Prinsip Kerja Diesel Engine Empat Langkah

      Prinsip Kerja Diesel Engine Empat Langkah 

Pendahuluan

Seluruh diesel engine Caterpillar menggunakan system pembakaran dalam (internal combustion system)  dengan prinsip kerja empat langkah atau sering juga disebut empat  tak.Konsep empat langkah adalah  dalam  menghasilkan satu kali kerja dibutuhkan empat langkah piston dan dua kali putaran crankshaft yaitu :

1.      Langkah pemasukan (intake stroke)

2.      Langkah  kompresi (compression stroke)

3.      Langkah kerja ( power stroke)

4.      Langkah  pembuangan/ pembilasan (exhaust stroke).

Caterpillar diesel engine menggunakan prinsip empat langkah karena  mempunyai  keuntungan  sebagai berikut :

1.      Tingkat efisiensi tinggi

2.      Pembakaran lebih sempurna

3.      Umur komponen panjang

4.      Pemakaian bahan bakar hemat

5.      Gas buang bersih

6.      Suara engine relatif lebih halus

Prinsip kerja empat langkah pada engine diesel sama dengan engine bensin, perbedaannya adalah pada engine bensin yang dikompresikan adalah campuran udara dan bensin, sedangkan pada diesel engine hanya udara yang dikompresikan didalam silinder  dan bahan bakar baru diinjeksikan beberapa derajat sebelum langkah kompresi berakhir yang disebut injection timing, Terjadinya pembakaran didalam silinder diesel engine diakibatkan oleh panas yang timbul secara alamiah, karena udara yang dikompresikan , hal ini dapat terjadi karena perbandingan kompresi pada diesel engine relatif sangat tinggi ( berkisar antara 11:1 – 22:1).

1. Langkah Pemasukan Udara ( Intake Stroke )

 

 

Langkah pemasukan  udara kedalam ruang bakar ( intake stroke ) dimulai  pada saat intake valve secara bertahap membuka  beberapa derajat sebelum piston mencapai TDC, Pada saat ini  valve exhaust masih tetap dalam kondisi terbuka. Exhaust gas yang terdorong keluar menuju exhaust manifold  menimbulkan tekanan rendah didalam ruang pembakaran sehingga udara bersih masuk kedalam silinder dari saluran intake  dan mendorong exhaust  gas keluar melalui saluran exhaust, proses ini disebut dengan proses pembilasan. Proses pembilasan  berfungsi untuk mempercepat terbuangnya exhaust gas  sehingga tidak tersisa lagi didalam silinder. Posisi terbukanya intake valve dan exhaust valve secara bersamaan disebut dengan  Valve Overlap. Beberapa derajat setelah piston  mencapai TDC, valve exhaust tertutup penuh dan udara bersih yang berasal dari saluran intake masih terhisap kedalam silinder. Langkah intake berakhir saat  valve intake tertutup beberapa derajat setelah  piston  mencapai BDC . Kecepatan langkah piston bergerak pada langkah intake akan mempengaruhi jumlah udara yang dapat masuk kedalam silinder yang disebut  efficiency volumetric.

2.  Langkah Kompresi ( Compression Stroke )

 

Setelah langkah intake berakhir, valve intake dan exhaust sama-sama tertutup dan piston bergerak menuju TDC. Gerakan piston menuju TDC menyebabkan  volume ruang bakar semakin mengecil sehingga tekanan  udara akan meningkat  dan temperature udarapun naik . Kenaikan  temperature pada langkah kompresi dapat mencapai 1000 °F. Beberapa derajat sebelum piston mencapai TDC bahan bakar di injeksikan. Karena temperature udara pada posisi ini sudah sangat tinggi maka bahan bakar yang diinjeksikan akan terbakar sendiri. Proses pembakaran berakhir di dalam silinder pada 3-5° setelah TDC.

    

3.  Langkah Usaha ( Power Stroke )

Setelah bahan bakar terbakar dengan sempurna, tekanan diruang bakar menjadi sangat tinggi, karena pada saat tersebut intake dan exhaust valve sama-sama tertutup, tekanan tinggi yang dihasilkan  mendorong piston menuju BDC. Peristiwa ini disebut dengan  langkah usaha ( power stroke). Temperature pada saat pembakaran terjadi dapat naik hingga 3000° F.

4.  Langkah Pembuangan ( Exhaust Stroke )

Beberapa derajat sebelum piston mencapai BDC pada langkah usaha (power stroke), valve exhaust membuka. Pada saat tersebut  exhaust gas akan mengalir ke exhaust manifold  dan proses ini berlanjut hingga piston  bergerak menuju TDC. Exhaust valve akan menutup beberapa derajat setelah TDC yaitu  pada saat piston  melakukan  langkah  hisap.

Exhaust gas yang terdorong keluar dapat mencapai temperature sekitar 600 - 1100° F.

Sumber  :  Kerja Diesel Engine Empat Langkah PT. Trakindo Utama