Apa yang Terjadi didalam Silinder...

TEORI MOTOR DIESEL
SIKLUS DAN PROSES PEMBAKARAN MOTOR DIESEL

• Mengidentifikasi siklus kerja motor Diesel
• Mengidentifikasi perbedaan siklus 4 & 2 tak.

Apa Yang Terjadi di dalam Silinder?Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa motor Diesel merupa-kan salah satu jenis dari mesin pembangkit tenaga. Motor Diesel termasuk mesin pembakaran dalam atau internal combustion engine, artinya proses pembentukan energy panas terjadi di dalam mesin itu sendiri. Sekarang apa yang terjadi di dalam mesin? Mesin berusaha merubah energy kimia menjadi energy mekanik yang dimafaatkan sebagai sumber tenaga.Energy kimia bahan bakar yang dikenal sebagai hidrocarbon (CH), disenyawakan dengan oksigen agar dapat dilakukan proses pembentukan energy panas melalui proses pembakaran. Pertama-tama mesin berusaha merubah bentuk fisik bahan bakar dari bentuk cair menjadi bentuk gas. Bahan bakar dikabutkan, agar mudah menguap atau menjadi bentuk gas. Kondisi ini baru memungkinkan bahan bakar bersenyawa dengan oksigen dari udara. Konsentrasi ini akan memungkinkan terjadinya proses pembakaran, setelah ketiga syarat pembakaran yaitu bakan bakar, oksigen dan panas saling berhubungan.Kalor hasil pembakaran tersebut selanjutnya menyebabkan terjadi-nya pemuaian gas di dalam silinder, yang diindikasikan naiknya tekanan. Tekanan tersebut selanjutnya dimanfaatkan untuk menghasilkan energy mekanik berupa putaran pada poros engkol. Dengan demikian mesin akhirnya menghasilkan tenaga seperti yang diharapkan.Siklus Motor DieselMotor Diesel untuk menghasilkan tenaga/daya seperti yang diharap-kan melalui serangkaian proses yang terus berulang-ulang, atau dikenal dengan terjadinya siklus yang berulang-ulang. Siklus pada motor Diesel terdiri dari empat proses, yaitu proses isap, kompresi, usaha dan proses buang. Terdapat dua cara dalam menyelesaikan setiap siklus tersebut, cara pertama diselesaikan dengan empat langkah piston, atau dua putaran poros engkol. Cara pertama disebut dengan motor Diesel empat Tak. Cara kedua siklus diselesaikan dalam dua langkah piston atau satu putaran poros engkol, cara ini disebut dengan motor Diesel dua Tak.
Berikut ini rangkaian penyelesaian siklus pada motor Diesel 4 Tak.
Gambar 1. Siklus Motor Diesel 4 Tak
Proses pertama, adalah proses isap. Piston bergerak dari TMA menuju ke TMB, dan proses isap dimulai saat katup isap/masuk mulai ter-buka. Kevacuuman di dalam silinder menyebabkan terjadinya proses isap. Pada motor Diesel yang masuk kedalam silinder hanya udara.Proses kedua, adalah proses kompresi. Proses ini dimulai saat katup mulai tertutup dan piston bergerak dari TMB ke TMA. Piston mengkompresikan udara, hingga temperatur dan tekanan udara naik. Temperatur udara naik hingga mencapai titik nyala bahan bakar (solar). Proses kompresi salah tugasnya, adalah menyediakan salah satu syarat untuk terjadinya proses pembakkaran, yaitu panas untuk menyalakan.Proses ketiga, adalah proses usaha. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar diinjeksikan atau dikabutkan ke dalam silinder. Dengan demikian kini di dalam silinder terdapat tiga unsur proses pembakaran, yaitu oksigen (dari udara), CH (dari bahan bakar), dan panas (yang mencapai titik nyala bahan bakar). Berkumpulnya ketiga unsur tersebut menyebabkan terjadinya proses pembakaran di dalam silinder, dan terjadi kenaikan temperatur dan tekanan. Tekanan hasil pemabakaran dikalikan dengan luas piston akan terjadi gaya (force) yang mendorong piston melakukan proses usaha dari TMA menuju TMB.Proses keempat, adalah proses buang. Seperti yang telah dijelas-kan sebelumnya, agar motor Diesel dapat mengahsilkan tenaga/daya secara terus-menerus, maka akan terjadi proses pengulangan siklus yang terus menerus juga. Untuk bisa mengulang siklus berikutnya, maka segala sesuatu yang ada di dalam silinder yang merupakan sisa dari siklus sebelumnya harus dikeluarkan dari dalam silinder, atau dibuang. Oleh karena itu, piston bergerak dari TMB ke TMA untuk mengeluarkan hasil pembakaran yang telah di pergunakan untuk menghasilkan daya. Materi ini sering disebut dengan gas buang, yang masih mengandung panas/kalor dan tekanan yang cukup tinggi. Untuk itu agar tidak menjadi materi pencemar udara, gas buang dikelola menggunakan exhaust system. Sehingga exhaust system bertugas untuk memproses gas buang layak untuk dibuang keudara luar. Proses pembuangan ini dimulai saat katup buang muali terbuka dan akan berakhir saat katup buang mulai tertutup.Berikut adalah siklus yang terjadi pada motor Diesel 2 Tak. Siklus motor tetap terdiri dari empat proses yaitu isap, kompresi, usaha, dan buang. Keempat proses tersebut pada motor Diesel 2 Tak diselesaikan dalam dua langkah piston atau satu putaran poros engkol. Untuk mendukung kerja motor Diesel 2 Tak dilengkapi dengan pompa bilas, yang dalam gambar berikut ini digunakan sebuah blower. Pompa bilas atau blower dipergunakan untuk memasukan udara kedalam silinder.
Gambar 2. Siklus Motor Diesel 2 Tak.Proses isap dan buang berlangsung pada waktu bersamaan, yaitu saat katup membuka saluran buang dan diikuti oleh terbukanya saluran masuk yang dibuka oleh piston yang bergerak ke TMB. Dengan terbukanya katup buang terlebih dahulu, maka gas buang telah mempunyai aliran kearah ke saluran buang. Kondisi ini diikuti oleh udara baru yang masuk kedalam silinder baik karena terbawa aliran gas buang dan karena tekanan dari pompa bilas. Proses pemasukan ini akan berlangsung terus, hingga saluran masuk tertutup oleh piston. Sementara proses pembuangan akan berakhir saat katup buang tertutup. Sehingga proses isap dimulai saat saluran masuk mulai terbuka oleh piston dan berakhir saat ditutup oleh piston. Sedangkan proses pembuangan diawali saat katup buang terbuka, dan diakhiri saat katup buang tertutup. Saat saluran masuk terbuka hingga katup buang tertutup disebut dengan proses pembilasan, yaitu penggantian isi ruang silinder dari gas buang oleh gaas baru. Lihat prosesnya seperti pada gambar 2 sebelah kiri.Proses Kompresi, dimulai saat saluran masuk & buang tertutup, dan piston bergerak dari TMB ke TMA. Piston memampatkan udara di dalam silinder, hingga naik tekanan dan temperaturnya. Pada akhir langkah kompresi temperatur udara mencapai titik nyala bahan bakar, sebagai salah satu perrsyaratan terjadinya proses pembakaran. Proses kompresi akan berlangsung hingga piston mencapai TMA. Lihat gambar 2 yang tengah.Proses usaha, diawali dari TMA hingga katup buang terbuka. Sebelum TMA bahan bakar diinjeksi/dikabutkan kedalam silinder. Dengan demikian di dalam silinder berkumpul tiga unsur terjadinya proses pembakaran, yaitu udara, bahan bakar, dan panas. Oleh karena itu terjadilah proses pembakaran di dalam silinder, yang menghasilkan panas untuk menaikan tekanan di dalam silinder. Tekanan hasil pembakaran inilah yang dikonversikan menjadi gaya yang mendorong piston melakukan langkah usaha. Langkah usaha akan berakhir saat katup buang mulai dibuka, dan di ikuti dengan proses pembuangan dan pemasukan seperti dijelaskan di atas. Lihat gambar 2 yang kanan.