Komponen Dasar Mesin Diesel docx

Komponen Dasar Mesin Diesel

Pada Kesempatan Kali ini kita akan membahas tentang Komponen Dasar Mesin Diesel, melanjutkan pembahasan yang sebelumnya yaitu Perbandingan Mesin Diesel dan Mesin Bensin (Gasoline

Block Assembly

Pada bagian ini akan dijelaskan nama dan fungsi komponen-komponen yang terdapat pada cylinder block.

Engine Block

Engine block adalah bagian utama yang mendukung semua komponen engine.

Engine Block dan Cylinder Head

Cylinder

Cylinder

 Rumah untuk piston.

 Ruang untuk pembakaran.

 Meneruskan panas keluar dari piston.

Cylinder Liner

Cylinder liner membentuk selubung air yang membatasi air pendingin dengan piston. Terdapat dua jenis Cylinder Liner: Wet type cylinder liner (tipe basah) dan dry type (tipe kering). Liner basah mempunyai o-ring yang menyekat selubung air dan mencegah bocornya pendingin.

Dry liner atau biasa juga disebut sleeve dipakai untuk memperbaiki parent bore yang mengalami kerusakan. Liner semacam ini disebut “dry“ karena sangat merapat pada dinding lubang cylinder di block engine tanpa ada air yang berkontak langsung dengannya.

Piston

Piston terpasang sempurna di dalam tiap cylinder liner dimana bisa bergerak ke atas dan ke bawah selama proses pembakaran. Bagian atas piston merupakan dasar dari ruang bakar.

Berdasarkan cara pembuatannya piston dapat dibagi menjadi:

1. Cast aluminium crown dengan forged aluminium skirt, dimana kedua bagian tersebut disambung dengan pengelasan electron beam.

2. Composite, steel crown dan alumnium skirt yang dibaut menjadi satu.

3. Articulated, forged steel crown dengan pin bore dan bushing, dimana cast aluminium skirt terpisah. Dua bagian ini disatukan dengan wrist pin.

4. Tipe yang umum ialah piston tunggal cast aluminium dengan piston ring belt (sabuk baja) sebagai tempat ring piston.

Berdasarkan sistem bahan bakar dan bentuk ruang bakar maka dikenal dua macam piston, yaitu:

1. Pre combustion piston mempunyai heat plug pada crown.

2. Direct injection piston tidak mempunyai heat plug.

Compression ring (ring kompresi)

Berfungsi untuk menyekat ruang bakar bagian bawah guna mencegah kebocoran kompresi dan gas hasil pembakaran melalui piston.

Oil control ring (ring oli)

Biasanya hanya terdapat satu oil control ring di bawah dua compression ring, oil control ring melumasi dinding cylinder liner pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Lapisan oli mengurangi keausan cylinder liner dan piston.

1. Rod bearing journal.

2. Counter weight.

3. Main bearing journal.

4. Web.

Crankshaft merubah gerak turun naik piston menjadi gerakan berputar yang dipakai untuk melakukan kerja. Di dalam crankshaft terdapat saluran lobang tempat jalannya oli yang disebut oil gallery. Lubang saluran oli dibuntu pada satu ujungnya dengan plug atau set screw.

Oil Passage Di dalam Crangshaft

Untuk mengurangi gerak maju atau mundur pada crankshaft (gerakan maju-mundur crankshaft tersebut biasa disebut End Play) maka dipasanglah thrust main bearing. Ada dua macam thrust main bearing, yaitu:

2. Flanged thrust bearing 1(satu) buah

Flywheel

Flywheel (roda gila) dibautkan pada bagian belakang crankshaft di dalam rumah flywheel. Crankshaft memutar flywheel pada langkah tenaga, dan gaya momentum flywheel menjaga crankshaft tetap berputar mulus pada langkah hisap, kompresi dan langkah buang.

Fungsi flywheel ada tiga, yaitu:

1. Menyimpan energi untuk momentum di antara langkah tenaga.

2. Membuat putaran crankshaft supaya halus

3. Memindahkan tenaga ke mesin, torque converter atau beban lain

Pada bagian luar terdapat komponen ring gear melingkari flywheel. Ring gear dipergunakan sebagai roda gigi yang spline dengan pinion starting motor untuk start engine.

justify;"> Camshaft

Camshaft digerakkan oleh roda gigi crankshaft. Bila camshaft berputar maka cam lobe berputar. Komponen valve (klep) yang terhubung ke camshaft akan ikut bergerak naik dan turun. Bila permukaan lobe berada di atas, valve akan terbuka. Putaran camshaft adalah setengah putaran crankshaft sehingga valve membuka dan menutup pada waktu yang tepat selama proses empat langkah.

Setiap lobe terdiri dari tiga bagian utama yaitu:

1. Base Circle

2. Ramps

3. Nose

Jarak dari base circle ke puncak nose disebut lift. Cam Lift menentukan seberapa jauh valve dibuka. Selain itu bentuk kelandaian ramp juga menentukan kecepatan membuka dan menutup valve, sedangkan bentuk nose akan menentukan berapa lama valve tersebut membuka penuh.

Misal :

1. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve tertutup menjadi terbuka penuh.

1. Kecepatan atau waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dari valve terbuka penuh menjadi tertutup.

Push rod/batang penekan

Push rod adalah pipa baja dengan dudukan di kedua ujungnya. Camshaft menggerakkan push rod sehingga mengangkat rocker arm.

Valve Lifters

Valve lifter atau cam follower bertumpu pada setiap lobe camshaft.

 Bila Camshaft berputar, valve lifter akan menyusuri permukaan lobe.

 Valve lifter merubah gerak camshaft ke Push rod.

 Push Rod memindahkan gerakannya ke rocker arm, untuk membuka dan menutup valve.

Ada 2 tipe valve lifter, yaitu:

2. Roller follower

Roller Follower

Roller follower memiliki roda baja keras yang berputar di atas camshaft lobe.

Vibration Damper (Peredam Getaran)

Pada bagian depan crankshaft terdapat vibration damper. Alat yang menyerupai flywheel kecil ini berfungsi untuk meredam getaran yang terjadi akibat putaran crankshaft (torsional vibration).

Vibration Damper

Ada dua jenis peredam getar, yakni:

1. Peredam karet (rubber damper), yaitu peredam yang menggunakan karet padat untuk menyerap getaran.

2. Peredam cairan kental (viscous damper), yaitu peredam yang di dalamnya menggunakan cairan kental (oli berat) untuk menyerap getaran.

Cylinder Head Group

Cylinder head dan componen-komponennya dirancang agar valve dapat membuka dan menutup dengan timing yang tepat, dan agar bahan bakar disuntikkan pada waktu yang tepat sehingga didapatkan kemampuan puncak dari engine.

1. Cylinder head

2. Valve cover (tutup klep) 3. Bridge

4. Valve spring assemblies 5. Valve guide

6. Valve seat insert 7. Valve

8. Rocker arm

Komponen Valve Train

Gear Train Assembly

Gear Train Assemblies dihubungkan untuk memindahkan tenaga dari crankshaft ke komponen-komponen lain dari engine. Gear Train Assemblies bisa berlokasi di bagian depan dan belakang engine. Pada gambar di atas gear Train Assemblies terdapat di bagian depan engine di antara plate belakang dan rumah timing gear.

Gear Train Assemblies menyelaraskan kerja komponen-komponen engine lainnya pada setiap langkah kerja engine.

Komponen Seperangkat Roda Gigi Komponen gear train antara lain:

1. Roda gigi crankshaft (crankshaft gear) 2. Roda gigi idler (idler gear)

3. Roda gigi camchaft (camshaft gear)

4. Roda gigi fuel injection pump (fuel injection pump gear) 5. Roda gigi pompa oli (oil pump gear)

6. Roda gigi pompa air (water pump gear)

7. Roda gigi kompresor udara (air compressor gear)

Komponen Gear Train

Timing mark digunakan untuk mencocokkan roda-roda gigi dan untuk penyetelan atau pemeriksaan agar mendapatkan timing dengan tepat.

Udara bilas yang dihasilkan oleh turbocharger melalui kerja blowernya, suhunya masih tinggi ± 90 °C. suhu ideal masuk silinder mesin diesel 2 – tak, diameter besar ± 45 °C, untuk itu harus didinginkan di pendingin udara bilas.

Saluran Udara Bilas ( Scavenging Air Trunk )

href="http://www.maritimeworld.web.id/2011/05/fuel-oil-system-sistem-bahan-bakar-in.html" target="_blank">Pendingin Udara Bilas ( Air

Intercooler )

Ruang Pembakaran Pada Motor Diesel

Rancangan ruang pembakaran Motor Diesel mempengaruhi efisiensi dan kinerja dari engine. Rancangan piston dan metode yang digunakan untuk menginjeksikan bahan bakar ke dalam silinder menentukan seberapa cepat dan sempurnanya bahan bakar terbakar.

Pada sistem yang memakai pompa dan pipa saluran bahan bakar terdapat dua jenis rancangan ruang pembakaran:

2. Direct Injection atau DI.

Pada sistem EUI, hanya ada satu jenis dasar dari ruang pembakaran yaitu DI.

src="http://2.bp.blogspot.com/-l7KtyaDu3lM/U3Wdoejp4qI/AAAAAAAADYQ/f6VGXrjTwwc/s1600/Tipe+Ruang+Pembakar an+Motor+Diesel.png" height="283" width="400">

Direct injection: Pada rancangan ruang pembakaran yang direct injection, bahan bakar diinjeksikan secara langsung ke dalam cylinder melalui nozzle.

Precombustion: Pada sistem PC, maka nozzle meng-injeksikan bahan bakar ke dalam precombustion chamber di mana bahan bakar akan terbakar.

Pembakaran ini memaksa bahan bakar yang tersisa masuk ke dalam ruang utama, dimana pembakaran yang sempurna terjadi.

Pada beberapa engine, dipakai glow plug untuk memanaskan udara ketika menghidupkan engine. Untuk mencegah timbul lubang karena terbakar pada puncak piston, maka piston PC mempunyai heat plug baja yang terpasang dekat bagian tengah puncak piston.

http://www.maritimeworld.web.id/2014/05/ruang-pembakaran-pada-motor-diesel.html

 Diesel engine tidak membutuhkan penyalaan dengan percikan bunga api: Perbedaan yang nyata antara diesel dan motor bensin ialah bahwa diesel engine tidak membutuhkan penyalaan untuk pembakaran. Pada diesel, pembakaran dilakukan oleh udara yang dimampatkan sehingga udara yang sudah cukup panas dalam ruang bakar bisa digunakan untuk membakar bahan bakar.

 Bentuk ruang bakar diesel engine: Diesel engine dan motor bensin Memiliki ruang bakar yang berbeda bentuknya. Pada diesel engine ruang di antara cylinder head dan piston pada saat titik mati atas sangat kecil sehingga menghasilkan perbandingan tekanan yang tinggi.

Perbandingan EngineDiesel dan Bensin

 Bentuk ruang bakar motor bensin: Pada motor bensin ruang bakar ada di cylinder head. Ruangan di antara piston dan cylinder head lebih besar dari pada diesel, sehingga rasio kompresinya lebih kecil.

 Diesel engine mampu melakukan kerja yang lebih berat: Perbedaan utama yang lain yaitu dapat bekerja pada pada putaran rendah. Secara umum biasanya diesel beroperasi antara 800 sampai 2000 rpm dan mempunyai lebih banyak torsi dan tenaga untuk bekerja.

 Siklus empat langkah: Kedua jenis engine, mengubah tenaga panas menjadi gerakan dengan menggunakan siklus empat langkah.

memiliki kandungan panas yang lebih tinggi dibandingkan panas yang dikandung oleh bensin.

href="http://3.bp.blogspot.com/-eExV7B3Zxbs/UmU8yZoh7_I/AAAAAAAAA4U/VlUdl4mbY9U/s1600/Panas+yang+dikandu ng+dalam+bensin+dan+solar.png" imageanchor="1" style="left: auto;

margin-right: auto;">

Panas yang dikandung dalam bensin dan solar

 Diesel engine lebih berat: Diesel engine pada umumnya lebih berat dari pada motor bensin, karena konstruksi dan material bahan pembuat diesel engine harus tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi dari pembakaran.

Spark Ignited Engines

Ruang Bakar pada Spark Ignited Engine

Spark ignited engine beroperasi dengan bahan bakar gas seperti propane, methane dan ethanol.

Caterpillar Gas Engine

Pada beberapa engine pistonnya telah mengalami perubahan design dengan menambah cekungan yang cukup dalam untuk fasilitas pembakaran. Atau bisa juga dengan permukaan piston yang rata. Sensor electronic dan timing device ditambahkan untuk menambah kemampuan kerja engine dan agar menghasilkan low emission (rendah emisi).

Sampai saat ini Gas engine Caterpillar tersedia dengan tipe 3300, 3400, 3500 dan 3600. Dengan aplikasi pemakaian untuk penerangan dan penyaluran gas di lapangan natural gas, pengairan, pemompaan dan power cogeneration plant.

Istilah-Istilah Pada Main Engine Diesel

Sebelum membahas mengenai siklus engine diesel empat langkah maka sebaiknya disepakati terlebih dahulu beberapa terminology/istilah yang akan banyak digunakan :

 Top dead center/titik mati atas: Posisi paling atas dari gerakan piston.

 Bottom dead center/titik mati bawah: Posisi paling bawah dari gerakan

piston.

Gambar TDC dan BDC

Gambar Bore

 Stroke: menunjukkan jarak yang ditempuh oleh piston untuk bergerak dari

BDC menuju TDC atau sebaliknya

Gambar Stroke

 Displacement : Bore Area X Stroke

 Compression ratio: Total volume (BDC)/compression volume (TDC).

Total volume (BDC)/compression volume (TDC)

 Friction/gesekan: Friction adalah tahanan yang timbul dari gesekan antara dua permukaan yang saling bergerak relatif satu sama lain. Contoh: Friction yang terjadi antara piston dan dinding liner pada saat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Friction menimbulkan panas yang merupakan salah satu penyebab utama keausan dan kerusakan pada komponen. http://www.maritimeworld.web.id

 Inertia/kelembaman: Inertia adalah kecenderungan dari suatu benda yang bila diam akan tetap diam atau benda yang bergerak akan tetap bergerak. Engine harus menggunakan tenaga untuk melawan inertia tersebut.

 Force/gaya: Force adalah dorongan atau tarikan yang menggerakkan, menghentikan atau merubah gerakan suatu benda. Daya yang ditimbulkan oleh pembakaran pada saat langkah kerja. Semakin besar gaya yang ditimbulkan semakin besar pula tenaga yang dihasilkan.

Selain istilah-istilah di atas harus diketahui juga nama-nama komponen dasar engine yang

membentuk combustion chamber (ruang bakar), yaitu:

Komponen Engine Pembentuk Ruang Bakar

No 1: Cylinder Liner

No 2: Piston

No 3: Intake valve

No 4: Exhaust valve

No 5: Cylinder Head

Klasifikasi Mesin Diesel Penggerak Utama Kapal

in 12:27:00 PM

Klasifikasi Mesin Diesel Dan Definisi-Definisi

Mesin diesel adalah termasuk pesawat kalor, yaitu pesawat yang merubah energi potensial berupa panas mejadi usaha mekanik

Mesin diesel adalah pesawat pembakaran dalam ( Internal Combustion Engine ),karena didalam mendapatkan energi potensial ( berupa panas ) untuk kerja mekaniknya diperoleh dari pembakaran bahan bakar yang dilaksanakan didalam pesawat itu sendiri, yaitu didalam silindernya.

Mesin diesel adalah motor bakar, dimana proses pembakaran bahan bakar terjadi akibat proses kompresi / penekanan udara didalam silinder ( 30 s/d 40 Kg/cm2 dengan suhu 600 s/d 800 °C ) untuk kemudian bahan bakar disemprotkan dalam bentuk kabut kepada udara yang bersuhu dan bertekanan tinggi tersebut

Sebagai Mesin Penggerak Utama Kapal, mesin diesel lebih menonjol dibandingkan jenis Mesin Penggerak Utama Kapal lainnya, terutama :

 untuk rute pelayaran antar pulau ( Interinsulair ), rute pelayaran yang sempit ( sungai ) dan

ramai, karena pada saat olah gerak mesin kapal, mesin mudah dimatikan dan mudah dijalankan kembali.

 Konsumsi bahan bakar lebih hemat

 Lebih mudah dalam mengoperasikannya

Klasifikasi Mesin Diesel :

Mesin diesel diklasifikasikan sebagai berikut

1. Silinder 1, tunggal

2. Silinder lebih dari 1, banyak

Menurut putaran

1. Putaran Rendah ( Low Speed ) < 1000 RPM

2. Putaran Menengah ( Intermediate Spped ) 1000 – 2500 RPM

3. Putaran Tinggi ( Hig Speed ) 2500RPM keatas

Menurut susunan posisi silinder

1. Tipe Berdiri – In Line

2. Tipe V

3. Tipe Horizontal

4. Tipe Berlawanan – Opposed Type

5. Tipe Radial

Menurut jumlah langkah per siklus

1. Mesin 2 tak – 2 strokes

2. Mesin 4 tak – 4 strokes

Menurut tipe torak

2. Tipe crosshead

Menurut tipe mesin dan arah putaran

1. Mesin sebelah kiri, arah putaran berlawanan jarum jam

2. Mesin sebelah kiri, arah putaran searah jarum jam

3. Mesin sebelah kanan, arah putaran searah jarum jam

4. Mesin sebelah kanan, arah putaran searah jarum jam.

Kualitas Mesin Diesel adalah Sebagai Berikut :

2. Mesin Diesel Menurut Putaran

Mesin Diesel Putaran Rendah – Low Speed

Mesin Diesel Putaran Tinggi – High Speed

Menurut Susunan Posisi Silinder

Gambar Skema Mesin Diesel Type Radial

Gambar Skema Mesin Diesel Type Berlawanan Opossed

3. Menurut Jumlah langkah Per Siklus Pembakaran

In line type dan V type

Mesin Diesel 2 tak - Two Stroke

src="http://1.bp.blogspot.com/-PVOJxO0e0bk/UtNz_JnvBYI/AAAAAAAACJs/iRls7ZQeJi0/s1600/Skema+Motor+Diesel+4+t akt.png" height="320" width="257"> Gambar Skema Mesin Diesel 4 Langkah 4 Stroke

1. Torak Trunk

2. Torak Pendek

3. Torak Trunk

4. Kerja Tungal

5. Kerja Ganda

6. Kerja Ganda

7. Kepala Silang

8. Kepala Silang

Istilah Dalam Motor Diesel Kapal

Mesin Dua Tak

Mesin Dua Tak Adalah mesin dimana satu kali putaran poros engkol, mesin menghasilkan satu kali usaha.

Mesin Empat Tak

Mesin Empat Tak Adalah mesin dimana dua kali putaran poros engkol, mesin menghasilkan satu kali usaha.

Titik Mati Atas

1. Posisi dimana torak tertinggi.

2. Posisi dimana volume silinder terkecil

3. Posisi dimana torak – pena engkol – poros engkol terletak pada satu gari lurus.

Titik Mati Bawah ( TMB )

1. Posisi dimana torak terendah

2. Posisi dimana volume silinder terbesar

3. Posisi dimana torak – poros engkol – pena engkol terletak pada satu garis lurus

Langkah Torak ( S ) Adalah lintasan yang ditempuh torak antara titik Mati Atas hingga Titik Mati Bawah, atau sebaliknya dari Titik Mati Bawah hingga Titik Mati Atas.

Volume Langkah ( Vs )

Volume Langkah ( Vs ) Adalah isi / volume silinder sepanjang jarak dari TMA sampai dengan TMB. Langkah volume dihitung dari luas penampang torak dikalikan dengan langkah torak, atau

Vs = π r2 _{. S}

karena D = 2r

r = ½ D; maka

Vs = ¼ π D _{. S}2

Ruang Kompresi ( Vc )

Seperti diketahui pada saat mesin Diesel melakukan langkah kompresi, maka udara yang berada dalam silinder akan dimampatkan hingga pada posisi dimana torak mencapai TMA.

Volume silinder diatas torak pada kedudukan TMA disebut Ruang Kompresi (Vc).

Lipat Kompresi ( ∑ )

Dengan demikian

∑ = Vs + Vc

Vc

RPM ( Revolution n per minute )

RPM ( Revolution n per minute ) Adalah banyaknya putaran yang dihasilkan mesin tiap menitnya. Misalkan RPM = n, berarti tiap menitnya mesin menghasilkan putaran sebanyak n kali.

Kecepatan Torak Rata – Rata ( Cm )

Apabila langkah torak = s meter, maka satu kali putaran poros engkol jarak yang ditempuh torak =

2.S meter.

Definisi kecepatan adalah jarak per satuan waktu

Dengan demikian apabila suatu motor dengan RPM = n ; berarti selama 1 menit membuat n kali putaran poros engkol, sedangkan jarak yang ditempuh torak selama itu = 2.S.n meter / menit

Atau kecepatan = 2.S.n meter / detik ; harga ini

60

disebut kecepatan torak rata-rata ( Cm )

Cm = 2.S.n m/det

Mesin Kerja Tunggal – Single Acting

Mesin dimana usaha hanya dihasilkan dari sisi atas torak saja

Mesin Kerja Ganda – Double Acting