Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Bahan Bakar dan Cara Pembakaran Mesin Diesel

 Bahan bakar diesel (minyak diesel) merupakan hasil penyulingan minyak bumi kasar dan memiliki sifat pelumasan. 


Minyak bumi adalah hidrokarbon rantai panjang yang terdiri dari molekul-molekul hidrogen dan karbon, yang di bedakan dari titik didihnya. Pada tekanan normal bagian-bagian itu tetap cair.


Bensin memiliki titik uap yang tinggi, di susul kemudian jenis jenis minyak tanah dan baru kemudian jenis minyak gas, yang terakhir ini cocok sebagai bahan bakar untuk motor diesel berkecepatan tinggi atau untuk pemanas ruangan.


Sisa Udara dan Nilai Pembakaran

Pada proses pembakaran terdapat beberapa pengertian yang masing-masing berperan. Dari pengertian-pengertian ini kita akan memperoleh beberapa gambaran-gambaran penting.


Sisa Udara

Secara teoritis, pembakaran 1 gram minyak diesel memerlukan 15,84 gram udara (perbandingan ini sekaligus menunjukkan komposisi campuran yang baik). Jadi, komposisi demikian akan menghasilkan pembakaran sempurna dan motor bekerja dengan mengurangi pengotoran. Pengotoran pada gilirannya akan menjadi beban bagi motor.


Nilai Pembakaran

Yang dimaksud dengan nilai pembakaran adalah jumlah Joule yang dibebaskan selama pembakaran sempurna 1 meter³ gas atau 1 kg bahan bakar, nilai pembakaran minyak diesel sedikit lebih rendah dari pada bensin.


Bensin : 43.500 kJ/kg

Minyak diesel : 42.700 kJ/kg


Satu liter minyak diesel beratnya rata-rata 0,85 dan satu liter bensin 0,7 kg. Jadi, nilai pembakaran 1 liter minyak diesel sama dengan 0,85 x 42,700 = 36.295 kJ.


Satu liter bensin mempunyai nilai pembakaran 0,7 x 43,500 = 30.450 kJ.


Jadi, satu liter minyal diesel mempunyai nilai pembakaran yang lebih tinggi dari 5.845 kJ atau 5.845 di bagi oleh 30.450 x 500 = 19%. Praktis dapat dikatakan bahwa tangki bahan bakar akan berisi 19% lebih banyak energi panas jika di isi dengan minyak diesel. Motor diesel juga memiliki efisiensi panas yang lebih tinggi.


Tanda - tanda pengenal bahan bakar

Dua tanda pengenal dari bahan bakar diesel adalah temperatur pengapian sendiri dan temperatur titik nyala. Dengan pembulatan, dapat disebutkan bahwa titik pengapian sendiri dan temperatur titik nyala terletak pada 580 K (307°C) dan di atas 255 K (19° C). Untuk minyak diesel dingin atau 330 K (57°C) Untuk minyak diesel panas.


Dari angka-angka di atas dapat disimpulkan bahwa temperatur nyala sendiri akan berada pada titik dimana campuran bahan bakar oksigenakan menyala membakar sendiri. Untuk menentukan titik nyala itu kita harus memanaskan mesin diesel sampai terjadi penguapan.


Waktu bilamana uap itu terbakar sendiri bila bercampur dengan udara itu merupakan titik nyala. Karena temperatur titik nyala minyak diesel yang tinggi dan temperatur normal, maka kita dapat menyimpulkan bahwa minyak diesel bukan merupakan bahan bakar yang terlalu bahaya.


Tanda pengenalan lainnya yang penting pula adalah titik pergantian fas cair padat sebagai praktisi penyebutan titik keruh. secara fisis bila temperatur semakin rendah maka kemampuan bahan bakar diesel itu untuk bertahan pada fasa cairnya akan semakin berkurang.


Dengan menurunkan temperatur secara bertahap, maka kita akan menmukan sebuah temperatur saat lilin atau hanya parafin yang terdapat dalam minyak diesel mulai memisahkan diri dalam bentuk kristal.


Untuk menghindari motor itu berada pada temperatur rendah yang akan mengakibatkan terjadinya pembentukan kristal, maka bahan bakar diesel itu dalam cuaca dingin ditambahi dengan bagian-bagian tertentu yang ringan dan secara berangsur-angsur.


Contoh, bila anda menghasilkan bahan bakar sendiri dan menjalankan pada cuaca yang dingin, maka pada bahan bakar diesel itu dapat ditambahkan minyak tanah dengan perbandingan sebagai berikut:


T                         Z                       P                          
0 sampai 9 80 20
-9 sampai -15 70 20
Di bawah -15 50 50


T = temperatur luar (derajat Celcius}
Z = % Minyak diesel
P = % minyak tanah


Jika minyak tanah tidak ada, maka bensin bisa juga dapat di pakai. Maksimal penambahan bensin adalah 25%, dengan adanya bensin di dalam tangki maka beban motor dan kecepatan menjadi lebih terbatas. Yang memungkinkan pula adalah menambah secara khusus dan bertahap. Tentunya, yang cukup baik adalah memiliki simpanan minyak diesel dingin biasa.

Bilangan Cetan

Sensitivitas penyalaan bahan bakar diesel, atau dengan kata lain kemudahan bahan bakar itu menyala, dinyatakan dalam bilangan cetan seperti bilangan oktan pada bensin, bilangan cetan minyak bensin ditentukan dengan nomor pengujian.


Semakin tinggi pada minyak diesel itu campuran cetan C16H34 dan Neptalen Metil Alfa C11H10, maka penyalaan akan membaik, namun masih dibatasi oleh hal-hal teknis. Pada cetan yang memiliki kualitas penyalaan baik, bahan bakar akan cepat menyala. Pada Naftelen Metil Alfa yang mempunyai kualitas penyalaan jelek kita kenakan bilangan 0.


Jika pada minyak diesel tertentu terjadi waktu nyala pada motor pengujian pada campuran 52% cetan dan 48% naftalen metil alfa, maka kita mengatakan bahwa minyak diesel itu mempunyai suatu bilangan cetan 52. Semakin tinggi bilangan cetan itu, bahan bakar akan semakin mudah terbakar sekaligus pukulan diesel akan semakin mudah dihilangkan. Sayangnya bilangan cetan juga tidak boleh terlampau tinggi karena pembakaran akan mulai terlalu cepat. jadi akan terlampau dengan pengabut, sehingga dapat rusak.


Untuk motor diesel kecepatan tinggi, bilangan cetan minimal harus 50%, kebutuhan cetan itu sebagian tergantung keadaan-keadaan pekerjaan dan konstruksi motor itu sendiri. Terutama, menjadi sangat penting bagi motor kecepatan tinggi dengan penyemprotan langsung. Sementara itu menjadi kurang terlampau penting untuk motor-motor dengan penyemprotan tidak langsung.


Jika kita akan mebuat persamaan antara bilangan cetan minyak diesel dengan bilangan oktan bensin, maka kita harus mengetahui benar bahwa kedua pernyataan itu saling bertentangan, bilangan oktan yang tinggi menunjukkan bahwa bensin tidak mudah terbakar, sebaliknya bilangan cetan yang tinggi menunjukkan bahwa minyak gas lebih mudah terbakar.


Pembakaran dan Ketukan Diesel

Untuk itu kita memerlukan pengertian mengenaik pembakaran sendiri, bagaimana hal itu bisa terjadi?


Jika hidrokarbon mengikat oksigen dari udara, maka terjadi oksidasi dan panas dibebaskan. Sebenarnya proses pembakaran dengan oksidasi itu sama saja.


Yang membedakan hanyalah bahwa proses oksidasi merupakan pembakaran tanpa nyala, sementara itu pada proses pembakaran oksidasi berajalan sangat cepat.


Jika oksidasi timbul banyak panas, yang yang disalurkan kesekitarnya, maka temperatur pembakaran itu naik, oleh sebab itu kecepatan oksidasi meningkat. Sebagai akibat kenaikan temperatur bertambah cepat, bila kecepatan oksidasi terus naik, maka kenaikan temperatur akan terus meningkat terjadi terus menerus hingga titik temperatur pembakaran sendiri.


Untuk pembakaran bahan bakar secara baik, yang diperlukan bukan hanya oksigen namun bahan bakar itu sekaligus dicampur dengan udara. Seperti diketahui bahan bakar itu dikabutkan dengan tekanan tinggi melalui sebuah pengabut dalam udara panas. Dengan cara demikian dihasilkan suatu campuran yang baik.


Kita sekarang ini mengetahui apakah yang sebenarnya terjadi dengan tetesan bahan bakar itu. Dari saat panas, maka mulai mengambil panas dan akhirnya mendidih. Tetetsan bahan bakar menguap dan uap itu mencampurkan diri dengan udara sangat panas. Terjadilah kenaikan temperatu dari gas-gas yang terbentuk itu di atas titik nyala. Sebenarnya proses terjadi tanpa pembakaran karena kurangnya penyalaan. ( Baru terjadi pada saat temperatur pembakaran sendiri sudah tercapai.


Waktu diantara saat tetesan bahan bakar pertaman telah sampai di dalam udara yang dimampatkan panas dan saat terjadi nyala, terdapat selang waktu yang disebut perlambatan penyalaan. Jadi, akan timbul pembakaran sejumlah gas pembakaran yang relatif besar pada saat itu dan dalam waktu sangat pendek sehingga torak hampir tidak berpindah.


Di sini, tiba-tiba timbul sejumlah panas bebas yang sangat besar dengan akibat kenaikan tekanan yang tinggi. Semakin lama selang waktu sebelum sebagian bahan bakar yang menjadi bentuk gas pertama mencapai temperatur pembakaran sendiri akan menimbulkan perlambatan penyalaan yang semakin besar dan fase pertama pembakaran akan bertambah kuat dan menyerupai sebuah ledakan.


Tekanan yang timbul pada prna-pena torak, bantalan-bantalan dan elemen motor lainnya akan menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai ketukan diesel. Jai timbulnya adalah pada awal pembakaran. Tercapainya pembakaran sendiri atau dengan kata lain perlambatan penyalaan, tergantung injeksi, bilangan cetan bahan bakar, temperatur, baik tidaknya campuran udara dengan bahan bakar dan kompresi.


Maka, mungkin pula motor diesel mengetuk terlambat, karena sejumlah udara masuk dikurangi. Kita secara praktis mengusahakan perlambatan penyalaan 0,001 detik. Hal ini akan memberikan pembakaran yang berjalan pada selang 0,002 detik telah terjadi ketukan diesel kentara.


Ketukan diesel merupakan peristiwa lainnya bila dibandingkan dengan kejadian yang muncul pada motor bensin. Ledakan yang sama pada pembakaran sebenarnya memberikan contoh bila mana sebagian campuran itu karena satu dan lainnya sebab dapat menyala. Benturan permukaan menyala berhubungan dengan permulaan nyala dari campuran tambahan yang menimbulkan suara ledakan itu secara karakteristik.


Pembakaran bahan bakar yang disemprotkan selama perlambatan penyalaan itu, kita sebut pembakaran tanpa kontrol. Sementara itu sisa bahan bakar yang terbakar semakin disemprotkan, jadi tanpa perlambatan penyalaan, kita sebut dengan pembakaran dengan kontrol.


Kadang-kadang memungkinkan untuk melakukan penyemprotan itu, sehingga sedikit bahan bakar yang disemprotkan selama perlambatan penyalaan. Jika penyemprotan bahan bakar itu berakhir, maka pembakaran itu masih berlanjut. Kita sebut pembakaran kemudian. Pembakaran dapar berjalan terus sampai 50 derajat setelah akhir penyemprotan, tetapi oleh kedudukan rendah torak praktis berguna.

Bahan Bakar dan Pembakaran Mesin Diesel

Pada gambar diata tampak jalannya tekanan di dalan silinder yang di ikuti selama proses empat langkah. A merupakan penyemprotan awal, B adalah awal pembakaran yang tidak dikontrol, C merupakan awal pembakaran yang dikontrol, D akhir penyemprotan dan E adalah akhir pembakaran. Jadi kita dapat membedakan lima fasa:


A-B : Perlambatan penyalaan

B-C : Wilayah pembakaran tanpa kontrol, jadi pembakaran bahan bakar yang telah disemprotkan secara tiba-tiba

C-D : Bahan bakar selama masih disemprotkan, penyemprotan pembakaran berjalan terus ( merupakan saat pembakaran yang dikontrol). Tekanan maksimal dicapai setelah TMA. Sekaran tekanan naik kurang cepat.

D-E : Periode pembakaran kemudiaN

Sumber Buku Mesin Diesel

Post a Comment for "Bahan Bakar dan Cara Pembakaran Mesin Diesel"