laboratorium motor bakar - motor diesel i - teknik mesin unhas
DESCRIPTION
Ini file mobak yang paling lengkap.TRANSCRIPT
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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