Jenis-jenis ruang bakar mesin diesel

Ruang bakar mesin diesel menjadi bagian terpenting bagi mesin itu sendiri dalam menentukan kemampuan, performa serta kehandalan yang bisa dihasilkan oleh mesin diesel tersebut. Hal ini dikarenakan pada mesin diesel tidak menggunakan pemantik api (busi) untuk membantu proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar, melainkan hanya mengandalkan temperatur tinggi pada bahan bakar dan tekanan kompresi.

Pada mesin diesel, pembakaran terjadi akibat tekanan kompresi yang tinggi disertai peningkatan suhu pada atomisasi bahan bakar. Bahan bakar (solar) ini akan terbakar dengan sendirinya akibat panas yang ditimbulkan saat kompresi dan atomisasi yang terjadi. Baca lebih lengkap tentang cara kerja pada mesin diesel

Oleh karena itu, dikembangkanlah beragam teknologi pada mesin diesel seperti munculnya mesin diesel tipe Common Rail Diesel. Perkembangan ini juga menciptakan perubahan pada ruang bakar yang ada pada mesin diesel.

Nah, pada artikel berikut akan ombro informasikan jenis-jenis ruang bakar mesin diesel yang saat ini banyak digunakan, baik untuk kendaraan penumpang ataupun kendaraan komersil seperti truk dan bus. Berikut jenis-jenis ruang bakar mesin diesel

1. Jenis Pre Combustion Chamber

Ruang bakar mesin diesel jenis pre combustion chamber adalah jenis ruang bakar yang memiliki sebuah ruangan diatas ruang pembakaran utama yang dinamakan pre combustion chamber. Ruangan pre combustion chamber ini terhubung dengan ruang pembakaran utama melalui sebuah lubang saluran kecil.

Selain itu, didalam pre combustion chamber ini umumnya dipasang sebuah injection nozzle beserta glow plug yang akan membantu dalam menghidupkan mesin saat kondisi dingin.

Ketika langkah kompresi, udara yang dimampatkan di dalam ruang pembakaran utama akan menekan masuk kedalam pre combustion chamber melalui lubang penghubung. Temperatur udara yang dimampatkan saat ini berkisar diantara 550-600 derajat celcius.

Ketika bahan bakar di semprotkan melalui injection nozzle, sebagian fuel dalam pre combustion chamber akan terbakar sehingga temperatur semakin meningkat. Perbedaan tekanan dalam pre combustion chamber saat bahan bakar mulai terbakar ini akan menekan bahan bakar yang berlum terbakar masuk kedalam ruang pembakaran utama dengan kecepatan tinggi sekitar 150-300m/detik.

Disini seluruh bahan bakar akan bercampur dengan udara sehingga dapat terbakar dengan sempurna. Hal ini menyebabkan ruang bakar jenis pre combustion chamber tidak memerlukan permutaran udara (cyclone) di dalam silinder guna meningkatkan atomisasi bahan bakar.

Keuntungan :

• Memungkinkan penggunaan injection nozzle jenis pintle untuk mengurangi gangguan
• Kerja mesin menjadi lebih tenang karena tekanan (ledakan) didalam silinder relatif lebih rendah
• Memiliki tingkat diesel knock yang lebih rendah karena temperatur yang tinggi setelah langkah kompresi serta ignition delay yang singkat.

Kerugian :

• Memiliki konstruksi ruang pembakaran yang rumit
• Tingkat konsumsi bahan bakar yang cukup besar
• Memiliki kerugian panas yang cukup besar akibat bidang ruang pembakaran yang relatif luas.
• Memerlukan penyetelan injection timing yang tepat menurut beban dan kecepatan mesin.

2. Jenis Swirl Chamber

Ruang bakar mesin diesel jenis Swirl Chamber adalah jenis ruang bakar yang memiliki sebuah ruangan diatas ruang pembakaran utama yang dinamakan Swirl chamber. Di dalam swirl chamber ini juga dipasangkan sebuah injection nozzle beserta glow plug. Mirip seperti pre combustion namun memiliki bentuk dan volume ruang yang berbeda.

Seperti terlihat pada gambar, swirl chamber mempunyai bentuk spherical yang akan membuat turbulensi pada udara yang keluar masuk dari swirl chamber ini.

Baca juga :

• Fungsi glow plug pada mesin diesel
• 11 Penyebab mesin diesel kurang tenaga
• Penyebab mesin diesel susah hidup

Saat langkah kompresi, udara yang masuk ke dalam swirl cahmber akan berputar dengan cepat sehingga bahan bakar yang disemprotkan akan bercampur seluruhnya dengan udara. Dengan demikian, seluruh fuel akan terbakar dengan sempurna di dalam ruang ini meskipun menin bekerja dengan kecepatan yang tinggi.

Keuntungan :

• Kecepatan maksimum dan tekanan efektif rata-rata dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan pusaran (swirl) yang ditimbulkan saat kompresi.
• Batas-batas kecepatan mesin yang lebih halus menjadi lebih luas
• Tekanan penyemprotan rendah, mengurangi kegagalan sistem bahan bakar dan tahan lebih lama.

Kerugian :

• Konstruksi cylinder head sangat rumit sehingga biaya pembuatan menjadi lebih tinggi
• Distorsi panas yang terjadi lebih besar
• Efisiensi penggunaan sistem pemanasan awal yang kurang baik akibat volume swirl chamber yang cukup besar. Akibatnya mesin sedikit sukar dihidupkan.
• Diesel knock yang lebih sering terjadi pada kecepatan rendah

3. Jenis Direct Injection

Jika pada dua jenis ruang bakar sebelumnya terdapat sebuah chamber diatas ruang pembakaran utama, jenis direct injection ini tidak menggunakan ruang pembakaran yang diletakan di cylinder head. Melainkan ruang pembakaran utama yang diletakkan tepat diatas permukaan piston.

Bentuk ruang pembakaran diatas piston ini juga memiliki bentuk beragam yang dirancang guna meningkatkan efisiensi pembakaran. Berikut beberapa model bentuk ruang bakar pada jenis direct injection

• Semi Spherical Type : Ruang bakar pada kepala piston yang bentuknya setengah bulat
• Spherical Type : Ruang bakar pada kepala piston yang bentuknya bulat penuh
• Multi Spherical Type : Ruang bakar pada kepala piston yang bentuknya dua bulatan penuh sehingga meninggalkan bentuk meruncing pada bagian tengahnya.

Injection nozzle dipasang langsung mengarah kedalam ruang pembakaran utama sehingga Injection nozzle ini akan menyemprotkan bahan bakar langsung ke ruang bakar utama (main combustion) yang terdapat diantara cylinder head dan piston.

Agar proses atomisasi bahan bakar menjadi lebih baik, umumnya udara akan diputar secara positif dengan tiga cara berikut :

• Pada langkah intake, udara diarahkan agar berputar mengelilingi garis tengah cylinder
• Memanfaatkan turbulensi udara pada langkah kompresi yang terjadi karena bentuk piston head atau cylinder head
• Menggabungkan kedua cara diatas agar atomisasi bahan bakar menjadi lebih merata

Keuntungan :

• Luas permukaan yang kecil dibanding volumenya pada ruang pembakaran bisa mengurangi kerugian panas yang dihasilkan
• Tekanan efektif rata-rata relatif tinggi
• Konstruksi yang sederhana menekan biaya produksi
• Mesin mudah dihidupkan meski tanpa glow plug
• Konsumsi bahan bakar yang rendah dan efisiensi panas juga lebih baik
• Memiliki perbandingan kompresi yang lebih rendah dibanding dua jenis ruang bakar sebelumnya.
• Kerugian throttling yang rendah dan turbulensi kecil.

Kerugian :

• Harus mengunakan injection nozzle yag berlubang banyak agar hasil pengabutan bisa lebih sempurna
• Pembuatan Injection nozzle yang lebih rumit dengan tingkat kesalahan yang kecil
• Membutuhkan tekanan injeksi yang sangat tinggi dibanding dua jenis ruang pembakaran sebelumnya
• Mudah terjadi diesel knock akibat ignition delay yang terlalu besar jika ukuran mesin yang digunakan kecil
• Sulit menghasilkan campuran air fuel yang baik pada ukuran mesin yang kecil.

Demikianlah artikel tentang jenis-jenis ruang bakar pada mesin diesel beserta untung ruginya dari masing-masing jenis yang bisa ombro sampaikan, semoga artikel ini bisa bermanfaat.

Artikel ini diarsipkan pada kategori : Teori-Otomotif