Model Ruang Bakar Pada Mesin Diesel

Ruang bakar pada mesin diesel berbeda dengan ruang bakar pada mesin bensin. Pada mesin bensin, bentuk ruang bakarnya relatif lebih sederhana dibandingkan dengan model ruang bakar pada mesin diesel. Sedangkan pada mesin diesel model ruang bakarnya sedikit rumit karena bentuk dari ruang bakar pada mesin diesel sangat menentukan kinerja dari mesin. Ruang bakar pada mesin diesel dibuat sedemikian rupa agar saat bahan bakar diinjeksikan langsung dapat bercampur dengan udara secara homogen dan dapat langsung terbakar sekaligus. Adapun model-model ruang bakar pada mesin diesel antara lain :

1. Model ruang bakar langsung atau direct combustion chamber

2. Model ruang bakar tambahan atau auxiliary combustion chamber

• Model ruang bakar muka atau precombustion chamber
• Model ruang bakar pusar atau swirl combustion chamber
• Model ruang bakar sel udara atau air cell combustion chamber

1. Model ruang bakar langsung atau direct combustion chamber

Pada model ruang bakar langsung ini, injektor langsung diletakkan di bagian kepala silinder dan bahan bakar akan diinjeksikan secara langsung di dalam ruang bakar. Pada model ruang bakar langsung ini, untuk mendapatkan campuran antara bahan bakar dan udara yang baik maka perlu diperhatikan bentuk nosel injeksi dan arah penginjeksiannya. Model ruang bakar langsung dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Keuntungan pada model ruang bakar langsung :

• Efisiensi panas yang dihasilkan tinggi
• Pemakaian bahan bakar yang efisien dan lebih hemat karena bentuk dari ruang bakar yang sederhana
• Mesin mudah dihidupkan (distart) saat keadaan mesin masih dingin sehingga tidak memerlukan pemanas tambahan (busi pijar), walaupun mesin diesel tersebut memiliki perbandingan kompresi yang kecil (misal perbandingan kompresinya sekitar 15).
• Cocok digunakan untuk mesin-mesin berkapasitas besar (high power), karena konstruksinya yang sederhana sehingga tidak cukup memakan tempat.

Kerugian pada model ruang bakar langsung :

• Mesin diesel dengan model ruang bakar langsung ini sangat peka terhadap kualitas dari bahan bakar, sehingga bahan bakar yang digunakan harus memiliki kualitas yang baik.
• Memerlukan tekanan penginjeksian yang lebih tinggi.
• Sering sekali terjadi gangguan pada nosel injektornya karena pada model ruang bakar langsung ini menggunakan injektor yang memiliki banyak lubang (multiple hole nozzle).
• Dibandingkan dengan model ruang bakar tambahan, pada ruang bakar model langsung ini turbulensi yang dihasilkan lemah sehingga susah untuk kecepatan tinggi.

2. Model ruang bakar tambahan atau auxiliary combustion chamber

Pada mesin diesel yang memiliki ruang bakar tambahan, maka bahan bakar yang diinjeksikan oleh nosel injektor akan masuk terlebih dahulu ke ruang bakar tambahan sebelum masuk ke ruang bakar utama. Pada model ruang bakar tambahan ini dibagi dalam beberapa tipe, antara lain :

Model ruang bakar muka atau precombustion chamber

Pada model ruang bakar tambahan tipe muka, bahan bakar akan diinjeksikan terlebih dahulu ke ruang bakar muka oleh nosel injektor. Sebagian bahan bakar yang tidak terbakar di dalam ruang bakar muka ini, nantinya akan didorong keluar ke ruang bakar utama melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Saat bahan bakar tersebut berada pada ruang bakar utama terjadilah campuran antara bahan bakar dan udara yang baik dan di ruang bakar utama ini campurn bahan bakar dan udara akan dibakar seluruhnya. Untuk konstruksi ruang bakar tambahan model muka ini dapat dilihar pada gambar di bawah ini :

Keuntungan pada model ruang bakar tambahan tipe muka :

• Pemakaian jenis bahan bkarnya dapat digunakan lebih luas karena turbulensi yang terjadi pada model ini sangat baik untuk mengkabutkan bahan bakar.
• Perawatan terhadap pompa injeksinya cenderung lebih mudah karena pada model ini tekanan pembakarannya lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat penginjeksian.
• Detonasi atau knocking yang terjadi pada mesin dapat berkurang sehingga suara yang ditimbulkan kecil.
• Pada mesin diesel dengan model ruang tambahan muka ini, memakai throtte nozzle sehingga membuat kinerja mesin lebih baik.

Kerugian pada model ruang bakar tambahan tipe muka :

• Harga lebih mahal karena pembuatan kepala silinder lebih rumit sehingga memerlukan biaya pembuatan yang lebih banyak.
• Untuk menghidupkan (menstart) membutuhkan motor starter yang memiliki daya besar.
• Membutuhkan pemanas tambahan (busi pijar).
• Pemakaian bahan bakar yang cenderung boros.

Model ruang bakar pusar atau swirl combustion chamber

Pada model ruang bakar tambahan tipe pusar ini, bentuk dari ruang bakar tambahannya berbentuk bulat. Pada saat piston mengkompresikan udara (bergerak dari TMB ke TMA) maka udara akan masuk keruang bakar pusar melalui saluran. Ketika udara masuk ke ruang bakar pusar ini maka terjadilah turbulensi. Bahan bakar akan diinjeksikan ke dalam ruang bakar pusar ini bercampur dengan udara turbulensi dan akan terbakar di dalam ruang bakar pusar. Sebagian bahan bakar yang belum terbakar di ruang bakar pusar ini akan dikirim ke ruang bakar utama melalui saluran, sehingga pada ruang bakar utama ini seluruh campuran bahan bakar dan udara akan dibakar semuanya. Untuk konstruksi dari ruang bakar tambahan tipe pusar ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Keuntungan pada model ruang bakar tambahan tipe pusar :

• Dapat menghasilkan putaran yang tinggi dikarenakan turblensi yang terjadi saat udara dikompresikan sangat baik.
• Gangguan atau masalah pada nosel dapat berkurang, karena pada model ini menggunakan nosel tipe pin.
• Karena putaran mesin tinggi dan bekerja dengan halus maka model ini banyak digunakan pada automobil

Kerugian pada model ruang bakar tambahan tipe pusar :

• Kontruksi pembuatan dari kepala silindernya rumit sehingga biayanya relatif mahal.
• Efisiensi panas rendah dan penggunaan bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan model ruang bakar langsung.
• Penggunaan alat pemanas (busi pijar) kurang efektif karena ruang bakarnya sangat luas.
• Detonasi atau knocking yang terjadi cukup besar saat putaran rendah.

Model ruang bakar sel udara atau air cell combustion chamber

Pada model ruang bakar tambahan tipe sel udara ini, bahan bakar akan diinjeksikan ke dalam ruang tambahan sel udara. Sebagian bahan bakar akan terbakar di ruang bakar sel udara ini sehingga tekanan pada ruang bakar sel udara ini akan meningkat. Bila piston bergerak ke bawah (TMB), maka campuran bahan bakar dan udara bersih dari sel udara ini akan keluar ke ruang bakar utama dan nantinya pada ruang bakar utama ini campuran bahan bakar dan udara yang belum terbakar akan dibakar seluruhnya. Pada model ruang bakar ini karena pembakaran mulai terjadi di ruang bakar utama, pada umunya untuk model ini tidak membutuhkan pemanas tambahan. Untuk konstruksi model ruang pakar tambahan tipe sel udara ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Keuntungan pada model ruang bakar tambahan tipe sel udara :

• Bekerjanya mesin akan lebih halus dikarenakan pembakaran yang terjadi dilakukan secara berangsur-angsur.
• Pembakaran mulai terjadi diruang bakar utama sehingga mudah untuk menghidupkan mesin.
• Pada umumnya tidak perlu menggunakan pemanas tambahan (busi pijar).
• Gangguan atau masalah pada nosel berkurang dikarenakan nosel menggunakan tipe pin.

Kerugian pada model ruang bakar tambahan tipe sel udara :

• Saat penginjeksian bahan bakar sangat mempengaruhi kinerja dari mesin
• Temperatur pada gas buang sangat tinggi dikarenakan proses pembakaran lanjut sangat panjang.
• Pemakaian bahan bakar yang relatif lebih boros.