Mesin diesel adalah mesin pembakaran yang memanfaatkan prinsip kenaikan suhu pada campuran gas dan bahan bakar saat kompresi. Cara kerja mesin diesel memiliki 4 fase yaitu fase hisap, fase kompresi, fase pembakaran dan fase pembuangan.
Jika kita melihat sekilas sejarah mengenai perkembangan mesin diesel di dunia, maka akan ada banyak perubahan seiring perkembangan zaman. Pada tahun 1892, seorang insinyur bernama Rudold Diesel pertama kali menemukan mesin diesel. Inilah menjadi titik awal perkembangan motor bakar ini yang akhirnya bisa digunakan hampir di seluruh industri kimia di dunia, termasuk Indonesia.
Di artikel ini kita akan mempelajari lebih dalam mengenai mesin diesel. Mesin ini mempunyai peran penting di industri alat berat ataupun lokomotif. Motor bakar ini sebenarnya sudah familiar di telinga masyarakat Indonesia, namun tahukah kalian jika penggunaannya tidak familiar?
Rata – rata kendaraan bermotor pribadi masih menggunakan mesin bensin sebagai wadah pembakar. Penggunaan mesin ini masih terbatas pada kendaraan besar seperti truk dan SUV (Super Utility Vehicle).Berbeda halnya dengan negara maju seperti Eropa yang menggunakan mesin diesel untuk kendaraan pribadinya.
Apa itu Mesin Diesel?
Mesin diesel menggunakan panas kompresi untuk membakar bahan bakar yang terinjeksi ke dalam ruang bakar. Sesuai dengan judul artikel, mesin ini memiliki efisiensi termal yang paling baik karena memiliki rasio kompresi yang tinggi dari pada mesin – mesin lainnya. Kelebihan mesin diesel yang perlu kalian tahu adalah penggunaan yang lebih irit daripada mesin bensin.
Hak tersebut terjadi karena mesin tersebut memiliki kandungan kalor yang lebih besar serta menghasilkan tenaga yang lebih maksimal. Pembakaran pada diesel terjadi karena adanya kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak. Bahan bakar yang tersebut adalah solar.
Kualitas minyak solar mempengaruhi kinerja pembakaran. Minyak solar yang ideal mengandung senyawa hidrokarbon seperti parafinik, aromatik, dan olepin. Begitupun non-hidrokarbon yang memiliki unsur non-logam seperti sulfur dan nitrogen.
Komponen Mesin Diesel
Mempunyai julukan sebagai mesin ICE (Internal Combustion Engine) dengan kemampuan tekanan kompresi serta memiliki bahan bakar yang lebih terjangkau, membuat kita penasaran akan komponen – komponennya secara detail. Berikut adalah komponen motor bakar andalan kendaraan besar, antara lain:
1. Blok Silinder
Ini adalah perangkat keras komponen yang memiliki peran yang vital. Terbuat dari besi yang terstandarisasi, Blok silinder berfungsi sebagai meletakkan berbagai komponen mesin lainnya, tentu saja pemilihan besi harus mempunyai presisi yang tinggi. Blok silinder dilengkapi dengan penunjang kinerja mesin seperti water jacket, silinder, dan tempat pengisian minyak.
2. Kepala Silinder
Di dalam blok silinder, terdapat kepala silinder yang juga memegang peran penting. Kepala silinder ini berfungsi sebagai tempat pembakaran yang melibatkan bahan bakar dan udara yang terkompres. Bagian ini dilengkapi oleh beberapa alat seperti spring, valve, dan rocker arm. Seiring berkembangnya teknologi mesin, ada variasi tangki pembakaran yang terdapat di mesin diesel.
3. Piston (Torak)
Komponen ini berfungsi sebagai menerima pressure (tekanan) hasil dari pembakaran yang terjadi di kepala silinder. Singkat kata, mengatur volume agar proses kerja mesin bisa berlangsung. Biasanya, piston melakukan satu siklus gerakan naik turun sebanyak 4 kali atau 2 kali putaran poros engkol, yang dimana ini sama dengan kinerja bensin selama 4 siklus.
4. Batang Piston (Connecting Rod)
Sederhananya, batang torak ini adalah jembatan penghubung antara piston dan poros engkol. Ketika terjadinya perputaran siklus, batang piston harus mampu berputar secara baik. Bahan batang piston harus kokoh dan tahan terhadap temperatur tinggi
5. Poros Engkol
Memiliki tampilan fisik memanjang dengan plat besi yang saling berhimpitan berfungsi sebagai pengubah gerak naik turunya piston. Maka, gerakan tersebut akan secara otomatis menggerakkan flyweel.
6. Penampung Oli
Sesuai dengan namanya penampung oli berfungsi menampung oli ketika mesin sedang berjalan. Bahan terbuat dari besi tipis namun memiliki karakteristik material yang kuat. Penampung oli juga terdapat bantalan jurnal (jurnal bearing) yang berguna untuk menyalurkan oli ke bagian dalam blok silinder.
7. Klep (Valve)
Berbentuk seperti payung dengan besi pipih di atasnya adalah komponen yang tidak ketinggalan untuk dibahas. Berfungsi sebagai jalan keluar masuknya uap hasil pembakaran dengan cara membuka dan menutup. Materialnya juga tahan panas dan kokoh.
8. Flyweel (Roda Gila)
Roda gila pada mesin ini berguna untuk menyimpan tenaga di dalam mesin, karena adanya komponen ini kinerja mesin menjadi seimbang. Secara fisik, flywheel terpasang menyambung dengan poros engkol.
9. Timing Gear
Memiliki bentuk seperti roda bergerigi, timing gear memiliki fungsi sebagai pengatur ritme penginjeksian proses pembakaran bahan bakar serta pengatur klep untuk membuka dan menutup.
Cara Kerja Mesin Diesel
Rasanya kurang lengkap jika tidak membahas seputar cara kerja mesin diesel. Inilah tahapan-tahapan atau fase proses kerja motor bakar ini, antara lain:
1. Fase Hisap
Pada fase ini terjadi pembesaran volume karena masuknya udara ke dalam ruang bakar melalui klep. Piston bergerak untuk mengatur volume supaya lebih teratur sebelum akhirnya terjadi fase kompresi.
2. Fase Kompresi
Fase ini sangat penting dan sangat berpengaruh untuk terjadinya sistem pembakaran pada ruang bakar mesin diesel. Setelah udara disedot ke dalam ruang pembakaran, piston merapat dengan rasio 15:1 dan 22:1 sehingga menghasilkan tekanan 40 bar. Tekanan yang tinggi akan menaikkan suhu udara menjadi 550 °C.
3. Fase Pembakaran
Ketika piston sudah mencapai pada titik mati atas (TMA) dan bertekanan udara tinggi, maka injector akan menyemprotkan solar ke ruang mesinnya.Proses pencampuran udara terkompresi dengan bahan bakar solar akan terjadi sebuah pembakaran. Pada proses ini menyebabkan gaya ekspansi piston untuk menyentuh titik mati bawah (TMB) untuk menggerakan mesin.
4. Fase Pembuangan
Pada fase ini, piston kembali bergerak ke atas dengan klep terbuka karena adanya momen kelembaman suatu benda untuk berputar sesuai porosnya. Sebagai hasilnya, gas sisa pembakaran keluar dari katup exhaust.
Jenis-Jenis Mesin Diesel
Tipe mesin diesel ada berbagai macam, namun yang paling banyak untuk kepentingan komersial adalah jenis – jenis yang ada di bawah ini:
- Direct Injection Diesel (DID)
- Indirect Injection Diesel (IID)
- Common Rail Direct Injection (CDRI)
