KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat, hidayah

serta inayah-Nya kepada kita semua terkhusus kepada kami sebagai penyusun,

sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah tepat waktu sesuai

dengan yang diamanatkan oleh dosen mata kuliah Termodinamika.

Sholawat dan salam semoga senantiasa tetap tercurahkan kepada Nabi

Muhammad SAW. Nabi rahmatan lil’alamin yang kita harapkan syafa’at beliau

kelak fi yaumil qiyamah, Amin.

Dan tak lupa kami mengucapkan terimakasih yang tulus kepada Bapak

Widodo sebagai dosen pengampu mata kuliah Termodinamika kami, serta rekan-

rekan yang telah memberikan dorongan dan bantuan hingga makalah ini dapat

terselesaikan.

Makalah yang berisikan Prinsip dan Cara Kerja Mesin Diesel.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih

banyak kekurangan, kesalahan dan jauh dari sempurna. Karena itu, penyusun

mengharap kritik dan saran dari para pembaca sebagai acuan dimasa mendatang.

Akhirnya penyusun berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi

kita semua, baik untuk penyusun pada khususnya dan para pembaca pada

umumnya.

Penyusun

i

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

KATA PENGANTAR...................................................................................... ii

DAFTAR ISI.................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah.............................................................. 1

B. Rumusan Masalah....................................................................... 1

C. Ruang Lingkup pembahasan....................................................... 1

D. Tujuan Penulisan......................................................................... 2

BAB II PEMBAHASAN

A. Tinjauan Pustaka......................................................................... 3

B. Pembahasan................................................................................. 4

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan.................................................................................. 10

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 11

ii

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Sekalipun mesin diesel memiliki kekurangan dalam hal kebisingan dibandingkan mesin bensin. Mesin diesel menjadi pilihan banyak pengguna motor bakar untuk kendaraannya karena keunggulan effisiensi bahan bakar. Sebagai efek dari semakin ketatnya peraturan terhadap pencemaran lingkungan hidup, mesin diesel menjadi salah satu pilihan dalam pemakaian sistem internal-combustion engine. Internal-combustion engine ini kita temui dalam sistem mobil, kapal, alat pembangkit listrik portable, bus, traktor dsb. Salah satu keunggulan mesin diesel adalah sistem pembakarannya menggunakan Compression-ignition ( pembakaran-tekan), yang tidak memerlukan busi.

B. RUMUSAN MASALAH

Megingat kompleksnya masalah anak jalanan berdasarkan latar belakang yang telah

dipaparkan di atas, timbul suatu rumusan masalah agar dapat di bahas lebih terarah dalam

penyusunan makalah ini. adapun rumusan masalah sebagai berikut :

1. Apakah mesin Diesel itu?

2. Bagaimanakah prinsip kerja mesin Diesel itu ?

3. Bagaimana cara kerja mesin Diesel dan bagaimana aplikasinya dalam kehidupan sehari-

hari ?

C. RUANG LINGKKUP PEMBAHASAN

Ruang lingkup pembahasan ini menjelaskan tentang bagi mana mesin Diesel itu

diciptakan,prinsip kerja dan cara kerja mesin diesel itu sendiri. Serta pengaplikasian mesin

Diesel dalam kehidupan sehari-hari.

D. TUJUAN PENULISAN

1. Mengetahui apa itu mesin Diesel

2. Mengetahui baaimana prinsip kerja dari mesin Diesel.

3. Mengetahui cara kerja dan aplikasi mesin Diesel.

3

BAB II

PEMBAHASAN

A. TINJAUAN PUSTAKA

1. Sejarah Mesin Diesel

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah

mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang

dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Seorang penemu / peneliti bernama street melakukan penelitiannya,.

Perkembangan motor pembakaran dalam(ICE) pada tahun 1794. hasil dari perkembangan

tersebut adalah motor diesel sekarang. Selanjutnya dikembangkan oleh seorang insinyur

muda berkewarganegaraan perancis yang bernama Sadi Carnot pada tahun 1824.

Idenya dijadikan dasar dalam perkmbangan motor diesel. Dia menyatakan bahwa

udara murni yang dimampatkan tersebut dengan perbandingan 15:1 akan menghasilkan

udara yang panas untuk menyalakan kayu kering. Udara yang digunakan untuuk

pembakaran motor hendaknya dikompresikan dengan perbandingan yang besar sebelum

dinyalakan. Dia juga menyatakan bahwa dinding silinder hendaknya didinginkan, karena

panas dari dari pembakaran akan mempengaruhi kinerja motor.

Pada tahun 1876 Dr. Nickolas Otto mebuat konstruksi motor pembakaran dalam 4

langkah yang menggunakan bahan bakar bensin menggunakan penyalaan api. Pada tahun

1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan german yang bernama Dr. Rudolf

Diesel berhasil membuat motor penyalaan kompresi menggunakann bahan bakar serbuk

batu bara menggunakan prinsip penyalan bahan bakar dan udara.

Dengan perkembangan sistem pompa injeksi bahan bakar yang benar-benar dapat

disebut “mini” oleh seorang penemu yang berkewarganegaraan german bernama Robert

Bosch pada tahun 1927 membebaskan motor diesel dari masalah memakan tempat.

Sistem injeksi pompa Robert Bosch yang ukurannya mini dari karburator, beratnya

ringan dan governer yang menyatu (built-in) sehingga tidak ada lagi sistem pengabutan

udara yang banyak makan tempat untuk kompresor,pipa-pipa dan pengontrol klep.

Pompa injeksi motor diesel dapat diatur sesuai pembebanan, sedangkan kondisi

kecepatan motor dapat atau lebih baik dari karburator motor bensin.

4

Dengan perkembangan pompa rotari yang lebih kecil penampilannya juga

bobotnya yang lebih ringan yang dikembangkan

oleh Vernon Rosa pada tahun 1950-an. Motor

diesel akhirnya memasuki perkembangan

pemakaian dan pemasaran yang lebih luas.

Perkembangan lain dari motor diesel adalah dengan

penambahan sebuah turbocarjer yaitu alat untuk

memasukkan (memompakan) udara kedalam

saluran masuk (intakemanifold). Pompa turbocarjer ini

digerakkan oleh gas buang yang kedalam

turbocarjer tersebut. Dengan adanya turbocarjer ini maka akan menurunkan asap gas

buang. Akhirnya motor diesel seperti ini keadaanya sekarang menjadi motor yang benar-

benar efisien, ringan dan bebas polusi udara.

Mesin diesel pertama

5

B. PEMBAHASAN

1. Prinsip Kerja Mesin Diesel

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran

dalam (internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja).

Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi

kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar)

dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada mesin Diesel

terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi

torak hingga mencapai temperatur nyala.

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak

yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat

bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak

rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga

diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Motor diesel

pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat

kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan

bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine

6

2. Cara Kerja dan Aplikasi Mesin Diesel

Sebelum dijelaskan cara kerja dari mesin diesel, terlebih dahulu akan dijelaskan

cara pemasokan bahan bakar pada mesin diesel.

DIESEL COMMON RAIL VS DIESEL KONVENSIONAL

Perbedaan antara mesin diesel modern, common rail dengan konvensional adalah

cara memasok bahan bakarnya. Terutama, komponen yang berada antara pompa injeksi

dan injektor. Ada dua komponen utama di sini, yaitu pompa injeksi atau mekanik awam

menyebutnya Bosch pump dan injektor.

Skema sistem bahan bakar Diesel Konvensional

7

Skema bahan bakar Diesel Common Rail

Cara kerja common rail layaknya seperti konsep hidup bersama. Dalam hal ini,

semua injektor yang bertugas memasok solar langsung ke dalam mesin, menggunakan

satu wadah atau rel yang sama dari Pompa Injector. Caranya sama dengan yang

digunakan pada sistem injeksi bensin. Sedangkan mesin diesel konvensional, setiap

injektor memiliki pasokan solar sendiri-sendiri langsung dari pompa injeksi. (perhatikan

skema)

Tekanan bahan bakar dalam rel sangat tinggi. Sekarang, yaitu common rail

generasi ke-3, tekananya sudah mencapai 1800 bar. Kalau dikonversi ke PSI yang masih

digunakan sekarang menjadi 26.100 PSI. Bandingkan dengan tekanan ban 30 PSI. Atau

tabung elpiji 25 bar dan CNG 200 bar. Dengan tekanan setinggi tersebut, pengabutan

yang dihasilkan tentu saja semakin bagus. Pembakaran yang dihasil menjadi lebih dan

kerja mesin makin efisien. That's Why mesin Diesel Common Rail Direct Injection

macem Ford Ranger/Nissan Navara/Chevrolet Captiva VCDI lebih terlihat minim asap

hitam ketimbang mesin Diesel Jadul

Sesuai dengan perkembangan mesin Diesel, Para ahli mngembangkan sistem yang

paling mutakhir pada mesin Diesel yakni yang dikenal dengan CRDI (Common Rail

Direct Injection) teknologi ini telah digunakan oleh Chevrolet Captiva Diesel

CRDI/VCDI dengan kapasitas mesin 2000cc 16 katup segaris memuntahkan tenaga 150

8

Daya Kuda pada kitiran 4000 Rpm dengan torsi max 320 Nm pada kitiran 2000 Rpm

Wow! fantastis! tenaga besar namun efisien.

I. Cara Kerja Mesin Diesel

Terdapat dua jenis mesin diesel dalam proses pembakarannya yaitu mesin diesel

2 langkah dan mesin diesel 4 langkah.

Mesin Diesel 2 Langkah

Mesin diesel dua langkah atau dikenal juga dengan dua tak sangat dipengaruhi

oleh proses pertukaran gas di dalam silinder yang disebut juga proses pembilasan

(scavenging). Prose pembilasan adalah proses pembersihan silinder dari gas buang dan

menggantikannya dengan udara pada mesin diesel atau campuran udara-bahan bakar pada

mesin bensin. Mesin dua langkah mempunyai siklus hanya dalam dua gerakan piston

(TMB-TMA-TMB) atau dalam satu putaran poros engkol (crankshaft). Langkah isap dan

langkah buang terjadi pada saat yang hampir bersamaan, yaitu ketika piston berada di

sekitar TMB. Proses pemasukan udara atau campuran udara-bahan bakar segar ke dalam

silinder tidak dilakukan oleh gerakan isap piston seperti pada mesin 4-langkah, tetapi bisa

melalui mekanisme di ruang engkol atau dengan bantuan blower atau compressor pada

sistem yang terpisah.  Selanjutnya gas buang didesak keluar silinder oleh udara atau

campuran udara-bahan bakar yang bertekanan. Tentunya sebagian udara atau campuran

udara-bahan bakar segar ada yang ikut keluar bersama gas buang, inilah sebabnya

mengapa mesin 2-langkah lebih boros dibanding mesin 4-langkah, khususnya untuk

mesin bensin. Pada mesin diesel hanya udara saja yang digunakan untuk melakukan

pembilasan, sehingga hanya ada kerugian daya pembilasan. Sebaliknya secara teoritis

mesin 2-langkah bisa menghasilkan daya dua kali mesin 4-langkah untuk putaran,

ukuran, serta kondisi operasi yang sama, karena mesin 2-langkah bekerja dengan siklus

dua kali mesin 4-langkah. Berdasarkan hal di atas mesin 2-langkah lebih menguntungkan

dipakai pada mesin diesel ukuran besar atau pada mesin bensin ukuran kecil.

9

Mesin diesel 4 langkah

Mesin diesel empat langkah yang biasa disebut empat langkah ini prinsip kerjanya

adalah: udara murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake manifold)

lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya naik. Pada akhir

langkah kompresi bahan bakar mesin diesel diinjeksikan ke dalam silinder melalui nozzle

dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya penyalaan dalam ruang bakar

dan menghasilkan ledakan yang akan mendorong piston. Gerak translasi piston yang

dihasilkan oleh ledakan tadi adalah sebuah gaya yang akan diteruskan ke poros engkol

untuk dirubah menjadi gerak rotasi. Gerak rotasi poros engkol yang terhubung dengan fly

wheel mengakibatkan piston terdorong kembali untuk menekan gas sisa pembakaran ke

luar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold). Empat  tahapan itu adalah sebagai

berikut ; langkah mengisap (intake stroke); langkah kompresi (compression stroke);

langkah menghasilkan tenaga (power stroke); dan langkah pembuangan (exhaust stroke).

keempat langkah ini berlangsung secara cepat dan terus menerus, sehingga menghasilkan

siklus kerja mesin.

10

3. Aplikasi mesin diesel pada kehidupan sehari-hari

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa mesin diesel adalah mesin yang

mengubah kimia menadi energi melalui pembakaran. Energi yang dihasilkan dapat

dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini akan dijelaskan salah satu

pemanfaatan energi mesin diesel.

Mesin genset

Mesin ini berfungsi sebagai penghasil listrik saat terjadi pemadaman mendadak. Prinsip

dasar kerja mesin ini yaitu saat bekerja mesin diesel yang ada pada genset memutar

generator yang ada pada genset tersebut. Hasil dari pemutaran tersebut menghasilkan energy

listrik. Kemudian energy listrik yang dihasilkan diatur keluaran atau outputnya agar stabil

saat dipakai.

Berikut ini akan dijelaskan bagaimana cara kerja mesin genset : Genset (Generating Set

Supply) bekerja 10 detik ketika listrik padam, 10 detik sesudahnya tenaga listrik diswitch ke

genset, saat itu lampu bisa nyala kembali. Cara kerja generator genset yang memberikan

supply listrik setelah 20 detik ini ditopang oleh AVR (Automatic Voltage Regulator).

Di dalam AVR, ada Mutual Reactor (MT) yaitu semacam trafo jenis CT (Current

Transformer) yang menghasilkan arus listrik berdasarkan besaran arus beban yang

melaluinya (secara rangkaian seri). Arus listrik yang dihasilkan ini digunakan untuk

11

memperkuat medan magnet pada belitan rotor. Sehingga untuk beban yang besar, arus yang

dihasilkan juga besar (rumus: V=IxR, dimana Vp/Vs=Ip/Vp dan P=IxV).

Namun untuk menjaga kestabilan AVR tidak hanya dengan AVR saja, genset juga

dilengkapi System Governor untuk menjaga kestabilan RPM (Rotation Power

Momentum)nya sehingga bisa dihasilkan frekuensi putaran yang stabil pada saat ada atau

tidak ada beban, hal ini bisa dilakukan dengan mengatur supply BBM (biasanya solar) pada

generatorgenset.

Lalu bagaimana ketika listrik nyala? Sebuah switch (biasanya ATS-Automatic Transfer

Switch) otomatis mengalihkan power supply dari genset ke PLN. Ini dilakukan tanpa

memadamkan lampu sama sekali, sehingga tidak mengganggu kenyamanan konsumen.

Dalam 5 detik genset akan mati secara otomatis.

Aplikasi lain yang menggunakan mesin diesel yaitu kendaraan bermotor seperti bus,

mobil serta alat transportasi lainnya. Mesin dieseil juga dipakai untuk pembangkit listrik

yang menghsilkan tegangan dalam jumlah besar

12

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

1. Mesin diesel merupakan mesin yang mengubah energy kimia menjadi energi atau usaha.

Mesin ini diciptahan oleh Dr. Rudolf Diesel pada tahun 1892, hingga sekarang mesin ini

dikenal sebagai mesin diesel

2. Prinsip kerja mesin diesel yaitu mencampurkan bahan bakar dengan udara yang

dimampatkan sehingga suhu dan tekanannya menjadi tinggi. Karena tekanan yang tinggi

tersebut akan mencapai titik bakar bahan bakar yang dibakar. Hasil dari ledakan tersebut

akan menggerakan piston untuk mengubahnya menjadi usaha.

3. Mesin diesel pada injeksi bahan bakarnya dibagi menjadi dua buah yaitu konvensional

dan cammon rail. Pada system yang konvesional bahan bakarnya diinjeksikan sendiri-

sendiri ke ruang bahan bakar, sedangkan pada common rail bahan bakarnya diinjeksikan

secara bersama-sama.

4. Mesin diesel pada sistem pembakarannya dibagi menjadi dua yaitu mesin diesel dua

langkah dan mesin diesel empat langkah. Pada mesin diesel dua langkah menghasilkan

energi atau usaha dalam dua langkah, sedangkan pada mesin diesel empat langkah

menghasilkan energi dalam empat langkah.

5. Aplikasi yang dapat digunakan pada mesin diesel yaitu sebagai pembakit listrik alat

trasnportasi, dan sebagainya.

13

DAFTAR PUSTAKA

Sulistyonoh,Joko .2011. Mesin Diesel. (http://gudangilmu.org/feed/ diunduh pada 24 Mei 2011)

W, Priyo. 2011. Mesin Diesel 2 Tak. (http://www.blogger.com/ diunduh pada 24 Mei

2011)

2011. Rudolf Diesel. (http://id.wikipedia.org/wiki/Rudolf_diesel diunduh pada 24 Mei 2011)

Suwitohadi ,Didik. 2011. Penemu Mesin Diesel

( http://randaka.wordpress.com/2011/02/07/rudolf-diesel-penemu-mesin-diesel/ diunduh

pada 24 Mei 2011)

14