✔ Karakteristik Engine Diesel

Mengenal lebih dalam Karakteristik Mesin Diesel, bergotong-royong ini hanya perhiasan sedikit saja. Yang kuliah jurusan otomotif biasanya sudah mengampuh materi ini, namun kita coba ulas lagi, supaya lebih paham. Mesin Diesel masih akan terus digunakan, lantaran lebih unggul dari mesin bensin, maupun motor listrik, dibeberapa sektor.

Mesin diesel memakai materi bakar yang memerlukan perhatian khusus. Bahan bakar tersebut harus bisa terbakar dengan sendirinya ketika diinjeksikan ke dalam udara bertekanan tinggi.

Makin rendah titik nyala sendiri dari materi bakar akan menghasilkan peningkatan kinerja pembakaran materi bakar dan berarti meningkatkan kinerja mesin.

Untuk mengukur kemampuan materi bakar menyala dengan sendirinya dipakai angka cetane. Rata-rata mesin diesel membutuhkan materi bakar dengan bilangan cetane antara 40 sampai 45.

Bahan bakar Mesin Diesel di Indonesia ada beberapa yaitu, solar, Dexlite, Dex, Dan mungkin diluar Pertamina ada yang lain, disamping itu kerosine / minyak tanah juga lebih bersahabat dengan mesin diesel daripada mesin bensin.

Solar terdiri dari beberapa elemen:

 1. normal cetane (C16H34);

2. a-methylnapthalene (C16H7CH3).  ditambah unsur lain:

3. sulfur (belerang) 1% lebih besar daripada bensin;

4. unsur dasar lain sama dengan bensin.

Sifat utama solar, sebagai berikut:

1.   tidak berwarna atau berwarna kuning muda dan berbau;

2.   tidak gampang menguap pada temperatur normal, tidak menyerupai bensin yang gampang menguap;

3.   minimum mulai terbakar bila bersahabat api pada temperatur 40-1000℃;

4.   titik nyala sendiri (flash point) pada temperatur 3500℃;

5.   berat jenis kira-kira 0,82-0,86;

6.   kalori pada setiap kilogramnya sebesar  10.500 Kcal (10.500Kcal/kg).

 Angka Cetane

Pada motor bensin dikenal dengan istilah bilangan atau angka oktane, namun pada materi bakar diesel dipakai istilah bilangan atau angka cetane. Cetane number atau bilangan cetane ialah sebuah angka yang memilih titik bakar dari materi bakar. Angka ini diharapkan sebagai batasan pemakaian materi bakar terhadap mesin. Apabila angka cetane yang dipergunakan tidak sesuai dengan rancangan mesin, timbul dilema sebagai berikut.

1.  Jika terlalu tinggi, timbul imbas panas yang berlebihan terhadap mesin sehingga komponen mesin cepat rusak.

2.  Jika terlalu rendah, menimbulkan timbulnya tanda-tanda ngelitik/knocking, sehingga opasitas gas buang akan berlebihan lantaran pembakaran mesin tidak terjadi dengan sempurna. Asap gas buangan mesin menjadi hitam pekat.

Pada mesin diesel, materi bakar diinjeksikan ke dalam silinder yang di dalamnya telah tersedia udara panas akhir kompresi. Hal tersebut menimbulkan materi bakar terbakar dan terjadilah pembakaran.

Sedangkan pada mesin bensin, out-put mesin bensin dikontrol oleh katup throtle dengan cara mengatur banyaknya gabungan udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder.

Untuk memilih besarnya out-put mesin bensin tergantung dari tiga hal:

1.Perbandingan udara dan materi bakar yang masuk ke dalam silinder.

2.Besarnya pengapian dan ketepatan waktu pengapian.

3.Besarnya kompresi .

Untuk memilih besarnya out-put mesin diesel tergantung dari dua hal, sebagai berikut:

1.Besarnya tekanan kompresi.

2.Jumlah dan dikala penginjeksian materi bakar yang tepat.

Knocking/Detonasi

Pembakaran tertunda terjadi lebih panjang. Hal ini disebabkan terlalu banyaknya materi bakar yang diinjeksikan pada tahapan pembakaran tertunda, sehingga terlalu banyak materi bakar yang terbakar pada tahapan kedua yang menimbulkan tekanan dalam silinder meningkat drastis serta menghasilkan getaran dan suara. Inilah yang disebut diesel knock.

Untuk mencegah diesel knock/detonasi, harus dihindari terjadinya peningkatan tekanan secara mendadak dengan cara menciptakan gabungan yang gampang terbakar pada temperatur rendah atau mengurangi jumlah materi bakar yang diinjeksikan ketika tahapan penundaan penyalaan.

Metode khusus yang dipakai untuk menghilangkan tanda-tanda knocking pada mesin diesel, sebagai berikut:

1.menggunakan materi bakar dengan angka cetane lebih tinggi;

2.menaikkan temperatur dan tekanan udara dikala mulai injeksi;

3.mengurangi volume injeksi dikala mulai menginjeksikan materi bakar;

4.menaikkan temperatur ruang bakar, khususnya kawasan bersahabat titik materi bakar diinjeksikan.

Metode umum pencegahan knocking pada mesin, sebagai berikut:

Uraian	Mesin Diesel	Mesin Bensin
perbandingan kompresi temperatur suplai udara tekanan kompresi temperatur silinder titik nyala materi bakar saat tertunda pembakaran	dinaikkan dinaikkan dinaikkan dinaikkan diturunkan diperpendek	diturunkan diturunkan diturunkan diturunkan dinaikkan diperpanjang

Knocking/detonasi pada mesin diesel dan bensin bergotong-royong terjadi dengan fenomena yang sama, yaitu disebabkan oleh peningkatan tekanan dalam ruang bakar yang sangat cepat sehingga materi bakar/ gabungan terbakar terlalu cepat.

 Perbedaan utamanya ialah knocking/detonasi pada diesel terjadi pada dikala awal pembakaran, sedangkan pada mesin bensin knocking terjadi pada dikala menjelang final pembakaran.

 

Gas Buang Mesin Diesel

1. Partikulat

Gas buang mesin diesel sebagian besar berupa partikulat dan berada pada dua fase yang berbeda, namun saling menyatu, yaitu:

a.  fase padat, terdiri dari residu/kotoran, abu, materi aditif, materi korosif, keausan metal;

b.  fase cair, terdiri dari minyak pelumas tak terbakar.

Gas buang yang berbentuk cair akan meresap ke dalam fase padat, gas ini disebut partikel. Partikel-partikel tersebut berukuran mulai dari 100 mikron sampai kurang dari 0,01 mikron. Partikulat yang berukuran kurang dari 10 mikron memperlihatkan dampak terhadap visibilitas udara lantaran partikulat tersebut akan memudarkan cahaya.

Berdasarkan ukurannya, partikel dikelompokkan menjadi tiga, sebagai berikut:

a.  0,01-10 mm disebut partikel  smog/kabut/asap;

b.  10-50 mm disebut dust/debu;

c.  50-100 mm disebut ash/abu.

Gambar 11 memperlihatkan komposisi gas buangan mesin diesel secar umum diambil rata-rata dengan kindisi kerja mesin normal. Gas buang mesin diesel sangat banyak mengandung partikulat lantaran banyak dipengaruhi oleh faktor dari materi bakar yang tidak bersih. Apabila dikelompokkan secara keseluruhan, gas buang mesin diesel mempunyai komposisi menyerupai yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.

 

 Komposisi Gas Buang Diesel

 Faktor lain yang sangat lebih banyak didominasi dalam memperlihatkan derma zat pencemar ke udara ialah faktor gabungan udara kompresi dengan materi bakar yang disemprotkan. Pencampuran yang tidak sebanding (terlalu banyak materi bakar) menghasilkan gas buang yang mengandung partikulat berlebihan.  Grafik berikut ini memperlihatkan di mana pada kondisi pencampuran yang sangat kaya (lambda mendekati nol), partikulat akan meningkat tajam. Sebaliknya, bila gabungan sangat kurus, partikulat yang dihasilkan oleh mesin juga akan menurun dengan drastis.

Grafik Hubungan Partikulat dengan Perbandingan H/C dalam Bahan Bakar

2. Pelumas Tidak terbakar

Komponen ini penyumbang terbesar dalam gas buang, sebesar 40% berasal dari minyak pelumas dalam silinder yang tidak terbakar selama proses pembakaran. Komponen ini menyumbangkan asap berwarna keputih-putihan. Semakin banyak minyak pelumas yang ikut dalam proses pembakaran, semakin banyak warna putih dalam gas buang.

Minyak pelumas yang tidak terbakar tersebut mengandung susunan karbon (C dan H).

3. Residu/Kotoran

Partikulat pada gas buang mesin diesel berasal dari partikel susunan materi bakar yang masih berisikan kotoran bernafsu (abu, debu). Hal itu dikarenakan pemrosesan materi bakarnya kurang baik.

Bahan bakar diesel di Indonesia banyak mengandung kotoran, contohnya solar.

Biasanya solar tidak berwarna atau bening, namun yang ada di sini niscaya berwarna agak gelap. Ini mengambarkan adanya kotoran dalam materi bakar.

Dengan demikian, pada dikala terjadi pembakaran, kotoran tersebut terurai dari susunan partikel yang lain dan tidak terbakar. Semakin banyak residu dalam materi bakar---dengan mesin secanggih apa pun---akan dihasilkan gas buang dengan kepulan asap hitam.

4. Sulfat

Sulfur pada materi bakar yang berasal dari fosil berbentuk sulfur organik dan nonorganik. Pembakaran pada mesin diesel dengan memakai materi bakar fosil akan menghasilkan sulfur dioksida (SO₂) dan sulfur trioksida (SO₃) dengan perbandingan 30:1. Berarti, sulfur dioksida merupakan penggalan yang sangat lebih banyak didominasi dalam gas buang diesel.

Sulfur dioksida yang ada di udara, bila bertemu dengan uap air akan membentuk susunan molekul asam. Jika hal ini dibiarkan, bisa terjadi hujan asam yang sangat merugikan.

 5. Lain-Lain

Gas buang diesel (8%) merupakan kumpulan dari majemuk gas beracun, di antaranya CO, HC, CO₂, dan NO_x. Gas buang tersebut meskipun hanya dalam jumlah yang kecil (8%) tetap memperlihatkan andil dalam pencemaran udara.

Gas beracun itu bisa dikurangi dengan menciptakan proses pembakaran di dalam mesin menjadi lebih sempurna. Caranya dengan meningkatkan kemampuan kompresi dan injeksi materi bakar yang tepat waktu dan jumlah dengan materi bakar yang lebih sesuai.

6. Bahan Bakar Tidak Terbakar

 Bahan bakar yang tidak terbakar sehabis proses pembakaran ada 7% dari seluruh gas buang diesel. Bahan bakar yang tidak terbakar ini berupa karbon (C) yang terpisah dari HC akhir perengkahan selama terjadi pembakaran. Semakin banyak materi bakar tidak terbakar yang keluar, semakin hitam warna asap gas buang yang dikeluarkan oleh mesin.

Kesimpulan:

Sisa pembakaran pada motor Diesel bervariasi, terbentuk dikala materi bakar diesel terbakar, hasil dari reaksi ini tergantung pada desain, output/tenaga dan beban motor.

Timah hitam pada materi bakar terbakar seluruhnya terutama untuk mereduksi susunan racun emisi. Pembakaran tuntas ini di dukung oleh adaptasi yang sangat teliti dari gabungan udara dan materi bakar, ketepatan yang adikara dalam proses injeksi, dan mengoptimalkan olakan/turbolensi gabungan udara dan materi bakar.

  

Ketika mesin dingin, unsur pokok gas buang  segera diketahui sebagai materi non oksidan atau hanya sebagian oksida hidrokarbon yang bisa pribadi terlihat dalam asap berwarna biru atau putih dan amis yang sangat kuat.

Bagikan Artikel ini