Isuzu Mekanisme Mesin Diesel Bensin User Manual

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

MEKANISME MESIN DIESEL & BENSIN

MESIN

I. URAIAN

Roda-roda suatu kendaraan memerlukan adanya tenaga luar yang memungkinkan kendaraan dapat bergerak. Sumber dari luar yang menghasilkan tenaga disebut mesin. Mesin yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanis disebut motor bakar.

II. MOTOR BAKAR

Mesin nuklir turbin Motor Pembakaran Luar Mesin nuklir (external combustion engine) Mesin uap Mesin turbin uap

Motor Bakar

Mesin bensin Mesin Diesel Motor Pembakaran Dalam Mesin gas turbin (internal combustion engine) Mesin roket Mesin jet Mesin gas

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

III. KARAKTERISTIK

Karakteristik mesin diesel dan bensin adalah sebagai berikut :

Mesin bensin :

- Kecepatannya tinggi.

- Mudah dalam pengoperasiannya.

- Pembakarannya sempurna.

- Digunakan pada mobil penumpang.

Mesin diesel :

- Efisiensi panasnya tinggi.

- Bahan bakarnya hemat.

- Kecepatannya lebih rendah dibanding mesin bensin.

- Getarannya besar dan berisik.

- Harganya lebih mahal.

- Digunakan pada kendaraan niaga.

MESIN DIESEL

I. URAIAN

Mesin diesel ditemukan oleh Rudolf Diesel, pada tahun 1872. Dahulu mesin diesel menggunakan siklus diesel tapi sekarang ini menggunakan siklus sabathe. Mesin diesel mempunyai tekanan kompresi yang tinggi (30 – 45 kg/cm2) agar temperatur udara yang dikompresikan mencapai 500°C atau lebih.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

II. PRINSIP KERJA

c Langkah Hisap

- Piston bergerak dari TMA ke TMB.

- Katup hisap terbuka.

- Katup buang tertutup.

- Terjadi kevakuman dalam silinder, yang menyebabkan udara murni

masuk ke dalam silinder.

d Langkah Kompresi

- Piston bergerak dari TMB ke TMA.

- Katup hisap tertutup.

- Katup buang tertutup.

- Udara dikompresikan sampai tekanan dan suhunya menjadi 30 kg/cm2

dan 500°C.

e Langkah Usaha

- Katup hisap tertutup.

- Katup buang tertutup.

- Injektor menyemprotkan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran

yang menyebabkan piston bergerak dari TMA ke TMB.

f Langkah buang

- Piston bergerak dari TMB ke TMA.

- Katup hisap tertutup.

- Katup buang terbuka.

- Piston mendorong gas sisa pembakaran keluar.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

III. SIKLUS PEMBAKARAN

c Perbandingan Kompresi dan Temperatur

Udara dalam silinder dikompresikan oleh adanya gerakan naik piston yang menyebabkan temperatur meningkat. Grafik di samping memperlihatkan hubungan secara teori antara perbandingan kompresi, tekanan kompresi dan suhu. Apabila perbandingan kompresi 16, maka tekanan kompresi dan temperatur adalah 30 kg/cm2 dan 500°C.

d Proses Pembakaran Mesin Diesel

Proses pembakaran pada mesin diesel dibagi menjadi 4 tahap :

1. Saat pembakaran tertunda (Ignition Delay)=A–B

Tahap di mana bahan bakar yang diinjeksikan baru bercampur dengan udara agar terbentuk campuran yang homogen.

2. Saat perambatan api (Flame propagation) = B – C Terjadi pembakaran di beberapa tempat yang menyebabkan terjadinya letupan api yang mengakibatkan kenaikan tekanan dan temperatur secara drastis.

3. Saat pembakaran langsung (Direct Combustion) = C – D

Pada phase ini, bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar.

4. Saat Pembakaran Lanjut (After Burning) = D – E Phase ini membakar sisa campuran bahan bakar dan udara yang belum terbakar.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

IV. DETONASI (KNOCKING)

Detonasi adalah getaran atau suara ledakan yang ditimbulkan oleh pembakaran yang tidak sempurna. Metoda dibawah ini adalah cara mengatasinya :

1. Gunakan solar yang angka cetanenya tinggi.

2. Menaikkan tekanan dan temperatur udara.

3. Mengurangi volume injeksi saat mulai injeksi.

4. Menaikkan temperatur ruang bakar.

V. MACAM-MACAM MESIN DIESEL

Mesin diesel dibagi berdasarkan bentuk ruang bakarnya :

Ruang Bakar Tipe Injeksi Langsung Langsung (Direct Injection)

Ruang Bakar Tipe Ruang Bakar Kamar Depan (Pre-combustion Chamber) Ruang Bakar Tambahan Tipe Kamar Pusar (Swirl Chamber)

c Tipe Injeksi Langsung (Direct Injection)

Injection nozzle menyemprotkan bahan bakar langsung ke ruang bakar utama (main combustion) yang terdapat pada piston dan cylinder head.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

z Macam-macam Ruang Injeksi Langsung

1. Multi-spherical.

2. Hemispherical.

3. Spherical.

z Keuntungan :

1. Effisiensi panas tinggi (tidak memerlukan glow plug).

2. Konstruksi cylinder head sederhana.

3. Karena kerugian panas kecil, perbandingan kompresi dapat diturunkan.

z Kerugian :

1. Pompa injeksi harus menghasilkan tekanan yang tinggi.

2. Kecepatan maksimum lebih rendah.

3. Suara lebih besar (berisik).

4. Bahan bakar harus bermutu tinggi.

d Tipe Ruang Bakar Kamar Depan

Bahan bakar disemprotkan oleh injection nozzle ke pre-combustion chamber. Sebagian akan terbakar di tempat dan sisanya yang tidak terbakar akan dibakar habis di ruang bakar utama (main chamber).

z Keuntungan :

1. Pemakaian bahan bakar lebih luas.

2. Detonasi dapat dikurangi karena menggunakan injektor tipe throttle.

3. Mesin tidak terlalu peka terhadap perubahan timing injeksi.

z Kerugian :

1. Cylinder head rumit dan biaya pembuatan mahal.

2. Memerlukan glow plug.

3. Pemakaian bahan bakar lebih boros.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

e Tipe Kamar Pusar (Swirl Chamber Type)

Kamar pusar mempunyai bentuk spherical. Udara yang dikompresikan piston memasuki kamar pusar dan membentuk aliran turbulensi. Sebagian akan terbakar di tempat dan sisanya yang tidak terbakar akan dibakar habis di main combustion chamber.

z Keuntungan :

1. Kecepatan mesin tinggi.

2. Gangguan pada nozzle (tipe pin) lebih kecil.

3. Operasi mesin lebih halus.

z Kerugian :

1. Konstruksi cylinder head rumit.

2. Effisiensi panas rendah.

3. Menggunakan glow plug.

4. Detonasi lebih mudah terjadi.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

VI. KONSTRUKSI MESIN DIESEL

Cylinder head Cylinder block dan Cylinder liner Piston Komponen Mesin Connecting rod Timing gear Crankshaft Flywheel

Oil pan, Oil pump Mesin Sistem Pelumasan Oil filter Oil cooler

Radiator dan Thermostat Sistem Pendinginan Water pump dan V belt Cooling fan

Air cleaner dan Vacuum pump Sistem Intake dan Exhaust Intake dan Exhaust manifold Exhaust pipe dan Muffler

Injection pump dan Nozzle Sistem Bahan bakar Feed pump Fuel tank, Filter, Water sedimeter

Starter Sistem Kelistrikan Glow plug Alternator

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

VII. KELENGKAPAN MESIN DIESEL

c Cylinder Block dan Cylinder Liner

Cylinder block terbuat dari besi tuang dan berfungsi untuk dudukan komponen-komponen mesin dan terdapat water jacket untuk tempat aliran air pendingin. Cylinder liner adalah silinder yang dapat dilepas Cylinder liner dibagi menjadi 2 tipe : dry type dan wet type.

d Cylinder Head

Karena perbandingan kompresinya lebih tinggi, ruang bakar mesin diesel lebih kecil dari ruang bakar mesin bensin dan konstruksi lebih rumit. Cylinder head terbuat dari besi tuang dan berfungsi sebagai dudukan mekanisme katup, injektor dan glow plug juga sebagai ruang bakar.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

z Katup

Katup terbuat dari baja khusus (special steel). karena katup berhubungan dengan tekanan dan temperatur tinggi. Pada umumnya katup masuk lebih besar dari katup buang. Agar katup menutup rapat pada dudukannya, maka permukaan sudut katup (valve face angle) dibuat pada 44,5° atau 45,5°.

z Pegas Katup

Pegas katup (valve spring) digunakan untuk menutup katup. Pada umumnya mesin menggunakan 1 pegas untuk tiap katupnya, tetapi ada juga yang menggunakan 2 pegas. Penggunaan pegas yang jarak pitch-nya berbeda (uneven pitch spring) / pegas ganda (double spring adalah untuk mencegah katup melayang. Katup melayang adalah gerakan katup yang tidak seirama dengan gerakan cam saat putaran tinggi. Pegas dengan jarak pitch berbeda tipe asymetrical dipasang dengan bagian yang lebih renggang pada posisi atas.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

z Dudukan Katup

Dudukan katup (valve seat) dipasang dengan jalan dipres pada kepala silinder. Valve seat berfungsi untuk dudukan katup sekaligus memindahkan panas dari katup ke kepala silinder. Dudukan katup terbuat dari baja khusus tahan panas dan aus. Lebar persinggungan katup adalah 1.2 – 1,8 mm.

z Bushing Pengantar Katup dan Oil Seal

Bushing penghantar katup terbuat dari besi tuang dan berfungsi untuk mengarahkan katup agar duduk tepat pada valve seat. Gerakan katup yang tidak lembut atau batang katup yang macet pada bushing penghantar katup disebut katup macet (valve stinking). Oil seal berfungsi untuk mencegah oli mesin masuk ke ruang bakar melalui bushing katup, bila oil seal rusak akan menyebabkan oli masuk ke dalam ruang bakar, akibatnya oli menjadi boros. Biasanya lebih mudah masuk ke ruang bakar melalui katup masuk.

e Gasket Kepala Silinder

Gasket kepala silinder (cylinder head gasket) letaknya antara blok silinder dan kepala silinder, fungsinya untuk mencegah kebocoran gas pembakaran (kompresi), air pendingin dan oli. Umumnya gasket terbuat dari gabungan karbon dan lempengan baja (carbon clad sheet steel) atau steel laminated.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

f Piston

z Konstruksi

Piston bergerak turun naik di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, usaha, dan buang. Fungsi utama dari piston adalah untuk menerima tekanan pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol melalui connecting rod. Piston terbuat dari alumunium alloy (paduan alumunium), karena ringan dan radiasi panas baik.

Pada piston mesin diesel tipe injeksi langsung terdapat lubang yang berfungsi sebagai ruang bakar. Pada sebagian piston, pada kepalanya diberi heat dam dan ada juga yang pada ring slot pertama dibuat dari FRM (Fiber Reinforced Metal) yang merupakan perpaduan antara alumunium dan ceramic fiber. Kedua cara ini bertujuan untuk mencegah perubahan bentuk piston pada groove no. 1 karena panas. Pada beberapa piston terdapat offset dan cooling channel. Offset berfungsi untuk mencegah keausan ke satu sisi yang berlebihan. Cooling channel berfungsi untuk mendinginkan piston. Piston slap adalah benturan ke samping akibat tenaga dorong pembakaran.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

z Celah Piston (Celah Antara Piston dengan Silinder)

Saat piston menjadi panas akan terjadi sedikit pemuaian dan mengakibatkan diameternya bertambah, maka antara silinder dan piston dibuat celah yang disebut piston clearance. Pada umumnya celah piston antara 0,02 – 0,12 mm. Bentuk piston saat dingin, diameter atas lebih kecil dari diameter bawah.

z Pegas Piston

Pegas piston (piston ring) dipasang dalam ring groove. Ring piston terbuat dari baja special. Pada piston terdapat 3 Buah ring piston.

Ring piston berfungsi untuk :

- Mencegah kebocoran selama langkah kompresi dan usaha.

- Mencegah oli yang melumasi piston dan silinder masuk ke ruang bakar.

- Memindahkan panas dari piston ke dinding silinder.

1. Pegas Kompresi

Pada setiap piston terdapat 2 pegas kompresi. Pegas kompresi ini disebut top compression ring dan second compression ring.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

2. Pegas Pengontrol Oli

Pegas pengontrol oli (oil control ring) diperlukan untuk membentuk lapisan oli tipis (oil film) antara piston dan dinding silinder. Pegas oli ini disebut third ring. Ada dua tipe pegas, integral dan segment.

3. Celah Ujung Pegas

Pegas piston akan mengembang bila dipanaskan. Dengan alasan ini pada ujung ring piston harus terdapat celah yang disebut ring end gap. Besarnya celah pada umumnya adalah 0,2 – 0,5 mm pada temperatur ruangan, dan diukur pada 10 mm dan 120 mm dari atas silinder.

z Pena Piston

Pena piston (piston pin) menghubungkan piston dengan bagian ujung yang kecil dari connecting rod. Dan meneruskan tekanan pembakaran yang berlaku pada torak ke connecting rod. Pena piston berlubang di dalamnya untuk mengurangi berat yang berlebihan dan kedua ujung ditahan oleh bushing pena torak (piston pin boss).

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

Piston dan connecting rod dihubungkan dengan 4 cara yaitu :

g Batang Piston

Batang piston (connecting rod) berfungsi untuk meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh piston ke crank shaft. Bagian ujung connecting rod yang berhubungan dengan piston pin disebut small end, dan yang berhubungan dengan poros engkol adalah big end. Pada connecting rod terdapat oil hole yang berfungsi untuk memercikkan oli untuk melumasi piston.

h Poros Nok

Poros nok berfungsi untuk menggerakkan mekanisme katup dan pompa oli. Untuk mesin bensin ditambah menggerakkan pompa bahan bakar dan distributor.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

i Poros Engkol dan Bantalan Poros Engkol

Poros engkol (crankshaft) terbuat dari baja carbon dan berfungsi untuk merubah gerak naik turun piston menjadi gerak putar. Bantalan poros engkol terbuat dari logam putih (baja + timah, timah hitam dan seng), logam kelmet (baja + tembaga dan timah hitam), logam alumunium (baja + alumunium dan timah). Pada bantalan terdapat locking lip yang berfungsi untuk mencegah bantalan ikut berputar. Thrust washer berfungsi untuk mencegah gerak aksial (maju mundur) yang berlebihan.

j Roda Penerus

Roda penerus (flywheel) terbuat dari baja tuang dan berfungsi untuk menyimpan tenaga putar mesin. Flywheel dilengkapi dengan ring gear yang berfungsi untuk perkaitan dengan gigi pinion motor starter.

Isuzu Training Center Mekanisme Mesin Diesel & Bensin

k Bak Oli (Oil Pan)

Oil pan terbuat dari baja dan dilengkapi separator untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika ketika kendaraan dalam posisi miring. Penyumbat oli (drain plug) letaknya di bagian bawah oil pan yang berfungsi untuk mengeluarkan oli mesin bekas.

l Mekanisme Katup

z Metoda Menggerakkan Katup

Camshaft digerakkan oleh crankshaft dengan 3 cara :

1. Timing gear.

2. Timing chain.

3. Timing belt.

+ 38 hidden pages