Pembakaran Memerlukan Waktu

PROSES PEMBAKARAN MEMERLUKAN WAKTU DAN PENGATURAN KERJA KATUP 
Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Nilai Tugas mata Kuliah Motor Bakar pada Semester Ganjil 
Dosen Pengampu: Ir. Husin Bugis, M.Si 
Oleh:

Hanief Iqbal Saputra

K2512039



FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013

PROSES PEMBAKARAN MEMERLUKAN WAKTU DAN PENGATURAN KERJA KATUP 
A.      Proses Pembakaran Memerlukan Waktu
      


Diagram siklus termodinamika sebuah mesin diesel ideal. Urutan kerja mesin diesel berurutan dari nomor 1-4 searah jarum jam. Dalam siklus mesin diesel, pembakaran terjadi dalam tekanan tetap dan pembuangan terjadi dalam volume tetap. Tenaga yang dihasilkan setiap siklus ini adalah area di dalam garis siklus.

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), 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 disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar 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 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 turbo/supercharger.
  • 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 menyala (spark/glow 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 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. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidraulik untuk mengatur kecepatan mesin.

A.      Pengaturan Kerja Katup
               Pada mesin empat langkah katup-katup dibuka dan ditutup dengan perantaraan poros kam yang berputar mempunyai masa dan elastisitas. Maka tidaklah mengherankan jika akan terjadi getaran transien pada sistem katup tersebut, terutama apabila didorong 

 
dengan tiba-tiba oleh kam. Jadi pada putaran poros kam yang tinggi sistem katup tidak selalu mengikuti kontur kam yang curam. Oleh karena itu, untuk menjamin pembukaan katup yang sebesar-besarnya pada waktu yang setepat-tepatnya tidaklah dipakai kontur kam yang curam, melainkan pembukaan katup sebelum TMB dan penutupan katup sesudah TMA.
Gbr. 2.7 menunjukkan tiga contoh pengaturan pembukaan dan penutupan katup pada sebuah motor diesel putaran tinggi empat langkah. Dalam gambar tersebut, sebagaimana biasanya, sudut putar poros engkol ditetapkan dalam arah putaran jarum jam. Pada umumnya, untuk putaran poros engkol yang lebih tinggi, sudut ofset yang lebih besar diambil dari TMA atau TMB. Waktu selama kedua katup isap dan buang ada dalam keadaan sama-sama terbuka, dinamai “impitan katup” (‘value overlap”). Pada mesin-mesin berdaya tinggi dimana udara segar dimasukkan ke dalam silinder dengan tekanan, impitan katup biasanya dibuat lebih besar. Hal itu diperlukan supaya gas sisa dapat dibersihkan dari dalam silinder dengan lebih baik, tetapi juga untuk mendinginkan dinding silinder supaya udara dapat dimasukkan dalam jumlah yang lebih banyak. Cara pemasukkan udara segar dalam silinder dengan tekanan dapat dilaksanakan deng mempergunakan supercarjer.
Gbr. 2.8 menunjukkan pengaturan katup sebuah motor diesel tersebut pada Gbr. 2.7 tetapi dengan supercarjer.
Jika kita perhatikan garis tekanan di sekitar TMB, akan terlihat bahwa meskipun katup buang sudah mulai dibuka sebelum torak mencapai TMB. Namun tekanannya tidak dapat langsung turun sampai mencapai tekanan rata-rata dari gas buang. Waktu antara saat katup buang mulai dibuka dan saat tekanan dalam silinder mencapai tekanan rata-rata 
 
dari gas buang dinamai ”hembusan buang” (“Exhaust blow down”). Pertama gas buang mengalir keluar dengan kecepatam suara melalui lubang-lubang katup. Tetapi, keadaan tersbut tidak berlangsung lama karena tekanan gas di dalam silinder turun setiap saat pembukaan katup diperbesar.
 

Categories:

Leave a Reply