wallpaper SLANK

Teori Motor Diesel

1. Dasar Pengukuran Motor Diesel:

a.    Temperatur

Temperatur dapat dikatakan sebagai tingkat panas dan dingin-nya suatu benda. Temperatur diukur menggunakan alat yang disebut dengan thermometer dengan beberapa satuannya, seperti celcius, Fahrenheit, Kelvin. Bila memegang suatu benda akan terasa panas atau dingin, maka dapat dikatakan bahwa benda tersebut lebih panas atau lebih dingin, dan sebenarnya dalam hal ini telah terjadi pemindahan panas dari yang temperaturnya tinggi ke yang lebih rendah.

b.    Panas (heat)

Panas seperti yang terjadi pada motor Diesel, dapat diijelaskan sebagai suatu transfer energy non mekanik antar komponen motor Diesel, seperti diindikasikan adanya perbedaan temperatur. Panas juga dapat dijelaskan sebagai gerakan suatu materi yang terdiri dari molekul dan atom. Terkait dengan materi motor diesel panas diartikan secara umum sebagai hasil dari pemampatan / pengkompresian udara dan hasil pembakaran bahan bakar.

c.    Energi panas (thermal)

Panas yang membentuk energy mekanik, sering didasarkan pada besarnya energy panas (thermal energy). Energy panas dapat dinyatakan dalam satuan Btu (British thermal units) atau metris (kalori). Satu Btu adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperature 1 lb air sebesar 1 derajat Fahrenheit.

Heat value (nilai pembakaran) setiap bahan bakar berbeda-beda, dan dinyatakan dalam satuan Btu, sebagai contoh heat value bensin 124.500 Btu, dan solar sebesar 139.500 Btu.

d.    Expansi thermal

Sewaktu bahan metal/logam atau gas dipanaskan, mereka akan berkembang. Sebagai contoh, piston akan berkembang di dalam silinder saat menerima panas dari proses pembakaran. Agar piston tidak macet saat bekerja, maka ia diberikan kelonggaran terhadap silinder. Udara didalam silinder, akan memuai setelah diberikan energy panas dari proses pembakaran. Sehingga energy panas akan menyebabkan pemuai-an pada logam dan gas. Panas tersebut diistilahkan sebagai expansi thermal.

e.    Pemindahan panas

Panas merupakan bentuk energy yang bergerak. Panas akan bergerak dari daerah yang temperaturnya lebih tinggi ke daerah yang temperaturnya lebih rendah. Sebagai contoh, perpindahan panas pada sistem pendingin. Panas dari proses pembakaran melalui dinging silinder, berpindah ke air pendingin yang ada di sekeliling silinder. Air pendingin yang telah panas memindahkan kesirip-sirip pendingin air pada radiator.

f.    Isi silinder

Salah satu inisial sebuah mesin adalah kapasistasnya yang dikenal dengan istilah CC. CC merupakan singkatan dari Centimeter Cubic. CC sebuah mesin menunjukkan besarnya volume silinder, yaitu Luas permukaan piston {(π/4 D²) (L)}. Dimana D adalah diameter silinder, dan L adalah panjang langkah piston dari TMA sampai TMB. Untuk mesin dengan 4 silinder dan CC 2000, maka kapasitas setiap silinder adalah 2000/4 = 500 cc. Atau bila diukur satu silinder, maka kapasitas mesin seluruhnya dikalikan jumlah silindernya.

g.    Perbandingan kompresi

Perbandingan kompresi atau compression ratio suatu mesin, adalah perbandingan volume terbesar terhadap volume terkecil. Volume terbesar saat piston berada di TMB, sementara volume terkecil saat piston berada di TMA. Volume terbesar berarti volume langkah ditambah volume ruang di atas piston saat berada di TMA atau sering diistilahkan dengan ruang bakar. Volume terkecil berarti ruangan diatas piston saat di TMA.

h.    Efisiensi thermal

Efisiency thermal atau efisiensi panas suatu motor, dihitung berdasarkan seberapa banyak energy panas hasil pembakaran yang dapat dikonversikan menjadi usable power atau daya guna mesin. Panas hasil pembakaran

i.     Horse power

Horse power atau daya mesin adalah pengukuran kemampuan kerja mesin. Satu horse power dapat dijelaskan sebagai kemampuan mengangkat 33000 pound satu feet dalam satu menit. Atau satu daya kuda adalah usaha yang dibebankan sebesar 75 kg sejauh 1 meter dalam waktu 1 detik.

j.     Horse power indicator

Indicated Horsepower atau daya indicator mesin dengan meng-ukur daya yang dikembangkan proses pembakaran di dalam silinnder. Untuk menentukan daya indicator, perlu mengetahui tekanan dalam silinder pada saat proses isap, kompresi, usaha, dan pembuangan.

k.    Brake horse power

Brake horse power atau daya guna mesin ditentukan dengan mengukur daya yang keluar dari poros engkol mesin. Pengukuran daya guna mesin menggunakan dynamometer. Untuk menjelaskan lebih jauh perhatikan gambar 1 .

l.      Momen mesin

Momen dapat diartikan sebagai gaya putar, seperti yang terjadi pada hubungan poros  engkol yang diputar oleh piston melalui batang piston.

2. Konversi satuan british ke satuan metris.

Dalam proses pengkuran dikenal adanya sistem satuan yaitu satuan british dan disisi lain satuan metris. Berikut ini beberapa cantoh konversi satuan tersebut.

Unit	Konversi
Sudut	1 putaran = 3600 = 2 π rad
Density	1 gm per cubic centimeter = 103 kg/m3 Berat air = 62,43 lb/ft3
Masa	1 kilogram = 103 gm = 6,85 x 10-2 slug 1 gram = 10-3 kg = 6,85 x 10-5 slug
Panjang	1 meter = 3,281 ft 1 foot = 0,3048 m	1 mile = 1609 m = 5280 ft 1 angstrom = 10-10 m
Gaya	1 newton = 105 dyne = 0,225 lb 1 dyne = 10-5 N = 2,25 x 10-5 lb 1 pound = 4,448 N = 4,448 x 105 dyne
Kecepatan	1 meter/det = 3,281 ft/det = 2,237 ml/jam

Unit	Konversi
Tekanan	atm	mmHg	N/m2	Lb/ft2
atmosphir	1	760	1.013 x 105	2116
Mm air raksa	1,316 x 1013	1	133,3	2,785
N/m2	9,869 x 10-6	7,5 x 10-3	1	2,089 x 10-2
Lb/ft2	4,725 x 10-4	0,359	47,88	1
Energy	1 joule = 0,7376 ft-lb = 0,239 cal = 107 ergs 1 ft-lb = 1,356 J = 0,324 cal 1 cal = 4,186 J = 3,087 ft-lb
Daya	1 watt = 0,737 ft-lb/det = 1,341 x 1013 hp = 1 J/det 1 hp = 550 ft-lb/det = 746 watt 1 ft-lb/det = 1,818 x 10-3 hp = 1,356 W

3. Siklus Motor Diesel

Motor Diesel atau Internal Compression Engine merupakan salah satu jenis mesin pembangkit tenaga. Motor Diesel merupakan sebuah sistem, dimana ada input yaitu bahan bakar (solar), ada proses yaitu terjadinya proses perubahan energy kimia menjadi energy mekanik, dan adanya output berupa daya motor Diesel. Dalam proses perubahan energy tersebut, terdapat konsep yang diterapkan yaitu yang disebut dengan siklus. Siklus merupakan suatu proses pentahapan yang terdiri dari empat tahap, yaitu isap, kompresi, usaha, dan buang.

Motor Diesel dikenal dikenal dengan model 4 tak dan 2 tak. Pada kedua model motor Diesel tersebut, mengunakan siklus yang sama, namun dalam mengimplementasikannya yang berbeda. Motor Diesel 4 tak menyelesaikan siklus tersebut menggunakan 4 langkah piston atau 2 putaran poros engkol. Sedangkan motor Diesel 2 tak, menyelesaikan-nya dalam 2 langkah atau 1 putaran poros engkol.

Tahap pertama, yaitu isap adalah proses masuknya udara luar ke dalam silinder, pada motor 4 tak karena perbedaan tekanan atau ditambah dengan paksaan menggunakan turbocharger. Sedangkan pada motor 2 tak menggunakan paksaan menggunakan pompa bilas, yaitu blower atau turbocharger. Udara luar diperlukan Oksigennya untuk proses pembakaran bahan bakar. Pada proses isap ini, silinder terhubung dengan ruangan di luar mesin melalui saluran masuk yang terbuka.  

4. Kelemahan Motor Diesel.

Keunggulan motor Diesel telah sedikit diuraikan di atas, selanjutnya akan diuraikan juga beberapa kelemahan pada motor Diesel yang dirasakan oleh pemakai jasa motor Diesel.

a. Getaran Mesin.

Getaran ini sebenarnya mejadi kendala dan tidak disukai bagi mereka yang terbiasa menggunakan jasa motor bensin dan relatif punya uang. Mereka lebih mempertibangkan “kenyamanan” dibandingkan dengan efisiensi dan efektivitas. Namun bila dibandingkan, memang motor Diesel mempunyai getaran lebih besar dan suara yang lebih keras. Hal ini sebagai akibat besarnya perbandingan kompreesi dan tekanan pembakaran yang jauh lebih besar pada motor Diesel di-bandingkan dengan motor bensin.

b. Polusi Asap.

Gas buang motor diesel sebenarnya lebih bersih dari gas beracun seperti co, so, dan pb seperti pada gas buang motor bensin. Hanya bila penyetelan motor Diesel gak bener akan muncul asap yang berlebihan, dan mengganggu pandangan pengemudi lain (bila diperguna-kan pada kendaraan jalan raya). Namun bila penyetelan motor diesel di lakukan dengan benar, maka kelemahan ini bisa ditekan sampai sangat minimal.

c. Pemeliharaan.

Pemeliharaan motor Diesel memang lebih sulit dan memerlukan peralatan yang sangat khusus, karena sangat memerlukan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Oleh karena itu biaya pemeliharaan akan sangat tinggi, namun frekuensi pemeliharaan bisa lebih kecil dibanding-kan dengan motor bensin. Cuma sampai dengan saat ini, belum ada hasil penelitian yang dapat memberikan penjelasan mana yang lebih mahal.

5. Pertanyaan Review

Cobalah jawab pertanyaan berikut ini dengan jujur pada diri sendiri, bila belum mampu coba baca kembali materi di atas sampai anda benar-benar dapat menjawab dengan benar tanpa melihat ke tulisan di atas.

a.        Coba tuliskan lima aplikasi motor diesel sebagai sumber tenaga selain untuk kendaraan, truk, dan traktor!

b.        Apakah perbedaan motor bensin dan motor diesel 2 tak?

c.        Tuliskan lima keunggulan motor diesel!

d.        Mengapa perbandingan campuran udara dan bahan bakar pada motor Diesel bisa lebih tinggi?

e.        Apakah keunggulan gas buang motor Diesel dibandingkan dengan motor bensin?

f.        Mengapa motor Diesel menggunakan bahan bakarnya lebih hemat dibandingkan dengan motor bensin?

Selamat belajar, kuasai pengetahuan motor diesel dengan baik.

Teori Motor Diesel

Motor Diesel termasuk dalam kelompok Internal Combustion Engine, yaitu mesin yang proses pembakaran bahan bakarnya di dalam mesin itu sendiri. Di dalam Internal Combustion Engine terdapat dua macam yaitu Spark Ignition Engine dan Compression Ignition Engine. Spark Ignition Engine (SI Engine) adalah motor bensin di mana proses pembakaran bahan bakar (bensin) menggunakan percikan bunga api (spark) pada busi. Sedangkan Compression Ignition Engine (CI Engine) adalah untuk motor Diesel, di mana proses pembakaran bahan bakar (solar) menggunakan panas udara hasil kompresi. Perbedaannya kalau pada motor bensin bahan bakar telah bercampur dengan udara saat proses kompresi, sementara pada motor Diesel bahan bakar diinjeksi-kan pada akhir proses kompresi. Dengan kata lain yang dikompresikan pada motor bensin adalah campuran udara dan bahan bakar, sementara pada motor Diesel yang dikompresikan hanya udara.

1. Penggunaan Motor Diesel.

Pemakaian motor Bensin bila dibandingkan dengan pemakaian motor diesel dalam memenuhi kebutuhan masyarakat, tergolong hanya untuk kebutuhan ringan. Sementara pemakaian motor diesel men-jangkau kebutuhan masyarakat baik yang ringat sampai dengan yang berat. Pemakaian motor Diesel cocok untuk memenuhi kendaraan, baik untuk penumpang atau komersiil (barang); untuk kebutuhan pertanian (traktor pertanian); untuk kebutuhan pembangunan jalan; untuk kebutuhan kompresor udara dan pembangkit tenaga listrik (power plant), dan berbagai kebutuhan masyarakat yang berat-berat. Sehingga ukuran motor Diesel untuk kebutuhan yang berat-berat, jauh lebih besar dibandingkan dengan ukuran terbesar motor bensin.

Berikut ini beberapa contoh pemakaian motor Diesel untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.

1.     Sebuah motor diesel yang dikembangkan dibawah 10 hp

2.    Motor diesel 6 silinder 504 in³ untuk traktor.

3.    Traktor-traktor yang sedang digunakan untuk pembangunan

4.    Motor diesel 2 tak bentuk V dengan diameter silinder 9 1/16 in dan langkah 10 in, untuk kereta api, kapal, dan pembangkit tenaga listrik.

5.    Belahan motor Diesel 2 tak opposed piston 12 silinder, turbochaeger, untuk industri, kapal, dan pembangkit.

6.    Motor Diesel 12 silinder jenis bintang, bahan bakar double, 2125 hp.

7.    Motor Diesel 8 silinder 2 tak dengan bahan bakar double dengan 5825 hp, untuk pembangkit tenaga listrik di Fulton, Missori.

2. Keunggulan Motor Diesel

Setelah melihat berbagai pemakaian dan variasi konstruksi motor Diesel di atas, maka dapat diidentifikasi beberapa keunggulan motor diesel dalam memenuhi kebutuhan masyarakat, yaitu:

a.    Motor Diesel mempunyai kehandalan (reliabilitas) kerja yang tinggi.

Motor Diesel mampu bekerja tidak hanya dalam ukuran jam tapi bisa dalam ukuran bulan, artinya sebuah motor Diesel dapat bekerja dalam waktu satu bulan tanpa berhenti. Meskipun demikian motor Diesel dapat menghasilkan kinerja yang tetap stabil, bila persyaratan dipenuhi. Seperti keterbatasan kemampuan minyak pelumas, keter-batasan sistem pendingin, dan pesediaan bahan bakar yang diperlukan. Sebagai contoh, motor diesel yang dipergunakan untuk penggerak kapal barang antar negara, yang perjalanannya bisa memakan waktu ber-bulan-bulan. Motor Diesel untuk PLTD juga harus bekerja berhari-hari lamanya. Beban tugas ini tidak mungkin dilakukkan dengan menggunakan motor bensin.

b.    Biaya bahan bakar yang rendah.

Harga solar yang mendekati harga bensin, sebenarnya merupa-kan kondisi yang tidak rasional. Hal ini bila dikaitkan dengan ongkos produksi, sebab peringkatnya dalam prosuksi minyak tergolong lebih rendah dibandingkan dengan bensin. Kenapa sekarang harga solar men-dekati harga bensin? Penyebabnya bukan karena faktor biaya produksi, dan itu diluar rasional produksi minyak dimanapun. Bila harganya normal maka harga solar akan jauh lebih murah dari bensin.  Sehingga bila di-katakan biaya bahan bakar lebih rendah, dilihat dari rasional produksi minyak. (nanti akan dibahas saat membahas permasalahan bahan bakar motor Diesel).

c.    Daya yang lebih besar tiap satuan berat mesin.

Dilihat dari beratnya, motor Diesel jauh lebih berat dari motor bensin. Hal ini karena kuantitas dan kualitas bahan yang dipergunakan pada motor Diesel memang lebih baik untuk mendukung operasionalnya.

d.    Pemakaian bahan bakar yang lebih hemat.

Konsumsi bahan bakar pada motor Diesel lebih hemat dibanding-kan dengan motor bensin. Hal ini karena beberapa faktor yaitu: proses pembakaran yang lebih sempurna, tekanan kompresi yang lebih tinggi, nilai pembakaran bahan bakar yang lebih tinggi, distrubusi bahan bakar antar silinder yang lebih merata (untuk motor yang lebih dari satu silinder), proses pembilasan yang lebih sempurna, dsb. Nilai pembakar-an Solar 139.500 cal per gallon sedangkan bensin 124.500 cal per gallon. Perbandingan campuran bahan bakar udara, motor Diesel 40 : 1 (atau lebih), sedangkan motor bensin 18 : 1.

e.    Lebih aman dari bahaya kebakaran.

Bahaya kebakaran disebabkan karena adanya beberapa penyebab yaitu bahan bakar dan terjadinya percikan bunga api. Bensin mempunyai titik nyala yang lebih rendah dan lebih mudah menguap dibandingkan dengan solar. Sementara pada motor bensin lebih banyak kontak-kontak yang menghasilkan pecikan bunga api dibandingkan dengan motor diesel. Kedua hal ini dapat menjadi dasar bahwa motor diesel lebih aman dari kebakaran dibandingkan dengan motor bensin

f.    Momen mesin yang lebih tinggi.

Motor diesel cenderung menggunakan sistem long stroke, semen-tara motor bensin menggunukan sistem over square. Hal ini menghasil-kan momen yang berbeda, di mana motor diesel akan menghasilkan momen yang lebih besar dibandingkan dengan motor bensin. Sehingga motor bensin tepat untuk keperluan akselerasi, sementara motor Diesel lebih tepat untuk beban.

3. Kelemahan Motor Diesel.

Keunggulan motor Diesel telah sedikit diuraikan di atas, selanjutnya akan diuraikan juga beberapa kelemahan pada motor Diesel yang dirasakan oleh pemakai jasa motor Diesel.

a. Getaran Mesin.

Getaran ini sebenarnya mejadi kendala dan tidak disukai bagi mereka yang terbiasa menggunakan jasa motor bensin dan relatif punya uang. Mereka lebih mempertimbangkan “kenyamanan” dibandingkan dengan efisiensi dan efektivitas. Namun bila dibandingkan, memang motor Diesel mempunyai getaran lebih besar dan suara yang lebih keras. Hal ini sebagai akibat besarnya perbandingan kompresi dan tekanan pembakaran yang jauh lebih besar pada motor Diesel di-bandingkan dengan motor bensin.

b. Polusi Asap.

Gas buang motor diesel sebenarnya lebih bersih dari gas beracun seperti co, so, dan pb seperti pada gas buang motor bensin. Hanya bila penyetelan motor Diesel gak bener akan muncul asap yang berlebihan, dan mengganggu pandangan pengemudi lain (bila diperguna-kan pada kendaraan jalan raya). Namun bila penyetelan motor diesel di lakukan dengan benar, maka kelemahan ini bisa ditekan sampai sangat minimal.

c. Pemeliharaan.

Pemeliharaan motor Diesel memang lebih sulit dan memerlukan peralatan yang sangat khusus, karena sangat memerlukan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Oleh karena itu biaya pemeliharaan akan sangat tinggi, namun frekuensi pemeliharaan bisa lebih kecil dibanding-kan dengan motor bensin. Cuma sampai dengan saat ini, belum ada hasil penelitian yang dapat memberikan penjelasan mana yang lebih mahal.

4. Pertanyaan Review

Cobalah jawab pertanyaan berikut ini dengan jujur pada diri sendiri, bila belum mampu coba baca kembali materi di atas sampai anda benar-benar dapat menjawab dengan benar tanpa melihat ke tulisan di atas.

a.        Coba tuliskan lima aplikasi motor diesel sebagai sumber tenaga selain untuk kendaraan, truk, dan traktor!

b.        Apakah perbedaan motor bensin dan motor diesel 2 tak?

c.        Tuliskan lima keunggulan motor diesel!

d.        Mengapa perbandingan campuran udara dan bahan bakar pada motor Diesel bisa lebih tinggi?

e.        Apakah keunggulan gas buang motor Diesel dibandingkan dengan motor bensin?

f.        Mengapa motor Diesel menggunakan bahan bakarnya lebih hemat dibandingkan dengan motor bensin?

Selamat belajar, kuasai pengetahuan motor diesel dengan baik.