Sistem Bahan Bakar Disel

Motor Diesel

Penemu motor diesel adalah seorang ahli dari Jerman, bernama  Rudolf Diesel. Ia mendapat hak paten untuk mesin diesel pada tahun 1892, tetapi mesin diesel tersebut baru dapat dioperasikan dengan baik pada tahun 1897.

1. Cara pembentukan campuran 

Hanya udara saja yang dihisap dan dikompresi, bahan bakar dan udara dicampur didalam silinder

a. Cara penyalaan

Setelah udara dikompresi,bahan bakar disemprotkan kedalam ruang bakar sehingga terjadi pembakaran

b. Persyaratan

1) Tekanan  udara (kompresi) + 15 – 40 bar / 1,5 – 4,0 Mpa.(40 bar/ 40 kg/cm2  sehingga temperatur udara naik menjadi + 700 – 900C

2) Bahan bakar harus terkabut dengan halus,untuk mengabutkan bahan dengan

halus digunakan pompa injeksi (tekanan pompa injeksi + 1000 bar / 100 Mpa)

3) Bahan bakar yang mempunyai sifat-sifat sbb :

a) Mudah dinyalakan (nilai centan tinggi)

b) Bersih 

c) Bersifat melumasi (pompa injeksi)

2. Komponen sistem bahan bakar diesel

Nama Bagian  Bagian:

1. Tangki bahan bakar

2. Saringan kasa pada pompa pengalir

3. Advans saat penyemprotan

4. Saringan halus

5. Pompa injeksi

6. Governor

7. Nosel

8. Busi pemanas

Perbedaan mesin bensin dengan mesin diesel

Penggolongan motor diesel 

1) Cara penyemprotan dan pembentukan campuran

a) Injeksi langsung 

Bahan bakar disemprotkan langsung ke Ruang bakar utama Letak ruang bakar utama ada di antara piston & silinder head. Bagian atas piston dibuatkan ruang dengan desain khusus.

Bentuk ruang bakar jenis direct injection adalah sebagai berikut :

Keuntungan :

(1) efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena

bentuk ruang bakar yang sederhana, 

(2) start dapat mudah  dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan 

(3) cocok untuk mesinmesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.

 dan daya tinggi

Kerugian :

(1) memerlukan kualitas bahan bakar yang baik, 

(2) memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi, 

(3) sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan 

(4) dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi. 

b) injeksi tak langsung (in direct injection)

Dalam ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama

Jenis ruang Bakar type in direct injection

Keuntungan ruang bakar pusar/swirl chamber adalah: 

(1) dapat menghasilkan putaran tinggi, karena turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi, 

(2) Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan (3)putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil. 

Kerugian ruang bakar pusar adalah: 

(1) konstruksi kepala silinder rumit, 

(2) efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, 

(3) penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang bakar sangat luas, dan 

(4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah. 

Keuntungan ruang bakar air cell adalah: 

(1) mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran terjadi secara berangsur-angsur, 

(2) tidak memerlukan pemanas, 

(3)gangguan nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin.

Kerugian ruang bakar air cell adalah: 

(1) saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin, 

(2) suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut sangat panjang, dan 

(3) bahan bakar boros.

Sistem Injeksi Bahan Bakar Mesin Diesel

Sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel merupakan  sistem paling penting di antara sistem-ssitem yang lain. Dengan sistem injeksi bahan bakar yang baik dan tepat akan menghasilkan tenaga mesin yang optimal. Sebaliknya sistem injeksi bahan bakar yang kurang baik dan kurang tepat dapat menyebabkan tenaga mesin diesel kurang optimal, bahkan mungkin saja mesin diesel tidak dapat dijalankan sama sekali. Banyak orang yang menyatakan bahwa sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel merupakan jantung hidup matinya mesin.

Berdasarkan pengertian sistem injeksi bahan bakar pada mesin diesel di atas, maka fungsi sistem injeksi bahan bakar mesin diesel yaitu:

     a)  Menyimpan bahan bakar

     b)  Menyaring bahan bakar

     c)  Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang

          bakar silinder mesin

     d)  Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder 

          mesin

     e)  Memajukan saat penginjeksian bahan bakar

     f) Mengatur kecepatan mesin sesuai dengan bebannya  melalui pengaturan           penyaluran bahan bakar

     g)  Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki  

          bahan bakar. 

Sistem injeksi bahan bakar mesin diesel dapat dibedakan menjadi 2 (dua) cara yaitu: 

a) Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris 

b) Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor

Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris

Sistem injeksi bahan bakar yang menggunakan pompa injeksi sebaris dapat dilihat pada gambar 8, yaitu dengan pompa injeksi Bosch.

Pada sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi  sebaris seperti di atas, terdiri dari empat elemen pompa yang melayani empat buah silinder. Dengan demikian tiap silinder mesin diesel akan dilayani oleh satu elemen pompa secara

individual. 

Sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi Distributor

Pada sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi distributor, pompa injeksinya hanya memiliki satu buah  elemen pompa. Dengan demikian satu elemen pompa akan melayani empat buah silinder mesin diesel melalui saluran

distribusi pada pompa.

Komponen sistem injeksi bahan bakar disel

a) Tangki bahan bakar (fuel tank)

        Tangki bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan bakar. Tangki bahan bakar dibuat dengan berbagai ukuran dan tiap ukuran serta bentuk tangki tersebut dirancang untuk maksud persyaratan tertentu.

        Kapasitas tangki tangki harus cukup untuk suatu jarak tempuh tertentu atau cukup untuk digunakan dalam jangka waktu tertentu. Bentuk dan ukuran tangki tergantung pada ketersediaan tempat (space) serta kapasitas yang dikehendaki. Misalnya untuk ruang mesin yang panjang atau pendek, berbentuk bulat atau persegi.

        Tangki bahan bakar harus tertutup untuk mencegahmasuknya kotoran, namun demikian harus mempunyai lubang pernafasan (ventilation) dan untuk lubang pengisian bahan bakar sebagai pengganti bahan bakar yang telah dipakai. Dengan demikian paling tidak harus ada tiga buah lubang, yaitu untuk mengisi, mengalirkan keluar dan lubang untuk mengeringkan (draining). Kadangkala  terdapat lubang untuk  saluran kebocoran bahan bakar (fuel overflow/fuel leak-off).

b). Saringan bahan bakar

Penyaringan bahan bakar mesin diesel sangat penting karena bahan bakar diesel cenderung tidak bersih baik dari kotoran partikel atau dari air, sedangkan elemen pompa injeksi daninjector dibuat presisi. Untuk memisahkan air dari bahan bakar digunakan juga water sedimenter yang bekerja atas sifat gravitasi air sendiri yang lebih besar daripada bahan bakarnya. Bila air sampai masuk ke dalam elemen pompa maka dapat menyebabkan kerusakan pada elemen pompa karena korosi dan pengabutan menjadi terganggu.

c) Pompa pemindah bahan bakar (fuel transfer pump)

Pompa pemindah bahan bakar ini berfungsi untuk mengisap bahan bakar dari tangki dan menekan bakar melalui saringan bahan bakar ke ruang pompa injeksi. Pompa ini dinamakan juga pompa pemberi (feed pump) atau pompa

pencatu bahan bahan bakar (fuel supply pump) atau priming pump.

         Pompa pemindah bahan bakar untuk sistem injeksi bahan bakar dengan pompa injeksi sebaris dapat dilihat pada gambar.

Pompa pemindah untuk pompa injeksi sebaris adalah model pompa kerja tunggal (sigle acting) dipasang pada sisi pompa injeksi dan digerakkan oleh poros nok pompa injeksi. Pompa pemindah ini dilengkapi dengan pompa tangan untuk membuang udara yang terdapat pada aliran bahan bakar sebelum mesin dihidupkan. Bahan bakar di dalam pompa injeksi selamanya harus cukup,  untuk itu perlu pengiriman bahan bakar ke pompa injeksi dengan tekanan tertentu. Bila tekanan rendah di bawah spesifikasi, elemen pompa tidak mampu memberikan bahan bakar yang cukup pada kecepatan tinggi. Oleh karena itu,

tekanan pengisian harus di atas 1,8–2,2 kg/cm(2,56–3,11psi)

d) Pompa injeksi bahan bakar (fuel injection pump)

Pompa injeksi bahan bakar berfungsi untuk menekan bahan bakar dengan tekanan yang cukup melalui kerja elemen pompa. Seperti telah diuraikan di atas bahwa pompa injeksi bahan bakar berupa pompa injeksi sebaris dan pompa injeksi distributor (sudah dijelaskan sebelumnya)

e) Injektor Bahan bakar (fuel injector) 

Injektor bahan bakar kadangkala disebut juga dengan pengabut atau ada yang menyebut dengan nosel (nozzle). Disebut injector karena tugas dari komponen ini adalah menginjeksi,  dan disebut pengabut karena bahan bakar keluar dari komponen ini dalam bentuk kabut, sedangkan disebut nosel karena ujung komponen ini luas penampangnya makin mengecil.  

Secara garis besar nosel injeksi dapat diklasifikasikan ke dalam 2 tipe yaitu:

(1) tipe lubang (hole type), dan 

(2) tipe pin (pin type)     

Tipe lubang terdapat dalam 2 jenis yaitu: (a) lubang satu (single hole type) dan, dan (b) lubang banyak (multiple hole type).

Tipe pin terdapat dalam 2 jenis yaitu: (a) tipe throttle (throttle type), dan (b) tipe pintle (pintle type). Lihat gambar.

Tipe nosel injeksi sangat menentukan bagi proses  pembakaran dan bentuk ruang bakar. Tipe lubang banyak pada umumnya digunakan untuk mesin diesel dengan injeksi langsung (direct injection), sedangkan tipe pin pada umumnya digunakan untuk mesin diesel yang mempunyai ruang bakar muka (precombustion chamber) dan ruang bakar pusar (swirl chamber). Kebanyakan nosel injeksi model pin adalah yang berjenis throttle yang pada saat permulaan injeksi jumlah bahan bakar yang ditekan ke dalam ruang bakar muka hanya sedikit, tetapi pada akhir injeksi jumlah bahan bakar  semakin banyak.  Kerja nosel injeksi tipe pin dapat dilihat pada gambar 

Nosel injeksi ditempatkan pada mesin diesel dengan pemegang nosel (nozzle holder) yang dapat menentukan jumlah bahan bakar dan mengatur tekanan injeksi. Pada gambar ditunjukkan konstruksi nosel injeksi. Jarum nosel ditahan oleh pena tekanan (pressure pin) dan pegas tekan (pressure spring) yang dapat diatur oleh sekrup penyetel (adjusting screw) sehingga membukanya nosel injeksi dapat diatur.