Pada tahun 1862, Nickolaus Otto mengembangkan penelitiannya untuk merakit sebuah mesin pembakaran dalam. Atas penemuannya ini, selanjutnya mesin dengan spark ignition tersebut dinamakan mesin otto.
Sebagai evolusi dan pengembangan tekhnologi, pada tahun 1892 Rudolph Diesel membuat mesin dengan compression ignition. Mesin yang diciptakannya tersebut selanjutnya dikenal dengan mengabadikan namanya, mesin diesel.
Pada tahub 1897, pengembangan mesin diesel selanjutnya dilakukan perakitan di Augsburg Maschinenfabrik (yang sekarang menjadi bagian dari MAN B&W group) in 1897. Mesin diesel dengan silinder tunggal yang menghasilkan temaga 20hp pada putaran 172 rpm. Saat itu mesin dioperasikan dengan efisiensi 26.2%. Pada tahun 1912, kapal laut ocean going pertama dioperasikan menggunakan mesin diesel 4 langkah dengan susunan 8 silinder.
Mesin diesel merupakan salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang sering digunakan dimasyarakat. Berdasarkan cara kerja / langlah toraknya, mesin dibedakan menjadi dua jenis yaitu, mesin dua langkah (dua tak) dan mesin empat langkah (empat tak).
Proses terjadinya pembakaran dalam silinder, KLIK DISINI!
Pengertian mesin dua langkah adalah mesin dengan dua kali langkah piston pada satu kali putaran poros engkol menghasilkan satu kali usaha sebagai satu siklus yang sempurna. Dua langkah piston yang dimaksud adalah,
1. Langkah kompresi (compression).
Kondisi katup buang dalam keadaan tertutup. Piston bergerak naik menuju titik mati atas (top dead center /TDC) akan mengkompresikan udara yang telah masuk dalam ruang bakar.
2. Langkah pembakaran (combustion).
Saat katup buang masih tertutup, pada akhir langkah kompresi bahan bakar dikabutkan oleh fuel inject valve.
3. Langkah usaha (expansion).
Pembakaran dalam ruang bakar akan menghasilkan ledakan yang akan memberikan gaya dorong terhadap piston untuk bergerak menuju titik mati bawah (bottom dead center /BDC) serta menggerakkan poros engkol.
4. Langkah buang (exhaust)
Katup buang mulai terbuka dan pada saat yang sama piston bergerak menuju titik mati atas (top dead center / TDC). Pergerakan piston ini akan mendorong gas buang sisa pembakaran keluar melalui katup buang.
5. Langkah Pembilasan (scavange)
Katup buang masih dalam kondisi terbuka. Pada saat yang sama saluran udara bilas terbuka dan memungkinkan udara bilas masuk kedalam ruang bakar. Udara bilas akan membantu mendorong gas buang untuk keluar melalui katup buang. Masuknya udara bilas kedalam ruang bakar juga dimaksudkan untuk melakukan pembilasan atas gas buang sisa pembakarsn yang ada dalam ruang bakar. Masukknya udara bilas dalam ruang bakar akan berlanjut menjadi langkah kompresi setelah katup buang tertutup sebagai indikasi berakhirnya langkah pembilasan.
Sebagai detail kerja mesin diesel dua langkah, berikut ini adalah gambar diagram engkol setiap langkahnya.
Diagram detajat engkol mesin dua langkah (foto by: dokumentasi pribadi penulis_Marine Diesel Co Uk)
Pengertian mesin empat langkah adalah empat kali langkah piston pada dua kali putaran poros engkol menghasilkan satu kali usaha sebagai satu siklus yang sempurna.
Empat langkah piston yang dimaksud adalah,
1. Langkah isap (suction stroke)
Sebagai langkah awal dimulainya suatu proses saat dimana poros engkol berputar dan menggerakkan piston dari titik mati atas (top dead center / TDC) menuju titik mati bawah (bottom dead center / BCD). Pada saat yang sama katup isap (suction valve) terbuka dan katup buang (exhaust valve) tertutup. Kondisi vakum (efek pergerakan piston) dalam ruang bakar akan memungkinkan udara masuk kedalam ruang bakar melalui katup isap yang terbuka.
2. Langkah kompresi (compression stroke)
Poros engkol berputar menggerakkan piston dari titik mati bawah (bottom dead center / BDC) menuju titik mati atas (top dead center /TDC). Katup isap dan buang sama - sama dalam kondisi tertutup. Udara yang dikompresikan dalam ruang bakar oleh pergerakan piston akan mengalami pengurangan volume, namun dalam saat yang sama akan mengalami peningkatkan temperatur menjadi semakin panas.
3. Langkah usaha (expansion stroke)
Meningkatnya temperatur udara yang dikompresikan dalam ruang bakar, pada timming yang tepat maka bahan bakar akan dikabutkan oleh fuel inject valve kedalam ruang bakar. Bahan bakar yang dikabutkan, udara dan temperatur panas saat langkah kompresi menjadi rangkaian yang utuh membentuk "segitiga api" yang memicu terjadinya pembakaran dalam ruang bakar. Ledakan pembakaran akan menghasilkan tenaga yang akan mendorong piston bergerak dari titik mati atas menuju titik mati bawah. Kondisi yang demikian gaya dorong aksial pada piston akan dibubah menjadi gaya putar radial pada poros engkol melalui connecting rod.
4. Langkah Buang (exhaust stroke)
Pada langkah ini, katup buang terbuka dan katup isap kondisi tertutup. Gaya putar radial poros engkol mengherakkan piston untuk bergerak dari titik mati bawah (bottom dead center / BDC) menuju titik mati atas (top dead center /TDC). Pergerakan piston akan memberikan gaya dorong atas gas buang sisa pembakaran untuk keluar melalui katup buang.
Empat langkah tersebut diatas menjadi rangkaian yang sempurna atas kinerja mesin diesel empat langkah dalam menghasilkan tenaga.
Diagram derajat engkol mesin empat langkah (foto by: dokumentasi pribadi penulis_Pounder's Marine Diesel Engine 8th edition)
0 komentar:
Posting Komentar