Sistem Bahan Bakar Pada Mesin Diesel Merupakan Sistem Paling Penting Di Antara Sistem

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 PENGENALAN DOZERDozer merupakan salah satu jenis alat berat yang berroda rantai (track shoe)

untuk pekerjaan serbaguna yang memiliki kemampuan traksi yang tinggi. Dozer biasa

digunakan dalam berbagai pekerjaan seperti; mendorong (pushing), menggusur,

meratakan (spreadding), menarik beban, menimbun (filling), dan sebagainya. Oleh

karena fungsinya beragam, alat ini sering digunakan pada proyek – proyek sipil

maupun pertambangan setelah dipasang attachement yang sesuai dengan

pekerjaannya. Attachment yang biasa menyertai dozer pada saat melakukan pekerjaan

ialah blade dan ripper.

Gambar 2.1 Bentuk dari Dozer(Sumber : Dokumentasi Pribadi)

2.1.1 JENIS PEKERJAAN DOZER

Pekerjaan yang dapat dilakukan oleh dozer ditunjukan pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.2 Jenis pekerjaan Dozer(Sumber : wordpress.com)

Pada gambar sebelah kiri ditunjukan dozer saat melakukan pemotongan tanah

yang mempunyai struktur yang keras ( cutting hard ground ). Pada gambar sebelah

kanan ditunjukan posisi saat pekerjaan dozing (mendorong) material tanah yang akan

dipindahkan.

Gambar 2.3 Jenis pekerjaan Dozer(Sumber : wordpress.com)

Pada gambar sebelah kiri, ditunjukan posisi unit saat melakukan perataan

permukaan tanah. Kemudian untuk gambar kanan, ditunjukan pekerjaan unit saat

merobohkan pohon pada saat melakukan proses land clearing.

Gambar 2.4 menggemburkan tanah(Sumber : id.m.wikipedia.org)

Pada gambar diatas menunjukan aplikasi salah satu attachment pada dozer

yaitu ripper. Ripper digunakan untuk membelah permukaan tanah yang keras,

menggemburkan tanah, memecahkan batu, dan juga untuk menarik benda-benda atau

peralatan mekanis yang sedang rusak agar dapat dipindahkan ke tempat yang

diinginkan.

2.2 ENGINE DAN CARA KERJANYA

Alat-alat berat yang digunakan untuk meratakan tanah, menggusur tanah,

mengeruk tanah, membuka hutan yang masih lebat dengan pepohonan dan

sebagainya semuanya memerlukan tenaga atau power yang sangat besar. Tanpa suatu

adanya alat penggerak yang bertenaga besar tidak mungkin alat-alat berat itu dapat

digunakan sesuai dengan keperluannya. Oleh karena itu pada dozer dilengkapi

dengan sebuah pesawat penggerak yang bertenaga besar yang disebut mesin atau

engine.

Engine adalah suatu alat yang menghasilkan tenaga, dimana suatu energi dalam

hal ini energi kimia pada bahan bakar diubah menjadi kerja mekanis melalui proses

pembakaran. Menurut proses pembakarannya, engine dapat dibedakan menjadi

engine pembakaran di dalam silinder (internal combustion engine) dan engine

pembakaran di luar silinder (external combustion engine). Dari kedua jenis engine

tersebut, engine pembakaran di dalam silinder banyak digunakan saat ini karena

menguntungkan dan lebih efisien.

Engine dengan pembakaran di dalam silinder dapat menggunakan bensin ataupun

solar sebagai bahan bakarnya, namun Diesel engine dengan bahan bakar solar yang

banyak dipakai pada alat – alat berat karena engine yang mengunakan bahan bakar

bensin tidak cocok sebagai penggerak alat-alat besar disebabkan tidak dapat

menghasilkan tenaga yang besar dan faktor bekerja yang memungkinkan sehingga

motor bensin tidak dapat dipergunakan untuk aplikasi semacam itu.

Pada engine Diesel yang dimasukkan ke dalam silinder hanyalah udara bersih

atau oksigen, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan hingga mencapai suhu

dan tekanan yang tinggi. Beberapa saat sebelum piston mencapai titik mati atas

(TMA) bahan bakar solar diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan

tekanan udara dalam silinder yang cukup tinggi maka partikel-partikel bahan bakar

akan menyala dengan sendirinya sehingga membentuk proses pembakaran. Lebih

jelasnya, proses kerja pada engine Diesel dijelaskan sebagai berikut;

Gambar 2.4 Proses Kerja Pada Engine Diesel(Sumber : Dasar-Dasar Engine Diesel)

1. Langkah Pemasukan ( Intake Stroke )

Siklus dimulai saat piston mulai bergerak turun menuju titik mati bawah (TMB),

bersamaan dengan terbukanya katup masuk ( intake valve) udara akan terhisap

masuk ke dalam silinder. Jika engine dilengkapi dengan turbocharger, udara masuk

akibat dorongan dari turbocharger. Crankshaft berputar 1800 atau setengah putaran,

sementara exhaust valve tetap tertutup.

2. Langkah Kompresi ( Compression Stroke )

Piston bergerak ke atas dan kedua katup dalam keadaan tertutup. Tekanan dan suhu

udara meningkat. Pada akhir langkah kompresi, suhu udara mencapai 12920 F dan

tekanannya mencapai 400 psi. Bahan bakar diinjeksikan segera sebelum piston

mencapai titik teratasnya.

3. Langkah Tenaga / Pembakaran ( Combustion Stroke )

Udara yang telah memiliki suhu yang tinggi akan menyalakan bahan bakar dan

tekanan yang terbangkit akibat pembakaran akan mendorong piston ke bawah. Intake

dan exhaust valve tetap tertutup. Gaya dari hasil pembakaran mendorong piston turun

dan menyebabkan connecting rod memutar crankshaft 1800 lagi. Pada saat ini

crankshaft telah melakukan satu setengah putaran sejak siklus pertama dimulai. Pada

saat terjadinya pembakaran, suhu mencapai 40000F dan dengan tekanan sebesar 1450

psi.

4. Langkah Buang ( Exhaust Stroke )

Exhaust stroke adalah langkah terakhir dari Siklus 4 Langkah. Pada langkah buang ,

segera sebelum piston mencapai titik terendah ( TMB ), katup buang ( exhaust valve )

membuka. Saat piston bergerak naik kembali, gas sisa pembakaran didorong keluar

lewat katup buang. Setelah gas sisa terbuang habis intake valve membuka dan

exhaust valve tertutup. Maka siklus dimulai dari awal lagi. Saat ini connecting rod

telah memutar crankshaft 1800 lagi.

2.3 FUEL SYSTEM

Sistem bahan bakar pada mesin diesel merupakan sistem paling penting di antara

sistem - sistem yang lain. Dengan sistem bahan bakar yang baik dan tepat akan

menghasilkan tenaga mesin yang optimal. Sebaliknya sistem bahan bakar yang

kurang baik dan kurang tepat dapat menyebabkan tenaga mesin diesel kurang

optimal, bahkan mungkin saja mesin diesel tidak dapat dijalankan sama sekali.

Sehingga dapat dikatakan bahwa sistem bahan bakar pada mesin diesel merupakan

jantung hidup matinya mesin.

Sistem bahan bakar mesin diesel mencakup dari tangki, yang berfungsi mengisap

bahan bakar bahan bakar, pompa untuk memompakan bahan bakar, sampai bahan

bakar tersebut diinjeksikan ke dalam ruang bakar silinder mesin untuk memperoleh

tenaga.

2) Fungsi Sistem Injeksi Bahan Bakar

Dari uraian diatas, dapat dikatakan sistem bahan bakar pada mesin diesel berfungsi

untuk:

a) Menyimpan bahan bakar

b) Menyaring bahan bakar

c) Memompa atau menginjeksi bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin

d) Mengabutkan bahan bakar ke dalam ruang bakar silinder mesin

e) Memajukan saat penginjeksian bahan bakar

f) Mengatur kecepatan mesin sesuai dengan bebannya melalui pengaturan penyaluran

bahan bakar

g) Mengembalikan kelebihan bahan bakar ke dalam tangki bahan bakar.

3) Syarat Sistem Bahan Bakar Mesin DieselSistem bahan bakar mesin diesel harus memenuhi syarat sebagai berikut:

a) Memberikan sejumlah tertentu bahan bakar. Sistem bahan bakar harus setiap saat

tertentu memberikan sejumlah tertentu bahan bakar ke setiap silinder mesin diesel.

b) Menepatkan saat penginjeksian bahan bakar

Bahan bakar harus diinjeksikan ke dalam silinder tepat pada saat kemungkinan mesin

diesel mampu menghasilkan tenaga maksimum. Bahan bakar yang diinjeksikan

terlalu cepat atau terlalu lambat selama langkah usaha menyebabkan terjadinya

kerugian tenaga.

c) Mengendalikan kecepatan pengiriman bahan bakar.

Kerja mesin diesel yang halus pada setiap silinder tergantung pada lama waktu yang

diperlukan untuk menginjeksikan bahan bakar. Kecepatan mesin yang lebih tinggi

harus dicapai dengan pemasukan bahan bakar yang lebih cepat pula.

d) Mengabutkan bahan bakar.

Bahan bakar harus sepenuhnya tercampur dengan udara untuk pembakaran sempurna.

Dalam hal ini bahan bakar harus dikabutkan menjadi partikel-partikel yang halus.

Dengan demikian penginjeksian bahan bakar ke dalam silinder mesin diesel harus

pada saat yang tepat dan jumlah yang tepat pula sesuai dengan jumlah yang

diperlukan.

4. Komponen – Komponen Fuel System

Sebagaimana pada sistem lain di engine, fuel system juga memiliki berbagai macam

komponen yang masing – masing berfungsi berlainan untuk memungkinkan

terjadinya pembakaran sehingga diperoleh power untuk menggerakkan unit.

Komponen – komponen tersebut lebih detail dijelaskan berikut;

1. Fuel tank dan Sending unit

Tangki bahan bakar berfungsi menyimpan atau menampung bahan bakar. Tangki

bahan bakar dibuat dengan berbagai ukuran dan bentuk dengan maksud tertentu.

Pada tangki bahan bakar memiliki 3 buah lubang, yaitu untuk mengisi, mengalirkan

keluar dan lubang untuk mengeringkan (draining). Kadangkala terdapat lubang untuk

saluran kebocoran bahan bakar (fuel overflow/fuel leak-off).

Selain itu biasanya tank dilengkapi dengan sending unit, pick up tube dan vent.

Sending unit biasanya berupa pelampung, yang berhubungan dengan rheostat

(variable resistor), yang mengirimkan besaran listrik (tegangan) menuju fuel gauge

(meter penunjuk bahan bakar) di dashboard untuk mengetahui jumlah bahan bakar

pada tangki.

Gambar 2. Fuel Tank dan Sending Unit

(Gambar : )

b) Saringan Bahan Bakar (Fuel Filter)

Gambar 2. Fuel Filter

(Gambar : )

Penyaringan bahan bakar mesin diesel sangat penting karena bahan bakar diesel

cenderung tidak bersih dari kotoran, jika tidak disaring sebelum memasuki fuel pump

dapat merusak fuel pump dan injector dan dapat menyebabkan masalah/gangguan

pada operasi engine, bahkan kerusakan besar pada engine.

Pada sistem bahan bakar sering dijumpai lebih dari satu penyaringan bahan bakar,

yaitu:

(1) Penyaring pada tangki (filter screen) atau pada pompa pemindah, yang berfungsi

menahan partikel besar,

(2) Penyaring primer (primary filter) berfungsi menyaring partikel-partikel kecil, dan

(3) Penyaring sekunder (secondary filter) berfungsi menyaring partikel yang lembut.

4. Fuel Transfer Pump

Gambar 2. Fuel Transfer Pump

(Gambar : )

Fuel transfer pump mengalirkan bahan bakar dari tangki melalui primary fuel filter

yang mengalir melalui low pressure line pada sistem bahan bakar. Fungsi utama fuel

transfer pump adalah untuk menjaga pasokan bahan bakar yang cukup bersih ke

dalam injection pump.

5. Priming Pump

Gambar 2. Priming Pump

(Gambar : )

Filter bahan bakar terakhir terpasang bersamaan dengan priming pump pada base-

nya. Priming pump digunakan untuk memperlancar pengisian bahan bakar dan untuk

membuang udara (bleeding) saat selesai melepas pump housing karena sesuatu

perbaikan dan setelah dilakukan penggantian fuel filter.

6. Delivery Pipes

Gambar 2. Delivery Pipes

(Gambar : )

Delivery pipes dibuat dari pipa baja tebal untuk mengantisipasi tekanan yang tinggi

agar tidak mengembang, yang akan mempengaruhi ketelitian injeksi bahan bakar.

Diameter dalam pipa telah disesuaikan dengan tipe engine. Bila pipa ini

dibengkokkan atau rusak, serpihan logam di dalam pipa dapat menyumbat injector.

7. Fuel Injection Pump

Bahan bakar yang telah bersih kemudian dikirim ke fuel injection pump. Kebanyakan

unit alat berat menggunakan pompa model in-line ( rotary pump hanya digunakan

pada engine ukuran kecil ). Control rod mengendalikan jumlah bahan bakar yang

akan dikirim ke injector untuk diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Saat operator

menginjak pedal gas, control rod akan bekerja mengubah-ubah jumlah bahan bakar

yang dikirim.

8. Injector atau Spray Nozzles ( Nosel Penyemprot )

Gambar 2. Injector

(Gambar : )

Injector dipasangkan dengan erat pada cylinder head. Komponen ini menginjeksikan

bahan bakar ke dalam ruang bakar dengan tekanan yang tinggi hingga bahan bakar

teratomisasi untuk mendapatkan tenaga engine dengan gas buang yang lebih bersih.

Makin tinggi tekanan, makin baik pencampuran antara bahan bakar dan udara dan

makin sempurna proses pembakaran.

Spray nozzle harus menyerap sejumlah panas dari ruang bakar, untuk menghantarkan

panas tersebut, injector dipasangkan pada sleeve (selubung ) terbuat dari tembaga.

Sebagian bahan bakar yang disuplai ke nozzle akan bocor dan melewati nozzle needle

( jarum nosel ) dan injector

sleeve untuk mendinginkan serta melumasi nozzle tersebut. Kelebihan bahan bakar

tersebut kemudian dikembalikan ke fuel tank melalui return line ( jalur pipa

kembali ).

9. Fuel Return Line

Kebanyakan sistem bahan bakar pada engine diesel digabungkan dengan fuel return

line. Akan ada selalu kelebihan bahan bakar yang disalurkan oleh fuel transfer pump

dibandingkan yang digunakan oleh engine, return line mengalirkan kelebihan bahan

bakar kembali menuju tank. Kelebihan bahan bakar secara terus-menerus

memberikan pendinginan dan pelumasan untuk komponen fuel injection pump.

Gambar 2. Fuel Return Line

(Gambar : )

Pola Aliran Bahan Bakar Diesel

Gambar 2. Aliran Bahan Bakar

(Gambar : )

Bahan bakar dihisap dari fuel tank (1) melalui tank strainer (2) oleh fuel feed pump

(3). Bahan bakar tersbut kemudian dipompakan menuju fuel filter (4) dan terus ke

fuel injection pump (5). Bahan bakar kemudian dinaikkan tekanannya oleh fuel

injection pump dan dikirim ke delivery pipe(6) menuju injector (7). Kelebihan bahan

bakar kemudian kembali ke Fuel tank lewat return line.