Ndeleng Njobo

Loading...

ngolak-ngalik data

Memuat...

Selasa, 19 Mei 2009

Materi kuliah semester 4

Klasifikasi Mesin Diesel


Motor diesel (sering pula disebut “compression ignition engine“) dapat diklasifikasikan berdasarkan susunan silinder, siklus kerja, sistem pendinginan, pengoperasian injektor, pemasukan udara dan bahan bakar.

Berdasarkan pengaturan susunan silinder mesin diesel dapat dikategorikan sbg:
a. susunan segaris vertikal
b. susunan segaris horisontal
c. susunan bentuk V
d. susunan bentuk W
e. susunan radial
f. susunan berhadapan

Berdasarkan siklus kerja mesin diesel dapat dikategorikan sbg:
a. motor diesel 4 langkah
b. motor diesel 2 langkah

Berdasarkan sistem pendinginan mesin diesel dapat dikategorikan sbg:
a. pendinginan udara
b. pendinginan air

Berdasarkan sistem injektor mesin diesel dapat dikategorikan sbg:
a. indirect injection
b. direct injection

Berdasarkan pemasukan udara dan bahan bakar mesin diesel dapat dikategorikan sbg:
a. airless injection engine (solid injection)
b. air injection engine

Penjelasan tentang klasifikasi di atas, akan dibahas lebih detail dalam artikel yang lain.


















b. Langkah Ekspansi dan Buang
Langkah ekspansi dan buang dimulai setelah terjadinya tekanan maksimum di dalam silinder akibat terbakarnya campuran bahan bakar dengan udara.



Dan setelah terjadi tekanan maksimum dalam silinder piston akan terdorong menuju TMB dan katup buang mulai terbuka dan gas hasil pembakaran akan terdorong keluar akibat tekanan dalam silinder lebih besar dari pada tekanan udara luar dan juga akibat terdesak oleh udara segar yang dimasukkan dengan paksa melalui lubang pembilasan dengan blower pembilas (turbocharger).Pada saat katup buang sudah tertutup proses pemasukkan udara masih berlangsung untuk beberapa saat dengan bantuan kompresor pembilas sampai lubang pembilasan tertutup total oleh torak, hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan kapasitas dan menaikkan tekanan udara pembilas dalam silinder.

Demikian kedua proses ini berlangsung terus menerus dan bergantian antara langkah pembilasan dan kompresi dengan langkah ekspansi dan buang oleh karena itu disebut operasi dua langkah.





Cooling System
Salah satu faktor yang mendukung panjangnya umur pakai dari mesin adalah terjaga baiknya kondisi Cooling System atau sistem pendingin mesin. Terutama untuk mesin diesel yang bekerja pada rasio kompresi yang sangat tinggi sehingga panas mesin merupakan hal yang krusial dalam kestabilan operasinya. Seperti yang kita tahu, mesin diesel pada aplikasi otomotif memakai air sebagai medium pendingin, dimana air ditampung di dalam radiator dan dibantu oleh water pump atau pompa air sebagai perangkat pembantu sirkulasinya.

Secara garis besar komponen sistem pendingin yang utama antara lain adalah:
Radiator sebagai penampung air sebagai medium pendingin dan perangkat pelepas panas medium pendingin.
Waterpump atau pompa air sebagai perangkat distribusi sirkulasi medium pendingin
Cooling fan
Thermostat sebagai pengatur sirkulasi medium pendingin.
Selang air sebagai pengalir sirkulasi air diluar water jacket.
Water jacket atau alur air di dalam blok mesin sebagai jalur sirkulasi medium pendingin dalam tugasnya menjaga temperatur kerja mesin.
Fan Shrout

Masing masing komponen sistem tersebut memiliki ketergantungan dan menjadi satu kesatuan yang utuh agar temperatur kerja mesin dapat terjaga.

Sistem sirkulasi sistem pendingin mesin dengan medium air adalah sebagai berikut. Ketika mesin baru akan dihidupkan (biasanya di pagi hari), suhu air pada radiator berkisar pada suhu ruang yaitu sekitar 23 deg.C. Ketika mesin dinyalakan, air yang berada di dalam blok mesin bersirkulasi dengan bantuan waterpump melewati selang by-pass tanpa melewati radiator. Mengapa tidak melewati radiator? Itu dikarenakan lubang air menuju radiator masih ditutup oleh termostat, sementara itu lubang by-pass yang letaknya berseberangan dengan lubang menuju radiator terbuka memungkinkan waterpump mengalirkan air yang keluar dari blok mesin untuk kembali masuk ke dalam blok mesin untuk mendinginkan silinder, oil cooler dan cylinder head. Mengapa dibuat demikian? Fase ini disebut sebagai fase pemanasan dimana air yang bersirkulasi di dalam blok mesin sengaja tidak di dinginkan agar suhu kerja mesin, berkisar di 85-90 deg.C cepat tercapai.

Ketika mesin mencapai suhu kerja, temperatur air pada sistem sirkulasi fase pendinginan pun naik hingga 85-90 deg.C. Ketika air dengan temperatur tersebut sampai ke rumah thermostat, thermostat yang oleh pabrikan di-set untuk membuka pada suhu antara 85-90 deg.C membuka, sehingga memungkinkan air dari blok mesin masuk ke radiator. Dengan membukanya thermostat, ujung dari thermostat tersebut menutup lubang by-pass yang berseberangan dengan jalur keluar air. Dengan tertutupnya lubang by-pass tersebut juga memungkinkan waterpump untuk memompa air dari dalam radiator untuk menjaga temperatur kerja dari mesin tersebut. Air yang keluar dari blok mesin masuk ke radiator untuk didinginkan dengan bantuan tiupan angin dari fan, baik mekanik maupun elektrik. Fase ini disebut fase pendinginan. Disaat mesin berkerja pada putaran rendah, suhu kerja mesin turun dari 85 deg.C, maka otomatis si thermostat kembali menutup untuk menjaga temperatur air tidak berkurang dari suhu kerja mesin, dan akan membuka kembali ketika suhu tersebut tercapai kembali. Kedua fase ini berpindah secara bergantian bergantung dari temperatur mesin itu sendiri.

Ada kesalahpahaman yang terjadi pada pengguna kendaraan yaitu melepas thermostat karena dianggap benda tersebut mengakibatkan temperatur mesin naik dari yang semestinya. Hal ini perlu dicermati karena seperti komponen mesin yang lain, thermostat pun memiliki umur pakai. Indikasi dari thermostat sudah tidak dapat bekerja secara maksimal adalah temperatur mesin naik lebih tinggi dari suhu normalnya bila dilihat dari indikator temperatur di dalam kendaraan. Mencopot thermostat bukan sebuah tindakan yang bijaksana karena dengan mengilangkan thermostat sebagai pengatur sirkulasi air di sistem pendinginan terebut, sirkulasi air akan berjalan tidak sempurna. Tanpa thermostat, fase pemanasan dan fase pendinginan tidak terjadi, dikarenakan pada temperatur mesin masih dingin, air sudah masuk ke radiator, padahal temperatur air belum perlu untuk didinginkan. Tanpa thermostat, lubang by-pass pun tidak tertutup sehingga waterpump akan memompa air dari lubang by-pass tersebut. Hal ini mengakibatkan debit air yang didesain untuk berjalan di keseluruhan waterjacket tidak tercapai. Suplai air menuju ke tempat terjauh dari waterpump terganggu karena adanya pencabangan, jalur pertama yaitu jalur bypass langsung ke kembali ke waterpump sementara jalur kedua ke waterjacket. Dengan berkurangnya debit air tersebut, pendinginan untuk silinder nomor 3 dan nomor 4 menjadi berkurang, mengakibatkan suhu pada kedua silinder ini naik dari suhu kerja optimalnya. Terlebih lagi, temperatur air yang dideteksi oleh sender/sensor temperatur air adalah air yang baru saja didinginkan oleh radiator yang secara tidak sengaja terhisap oleh waterpump karena terbukanya lubang by-pass sehingga pada panel indikator temperatur menunjukkan suhu mesin dingin sementara pada silinder 3 dan 4 tidak mendapatkan pendinginan yang cukup. Pada kondisi ekstrem, kurangnya pendinginan akan memicu pemuaian piston sehingga besar kemungkinan piston tersebut macet karena pemuaian tersebut.

Permasalahan pada cooling system dapat dicermati dengan melihat apakah fungsi masing masing komponen bekerja dengan baik. Untuk mengecek apakah thermostat masih berfungsi dengan baik dapat dengan cara melepas perangkat tersebut kemudian merebusnya di dalam panci berisi air. Ketika air mendidih, thermostat tersebut harus sudah membuka, apabila tidak artinya sudah tidak dapat dipakai lagi. Untuk waterpump, apabila terlihat ada tetesan air dari lubang dibawah as pulley, itu merupakan tanda awal bahwa waterpump tersebut mengalami kerusakan. Waterpump yang rusak tidak dapat diperbaiki, harus diganti dengan yang baru. Apabila kondisi thermostat dan waterpump dalam keadaan baik namun temperatur masih diatas normal, besar kemungkinan radiator sudah tidak berfungsi dengan baik. Untuk perbaikannya bisa dilakukan dengan bantuan tukang radiator. Kondisi clamp dari selang selang pun harus dicermati, karena apabila kerapatan clamp sudah tidak pada kondisi normal, air panas dapat keluar dari sela sela selang karetnya, lama kelamaan air akan habis sehingga mengakibatkan mesin mengalami overheating.

Sebagai tambahan dari sistem pendinginan di atas, untuk mengoptimalkan kerja cooling fan atau kipas pendingin udara dalam menjaga kestabilan suhu air di radiator, penggunaan fan shrout atau rumah kipas mutlak harus ada. Absennya fan shrout membuat hembusan udara dari fan tidak terfokus pada radiator, apalagi bila kendaraan melaju pada kecepatan tinggi. Hembusan udara dari arah bawah kendaraan dapat memecah konsentrasi udara pendingin yang ditiup oleh fan ke radiator.







DIESEL ENGINE OVERHEATING At MARINE OPERATION

Posted by: ditrakurniawan on: Maret 18, 2009
In: diesel engine - turbomachinery Comment!


Temperatur diesel yang panas adalah hal yang biasa, namun menjadi tidak biasa manakala temperaturnya menjadi sangat panas. Diesel engine memiliki temperatur memiliki temperatur yang cukup panas, exhaust gas yang dihasilkan mencapai suhu kisaran 500 degC. Namun bagaimanapun juga, diesel memiliki batasan temperatur untuk membuatnya bekerja secara optimal. Cukup banyak kejadian yang mengisahkan bagiamana diesel mengalami panas yang berlebihan ( overheating ) saat beroperasi, padahal engine tersebut memiliki hasil yang baik saat dilakukan dyno test, Why ? so many reason for it.

Marine operation

Sampai detik ini, diesel masih menjadi favorit sebagai motor utama penggerak kapal. Efisiensinya yang tinggi menjadi hal terbaik diantara engine – engine yang lain. Sebagai penggerak utama kapal, marine diesel engine diinstal dalam kondisi kamar mesin kapal yang cukup sempit dengan suhu yang panas. Kondisi ini membuat marine engine memiliki sistem pendingin yang memanfaatkan air laut sebagi media penukar panas. Penukar panas yang mengandalkan air laut sebagai media penukarnya banyak diaplikasikan di kapal. Untuk menjadikan sistem ini bekerja optimal, perencanaan pipa serta keterjaminan aliran air laut yang melewati penukar panas menjadi hal yang kritis. Coolant yang terdapat dalam engine akan memindahkan panas pada saat melalui penukar panas. Panas tersebut akan dipindahkan ke air laut yang melewati pipa – pipa penukar panas, sehingga temperatur coolant yang bersirkulasi dalam engine akan turun. Kemampuan sistem pendingin dalam mengontrol temperatur engine sangat menentukan kinerja engine. Temperatur coolant yang terlalu tinggi membuatnya tidak mampu menurunkan suhu engine sesuai dengan temperatur optimalnya untuk beroperasi.

Overheating Sering terjadi debat kusir antara engine manufacturer dengan user, dimana hasil dyno test menjadi dasar debat tersebut. Dyno test dilakukan dalam kondisi lingkungan yang ideal, maka dari engine akan bekerja dengan optimum. Hasil dyno test akan sedikit banyak berubah ketika engine diinstal, kondisi lingkungan operasi yang tidak se-ideal kondisi lingkangn shop sedikit banyak mempengaruhi performa engine. OverheatingI menjadi salah satu faktor engine yang disorot, saat engine mengalami hal ini maka dapat dipastikan peforma engine tidak akan mencapai optimal. Dalam marine operation khususnya untuk engine yang digunakan sebagai penggerak utama kapal, overheating memiliki banyak faktor penyebab, antara lain :

• Cooling system

Paling pertama yang mencuri perhatian adalah sistem pendingin, seperti kita ketahui bahwa sistem pendingin marine engine sebagai penggerak utama kapal bergantung pada sistem pendingin air lautnya. Apabila aliran air laut ke penukar panas tidak lancar, bisa dipastikan panas yang dibawa coolant tidak bisa dibuang dengan baik karena media yang menjadi perpindahan panasnya tidak tersedia dengan cukup. Dengan begitu coolant tidak bisa menurunkan suhu engine. Untuk memastikan ketersediaan air laut sebagai media pendingin, pompa harus dipastikan bekerja sesuai dengan kapasiatasnya, tidak terdapat hambatan sepanjang pipa. Hambatan yang terdapat dalam sistem pendingin air laut terkadang merupakan kelalaian – kelalain, seperti majun yang tertinggal saat melakukan servis.

• Heat exchannger

Sistem pendingin tidak terlepas dari kinerja penukar panas, kerak yang timbul pada permukaan pipa – pipanya membuatnya kehilangan kemampuan untuk menghantarkan panas. Perlu diperiksa apakah penukar panas yang ada sudah dibersihkan dengan benar. Penukar panas yang tidak mampu bekerja secara optimal membuat temperatur coolant tidak cukup rendah untuk untuk menurunkan suhu engine.

• Air circulating system

Sirkulasi udara dalam kamar mesin harus menjamin kecukupan udara bagi engine untuk melakukan pembakaran. Desain air system yang baik harus mampu menjaga suhu kamar mesin maksimal 9 deg C dari ambient temperature yang diukur dari temperatur suhu udara di sekitar kapal. Maksimum suhu udara kamar mesin yang memungkinkan engine bekerja secara maksimum adalah 49 Deg C. Suhu yang panas membuat udara dalam kamar mesin menjadi tipis dan renggang. Udara yang renggang ini dihisap oleh engine untuk digunakan dalam proses pembakaran. Dalam proses ini, massa udara ( O2) menjadi faktor terpenting selain bahan bakar. Dalam udara yang panas, volume udara menjadi besar karena kerenggangan molekulnya, namun kerapatannya rendah sehingga massa yang dikandungnya kecil. Akibatnya, tidak cukup udara (O2) untuk membakar habis bahan bakar yang ada dalam silinder ( pembakaran tidak sempurna). Sisa bahan bakar ini ikut terbawa ke exhaust manifold dan terbakar disana sehingga suhunya meningkat. Engine yang mengalami overheating pada umumnya mengalami black smoke