DIESEL ENGINE 2

DIESEL ENGINE 2
SEMESTER II
Januari 2009 MSDE2-20109-1
MODUL SISWA

Yayasan Karya Bakti United Tractors
Jalan Raya Bekasi Km 22. Cakung Jakarta Timur 13910 – Indonesia
Telp : (62-21) 4605949 4605959 4605979
Fax : (62-21) 4600657 4600677

DIESEL ENGINE

Materi pembelajaran Diesel Engine 2 merupakan lanjutan dari materi Diesel
Engine 1 sebelumnya, dimana pada materi pembelajaran kali ini akan dibahas lebih
mendalam lagi mengenai diesel engine. Secara keseluruhan materi pembelajaran Diesel
Engine 2 ini terdiri atas 4 (empat) bab.
Pada bab 1, siswa akan mempelajari prinsip-prinsip dasar lanjutan mengenai diesel
engine, yang meliputi:
• pembahasan mengenai daya guna engine,
• pembahasan yang lebih mendalam mengenai proses pembakaran pada diesel
engine, dan
• pembahasan mengenai gas buang pada diesel engine,
Pada bab 2, siswa akan mempelajari lebih mendalam lagi tentang komponen-
komponen utama pada diesel engine, yang meliputi nama, fungsi, lokasi, struktur,
material, dan cara penanganan masing-masing komponen tersebut.
Pada bab 3, siswa akan mempelajari mengenai struktur dan cara kerja yang lebih
mendalam yang terdapat pada komponen-komponen pembantu pada diesel engine,
yang meliputi: sistem bahan bakar, sistem pendinginan, sistem pemasukan dan
pengeluaran udara, dan sistem kelistrikan.
Pada bab terakhir, yaitu bab 4, siswa akan mempelajari mengenai berbagai macam
pemeriksaan dan penyetelan yang biasa dilakukan pada diesel engine. Pada bab ini
siswa tidak hanya dituntut untuk dapat menjelaskan mengenai tiap-tiap prosedur
pemeriksaan dan penyetelan pad diesel engine, melainkan siswa juga dituntut untuk
dapat melakukan prosedur-prosedur tersebut.
DESKRIPSI MATERI PEMBELAJARAN

DESKRIPSI MATERI PEMBELAJARAN
DAFTAR ISI
DESKRIPSI PROGRAM PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
SASARAN PEMBELAJARAN
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
REFERENSI
GLOSARIUM
BAB I. PRINSIP DASAR
Pelajaran 1: Daya Guna Engine (Engine Performance) 2
Pelajaran 2: Pembakaran Pada Diesel Engine
(Kebutuhan Bahan Bakar dan Udara) 14
Pelajaran 3: Gas Buang (Exhaust Gas) 21
Ringkasan 26
Soal Latihan 27
BAB II. KOMPONEN UTAMA (ENGINE PROPER)
Pelajaran 1 : Klasifikasi Komponen 29
Pelajaran 2 : Cylinder Head Group 33
Pelajaran 3: Cylinder Block & Cylinder Liner 42
Pelajaran 4: Connecting Rod 58
Pelajaran 5: Crankshaft 60
Pelajaran 6: Flywheel 67
Pelajaran 7: Torsional Damper/Vibration Damper 70
Pelajaran 8: Balancer Shaft 71
Pelajaran 9: Camshaft 72
Pelajaran 10: Tappet (Cam Follower) & Push Rod 75
Pelajaran 11: Timing Gear 77

DAFTAR ISI

Pelajaran 12: PTO Gear 79
Ringkasan 80
Soal Latihan 81
BAB III. KOMPONEN TAMBAHAN (AUXILARY EQUIPMENT)
Pelajaran 1: Sistem Bahan Bakar (Fuel System) 84
Pelajaran 2: Sistem Pemasukan Udara dan Pembuangan Gas
(Intake & Exhaust System) 123
Pelajaran 3: Sistem Pelumasan (Lubricating System) 135
Pelajaran 4: Sistem Pendinginan (Cooling System) 143
Pelajaran 5: Sistem Elektrik Engine (Engine Electrical Equipment) 150
Ringkasan 162
Soal Latihan 163
BAB IV. PEMERIKSAAN DAN PENYETELAN
Pelajaran 1: Penyetelan Celah Valve (Valve clearance) 169
Pelajaran 2: Pemeriksaan dan Penyetelan Waktu Penginjeksian Bahan Bakar 172
Pelajaran 3: Pengukuran Tekanan Oli Pelumasan Pada Engine 175
Pelajaran 4: Pengukuran Tekanan Kompresi 176
Pelajaran 5: Pengukuran Kecepatan Putar Engine 178
Pelajaran 6: Pengukuran Tekanan Blow-by 179
Pelajaran 7: Pengukuran Warna Gas Buang 180
Pelajaran 8: Pengukuran Tekanan Nozzle 181
Ringkasan 182
Soal Latihan 183

DIESEL ENGINE
DESKRIPSI PROGRAM
PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Metode
• Teori (25%)
a. Ceramah
b. Diskusi
• Praktek (75%)
a. Peragaan
b. Praktek
Durasi
8 hari kerja
Jumlah Siswa
Maksimal 16 orang
Kriteria Kelulusan
• Kehadiran minimal 90 % dari total jam pembelajaran.
• Evaluasi akhir
a. Nilai minimal test teori: 75
b. Nilai minimal test praktek: 75
Pemberian Sertifikat
• Sertifikat akan diberikan kepada siswa yang memenuhi kriteria kelulusan.
• Surat keterangan akan diberikan kepada siswa yang memenuhi syarat
kehadiran minimal tetapi tidak memenuhi syarat minimal nilai kelulusan.

Setelah mengikuti pembelajaran ini secara tuntas, siswa dapat:
• Menjelaskan prinsip dasar pada diesel engine yang meliputi:
- Daya guna engine (engine performance).
- Proses pembakaran pada diesel engine.
- Gas buang pada diesel engine.
• Menjelaskan nama, fungsi, struktur, dan cara kerja dari komponen-komponen
utama pada diesl engine.
• Menjelaskan nama, fungsi, struktur, dan cara kerja dari komponen-komponen
pembantu pada diesel engine, yang meliputi:
- Sistem bahan bakar.
- Sistem pemasukan udara dan pembuangan gas.
- Sistem pendinginan.
- Sistem pelumasan, dan
- Sistem kelistrikan.
• Menjelaskan dan melakukan prosedur pemeriksaan dan penyetelan pada diesel
engine.

DIESEL ENGINE
SASARAN PEMBELAJARAN

• Petunjuk Bagi Siswa
Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal dalam mempelajari materi modul ini,
langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain:
- Bacalah dan pahamilah dengan seksama uraian materi yang ada pada
masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, siswa
dapat bertanya pada instruktur yang mengampu kegiatan belajar tersebut.
- Kerjakanlah setiap soal latihan yang terdapat pada modul ini untuk
mengetahui seberapa besar pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi
yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar.
- Jika belum menguasai tingkat materi yang diharapkan, ulangi lagi pada
kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang
mengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.
• Petunjuk Bagi Instruktur
Dalam setiap kegiatan belajar instruktur berperan untuk:
- Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar.
- Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam
tahap belajar.
- Membantu siswa dalam memahami konsep, praktik baru, dan menjawab
pertanyaan siswa mengenai proses belajarnya.
- Membantu siswa untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
yang diperlukan untuk belajar.
- Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan.

DIESEL ENGINE
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Buku:
• Komatsu Training Aid
• Komatsu Unit Instruction Manual Basic Engine Component (SEULE0002_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual Diesel and Gasoline Fundamental (SEULE0003_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual 155 Series Engine (SEULE4001_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual Engine Lubrication System (SEULE0401_0)
• Nissan Automotive Engineering Text Book (Pub.No.TBENG00001)
• Pengetahuan Teknik Secara Umum (Filter untuk Engine, Engine Coolant dan
Corrosion Resistor)
• Shop Manual Komatsu Diesel Engine 170-3 Series
• Shop Manual Koamtsu Diesel Engine 125 series
• Shop Manual Komatsu Diesel Engine D155A-2
Video:
• Komatsu Self Training – Basic Engine
• Nissan – Engine Mechanism and Function
Website:
• http://en.wikipedia.org/wiki/Horsepower#cite_note-4
• http://www.howstuffworks.com/search.php?terms=horsepower

DIESEL ENGINE
REFERENSI

Adiabatik merupakan suatu proses yang berlangsung tanpa adanya perpindahan panas
diantara sistem dengan lingkungan.
Brake horsepower (tenaga guda rem) atau shaft horsepower (tenaga kuda poros)
merupakan horsepower pada engine yang didapat dengan mengurangkan horsepower
yang hilang (loss horsepower) dari indicated horsepower (tenaga kuda indikator) yang
dibangkitkan pada bagian atas dari piston dapat digunakan secara efektif.
Brake thermal efficiency adalah perbandingan anatara jumlah kalori yang dapat dirubah
menjadi kerja dengan jumlah kalori yang disuplaioleh bahan bakar.
Brake torque (torsi engine) merupakan suatu gaya yang dibutuhkan untuk memutar
crankshaft. Satuan yang digunakan biasanya kg.m.
Diesel cycle: siklus pembakaran yang terjadi pada kondisi tekanan yang konstan.
Pembakaran ini disebut diesel cycle karena pertama kali ditemukan oleh Rudolf Diesel,
penemu diesel engine.
Diesel engine 4 langkah: merupakan sebuah engine yang keempat operasinya, yaitu
hisap, kompresi, pembakaran dan buang dilakukan dalam 4 kali gerakan piston
(langkah piston naik dan langkah piston turun). Gerakan langkah piston naik-turun
tersebut dilakukan dari Titik Mati Atas (Top Dead Center) sampai ke Titik Mati Bawah
(Bottom Dead Center) dan sebaliknya.
Diesel engine 2 langkah: merupakan sebuah engine yang keempat operasinya, yaitu
hisap, kompresi, pembakaran dan buang dilakukan dalam dua kali gerakan piston
(langkah piston naik dan langkah piston turun).
Diesel knock: terjadinya kenaikan tekanan yang berlangsung secara tiba-tiba selama proses
pembakaran berlangsung yang dapat mengakibatkan kerusakan pada komponen
engine.
Direct combustion period: periode pembakaran langsung yang terjadi pada proses
pembakaran diesel engine.

GLOSARIUM

Efisiensi mekanikal adalah perbandingan antara brake horsepower dengan indicated
horsepower.
Efisiensi termal (thermal efficiency) merupakan perbandingan kalori yang disuplai oleh
bahan bakar dengan kalori yang dapat dirubah menjadi kerja.
Efisiensi termal indikator adalah perbandingan kalori yang dihasilkan oleh pencampuran
anatara bahan bakar dan udara dan bekerja pada permukaan atas piston dengan
kalori yang disuplai.
Efisiensi termal teoritis adalah perbandingan kalori yang dapat dirubah menjadi kerja oleh
siklus teoritis dengan kalori yang disuplai ke dalam siklus ini.
Excess air ratio merupakan perbandingan kelebihan udara dari jumlah udara teori.
Explosive combustion period/flame propagation period: periode terjadinya
perambatan api pada proses pembakaran diesel engine.
Horsepower (tenaga kuda) merupakan satuan tenaga yang besarnya (menurut satuan
british) sama dengan 33.000 ft.ib/min.
Ignition lag period: periode pembakaran tunda pada proses pembakaran diesel engine.
Indicated horsepower merupakan suatu tenaga yang diterima oleh piston, dimana tenaga
tersebut berasal dari tekanan gas yang dibangkitkan oleh hasil pembakaran bahan
bakar di dalam ruang bakar engine.
Isotermal merupakan proses perubahan gas pada temperatur konstan.
Kebutuhan udara teori (theoritical amount of air) merupakan kebutuhan minimum
udara (oksigen) selama proses pembakaran agar dihasilkan pembakaran sempurna.
Kerja (work) merupakan perkalian antara gaya dan jarak perpindahan.
Langkah buang (Exhaust stroke): salah satu langkah pada diesel engine 4 langkah,
dimana piston bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA) untuk
membuang gas hasil pembakaran.
Langkah ekspansi (Expansion stroke): salah satu langkah pada diesel engine 4 langkah,
dimana piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB) karena
gaya dorong yang dihasilkan dari proses pembakaran di dalam ruang bakar.
Langkah hisap (Intake stroke): salah satu langkah pada diesel engine 4 langkah, dimana
pada piston bergerak ke bawah dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB).
Intake valve terbuka dan exhaust valve tertutup, udara murni masuk ke dalam silinder
melalui intake valve.
Langkah kompresi (Compression stroke): salah satu langkah pada diesel engine 4
langkah, dimana udara yang berada di dalam silinder dimampatkan oleh piston yang
bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA), dimana kedua valve,
intake dan exhaust tertutup. Selama langkah ini tekanan dan temperatur udara yang
terdapat di dalam silinder akan naik sampai mencapai titik bakar (self ignition point)
dari bahan bakar.

Loss horsepower (friction horsepower) merupakan sebagaian horsepower yang hilang
akibat digunakan untuk mengatasi adanya gesekan-gesekan pada komponen engine.
Oil drain hole: pada bagian oil ring groove terdapat sebuah lubang oli yang berfungsi
sebagai tempat mengalirnya oli yang disapu oleh piston.
Over square engine (short stroke) merupakan istilah yang dipakai manakala sebuah
engine memilki diameter silinder yang lebih besar daripada panjang langkah
pistonnya.
Piston head: piston head adalah salah satu bagian dari piston yang menerima tekanan
pembakaran secara langsung.
Piston pin mounting hole: merupakan lubang tempat kedudukan dari pin piston.
Post-combustion period: periode pembakaran lanjut pada proses pembakaran diesel
engine.
Ruang bakar (Combustion chamber): ruangan vakum yang dilingkupi oleh permukaan
bawah cylinder head, permukaan atas cylinder block dan permukaan atas silinder saat
piston berada di Titik Mati Atas (TMA).
Reciprocating motion: gerakan bolak-balik, seperti gerakan pada sebuah piston
Ring land: merupakan tempat dudukan dari piston ring.
Sabathe cycle: siklus pembakaran yang merupakan gabungan antara metode otto cycle
dan diesel cycle. Proses pembakaran terjadi pada kondisi volume dan tekanan yang
konstan. Untuk saat ini, metode pembakaran tersebut digunakan pada diesel engine
dengan putaran tinggi (automobile, general power unit, dan kapal kecil).
Skirt: merupakan bagian bawah dari piston.
Square engine merupakan istilah yang dipakai manakala sebuah engine memilki diameter
silinder yang sama dengan langkah pistonnya.
Tensille force: gaya regang akibat terjadinya pemuaian, seperti yang terjadi pada ring
piston pada saat terkena panas hasil pembakaran pada ruang bakar.
Timing gear : dapat diartikan sebagai gigi penghubung untuk mentransfer putaran
crankshaft ke perlengkapan engine yang membutuhkan tenaga putar.
Torsi merupakan perkalian antara gaya dengan jarak.
Torsional vibration: puntiran atau gaya puntir yang diterima oleh crankshaft tersebut pada
saat terjadi kejutan pembakaran.
Under square engine (long stroke engine) merupakan istilah yang digunakan manakala
sebuah engine memilki diameter silinder lebih kecil daripada panjang langkah
pistonnya.
Valve recess: merupakan bagian dari piston yang berbentuk cowakan sebesar valve yang
terletak pada bagian atas.

BAB I
PRINSIP DASAR
Tujuan Bab 1:
Setelah menyelesaikan pembelajaran pada Bab 1, siswa mampu:
• Menjelaskan tentang daya guna engine (engine performance).
• Menjelaskan tentang proses terjadinya pembakaran pada diesel engine
yang berkaitan dengan kebutuhan bahan bakar dan udara.
• Menjelaskan tentang gas buang pada diesel engine
Referensi :
Buku :
• Komatsu Unit Instruction Manual Diesel and Gasoline Fundamental
(SEULE0003_0)
• Nissan Automotive engineering Text Book (Pub.No.TBENG00001)
Video :
Komatsu Self Training – Basic Engine
Website:
http://en.wikipedia.org/wiki/Horsepower#cite_note-4
http://www.howstuffworks.com/search.php?terms=horsepower

Diesel Engine 2
2

Pelajaran 1 : Daya Guna Engine (Engine Performance)
Tujuan Pelajaran 1
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 1, siswa mampu menjelaskan mengenai:
• Kecepatan putar pada engine.
• Torsi engine (brake torque).
• Kerja dan Tenaga.
• Engine Horsepower.
• Hubungan antara kerja, torsi, dan horsepower.
• Rasio konsumsi bahan bakar (fuel consumption ratio).
• Efisiensi termal dan efisiensi mekanikal.
• Keseimbangan panas.
• Kurva daya guna engine (engine performance curve).
Kecepatan Putar Engine (rpm)
Kecepatan putar dari suatu benda biasanya digambarkan sebagai jumlah putaran (revolusi) dalam
waktu satu menit. Dengan alasan itu, maka satuan yang digunakan adalah putaran (revolusi) per
menit dengan diberi simbol rpm (revolution per menit).
Pada engine, putaran yang diukur adalah putaran crankshaft. Contoh: jika dinyatakan bahwa
suatu engine memilki kecepatan putar 2000 rpm, maka hal ini dapat diartikan bahwa crankshaft pada
engine tersebut berputar sebanyak 2000 putaran dalam waktu satu menit.
Torsi (gaya putar)
Torsi (torque) disebut juga dengan gaya putar
(turning force). Gaya ini dibutuhkan untuk memutar
lengan dengan panjang tertentu. Sebagai contoh,
ketika kita mengencangkan sebuah baut pengikat
dengan menggunakan sebuah alat pengencang. Jika
lengan pada alat pengencang tersebut terlalu pendek,
maka gaya yang dibutuhkan akan besar. Begitu juga
sebaliknya.
Dari keterangan di atas, maka untuk menentukan
besarnya torsi dapat diambil suatu formula sebagai
berikut:
. Torsi (gaya putar)

Diesel Engine 2
3

Jika hal tersebut di atas diterapkan pada sebuah engine, maka gaya
(f) merupakan gaya yang dihasilkan dari proses pembakaran yang terjadi
di ruang bakar dan digunakan untuk mendorong piston ke bawah.
Sedangkan panjang lengan (r) digambarkan sebagai radius dari
crankshaft.
Dengan pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa yang dinamakan
torsi engine (brake torque) adalah suatu gaya yang dibutuhkan untuk
memutar crankshaft. Satuan yang digunakan biasanya kg.m.
Kerja & Tenaga
Ketika sebuah benda diam digerakkan/dipindahkan pada jarak tertentu dengan menggunakan
gaya tertentu pula, maka hasil dari kedua hal tersebut (jarak dan gaya) dinamakan dengan “kerja”
(work). Dari keterangan tersebut, kerja dapat didefinisikan melalui formula berikut ini:

Ketika waktu dikenakan atau diperhitungkan pada sebuah kerja, maka hal ini dinamakan dengan
“tenaga” atau sering disebut juga dengan “power”. Sebuah mesin dengan tenaga yang besar dapat
melakukan kerja dalam waktu yang singkat, sebaliknya sebuah mesin dengan tenaga yang kecil dapat
melakukan kerja tersebut dengan waktu yang lebih panjang. Tenaga dapat diformulasikan sebagai
berikut:

Horsepower
Istilah “horsepower” (dalam bahasa Indonesia berarti “tenaga kuda atau daya kuda”) sendiri
pertama kali dikemukakan oleh seorang insinyur yang bernama James Watt (1736-1819). Ia cukup
terkenal dalam bidang pengembangan mesin uap (steam engine). Pada tahun 1782 Ia melakukan
suatu uji coba terhadap seekor kuda pony yang bekerja untuk mengangkut batubara pada sebuah
pertambangan. James Watt memilki keinginan untuk mengetahui berapa besarnya kekuatan yang
dimilki oleh kuda tersebut. Dari hasil uji coba ternyata diketahui bahwa rata-rata seekor kuda pony
mampu mengankut beban seberat 22.000 foot-pound dalam setiap satu menit. Kemudian Ia
menaikkan lagi angka tersebut hingga 50%, dan menetapkan bahwa besarnya ukuran 1 “tenaga
kuda” (“horsepower“) adalah 33.000 foot-pound dalam satu menit. Hasil ketetapan tersebut hingga
saat ini masih digunakan untuk menentukan standar dari sebuah kemampuan suatu alat (misal:
truck, bus, mobil, bahkan untuk sebuah vacum cleaner sekalipun).
Torsi pada engine
(brake torque)

bahw
sebe
batu
dala
sebe
feet
varia
teta
Briti
(PS)
Jam
Pfer
kg s
ditar
perb
Dari gamba
wa seekor k
esar 1 hors
ubara sebera
am waktu 1
erat 330 po
dalam wakt
Sampai saat
asi standar
pi dari berb
tish Horsepow
) adalah yang
Horsepower
es Watt. Ber
1 33.0
550
550
76,0
76,0
745
Sedangkan
rdestärke = h
sejauh 1 m d
Dari perban
rik kesimpu
bedaan yang
ar disampin
kuda akan m
sepower unt
at 33.000 po
menit, atau
und dapat d
u 1 menit.
t ini terdapa
satuan da
bagai standa
wer (HP) dan
g paling umu
menurut sa
rikut ini adala
000 . /
0 . /
0 0,3048 0
0402249068
0402249068
5, 69
horsepower
horse streng
alam waktu
ndingan satu
lan bahwa
kecil saja, y

g dapat di
engeluarkan
tuk dapat
ound setingg
u dengan b
ditarik seting
at berbagai
ari horsepow
r satuan ya
n Metric Hors
um digunaka
atandar Briti
ah satuan ho
0,45359237
8 . /
8 9,80665
menurut M
th) adalah g
1 detik.
uan (antara
sesungguhn
yaitu sebagai
:
4
katakan
n tenaga
menarik
gi 1 feet
batubara
ggi 100
macam
wer ini,
ng ada,
sepower
n.
sh Horsepow
orsepower m
. /
. 2/ 3
etric Horsep
gaya yang dib
1 75
735
British Hors
nya kedua s
berikut:
1 76,
1 75
1 1,01
wer sama de
enurut Britis
:
1
1
1

1
power diartik
butuhkan un
. /
5,5
sepower dan
satuan terse
04 . /
. /
14
engan yang
sh Horsepowe
60
0,3048 ,
0,453592
9, 80665
1 / 1 /
kan sebagai
ntuk mengge
n Metric Hor
ebut hampir
Die
telah dikem
er:
60
237
/ 2
/ 1 .
berikut: 1
erakkan bend
rsepower) d
r sama, han
esel Engine 2
mukakan oleh
/ 2 . /
PS (Jerman
da seberat 75
di atas dapa
nya terdapa
2
h
:
5
t
t

men
Mak
hors
men
defin
(Swe
Satu
Isti
Beri
Jadi jika te
nggunakan sa
- Engine A
- Engine B
ka sudah bara
British Hors
sepower diaw
nyebar ke sel
nisi dari me
edia), hv = h
uan-satuan te
lah-istilah
kut ini penje
• Indicate
Indicate
suatu tena
piston, dima
dari tekana
oleh hasil pe
dalam ruang
ini tekanan
bakar diuku
indikator.
didapat da
samping ini.
Diagram
yang diarsir
merupakan
hasil dari te
langkah eksp
• Loss hor
Sebagia
bakar digun
bekerja. Hor
Selain i
komponen-k
pada sistem
erdapat dua
atuan yang b
A memilki ho
B memilki ho
ang tentu ho
sepower dig
wali penggun
luruh kawasa
etric horsepo
hevosvoima
ersebut mem
Horsepowe
elasan menge
ed horsepowe
ed horsepow
aga yang
ana tenaga te
n gas yang
embakaran b
g bakar eng
n pembakar
ur untuk dija
Indicated
ari diagram
m indikator s
(A) merupa
daerah kerja
kanan gas p
pansi, dan la
rsepower (Te
n dari horse
nakan untuk
rsepower ter
itu sebagian
komponen ta
m pendingina
buah engin
berbeda, con
orsepower se
orsepower se
orsepower en
gunakan di
naannya di n
an Eropa dan
ower ini, dia
(Finlandia) y
miliki besaran
er yang Terd
enai beberap
er (Tenaga k
wer merupak
diterima o
ersebut bera
g dibangkitk
bahan bakar
ine. Dalam
ran di rua
adikan sebag
horsepow
indikator
sering juga d
kan daerah
a yang hilan
pembakaran
angkah buan
Tenaga kuda y
epower yang
k mengatasi
sebut dinam
n horsepowe
ambahan pa
an, pompa o
5
ne yang me
ntoh:
ebesar 340 H
ebesar 340 PS
ngine A lebih
negara Ing
negara Jerma
n Asia. Bebe
antaranya: p
yang kesemu
n yang sama
dapat Pada
pa istilah yan
kuda indikato
kan
leh
sal
kan
r di
hal
ang
gai
wer
di
disebut deng
kerja efektif
ng. Pada dia
dalam 1 (sa
g)
yang hilang)
g dihasilkan
gesekan-ge
akan loss ho
er yang dih
da engine (
oli pada sist
empunyai an
P (British Ho
S (Metric Ho
h besar 1,014
gris dan pe
an pada aba
rapa variasi
pk = paard
uanya berarti
dengan PS
a Spesifikas
g digunakan
or)
gan diagram
f dari sebuah
gram terseb
atu) kali siklu
dari pemba
esekan yang
orsepower at
hasilkan jug
(seperti: pom
em pelumas
ngka horsep
orsepower)
rsepower)
4 kali dibandi
rsemakmura
ad ke 19 dan
satuan digun
denkracht (B
i “horsepowe
si Engine
n dalam spes
P-V. pada d
h engine dan
but kerja yan
us (langkah
akaran baha
terjadi pad
tau friction ho
ga digunaka
mpa injeksi
san, generat
Die
power yang
ingkan engin
annya sedan
n menjadi po
nakan untuk
Belanda), hk
er” dalam ba
ifikasi engine
diagram ters
n daerah yan
ng dihasilkan
hisap, langk
n bakar di
da saat eng
horsepower.
n untuk m
bahan baka
tor pada sist
esel Engine 2
sama tetap
ne B.
ngkan Metric
opuler hingga
mengartikan
= hästkraf
hasa Inggris
e.
sebut daerah
ng diarsir (B
n merupakan
ah kompresi
dalam ruang
gine tersebu
menggerakkan
r, pompa ai
tem elektrik
2
pi
c
a
n
ft
s.
h
)
n
i,
g
t
n
r
k)

Diesel Engine 2
6

yang digunakan untuk mengoperasikan engine. Horsepower ini dinamakan auxilary parts drive
horsepower.
• Shaft horsepower (Brake horsepower)
Horsepower pada engine yang didapat dengan mengurangkan horsepower yang hilang (loss
horsepower) dari indicated horsepower (tenaga kuda indikator) yang dibangkitkan pada bagian
atas dari piston dapat digunakan secara efektif. Horsepower tersebut dinamakan dengan brake
horsepower (tenaga kuda rem) atau shaft horsepower (tenaga kuda poros).
Shaft horsepower (brake horsepower) = indicated horsepower – loss horsepower
• Corrected shaft horsepower
Horsepower dari sebuah engine sangat tergantuk dari kondisi udara yang dihisap selama
beroperasi. Jika sebuah engine dioperasikan pada daerah yang memilki tekanan atmosfir tinggi,
temperatur udara sekitar yang rendah, dan kondisi kelembaban udaranya rendah, maka tenaga
yang dihasilkan oleh engine tersebut akan cukup besar sebab kandungan oksigen yang dihisap
lebih banyak.
Dari keterangan di atas dapat disimpulkan bahwa ketika kondisi cuaca berubah secara terus
menerus maka kondisi horsepower-pun juga akan ikut berubah secara terus menerus mengikuti
perubahan kondisi cuaca.
Dengan alasan di atas, maka shaft horsepower harus diukur dengan menggunakan metode
dan kondisi cuaca yang spesifik (tekanan atmosfir, temperatur, kelembaban). Hasil pengukuran
tersebut yang dinamakan dengan corrected shaft horsepower dan hal ini digunakan untuk
mengindikasikan suatu daya guna engine (engine performance). Hal yang sama juga berlaku
untuk pengukuran torsi engine (brake torque) ketika dibutuhkan untuk mengindikasikan daya
guna engine.
Pada JIS (Japanese Industrial Standards), tekanan atmosfir sebesar 760 mmHG, temperatur
udara sebesar 20o
C, dan kelembaban 65% digunakan sebagai kondisi standar untuk melakukan
pengukuran corrected shaft horsepower.
Hubungan Antara Kerja, Torsi, dan Horsepower
Hubungan antara kerja, torsi, dan horsepower dapat digambarkan dengan menggunakan formula
sebagai berikut:

Jika sebuah alat pengencang berputar n kali, jarak perpindahannya menjadi 2 . Sehingga total
kerjanya menjadi:
2
(1)
(2)
(3)

Diesel Engine 2
7

Hubungan antara kerja dan torsi didapat dengan cara mensubstitusikan formula (3) ke dalam
formula (1) di atas, sehingga:
2

Kerja dapat dikonversikan ke dalam horsepower dengan menggunakan formula (5) berikut ini.
dimana terdapat dua konsep yang harus diterapkan, yaitu: “1 horsepower (PS) berarti melakukan
kerja sebesar 75 kg.m selama 1 detik” dan “merubah satuan putaran per menit ke satuan putaran
per detik.”, maka akan didapat persamaan sebagai berikut:

2
60 75 716,2
Jika pada formula (5), n = kecepatan putar engine (rpm) dan T = besarnya torsi engine (brake
torque) (kg.m) yang dihasilkan oleh proses pembakaran bahan bakar pada ruang bakar dan
digunakan untuk mendorong permukaan atas dari piston, maka shaft horsepower merupakan
horsepower pada engine. Shaft horsepower disebut juga dengan brake horsepower.
Pada formula (5) ditunjukkan bahwa jika besarnya torsi engine (brake torque) tetap, maka
besarnya shaft horsepower (brake horsepower) proporsional terhadap kecepatan putar engine.
Dengan kata lain, besarnya shaft horsepower akan berlipat ganda jika kecepatan engine-nya berlipat
ganda pula.
Jika terdapat dua buah engine dengan shaft horsepower yang sama dibandingkan, maka pada
engine yang memilki torsi besar akan memilki kecepatan putar rendah, sementara itu pada engine
yang memilki kecepatan putar tinggi akan memiliki torsi yang rendah.
Rasio Konsumsi Bahan Bakar (Fuel Consumption Ratio)
Rasio konsumsi bahan bakar sering disebut juga dengan konsumsi bahan bakar spesifik. Jumlah
bahan bakar yang dikonsumsi untuk mengoperasikan sebuah engine tergantung pada ukuran engine
dan lamanya waktu operasi. Engine yang berukuran besar tentu akan membutuhkan banyak
konsumsi bahan bakar, begitu juga sebaliknya. Jika terdapat dua buah engine dengan ukuran yang
sama tetapi lama pengoperasiannya berbeda, maka sudah tentu konsumsi bahan bakarnya akan
berbeda. Dengan alasan tersebut, maka konsumsi bahan bakar per horsepower per jam digunakan
untuk membandingkan engine. Rasio konsumsi bahan bakar menggunakan satuan gr/PS-hr (gram PS
Hour).
(4)
(5)

Diesel Engine 2
8

Efisiensi Termal dan Efisiensi Mekanikal (Thermal Efficiency & Mechanical Efficiency)
Perbandingan kalori yang disuplai oleh bahan bakar dengan kalori yang dapat dirubah menjadi
kerja dinamakan dengan efisiensi termal (thermal efficiency) pada engine. Berbagai macam variasi
tipe dari efisiensi termal digunakan untuk menggambarkan daya guna sebuah engine.
• Efisiensi termal teoritis (theoritical thermal Efficiency)
Efisiensi termal teoritis adalah perbandingan kalori yang dapat dirubah menjadi kerja oleh
siklus teoritis dengan kalori yang disuplai ke dalam siklus ini.
• Efisiensi termal indikator (indicated thermal efficiency)
Efisiensi termal indikator adalah perbandingan kalori yang dihasilkan oleh pencampuran
anatara bahan bakar dan udara dan bekerja pada permukaan atas piston dengan kalori yang
disuplai.
“Kerja” yang diberikan ke piston oleh pencampuran bahan bakar dan udara dinamakan
sebagai “kerja indikator” dan daya gunanya disebut dengan “daya guna indikator”. Kerja indikator
hasilnya akan lebih kecil dibandingkan dengan kerja teoritis, sebab di situ terdapat beberapa
kerugian (seperti adanya cooling loss dan pumping loss). Dengan alasan tersebut, maka efisiensi
panas indikator akan selalu lebih kecil dibandingkan dengan efisiensi panas teoritis.
• Brake thermal efficiency
Brake thermal efficiency adalah perbandingan anatara jumlah kalori yang dapat dirubah
menjadi kerja dengan jumlah kalori yang disuplaioleh bahan bakar. Brake thermal efficiency
dapat digambarkan dengan menggunakan formula sebagai berikut:

• Efisiensi mekanikal (Mechanical efficiency)
Efisiensi mekanikal adalah perbandingan antara brake horsepower dengan indicated
horsepower. Efisiensi mekanikal dapat digambarkan menggunakan formula sebagai berikut:

Klasifikasi efisiensi panas
Thermal efficiency
Theoritical thermal efficiency
Actual thermal
efficiency
Indicated thermal efficiency
Brake thermal efficiency

Kerugian dan K
• Kerugian
Kalori y
kerugian pa
pendinginan
bersama-sam
radiasi).
• Kerugian
Kerugian
mekanikal.
Kerugian
proses pem
pembakaran
Kerugian
piston, pisto
oleh adanya
kecepatan e
• Keseimb
Keseimb
perhitungan
tentang pen
dapat diuba
yang efektif
dalam bentu
Nilai
tergantung
kecepatan p
engine terse
penuh:
-
-
-
-
Keseimban
n panas
yang hilang
anas. Kerugia
n engine (pan
ma dengan
n gesekan
n gesekan te
n pemompaa
buangan ga
n bahan baka
n mekanikal
on ring, bant
a penggerak
engine, tempe
banagan pan
bangan pa
secara
ndistribusian
ah menjadi
f serta yang
uk kerugian p
keseimbang
dari ti
putar engine
ebut. Berikut
Kerja efektif
Exhaust bra
Kerugian pe
Kerugian me
gan Panas
oleh air pen
an panas pa
nas hilang m
keluarnya ga
erdiri atas du
an (pumping
as hasil pem
ar.
terdiri dari k
talan, dan ko
tambahan se
eratur air pe
as
anas berar
sistemat
energi yan
sebuah kerj
g dirubah k
panas.
gan pana
pe engine
e, dan beba
t ini adalah c
f (brake hors
ke dan kerug
ndingina
ekanikal (ges
9
ndingin, uda
da sebuah e
melalui dindin
as buang), d
ua macam, y
g loss) terd
mbakaran da
kerugian yang
omponen-ko
eperti kipas
endingin, dan
rti
tis
ng
ja
ke
as
e,
an
contoh nilai
sepower)
gian radiasi
sekan, pemo
ara pendingi
engine sebag
g-dinding ru
dan adanya
yaitu kerugia
iri dari keru
an proses pe
g diakibatkan
omponen lain
dan generat
n kekentalan
keseimbanga
mpaan, dll)
in, dan lain-
gaian besar
uang bakar),
radiasi (pan
an karena pe
ugian yang d
engambilan/p
n oleh adany
nnya, dan ke
tor. Kerugiam
pelumas.
an sebuah e
: 38-30%
: 33-30%
: 31-30%
: 7-5%
Die
-lain dinama
disebabkan
gas buang (
as hilang ka
emompaan d
diakibatkan
pemasukan
ya gesekan-g
erugian yang
m gesek dipe
engine yang
esel Engine 2
akan sebaga
oleh adanya
(panas hilang
arena adanya
dan kerugian
oleh adanya
udara untuk
gesekan pada
g diakibatkan
engaruhi oleh
diberi beban
2
ai
a
g
a
n
a
k
a
n
h
n

Diesel Engine 2
10

Kurva Daya Guna Engine (Engine Performance Curve)
• Metode Pengetesan
Terdapat beberapa item pengetesan yang dilakukan untuk mengetahui daya guna sebuah
engine. Menurut JISD1004 item-item pengetesan tersebut adalah sebagai berikut:
- Load test
- Minimum idling test
- Maximum speed governor performance test
- Starting test
- Acceleration test
Dari beberapa item pengetesan tersebut, hasil pengetesan load test akan ditampilkan pada
shop manual sebuah engine. Tujuan dilakukannya load test adalah untuk mengetahui daya guna
sebuah engine pada kondisi diberi beban 100%, 75%, 50%, dan 25% pada variasi kecepatan
putar. Load test dilakukan dengan cara menghubungkan engine dengan sebuah dynamometer.
Pada saat melakukan pengetesan, kondisi-kondisi yang harus diperhatikan dan dikontrol pada
saat dimulainya pengetesan sampai akhir pengetesan adalah:
- Kondisi cuaca
- Temperatur ruangan
- Kelembababn udara
- Tekanan atmosfir
- Waktu mulai pengetesan
- Waktu selesai pengetesan
Sedangkan item-item pengukuran yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:
- Dynamometer load
- Kecepatan putar engine
- Konsumsi bahan bakar
- Temperatur oli pelumasan
- Temperatur air pendingin
- Tekanan oli pelumasan
- Injection timing
- Temperatur gas buang
Selain item-item tersebut di atas terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan selama
dilakukannya pengetesa, seperti: warna gas buang, knocking, getaran, suara-suara yang tidak
normal, kebocoran gas, kebocoran oli, dan lain-lain.
Dari hasil pengetesan daya guna engine tersebut akan dihasilkan sebuah kurva yang
dinamakan kurva daya guna engine (engine performance curve). Kurva tersebut yang nantinya
akan ditampilkan pada shop manual dan dijadikan acuan bagi pengguna engine tersebut. Kurva
daya guna engine akan dibahas lebih mendalam berikut ini.

Diesel Engine 2
11

Pada kurva daya guna engine (Engine performance curve) terdiri dari beberapa parameter,
yaitu: Torsi engine (brake torque), brake horsepower, rasio konsumsi bahan bakar, dan
kecepatan putar engine (rpm).
• Pembacaan kurva daya guna engine
Gambar kurva di bawah ini adalah salah satu contoh dari kurva daya guna engine (engine
performance curve) yang dihasilkan dari pengetesan dengan menggunakan dynamometer pada
pembebanan 100%. Kurva daya guna engine ini biasanya ditampilkan pada buku manual tiap-tiap
tipe engine sebagai informasi bagi penggunanya. Berikut dijelaskan cara pembacaan kurva daya
guna engine tersebut.
Pada kurva terdapat beberapa sumbu, yaitu:
- Sumbu horisontal:
menunjukkan kecepatan putar engine(rpm).
- Sumbu vertikal (kiri): menunjukkan brake horsepower(PS).
- Sumbu vertikal (kanan atas): menunjukkan brake torque (kg.m).
- Sumbu vertikal (kanan bawah): menunjukkan rasio konsumsi bahan bakar (g/PS-hr).
Misalnya kita akan mencari
berapa besarnya brake torque
pada kecepatan putar engine 1800
rpm. Untuk mendapatkannya,
dimulai dengan melihat skala pada
sumbu horisontal, kemudian cari
skala 1800 rpm. Setelah itu tarik
garis ke atas hingga menyentuh
kurva brake torque. Pada titik
persinggungan tarik garis
mendatar ke kiri sampai
menyentuh garis sumbu vertikal
dan akhirnya diketahui besarnya
brake torque pada kecepatan putar
1800 rpm adalah 71 kg.m. Dengan
cara yang sama, Anda dapat
mengetahui pula besarnya rasio
konsumsi bahan bakar dan
horsepower engine tersebut yaitu
sebesar 187 g/PS-hr dan 179 PS.
Kurva daya guna Engine (contoh)

Mari kita
dijelaskan m
- Kurv
Pada
putaran
kecepata
kg.m. se
1.100 rp
Kurv
mencapa
otomatis
meningk
Pada
menunju
selalu
terdapat
mengen
sebesar
engine
perlu
mengura
yang di
engine
Pengura
dilakuka
decelera
- Kurv
Jika
horsepo
putar en
peningka
sebelum
horsepo
penurua
kecepata
Rate
Rate
a lihat lebih
masing-masin
va torsi engin
a saat awal,
engine sam
an putar en
ehingga pada
pm).
va torsi engin
ai 1.600 rpm
s menguran
katkan putara
a gambar
ukkan bahw
menggunaka
t pada kurva
darai kend
60 kg.m
sebesar 1
dilakukan
angi jumlah
injeksikan k
dan menuru
angan bah
an dengan
ator pedal ata
va brake hor
dilihat pad
wer engine
ngine. Pada
atan brake
mnya. Pada s
wer maksim
anan tajam.
annya disebu
ed power
ed speed
dalam lagi
ng kurva yang
ine (brake tor
, torsi engin
mpai mencap
gine mencap
a spesifikasi
ne akan men
m. Hal ini d
ngi jumlah
an engine.
kurva di
wa, Anda t
an nilai t
a torsi. Jika
daraan den
pada kecep
.500 rpm, m
adalah An
h suplai ba
ke dalam ru
unkan kurva
han bakar
cara meng
au fuel contr
rsepower
a kurva day
akan menin
saat kecepta
e horsepow
saat kecepat
mum pada en
Brake hors
ut dengan ra
: 180 PS
: 1.850
12
mengenai k
g ditampilkan
orque curve)
ne akan men
pai titik mak
pai 1.100 rp
engine akan
ngalami pene
disebabkan o
bahan bak
samping
tidak perlu
torsi yang
Anda ingin
ngan torsi
patan putar
maka yang
da cukup
ahan bakar
uang bakar
torsi-nya..
tersebut
atur posisi
rol lever.
ya guna en
gkat secara
an putar eng
wer-nya aka
tan putar en
ngine, yaitu
sepower ma
ated speed. S
S
rpm
urva daya g
n pada kurva
ningkat seirin
ksimum (80
pm, maka d
n tertulis: Ma
eurunan taja
oleh sudah
kar yang d
gine di atas
drastis seiri
gine mencapa
an mengala
ngine menca
sebesar 180
aksimum ter
Sehingga pad
guna engine
a daya guna
ng dengan m
kg.m) pada
icapailah tor
aksimum tor
am pada saat
berfungsinya
diijeksikan k
s, maka aka
ng dengan
ai 1.600 rpm
ami perlam
apai 1.850 r
0 PS, dan ke
sebut dinam
da spesifikas
Die
di atas. Ber
engine.
meningkatny
a 1.100 rpm
rsi engine m
rsi engine 80
t kecepatan
a governor
ke ruang b
an terlihat b
meningkatny
m governor b
mbatan, tida
rpm, akan d
emudian aka
makan rated
i engine aka
esel Engine 2
rikut ini akan
ya kecepatan
. Jadi ketika
maksimum 80
0 kg.m (pada
putar engine
yang secara
bakar untuk
bahwa brake
ya kecepatan
berfungsi dan
ak sedrastis
dicapai brake
n mengalam
d power dan
n tertulis:
2
n
n
a
0
a
e
a
k
e
n
n
s
e
mi
n

- Fuel
Pada
mengala
kurva ko
sampai a
Rasi
konsums
Pada
185 gra
bahan b
dengan
g/PS-hr
Form
tersebut
el consumptio
a kurva ini te
ami kenaikan
onsumsi bah
akhir.
io konsumsi
si bahan bak
a kurva di at
m per PS pe
bakar lebih m
perhitungan
sudah diketa
mula di atas
t digunakan d
on rate
erdapat penu
n. Pada saat
an bakar aka
bahan bak
kar terendah
tas dikatakan
er jamnya, n
mengacu pa
berikut ini a
ahui dengan
:

:
:
s diaplikasika
dibawah beb
- Beban r
- Beban s
- Beban b
13
urunan yang
governor mu
an mengalam
kar yang dic
engine terse
n bahwa kon
namun pada
ada satuan l
asal berat jen
pasti.



an pada ala
ban 100%, m
ingan : B X
sedang : B X
berat : B X
paling renda
ulai berfungs
mi penuruna
cantumkan
ebut, yaitu se
nsumsi bahan
kenyataann
iter dari pad
nis dan rasio
1.000

at yang beke
maka dapat m
X 0,35
X 0,60
X 0,80
ah pada ang
si pad kecep
n lagi dan ke
pada spesif
ebesar 185 g
n bakar untu
nya jika kita
da gram. Ma
konsumsi ba
/
/ .

erja dengan
menggunakan
Die
ka 185 g/PS-
patan putar e
emudian aka
fikasi engine
g/PS-h.
uk engine ter
membicarak
asalah ini da
ahan bakar d

n beban 100
n acuan beri
esel Engine 2
-h, kemudian
engine tinggi
an naik tajam
e merupakan
rsebut adalah
kan konsums
apat di atas
dalam satuan
0%, jika ala
kut:
2
n
i,
m
n
h
si
si
n
t

Diesel Engine 2
14

Pelajaran 2 : Pembakaran Pada Diesel Engine (Kebutuhan Bahan Bakar
dan Udara)
Tujuan Pelajaran 2
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 2, siswa mampu menjelaskan:
• Proses penekanan/kompresi udara di dalam silinder
• Kebutuhan bahan bakar dan udara pada diesel engine, sehingga dihasilkan pembakaran yang
sempurna.
Kompresi Udara Dalam Silinder
Udara yang terdapat di sekitar kita merupakan campuran
dari sebagian besar molekul oksigen, nitrogen dan sedikit
elemen-elemen lainnya. Sebuah molekul diibaratkan seperti
sebuah “bola” yang tak terlihat oleh mata biasa karena
ukurannya yang sangat kecil. Berjuta-juta molekul udara yang
berbentuk seperti bola tersebut akan bergerak-gerak ke semua
arah. Gerakkan molekul-molekul udara tersebut akan semakin
cepat manakala temperaturnya tinggi.
Ketika terdapat udara dengan volume tertentu terjebak di
dalam sebuah silinder, maka seakan-akan dinding silinder
tersebut terkena benturan dari berjuta-juta molekul udara
secara terus menerus. Masing-masing molekul mendorong
dinding silinder dengan besar gaya tertentu. Total gaya yang
bekerja pada satuan area dinding silinder yang terkena
benturan molekul-molekul udara tersebut dinamakan sebagai
tekanan. Semakin besar gaya yang dikenakan pada dinding
silinder, maka akan semakin besar pula tekanan yang bekerja
pada dinding silinder.
Ketika udara yang terjebak di dalam sebuah silinder
tersebut di atas ditekan dengan menggunakan sebuah piston sehingga terjadi pengecilan volume
piston, maka jumlah molekul-molekul udaranya akan tetap, kecuali jika terdapat kebocoran udara.
dalam kondisi seperti ini kondisi molekul-molekul udara tersebut akan semakin penuh sesak
(crowded). Molekul-molekul udara akan saling bertumbukan dengan frekuensi yang semakin tinggi.
Hal ini tentu akan berpengaruh pada tekanan yang dihasilkan. Semakin penuh sesak molekul udara
maka semakin panas dan semakin tinggi tekanan yang terjadi.
Molekul-molekul udara yang
bergerak bebas ke segala arah
Molekul-molekul udara
yang membentur dinding
ili d

Diesel Engine 2
15

Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa udara mempunyai sifat fisik, yaitu jika udara
ditempatkan di dalam suatu wadah tertutup dan ditekan sehingga terjadi perubahan volume
(pengurangan volume), maka udara tersebut akan mengalami dua perubahan, yaitu perubahan
tekanan dan temperatur. Tekanannya akan meningkat begitu juga dengan temperaturnya. Besarnya
tekanan dan temperatur yang dihasilkan akan berbeda manakala terjadi perbedaan kecepatan dalam
proses penekanannya. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada grafik berikut ini.
Ketika udara ditekan dengan kecepatan rendah, temperaturnya cenderung konstan sebab panas
yang dihasilkan dari proses penekanan udara tersebut dilepaskan melalui dinding-dinding silinder.
Meskipun temperatur yang dihasilkan konstan, tetapi tekanannya akan mengalami kenaikkan akibat
terjadinya perubahan volume silinder. Di dalam ilmu termodinamika, kejadian tersebut dinamakan
dengan proses Isotermal (proses temperatur konstan).
Ketika udara ditekan dengan kecepatan tinggi, tidak ada kesempatan sama sekali bagi udara
untuk melakukan pelepasan panas. Di dalam ilmu termodinamika, kejadian tersebut dinamakan
dengan proses Adiabatik (proses tanpa perpindahan panas).
Ketika udara ditekan dengan kecepatan rendah pada perbandingan kompresi 1:16, tekanannya
akan naik sekitar 16 atm, sementara itu tekanannya cenderung konstan (lihat gambar grafik sebelah
kiri). Ketika udara ditekan dengan kecepatan tinggi, temperaturnya meningkat hingga mencapai
630o
C dan tekanannya mencapai 49 atm (lihat gambar grafik sebelah kanan).
Penjelasan di atas diasumsikan bahwa selama proses penekanan udara berlangsung tidak ada
kebocoran udara yang terjadi. Jika kita bicara tentang operasi engine sebenarnya, maka mungkin
yang terjadi adalah proses campuran antara proses Isotermal dan proses Adiabatik. Pada saat engine
dioperasikan pada kecepatan putar yang cukup tinggi, maka yang terjadai adalah proses kompresi
Adiabatik. Contoh pada saat engine berputar pada kecepatan 2.000 rpm, maka engine tersebut
memerlukan waktu yang sangat singkat (15/1000 detik) untuk melakukan satu kali kompresi udara.
Ketika udara ditekan dengan kecepatan
rendah
Ketika udara ditekan dengan kecepatan
tinggi

Diesel Engine 2
16

Sehingga secara praktis tidak ada lagi kesempatan bagi udara untuk bocor. Selain itu, pada saat
engine berputar dengan kecepatan tinggi, panas kompresi tidak mudah untuk dilepaskan sebab
umumnya engine yang berputar dengan kecepatan tinggi dalam kondisi panas.
Ketika memutar engine pada kondisi dingin, kompresi yang terjadi mendekati proses Isotermal.
Komponen-komponen engine yang masih dalam kondisi dingin akan dengan cepat mengambil panas
hasil pembakaran, selain itu kebocoran udara kompresi juga akan besar pada saat itu karena engine
masih berputar pelan. Dengan kondisi yang seperti ini, bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang
bakar akan sulit untuk terbakar apalagi jika kondisinya diperparah oleh adanya keausan pada
komponen-komponen seperti piston, piston ring, dan cylinder liner.
Kebutuhan Jumlah Bahan Bakar dan Udara
• Pembakaran sempurna dan pembakaran tidak sempurna
Sebuah diesel engine mengembangkan tenaganya
dengan cara membakar bahan bakar di dalam silinder. Udara
yang mengandung oksigen dengan jumlah yang cukup besar
dibutuhkan untuk membakar bahan bakar tersebut.
Seperti yang telah dijelaskan di atas, bahwa oksigen
mengandung partikel-partikel yang berbentuk seperti bola
yang dinamakan molekul oksigen. Molekul oksigen terdiri
atas berpasang-pasang atom oksigen. Sedangkan molekul
bahan bakar terdiri dari atom carbon dan hydrogen. Molekul-
molekul tersebut diilustrasikan pada gambar di samping.
Perbandingan kenaikan temperatur dan tekanan antara engine dalam
kondisi baik dan kondisi aus
Molekul udara (iliutrasi)
Molekul bahan bakar (iliutrasi)

Pada d
dimasukkan
agar dihas
kemudian b
silinder ters
bakar terba
akan menya
udara dan m
uap. Pada
menyatu de
yang dinama
Sebalikn
mengalami
mengakibatk
dalam silind
adanya atom
dengan a
pembakaran
karbon beba
combustion)
Karbon
sempurna ak
gas ini tidak
telah meng
berwarna hit
Dari ket
diperlukan s
pembakaran
agar dihasil
amount of a
iesel engine
ke dalam
silkan tem
bahan bakar
sebut dan te
akar, atom
atu dengan a
membentuk g
proses terse
ngan oksige
akan dengan
nya, manak
suatu
kan berkuran
der, hal in
m carbon ya
tom oksig
n terjadi dan
as. Kejadian
).
monoksida
kan sangan b
k nampak ole
hirup gas i
tam.
terangan di
selama pros
n yang semp
kan pembak
air).
e, udara d
silinder unt
peratur ya
diinjeksikan
erbakar. Ke
carbon dan
atom oksige
gas karbon d
ebut, panas
n, maka aka
n pembakara
kala sebua
masalah
ngnya supla
i akan me
ang tidak iku
gen selama
atom-atom
seperti itu d
yang dihas
berbahaya b
eh mata dan
ni. Karbon
atas dapat
es pembaka
purna. Kebut
karan sempu
Proses pem
17
ihisap dan
tuk ditekan
ang tinggi
n ke dalam
etika bahan
n hydrogen
en di dalam
ioksida dan
s juga terbe
an dihasilkan
an sempurna
ah engine
h yang
i udara ke
enyebabkan
ut menyatu
a proses
carbon terse
dinamakan d
silkan dari
bagi manusia
tidak menim
bebas tidak
disimpulkan
aran bahan
tuhan minim
urna dinama
mbakaran baha
entuk. Jika
suatu pemb
(complete co
ebut akan me
dengan pem
proses pem
dan lingkun
mbulkan bau,
k beracun t
bahwa, keb
bakar di en
mum udara (o
akan dengan
an bakar (ilust
semua atom
bakaran baha
combustion).
embentuk ga
mbakaran tida
mbakaran ba
gan, karena
, sehingga m
etapi akan
butuhan sup
ngine mutlak
oksigen) sel
n kebutuhan
trasi)
Die
m carbon da
an bakar yan
as karbon mo
ak sempurna
ahan bakar
gas ini bera
manusia tidak
menimbulka
lai udara (o
k diperlukan
ama proses
n udara teor
esel Engine 2
an hydrogen
ng sempurna
onoksida dan
a (incomplete
yang tidak
cun. Apa lag
k sadar kalau
an gas yang
ksigen) yang
agar terjad
pembakaran
ori (theoritica
2
n
a
n
te
k
gi
u
g
g
di
n
al

Diesel Engine 2
18

• Excess air ratio
Paling sedikit 14,5 g (32 lb) udara dibutuhkan untuk sebuah pembakaran sempurna pada 1 g
(2,2 lb) bahan bakar. Kebutuhan udara tersebut di atas merupakan kebutuhan secara teori.
Udara dengan berat 14,5 g (32 lb) jika dikonversikan ke volume akan bernilai sekitar 12 liter
(0,42 cu.ft) pada permukaan laut.
Ketika bahan bakar di bakar di dalam silinder sebuah engine, bagaimanapun juga harus ada
kelebihan udara dari jumlah udara teori di atas yang harus disuplai ke dalam silinder, sebab pada
kenyataannya akan terdapat cukup banyak bahan bakar yang tidak ikut terbakar di dalam silinder
yang berakibat terbentuknya gas buang berwarna hitam.
Jika berbicara mengenai proses bersatunya oksigen dan carbon pada bahan bakar ketika
terjadi proses pembakaran seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, maka sesungguhnya tidak
semua oksigen dapat menyatu dengan carbon. Oleh karena itu jika kita hanya mensuplai udara
sebanyak kebutuhan teori saja akan menyebabkan terdapatnya carbon yang tidak ikut terbakar.
Hal tersebut berakibat terjadinya pembakaran yang tidak sempurna. Agar semua bahan bakar
dapat terbakar dengan sempurna, maka harus terdapat kelebihan udara dari jumlah udara teori.
Istilah tersebut dinamakan dengan perandingan kelebihan udara (excess air ratio) atau sering
juga disebut dengan prosentase kelebihan udara (percentage of excess air).
Perbandingan kelebihan udara (excess air ratio) menunjukkan faktor perkalian dari jumlah
kelebihan udara dengan jumlah udara teori. Secara singkat dapat digambarkan sebagai berikut,
jika 1 g (2,2 lb) bahan bakar membutuhka 24 liter (0,84 cu.ft) udara untuk pembakaran, maka
perbandingan kelebihan udaranya (excess air ratio) adalah 2. Jika dibuat formula, maka akan
menjadi seperti berikut.

14,2
Pada gasoline engine, sebagian besar bahan bakar akan dapat terbakar sebab anatara bahan
bakar dan udara sudah bercampur dengan baik di dalam karburator sebelum terjadainya
penyalaan di ruang bakar. Pada diesel engine tidak demikian adanya, bahan bakar akan lebih
susah terbakar sebab anatar penginjeksian bahan bakar dan pemasukan udara waktunya hampir
bersamaan. Oleh seba itu, perbandingan kelebihan udara (excess air ratio) pada diesel engine
lebih besar dibandingkan dengan gasoline engine. Pada umumnya, perbandingan kelebihan udara
(excess air ratio) untuk diesel engine berkisar antara 1,2 – 1,4 pada beban maksimal (maximum
injection quantity) dan 2,5 ketika bebannya kecil (small injection quantity) pada kecepatan
rendah.

Diesel Engine 2
19

• Volumeric efficiency & charging efficiency
Volumeric efficiency dapat digunakan untuk membandingkan kondisi dari udara yang dihisap
oleh piston ke dalam silinder. Volumetric efficiency pada diesel engine 4 langkah dapat
dinyatakan melalui formula berikut ini, jika tekanan atmosfir P dan temperatur udara T, maka

. .
Perbandingan antara jumlah udara aktual dengan volumetric effeiciency pada kondisi atmosfir
(P=760mmHg, T=15o
C) dinamakan charging effeciency.
Volumetric efficiency dan charging effeiciency akan sama ketika engine dioperasikan pada
kondisi atmosfir standar. Tetapi hal ini akan berbeda jika engine tersebut dioperasikan pada
daearah yang kondisi tekanan atmosfirnya rendah, seperti pada daerah yang tinggi.
Volumetric efficiency untuk diesel engine berkisar antara 0,8-0,9. Hal ini disebabkan oleh
sedikitnya penyempitan pada intake manifold dan kecepatan udara hisapnya rendah
dibandingkan dengan gasoline engine. Volumetric efficiency pada gasoline engine berkisar antara
0,65-0,8 sebab tekanan udara hisap rendah dengan banayaknya hambatan pada intake manifold
dan adanya karburator.
• Supercharging & superchargers
Tenaga yang dihasilkan oleh diesel engine dapat ditingkatkan dengan cara menaikkan jumlah
bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Untuk melakukan hal ini, volumetric
efficiency dan jumlah udara yang dihisap juga harus ditingkatkan. Hal ini dapat dilakukan dengan
cara mensuplai udara bertekanan selama proses langkah hisap berlangsung. Faktanya dengan
melakukan hal tersebut dapat meningkatkan tenaga pada engine.
Ketika udara dengan jumlah yang cukup besar dimasukkan ke dalam silinder dengan tekanan
tinggi (di atas tekanan atmosfir), maka hal ini disebut dengan supercharging. Peralatan yang
digunakan selama proses supercahrging berlangsung dinamakan dengan supercharger.
Pada umunya, supercahrger diklasifikasikan ke dalam dua tipe, yaitu root’s blower
supercharger dan exhaust turbocharger.
- Root’s blower supercharger
Supercherger tipe ini ditunjukkan pada gambar berikut. Supercherger digerakkan dengan
memanfaatkan tenaga dari engine. Dua buah rotor yang terdapat pada sebuah housing saling
bersinggungan (drive rotor dan driven rotor) bergerak/ berputar untuk mensuplai udara
bertekanan dari air cleaner ke dalam silinder.

Diesel Engine 2
20

- Exhaust turbocharger
Supercharger jenis ini ditunjukkan pad gambar di bawah ini. Gas buang yang mengalir
dengan tekanan tinggi dimanfaatkan untuk menggerakkan exhaust turbine, sehingga
komponen tersebut berputar. Antara exhaust turbine dengan compressor impeler
dihubungkan dengan menggunakan sebuah poros, sehingga jika exhaust turbine berputar,
compressor turbine juga akan ikut berputar. Ketika compressor turbine berputar, komponen
ini mengirimkan udara bertekanan ke dalam silinder.
Root’s blower supercharger Exhaust turbocharger

Diesel Engine 2
21

Pelajaran 3 : Gas Buang (Exhaust Gas)
Tujuan Pelajaran 3
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 3, siswa mampu menjelaskan tentang:
• Macam-macam gas yang dikeluarkan pada kendaraan
• Faktor timbulnya CO,HC,Nox, dan asap hitam pada gas buang.
• Pengontrolan bahan beracun pada gas buang.
• Macam-macam warna yang dapat ditimbulkan oleh gas buang
Macam-macam Gas yang Dikeluarkan dari Kendaraan
Gas yang dikeluarkan oleh kendaraan dapat diklasifikasikan ke dalam 3 (tiga) tipe, yaitu gas
buang (exhaust gas), blow-by gas, dan gas penguapan bahan bakar (fuel evaporation gas).
• Gas buang (Exhaust gas)
Gas buang adalah gas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar di dalam ruang
bakar dan dikeluarkan melalui pipa buang. Gas buang mengandung sebagian besar bahan yang
tidak berbahaya, seperti: nitrogen (N2), uap air (H2O), dan Carbon dioxide (CO2). Selain itu, gas
buang juga mengandung bahan-bahan yang beracun, seperti Carbon monoxide (CO),
hydrocarbons (HC), nitrogen oxide (Nox), dan asap hitam (jelaga).
• Blow-by gas
Gas yang mengalir melalui celah diantara piston (piston ring) dan silinder dan menyembur ke
dalam crank case dinamakan blow-by gas. Gas ini mengadung bahan beracun berupa
hydrocarbons (HC), meskipun demikian hydrocarbon yang terkandung di dalam blow-by gas pad
diesel engine sangat rendah dibandingkan dengan yang terdapat pada gasoline engine.
• Gas penguapan bahan bakar (Fuel evaporation gas)
Penguapan gas bahan bakar dapat terjadi di beberapa tempat, seperti di tanki bahan bakar
atau di karburator (pada gasoline engine) dan menguap ke atmosfir. Bahan yang beracun pada
gas ini adalah hydrocarbons (HC).
Faktor Timbulnya CO,HC,Nox, dan Asap Hitam
CO dan HC dihasilkan oleh pembakaran yang tidak sempurna (incomplete combustion). Kedua
bahan tersebut akan dihasilkan dalam jumlah yang cukup besar manakala pada saat pembakaran
tidak cukup tersedia oksigen.
Nox dihasilkan ketika oksigen dan nitrogen diledakkan dalam temperatur yang tinggi selama
pembakaran. Ketika bahan ini terbakar pada temperatur tinggi, jumlah gas Nox yang dihasilkan akan
semakin meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur.

hydr
sem
deng
Pen
gas
sam
perb
perb
lain.
Bahan baka
rogen. Sepe
mpurna (incom
gan atom ok
ngontrolan
Beberapa m
buang. Nam
ma, sebab ter
bedaan perba
bedaan jumla
. Hal ini cuku
• Pengont
Pengont
pembakaran
- Mem
- Men
• Pengont
Pengont
- Men
- Men
Mengem
- Men
- Men
mer
tem
buan
terse
pada
bent
• Pengont
Hal ini d
- Keku
(oks
- Men
dan
ar yang digu
rti yang sud
mplete comb
ksigen, sehing
Bahan Bera
metode telah
mun, adanya
dapat bebera
andingan ko
ah penginjek
up sulit dilaku
trolan Nox
trolan Nox p
n, yaitu:
mperlambat w
ngembangkan
trolan HC
trolan HC dap
naikkan rasio
naikkan temp
mbangkan sis
ngurangi efek
ngurangi sac
rupakan bag
pat masukny
ng. Gas bu
ebut akan m
a ujung noz
tuk carbon.
trolan CO da
dapat dikontr
urangan oks
sigen)
ngembangkan
sistem peng
unakan pad
dah dijelaask
bustion) terd
gga mengha
acun Pada G
digunakan
perbedaan
apa perbeda
mpresi, perb
ksian bahan b
ukan untuk m
pada gas bu
waktu pengin
n bentuk dar
pat dilakukan
kompresi
peratur udara
stem penginj
k after-drippi
ck volume p
gian dari n
ya gas buan
uang yang
mengambil b
zzle dan dibu
n asap hitam
rol dengan ca
sigen dapat
n volume ud
ginjeksian ba
22
a diesel en
kan sebelum
dapat atom-
silkan carbon
Gas Buang
untuk menu
tipe engine,
aan pada eng
bedaan tipe r
bakar, perbe
mengurangi k
uang dapat
njeksian bah
ri ruang baka
n dengan ca
a masuk
eksian bahan
ing (penetes
pada nozzle
nozzle, dima
ng pada saat
masuk ke
bahan bakar
uang ke uda
m
ara mengem
t diatasi de
dara dengan
han bakarny
gine menga
nya, bahwa
atom carbon
n bebas dan
runkan kand
hal ini tidak
gine-engine t
ruang bakar,
edaan waktu
kandungan b
dilakukan d
an bakar.
ar.
ra meninggik
n bakar, yait
an bahan ba
e. (sack volu
ana merupa
t terjadi lang
dalam bag
r yang terda
ara bebas da
bangkan efis
engan cara
cara menge
ya.
andung seba
pada saat t
n yang tidak
menimbulka
dungan baha
k menunjukk
tersebut, sep
, perbedaan
penginjeksia
bahan beracu
engan cara
kan temperat
tu:
akar setelah p
ume
akan
gkah
gian
apat
alam
siensi hisapa
meningkatk
embangkan
Die
agian besar
terjadi pemb
k ikut memb
an asap hitam
an yang ber
kan kecende
perti: perbed
waktu pemb
an bahan bak
un pada gas
mengurang
tur udara, ya
penginjeksia
n udara, yait
kan jumlah
bentuk dari
esel Engine 2
carbon dan
bakaran tidak
bentuk ikatan
m.
bahaya pada
erungan yang
daan langkah
bukaan valve
kar, dan lain
buang
i temperatu
aitu:
n)
tu:
udara hisap
ruang baka
2
n
k
n
a
g
h,
e,
-
r
p
r

Diesel Engine 2
23

Warna Gas Buang
Warna gas buang dapat dijadikan alat untuk mengindikasikan kerusakan pada sebuah engine.
Yang perlu diperhatikan adalah latar belakang pada saat kita sedang melakukan pengamatan dan
menentukan warna gas buang, jangan sampai karena kesalahan dalam menentukan warna, kita salah
melakukan penentuan masalah pada engine. Latar belakang yang cocok digunakan untuk melihat
warna gas buang adalah latar belakang yang berupa awan putih atau sebuah bangunan yang
berwarna keputih-putihan. Jangan menggunakan latar belakang berupa langit yang berwarna biru
atau pohon, karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan dalam menentukan warna gas buang.
Warna gas buang yang dikeluarkan oleh engine dapat bermacam-macam, tergantung dari kondisi
engine tersebut, seperti warna hitam, kebiru-biruan, putih atau transparan.
• Gas buang berwarna hitam
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa ketika sebuah engine mengeluarkan asap
atau gas buang berwarna hitam, maka hal ini mengindikasikan terjadinya pembakaran yang tidak
sempurna (incomplete combustion) pada engine tersebut. Adanya bahan bakar yang tidak
terbakar menimbulkan asap hitam. Pada umumnya intensitas warna hitam pada gas buang
disesuaikan dengan bebannya, semakin tinggi bebannya, maka gas buang yang dikeluarkan juga
akan semakin hitam. Mari kita lihat penyebab terjadinya pembakaran yang tidak sempurna.
- Efisiensi aliran udara hisap yang rendah
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa jika jumlah udara yang masuk ke
dalam ruang bakar kurang, maka hal ini akan menyebabkan pembakaran yang tidak
sempurna. Kejadaian ini akan berakibat timbulnya asap hitam dan penurunan daya guna
engine. Tidak itu saja, pemkaran yang tidak sempurna akan berakibat meningkatnya
temperatur gas buang dan menyebabkan panas yang berlebihan pada piston dan cylinder
head.
Warna gas buang
Warna gas buang
Hitam
Kebiru-biruan
Efisiensi aliran udara rendah
Putih
Oli terbakar di ruang bakar
Kebocoran saluran udara hisap
Bahan bakar tidak diinjeksikan dengan sempurna
Bahan bakar yang diijeksikan berlebih
Air ikut terbakar di ruang bakar
Waktu penginjeksian bahan bakar tidak tepat
Transparan Kondisi normal

Diesel Engine 2
24

Berikut ini penyebab terjadinya kekurangan suplai udara hisap:
Semakin tinggi suatu permukaan, maka jumlah udaranya kan semakin berkurang,
sehingga jika terdapat sebuah engine yang dioperasikan di daerah ketinggian, hal ini
dapat mengakibatkan berkurangnya hisapan udara pada silinder. Untuk mengatasi
hal tersebut, maka semakin tinggi alat tersebut dioperasikan semakin berkurang juga
bahan bakar yang harus diijeksikan (agar tercapai keseimbangan antara jumlah
bahan bakar dan udara), atau dapat juga diatasi dengan menambahkan komponen
supercharger.
Jika hambatan udara meningkat, maka jumlah udara yang dapat masuk ke dalam
silinderpun juga akan berkurang, meskipun engine tersebut dioperasikan pada
daerah rendah. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan meningkatnya hambatan
tersebut adalah: terkumpulnya debu/kotoran di dalam saringan udara (air cleaner)
sehingga menyebabkan kebuntuan pada saringan udara tersebut, terjadinya
kerusakan pada saluran masuk udara yang disebabkan oleh rusaknya rocker arm
atau push rod sehingga jumlah udara yang dapat dihisap oleh piston berkurang.
Komponen supercharger mengalami kerusakan sehingga tidak dapat mensuplai udar
secara maksiaml ke dalam silinder.
Terdapat kerusakan pada saluran buang, misal exhaust valve tidak dapat membuka
dengan sempurna atau terjadi kebenkokan pada pipa saluran buang sehingga hal ini
akan mengurangi jumlah udara yang masuk ke dalam silinder.
- Kebocoran udara kompresi
Jika udara yang terdapat di dalam silinder dikompresikan oleh piston terjadi kebocoran,
maka hal ini dapat mengakibatkan terjadinya pembakaran yang tidak sempurna, sebab
terjadi kekurangan udara. Penyebab terjadinya kebocoran kompresi adalah sebagi berikut:
Terjadinya keausan antara dinding silinder dengan piston ring. Jika hal ini sampai
menyebabkan masuknya oli ke dalam ruang bakar, maka akan ditandai dengan
warna gas buang berwarna kebiru-biruan.
Jika terjadi kerusakan pada ke dua buah valve (intake & exhaust) yang berakibat
kedua buah katup tidak dapat menutup rapat, maka akan menyebabkan kebocoran
udara melalui celah tersebut. Kerusakan valve ini dapat diakibatkan oleh penyeetelan
celah valve yang tidak sesuai standar.
Kebocoran udara juga dapat terjadi pada celah diantara cylinder block dan cylinder
head (disebabkan baut pengikat cylinder head kendor atau telah terjadi kerusakan
pada cylinder head gasket)

Diesel Engine 2
25

- Bahan bakar tidak dapat diinjeksikan dengan sempurna ke dalam silinder
Hal ini disebabkan oleh:
Tekanan penginjeksian bahan bakar terlalu rendah, sehingga menghasilkan partikel-
partikel bahan bakar dengan ukuran cukup besar.
Delivery valve pada pompa injeksi rusak, sehingga mengakibatkan bahan bakar
menetes ke dalam ruang bakar.
Jika terjadi kerusakan pada nozzle yang mengakibatkan sudut penginjeksian bahan
bakarnya tidak sempurna, maka dapat berakibat bahan bakar dan udara tidak dapat
bercampur dengan sempurna.
Waktu penginjeksian bahan bakar kurang tepat
- Bahan bakar yang diinjeksikan terlalu berlebihan
Jika terjadi kelebihan bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder, maka hal ini akan
mengakibatkan terlalu panasnya piston dan cylinder head karena hal ini akan memicu
naiknya temperatur gas buang.
• Gas buang berwarna kebiru-biruan
Warna gas buang yang kebiru-biruan dapat diindikasikan bahwa terdapat oli yang ikut
terbakar bersama-sama dengan bahan bakar di ruang bakar. Meskipun dalam kondisi normal
akan terjadi hal demikian, namun jika oli yang terbakar tersebut berlebihan akan
menimbulkan warna gas buang kebiru-biruan.
Kebocoran oli tersebut dapat diakibatkan oleh:
- Kebocoran oli pada batang/tangkai kedua buah valve (intake & exhaust) yang disebut
dengan istilah oil down.
Jika batang/tangkai (valve stem) atau valve guide pada kedua buah valve tersebut
mengalami keausan, maka oli yang digunakan untuk melumasi mekanisme valve dapat
bocor dan turun ke bawah (ke silinder) dan ikut terbakar bersam-sam dengan bahan
bakr, sehingga menyebabkan gas buang berwarna kebiru-biruan.
- Kebocoran oli dari komponen supercharger.
Jika penyekat (seal) pada komponen supercharger mengalami keausan dan oli
pelumasnya mengalir sampai ke saluran masuk udara, maka hal ini akan menyebabkan
oli tersebut ikut terhisap ke dalam silinder dan terbakar bersama dengan bahan bakar.
Hal ini menyebabkan gas buang berwarna kebiru-biruan.
• Gas buang berwarna putih
Terdapat suatu kasus, dimana gas buang akan berwarna putih, jika waktu penginjeksian
bahan bakar sudah tidak sesuai lagi, gas buang akan berwarna putih atau hal ini dapat terjadi
karena adanya kebocoran air dan air tersebut ikut terbakar bersama dengan bahan bakar.

Diesel Engine 2
26

Ringkasan
Daya guna (performance) dari sebuah engine digambarkan dengan menggunakan satuan tenaga
kuda atau daya kuda (horsepower). dimana terdapat dua macam standar satuan horsepower yang
umum digunakan, yaitu:
- British horsepower (1 HP = 33.000 ft.lb/min)
- Metric horsepower (1PS = 75 kg.m/s)
Jika kedua satuan tersebut dikonversikan, maka dihasilkan suatu persamaan, yaitu: 1HP = 1,014 PS.
Daya guna sebuah engine biasanya digambarkan dalam bentuk kurva yang dinamakan dengan
kurva daya guna engine. Kurva tersebut ditampilkan pada buku manual sebagai informasi begi
pengguna engine tersebut. Pada kurva daya guna engine dicantumkan beberapa parameter, seperti :
kecepatan engine, torsi, horsepower, dan rasio konsumsi bahan bakar.
Salah satu faktor yang mempengaruhi daya guna sebuah engine adalah kondisi pembakaran
bahan bakr engine tersebut. Proses pembakaran bahan bakar akan dapat berlangsung dengan
sempurna bila jumlah udara yang dibutuhkan untuk membakar bahan bakar tersebut tercukupi. Salah
satu cara untuk memenuhi kebutuhan udara adalah dengan menggunakan komponen supercharge.
Dengan komponen tersebut udara dipompakan ke dalam ruang bakar.
Gas buang yang dihasilkan dari proses pembakaran suatu engine merupakan gas yang
mengandung sebagian besar bahan yang tidak berbahaya, seperti: nitrogen (N2), uap air (H2O), dan
Carbon dioxide (CO2). Selain itu, gas buang juga mengandung bahan-bahan yang beracun, seperti
Carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxide (Nox), dan asap hitam (jelaga).gas yang
sebagian besar beracun yang berbahaya bagi lingkungan. berbagai macam cara sudah dilakukan
untuk mengontrol gas-gas beracun tersebut.
Gas buang juga dapat digunakan sebagai alat untuk mendeteksi adanya kerusakan pada engine.
Warna gas buang yang dihasilkan dari proses pembakaran dapat bermacam-macam, tergantung dari
kondisi engine tersebut. Dalam ini terdapat beberapa warna gas buang yang dimungkinkan terjadi,
yaitu: warna hitam, warna kebiru-biruan, warna putih, dan transparan.

Diesel Engine 2
27

Soal Latihan
Jawab dengan singkat dan jelas pertanyaan-pertanyaan berikut ini!
1. Tuliskan formula untuk menggambarkan pengertian sebuah torsi!
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
2. Tuliskan formula untuk mengambarkan pengertian sebuah “kerja”!
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
3. Tuliskan formula untuk menggambarkan pengertian sebuah “tenaga”!
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
4. Jelaskan pengertian dari “horsepower”!
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
5. 1 HP =____________________ft.lb/min
6. 1 PS =____________________kg.m/s
7. 1 HP =____________________PS
8. Sebutkan parameter-parameter yang tercantum di dalam kurva daya guna engine!
a. ____________________________
b. ____________________________
c. ____________________________
d. ____________________________
9. Jelaskan pengertian dari “excess air ratio” dengan menggunakan sebuah formula!
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________

Diesel Engine 2
28

10. Jelaskan fungsi komponen supercharger!
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
11. Sebutkan berbagai macam gas yang dikeluarkan oleh sebuah engine!
a. ___________________________
b. ___________________________
c. ___________________________
12. Jelaskan apa yang dimaksud dengan blow-by gas!
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
13. Sebutkan bahan-bahan beracun yang dikeluarkan oleh gas buang!
a. ___________________________
b. ___________________________
c. ___________________________
14. Gas buang yang berwarna hitam dapat mengindikasikan terjadinya masalah pada sebuah
engine. Sebutkan penyebab terbentuknya gas buang yang berwarna hitam!
a. ___________________________
b. ___________________________
c. ___________________________
d. ___________________________
15. Sebutkan penyebab terjadinya gas buang berwarna putih!
a. ___________________________
b. ___________________________

BAB II

KOMPONEN UTAMA (ENGINE PROPER)
Tujuan Bab 2 :
Setelah menyelesaikan pembelajaran pada BAB 2, siswa mampu menyebutkan dan
menjelaskan nama, fungsi dan lokasi komponen diesel engine.
Referensi :
Buku :
• Komatsu Unit Instruction Manual Basic Engine Component (SEULE0002_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual Diesel and Gasoline Fundamental
(SEULE0003_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual 155 Series Engine (SEULE4001_0)
• Komatsu Unit Instruction Manual Engine Lubrication System (SEULE0401_0)
• Nissan Automotive Engineering Text Book (Pub.No.TBENG00001)
• Pengetahuan Teknik Secara Umum (Filter untuk Engine, Engine Coolant dan
Corrosion Resistor)
• Shop Manual Komatsu Diesel Engine 170-3 Series
• Shop Manual Koamtsu Diesel Engine 125 series
• Shop Manual Komatsu Diesel Engine D155A-2
Video :
Komatsu Self Training – Basic Engine

Diesel Engine 2
30

Pelajaran 1 : Klasifikasi Komponen
Tujuan Pelajaran 1
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 1, siswa mampu menyebutkan dan menjelaskan
tentang klasifikasi komponen pada diesel engine.
Klasifikasi Komponen Engine :
Sebuah diesel engine memiliki berbagai macam komponen. Komponen-komponen utama dari
diesel engine ditunjukkan seperti di bawah ini.
Bearing
Reciprocating
Parts
Rotary Parts
Valve Mechanism
Moving Parts
Engine Proper
Power Assistor
Auxiliary
Equipment
Major
Parts of
diesel
engine
Stationary Parts
Crankshaft Bearing (Main bearing)
Crank pin bearing (Connecting rod bearing)
Camshaft bearing
Piston
Piston ring
Connecting rod
Crankshaft
Gear train
Torsional damper
Flywheel
Camshaft
Cam followwer (Cam tappet)
Push rod
Rocker arm
Intake valve
Exhaust valve
Valve spring
Air cleaner
Intake manifold
Exhaust manifold
Exhaust pipe
Muffler
Exhaust brake unit
Supercharger (Turbocharger
Air compressor (Compressed air)
Vacum pump (Vacum pressure)
Power steering hydraulic pump (hydraulic
pressure)
Intake and exhaust
system
The engine alone is not enough for engine to operation. The various auxiliary equipment are also necessary
Cylinder Block (Liner)
Cylinder head
Cylinder head cover
Oil pan
Struktural Parts
Injection pump, nozzle, etc
Starting motor, generator, etc
Engine oil pump, oil filter, etc
Water pump, thermostat, etc
Engine rear PTO, etc
Fuel system
Electric system
Lubricating system
Cooling system
Power output equipment

Kom
dima
yaitu
mem
terse
mponen Uta
Di atas tela
ana kompon
u: komponen
miliki kompon
ebut belum b
1. Cylinder b
2. Cylinder lin
3. Piston
4. Connecting
5. Piston pin
6. Intake valv
7. Crosshead
8. Exhaust va
9. Rocker ar
ama
ah ditunjukk
en-kompone
n utama dan
nen utama s
bisa untuk di
lock
ner
g rod
ve
d
alve
rm shaft

kan tentang
en pada dies
n komponen
saja tanpa m
ioperasikan.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Komatsu
31
klasifikasi
el engine dik
n tambahan.
memiliki kom
Fuel injection n
Cylinder head c
Camshaft
Ring gear
Flywheel
Rear seal
Flywheel housi
Oil pan
Crankshaft
utama Engine
dari kompo
klasifikasikan
Jika terdapa
ponen-komp
nozzle
cover
ng
e 125E-3 serie
nen-kompon
n ke dalam 2
at sebuah d
ponen tamba
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
es
Die
nen pada di
2 (dua) kelom
diesel engine
ahan, maka d
Main bearing c
Oil strainer
Crankshaft gea
Front cover
Front seal
Crankshaft pul
Vibration damp
esel Engine 2
iesel engine
mpok utama
e yang hanya
diesel engine
cap
ar
ley
per
2
e,
a,
a
e

Diesel Engine 2
32

Komponen utama dari sebuah diesel engine, meliputi komponen-komponen yang diam (stationary
parts) dan komponen-komponen yang bergerak (moving parts). Komponen yang diam (stationary
parts) pada diesel engine berarti komponen tersebut selama engine beroperasi kondisinya diam/tidak
bergerak sama sekali, contohya: cylinder block, cylinder head, oil pan, dan lain-lain. Sedangkan
komponen-komponen yang bergerak (moving parts) berarti komponen tersebut bergerak ketika
engine tersebut beroperasi. Gerakan pada komponen-komponen engine dapat berupa:
- gerakan bolak-balik (reciprocating), contoh: piston, connecting rod, piston ring.
- gerakan berputar, contoh: crankshaft, flywheel, gear train.
- gerakan mekanisme valve, contoh: intake valve, exhaust valve, rocker arm.
Komponen Pembantu (Auxilary Equipment)
Sebuah diesel engine tidak akan dapat dioperasikan tanpa adanya komponen-komponen
tambahan yang dibutuhkan, meskipun komponen utamanya sudah terpasang semua. Komponen-
komponen tambahan pada diesel engine meliputi komponen-komponen pada:
- Sistem pemasukan udara & pembuangan gas buang (Intake & exhaust system)
- Sistem bahan bakar (Fuel system)
- Sistem elektrik (Electric system)
- Sistem pelumasan (Lubricating system)
- Sistem pendinginan (Cooling system)
- Perlengkapan untuk sumber tenaga penggerak luar (Power output equipment)
- Perlengkapan untuk sumber tenaga tambahan (Power assistor)
Untuk komponen power assistor, seperti: air compressor, vacuum pump, dan power steering
hydraulic pump, meskipun sebuah engine tidak dilengkapi dengan komponen-komponen tersebut,
engine masih tetap bisa beroperasi.

Diesel Engine 2
33

Pelajaran 2 : Cylinder Head Group
Tujuan Pelajaran 2
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 2, siswa mampu menyebutkan dan menjelaskan
tentang:
• Fungsi dan struktur dari cylinder head.
• Penanganan pada cylinder head.
• Fungsi struktur dari cylinder head gasket dan cylinder head bolt.
• Fungsi dan struktur dari valve seat.
• Fungsi dari valve guide.
• Fungsi dan struktur dari valve.
• Fungsi, struktur dan karakteristik dari valve spring.
• Pentingnya celah valve.
• Fungsi dan struktur rocker arm.
Cylinder Head
• Fungsi dan struktur cylider head
Cylinder head dipasang pada bagian atas dari engine yang berfungsi untuk menahan tekanan
pembakaran, mengendalikan panas, tempat duduknya mekanisme valve dan mekanisme injeksi
bahan bakar. Cylinder head harus memenuhi syarat sebagai berikut:
- Dapat menahan tekanan pembakaran dan konsentrasi panas.
- Mempunyai efek pendinginan yang tinggi.
- Dapat mencegah kebocoran tekanan pembakaran secara keseluruhan.
- Dapat mengalirkan udara intake dan exhaust dengan lancar.
- Dapat mencampur udara dengan bahan bakar secara sempurna.
Selain itu juga, cylinder head akan membentuk ruang bakar bersama-sama dengan cylinder
dan piston. Komponen ini terbuat dari besi cor (cast iron). Terdapat juga cylinder head yang
terbuat dari bahan alloy cast iron dengan paduan nickel, chrome, molybdenum dan lain-lain untuk
digunakan pada supercharged engine yang tahan pada temperatur tinggi.
Struktur dari cylinder head bermacam-macam, tergantung dari langkah pembakarannya
(combustion cycle), bentuk dari ruang bakar, posisi dari camshaft, dan mekanisme valve.
Menurut konstruksinya, cylinder head dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu:
cylinder head dengan tipe devided/sectional dan tipe unit/solid. Jika satu cylinder head digunakan
untuk semua silinder, maka disebut tipe unit/solid, sedangkan jika satu cylinder head digunakan
untuk satu atau lebih silinder, maka disebut dengan tipe devided/sectional.

Diesel Engine 2
34

- Intake port (duct)
Intake port (duct) menghubungkan intake
manifold dan ruang bakar sebagai saluran masuk dari
udara hisap. Bentuk dan permukaan dalam dari
saluran ini akan memberikan pengaruh besar terhadap
efisiensi udara masuk. Bentuk dari saluran ini
bertujuan meminimalkan hambatan udara yang
mengalir ke dalam ruang bakar.
Intake port yang dapat menghasilkan sebuah
pusaran udara yang baik khusus digunakan pada
engine yang menggunakan tipe pembakaran langsung
(direct combustion), sehingga proses pencampuran
antara udara dan bahan bakar dapat berlangsung dengan sempurna. Intake port sangat
berperan penting untuk menghasilkan suatu pusaran udara.
- Exhaust port
Exhaust port berhubungan dengan ruang bakar dan exhaust manifold. Exhaust port
menghubungkan ruang bakar engine dan intake manifold. Berikut ini ditunjukkan macam-
macam konstruksi dari exhaust port.
Cylinder head: solid type, 2-valve
Cylinder head: section type, 4-valve

Diesel Engine 2
35

• Penanganan cylinder head
Sebuah cylinder head akan mengalami beberapa masalah sebagai berikut.
- Permukaan bawah dari cylinder head
tidak memilki kerataan yang sempurna.
Ketika melakukan pemasangan sebuah
cylinder head ke cylinder block, maka harus
dilakukan dengan sangat teliti, jangan
sampai terdapat celah udara sekecil apapun.
Jika terdapat celah udara pada saat kita
melakukan pemasangan cylinder heada
pada cylinder blok akan mengakibatkan
terjadainya kebocoran gas yang dapat
mengurangi daya guna engine tersebut.
perubahan bentuk pada permukaan bawah
dari cylinder head harus diukur dengan
menggunakan alat ukur khusus, seperti
straight edge atau thickness gauge, begitu
juga dengan permukaan cylinder block.
Pada diesel engine, permukaan bawah dari cylinder head akan secara terus menerus
terkena gas dari hasil pembakaran bahan bakar. Sistem pendinginan untuk cylinder head
dirancang sedemikian rupa sehingga temperatur pada permukaan bawah dari cylinder head
berkisar antara 350-400o
C. Pada saat bagian atas dan samping dari cylinder head terkena
semburan udara luar, maka akan terjadi perbedaan temperature yang sangat ekstrem. Hal ini
akan mengakibatkan terjadainya pemuaian yang tidak merata pada cylinder head yang dapat
merubah bentuk (bengkok, cekung) dari komponen ini. Jika hal ini terjadi berulang-ulang
akan mengakibatkan
- Sebuah cylinder head akan mengalami keratakan yang diakibatkan oleh penanganan
yang tidak baik atau adanya masalah pada system pendinginan engine.
- Jika valve seat tidak dapat merapat dengan sempurna dengan cylinder head, maka hal ini
akan menyebabkan terjadinya kebocoran kompresi.
- Carbon padat akan terakumulasi pada ruang bakar pada saat oli pelumas dengan kualitas
rendah digunakan atau pada saat terjadinya kebocoran oli pelumas pada ruang bakar. Kita
ketahui bersama bahwa corbon merupakan salah satu bahan yang kurang baik dalam
menyalurkan panas. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya panas yang berlebih (overheat)
pada engine.

Diesel Engine 2
36

Cylinder Head Gasket & Head Bolt
• Fungsi cylinder head gasket
Cylinder gasket dipasang
diantara cylinder block dan
cylinder head yang berfungsi
untuk mencegah terjadinya
kebocoran gas, air, dan oli.
Cylinder head gasket
dirancang untuk tahan terhadap
tekanan dan temperatur tinggi
yang dihasilkan dari pembakaran
pada engine. Sebuah cylinder
head gasket harus memenuhi
syarat-syarat sebagai berikut:
- Harus mempunyai daya
sekat yang baik untuk mencegah terjadinya kebocoran gas, oli, dan air.
- Harus tahan terhadap korosi.
- Harus tahan terhadap perubahan temperatur dan tekanan.
- Harus tahan terhadap getaran.
- Harus mudah untuk dilakukan pemasangan dan pembongkaran.
• Struktur dan klasifikasi cylinder head gasket
Cylinder head gasket merupakan salah satu komponen gasket terpenting yang terdapat pada
sebuah engine. Pada umumnya, material penyekat yang digunakan pada gasket adalah sebagai
berikut:
- Metal gasket, terbuat dari pelat logam (besi, tembaga, aluminium)
- Asbestos yang dihimpit oleh pelat baja (tipe sandwich)
- Asbestos gasket yang dicampur dengan anyaman kawat.
Tipe gasket dengan bahan asbestos adalah yang umum digunakan untuk diesel engine.
Gasket dengan bahan dari silicon rubber ring umum digunakan untuk penyekatan lubang air,
lubang oli, dan lubang pada push rod.
• Penanganan cylinder head gasket
- Jangan membawa sebuah cylinder head gasket dengan cara memegang pada kedua
ujungnya. Hal ini dapat mengakibatkan kebengkokan atau retak pada bagian tengah cylinder
head gasket.
- Pada saat penyimpanan di dalam gudang, jangan ditaruh di bawah benda yang berat.
Gantung gasket dengan menggunakan tali pada dinding.
Cylinder Head Gasket

Diesel Engine 2
37

- Jangan mencelupkan gasket ke dalam cairan apapun, hal ini dapat mengakibatkan
kerusakan pada struktur gasket (terutama pada gasket yang berasal dari bahan asbestos).
- Pasang gasket pada cylinder head dengan posisi yang benar.
• Cylinder head bolt
Cylinder head bolt digunakan untuk mengikat cylinder head dengan cylinder block. Seperti
yang telah ditunjukkan pada halaman sebelumnya, bahwa sebuah cylinder head pada umumnya
akan mengalami perubahan bentuk manakala komponen tersebut diikatkan dengan
menggunakan bolt ke cylinder block.
Pada saat melakukan pengikatan (atau pelepasan) pada cylinder head, pastikan dilakukan
dengan urutan pengencangan (atau pengendoran) yang benar, sesuai dengan petunjuk buku
manual. Pengencangan atau pengendoran cylinder head bolt yang salah akan mengakibatkan
perubahan bentuk pada cylinder head, bahkan dapat mengakibatkan keretakan.
Lakukan pengencangan cylinder head bolt dari sisi dalam kemudian bergerak ke arah radial.
Lakukan pengendoran cylinder head bolt dengan arah yang berlawanan dengan arah
pengencangan. Lakuakan pengencangan cylinder head bolt sesuai dengan torsi yang telah
ditentukan dengan bertahap.
Urutan pengencangan cylinder head bolt pada Komatsu
engine 95 series

Diesel Engine 2
38

Valve Seat (Valve Insert)
Valve seat adalah suatu ring yang tahan terhadap
panas dan benturan. Valve seat atau kadang disebut
sebagai valve insert dipasang diantara permukaan
valve yang bersentuhan dengan cylinder head.
Permukaan valve yang bersentuhan dengan cylinder
head selalu menerima benturan dan gas panas yang
tinggi sehingga valve seat harus tahan panas, kuat dan
tidak mudah aus terutama pada bagian exhaust valve.
Bila terjadi kerusakan pada valve seat dapat diganti
tanpa mengganti cylinder head. Sudut yang terbentuk
pada valve seat pada umumnya sebesar 45o
, atau
pada tipe-tipe tertentu mempunyai sudut sebesar 30o
– 60o
.
Panas yang diterima oleh kedua buah valve
disalurkan ke cylinder head melalui valve seat. Jika
permukaan valve seat terlalu sempit, maka jumlah panas yang dapat dibebaskan melaui cylinder
head juga akan mengalami penurunan. Dan jika permukaan valve seat terlalu lebar, maka hal ini
akan menyebabkan terjadinya penumpukan carbon diantara valve head dan valve seat yang
mengakibatkan valve akan mendapatkan temperatur yang berlebihan sebab carbon bukan merupakan
konduktor panas. Dengan alasan tersebut, maka luas permukaan dari valve seat harus benar-benar
sesuai.
Valve guide
Valve guide sebagai penuntun pergerakan valve secara sliding antara permukaan stem dan valve
guide dengan gerakan vertikal dan juga sebagai pengontrol pelumasan pada valve stem. Dengan
demikian dibutuhkan celah yang tepat antara stem dan guide, sehingga tidak terjadi kebocoran udara
dan oli ke dalam saluran masuk udara dan gas buang. Valve guide dan valve dibuat dari bahan yang
tahan panas.
Valve seat & valve guide
Detil dari area kontak valve seat

Diesel Engine 2
39

Valve
Valve terbuka dan tertutup secara teratur
untuk memasukkan udara ke dalam silinder
dan membuang gas bekas pembakaran
keluar. Pergerakan valve dari putaran
camshaft yang dirubah menjadi gerakan
vertical melalui push rod ditransfer melalui
rocker arm dan diterusakan ke valve. Valve
juga sebagai permukaan ruang bakar yang
selalu menerima beban panas yang tinggi
oleh karena itu dibuat dari material yang
tahan gesek dan tahan panas.
Valve head harus tahan terhadap tekanan
dan temperatur yang tinggi. Valve head untuk
intake valve engine 4 langkah didinginkan
oleh udara masuk. Sedangkan pada exhaust
valve, tidak hanya pada valve head-nya saja
yang terkena tekanan dan temperatur yang
tinggi, melainkan juga pada bagian sisi flage-
nya. Temperatur tinggi (600-800o
C) tersebut
mengalir melalui valve pada saat langkah
buang. Kedua buah valve, intake dan exhaust
terbuat dari bahan baja tahan panas (heat
resistant steel). Baja tahan panas dan korosi
tinggi digunakan untuk intake valve.
Intake valve harus memiliki diameter
yang lebih besar untuk mengantisipasi
rendahnya kecepatan aliran udara masuk
ketika langkah hisap berlangsung. Hal
tersebut bertujuan agar jangan sampai
efisiensi hisapan udaranya menurun.
Berikut ini ditunjukkan gambar berbagai
macam bentuk dari valve head. Berbagai macam bentuk tersebut disesuaikan dengan kegunaannya
masing-masing, contoh: valve head dengan bentuk flat (B) digunakan pada automotive diesel engine.
Valve parts identification
Valve assembly
Various shapes of valve

Diesel Engine 2
40

Valve spring
Valve spring mengangkat valve hingga merapat pada valve seat saat valve sedang menutup.
Valve spring juga bekerja mengembalikan rocker arm, push rod dan tappet ke posisi normal dengan
cepat.
Valve spring terbuat dari gulungan
kawat baja. Dua atau lebih spring dapat
dikombinasikan menjadi satu untuk
mekanisme pergerakan satu buah valve.
Dua buah spring sering digunakan yang
terdiri dari spring bagian luar (outer spring)
dan spring bagian dalam (inner spring).
Kedua buah spring tersebut dipasang
secara berlawanan bertujuan agar kedua buah valve tersebut tidak saling menjepit pada saat
keduanya benkok atau mengalami getaran.
Valve spring menerima beban dinamik yang berulang-ulang dan kadangkala sampai terjadi
kerusakan.
Ketika sebuah spring ditekan atau ditarik dengan menggunakan gaya dari luar, maka hal ini akan
menyebabkan getaran pada spring saat spring tersebut dibebasakan. Kondisi tersebut dinamakan
dengan surging.
Celah valve (Valve clearance)
Valve harus benar-benar rapat menutup
pada valve seat. Selam engine bekerja, maka
akan terjadi pemuaian pada valve stem. Dengan
alasan seperti ini, maka valve harus bekerja
semaksimal mungkin dalam semua kondisi.
Celah yang terdapat di antara bagian atas
daripada valve stem dan ujung rocker arm
dinamakan dengan celah valve (valve clearance).
Jika valve clearance terlalu besar, hal ini
dapat mengakibatkan ujung dari valve stem akan
terpukul dengan keras oleh rocker arm. Pukulan
ini akan berlangsung dalam frekuensi yang
sangat cepat, akibatnya timbul suara yang keras.
Jika valve clearance terlalu kecil, maka hal ini akan menyebabkan valve tidak dapat menutup
secara rapat pada saat dalam kondisi panas, sehingga akan terjadi kebocoran udara.
Valve spring
Adjusting valve clearance

Diesel Engine 2
41

Masalah-masalah di atas hanya sebagian saja dari sekian masalah yang dapat ditimbulkan
jika valve clearance tidak tepat. Besarnya valve clearance tergantung dari rancangan masing-
masing engine.
Berikut ini ditunjukkan kurva gerakan valve terhadap gerakan piston.
Rocker arm & Rocker arm shaft
Rocker arm terpasang pada rocker
arm shaft dan dihubungkan dengan push
rod yang menggerakan intake valve dan
exhaust. Pergerakan vertikal dari push
rod mengikuti gerak putar camshaft dan
ditransfer melalui rocker arm ke valve
stem dengan arah yang berlawanan.
Kerenggangan antara rocker arm dan
valve stem dirancang untuk mengatasi
pemuaian dari mekanisme penggerak.
Oli dari cylinder block mengalir
melalui lubang pada cylinder dan rocker
arm bracket kemudian masuk ke rocker
arm shaft dan melumasi seluruh rocker
arm. Lubang oil yang terdapat pada
rocker arm untuk melumasi rocker arm
shaft ke valve stem, valve guide dan
bushing.
Rocker Arm Lubrication
Struktur Rocker Arm
Kurva gerakan valve dan piston

Diesel Engine 2
42

Pelajaran 3 : Cylinder Block & Cylinder Liner
Tujuan Pelajaran 3
Setelah mengikuti pembelajaran pada pelajaran 3, siswa mampu menjelaskan tentang:
• Fungsi dan struktur dari cylinder block dan cylinder liner.
• Klasifikasi cylinder liner.
• Fungsi dan jenis dari cylinder liner O ring.
• Karakteristik dari cylinder liner (kapasitas silinder, rasio kompresi, dan offset cylinder).
• Abrasi pada cylinder liner.
• Penyebab hilangnya tekanan kompresi dan pencegahannya.
Fungsi dan Struktur Cylinder Block
Cylinder block terbuat dari besi cor (cast iron) dan pembuatannya di lakukan dengan proses
casting (pengecoran). Cylinder block merupakan rangka utama dari engine. Semua komponen engine
diletakan pada cylinder block. Pada komponen ini terdapat lubang untuk pemasangan cylinder liner
dan tempat dudukan crankshaft.
Cylinder block harus cukup kuat
menahan gaya yang ditimbulkan dari
hasil pembakaran engine di dalam
ruang bakar. Selain itu, cylinder head
juga harus mampu menahan gaya
inersia yang dihasilkan oleh putaran
crankshaft. Untuk alasan tersebut,
maka antara cylinder block dan
crankcase biasanya memiliki struktur
satu kesatuan (monoblock structure).
Di dalam struktur dari cylinder
block terdapat bagian yang dinamakan:
- Water jacket yang berfungsi
untuk mengalirkan air
pendingin.
- Oil gallery yang berfungsi
untuk saluran oli pelumas pada
engine.
1. Cylinder block
2. Cylinder liner
3. Crankshaft gear
4. Front seal
5. Wear spring
6. Crankshaft pulley
7. Rear seal
8. Crank shaft
9. Main bearing
10. Main bearing cap
11. Liner O-ring
12. Liner O-ring
13. Oil pan
14. Thrus bearing
Cylinder block

Fun
cham
dan
naik
terh
mam
Uku
pisto
mem
men
liner
kara
berh
men
liner
ngsi dan Str
Cylinder line
mber yang b
beban gese
k turun pis
adap tempe
mpu meneri
ran cylinder
on dan p
mpunyai ke
ntransfer sel
r ke permuk
at karena
hubungan lan
njamin efisie
r lebih kuran
ruktur Cylin
er merupaka
berhubungan
ek yang bes
ston. Cylind
eratur tinggi
ma gaya y
r liner harus
iston ring.
emampuan
uruh panas
kaaan luar
pada pe
ngsung deng
nsi pendingi
g 5 - 10mm.
nder Liner
n komponen
n dengan tek
sar sebagai
der liner h
, tidak mud
yang besar
s sesuai den
Cylinder
menyerap
dari permu
liner. Liner
rmukaan b
gan air pend
n yang tingg
Cyl
43
n combustion
kanan tinggi
akibat gerak
harus tahan
dah aus dan
dari piston
ngan ukuran
liner harus
panas dan
ukaan dalam
harus tahan
bagian lua
dingin. Untuk
gi, ketebalan
linder block cu
n
,
k
n
n
.
n
s
n
m
n
r
k
n
ut way
Penampa
Die
ng cylinder lin
esel Engine 2
ner
2

Diesel Engine 2
44

Klasifikasi Cylinder Liner
Menurut strukturnya, cylinder liner dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Cylinder liner dengan tipe dry biasa digunakan
pada automobile engine. Pada tipe ini, dinding
silinder tidak bersentuhan langsung dengan air
pendingin. Sedangkan cylinder liner dengan tipe
wet, dinding silindernya langsung bersentuhan
dengan air pendingin.
Cylinder Liner Seal Ring
Air pendingin untuk mendinginkan liner
disekat oleh flange di bagian atas dan O-
ring pada bagian bawah liner. Ring seal
liner harus mampu menyekat dengan baik,
tahan terhadap oil dan air serta tahan
terhadap perubahan temperatur dan
tekanan.
Clevis seal memilki karakteristik tahan
lama, tahan terhadap temperatur tinggi, tahan terhadap air, dan tahan terhadap getaran,
sehingga seal tersebut sangat cocok digunakan untuk menyekat air pendingin pada cylinder liner.
O-ring yang terdapat pada posisi tengah dibuat dari bahan nytrile-rubber yang memilki
karakteristik tahan pada temperatur tinggi dan tahan terhadap air.
O-ring yang terdapat pada posisi paling bawah dibuat dari bahan silicon-rubber. O-ring
tersebut tahan terhadap oli, tahan terhadap tekanan tinggi dan panas, sehingga cocok digunakan
untuk menyekat oli yang terdapt pada oil pan.
Klasifikasi cylinder liner
Cylinder
In-block
cylinder
Divided
combustion
chamber
Dry liner type
The cylinder and tehe cylinder block have a single
integreted
Wet liner
The cylinder is inserted into a
separately manufactured
cylinder block
Cylinder liner seal ring
Dry typeWet type

Diesel Engine 2
45

Karakteristik Cylinder Liner
• Kapasitas dari cylinder liner
Posisi piston paling tinggi dinamakan Titik Mati Atas (Top Dead Center) atau sering disingkat
dengan TMA (TDC). Sementara itu posisi
piston paling rendah dinamakan dengan Titik
Mati Bawah (Bottom Dead Center) atau sering
disingkat dengan TMB (BDC). Jarak antara Titik
Mati Atas dengan Titik Mati Bawah dinamakan
sebagai langkah (stroke), sedangakan
kapasitasnya dinamakan dengan kapasitas
silinder (cylinder capacity, displacement). Ini
merupakan volume maksimum yang dapat
dfihisap oleh piston.
Kapasitas engine (engine displacement)
pada engine yang menggunakan lebih dari satu
silinder (multi-cylinder) merupakan perkalian
dari seluruh kapasistas pada masing-masing
silinder. Hal ini dapat diuraikan melalui formula berikut ini.

4

4

Dalam hal ini terdapat beberapa istilah yang berkaitan dengan diameter dan langkah dari
silinder, yaitu:
- Over square engine (short stroke), merupakan istilah yang dipakai manakala sebuah engine
memilki diameter silinder yang lebih besar daripada panjang langkah pistonnya.
- Square engine, merupakan istilah yang dipakai manakala sebuah engine memilki diameter
silinder yang sama dengan langkah pistonnya.
- Under square engine (long stroke engine), merupakan istilah yang digunakan manakala
sebuah engine memilki diameter silinder lebih kecil daripada panjang langkah pistonnya.

Diesel Engine 2
46

• Rasio kompresi (compression ratio)
Udara yang dihisap oleh piston tidak akan
mampu untuk membakar bahan bakar yang
diijeksikan oleh nozzle, sebab temperaturnya
masih rendah. Untuk meningkatkan temperatur
tersebut, maka udara harus dikompres terlebih
dahulu.
Udara dihisap oleh piston dengan cara piston
bergerak dari atas (TMA) kemudian turun ke
bawah (TMB), kemudian udara tersebut
dikompres dengan cara piston naik kembali ke
posisi atas (TMA). Perbandingan antara volume
setelah kompresi dengan volume sebelum
kompresi dinamakan dengan rasio kompresi
(compression ratio). Rasio kompresi dapat
diperoleh dengan menggunakan formula berikut
ini.

,
Rasio kompresi dari diesel engine berkisar antara 15-22. Dengan rasio kompresi tersebut
akan menghasilkan tekanan kompresi udara sekitar 35-45 kg/cm2
. Tekanan kompresi harus selalu
diukur untuk memastikan apakah engine dalam kondisi baik atau tidak.
• Offset cylinder
Dinding silinder akan mengalami keausan secara bertahap akaibat adanya gesekan antara
dinding silinder dengan piston dan sebab-sebab lainnya. Gesekan dapat dikurangi dengan cara
menguragi daya dorong ke samping yang dilakukan oleh piston (side thrust). Pengurangan daya
dorong ke samping oleh piston ini dapat dilakukan dengan cara memberikan penyimpangan
(deviasi, offset) antara titik pusat silinder dengan titik pusat dari crankshaft (atau antara titik
pusat pin piston dengan titik pusat piston).

Diesel Engine 2
47

Daya dorong ke samping (side thrust) merupakan
gaya yang dikenakan oleh piston ke dinding silinder. Hal
ini disebabkan oleh adanya reaksi yang dihasilkan pada
saat piston mendorong connecting rod untuk melakukan
langkah ekspansi (pembakaran).
Intensitas gaya reaksi tersebut tergantung dari posisi
dari piston dan besarnya tekanan yang dikenakan pada
piston. Intensitas gaya tersebut dapat dikurangi dengan
cara memperkecil sudut ɵ diantara garis pusat silinder
dengan connecting rod (lihat gambar di samping).
Sudut tersebut dapat diperkecil dengan cara merubah
posisi dari garis pusat silinder. Sudut akan mengecil
manakala garis tengah dari silinder digeser ke kanan.
Abrasi Pada Cylinder Liner
Meskipun silinder dibuat dari bahan yang tahan terhadap gesekan, namun secara terus menerus
akan mengalami keausan. Abrasi dapat diklasifikasikan berdasarkan penyebabnya sebagai berikut.
• Abrasi karena gesekan sederhana
Oil film yang terbentuk di permukaan dinding silinder akan melindungi terjadinya gesekan
langsung antara silinder dengan pistong ring. Meskipun demikian, oil film yang terbentuk tersebut
dapat berkurang ketebalannya atau hilang sama sekali akibat dari menurunnya kualitas oli atau
karena berkurangnya suplai oli. Jika hal itu terjadi, maka antara dinding silinder dan piston ring
akan bergesekan secara langsung.
Selain itu, pergerakkan piston naik turun juga akan mengakibatkan terkikisnya oil film
tersebut. pada kondisi seperti ini antara dinding silinder dengan piston ring akan mengalami
keausan.
Klasifikasi abrasi pada silinder
Abrasi
Abrasi
mekanis
Abrasi kimiawi
Abrasi karena gesekan sederhana
Korosi atau karat karena reaksi kimia
Abrasi karena adanya material asing

Diesel Engine 2
48

• Abrasi karena adanya material asing
Ketika udara yang dihisap oleh piston
mengadung banyak sekali kotoran, maka
hal ini dapat menyebankan terjadinya
abrasi pada dinding silinder maupun
piston. Untuk mencegah hal ini dapat
dilakukan dengan cara melakukan
perawatan yang benar pada saingan
udara, saringan oli, dan lain-lain.
• Abrasi secara kimiawi
Material yang dihasilkan dari adanya
proses pembakaran atau oksidasi pada oli
dapat menyebabkan terjadinya korosi pada dinding silinder. Bagian atas dari silinder akan terkena
dampak yang besar dari reaksi kimia tersebut dibandingkan bagian bawah dari silinder.
Abrasi pada dinding silinder tidak akan sama di
tiap-tiap sisi. Abrasi akan bertambah parah pada
dinding silinder (sisi samping dari engine)
dibandingkan dengan dinding silinder sisi pin piston.
Hal ini disebabkan karena pada dinding silinder (sisi
samping dari engine) terkena tekanan yang lebih
besar dari pergerakkan piston naik-turun. Dengan
kondisi ini, maka silinder akan cenderung berbentuk
oval. Untuk itu pada saat melakukan pengukuran
harus diperhatikan mengenai keovalan silinder ini.
Penyebab Hilangnya Tekanan Kompresi dan Pencegahannya
Penurunan daya guna engine dapat disebakan oleh terjadinya kebocoran kompresi (hilangnya
tekanan kompresi) pada silinder. Engine harus dilakukan perbaikan manakala sudah terjadi kebocoran
kompresi yang sangat besar. Perbaikan ini akan memerlukan banyak waktu, biaya dan tenaga. Untuk
itu engine harus dioperasikan, diperiksa dan dirawat dengan benar untuk mencegah terjadinya
kebocoran kompresi (hilangnya tekanan kompresi).

Diesel Engine 2
49

• Lokasi kebocoran kompresi
Kebocoran kompresi terdapat pada lokasi berikut ini.
- Diantara dinding silinder dan piston ring.
- Diantara valve (intake & exhaust) dan valve seat.
- Injection nozzle dan glowplug (pada bagian pengikatannya).
- Cylinder gasket dan cylinder head bolt.
- Retak pada silinder atau cylinder head.
- Kerusakan pada bagian piston.
• Pencegahan terhadap kebocoran kompresi.
Abrasi pada silinder biasanya disebabkan oleh hal-hal berikut ini.
- Gesekkan antar komponen (disebut dengan rubbing wear).
Rubbing wear yang terjadi dapat dicegah dengan cara mengkombinasikan secara tepat
antara bahan yang digunakan pada komponen dengan jenis pelumas yang dipakai.
Contohnya adalah keausan pada silinder dan piston ring dapat dikurangi dengan cara
melapisi slah satu komponen tersebut dengan bahan chrome.
Cara yang terbaik untuk mencegah terjadinya rubbing wear adalah dengan menggunakan
oli pelumas yang memilki kualitas tinggi. Oli tersebut harus tahan terhadap tekanan tinggi.
- Goresan (disebut dengan scratching wear) yang disebabkan oleh kotoran atau material
keras lainnya.
Abrasi yang disebkan oleh adanya benda asing tentu dapat dicegah dengan cara
melakukan perawatan yang tepat pada oil filter dan air cleaner. Ganti oli secara berkala
sesuai dengan buku petunjuk pada masing-masing engine. Gunakan air cleaner dengan
elemen penyaring yang berkualitas baik.
- Korosi yang disebabkan oleh reaksi kimia.
Korosi yang disebabkan ole reaksi kimia dapat dicegah dengan beberapa cara, seperti:
mengoperasikan engine di bawah beban maksimal, memastikan proses pendinginan pada
engine bekerja dengan baik, dan menggunakan oli pelumas dengan kandungan sulfur yang
rendah.

DIESEL ENGINE 2

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to DIESEL ENGINE 2

Similar to DIESEL ENGINE 2 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

DIESEL ENGINE 2