Karakteristik Engine Diesel


karakteristik engine diesel

Mengenal lebih dalam Karakteristik Mesin Diesel, sebenarnya ini hanya tambahan sedikit saja. Yang kuliah jurusan otomotif biasanya sudah mengampuh materi ini, namun kita coba ulas lagi, supaya lebih paham. Mesin Diesel masih akan terus digunakan, karena lebih unggul dari mesin bensin, maupun motor listrik, dibeberapa sektor.

Mesin diesel menggunakan bahan bakar yang memerlukan perhatian khusus. Bahan bakar tersebut harus bisa terbakar dengan sendirinya ketika diinjeksikan ke dalam udara bertekanan tinggi.

Makin rendah titik nyala sendiri dari bahan bakar akan menghasilkan peningkatan kinerja pembakaran bahan bakar dan berarti meningkatkan kinerja mesin.

Untuk mengukur kemampuan bahan bakar menyala dengan sendirinya digunakan angka cetane. Rata-rata mesin diesel membutuhkan bahan bakar dengan bilangan cetane antara 40 hingga 45.

Bahan bakar Mesin Diesel di Indonesia ada beberapa yaitu, solar, Dexlite, Dex, Dan mungkin diluar Pertamina ada yang lain, disamping itu kerosine / minyak tanah juga lebih dekat dengan mesin diesel daripada mesin bensin.

Solar terdiri dari beberapa elemen:
 1. normal cetane (C16H34);
2. a-methylnapthalene (C16H7CH3).  ditambah unsur lain:
3. sulfur (belerang) 1% lebih besar daripada bensin;
4. unsur dasar lain sama dengan bensin.

Sifat utama solar, sebagai berikut:

1.   tidak berwarna atau berwarna kuning muda dan berbau;
2.   tidak mudah menguap pada temperatur normal, tidak seperti bensin yang mudah menguap;
3.   minimum mulai terbakar jika dekat api pada temperatur 40-1000℃;
4.   titik nyala sendiri (flash point) pada temperatur 3500℃;
5.   berat jenis kira-kira 0,82-0,86;
6.   kalori pada setiap kilogramnya sebesar  10.500 Kcal (10.500Kcal/kg).

 Angka Cetane

Pada motor bensin dikenal dengan istilah bilangan atau angka oktane, namun pada bahan bakar diesel digunakan istilah bilangan atau angka cetane. Cetane number atau bilangan cetane adalah sebuah angka yang menentukan titik bakar dari bahan bakar. Angka ini diperlukan sebagai batasan pemakaian bahan bakar terhadap mesin. Apabila angka cetane yang dipergunakan tidak sesuai dengan rancangan mesin, timbul masalah sebagai berikut.

1.  Jika terlalu tinggi, timbul efek panas yang berlebihan terhadap mesin sehingga komponen mesin cepat rusak.
2.  Jika terlalu rendah, mengakibatkan timbulnya gejala ngelitik/knocking, sehingga opasitas gas buang akan berlebihan karena pembakaran mesin tidak terjadi dengan sempurna. Asap gas buangan mesin menjadi hitam pekat.

Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder yang di dalamnya telah tersedia udara panas akibat kompresi. Hal tersebut mengakibatkan bahan bakar terbakar dan terjadilah pembakaran.


karakteristik mesin diesel


Sedangkan pada mesin bensin, out-put mesin bensin dikontrol oleh katup throtle dengan cara mengatur banyaknya campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder.
Untuk menentukan besarnya out-put mesin bensin tergantung dari tiga hal:
1. Perbandingan udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder.
2. Besarnya pengapian dan ketepatan waktu pengapian.
3. Besarnya kompresi .

Untuk menentukan besarnya out-put mesin diesel tergantung dari dua hal, sebagai berikut:
1. Besarnya tekanan kompresi.
2. Jumlah dan saat penginjeksian bahan bakar yang tepat.

Knocking/Detonasi

Pembakaran tertunda terjadi lebih panjang. Hal ini disebabkan terlalu banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan pada tahapan pembakaran tertunda, sehingga terlalu banyak bahan bakar yang terbakar pada tahapan kedua yang mengakibatkan tekanan dalam silinder meningkat drastis serta menghasilkan getaran dan suara. Inilah yang disebut diesel knock.

Untuk mencegah diesel knock/detonasi, harus dihindari terjadinya peningkatan tekanan secara mendadak dengan cara membuat campuran yang mudah terbakar pada temperatur rendah atau mengurangi jumlah bahan bakar yang diinjeksikan ketika tahapan penundaan penyalaan.

Metode khusus yang digunakan untuk menghilangkan gejala knocking pada mesin diesel, sebagai berikut:

1. menggunakan bahan bakar dengan angka cetane lebih tinggi;
2. menaikkan temperatur dan tekanan udara saat mulai injeksi;
3. mengurangi volume injeksi saat mulai menginjeksikan bahan bakar;
4. menaikkan temperatur ruang bakar, khususnya daerah dekat titik bahan bakar diinjeksikan.


Metode umum pencegahan knocking pada mesin, sebagai berikut:



Uraian


Mesin Diesel

Mesin Bensin
perbandingan kompresi
temperatur suplai udara
tekanan kompresi
temperatur silinder
titik nyala bahan bakar
saat tertunda pembakaran

dinaikkan
dinaikkan
dinaikkan
dinaikkan
diturunkan
diperpendek
diturunkan
diturunkan
diturunkan
diturunkan
dinaikkan
diperpanjang



Knocking/detonasi pada mesin diesel dan bensin sebenarnya terjadi dengan fenomena yang sama, yaitu disebabkan oleh peningkatan tekanan dalam ruang bakar yang sangat cepat sehingga bahan bakar/ campuran terbakar terlalu cepat.

 Perbedaan utamanya adalah knocking/detonasi pada diesel terjadi pada saat awal pembakaran, sedangkan pada mesin bensin knocking terjadi pada saat menjelang akhir pembakaran.


 karakteristik mesin diesel
karakteristik mesin diesel

Gas Buang Mesin Diesel

1. Partikulat

Gas buang mesin diesel sebagian besar berupa partikulat dan berada pada dua fase yang berbeda, namun saling menyatu, yaitu:

a.  fase padat, terdiri dari residu/kotoran, abu, bahan aditif, bahan korosif, keausan metal;
b.  fase cair, terdiri dari minyak pelumas tak terbakar.

Gas buang yang berbentuk cair akan meresap ke dalam fase padat, gas ini disebut partikel. Partikel-partikel tersebut berukuran mulai dari 100 mikron hingga kurang dari 0,01 mikron. Partikulat yang berukuran kurang dari 10 mikron memberikan dampak terhadap visibilitas udara karena partikulat tersebut akan memudarkan cahaya.

Berdasarkan ukurannya, partikel dikelompokkan menjadi tiga, sebagai berikut:

a.  0,01-10 mm disebut partikel  smog/kabut/asap;
b.  10-50 mm disebut dust/debu;
c.  50-100 mm disebut ash/abu.

Gambar 11 menunjukkan komposisi gas buangan mesin diesel secar umum diambil rata-rata dengan kindisi kerja mesin normal. Gas buang mesin diesel sangat banyak mengandung partikulat karena banyak dipengaruhi oleh faktor dari bahan bakar yang tidak bersih. Apabila dikelompokkan secara keseluruhan, gas buang mesin diesel memiliki komposisi seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.

karakteristik mesin diesel 


 Komposisi Gas Buang Diesel

 Faktor lain yang sangat dominan dalam memberikan sumbangan zat pencemar ke udara adalah faktor campuran udara kompresi dengan bahan bakar yang disemprotkan. Pencampuran yang tidak sebanding (terlalu banyak bahan bakar) menghasilkan gas buang yang mengandung partikulat berlebihan.  Grafik berikut ini menunjukkan di mana pada kondisi pencampuran yang sangat kaya (lambda mendekati nol), partikulat akan meningkat tajam. Sebaliknya, jika campuran sangat kurus, partikulat yang dihasilkan oleh mesin juga akan menurun dengan drastis.


karakteristik engine diesel

Grafik Hubungan Partikulat dengan Perbandingan H/C dalam Bahan Bakar

2. Pelumas Tidak terbakar
Komponen ini penyumbang terbesar dalam gas buang, sebesar 40% berasal dari minyak pelumas dalam silinder yang tidak terbakar selama proses pembakaran. Komponen ini menyumbangkan asap berwarna keputih-putihan. Semakin banyak minyak pelumas yang ikut dalam proses pembakaran, semakin banyak warna putih dalam gas buang.
Minyak pelumas yang tidak terbakar tersebut mengandung susunan karbon (C dan H).

3. Residu/Kotoran

Partikulat pada gas buang mesin diesel berasal dari partikel susunan bahan bakar yang masih berisikan kotoran kasar (abu, debu). Hal itu dikarenakan pemrosesan bahan bakarnya kurang baik.

Bahan bakar diesel di Indonesia banyak mengandung kotoran, misalnya solar.
Biasanya solar tidak berwarna atau bening, namun yang ada di sini pasti berwarna agak gelap. Ini menandakan adanya kotoran dalam bahan bakar.

Dengan demikian, pada saat terjadi pembakaran, kotoran tersebut terurai dari susunan partikel yang lain dan tidak terbakar. Semakin banyak residu dalam bahan bakar---dengan mesin secanggih apa pun---akan dihasilkan gas buang dengan kepulan asap hitam.

4. Sulfat
Sulfur pada bahan bakar yang berasal dari fosil berbentuk sulfur organik dan nonorganik. Pembakaran pada mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar fosil akan menghasilkan sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) dengan perbandingan 30:1. Berarti, sulfur dioksida merupakan bagian yang sangat dominan dalam gas buang diesel.

Sulfur dioksida yang ada di udara, jika bertemu dengan uap air akan membentuk susunan molekul asam. Jika hal ini dibiarkan, bisa terjadi hujan asam yang sangat merugikan.

 5. Lain-Lain
Gas buang diesel (8%) merupakan kumpulan dari bermacam-macam gas beracun, di antaranya CO, HC, CO2, dan NOx. Gas buang tersebut meskipun hanya dalam jumlah yang kecil (8%) tetap memberikan andil dalam pencemaran udara.

Gas beracun itu bisa dikurangi dengan membuat proses pembakaran di dalam mesin menjadi lebih sempurna. Caranya dengan meningkatkan kemampuan kompresi dan injeksi bahan bakar yang tepat waktu dan jumlah dengan bahan bakar yang lebih sesuai.

6. Bahan Bakar Tidak Terbakar

 Bahan bakar yang tidak terbakar setelah proses pembakaran ada 7% dari seluruh gas buang diesel. Bahan bakar yang tidak terbakar ini berupa karbon (C) yang terpisah dari HC akibat perengkahan selama terjadi pembakaran. Semakin banyak bahan bakar tidak terbakar yang keluar, semakin hitam warna asap gas buang yang dikeluarkan oleh mesin.

Kesimpulan:

Sisa pembakaran pada motor Diesel bervariasi, terbentuk saat bahan bakar diesel terbakar, hasil dari reaksi ini tergantung pada desain, output/tenaga dan beban motor.

Timah hitam pada bahan bakar terbakar seluruhnya terutama untuk mereduksi susunan racun emisi. Pembakaran tuntas ini di dukung oleh penyesuaian yang sangat teliti dari campuran udara dan bahan bakar, ketepatan yang absolut dalam proses injeksi, dan mengoptimalkan olakan/turbolensi campuran udara dan bahan bakar.
  
Ketika mesin dingin, unsur pokok gas buang  segera diketahui sebagai bahan non oksidan atau hanya sebagian oksida hidrokarbon yang bisa langsung terlihat dalam asap berwarna biru atau putih dan bau yang sangat kuat.
lawan virus corona
lawan virus corona Siaga Virus Corona

Berlangganan via Email