Mesin diesel
Mesin
diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi,
sebuahmesin pemicu kompresi,
dimana bahan bakardinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).
Mesin
ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel,
yang menerima patenpada 23 Februari1893. Diesel
menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan
bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition
Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang
(lihat biodiesel). Kemudian
diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.
Prinsip Kerja
Prinsip
kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi
kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar
(solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar). Pada motor diesel ruang bakarnya bisa
terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu
silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu
silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.
Tekanan
gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang
dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat
bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah
menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak
rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah
kompresi. Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan
menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection
(solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang
menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan
motor bensin dianalisa dengan siklus otto).
Pada
mesin Diesel, dibuat ”ruangan” sedemikian rupa sehigga pada ruang itu akan
terjadi peningkata suhu hingga mencapai ”titik nyala” yang sanggup ”membakar”
minyak bahan bakar. Pemampatan yang biasanya digunakan hingga mencapai kondisi
”terbakar” itu biasanya 18 hingga 25 kali dari volume ruangan normal. Sementara
suhunya bisa naik mencapai 500 oC . Cara kerjanya mudah, minyak solar yang
sudah dicampur udara (seperti yang keluar dari semprotan obat nyamuk)
disemprotkan ke dalam ruangan yang telah ”mampat” dan bersuhu tinggi, sehingga
dapat langsung membuat ”kabut solar” tadi meledak dan mendorong ”piston” yang
kemudian akan menggerakkan poros-poros roda, singkatnya menjadi TENAGA.
Kejadian ini berulang-ulang dan tenaga yang muncul pun dapat dimanfaatkan untuk
menggerakkan mobil, generator listrik, dan sebagainya.
Ketika
udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh
Hukum
Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara
disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang
merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat
sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead
Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi
melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi.
Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan
bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA
untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar
di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan
penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan
ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung
(indirect injection).
Ledakan
tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat,
mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung
(connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft
tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros
crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Untuk
meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :
Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang
bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada
turbo/supercharger.
Untuk
aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor,
yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang
diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang
dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja
sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa
mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel
modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui
elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) – yang
merupakan “komputer” dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin
melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang
disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui
aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.
DAFTAR PUSTAKA
http://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.html
( Di Akses Rabu, 25 Maret 2015, jam 15:55 )
Tidak ada komentar:
Posting Komentar