Siklus Otto Dan Diesel

DefinisiMesin Otto dan Mesin Diesel

Mesin bensinberbeda menggunakan mesindiesel dalammetode pencampuran bahan bakar menggunakan udara, & mesin bensin selalumenggunakan penyalaan busi buat proses pembakaran. Pada mesin diesel, hanyaudara yg dikompresikan pada ruang bakar & menggunakan sendirinya udara tersebutterpanaskan, bahan bakar disuntikan ke dalam ruang bakar pada akhir langkahkompresi buat bercampur dengan udara yg sangat panas, pada waktu kombinasiantara jumlah udara, jumlah bahan bakar, & temperatur pada kondisi tepatmaka adonan udara & bakar tadi akan terbakar dengan sendirinya.

Pada mesin bensin,pada umumnya udara & bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang bakar,sebagian kecil mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsungke silinder ruang bakar termasuk mesin bensin 2 tidak buat menerima emisi gasbuang yg ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan olehkarburator atau sistem injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistemmanual hingga menggunakan penambahan sensor-sensor elektro. Sistem Injeksi Bahanbakar pada motor otto terjadi diluar silinder, tujuannya buat mencampur udaradengan bahan bakar seproporsional mungkin, Hal ini dsebut EFI.

Motor bakar diesel biasadisebut juga dengan Mesin diesel (atau mesin pemicu kompresi) adalah motor pembakaran pada yangmenggunakan panas kompresi untukmenciptakan penyalaan danmembakar bahan bakar  yg telah diinjeksikan ke pada ruang bakar. Mesin initidak memakai busi seperti mesin bensin atau mesin gas. Mesin iniditemukan dalam tahun 1892 oleh Rudolf Diesel,yang menerima paten dalam 23 Februari 1893. Diesel menginginkansebuah mesin buat dapat dipakai menggunakan banyak sekali macam bahan bakar termasukdebu batu bara. Dia mempertunjukkannya dalam Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan memakai minyak kacang. Mesin ini kemudiandiperbaiki & disempurnakan sang Charles F. Kettering.

Mesin diesel dikembangkan dalam versi 2-tak dan empat-tak. Mesin iniawalnya dipakai sebagai pengganti mesin uap. Dari tahun 1910-an, mesin ini mulai dipakai buat kapal dan kapal selam,kemudian diikuti lokomotif, truk, pembangkit listrik, dan alat-alat beratlainnya. Pada tahun 1930-an, mesin diesel mulai dipakai buat kendaraan beroda empat. Sejak waktu itu,penggunaan mesin diesel terus meningkat dan berdasarkan British Society of MotorManufacturing and Traders, 50% menurut mobil baru yang terjual pada Uni Eropa merupakan mobil bermesin diesel, bahkandi Perancis mencapai 70%

Bagaimanamesin diesel bekerja

Diagram daur termodinamika sebuah mesin dieselideal. Urutan kerja mesin diesel berurutan berdasarkan angka 1-4 searah jarum jam.Dalam siklus mesin diesel, pembakaran terjadi dalam tekanan permanen danpembuangan terjadi dalam volume tetap. Tenaga yg didapatkan setiap siklus iniadalah area di dalam garis daur.

Ketika udara dikompresi suhunya akan semakin tinggi(misalnya dinyatakan sang Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini buat prosespembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel & dikompresi oleh piston yg merapat, jauh lebih tinggi menurut rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa ketika sebelum piston padaposisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar pada tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udarapanas yg bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengancepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan ketika piston mendekati (sangat dekat) TMA buat menghindaridetonasi. Penyemprotan bahan bakar yg langsung ke ruang bakar di atas pistondinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahanbakar kedalam ruang khusus yang berhubungan eksklusif menggunakan ruang bakar utamadimana piston berada dinamakan injeksi tidak pribadi (indirect injection).

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruangpembakaran mengembang menggunakan cepat, mendorong piston ke bawah & menghasilkantenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft & sang crankshaft energi linear tersebut diubah menjaditenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untukberbagai keperluan.

Untuk menaikkan kemampuan mesin diesel, umumnyaditambahkan komponen :

Turbocharger atau supercharger buat memperbanyak volume udara yang masuk ruangbakar lantaran udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin padaturbo/supercharger.

Intercooler buat mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar.Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga kebalikannya, maka dengandidinginkan bertujuan agar udara yg menempati ruang bakar bisa lebihbanyak.

Mesin diesel sulit buat hayati pada saatmesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecilyang disebut busi menyala(spark/glow plug) di pada silinder buat memanaskan ruang bakar sebelumpenyalaan mesin. Lainnya memakai pemanas “resistive grid” dalam”intake manifold” buat menghangatkan udara masuk hingga mesinmencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalamsilinder dengan efektif memanaskan mesin. Dalam cuaca yang sangat dingin, bahanbakar diesel mengental dan mempertinggi viscositasdan menciptakan kristal lilin atau gel. Ini dapat memengaruhi sistem bahan bakardari tanki sampai nozzle, menciptakan penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadisulit. Cara umum yg dipakai merupakan buat memanaskan penyaring bahan bakardan jalur bahan bakar secara elektronika.

Untuk aplikasi generator listrik,komponen krusial dari mesin diesel merupakan governor,yang mengontrol suplai bahan bakar supaya putaran mesin selalu pada putaran yangdiinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu poly kualitas listrik yangdikeluarkan akan menurun sebagai akibatnya peralatan listrik tidak dapat bekerjasebagaimana mestinya, sedangkan jika putaran mesin terlalu tinggi maka dapatmengakibatkan over voltage yang mampu Mengganggu alat-alat listrik. Mesin dieselmodern memakai pengontrolan elektronika canggih buat mencapai tujuan inimelalui modul kontrolelektronik (ECM) atau unit kontrol elektronik (ECU) – yangmerupakan “personal komputer ” pada mesin. ECM/ECU menerima frekuwensi kecepatan mesinmelalui sensor dan memakai algoritmadan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, beliau mengontrol jumlahbahan bakar & ketika melalui aktuatorelektronik atau hidraulik buat mengatur kecepatan mesin.

Siklus Otto adalah siklus termodinamikayang paling banyak digunakan pada kehidupan insan. Mobil dan sepeda motorberbahan bakar bensin (Petrol Fuel) merupakan contoh penerapan dari sebuah siklusOtto. Mesin bensin dibagi menjadi dua, yaitu mesin dua tak dan mesin empat tak.

Mesin 2 tak adalah mesin yangmemerlukan dua kali gerakan piston naik turun buat sekali pembakaran (agardiperoleh energi). Mesin tadi banyak digunakan pada motor-motor kecil.Mesin 2 tidak membentuk asap sebagai residu pembakaran berdasarkan oli pelumas.

Mesin empat tak memerlukan empat kaligerakan piston buat sekali pembakaran. Pada motor-motor akbar biasamenggunakan mesin empat tidak. Akan tetapi, kinipoly motor-motor kecilbermesin empat tak. Mesin jenis ini sedikit menghasilkan residu pembakaran karenabahan bakarnya hanya bensin murni.

Gambar pada atas adalah mesinpembakaran dalam empat langkah (empat tidak). Mula-mula campuran udara & uapbensin mengalir menurut karburator menuju silinder dalam saat piston berkiprah kebawah (langkah masukan). Selanjutnya adonan udara & uap bensin dalamsilinder ditekan secara adiabatik ketika piston beranjak ke atas (langkahkompresi atau penekanan). Karena ditekan secara adiabatik maka suhu & tekanancampuran semakin tinggi. Pada saat yg sama, busi memercikkan bunga barah sehinggacampuran udara & uap bensin terbakar. Ketika terbakar, suhu dan tekanan gassemakin bertambah. Gas bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi tadi memuaiterhadap piston dan mendorong piston ke bawah (langkai pemuaian). Selanjutnyagas yang terbakar dibuang melalui katup pembuangan & dialirkan menuju pipapembuangan (langkah pembuangan). Katup masukan terbuka lagi dan keempat langkahtersebut diulangi kembali.

Tujuan menurut adanya langkah kompresi ataupenekanan adiabatik adalah menaikkan suhu & tekanan campuran udara & uapbensin. Proses pembakaran pada tekanan yg tinggi akan membuat suhu dantekanan (P = F/A) yang sangat akbar. Akibatnya gaya dorong (F = PA) yangdihasilkan selama proses pemuaian sebagai sangat besar . Mesin motor atau mobilmenjadi lebih bertenaga. Walaupun tidak ditekan, adonan udara & uap bensinbisa terbakar waktu busi memercikkan bunga api. Tapi suhu dan tekanan gas yangterbakar nir terlalu tinggi sebagai akibatnya gaya dorong yang didapatkan jua kecil.Akibatnya mesin menjadi kurang bertenaga.