7 Keterangan Grafik:
1-2 Kompresi Isentropik 2-3 Pemasukan Kalor pada Volume Konstan
3-4 Ekspansi Isentropik 4-1 Pengeluaran Kalor pada Volume Konstan
Kelemahan mesin diesel dibanding mesin bensin adalah sebagai berikut : 1.
Suara dan getaran pada mesin diesel jauh lebih besar dibanding suara dan getaran pada mesin bensin. Hal tersebut disebabkan oleh tekanan pembakaran
maksimum pada mesin diesel hampir dua kali lebih besar daripada mesin bensin.
2. Karena tekanan pembakarannya lebih besar dari pada mesin bensin, maka
mesin diesel harus dibuat dengan menggunakan jenis bahan yang tahan terhadap tekanan tinggi, selain itu, bahan yang digunakan juga harus memiliki
struktur yang kuat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, mesin diesel memiliki bobot yang jauh lebih berat dibanding bobot mesin bensin, dan
tentunya biaya pembuatannya pun juga pasti lebih mahal daripada biaya pembuatan mesin bensin.
3. Harga mesin diesel lebih mahal dibanding harga mesin bensin, selain itu, mesin
diesel juga membutuhkan perawatan atau pemeliharaan yang lebih cermat daripada mesin bensin sebab Mesin diesel membutuhkan sistem injeksi bahan
bakar yang lebih presisi dibanding sistem injeksi pada mesin bensin. 4.
Mesin diesel memerlukan alat pemutar berupa motor starter dan baterai yang berkapasitas lebih besar untuk memutarnya. Hal tersebut disebabkan karena
mesin diesel memiliki perbandingan kompresi yang lebih tinggi dari pada mesin bensin.
2.1.1 Prinsip Kerja Mesin Diesel
Prinsip kerja mesin diesel 4 tak sebenarnya sama dengan prinsip kerja mesin otto, yang membedakan adalah cara memasukkan bahan bakarnya. Pada
mesin diesel bahan bakar di semprotkan langsung ke ruang bakar dengan
Universitas Sumatera Utara
8 menggunakan injector. Dibawah ini adalah langkah dalam proses mesin diesel 4
langkah yang dijelaskan secara sederhana: 1. Langkah Isap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA Titik Mati Atas ke TMB Titik Mati Bawah. Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang
menyebabkan tekanan udara di dalam silinder seketika lebih rendah dari tekanan atmosfer ,sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter
udara. 2. Langkah kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh
piston,menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur,sehingga udara di dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston mencapai
TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut.
3. Langkah Usaha Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan
bakar di ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut akan
mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial putar.
4. Langkah Buang Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywheel akan menaikkan
kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju
exhaust manifold dan langsung menuju knalpot. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak
berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus. Untuk lebih jelas, prinsip kerja mesin diesel
dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Universitas Sumatera Utara
9 Langkah isap Langkah kompresi Langkah usaha Langkah Buang
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Mesin Diesel
Sumber: https:www.researchgate.net
Proses kerja mesin diesel yaitu udara yang masuk ke dalam silinder melalui katup masuk karena hisapan piston yang bergerak dari titik mati atas
TMA ke titik mati bawah TMB, kemudian ditekan atau dikompresikan oleh piston sehingga, ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat, mesin diesel
menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi
dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas TMA atau BTDC Before Top Dead Center, bahan bakar diesel
disemprotkan ke ruang bakar dalam tekanan yang cukup tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil
pencampuran ini terbakar dengan sendirinya dan terbakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati
sangat dekat TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung direct
injection sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang
berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung Indirect injection. Ledakan tertutup ini
Universitas Sumatera Utara
10 menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat
mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung connecting rod menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft
tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan
komponen
Turbocharger atau supercharger, untuk memperbanyak volume
udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbosupercharger.
Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang
bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara
yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak. Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin.
Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi pijar sparkglow plug di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum
penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas resistive grid dalam intake manifold
untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan
efektif memanaskan mesin. Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan
meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat memengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan
mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.
Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu
pada putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak
dapat bekerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu
Universitas Sumatera Utara
11 tinggi maka dapat mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan
listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih untuk mencapai tujuan ini melalui modul kontrol elektronik ECM atau unit kontrol
elektronik ECU - yang merupakan komputer dalam mesin. ECMECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan
mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECMECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidraulik untuk mengatur
kecepatan mesin.
2.1.2 Performansi Mesin Diesel 1. Nilai Kalor Bahan Bakar.
