MESIN DIESEL KAPAL

Mesin Diesel kapal ( Marine engine ) mempunyai perbedaan dengan Mesin Diesel yang dipakai didaratan ( konvensional ). Kenapa untuk melayani operasional, perawatan dan perbaikan - perbaikan kecil mesin - mesin diesel kapal, para masinisnya ( Engineer ), ada yang setingkat D3 ( ATT III ), S1 ( ATT II ), bahkan ada yang setara dengan S2 ( ATT I / M,Mar Eng ). Sementara mesin - mesin diesel di daratan cukup dilayani oleh tamatan SMK s/d D3 Permesinan saja. Prinsip kerja mesin diesel baik di darat maupun di kapal - kapal sama saja, tak ada perbedaan yang signifcan. Sedangkan letak perbedaannya, antara lain ada pada :

I. Material mesin diesel kapal

Material mesin diesel kapal ( Marine engine ) dibuat lebih tangguh dari pada mesin - mesin yang ada didarat, agar tidak mudah mengalami kerusakan / keropos bila bersinggungan dengan air laut yang mempunyai kadar garam sangat tinggi dan mengandung unsur - unsur mineral dan biota laut perusak lainnya. Untuk mengantisipasi terjadinya hal - hal yang demikian, maka di lakukan tindakan - tindakan pada mesin diesel kapal sebagai berikut :

• Melakukan pengecatan " Anti Faulant ", memasang Zink Anode pada sea chest air laut masuk dan pada cooler-cooler mesin diesel kapal untuk mencegah pengkeroposan material.
• Memasang system dosis Alkytrimethylene Diamenes, suatu cairan Anti faulant Marine Chemical Corrosive Liquid Basic Organic, sebelum pendistribusian air laut dari sea chest kepemakaian Sedangkan mesin diesel di darat tidak pernah mengalami hal - hal seperti ini.

II. Operasional mesin diesel kapal
Selama pengoperasiannya ( Engine running ), mesin diesel darat hanya mendapat getaran dari mesin itu sendiri ( internal vibration ), tidak pernah menerima getaran dari luar ( external vibration ), kecuali bila terjadi gempa bumi. Tidak demikian halnya dengan Marine engine, selain mendapat getaran mesin itu sendiri, mesin - mesin diesel kapal juga mendapatkan getaran perlawanan dari luar, karena guncangan dari badan kapal yang diterpa ombak laut. Terjangan ombak yang begitu dahsyat terhadap badan kapal bisa membuat mesin mengalami kemiringan sampai sekitar 60 derajat. Bila hal ini terjadi bisa mengakibatkan mesin mengalami, sebagai berikut:

• Tekanan lubricating oil akan mengalami kekosongan ( hampa ), bila hal ini terjadi, maka tekanan lub. oil akan menurun ( lubricating oil low pressure ), mesin akan mati secara mendadak ( Shutdown immediately ), atau mesin mengalami rusak berat ( break down ). Untuk mengantisipasi terjadinya hal - hal seperti ini, maka pada saat rancang bangun, marine engine dipasang dua buah pipa isap lubricating oil kapal didepan dan dibelakang agak kekanan, atau kekiri lub oil carter engine. Sehingga bila mesin kapal mengalami kemiringan kearah manapun dan berapa derajatpun, lubricating oil tetap akan terisap oleh pompa minyak lumas.Sedangkan pada mesin - mesin darat pipa isap minyak lumas cukup satu saja.
• Buritan kapal terangkat, sehingga baling-baling terbebas dari tekanan air laut, secara logika akan terjadi putaran lebih ( over speed ) pada mesin induk kapal, atau bisa juga terjadi kerusakan yang fatal ( break down ). Tetapi hal sudah diantisipasi oleh perancang Marine engine dengan memasang pengaman pada Governoor, agar putaran mesin tetap menyesuaikan dengan situasi dan kondisi saat itu. Alat pengaman ini dikenal dengan nama " Over Speed Trip ". Pada mesin - mesin darat tidak dilengkapi dengan peralatan ini.

III. Penempatan dan penataan mesin kapal ( Arrange & install )
Pemasangan dan penataan pada mesin-mesin di darat sangat simpel dan sederhana. Buat pondasi mesin yang kokoh, rata, pasang engine mounting untuk perendam getar, bila mesin beroperasi. Install, cooling system, exhause gas system, On / Off system, memakai angin penjalan atau battery. Allignment dengan kebutuhan pemakaian, apakah untuk pembangkit atau lainnya, selesai sudah. Pada saat pembangunan kapal, yang paling sulit dan penuh kehati-hatian adalah pembuatan pondasi mesin kapal, terutama mesin induk kapal, tidak cukup dengan rata saja, tetapi harus memperhitung semua yang berkaitan dengan mesin kapal tersebut. Harus memperhitungkan titik berat kapal, kelurusan dengan gear box, propulsion, momen - momen yang kemungkinan akan terjadi saat kapal telah beroperasi, dan pengendalian mesin kapal untuk kebutuhan manouvering. Apalagi, bila kapal tersebut memakai dua mesin ( twin engine ).
Ini semua belum termasuk, pengoperasian, perawatan dan perbaikan, bila kapal telah dapat dimanfaatkan sesuai dengan fungsinya. Jadi, wajarlah bila engineer - engineer kapal ada yang setara dengan S2

jenis mesin yang ada di kapal

Agar kapal dapat bergerak dan berlayar diperlukan tenaga penggerak kapal. Berbagai bentuk tenaga penggerak kapal seperti dayung, layer, mesin diesel kapal, mesin uap bahkan tenaga nuklir di gunakan. Penggunaan motor diesel menempati urutan pertama untuk kapal komersial selanjutnya pemakaian mesin uap lebih diutamakan untuk kapal – kapal berukuran sangat besar seperti Super Tanker.
Pemakaian mesin diesel pada kapal lebih disenangi karena lebih praktis dalam pengopersiannya, persiapan untuk menghidupkan sebuah mesin induk hanya diperlukan lebih kurang satu jam, sedangkan untuk mesin uap diperlkan waktu tidak kurang dari empat jam.
Sebuah kapal dengan tenaga penggerak mesin diesel, biasanya mencantumkan KM (kapal motor), MS (motor ship), MV (motor Vessel) sebelum nama kapalnya, Sedangkan kapal dengan tenaga penggerak mesin uap mencantumkan KU (kapal uap), SS (steam ship) sebelum menunjukan nama kapal tersebut.
Untuk jenis mesin – mesin yang terdapat disebuah kapal dibagi atas 3 kelompok yaitu :
1. Motor Induk / Main Engine.
Mesin kapal yang berfungsi sebagai tenaga penggerak kapal, nantinya mesin ini bertugas untuk menggerakan propeller / baling – baling kapal yang selanjutnya mendorong air dan menggerakan kapal maju atau mundur.
Kapal denga satu propeller hanya mempunyai satu mesin induk sedangkan kapal yang mempunyai dua propeller atau twin screw digerakan oleh dua mesin induk.
2. Generator Set / Genset kapal.
Atau nama lainnya mesin Diesel / Motor Bantu / generator adalah mesin yang berfungsi sebagai pembangkit tenaga listrik. Ukuran motor Bantu lebih kecil dari motor induk. Dalam sebuah kapal terdapat lebih dari satu motor Bantu yang masing – masing berfungsi menggerakan generator. Generator akan menghasilkan listrik, nantinya digunakan untuk penerangan dan power supply bagi pesawat – pesawat Bantu lannya. Apabila kapal sandar didermaga maka mesin diesel kapal dapat juga digunakan untuk mengerakan mesin bagi Derek / alat bongkar muat.
3. Pesawat Bantu/alat bantu kapal.
Pesawat Bantu/alat bantu kapal Adalah jenis mesin – mesin diatas kapal yang berfungsi sebagai sarana penunjang pokok dalam pengoperasian kapal. Secara standar / biasa untuk sebuah kapal akan ditemukan jenis – jenis pesawat Bantu yaitu :

• Kompresor Udara / Air Compressor Fungsinya untuk menghidupkan motor diesel / mesin Bantu karena pada umumnya mesin tersebut hanya dapat dihidupkan dengan menggunakan tenaga / tekanan udara.
• Pompa air pendingin / Cooling water pump Terdapat 2 jenis yaitu, pompa air tawar pendingin (tertutup) adalah pompa yang mensirkulasikan air tawar pendingin dari motor ke cooler untuk selanjutnya kembali ke motor, sedangkan pompa air laut pendingin (terbuka) adalah pompa yang memasukan air laut ke dalam cooler yang selanjutnya mengalir kembali ke laut.
• pompa ballast kapal/ Ballast pump yaitu Pompa air laut yang digunakan untuk memompa air laut ke dalam / ke laur tangki – tangki ballast kapal.
• Pompa Sanitary / Sanitair pump yaitu Pompa air laut / tawar untuk mencukupi kebutuhan air tawar bagi air pendingin mesin – mesin kapal, serta kebutuhan lainnya seperti dapur, kamar mandi, WC dsb.
• Pompa Got / Bilge pump yaitu Untuk menampung air kondesat / air got yang kemudian di buang keluar kapal.
• Pompa Dinas Umum yaitu Pompa yang digunakan untuk menggantikan fungsi pompa air laut pendingin, pompa ballast atau pompa got.
• Pompa Transfer bahan bakar kapal digunakan untuk memindahkan bahan bakar dari tangki ke tangki lainnya dan untuk persiapan bunker dan untuk pengaturan stabilitas kapal.
• Separator Ada 2 jenis yaitu, purifier untuk memisahkan air dengan minyak dan clearifier untuk memisahkan benda lainnya yang terbawa dalam minyak.
• Ketel Bantu / DonkeyBoiler Digunakan untuk menghasilkan uap air untuk memanaskan bahan bakar sebelum masuk kedalam motor diesel. Uap tersebut dapat dipergunakan untuk memasak, pemanas air mandi dan pemanas untuk air condition.
• Mesin Kemudi Untuk menggerakan daun kemudi ke kiri / kanan atau untuk mempertahankannya pada posisi yang diinginkan.
• Mesin Jangkar atau Winch / Derek jangkar digunakan untuk menaikan / heave up jangkar kapal sewaktu kapal akan berlayar.
• Winch / Derek untuk alat B/M Berfungsi untuk alat bongkar muat kapal sewaktu kapal sandar di dermaga.

JENIS-JENIS MESIN DIESEL

Pada dasarnya permesinan kapal kebanyakan menggunkan mesin diesel Dibawah ini pembagian jenis mesin diesel berdasarkan pengaturan selinder.

Mesin diesel Silinder satu garis.
jenis mesin diesel Ini merupakan pengeturan yang paling sederhana, dengan semua silinder sejajar, satu garis (inline) seperti dalam gambar 1-2 . Konstruksi ini biasa digunakan untuk mesin diesel yang mempunyai silinder sampai delapan. Mesin diesel satu baris biasanya mempunyai silinder vertikal. Tetapi mesin diese ldengan silinder horisontal digunakan untuk bus. Mesin diesel seperti ini pada dasarnya adalah mesin vertikal yang direbahkan pada sisinya untuk mengurangi beratnya.

Mesin diesel Pengaturan -V
Kalau jenis mesin diesel mempunyai lebih dari delapan silinder, sulit untuk membuat poros engkol dan rangka yang tegar dengan pengaturan satu garis. Pengaturan –V (gambar 1-3 a) dengan dua batang engkol yang dipasangkan pada pena engkol masing-masing, memungkinkan panjang mesin dipotong setengahnya jhingga lebih tegar, dengan poros engkol lebih kaku. Iini merupakan pengaturan yang paling umum untuk mesin diesel dengan derlapan sampai enambelas silinder. Silinder yang terletak pada satu bidang disebut sebuah bank; sudut a antara dua bank bervariasidari 30 sampai 120 derajat, sudut yang paling umum aadalah antara 40 dan 70 derajat.

Mesin diesel Radial
jenis mesin diesel radial Mempunyai silinder yang semuanya terletakpada satu bidang dengan garis tengahnya berada pada sudut yang sama dan hanya ada satu engkol untuk tempat memasangkan semua batang engkol. Mesin jenis mesin diesel ini dibangun dengan lima, tujuh, sembilan dan sebelas silinder.

Mesin diesel Datar.
Pengaturan jenis mesin diesel semacam ini digunakan untuk bus dan truk.

Unit Mesin diesel Jamak.
Berat tiap daya kuda, yang disebut berat mesin diesel spesifik, makin besar dengan makin bertambahnya ukuran mesin diesel , lubang dan langkah mesin diesel. Untuk mendapatkan mesin dengan keluaran daya sangat tinggi tanpa menambah berat spesifiknya, maka dua dan empat mesin lengkap, yang memiliki enam atau delapan silinder masing-masing dikombinasikan dalam satu kesatuan dengan menghubungkan tiap mesin diesel kepada poros penggerak utama s (gb1- 4a dan b) dengan bantuan kopling dan rantai rol atau kopling dan roda gigi.


Mesin diesel torak berlawanan
Mesin diesel derngan dua torak tiap silinder yang menggerakkan doa poros engkol digunakan dalam kapal dan ketreta rel. Disainya menunjukan banyak keuntungan dari pembakaran bahan bakar, menyeimbangkan masa ulak-alik, pemeliharaan mesin dan mudah dicapai.


KOMPONEN MESIN DIESEL

Berbicara tentang komponen mesin dieseil (bagian-bagian mesin diesel) merupakan Suatu pemahaman dari operasi atau kegunaan berbagai bagian berguna untuk pemahamam sepenuhnya dari seluruh mesin diesel. Setiap bagian atau unit mempunyai fungsi khusus masing-masing yang harus dilakukan dan bekerja sama dengan bagian yang lain membentuk mesin diesel. Orang yang ingin mengoperasikan, memperbaiki atau menservis mesin disel, harus mampu mengenal bagian yang berbeda dengan pandangan dan mengetahui apa fungsi kusus masing-masing. Pengetahuan tentang bagian-bagian mesin diesel akan diperoleh sedikit demi sedikit, pertama kali dengan membaca secara penuh perhatian yang berikut, dan kemudian dengan melihat daftar istilah pada akhir buku ini setiap istilah yang belum dapat anda mengerti.

secara garis besar bagian mesin diesel ada 9, yaitu sebagai berikut :

silinder mesin diesel
kepala silinder mesin diesel
katup pemasukan dan katup buang mesin diesel.
torak batang engkol mesin diesel
poros engkol mesin diesel
Roda gila mesin diesel
Poros nok mesin diesel
Karter mesin diesel.
Sistem bahan bakar mesin diesel


1. Silinder mesin diesel
Jantung mesin diesel adalah silindernya, yaitu tempat bahan bakar dibakar dan daya ditimbulkan. Bagian dalam silinder mesin diesel dibentuk dengan lapisan (liner) atau selongsong (sleeve).Diameter dalam silinder disebut lubang( bore)

2. Kepala silinder (cylinder head) mesin diesel
Menutup satu ujung silinder dan sering berisikan katup tempat udara dan bahan bakar diisikan dan gas buang dikeluarkan.

3. Torak (piston) mesin diesel
Ujung lain dari ruang kerja silinder ditutup oleh torak yang meneruskan kepada poros daya yang ditimbulkanoleh pembakaran bahan bakar. Cincin torak (piston ring) mesin diesel yang dilumasi dengan minyak mesin menghasilkan sil( seal) rapat gas antara torak dan lapisan silinder. Jarak perjalanan torak dari
ujung silinder ke ujung yang lain disebut langkah (stroke)

4. Batang Engkol (Connecting rod) mesin diesel
Satu ujung, yang disebut ujung kecil dari batang engkol, dipasangkan kepada pena pergelangan (wrist pin) atau pena tora (piston pin) yang terletak didalam torak. Ujung yang lain atau ujung besar mempunyai bantalan untuk pen engkol. Batang engkol mengubah dan meneruskan gerak ulak-alik (reciprocating) dari torak menjadi putaran kontinu pena engkol selama langkah kerja dan sebaliknya selama langkah yang lain.

5. Poros engkol (crankshaft) mesin diesel
Poros engkol berputar dibawah aksi torak melalui batang engkol dan pena engkol yang terletak diantara pipi engkol( crankweb ), dan meneruskan daya dari torak kepada poros yang digerakkan. Bagian dari poros engkol yang di dukung oleh bantalan utama dan berputar didalamya di sebut tap (journal).

6. Roda Gila ( Flywheel ) mesin diesel
Dengan berat yang cukup dikuncikan kepada poros engkol dan menyimpan energi kinetik selama langkah daya dan mengembalikanya selama langkah yang lain. Roda gila membantu menstart mesin dan juga bertugas membuat putaran poros engkol kira-kira seragam.

7. Poros Nok (Camshaft) mesin diesel
Yang digerakkan oleh poros engkol oleh penggerak rantai atau oleh roda gigi pengatur waktu mengoperasikan katup pemasukan dan katup buang melalui nok, pengikut nok, batang dorong dan lengan ayun. Pegas katup berfungsi menutup katup.

8. Karter (crankcase) mesin diesel
Berfungsi menyatukan silinder, torak dan poros engkol,melindungi semua bagian yang bergerak dan bantalanya dan merupakan reservoir bagi minyak pelumas. Disebut sebuah blok silinder kalau lapisan silinder disisipkan didalamya. Bagian bawah dari karter disebut plat landasan.

9. Sistem Bahan Bakar mesin diesel
Bahan bakar dimasukan kedalam ruang bakar oleh sistem injeksi yang terdiri atas. saluran bahan bakar, dan injektor yang juga disebut nosel injeksi bahan bakar atau nosel semprot.


CARA KERJA MESIN DIESEL

Secara garis besar mesin diesel dibagi menjadi 2 yaitu mesin diesel 4 langkah (4 tak) dan mesin diesel 2 langkah (2 tak). untuk postingan kali ini saya ingin membahas PRINSIP KERJA MESIN DIESEL 4 langkah atau sering disebut mesin diesel 4 tak.

1. Daur/prinsip kerja mesin diesel 4 langkah
Urutan kejadian yang berulang secara teratur dan dalam urutan yang sama disebut sebuah daur (Cycle). Beberapa kejadian berikut, membentuk sebuah daur kerja mesin disel:

Daur kerja mesin diesel yang pertama adalah Mengisi silinder dengan udara segar.
Daur kerja mesin diesel yang kedua adalah Penekanan isi udara yang menaikkan suhu sehingga kalau bahan bakar diinjeksikan, akan segera menyala dan terbakar secara efisien
Daurkerja mesin diesel yang ke3 yaitu Pembakaran bahan bakar dan pengembangan gas panas.
Mengosongkan hasil pembakaran dari silinder.


secara singkat prinsip kerja mesin diesel 4 langkah yaitu seperti penjelasan diatas Kalau keempat kejadian pada mesin diesel ini diselesaikan, maka daur diulangi. Kalau masing- masing dari keempat kejadian ini memerlukan langkah torak yang terpisah, maka daurnya disebut daur empat langkah maka disebut mesin diesel 4 langkah.

a. Titik Mati (dead centers) mesin diesel 4 langkah
Kedudukan torak mesin diesel ketika berada paling dekat dengan kepala silinder dan paling jauh dari kepala silinder disebut berturut-turut titik mati atas (top) dan titik mati bawah (bottom), yang ditandai dengan t.m.a dan t.m.b. alasan penandaan ini adalah bahwa pada kedudukan ini garis tengah pena engkol berada pada bidang yang sama dengan garis tengah pena torak, tap poros serta torak tidak dapat digerakan oleh tekanan gas. Gaya gerak harus datang dari putaran pena engkol yang bekerja melalui batang engkol.

b. Kejadian Utama/prinsip kerja mesin diesel 4 langkah
Empat kejadian utama mesin diesel ditunjukkan secara skematis dalam gambar 2-1. Selama kejadian pertama, atau langkah hisap mesin diesel(suction), torak bergerak turun, ditarik oleh batang engkol r, ayang diujung bawahnya digerakkan oleh engkol c. Torak, yang bergerak menjauhi kepala silinder, menimbulkan vakuum dalam silinder, dan udara luar ditarik atau dihisap ke dalam silinder melalui katup pemasukan I yang terbuka disekitar awal langkah isap dan tetap terbuka sampai torak mencapai t.m.b.

Kalau torak telah melalui t.m.b, maka kejadian kedua, atau langkah kompresi, dimulai, katup pemasukan menutup dan torak yang didorong keatas oleh engkol dan batang engkol, menekan udara didalam silinder dan menaikkan suhunya. Segera sebelum torak mencapai t.m.a, maka nbahan bakar cair dalam bentuk semprotan kabut halus dimasukkan sedikit demi sedikit kedalam udara panas didalam silinder. Bahan bakar menyala dan terbakar selama bagian pertama dari langkah kerja, sehingga menaikkan tekanan didalam silinder. Selama langkah yang ketiga ini yang disebut langkah kerja atau langkah daya, gas panas mendorong torak turun atau maju. Gas mengembang dari volume silinder yang membesar dan melalui batang engkol dan engkol meneruskan energi yang ditimbulkan kepada poros engkol yang berputar.

berikut ini gambar prinsip kerja mesin diesel 4 langkah( 4 tak) :
Gambar. 2-1. Kejadian dalam daur empat langkah.

keterangan gambar prinsip kerja mesin diesel 4 langkah
1. langkah isap mesin diesel
2. langkah kompresi mesin diesel
3. langkah kerja mesin diesel
4. langkah buang mesin diesel

Segera sebelum torak mencapai t.m.b, katup buang e, membuka (gb.2-1d) dan hasil pembakaran yang panas dan masih bertekanan tinggi mulai lari melalui lubang buang keluar. Selama kejadian keempat, atau langkah buang, torak bergerak keatas, di dorong oleh engkol dan batang engkol, mengusir hasil pembakaran yang tersisa.
Didekat t.m.a katup buang ditutup, katup pemasukan dibuka dan daur dimulai kembali. Seperti dapat dilihat, keempat langkah memerlukan dua putaran dari poros engkol. Jadi dalam mesin empat langkah , satu langkah daya diperoleh untuk tiap dua putaran poros engkol, atau banyaknya impuls daya tiap menit adalah setengah putaran/ menit ternilai (rating)

c. Pengaturan waktu kejadian mesin diesel 4 langkah
Kenyataanya titik pemisah antara keempat kejadian utama tidak bersekutu dengan awal dan akhir langkah yang bersangkutan. Perbedaanya lebih kecil dalam mesin kecepatan rendah dan membesar dengan meningkatnya kecepatan mesin. Katup pemasukan mulai membuka sebelum t.m.a, dengan 10 sampai 25 derajat perjalanan engkol. Pendahuluan ini memungkinkan katup cukup terbuka pada t.m.a, ketika torak mulai langkah isap. Katup pemasukan ditutup mulai 25 sampai 45 derajat setelah t.m.b. Penginjeksian bahan bakar dimulai dari 7 sampai 27 derajat sebelum t.m.a. Akhir penginjeksian bahan bakar tergantung pada beban mesin. Untuk melepaskan tekanan gas buang sebelum torak memulai langkah balik, katup buang mulai membuka 30 sampai 60 derajat sebelum t.m.b, dan menutup 10 sampai 20 derajat setelah t.m.a.

d. Kompresi mesin diesel
Terdapat dua manfaat dalam menekan isi udara selama langkah kedua atau langklah kompresi: Pertama menaikkan efisiensi panas atau efisiensi total dari mesin dengan menaikkan densiti pengisian sehingga diperoleh suhu yang lebih tinggi selama pembakaran; ini dilakukan pada semua motor bakar, baik dari jenis penyalaan cetus api (busi) maupun penyalaan kompresi. Yang kedua, untuk menaikkan suhu udara pengisian sedemikian rupa sehingga kalau kabut halus dari bahan bakar di injeksikan kedalamya, maka bahan bakar akan menyala dan mulai terbakar tanpa memerlukan sumber penyalaan dari luar misalnya busi yang digunakan dalam mesin bensin.

e. Perbandingan kompresi
Perbandingan kompresi dari motor bakar adalah perbandingan dari volume V1.inci kubik, dari gas dalam silinderdengan torak dengan t.m.b, terhadap volume V2 dari gas, dengan torak pada t.m.a, Perbandingan kompresi ditandai dengan R;

f. Pembakaran mesin diesel 4 langkah
Terdapat dua metoda yang berbeda dari pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin :

• Pada volume konstan
Pembakaran pada volume konstan berarti bahwa selama pembakaran volumenya tidak berubah dan semua energi panas yang ditimbulkan oleh bahan bakar menjadi kenaikan suhu dan tekanan gas. Dalam sebuah mesin berati bahwa pembakaran diproses pada kecepatan sedemikian tinggi sehingga torak tidak mempunyai waktu untuk bergerak selama pembakaran. Pembakaran semacam ini diperoleh ketika torak pada t.m.a, keuntungan dari metode pembakaran bahan bakar ini adalah efisiensi panas yang tinggi. Kerugianya adalah kenaikan tekanan yang sangat mendadak dan mengakibatkan kebisingan pada mesin. Pembakaran semacam ini kira-kira didekati dalam mesin bensin penyalaan cetus api.

•Pada tekanan konstan
Pembakaran pada tekanan konstan, berarti bahwa selama pembakaran suhunya naik dengan kecepatan sedemikian sehingga kenaikan tekanan yang dihasilkan kira-kira cukup untuk melawan pengaruh pertambahan volume disebabkan gerakan torak, dan tekanan tidak berubah. Energi panas yang ditimbulkan oleh bahan bakar sebagian berubah menjadi kenaikan suhu gas dan sebagian menjadi kerja luar yang dilakukan. Dalam mesin dengan pembakaran tekanan konstan, bhan bakar dibakar sedikit demi sedikit sehingga tekanan yang diperoleh pada akhir langkah kompresi dipertahankan selama seluruh proses pembakaran. Pembakaran semacam ini digunakan dalam mesin disel injeksi udara kecepatan rendah yang asli. Keuntunganya adalah mesin berjalan dengan halus, sehingga menghasilkan momen puntir lebih merata karena tekanan pembakaran yang diperpanjang. Tetapi tidak sesuai untuk mesin minyak kecepatan tingggi.

Mesin disel kecepatan tinggi modern beroperasi pada daur yang merupakan kombinasi dari kedua metoda diatas, dan disebut juga daur dwi- pembakaran ( dual-combustion); satu bagian bahan bakar dibakar dengan cepat, hampir dengan volume konstan dekat t.m.a sisanya dibakar sewaktu torak mulai bergerak menjauhi t.m.a, Tetapi tekanan tingginya tidak konstan, melainkan biasanya pertama kali naik kemudian turun. Secara umum daur ini lebih menyerupai daur pembakaran volume konstan dari pada daur mesin disel asli. Keuntunganya adalah efisiensi tinggi dan penggunaan bahan bakar hemat. Kekurangannya adalah sulitnya mencegah operasi yang kasar dan bising dari mesin.


Cara kerja mesiin diesel 2 tak
a. kejadian daur 2 langkah/cara kerja mesin diesel 2 tak
Sebuah daur dua langkah(kerja mesin diesek 2 tak) diselesaikan dalam dua(2) langkah, atau satu putaran poros engkol mesin diesel, sedangkan daur empat langkah memerlukan dua putaran. Perbedaan utama antara mesin diesel 2 tak dan mesin diesel 4 tak adalah metode pengeluaran gas yang telah dibakar dan pengisian silinder dengan udara segar. Dalam mesin diesel 4 tak operasi ini dilakukan oleh torak mesin selama langkag buang dan isap. Dalam mesin diesel 2 tak operasi ini dilakukan dekat t.m.b, oleh pompa atau penghembus udara yang terpisah.


berikut ini adalah gambar cara kerja mesin diesel 2 tak

Gambar. 2-2. Pembilasan dari daur dua langkah(Sumber : Bambang Priambodo 1995)

Kejadian kompresi, pembakaran dan ekspansi tidak berbeda dengan kejadian pada mesin diesel 4 tak. Pengeluaran gas sisa dan pengisian silinder dengan pengisian udara segar dilakukan sebagai berikut : Kalau torak telah menjalani 80 sampai 85 persen dari langkah ekspansi, katup buang,e, e (gb.2-2a) terbuka, gas buang dilepaskan dan mulai lari dari silinder dan tekanan dalam silinder mulai turun. Torak meneruskan gerak menuju t.m.b, dan akhirnya membuka lubang s,s, yaitu lubang tempat lewat udara yang agak ditekan, sehingga udara mulai memasuku silinder, Udara ini tekananya agak lebih tinggi dari pada gas panas didalam silinder, sehingga mendorongnya keluar melalui katup e,e ( gb. 2-2b) ke udara luar. Operasi ini disebut membilas, udara yang dimasukan disebut udara bilas, dan lubang tempat udara masuk disebut lubang bilas. Kira-kira pada saat torak pada langkah naik menutup lubang s, s, maka katup buang e, e juga ditutup (gb. 2-2e) dan langkah kompresi dimulai.

Keuntungan operasi mesin diesel 2 tak adalah penghilangan dua langkah pengisian yang diperlukan dalam operasi empat langkah. Jadi silinder memberikan satu langkah daya untuk tiap putaran mesin kalau dibandingkan dengan satu langkah daya untuk tiap dua putaran pada mesin daur empat langkah. Kalau semua kondisi yang lain misalnya lubang, langkah, kecepatan dan tekanan gas efektif rata-rata sama, maka mesin dua langkah akan membangkitkan daya dua kali lipat daripada mesin empat langkah. Ini berarti juga bahwa mesin dua langkah dalam garis besarnya mempunyai berat setengah dari mesin diesel 4 tak dari daya yang sama dan menghasilkan momen puntir yang lebih rata.

Tetapi, harus dicatat bahwa ini hanya benar untuk mesin yang memiliki tekanan efektif rata—rata sama. Jadi mesin dua langkah dengan karter yang membilas mempunyai teakanan efektif rata-rata yang rendah, sehingga membangkitkan daya yang kurang dari mesin empat langkah yang sebanding. Di lain pihak, mesin empat langkah dengan pengisian lanjut dapat membangkitkan daya yang sama atau lebih besar daripada mesin dualangkah dari perpindahan yang sama.

Keuntungan ini sangat penting pada kapal dan lokomotip sehingga penggunaan mesin dua langkah pada instalasi ini jauh lebih banyak daripada mesin empat langkah, khususnya dalam unit daya

besar. Kerugian dari semua mesin dua langkah, adalah suhu yang tinggi dari torak dan kepala silinder yang diakibatkan fakta bahwa pembakaran terjadi pada tiap putaran.
berikut ini adalah gambar cara kerja mesin diesel 2 tak. pada gambar 2-3 yaitu gambar pembilasan aliran silang mesin diesel 2 tak, pada gambar 2-4 yaiutu gambar Pembilasan aliranlingkar atau aliran balik mesin diesel 2 tak, dan gambar 2-5 yaitu gambar Pembilasan aliran balik dalam mesin kerja ganda mesin diesel 2 tak.

(Sumber: Bambang Priambodo, 1995)

(b). Metoda Pembilasan mesin diesel 2 tak
Gb.2-2 hanya mengilustrasikan salah satu dari beberpa metoda dari pembilasan silinder. Dalam beberapa mesin gas buangnya dibiarkan keluar melalui lubang, yang dinbuka oleh torak seperti lubang pembilasan s,s (gb.2- 2) Tergantung pada letak lubang buang terhadap lubang bilas, terdapat dua metoda pembilasan yang dasarnya berbeda: pembilasan aliran silang (cross flow) (gb 2-3) dan pembilasan lingkar (loop) atau aliran balik (return flow) (gb.2-4).

(c). Pembilasan aliran silang mesin diesel 2 tak.
Dengan metote ini torak terlebih dulu membuka lubang buang e,e, dan melipatkan tekanan : dengan menurun lebih jauh maka torak membuka lubang bilas s,s. dan mulai memasukan udara agak bertekanan yang arusnya terutama diarahkan keatas, seperti ditunjukkan tanda panah, sehingga mendorong keluar gas buang melalui lubang e,e. Setelah melampui t.m.b torak terlebih dahulu menutup lubang bilas dan segera setelah itu menutup lubang buang. Kenyataan bahwa lubang buang tertutup setelah lubang bilas memungkinkan sebagian dari udara pengisian lari dari silinder. Ini merupakan kerugian dari skema bilas tersebut. Tetapi juga mempunyai keuntungan tertentu, yaitu kesederhanaan konstruksi dan pemeliharaan, dengan tidak adanya katup yang harus tetap rapat.

Beberapa mesin besar kecepatan rendah menggunakan sekema pembilasan arus silang yang diperbaiki dengan tambahan katup searah yang terlrtak didekat lubang bilas. Dalam kasus ini lubang bilas dibuat sama tinggi atau bahkan agak lebih tinggi daripada lubang buang. Seperti ditunjukkan dalam gb. 1-5. Oleh karenanya lubang bilas dibuka oleh torak secara serentak dengan atau sedikit sebelum lubang buang; tetapi katup searah mencegah gas buang masuk kedalam penerima udara bilas. Segera setelah tekanan didalam silinder turun dibawah tekanan dalam penerima udara, maka tekanan dalam penerima udara membuka katup searah dan pemasukan udara bilas dimulai. Pembilasan dilanjutkan sampai lubang bilas maupun lubang buang ditutup oleh torak. Skema ini memberikan efisiensi pembilasan, yang menghasilkan tekanan efektif rata-rata lebih tinggi pada biaya nominal pada katup dan pemeliharaanya.

(d). Pembilasan lingkar.
Gb.2-4. Mirip dengan aliran silang dalam hal urutan pembukaan lubang. Tetapi arah aliran uydara berbeda, seperti ditunjukan dengan tanda anak panah.Keuntungnya adalah bahwa keseluruhan penerimaan udara bilas dan penerima gas buang terletak pada sisi yang sama dari silinder, sehingga lebih mudah dicapai. Skema ini sesuai untu mesin kerja ganda, karena dengan mesin tersebut maka operasi katup buang (gb. 2-2 ) untuk ruang bakar bawah menjadi sangat rumit. Kalau digunakan pada mesin kerja ganda (gb.2-5) skema ini disempurnakan dengan memasang katup buang putar,r. selama pelepasan gas buang, maka katupr, terbuka, tetapi katup ini tertutup kalau torak menutupi lubang bilas pada langkah balik. Dengan pengaturan ini untuk melepaskan pengisian udara selama awal langkah kompresi, ketika lubang buang ditutup oleh torak, katup putar dibuka dan dbuat siap untuk daur berikutnya. Seperti dapat dilihat pada gambar 2-5, panjang torak dibuat tepat sama dengan panjang langkah untuk mengendalikan kejadian pembuangan dan pembilasan secara bergantian oleh tepi atas dan bawah dari torak.


(e). Skema torak berlawanan
Torak bawah mengendalikan lubang buang, torak atas mengendalikan lubang bilas. Untuk mendapatkan pelepasan awal dari gas buang dengan membuka lubang buange, mendahului lubang bilass, maka engkol dari poros engkol bawah dimajukan trerhadap engkol dari poros engkol atas, sehingga mendahului engkol atas 10 sampai 15 derajat. Dengan cara ini maka lubang buang terbuka terlebih dahulu (gb.2-6a) ; kalau tekanan telah cukup diturunkan, lubang bilas dibuka (gb,2-6b) dan pembilasan berlangsung. Setelah lubang buang ditutup, dilakukan tambahan pemasukan udara (gb.2-6c) sampai lubang bilas juga tertutup kemudian dilakukan kompresi sedikit sebelum torak mencapai titik yang paling berdekatan dengan torak yang lain, bahan bakar diinjeksikan, menyala, dan terbakar sementara langkah ekspansi dimulai (gb. 2-6 d). Putaran dari poros engkol atas dan bawah diteruskan kepada poros engkol utama dibawah oleh poros vertikal perantara dan dua pasang roda gigi payung

Gb. (2-6). Operasi torak berlawanan.(Sum ber : Bambang Priambodo , 1995)

Keuntungan dari skema ini adalah :

Pembilasan yang efisien dari silinder sehingga ditimbulkan daya lebih besar
Tidak ada katup dan roda gigi pengoperasian katup.
Tidak ada kepala silinder, yang karena bentuknya rumit merupakan sumber gangguan dalam operasi mesin.
Kemudahan pencapaian untu inspeksi dan perbaikan dari bagian pada umumnya.


Kedua skema pembilasan (gb 2-2 dan 2-6) juga diklasifikasikan sebagai pembilasan sealiran (uniflow). Dalam kedua kasus maka gas buang dan udara bilas mengalir dalam arah yang sama, sehingga kurang peluangnya untuk pembentukan turbolensi yang tidak dapat dihindarkan pada pembilasan aliran silang dan aliran balik.


Pengisian Lanjut. (supercharging) Mesin diesel 2 Tak
Pengisian lanjut bertujuan untuk menaikkan daya mesin yang perpindahan torak dan kecepatannya telah ditentukan. Dalam mesin disel daya dibangkitkan oleh pembakaran bahan bakar, dan kalau dikehendaki kenaikan daya, bahan bakar yang dibakar harus lebih banyak sehingga udara harus lebih banyak tersedia karena setiap pound bahan bakar memerlukan sejumlah udara tertentu, kondisi lainnya sama, yaitu suatu volume, atau ruang akan memegang berat udara yang lebih besar, kalu tekanan udara dinaikkan. Maka pengisian lanjut didapatkan dengan suatu tekanan yang lebih tinggi pada awal langkah kompresi.
Untuk menaikkan tekanan udara mesin empat langkah, pengisian udara
tidak dihisap ke dalam silinder atau dikatakan, tidak dimasukkan dengan penghisapan alamiah oleh torak yang mundur, tetapi oleh pompa atau
penghembus udara yang terpisah.
Terdapat tiga jenis penghembus yang digunakan :
1) Pompa torak ulak-alik yang mirip dengan kompresor udara
2) Penghembus perpindahan positip yang perputar dari jenis roots, dan
3) Penghembus kecepatan tinggi

Pompa sentrifugal, biasanya digerakkan oleh turbin gas yang memanfaatkan energi kinetik yang dari gas buang

Kalau pengisian lanjut digunakan pada mesin empat langkah,perubahan utama yang diperlukan dalam disain adalah perubahan pengaturan waktu dari katup pemasukan dan pembuangan. Waktu pembukaan katup pemasukan dimajukan dan penutupan katup buang diperlambat,kedua katup dirancang untuk tetap terbuka secara serentak untuk sekitar 50 sampai 100 derajat, pemilihanya tergantung pada kecepatan normal mesin. Pembukaan secara serentak ini disebut tumpang tindih (overlapping). Keuntungan yang diperoleh dari tumpang tindih banyak adalah pembilasan yang lebih baik pada ruang bakar. Hasil pengujian menunjukkan bahwa tumpang tindih sebesar 40 sampai 50 derajat akan menaikan keluaran daya mesin dari sekitar 5 persen – kalu pengisian lanjut sangat kecil, hanya untuk meniadakan vakuum dalam silinder utama langkah isap – sampai 8 persen dengan tekanan pengisian lanjut 12 in air raksa. Sebagai perbandingan tumpang tindih 10 sampai 20 derajat yang umum digunakan dalam mesin tanpa pengisian lanjut. Daya total yang diperoleh karena pengisian lanjut bervariasi dari 20 sampai 50 persen, tergantung pada tekanan pengisian lanjut, yang pada mesin disel sekarang bervariasi dari 5 sampai sekitar12 in air raksa.
Perlu dicatat bahwa bersama kenaikan tekanan tekanan efektif rata-rata, pengisian lanjut juga menaikkan tekanan penyalaan maksimum dan suhu maksimum. Sebaliknya, penggunaan bahan bakar tiap daya kuda- jam biasanya berkurang dengan pengisian lanjut, karena sebagai akibat dari kenaikan turbolensi udara, dilakukan pengadukan yang lebih baik antara udara dan bahan bakar udara pengisian, sehingga pembakaran bahan bakar menjadi lebih baik, dan juga karena efisiensi mekanis dari mesin meningkat- dari kenyataan bahwa keluaranya dinaikkan lebih besar daripada kerugian mekanisnya.

Mesin dua langkah biasanya telah mempunyai penghembus untuk udara bilas dan pengisian lanjut dapat diperoleh secara mudah dengan menaikkan jumlah dan tekanan udara bilas. Sebagai tambahan, sedikit perubahan dari pengaturan waktu buang dan waktu bilas untuk mendapatkan udara bilas lebih banyak dari awal langkah kompresi.


Kecepatan Torak Mesin Diesel 2 Tak
Kecepatan poros engkol dapat dianggap seragam tetapi, perjalanan torak tidak demikian : pada titik mati torak d iam, kecepatanya nol, pada saat torak mulai bergerak, kecepatanya meningkat sedikit demi sedikit dan mencapai maksimum disekitar pertengahan langkah, dari sini kecepatan torak mulai menurun dan pada titik mati yang berlawanan torak menjadi berhenti lagi. Jadi kecepatan torak bervariasi dengan waktu, Untuk beberapa perhitungn perlu diketahui kecepatan torak rata-rata, yaitu kecepatan konstan yang diperlukan oleh torak untuk bergerak mencapai jarak yang sama seperti kalau ditempuh dengan kecepatan variabel. Kecepatan rata-rata biasanya disebutkan secara sederhana sebagai kecepatan torak dari mesin. Umumnya mengukur kecepatan torak dalam feet tiap menit. Jarak yang dijalani oleh torak dalam satu menit sama dengan dua langkah yang dibuat tiap putaran dikalikan jumlah putaran tiap menit dan merupakan kecepatan torak rata- rata.


Sumber : http://kapal-cargo.blogspot.com/2011/06/cara-kerja-mesiin-diesel-2-tak.html