Mesin Diesel

Mesin diesel terdiri dari banyak komponen atau sistem, secara garis besar dapat kita bagi menjadi enam system. Keempat system tersebut antara lain : sistem aliran bahan bakar (flow of fuel system), sistem pelumasan (lumbrication system), sistem udara masuk dan buang, sistem pedinginan, sistem penggerak awal diesel (starting system), dan sistem pengaturan.

Sistem aliran bahan bakar (flow of fuel system)

Bahan bakar yang digunakan harus memenuhi syarat terjadinya pembakaran di ruang bakar. Bahan bakar harus mempunyai titik nyala (autoignition) sedikit lebih rendah dari temperature yang dihasilkan dari langkah kompresi. Hal ini dimaksudkan supaya bahan bakar dapat teroksidasi dengan baik, sehingga menghasilkan tenaga ekspansi yang besar. Sistem aliran bahan bakar ini dimulai dari storage tank penampung bahan bakar, kemudian dipompa tentunya sebelum masuk pompa harus difilter terlebih dahulu. Setelah itu bahan bakar akan masuk ke injection pump (pompa injeksi), untuk ditekan dengan besaran tekanan tertentu sehingga masuk ke injektor (injector). Injektor berfungsi sebagai atomizer (pengkabut) bahan bakar, yaitu mengubah bahan bakar menjadi butiran-butiran sangat kecil sehingga secara visual akan terlihat seperti kabut. Sehingga memudahkan bahan bakar meledak. Apa yang terjadi bila bahan bakar tidak mengkabut diruang bakar? Jika mesin diesel ini terdiri lebih dari satu silinder maka akan menyebabkan gas buang menjadi sangat panas, dikarenakan sebagian atau seluruh bahan bakar terbakar setelah masuk ke dalam ekshaus manifol (exhaust manifold).

Sistem pelumasan (lumbrication system)

Minyak pelumas atau oli merupakan komponen dalam sistem ini. Oli merupakan komponen utama yang sangat vital digunakan pada sistem yang bergerak. Fungsi utamanya adalah mengurangi gesekan yang terjadi pada komponen yang bergesekan dan juga mengurangi panas yang terjadi pada saat gesekan itu sendiri. Pada mesin diesel pelumasan diperlukan pada posisi bearing terutama main bearing dan crank pin bearing or big end bearing , pada gerakan rocker arm juga memerlukan pelumasan. Untuk memastikan komponen-komponen yang bergesekan terlumasi maka diperlukan pompa untuk mengalirkan oli ke seluruh permukaan yang bergesekan. Biasanya jenis pompa yang digunakan adalah pompa roda gigi (gear pump). Karena jenis ini merupakan pompa yang mempunyai hasil tekanan kerja yang tinggi serta aliran yang stabil. Tekanan yang dihasilkan dapat mencapai 3 bar lebih, tekanan yang cukup dipergunakan untuk membuat lapisan film oli terutama pada main bearing mesin diesel dengan ukuran sangat besar.

Sistem udara masuk dan buang

Sistem udara masuk dan buang terdiri dari filter udara masuk (air intake filter), turbocharger, intercooler, saluran udara masuk air intake manifold, katup isap dan katup buang (intake valve and exhaust valve), exhaust manifold, dan silincer atau knalpot. Fungsi dari filter udara masuk adalah menghalangi kotoran berupa debu dan partikel padat lainnya masuk ke sistem udara masuk dan buang. Untuk mesin-mesin kecil biasanya menggunakan cartridge sebagai filternya, sedangkan untuk mesin-mesin yang sangat besar biasanya dilengkapai dengan oil trap. Turbocharger adalah suatu komponen tambahan yang digunakan pada mesin-mesin diesel sedang hingga besar. Komponen ini sangat membantu meningkatkan performa dari mesin diesel. Terdiri dari dua sisi yaitu sisi blower (sisi isap) dan sisi turbin (sisi buang). Prinsip kerja dari turbocharger adalah pemanfaatan gas buang hasil pembakaran yang masih mempunyai sisa energi digunakan untuk tenaga pada sisi blower melalui turbin. Udara yang dihasilkan oleh blower mempunyai tekan yang  tinggi sehingga sangat meningkatkan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel itu sendiri. Intercooler berfungsi sebagai pemampat udara yand ditekan oleh blower sehingga lebih besar densitinya melalui proses pendinginan. Selain itu juga berfungsi untuk menurunkan temperatur udara masuk ruang bakar, sehingga temperatur hasil kompresi tidak sangat jauh lebih tinggi daripada temperatur titik nyala bahan bakar. Apa yang terjadi jika temperatur jauh lebih tinggi daripada titik nyala bahan bakarnya? Akan terjadi back pressure yang sangat besar, karena bahan bakar disemprotkan sesaat sebelum Top Dead Center (TDC). Sehingga akan mengurangi lifetime dari mesin diesel itu sendiri. Air intake manifold berfungsi sebagai stand bay area dari udara yang siap untuk dimasukkan ke ruang bakar. Katup isap dan katup buang merupakan piranti yang digunakan sebagai pengatur masuknya udara dan juga pengatur keluarnya gas buang hasil pembakaran. Katup isap mulai membuka pada sesaat sebelum TDC pada akhir langkah buang dan menutup pada sesaat setelah BDC pada awal langkah kompres. Katup buang mulai membuka pada sesaat sebelum BDC pada akhir langkah kompresi dan menutup pada sesaat setelah TDC pada awal langkah isap. Exhaust manifold berfungsi sebagai pengumpul gas hasil pembakaran yang akan disalurkan ke turbocharger sisi turbin. Setelah keluar turbin gas dibuang melalui silincer. Fungsi dari silincer adalah mengoptimalkan kerja turbin dan mengurangi getaran dan suara berisik dari mesin diesel.

Sistem pendinginan

Sistem yang digunakan oleh mesin diesel adalah sistem tertutup (close loop). Air merupakan media pendingin dari sistem ini. Tujuan dari sistem ini adalah mengurangi panas berlebih yang dihasilkan oleh kerja mesin diesel. Sehingga material komponen mesin diesel tidak terjadi overheating, penyebab komponen atau spare part tertentu menjadi rusak.Contoh  komponen yang memerlukan pendinginan yaitu silinder liner dan silinder head. Silinder liner merupakan komponen tempat terjadi gesekan antara silinder liner dengan piston. Gerakan translasi piston menyebabkan panas ditambah dengan panas hasil pembakaran menyebabkan silinder liner menjadi sangat panas. Untuk melindungi panas yang berlebih dilakukan pendinginan silinder liner pada sisi luar dari ruang bakar dengan cara mengalirkan air secara kontinyu. Silinder head memerlukan pendingin karena pada bagian bawahnya adalah ruang bakar dan juga tempat pertama keluarnya gas buang sebelum ke exhaust manifold. Dalam silinder head juga terdapat banyak komponen yang bergerak seperti gerakan rocker arm juga menambah panas yang terjadi sehingga sangat memerlukan pendinginan.

Starting system

Ada banyak cara yang digunakan sebagai penggerak awal mesin diesel. Mesin diesel memerlukan penggerak awal untuk membantu langkah kompres sehingga dapat memicu timbulnya tenaga awal dari mesin diesel. Cara yang paling banyak adalah dengan menggunakan motor dc sebagai penggerak awalnya. Tetapi untuk mesin diesel yang lebih besar dapat menggunakan motor bakar yang lebih kecil atau juga dapat menggunakan udara yang bertekanan atau air starting or pneumatic starting.

Sistem pengaturan

Sistem ini biasa digunakan untuk mesin diesel yang mengharuskan untuk bekerja pada putaran tetap misalnya pada PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Listrik). Alat yang digunakan biasa disebut dengan governor. Fungsi utama dari governor adalah mempertahankan putaran mesin diesel pada putaran sinkronnya, walaupun bebannya berubah-ubah.

Demikian semua sistem dari mesin diesel, mohon Anda dapat memberi kritik dan saran di blog ini. Terimakasih.