KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat, hidayah
serta inayah-Nya kepada kita semua terkhusus kepada kami sebagai penyusun,
sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah tepat waktu sesuai
dengan yang diamanatkan oleh dosen mata kuliah Termodinamika.
Sholawat dan salam semoga senantiasa tetap tercurahkan kepada Nabi
Muhammad SAW. Nabi rahmatan lil’alamin yang kita harapkan syafa’at beliau
kelak fi yaumil qiyamah, Amin.
Dan tak lupa kami mengucapkan terimakasih yang tulus kepada Bapak
Widodo sebagai dosen pengampu mata kuliah Termodinamika kami, serta rekan-
rekan yang telah memberikan dorongan dan bantuan hingga makalah ini dapat
terselesaikan.
Makalah yang berisikan Prinsip dan Cara Kerja Mesin Diesel.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih
banyak kekurangan, kesalahan dan jauh dari sempurna. Karena itu, penyusun
mengharap kritik dan saran dari para pembaca sebagai acuan dimasa mendatang.
Akhirnya penyusun berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi
kita semua, baik untuk penyusun pada khususnya dan para pembaca pada
umumnya.
Penyusun
i
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
KATA PENGANTAR...................................................................................... ii
DAFTAR ISI.................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah.............................................................. 1
B. Rumusan Masalah....................................................................... 1
C. Ruang Lingkup pembahasan....................................................... 1
D. Tujuan Penulisan......................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN
A. Tinjauan Pustaka......................................................................... 3
B. Pembahasan................................................................................. 4
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan.................................................................................. 10
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 11
ii
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG MASALAH
Sekalipun mesin diesel memiliki kekurangan dalam hal kebisingan dibandingkan mesin bensin. Mesin diesel menjadi pilihan banyak pengguna motor bakar untuk kendaraannya karena keunggulan effisiensi bahan bakar. Sebagai efek dari semakin ketatnya peraturan terhadap pencemaran lingkungan hidup, mesin diesel menjadi salah satu pilihan dalam pemakaian sistem internal-combustion engine. Internal-combustion engine ini kita temui dalam sistem mobil, kapal, alat pembangkit listrik portable, bus, traktor dsb. Salah satu keunggulan mesin diesel adalah sistem pembakarannya menggunakan Compression-ignition ( pembakaran-tekan), yang tidak memerlukan busi.
B. RUMUSAN MASALAH
Megingat kompleksnya masalah anak jalanan berdasarkan latar belakang yang telah
dipaparkan di atas, timbul suatu rumusan masalah agar dapat di bahas lebih terarah dalam
penyusunan makalah ini. adapun rumusan masalah sebagai berikut :
1. Apakah mesin Diesel itu?
2. Bagaimanakah prinsip kerja mesin Diesel itu ?
3. Bagaimana cara kerja mesin Diesel dan bagaimana aplikasinya dalam kehidupan sehari-
hari ?
C. RUANG LINGKKUP PEMBAHASAN
Ruang lingkup pembahasan ini menjelaskan tentang bagi mana mesin Diesel itu
diciptakan,prinsip kerja dan cara kerja mesin diesel itu sendiri. Serta pengaplikasian mesin
Diesel dalam kehidupan sehari-hari.
D. TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui apa itu mesin Diesel
2. Mengetahui baaimana prinsip kerja dari mesin Diesel.
3. Mengetahui cara kerja dan aplikasi mesin Diesel.
3
BAB II
PEMBAHASAN
A. TINJAUAN PUSTAKA
1. Sejarah Mesin Diesel
Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah
mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang
dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).
Seorang penemu / peneliti bernama street melakukan penelitiannya,.
Perkembangan motor pembakaran dalam(ICE) pada tahun 1794. hasil dari perkembangan
tersebut adalah motor diesel sekarang. Selanjutnya dikembangkan oleh seorang insinyur
muda berkewarganegaraan perancis yang bernama Sadi Carnot pada tahun 1824.
Idenya dijadikan dasar dalam perkmbangan motor diesel. Dia menyatakan bahwa
udara murni yang dimampatkan tersebut dengan perbandingan 15:1 akan menghasilkan
udara yang panas untuk menyalakan kayu kering. Udara yang digunakan untuuk
pembakaran motor hendaknya dikompresikan dengan perbandingan yang besar sebelum
dinyalakan. Dia juga menyatakan bahwa dinding silinder hendaknya didinginkan, karena
panas dari dari pembakaran akan mempengaruhi kinerja motor.
Pada tahun 1876 Dr. Nickolas Otto mebuat konstruksi motor pembakaran dalam 4
langkah yang menggunakan bahan bakar bensin menggunakan penyalaan api. Pada tahun
1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan german yang bernama Dr. Rudolf
Diesel berhasil membuat motor penyalaan kompresi menggunakann bahan bakar serbuk
batu bara menggunakan prinsip penyalan bahan bakar dan udara.
Dengan perkembangan sistem pompa injeksi bahan bakar yang benar-benar dapat
disebut “mini” oleh seorang penemu yang berkewarganegaraan german bernama Robert
Bosch pada tahun 1927 membebaskan motor diesel dari masalah memakan tempat.
Sistem injeksi pompa Robert Bosch yang ukurannya mini dari karburator, beratnya
ringan dan governer yang menyatu (built-in) sehingga tidak ada lagi sistem pengabutan
udara yang banyak makan tempat untuk kompresor,pipa-pipa dan pengontrol klep.
Pompa injeksi motor diesel dapat diatur sesuai pembebanan, sedangkan kondisi
kecepatan motor dapat atau lebih baik dari karburator motor bensin.
4
Dengan perkembangan pompa rotari yang lebih kecil penampilannya juga
bobotnya yang lebih ringan yang dikembangkan
oleh Vernon Rosa pada tahun 1950-an. Motor
diesel akhirnya memasuki perkembangan
pemakaian dan pemasaran yang lebih luas.
Perkembangan lain dari motor diesel adalah dengan
penambahan sebuah turbocarjer yaitu alat untuk
memasukkan (memompakan) udara kedalam
saluran masuk (intakemanifold). Pompa turbocarjer ini
digerakkan oleh gas buang yang kedalam
turbocarjer tersebut. Dengan adanya turbocarjer ini maka akan menurunkan asap gas
buang. Akhirnya motor diesel seperti ini keadaanya sekarang menjadi motor yang benar-
benar efisien, ringan dan bebas polusi udara.
Mesin diesel pertama
5
B. PEMBAHASAN
1. Prinsip Kerja Mesin Diesel
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran
dalam (internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja).
Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi
kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar)
dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada mesin Diesel
terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi
torak hingga mencapai temperatur nyala.
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak
yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat
bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak
rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga
diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Motor diesel
pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat
kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan
bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine
6
2. Cara Kerja dan Aplikasi Mesin Diesel
Sebelum dijelaskan cara kerja dari mesin diesel, terlebih dahulu akan dijelaskan
cara pemasokan bahan bakar pada mesin diesel.
DIESEL COMMON RAIL VS DIESEL KONVENSIONAL
Perbedaan antara mesin diesel modern, common rail dengan konvensional adalah
cara memasok bahan bakarnya. Terutama, komponen yang berada antara pompa injeksi
dan injektor. Ada dua komponen utama di sini, yaitu pompa injeksi atau mekanik awam
menyebutnya Bosch pump dan injektor.
Skema sistem bahan bakar Diesel Konvensional
7
Skema bahan bakar Diesel Common Rail
Cara kerja common rail layaknya seperti konsep hidup bersama. Dalam hal ini,
semua injektor yang bertugas memasok solar langsung ke dalam mesin, menggunakan
satu wadah atau rel yang sama dari Pompa Injector. Caranya sama dengan yang
digunakan pada sistem injeksi bensin. Sedangkan mesin diesel konvensional, setiap
injektor memiliki pasokan solar sendiri-sendiri langsung dari pompa injeksi. (perhatikan
skema)
Tekanan bahan bakar dalam rel sangat tinggi. Sekarang, yaitu common rail
generasi ke-3, tekananya sudah mencapai 1800 bar. Kalau dikonversi ke PSI yang masih
digunakan sekarang menjadi 26.100 PSI. Bandingkan dengan tekanan ban 30 PSI. Atau
tabung elpiji 25 bar dan CNG 200 bar. Dengan tekanan setinggi tersebut, pengabutan
yang dihasilkan tentu saja semakin bagus. Pembakaran yang dihasil menjadi lebih dan
kerja mesin makin efisien. That's Why mesin Diesel Common Rail Direct Injection
macem Ford Ranger/Nissan Navara/Chevrolet Captiva VCDI lebih terlihat minim asap
hitam ketimbang mesin Diesel Jadul
Sesuai dengan perkembangan mesin Diesel, Para ahli mngembangkan sistem yang
paling mutakhir pada mesin Diesel yakni yang dikenal dengan CRDI (Common Rail
Direct Injection) teknologi ini telah digunakan oleh Chevrolet Captiva Diesel
CRDI/VCDI dengan kapasitas mesin 2000cc 16 katup segaris memuntahkan tenaga 150
8
Daya Kuda pada kitiran 4000 Rpm dengan torsi max 320 Nm pada kitiran 2000 Rpm
Wow! fantastis! tenaga besar namun efisien.
I. Cara Kerja Mesin Diesel
Terdapat dua jenis mesin diesel dalam proses pembakarannya yaitu mesin diesel
2 langkah dan mesin diesel 4 langkah.
Mesin Diesel 2 Langkah
Mesin diesel dua langkah atau dikenal juga dengan dua tak sangat dipengaruhi
oleh proses pertukaran gas di dalam silinder yang disebut juga proses pembilasan
(scavenging). Prose pembilasan adalah proses pembersihan silinder dari gas buang dan
menggantikannya dengan udara pada mesin diesel atau campuran udara-bahan bakar pada
mesin bensin. Mesin dua langkah mempunyai siklus hanya dalam dua gerakan piston
(TMB-TMA-TMB) atau dalam satu putaran poros engkol (crankshaft). Langkah isap dan
langkah buang terjadi pada saat yang hampir bersamaan, yaitu ketika piston berada di
sekitar TMB. Proses pemasukan udara atau campuran udara-bahan bakar segar ke dalam
silinder tidak dilakukan oleh gerakan isap piston seperti pada mesin 4-langkah, tetapi bisa
melalui mekanisme di ruang engkol atau dengan bantuan blower atau compressor pada
sistem yang terpisah. Selanjutnya gas buang didesak keluar silinder oleh udara atau
campuran udara-bahan bakar yang bertekanan. Tentunya sebagian udara atau campuran
udara-bahan bakar segar ada yang ikut keluar bersama gas buang, inilah sebabnya
mengapa mesin 2-langkah lebih boros dibanding mesin 4-langkah, khususnya untuk
mesin bensin. Pada mesin diesel hanya udara saja yang digunakan untuk melakukan
pembilasan, sehingga hanya ada kerugian daya pembilasan. Sebaliknya secara teoritis
mesin 2-langkah bisa menghasilkan daya dua kali mesin 4-langkah untuk putaran,
ukuran, serta kondisi operasi yang sama, karena mesin 2-langkah bekerja dengan siklus
dua kali mesin 4-langkah. Berdasarkan hal di atas mesin 2-langkah lebih menguntungkan
dipakai pada mesin diesel ukuran besar atau pada mesin bensin ukuran kecil.
9
Mesin diesel 4 langkah
Mesin diesel empat langkah yang biasa disebut empat langkah ini prinsip kerjanya
adalah: udara murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake manifold)
lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya naik. Pada akhir
langkah kompresi bahan bakar mesin diesel diinjeksikan ke dalam silinder melalui nozzle
dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya penyalaan dalam ruang bakar
dan menghasilkan ledakan yang akan mendorong piston. Gerak translasi piston yang
dihasilkan oleh ledakan tadi adalah sebuah gaya yang akan diteruskan ke poros engkol
untuk dirubah menjadi gerak rotasi. Gerak rotasi poros engkol yang terhubung dengan fly
wheel mengakibatkan piston terdorong kembali untuk menekan gas sisa pembakaran ke
luar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold). Empat tahapan itu adalah sebagai
berikut ; langkah mengisap (intake stroke); langkah kompresi (compression stroke);
langkah menghasilkan tenaga (power stroke); dan langkah pembuangan (exhaust stroke).
keempat langkah ini berlangsung secara cepat dan terus menerus, sehingga menghasilkan
siklus kerja mesin.
10
3. Aplikasi mesin diesel pada kehidupan sehari-hari
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa mesin diesel adalah mesin yang
mengubah kimia menadi energi melalui pembakaran. Energi yang dihasilkan dapat
dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini akan dijelaskan salah satu
pemanfaatan energi mesin diesel.
Mesin genset
Mesin ini berfungsi sebagai penghasil listrik saat terjadi pemadaman mendadak. Prinsip
dasar kerja mesin ini yaitu saat bekerja mesin diesel yang ada pada genset memutar
generator yang ada pada genset tersebut. Hasil dari pemutaran tersebut menghasilkan energy
listrik. Kemudian energy listrik yang dihasilkan diatur keluaran atau outputnya agar stabil
saat dipakai.
Berikut ini akan dijelaskan bagaimana cara kerja mesin genset : Genset (Generating Set
Supply) bekerja 10 detik ketika listrik padam, 10 detik sesudahnya tenaga listrik diswitch ke
genset, saat itu lampu bisa nyala kembali. Cara kerja generator genset yang memberikan
supply listrik setelah 20 detik ini ditopang oleh AVR (Automatic Voltage Regulator).
Di dalam AVR, ada Mutual Reactor (MT) yaitu semacam trafo jenis CT (Current
Transformer) yang menghasilkan arus listrik berdasarkan besaran arus beban yang
melaluinya (secara rangkaian seri). Arus listrik yang dihasilkan ini digunakan untuk
11
memperkuat medan magnet pada belitan rotor. Sehingga untuk beban yang besar, arus yang
dihasilkan juga besar (rumus: V=IxR, dimana Vp/Vs=Ip/Vp dan P=IxV).
Namun untuk menjaga kestabilan AVR tidak hanya dengan AVR saja, genset juga
dilengkapi System Governor untuk menjaga kestabilan RPM (Rotation Power
Momentum)nya sehingga bisa dihasilkan frekuensi putaran yang stabil pada saat ada atau
tidak ada beban, hal ini bisa dilakukan dengan mengatur supply BBM (biasanya solar) pada
generatorgenset.
Lalu bagaimana ketika listrik nyala? Sebuah switch (biasanya ATS-Automatic Transfer
Switch) otomatis mengalihkan power supply dari genset ke PLN. Ini dilakukan tanpa
memadamkan lampu sama sekali, sehingga tidak mengganggu kenyamanan konsumen.
Dalam 5 detik genset akan mati secara otomatis.
Aplikasi lain yang menggunakan mesin diesel yaitu kendaraan bermotor seperti bus,
mobil serta alat transportasi lainnya. Mesin dieseil juga dipakai untuk pembangkit listrik
yang menghsilkan tegangan dalam jumlah besar
12
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
1. Mesin diesel merupakan mesin yang mengubah energy kimia menjadi energi atau usaha.
Mesin ini diciptahan oleh Dr. Rudolf Diesel pada tahun 1892, hingga sekarang mesin ini
dikenal sebagai mesin diesel
2. Prinsip kerja mesin diesel yaitu mencampurkan bahan bakar dengan udara yang
dimampatkan sehingga suhu dan tekanannya menjadi tinggi. Karena tekanan yang tinggi
tersebut akan mencapai titik bakar bahan bakar yang dibakar. Hasil dari ledakan tersebut
akan menggerakan piston untuk mengubahnya menjadi usaha.
3. Mesin diesel pada injeksi bahan bakarnya dibagi menjadi dua buah yaitu konvensional
dan cammon rail. Pada system yang konvesional bahan bakarnya diinjeksikan sendiri-
sendiri ke ruang bahan bakar, sedangkan pada common rail bahan bakarnya diinjeksikan
secara bersama-sama.
4. Mesin diesel pada sistem pembakarannya dibagi menjadi dua yaitu mesin diesel dua
langkah dan mesin diesel empat langkah. Pada mesin diesel dua langkah menghasilkan
energi atau usaha dalam dua langkah, sedangkan pada mesin diesel empat langkah
menghasilkan energi dalam empat langkah.
5. Aplikasi yang dapat digunakan pada mesin diesel yaitu sebagai pembakit listrik alat
trasnportasi, dan sebagainya.
13
DAFTAR PUSTAKA
Sulistyonoh,Joko .2011. Mesin Diesel. (http://gudangilmu.org/feed/ diunduh pada 24 Mei 2011)
W, Priyo. 2011. Mesin Diesel 2 Tak. (http://www.blogger.com/ diunduh pada 24 Mei
2011)
2011. Rudolf Diesel. (http://id.wikipedia.org/wiki/Rudolf_diesel diunduh pada 24 Mei 2011)
Suwitohadi ,Didik. 2011. Penemu Mesin Diesel
( http://randaka.wordpress.com/2011/02/07/rudolf-diesel-penemu-mesin-diesel/ diunduh
pada 24 Mei 2011)
14
Top Related