar 41. Bentuk semprotan bahan bakar

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 57: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Setelah injector nozzle ditest dengan baik

menurut buku petunjuk instruksi dari pabrik

mesin tersebut, dan telah sesuai hasil

penyemprotan bahan bakar dan tekanan

penyemprotannya, maka dapat dilakukan pekerjaan

pemasangan kembali injector nozzle tersebut

pada silinder mesin sesuai dengan prosedur

pemasangan yang telah ditentukan. Arti kode

yang terdapat pada badan nozzle menunjukkan

besarnya tekanan penyemprotan bahan bakar yang

keluar dari nozzle pengabut (injector nozzle).

Gangguan gangguan pada pengabut (injector nozzle)

1. Lubang - lubang yang terdapat pada rumah mulut

injector buntu.

2. Jarum pengabut ( needle valve) macet pada rumah

mulut injector

3. Jarum pengabut dengan kedudukannay kurang

merapat.

4. Jarum pengabut terbuka terus.

5. Terangkatnya jarum pengabut tidak sempurna

6. Terangkatnya jarum pengabut pada tekanan

penyemprotan bahan bakar tidak tepat.

Cara mencoba injector nozzle masih memenuhi syarat

untuk dapat dipakai adalah sebagai berikut:

Injector nozzle dilepaskan dari kedudukan pada

motor, kemudian injector tersebut ditest di luar

motor tersebut.Motor starter dijalankan, maka

injector akan menghamburkan bahan bakar dalam

pancaran yang tertutup, bahan bakar yang

dikabutkan oleh injector dalam keadaan terputus -

putus dan berlangsung sedemikian cepatnya tanpa

dari mulut injector terdapat tetesan bahan bakar. 

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 58: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

M. SISTEM PEMBUANGAN

Sistem pembuangan adalah saluran untuk membuang

sisa hasil pembakaran pada mesin pembakaran dalam.

Sistem pembuangan terdiri dari beberapa komponen,

minimal terdiri dari satu pipa pembuangan yang di

Indonesia dikenal juga sebagai knalpot yang

diadopsi dari bahasa Belanda atau saringan suara.

Gambar 42. Sistem pembuangan

Desain saluran pembuangan dirancang untuk

menyalurkan gas hasil pembakaran mesin ketempat

yang aman bagi pengguna mesin. Gas hasil

pembakaran umumnya panas, untuk itu saluran

pembuangan harus tahan panas dan cepat melepaskan

panas. Saluran pembuangan tidak boleh melewati

atau berdekatan dengan material yang mudah

terbakar atau mudah rusak karena panas. Meskipun

tampak sederhana, desain sistem pembuangan cukup

berpengaruh terhadap performa mesin.

Gambar 43.Mesin 4 Silinder

Diesel Engine I Internal Combustion Engine

Page 59: Laboratorium Motor Bakar - Motor Diesel I - Teknik Mesin Unhas

LABORATORIUM MOTOR BAKAR

Keterangan

1. Ram air,

2. Air filter

3. mass flow sensor

4. butterfly valve

5. air box

6. intake runners

7. inlet valve

8. piston

9. exhaust valve

10.extractor pipes

11.collector

12.catalytic

converter

13.muffler

Umumnya komponen dalam sistem pembuangan terdiri

dari :

1. Kepala silinder, dimana pipa pembuangan

dimulai, kecuali pada mesin dua langkah dimana

saluran pembuangan ditempatkan dibagian bawah

dinding silender.

2. Exhaust manifold atau exhaust header, dimana

pipa dari beberapa ruang bakar/silinder

bergabung.

3. Catalytic converter untuk menurunkan kadar gas

beracun, CO, HC dan NOx

4. Knalpot, pipa untuk mengalirkan gas hasil

pembakaran.

5. Peredam suara atau disebut juga muffler, yang

berfungsi untuk meredam suara. Pada sepeda

motor, peredam bunyi ada di dalam knalpot

sedangkan pada mobil umumnya terlihat dengan

jelas berupa tabung sebelum ujung pipa

pembuangan.

Selain itu ada opsional komponen berupa

Turbocharger, yang menggunakan tenaga/energi yang

masih tersisa untuk memutar turbin agar udara yang

akan dimasukkan ke ruang bakar bertekanan sehingga

mesin akan menghasilkan tenaga yang lebih besar.

Diesel Engine I Internal Combustion Engine