Ruang Bakar pada Motor Diesel

Ruang Bakar pada Motor Diesel - Pada motor diesel konstruksi ruang bakar sangat penting. Ruang bakar adalah ruangan yang dibentuk antara kepala silinder dengan piston bagian atas, dengan maksud agar pembakaran dapat terlaksana dengan sempurna dan menyeluruh pada langkah tenaga. Menurut Arismunandar (1994) ada 4 jenis ruang bakar yang umum digunakan yaitu :

Ruang bakar terbuka
Ruang bakar kamar muka
Ruang bakar turbulen, dan
Ruang bakar lanova

Ruang bakar terbuka

Ruang bakar terbuka adalah desain ruang bakar yang paling sederhana. Disini, tugas penyemprot bahan (injector) bakar sangat berat, karena harus mengkabutkan dan menistribusikan secara merata agar terjadi pembakaran sempurna.

Bahan bakar ini harus bercampur dengan udara yang dipadatkan sampai bagian terjauh, namun harus dijaga agar tidak menembus sampai silinder karena dapat merusak kualitas pelumas. Tipe ruang pembakaran ini menggunakan tekanan injektor 180-300 kg/cm2 bahkan dapat mencapai 1500-2000 kg/cm2 enjin diesel besar. Ruang bakar ini lebih cocok dipergunakan pada motor diesel putaran rendah.

Motor diesel putaran rendah dikatakan paling ekonomis konsumsi bahan bakarnya spesifiknya, yaitu antara 150-185 g/PS-jam.

Ruang bakar kamar muka

Ruang bakar kamar muka, terdiri dari dua bagian, yaitu kamar muka dan ruang bakar utama seperti ditunjukkan pada Gambar. Kamar muka berupa ruang kecil (30-40% volume ruang sisa) disebelah ruang bakar utama, dimana injektor ditempatkan.

Menjelang 25-30 derajat sebelum TMA bahan bakar disemprotkan. Pembakaran yang terjadi di kamar muka, namun karena jumlah udara dalam kamar muka terbatas maka pembakaran masih belum sempurna.

Namun demikian, adanya tekanan udara yang tinggi hasil pembakaran awal ini mendorong bahan bakar ke ruang bakar utama dengan kecepatan tinggi sehingga pembakaran lanjutan dapat dilakukan lebih sempurna. Proses ini disebut proses pengabutan kedua.

Ruang bakar tipe ini tidak membutuhkan injektor tekanan tinggi, biasanya digunakan tipe nosel pasak dengan tekanan semprot antara 85-140 kg/cm2 dengan rasio kompresi berkisar antara 16-17. Ini menguntungkan karena bahan bakarnya lebih murah, dan dapat menggunakan bahan bakar dengan viskositas lebih tinggi.

Tekanan gas maksimum berkisar antara 50 - 60 kg/cm2. Dibandingkan dengan ruang bakar kamar terbuka, pemakaian bahan bakar spesifik sekitar 15% lebih boros, yaitu antara 190-220 g/PS-jam.

Kerugian kalor ini disebabkan volume ruang bakarnya yang lebih besar, sehingga banyak panas yang hilang karena proses pindah panas melalui dinding ruang bakar. Pada saat dingin kadang sulit dihidupkan, sehingga perlu ditambahkan pemanas di kamar muka.

Ruang bakar turbulen

Ruang bakar turbulen mempunyai konstruksi yang mirip dengan ruang bakar kamar muka, yaitu mempunyai 2 bagian. Namun demikian bagian turbulen merupakan 80-90% dari volume sisa, seperti ditunjukkan pada Gambar.

Dengan desain seperti angka 9, maka udara yang ditekan pada langkah kompresi mengalami turbulensi, dan bergerak makin kencang seiringdengan kecepatan torak yang mendorong udara tersebut. Pada saat bahan bakar disemprotkan, turbulensi ini membantu proses pengkabutan bahan bakar dan pencampurannya dengan udara.

Karena itu enjin dengan ruang bakar ini juga tidak memerlukan injektor dengan tekanan tinggi, umumnya antara 85-140 kg/cm2. Seperti juga ruang bakar kamar muka, enjin dengan ruang bakar ini juga memerlukan pemanas (glow plug).

Adanya turbulensi mempersingkat perioda pembakaran terkendali, sehingga ruang bakar ini sangat baik untuk motor diesel tekanan tinggi. Tekanan gas maksimum berkisar 60-70 g/cm2. Pemakaian bahan bakar spesifik pada jenis ruang bakar ini juga cukup irit, yaitu berkisar 185-210 g/PS-jam.

Ruang bakar lanova

Prinsip kerja ruang bakar lanova mirip dengan ruang bakar terbuka, perbedaan utamanya terletak pada penempatan injektornya tidak dalam ruang lanova tetapi di sebelah luarnya. Sekitar 60% bahan bakar disemprotkan di ruang lanova kecil (yang volumenya hanya 10% dari ruang sisa).

Ruang lanova terbagi dua, yaitu ruang lanova kecil dan ruang lanova besar. Pada saat bahan bakar disemprotkan, mula-mula terjadi pembakaran pada ruang lanova kecil.

Kenaikan tekanan karena pembakaran ini menyebabkan campuran bahan bakar yang belum terbakar menyembur ke ruang lanova besar pada kecepatan tinggi, maka terjadi proses pencampuran yang lebih efektif dan menyebabkan arus turbulen.

Pada saat torak mulai turun dari TMA menuju ke TMB terjadi perbedaan tekanan yang sangat besar antara ruang lanova dan ruang bakar utama, sehingga campuran bahan bakar dan udara memasuki ruang bakar utama dengan kecepatan lebih tinggi dan terjadi proses pembakaran yang lebih sempurna.

Ruang bakar ini menggunakan tekanan nosel 125-130 kg/cm2, dengan sudut pancaran yang lebih kecil. Jenis ruang bakar ini cocok untuk bahan bakar dengan nilai cetan yang lebih tinggi. Perbandingan kompresi umumnya untuk enjin dengan ruang bakar jenis ini berkisar 13-15 (cukup rendah).

Tekanan gas maksimum mencapai 60-100 kg/cm2. Pemakaian bahan bakar spesifik juga lebih irit jika dibandingkan dengan ruang bakar kamar terbuka. Ruang bakar jenis ini sangat menguntungkan, terutama penggunaannya pada mesin diesel dengan beragam kecepatan, termasuk kecepatan tinggi.