Mekanisme Motor Diesel

Pada mesin motor berbahan bakar minyak menggunakan prinsip kerja bolak-balik (reciprocating engine) yang sudah kami jelaskan pada artikel Mekanisme Motor Ruang Bakar Dalam. Artikel kali ini akan menjelaskan tentang mekanisme motor Diesel beserta keunggulan dan kelemahannya ketika digunakan sebagai tenaga penggerak. Berbeda dengan prinsip Otto (bensin), Diesel tidak menggunakan busi sebagai sumber pengapian tetapi dengan cara mengompresi udara dan bahan bakar, kompresi mengakibatkan suhu campuran bahan bakar dan udara meningkat sehingga terbakar dan menimbulkan ledakan yang mendorong piston dan menggerakkan poros engkol secara berkesinambungan.

Supaya terjadi pembakaran spontan, maka mesin yang bekerja menggunakan prinsip Diesel membutuhkan tekanan yang sangat tinggi, salah satunya adalah dengan memperbesar rasio kompresi (compression ratio) dalam ruang bakar (cylinder). Sehingga motor Diesel memiliki rasio kompresi antara 15:1 – 20:1, dibanding dengan motor bensin yang memiliki rasio kompresi 8:1 – 12:1, dan tekanan pada ruang bakar motor Diesel mencapai 20 – 40 bar dengan suhu di atas 500 oC. Kompresi rasio adalah volume silinder ketika piston berada pada titik mati bawah (TMB) berbanding dengan volume silinder pada titik mati atas (TMA) atau langkah kompresi. Seperti halnya mesin Otto, mesin Diesel juga menggunakan sistem kerja 4 langkah (four stroke) dan 2 langkah (two stroke), mesin 4 langkah rata-rata digunakan pada mesin otomotif sedangkan mesin 2 langkah pada kompresor, generator/ genset, dan lainnya. Udara dikompresi pada bagian yang disebut pompa kompresi (Injection Pump), kemudian bahan bakar dicampurkan dg udara terkompresi pada ruang bakar, sedangkan sistem ruang bakar motor Diesel menggunakan dua teknik, yaitu teknik ruang bakar injeksi tidak langsung (Indirect Injection) dan injeksi langsung (Direct Injection)

1. Ruang Bakar Injeksi Tidak Langsung

a. Ruang Bakar Prechamber

Terjadi pemanasan campuran bahan bakar dan udara lebih dulu pada ruang bakar awal (prechamber) dengan cara mendapatkan pemanasan dari elemen yg disebut glow plug. Proses pembakaran terus berlanjut hingga campuran diteruskan ke ruang bakar utama (silinder) dan mencapai kompresi.

b. Ruang Kamar Pusar

Prosesnya mirip ruang bakar prechamber, namun ruangan kamar berbentuk bola sehingga memungkinkan udara yang diinjeksikan akan berpola pusaran (turbulensi) dan memiliki tekanan yang tinggi sehingga memungkinkan terjadinya campuran yang homogen. Banyak digunakan pada kendaraan Diesel untuk penumpang.

Ruang bakar tipe injeksi tidak langsung membutuhkan pemanasan terlebih dahulu saat start dingin, supaya pembakaran sempurna dan mengurangi gas buang hidrokarbon. Dengan cara posisikan kontak beberapa saat (2 – 5 menit) sebelum distart.

2. Ruang Bakar Injeksi Langsung

Dengan pengembangan teknologi saat ini sudah banyak kendaraan Diesel menggunakan sistem ruang bakar injeksi langsung, pada jenis ini pencampuran bahan bakar – udara dan pembakaran terjadi pada silinder, proses penyemprotan harus menghasilkan partikel yang sangat kecil supaya homogen dan berlangsung dengan cepat supaya terjadi pembakaran yang sempurna. Ruang bakar jenis ini menghasilkan suara yang lebih halus dibandingkan sistem ruang bakar injeksi tidak langsung.

Umumnya kendaraan yang menggunakan mesin Diesel adalah kendaraan yang berdaya angkut besar dan kendaraan berpenggerak empat roda (four wheel drive), karena motor diesel pada umumnya menggunakan dimensi silinder yang lebih panjang (long stroke) sehingga memiliki momen yang besar dan cocok sebagai kendaraan angkut. Sedangkan motor bensin menggunakan dimensi silinder antara tinggi dan lebar hampir sama (over square) dan cocok untuk akselerasi. Durabilitas kendaraan bermesin Diesel lebih bisa dihandalkan karena menggunakan bahan yang lebih tahan panas dibanding motor bensin.

Kelebihan Mesin Diesel

Durabilitas yang tinggi memungkinkan mesin Diesel untuk bekerja dalam hitungan bulan tanpa henti.
Lebih hemat bahan bakar, karena proses pembakaran yang mencapai 700 oC sehingga bahan bakar terbakar dengan sempurna. Mesin Diesel lebih bahan bakar hemat sampai 30 % dibandingkan mesin bensin.
Tenaga lebih besar, karena menganut prinsip long stroke.
Lebih ramah lingkungan. Walaupun terlihat mengeluarkan asap yang lebih tebal dibanding motor bensin, namun pembuangan sisa pembakaran mesin Diesel lebih ramah karena lebih randah kadar karbon monoksida (CO) yang berbahaya bagi manusia dan hewan jika terhirup dalam kuantitas yang banyak dan jangka waktu yang lama. Karena sifat gas karbon monoksida adalah tidak berwarna dan tidak berbau.

Kelemahan Mesin Diesel

Getaran mesin lebih keras/ berisik akibat besarnya kompresi menjadi kendala kenyamanan penumpang mobil pribadi.
Gas buang menimbulkan asap pekat, akibat dari sisa pembakaran berupa partikel abu (ash) yang mengurangi nilai estetika kendaraan bermesin Diesel.
Pemeliharaan yang tidak murah berhubung mekanismenya berbeda dengan mesin bensin dengan susunan yang lebih kompleks, namun frekuensi pemeliharaan lebih kecil dibanding mesin bensin.

Akhir-akhir ini semakin banyak kendaraan jenis pribadi yang menggunakan mesin Diesel seperti Toyota Fortunner, Mitsubishi Pajero, Chevrolet Captiva, dan lain-lain.

Leave a Reply Cancel reply