Proses pembakaran mesin diesel

   Proses pembakaran mesin diesel

Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode:

a)    Periode 1: Waktu pembakaran tertunda (ignition delay) (A -B) Pada periode ini disebut fase persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar.

b)   Periode 2: Perambatan api (B-C) Pada periode 2 ini campuran bahan bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seolah-olah campuran terbakar sekaligus, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik. Periode ini sering disebut periode ini sering disebut pembakaran letup.

c)    Periode 3: Pembakaran langsung (C-D) Akibat nyala api dalam silinder, maka bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.

d)   Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E) Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.

           Bentuk ruang bakar mesin diesel

Ruang bakar pada motor diesel lebih rumit dibanding ruang bakar motor bensin. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menentukan kemampuan mesin, sebab ruang bakar tersebut dirancanakan dengan tujuan agar campuran bahan udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus.

Ruang bakar motor diesel digolongkan menjadi 2 tipe, yaitu:

a)    Tipe ruang bakar langsung (direct combustion chamber)

b)   Tipe ruang bakar tambahan (auxiliary combustion chamber)

Tipe ruang bakar tambahan terdapat dalm 3 macam, yaitu:

1)   Ruang bakar kamar muka (precombustion chamber)

2)   Ruang bakar pusar (swirl chamber)

3)   Ruang bakar air cell (Air cell combustion chamber)

Keuntungan ruang bakar langsung adalah: (1) efisiensi panas lebih tingi, pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana, (2) start dapat mudah dilakukan pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat bantu start busi pijar (glow plug), dan (3) cocok untuk mesinmesin besar karena konstruksi kepala silinder sederhana.

Kerugian ruang bakar langsung adalah: (1) memerlukan kualitas bahan bakar yang baik, (2) memerlukan tekanan injeksi yang lebih tinggi, (3) sering terjadi gangguan nozzle, umur nozzle lebih pendek karena menggunakan nozzle lubang banyak (multiple hole nozzle), dan (4) dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbulensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi.

a)    Ruang bakar tambahan.

1)   Ruang bakar muka.

Dalam ruang bakar ini bahan bakar solar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh nozzle injeksi. Sebagian bahan bakr yang tidak terbakar di ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya berada pada ruang bakar utama

Keuntungan ruang bakar muka adalah: (1) jenis bahan bakar yang digunakan lebih luas, karena turbulensinya sangat baik untuk pengabutan, (2) perawatan pompa injeksi lebih mudah karena tekanan injeksi lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat injeksi, dan (3) detonasi berkurang serta mesin bekerja lebih baik karena menggunakan nozzle lubang banyak.

Kerugian ruang bakar muka adalah: (1) biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan kepala silinder lebih rumit, (2) memerlukan motor starter yang besar dan kemampuan start lebih jelek sehingga harus menggunakan alat pemanas, dan (3) pemakaian bahan bakar boros.

2)   Ruang bakar pusar.

Ruang bakar model pusar ini berbentuk bundar. Ketika torak memampatkan udara, sebagian udara akan masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar di dalam ruang bakar pusar, tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk ke ruang bakar utama melalui saluran tersebut. Selanjutnya capuran tersebut akan terbakar di tuang bakar utama.

Keuntungan ruang bakar pusar adalah: (1) dapat menghasilkan putaran tinggi, karena turbulensi yang sangat baik pada saat kompresi, (2) Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin, dan (3) putaran mesin lebih tinggi dan operasinya lebih lembut, menyebabkan jenis ini cocok untuk mobil.

Kerugian ruang bakar pusar adalah: (1) konstruksi kepala silinder rumit, (2) efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung, (3) penggunaan alat pemanas tidak begitu efektif, sebab ruang bakar sangat luas, dan (4) detonasi lebih besar pada kecepatan rendah.

3)   Ruang bakar Air Cell

Pada ruang bakar air cell ini bahan bakar disemprotkan langsung ke dalam air cell dan terbakar langsung di ruang bakar utama. Sebagian bahan bakar yang yang disemprotkan ke air cell dan terbakar, mengakibatkan tekanan dalam air cell bertambah. Bila torak bergerak ke TMB, udara dalam air cell keluar ke ruang bakar utama membantu menyempurnakan pembakaran. Pada ruang bakar ini tidak memerlukan pemanas.

Keuntungan ruang bakar air cell adalah: (1) mesin bekerja lebih lembut karena pembakaran terjadi secara berangsur-angsur, (2) tidak memerlukan pemanas, (3) gangguan nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin.

Kerugian ruang bakar air cell adalah: (1) saat injeksi bahan bakar sangat mempengaruhi kemampuan mesin, (2) suhu gas buang sangat tinggi karena pembakaran lanjut sangat panjang, dan (3) bahan bakar boros.