Bahan Bakar Solar dan Pembakaran Motor Diesel

1.Sifat utama dari bahan bakar diesel

Bahan bakar diesel biasa juga disebut light oil atau solar, adalah suatu campuran dari hydrocarbon yang telah di distilasi setelah bensin dan minyak tanah dari minyak mentah pada temperatur 200 sampai 340. Sebagian besar solar digunakan untuk menggerkkan mesin diesel. Bahan bakar diesel mempunyai sifat utama sebagai berikut.

·         Tidak berwarna atau sedikit kekuning-kuningan dan berbau.

·         Encer dan tidak menguap dibawah temperatur normal.

·         Mempunyai titik nyala tinggi (40 C-100 C).

·         Terbakar spontan pada 350 C, sedikit dibawah temperatur bensin yang terbakar sendiri sekitar 500 C.

·         Mempunyai berat jenis 0,82-0,86.

·         Menimbulkan panas yang besar (sekitar 10.500 kcal/kg).

·         Mempunyai kandungan sulfur lebih besar dibanding bensin.

2.Syarat-syarat solar

Kualitas solar yang diperlukan sebagai berikut.

§  Mudah terbakar

Waktu tertundanya pembakaran harus pendek/singkat sehingga engine mudah dihidupkan. Solar harus dapat memungkinkan engine bekerja lembut dengan sedikit knocking.

§  Tetap encer pada suhu dingin (tidak mudah membeku)

Solar harus tetap cair pada temperatur rendah sehingga engine akan mudah dihidupkan dan berputar lembut.

§  Daya Pelumasan

Solar juga berfungsi sebagai pelumas untuk pompa injeksi dan nosel. Oleh jarena itu harus mempunyai sifat daya pelumas yang baik.

§  Kekentalan

Solar harus mempunyai kekentalan yang memadai sehingga dapat disemprotkan oleh injektor.

§  Kandungan Sulfur

Sulfur merusak pemakaian komponen engine, dan kandungan sulfur solar harus sekecil mungkin.

§  Stabil

Tidak berubah alam kualitas, tidak mudah larut selama disimpan.

3.Nomor Cetane(Cetane Number)

Nomor cetane atau tingkatan dari solar adalah satu cara untuk mengontrol bahan bakar solar dalam kemampuan untuk pencegah terjadinya knocking. Tingkatan yang lebih besar memiliki kemampuan yang lebih baik. Ada dua skala indek untuk mengontrol kemampuan solar untuk mencegah knocking dan mudah terbakar yaitu cetane index dan diesel index. Minimal tingkatan cetane yang dapat diterima untuk bahan bakar yang digunakan untuk engine diesel kecepatan tinggi umumnya 40-45.

Oleh karena, itu engine diesel perbandingan kompresinya (15:1-22:1) lebih tinggi daripada engine bensin(6:1-12:1) dan juga engine diesel dibuat dengan kontruksi yang jauh lebih kuat dari pada engine bensin.

Dibandingkan dengan engine bensin pada engine diesel mempunyai keuntungan dan kerugian sebagai berikut:

Keuntungan :

1.      Engine diesel mempunyai efesiensi panas yang lebih besar. Hal ini berarti bahwa penggunaan bahan bakarnya lebih ekonomis dari pada engine bensin.

2.      Mesin diesel bisa lebih lama dan tidak memerlukan electric igniter. Hal ini berarti bahwa kemungkinan kesulitan lebih kecil daripada engine bensin.

3.      Momen pada engine diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yang luas. Hal ini berarti bahwa engine diesel  lebih fleksibel dan lebih mudah dioperasikan dari pada engine bensin(Hal inilah sebabnya engine diesel digunakan pada kendaraan-kendaraan yang besar).

Kerugian

1.      Tekanan pembakaran maksimum hampir dua engine bensin. Hal ini berarti bahwa suara dan getaran engine diesel lebih besar.

2.      Tekanan pembakarannya yang lebih tinggi, maka engine diesel harus dibuat dari bahan yang tahan tekanan tinggi dan harus mempunyai struktur yang sangat. Hal ini berarti bahwa untuk daya kuda yang sama, engine diesel jauh lebih berat dari pada engine bensin dan biaya pembuatannya pun menjadi lebih mahal.

3.      Engine diesel memerlukan sistem injeksi bahan bakar yang presisi. Dan ini berarti bahwa harganya lebih mahal dan memerlukan pemeliharaan yang lebih cermat dibanding dengan engine bensin.

4.      Engine diesel mempunyai perbandingan kompresi yang lebih tinggi dan membutuhkan gaya yang lebih besar untuk memutarnya. Oleh karena itu engine diesel memerlukan alat pemutar seperti motor stater dan baterai yang berkapasitas lebih besar.

Pada sistem bahan bakar engine diesel, feed pump menghisap bahan bakar dari tangki bahan bakar. Bahan bakar disaring oleh fuel filter dan kandungan air yang terdapat pada bahan bakar dipisahkan oleh fuel sendimenter sebelum dialirkan ke pompa injeksi bahan bakar. Rakitan pompa injeksi terdiri dari pompa injeksi, governor, timer dan feed pump. Ada dua tipe pompa injeksi : tipe distributor dan tipe in-line. Dengan digerakkan oleh engine, pompa injeksi menekan bahan bakar dan mengalirkannya melalui delivery line ke injection nozzle, dan selanjutnya diinjeksikan ke dalam silinder menurut urutan pengapian.

Pompa injeksi

Pompa injeksi biasanya dipasang dibagian sisi engine dan digerakkan oleh crankshaff melalui timing gear atau sebuah timing belt.

Ada dua tipe pompa injeksi : tipe distributor dan tipe in-line.

1.Pompa Injeksi Tipe Distributor

Bahan bakar diesel dibersihkan oleh water sedimenter dan fuel filter dan ditekan ke rumah pompa injeksi oleh vane type feed pump yang mempunyai empat buah vane.

Bahan bakar melumasi komponen pompa pada saat mengalir ke pump plunger. Sebagian bahan bakar kembali ke tangki melalui overflow screw sambil mendinginkan bagian-bagian pompa yang dilewatinya.

Pump plunger bergerak lurus bolak-balik sambil berputar karena bergeraknya drive shafft, camlate, tappet rollers, plunger spring dan bagian-bagian lain. Gerakkan bolak-balik plunger menaikkkan tekanan bahan bakar dan menekan bahan bakar melalui delivery valve ke injection nozzle. Mechanical governor mengatur banyaknya bahan bakar yang disemprotkan dari nozzle dengan menggerakkan spill ring sehingga merubah saat akhir langkah efektif plunger. Fuel injection timing diatur oleh tekanan pengiriman dari feed pump. Posisi tapped roller diubah-ubah oleh timer untuk mengatur injection timing. Engine mati bila injeksi bahan bakar berakhir, pada saat starter switch off, arus yang mengalir ke fuel cut-off solenoid terputus dan saluran bahan bakar tertutup oleh solenoid plunger, akibatnya penginjeksian bahan bakar akan berhenti dan engine akan mati.

2.Pompa Injeksi Tipe In-Line

Feed pump menghisap bahan bakar dari tangki bahan bakar dan menekan bahan bakar yang telah disaring ole filter ke pompa injeksi. Pompa injeksi tipe in-line mempunyai cam dan plunger yang jumlahnya sama dengan  jumlah silinder pada engine. Cara menggerakkan plunger sesuai dengan firing order engine. Gerak lurus bolak-balik dari plunger ini menekan bahan bakar dan mengalirkannya ke injection nozzle melalui delivery valve. Delivery valve memegang dua peranan penting  yaitu : mencegah aliran bahan bakar balik dari saluran bahan bakar balik dari saluran bahan bakar ke daerah plunger dan menghisap bahan bakar dari injection nozzle untuk menghentikan injeksi dengan cepat. Plunger dilumasi oleh bahan bakar diesel dan camshafft oleh minyak pelumas engine. Governor mengatur banyaknya bahan bakar yang disemprotkan oleh injection nozzle dengan menggeser control rack. Governor dibedakan dalam dua tipe yaitu : Simple mechanical centrifugal governor dan combined governor yang merupakan kombinasi antara pneumatic governor dengan mechanical centrifugal governor. Timing injeksi bahan bakar diatur oleh automatic centrifugal timer. Timer mengatur putaran camshaft. Engine akan mati jika control rack digerakkan kearah akhir bahan bakar.