Cara Kerja Mesin Diesel
Dunia engineering dan mesin terus berkembang hingga muncul berbagai macam teknologi yang memudahkan pekerjaan kita. Banyak orang bertanya-tanya bagaimana sebenarnya cara kerja mesin diesel, yang menjelaskan prinsip-prinsip dasar di balik pembakaran internal, siklus pengapian dan semua subsistem yang membantu sebuah mesin dapat bekerja sedemikian rupa. Tentu ada perbedaan yang jelas antara mesin diesel dan mesin berbahan bakar bensin. Masing-masing memiliki kelebihan dan
kekurangannya sendiri.
Mesin diesel awalnya dimulai dengan lahirnya mesin bensin yang ditemukan dan dipatenkan oleh Nikolaus August Otto. Penemuan ini menggunakan prinsip pembakaran empat-tak, juga dikenal sebagai "Siklus Otto" dan menjadi dasar bagi sebagian besar mesin mobil saat ini. Pada tahap awal, mesin bensin tidak cukup efisien. Hanya sekitar 10% dari keseluruhan bahan bakar yang digunakan hingga kendaraan berpindah, sisanya hanya menimbulkan panas yang tak berguna.
Pada tahun 1878, Rudolf Diesel belajar tentang rendahnya efisiensi mesin bensin dan uap yang menginspirasinya untuk membuat mesin dengan efisiensi yang lebih tinggi, dan ia menghabiskan banyak waktu untuk mengembangkannya, hingga tahun 1892 Rudolf Diesel memperoleh paten untuk mesin diesel yang masih kita gunakan hingga sekaran.
Jika mesin diesel benar-benar sangat efisien, kenapa sebagian orang lebih memilih untuk menggunakan mesin bensin? Jika kita mendengar kata mesin diesel, pasti dalam pikiran kita akan muncul gambaran sesuatu yang besar, kendaraan kargo besar dan kuat yang
mengeluarkan asap hitam dan menciptakan suara keras. Citra negatif ini telah membuatnya kurang menarik bagi pemilik kendaraan pribadi meskipun mesin diesel cocok untuk
Mesin Diesel vs Mesin Bensin
Secara teori, mesin diesel dan mesin bensin cukup mirip. Keduanya memiliki pembakaran internal yang dirancang untuk mengubah energi kimia yang tersedia dalam bahan bakar menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini menggerakkan piston naik-turun dalam silinder. Piston terhubung ke poros engkol, dan gerakan naik-turun piston yang dikenal sebagai gerakan linier menciptakan gerakan berputar yang diperlukan untuk memutar roda kendaraan ke depan.
Mesin diesel dan mesin bensin mengubah bahan bakar menjadi energi melalui serangkaian ledakan kecil atau pembakaran. Perbedaan utama antara diesel dan bensin adalah cara terjadinya pembakaran ini. Dalam mesin bensin, bahan bakar dicampur dengan udara,
dikompresi oleh piston dan dinyalakan oleh bunga api dari busi. Dalam mesin diesel, pertama kali udara dikompresi, dan kemudian bahan bakar disuntikkan. Karena udara memanas ketika dikompresi sehingga membakar bahan bakar.
Mesin diesel menggunakan siklus pembakaran empat-tak seperti mesin bensin, yaitu:
Intake Stroke (masuk) - Katup intake terbuka, membiarkan udara masuk dan piston bergerak ke bawah.
Compression Stroke (kompresi) - piston bergerak kembali dan mengompres udara.
Combustion Stroke (pembakaran) - Ketika piston mencapai puncak, bahan bakar diinjeksikan pada saat yang tepat dan dibakar, memaksa piston kembali turun.
Exhaust Stroke - piston bergerak kembali ke atas, mendorong sisa hasil dari pembakaran keluar ke knalpot.
Mesin Diesel Injeksi
Salah satu perbedaan besar antara mesin diesel dan mesin gas dalam proses injeksi. Kebanyakan mesin mobil menggunakan injeksi atau karburator. Sebuah sistem injeksi menyuntikkan bahan bakar sesaat sebelum langkah isap (di luar silinder). Sebuah karburator mencampur udara dan bahan bakar jauh sebelum udara memasuki silinder. Dalam mesin mobil, semua bahan bakar tersebut dimuat ke dalam silinder selama langkah isap dan kemudian dikompresi. Kompresi campuran bahan bakar/udara membatasi rasio kompresi mesin karena jika kompres udara terlalu banyak, bahan bakar/campuran udara secara spontan menyatu dan menyebabkan guncangan. Karena menyebabkan panas yang berlebihan,
guncangan dapat merusak mesin.
Mesin diesel menggunakan injeksi bahan bakar langsung, bahan bakar diesel disuntikkan langsung ke dalam silinder.
Injektor pada mesin diesel adalah komponen yang paling kompleks dan telah menjadi subyek dari banyak eksperimen, di mesin tertentu mungkin terletak di tempat yang berbeda. Injektor harus mampu menahan suhu dan tekanan di dalam silinder. Beberapa mesin diesel
menggunakan katup induksi khusus, ruang sebelum pembakaran atau perangkat lain.
Bahan Bakar Mesin Diesel
Bahan bakar minyak bumi berasal dari minyak mentah yang secara alami ditemukan di Bumi. Ketika minyak mentah diproses di kilang, kemudian dipisahkan menjadi beberapa jenis bahan bakar, termasuk bensin, bahan bakar jet, minyak tanah dan diesel (solar).
Terdapat perbedaan antara bahan bakar diesel dan bensin, salah satunya adalah bau yang berbeda. Bahan bakar diesel lebih berat dan berminyak. Proses penguapan jauh lebih lambat daripada bensin, titik didihnya lebih tinggi dari titik didih air.
Solar menguap lebih lambat karena lebih berat. Proses penyulingan yang dibutuhkan untuk membuat bahan bakar diesel juga lebih sederhana, sehingga lebih murah daripada bensin.
Bahan bakar diesel memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada bensin. Selain itu juga mesin diesel juga lebih efisien sehingga mesin diesel mampu menempuh jarak yang lebih jauh daripada mesin bensin dengan jumlah yang sama.
Solar digunakan untuk bahan bakar berbagai kendaraan dan kegiatan. Bahan bakar ini tidak hanya digunakan pada truk angkut yang sering kita lihat memenuhi lalu lintas di jalan raya, tetapi juga digunakan pada kapal, bus, kereta api, crane, peralatan pertanian dan berbagai kendaraan dan pembangkit listrik. Solar menjadi salah satu penentu faktor ekonomi.
Dalam hal lingkungan, diesel memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan mesin diesel memancarkan sangat sedikit karbonmonoksida, hidrokarbon dan karbondioksida, emisi yang menyebabkan pemanasan global. Kekurangannya adalah jumlah senyawa nitrogen tinggi dan partikel (jelaga) yang dilepaskan dari pembakaran bahan bakar diesel, yang menyebabkan hujan asam, kabut asap dan kondisi kesehatan yang buruk.
Peningkatan Mesin Diesel dan Biodiesel
Selama 30 sampai 40 tahun terakhir, telah dilakukan peningkatan besar untuk membuat kinerja mesin lebih baik dan kebersihan bahan bakar. Perangkat injeksi langsung saat ini sudah dapat dikendalikan oleh komputer canggih yang memantau pembakaran bahan bakar, meningkatkan efisiensi dan mengurangi emisi. Bahan bakar diesel yang lebih baik atau ULSD (ultra low sulfur diesel) akan menurunkan jumlah emisi berbahaya dan pembaruan mesin untuk membuatnya kompatibel dengan bahan bakar bersih.
Kita juga mungkin pernah mendengar tentang istilah yang disebut biodiesel. Apakah itu sama dengan diesel? Biodiesel merupakan alternatif atau aditif untuk bahan bakar diesel yang dapat digunakan dalam mesin diesel dengan sedikit atau tidak ada modifikasi pada mesin itu
sendiri. Biodiesel tidak terbuat dari minyak bumi.
Secara umum, biodiesel merupakan alternatif atau aditif untuk bahan bakar diesel standar yang dibuat dari bahan-bahan biologis bukan minyak bumi (atau minyak mentah). Biodiesel biasanya terbuat dari minyak tumbuhan atau lemak hewan melalui serangkaian reaksi kimia, bebas racun dan dapat diperbarui. Karena biodiesel dasarnya berasal dari tumbuhan dan hewan, sumber daya dapat diperbarui melalui pertanian dan daur ulang.
Biodiesel aman dan dapat digunakan dalam mesin diesel dengan sedikit atau tanpa modifikasi. Meskipun biodiesel dapat digunakan dalam bentuk murni, biasanya dicampur dengan bahan bakar diesel standar.
