Mesin Diesel

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakanoleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan olehCharles F. Kettering.

[sunting]Bagaimana mesin diesel bekerja

Mesin diesel yang berada di museum

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresidari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :

• Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.
• Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.

Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebutbusi menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin.

Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.

Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.

[sunting]Tipe mesin diesel

Ada dua kelas mesin diesel: dua-stroke dan empat-stroke. banyak mesin diesel besar bertipe mesin dua tak. Mesin yang lebih kecil biasanya menggunakan tipe mesin empat tak.

Biasanya jumlah silinder dalam kelipatan dua, meskipun berapapun jumlah silinder dapat digunakan selama poros engkol dapat diseimbangkan untuk mencegah getaran yang berlebihan. Inline-6 paling banyak diproduksi dalam mesin tugas-medium ke tugas-berat, meskipun V8 dan straight-4 juga banyak diproduksi.

Mesin disel bekerja dengan kompresi udara yang cukup tinggi, sehingga pada mesin disel besar perlu ditambahkan sejumlah udara yang lebih banyak. Maka dugunakan Supercharger atau turbocharger pada intake manifold, dengan tujuan memenuhi kebutuhan udara kompresi

[sunting]Keunggulan dan kelemahan dibanding dengan mesin busi-nyala

Untuk keluaran tenaga yang sama, ukuran mesin diesel lebih besar daripada mesin bensin karena konstruksi besar diperlukan supaya dapat bertahan dalam tekanan tinggi untuk pembakaran atau penyalaan. Dengan konstruksi yang besar tersebut penggemar modifikasi relatif mudah dan murah untuk meningkatkan tenaga dengan penambahan turbocharger tanpa terlalu memikirkan ketahanan komponen terhadap takanan yang tinggi. Mesin bensin perlu perhitungan yang lebih cermat untuk modifikasi peningkatan tenaga karena pada umumnya komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya murah.

Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin bertujuan meningkatkan jumlah udara yang masuk dalam ruang bakar dengan demikian pada saat kompresi akan menghasilkan tekanan yang tinggi dan pada saat penyalaan atau pembakaran akan menghasilkan tenaga yang besar. Penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin diesel tidak berpengaruh besar terhadap pemakaian bahan bakar karena bahan bakar disuntikan secara langsung ke ruang bakar pada saat ruang bakar dalam keadaan kompresi tertinggi untuk memicu penyalaan agar terjadi proses pembakaran. Sedangkan penambahan turbocharger atau supercharger pada mesin bensin sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar karena udara dan bahan bakar dicampur dengan komposisi yang tepat sebelum masuk ruang bakar, baik untuk mesin bensin dengan sistem karburator maupun sistem (injeksi)

TIPE PENGGERAK KENDARAAN

1. 2WD (two wheels drive), kendaraan dengan tipe penggerak ini hanya menggerakkan 2 roda saja (kiri dan kanan). Pendistribusian tenaga antara kiri dan kanan diatur oleh differential gear (gardan) secara otomatis, ketika kendaraan belok atau menikung. Kendaraan tipe ini dikategorikan menjadi 2, yaitu rear whell drive (gardan dibelakang) dan front wheel drive (gardan didepan). Pada kendaraan-2 tua dan kendaraan dengan load besar, umumnya menggunakan menggunakan penggerak roda belakang. Penggerak roda depan memiliki stabilitas yang lebih baik, tetapi tidak sesuai untuk kendaraan dengan beban besar. Kendaraan dengan kategori kecil lebih sesuai menggunakan sistem penggerak roda depan.
2. 4WD (Four Wheels Drive), kendaraan tipe ini mempunyai kemampuan mendistribusikan power dari mesin ke seluruh roda dengan perbandingan distribusi antara gardan depan dan belakang dengan rasio tertentu. Misal, 40 % untuk gardan depan, 60 % untuk gardan belakang. Tipe penggerak untuk 4WD memiliki bermacam-2 kategori :
   • Part time 4WD
     Pada sistem ini, 4WD tidal fix untuk selamanya tetapi dapat di non aktifkan sesuai dengan kebutuhan. Sistem pemindahkan dari 2WD ke 4WD harus dilakukan secara manual dengan memindahkan tuas. Dalam kondisi normal, system akan berjalan dengan 2WD. Kendaraan yang mengggunakan system ini tidak dirancang untuk kondisi jalan kering atau jalan raya, karena berakibat system gear cepat aus. Sistem low-range gear menyebabkan kendaraan merambat dengan pelan, tapi mampu mengatasi rintangan yang cuku berat. System ini umumnya digunakan oleh kendaraan-2 tua bertipe jeep. Kelemahan sistem ini adalah distribusi power antara gardan depan dan belang tidak dapat diatur sesuai kebutuhan atau otomatif. Kelemahan yang lain adalah pemindahan dari 2WD ke 4WD (atau sebaliknya) harus dengan manual dan pada umunya kendaraan harus dalam kondisi bergenti. Perpindahan dari 2WD ke 4WD atau sebaliknya tidak dapat dilakukan on the fly (sambil jalan). Beberapa kendaraan yang menggunakan system ini adalah : Jeep Wrangler, Nissan, Chevrolet Blazer, Cherokee, Nissan Pathfinder, Toyota 4Runner, Mazda.
   • Selectable 4WD, sistem ini lebih fleksibel dalam melakukan pemilihan jenis penggerak yang digunakan apakah 2WD, full time 4WD, ataupun part time 4WD dalam memberikan traksi yang maksimal. Pada waktu mnghadapi medan yang cukup berat, central differential akan otomatis mengunci untuk memberikan traksi yang kuat. Pada waktu belok, center differential akan mengatur roda depan dan belakang berputar secara independen. Sistem ini dapat menembus medan berat seperti lumpur, dapat digunakan di jalan aspal. Sistem ini delangkapi pula dengan low-range gear. Kekurangan dari sistem ini adalah : proses aktivasi dilakukan secara manual. Beberapa kendaraan yang menggunakan system ini antara lain : Isuzu Tropper, Acura SLX, Ford Expedition, Grand Cherokee, Mitsubishi Montero, Jeep Cherokee.
   • Permanent 4WD
     Sistem ini dilengkapi juga dengan low-range gear dan center differential. Sistem ini dapat digunakan di jalan aspal maupun jalan berlumpur. Proses penguncian dilakukan secara otomatis. Sistem ini mempunyai kemampuan off-road setara dengan part-time 4WD, tetapi masih bisa digunakan di jalan aspal, sedangkan part-time tidak bisa digunakan di jalan aspal karena system gear akan cepat aus. Adanya center differential dapat melakukan penguncian secara otomatis dalam meningkatkan daya traksi. Tetapi harga system ini lebih mahal dibandingkan dengan system lain. Beberapa kendaraan yang menggunakan system ini antara lain : Mercedes-Bens ML320, Toyota Land Cruiser, Lexus LX470, Range Rover, Jeep Grand Cherokee, Ford Explorer V6.
   • All Wheel Drive (AWD), atau disebut juga dengan Full-Time 4WD. Pada sistem ini ke-4 roda adalah tidak ada saling ketergantungan (independent). Distribusi power diatur oleh cpu (komputer). Sistem ini umunya sudah dilengkapi dengan sistem pengendali traksi secara otomatis. Misal, saat roda kanan depan dan belakang pada tempat yang basah, secara otomatis komputer akan memberikan traksi dan porsi tenaga yang lebih besar untuk roda depan dan belakangn sebelah kanan. Contoh yang lain, misal mobil dalam kondisi menikung ke kiri, secara otomatis roda kanan belakang akan mendapatkan porsi tenaga lebih besar. Sistem ini mudah digunakan dan dengan seketika akan menyalurkan daya ke roda dengan kuat. AWD dapat digunakan di jalan aspal. Centre Differential berfungsi secara otomatis dalam mengunci atau membuka. Kemampuan AWD ini tidak sehebat 4WD karena tidak dilengkapi dengan low-range gear. Sistem AWD ini cukup efisien Untuk menembus lorong-lorong hutan, padang pasir, jalan berkerikil . Beberapa kendaraan yang mengunakan sisyem ini antara lain : Mitsubishi Eclipse, Subaru, Volvo V70, Mazda MPV, Honda CR-V, Lexus RX300, Mercedes-Benz E320.

4WD

Penggerak 4 roda (Inggris: four-wheel drive disingkat 4WD atau 4X4) adalah istilah yang dipakai pada kendaraan yang memiliki tenaga penggerak pada keempat rodanya. Kendaraan yang memiliki kemampuan 4x4 bertujuan untuk mendapatkan traksi yang memadai dalam segala kondisi jalan, misalnya :

• untuk digunakan di medan yang berat seperti tanjakan terjal, jalan licin ataupun jalan yang berlumpur, umumnya kendaraan jenis ini bertipe jeep atau SUV.
• untuk digunakan pada kendaraan berkecepatan tinggi dengan kondisi permukaan jalan yang tidak sama, umumnya kendaraan jenis ini bertipe sport mewah seperti Audi's quattro,DaimlerChrysler 4Matic yang digunakan pada produk Mercedes-Benz, BMW dengan xDrive, dan Volkswagen 4motion.
• untuk digunakan pada versi produksi dari mobil rally, seperti Audi Quattro, Lancia Delta Integrale, Toyota Celica GT-Four, Subaru Impreza WRX, Mitsubishi Lancer Evolution. Mobil-mobil sport berukuran kompak ini memiliki Full-Time 4WD atau All Wheel Drive yang memberikan traksi lebih pada segala macam permukaan jalan.

[sunting]Cara kerja

Sketsa cara kerja penggerak 4 roda

Pada kendaraan dengan penggerak 4 roda, mesin dihubungkan dengan diferensial tengah (transfer case) yang membagi tenaga ke roda belakang dan roda depan. Karena pada saat menggunakan penggerak 4 roda, penggunaan energi lebih tinggi, biasanya penggerak 4 roda hanya digunakan pada saat dibutuhkan saja, dengan mengaktipkan melalui tombol atau tuas tertentu.

[sunting]Model dan jenis

Berdasarkan model dan jenisnya, dapat dikelompokan sebagai berikut :

• Part time, pengoperasian 4WD hanya pada saat tertentu sesuai kondisi jalan.
• Full time, 4WD selalu terpasang dalam segala kondisi jalan.
• Manual, pengaktifan 4WD dilakukan secara mekanis dengan mengerakan tuas tertentu. Pada beberapa jenis kendaraan bahkan perlu diputar as pada poros rodanya.
• Otomatis, pengaktifan 4WD dilakukan dengan tombol (semi automatic) atau sensor tertentu (full automatic).

Dalam aplikasinya, berbagai kendaraan mengkombinasikan keempat model atau jenis tersebut di atas.

Susunan/layout gigi percepatan transmisi manual tergantung kepada ciri yang biasa digunakan disuatu kawasan, mobil keluaran Asia agak berbeda dengan Eropa, khususnya pada penempatan gigi mundur(R). Penempatan tuas transmisi yang banyak digunakan adalah di lantai tetapi beberapa mobil modern menggunakan tuas transmisi di dashboard ataupun mobil lama yang ditempatkan di setang setir.

Tuas transmisi lantai

Pola	Penjelasan
	Ini adalah susunan 5 gigi kecepatan yang lazim digunakan pada mobil modern ditambah dengan satu gigi mundur yang ditandai dengan R. Penempatan gigi mundur (R) krucial karena bisa salah memasukkan dapat mengganggu jalannya kendaraan, karena kalau dari gigi 5 salah pindah ke mundur bisa berakibat fatal.
	Susunan ini adalah susunan 5 gigi kecepatan yang lazim digunakan pada bus ringan ditambah dengan satu gigi mundur yang ditandai dengan R. Gigi 1 biasanya jarang dipakai, dipakai pada saat mendaki di tanjakan terjal.

[sunting]Tuas transmisi di setir

Tuas transmisi pada Setir Saab96

Pola	Penjelasan
	Layout mobil dengan 3 gigi maju yang merupakan susunan gigi percepatan mobil-mobil Amerika keluaran tahun 1930an sampai dengan tahun 1950an yang pada waktu itu dijuluki "three on the three"
	Merupakan layout yang dikembangkan sesudah itu, yang juga dikembangkan oleh mobil-mobil keluaran Eropa dan Jepang. Sampai saat ini masih digunakan pada beberapa mobil niaga seperti Mitsubishi L 300.

[sunting]Tuas transmisi sepeda motor

Tuas gigi percepatan Suzuki SV650S.

Corak penukaran gigi percepatan sepeda motor yang lazim digunakan :

            6
         5 ┘
      4 ┘
    3 ┘
  2 ┘
N
1

Tuas pengungkit gigi percepatan diinjak dengan kaki kiri untuk masuk ke gigi 1 dan diungkit keatas untuk masuk ke gigi 2, 3, dan seterusnya. Bila ingin menurunkan kecepatan, maka tuas pengungkit gigi percepatan diinjak kebawah dari 5 ke 4 ke 3 dan seterusnya.

Sistem transmisi, dalam otomotif, adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi dankecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya.

Contoh transmisi 5-kecepatan pada rpm mesin 4.400
Gir nomor	Rasio gir	RPM pada poros keluar transmisi
1	3.769	1.167
2	2.049	2.147
3	1.457	3.020
4	1.000	4.400
5	0.838	5.251

Torsi tertinggi suatu mesin umumnya terjadi pada sekitar pertengahan dari batas putaran mesin yang diijinkan, sedangkan kendaraan memerlukan torsi tertinggi pada saat mulai bergerak. Selain itu, kendaraan yang berjalan pada jalan yang mendaki memerlukan torsi yang lebih tinggi dibandingkan mobil yang berjalan pada jalan yang mendatar. Kendaraan yang berjalan dengan kecepatan rendah memerlukan torsi yang lebih tinggi dibandingkan kecepatan tinggi. Dengan kondisi operasi yang berbeda-beda tersebut maka diperlukan sistem transmisi agar kebutuhan tenaga dapat dipenuhi oleh mesin.