3.2.2 Siklus Engine 4 Langkah Turbocharge

a. Langkah Hisap (suction/intake stroke)

Pada langkah ini piston bergerak dari titik mati atas menuju

titik mati bawah. Katup hisap terbuka sehingga akibat kevakuman

yang terjadi dari ekspansi volume pada ruang bakar maka udara

dari luar dapat masuk ke dalam ruang bakar melalui katup hisap

yang terbuka. Pada motor bakar yang dilengkapi dengan

turbocharger maka udara yang masuk ke ruang bakar akan lebih

banyak lagi dikarenakan adanya dorongan dari sisi tekan

compressor wheel pada turbocharger.

b. Langkah Kompresi (compression stroke)

Setelah piston mencapai titik mati bawah maka arah piston

akan berbalik menuju kembali ke titik mati atas, hanya saja pada

langkah ini tidak ada katup yang membuka. Sebagai akibat dari

mengecilnya volume ruang bakar maka udara yang ada di dalam

ruang bakar menjadi terkompresi. Dengan kompresi rasio yang

berkisar antara 19 : 1 sampai 23 : 1 maka pengkompresian udara

pada ruang bakar akan menghasilkan panas kompresi (heat

compression) yang tinggi (kurang lebih berkisar 1000 oF).

Beberapa derajat sebelum piston mencapai titik mati atas bahan

bakar solar di-injeksikan melalui nozle ke dalam ruang bakar,

penginjeksiannya harus menggunakan tekanan yang tinggi

sehingga solar yang di semprotkan ke dalam ruang bakar berubah

menjadi butiran-butiran cairan solar yang sangat halus seperti

kabut. Pada saat solar disemprotkan maka campuran antara solar

dan udara di dalam ruang bakar mulai terbakar akibat terkena panas

yang dihasilkan oleh heat compression.

c. Langkah Tenaga (power stroke)

Proses pembakaran campuran solar dan udara terus

berlangsung sampai piston mencapai titik mati atas dan selanjutnya

kembali berubah arah kembali menuju titik mati bawah. Beberapa

derajat (+ 10o) setelah melewati titik mati atas maka pembakaran

yang terjadi telah sempurna sehingga dihasilkan ledakan yang

tekanan ekspansinya memaksa piston untuk terus bergerak menuju

titik mati bawah.

d. Langkah Pembuangan (exhaust stroke)

Setelah energi ledakan panas pada langkah power telah

berubah bentuk menjadi energi mekanis maka sisa proses

pembakaran yang ada harus dibuang. Proses ini terjadi ketika

piston bergerak dari titik mati bawah menuju titik mati atas dengan

kondisi katup buang membuka. Gas sisa hasil pembakaran di

dorong keluar oleh piston melalui katup buang. Selanjutnya melalui

mufler gas tersebut akan dilepas ke atmosfir. Kecuali untuk motor

bakar diesel yang diperlengkapi dengan turbocharger maka

sebelum masuk ke dalam mufler gas tersebut masih dimanfaatkan

untuk memutarkan sudu-sudu turbin pada turbin wheel.

Demikian siklus ini terjadi secara terus menerus pada motor

bakar diesel. Ilustrasi dari proses kerja diesel empat langkah dapat

dilihat pada gambar di bawah ini. Urutan gambar dari kiri ke kanan

memperlihatkan kondisi: akhir langkah hisap, akhir langkah

kompresi, awal langkah power dan awal langkah buang.

3.3 Teknologi Gas Buang Engine Komatsu

Teknologi Diesel Engine saat ini sudah berkembang dengan sangat

maju, beberapa keunggulan yang dimilki oleh diesel engine yang diterapkan

pada Teknologi engine Komatsu akan kita bahas pada postingan kali ini.

Keunggulan pada Diesel engines yang membanggakan saat ini adalah

diantaranya dapat menurunkan emisi gas buang CO2 yang  merupakan

faktor pencetus pemanasan global (global warming). Akan tetapi, diesel

engines menghasilkan nitrogen oxides (NOx) dan material padat atau

particulate matter (PM), dan dianggap berhubungan dalam memberikan

Gambar 3.2 Siklus Engine 4 Langkah TurbochargeSumber : http://www.maritimeworld.web.id/2013/10/

pengaruh buruk pada atmosphere yang dibutuhkan untuk pernapasan

manusia, pengembangan dari diesel engines yang “bersih” secara dramatis

harus dapat menurunkan zat kimia tersebut.

NOx dihasilkan pada saat pembakaran dengan temperature yang

tinggi, sementara itu PM cenderung dihasilkan ketika mencoba untuk

menurunkan NOx. Ini membuat penurunan kedua unsur kimia tersebut ,

juga peningkatan fuel efficiency, menjadi sebuah tantangan technological

yang besar sekali.

Seperti yang terlihat pada halaman 16, Tier III regulations untuk off

road engines akan terpenuhi mulai 2006 dalam negara seperti United States

(Tier III) dan Europe (Stage IIIA). U.S. Environmental Protection Agency

(EPA) merencanakan untuk mengimplementasikan peraturan Tier III mulai

tahun 2006 dengan target penurunan 40% untuk NOx dibandingkan dengan

peraturan Tier II sebelumnya. Ada tekanan yang sangat besar pada

penurunan emisi dari off-road diesel engine untuk construction equipment,

terutama sekali untuk penggunaan engines pada operasi heavy-duty (high-

revolution, high-load), yang mana ini adalah faktor penopang bertambahnya

target pengembangan secara teknologi pada construction equipment.

Dibangun dengan pengalaman lebih dari 70 tahun dalam

pengembangan off-road engine untuk construction dan mining equipment,

Komatsu mampu untuk mendesain engine berkualitas tinggi supaya fungsi

machine menjadi optimal dengan pengaruh kekayaan teknologi yang

dimiliki dan keahlian sebagai pabrik pembuat alat berat.

Batas waktu untuk mengimplementasikan peraturan ini dimulai sejak

tahun 2006, Komatsu akan secara berangsur-angsur merilis sebuah engine

baru Tier III (Stage IIIA)-dari produksi engine dari tahun 2005 kombinasi

penurunan NOx dan emisi PM dengan peningkatan fuel efficiency.