Pengenalan Komponen dan Prinsip Kerja Motor Bakar Diesel 4 Tak

Tujuan Praktikum

1. Mahasiswa mampu mengidentifikasi komponen-komponen utama motor bakar diesel 4 Tak.
2. Mahasiswa memahami prinsip kerja dan siklus operasi motor diesel 4 Tak.
3. Mahasiswa dapat menganalisis perbedaan mendasar antara motor diesel dan motor bensin.
4. Mahasiswa mampu menjelaskan fungsi komponen utama sistem injeksi pada motor diesel.

Alat dan Bahan

• Alat yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini adalah alat tulis menulis, prototype motor bakar diesel 4 Tak, dan peralatan dasar bengkel.
• Bahan-bahan yang diperlukan adalah pelumas SAE 40 dan solar.

Teori Dasar

Motor diesel 4 tak adalah mesin pembakaran dalam yang bekerja berdasarkan siklus diesel. Berbeda dengan motor bensin yang menggunakan pengapian busi, motor diesel mengandalkan panas yang dihasilkan dari kompresi udara bertekanan sangat tinggi untuk menyala-nyalakan bahan bakar yang diinjeksikan. Siklus kerja ini diselesaikan dalam empat langkah piston (hisap, kompresi, usaha, buang) dan dua putaran poros engkol. Karakteristik utama mesin ini adalah efisiensi termal yang tinggi, torsi yang besar, dan menggunakan bahan bakar solar.

Langkah Kerja

1. Pembagian Kelompok. Pembagian mahasiswa ke dalam kelompok kecil beranggotakan 3-4 orang untuk memudahkan koordinasi selama praktikum.
2. Pengenalan Komponen. Pengamatan dan identifikasi komponen utama prototype motor diesel 4 Tak yang meliputi blok silinder, kepala silinder, piston, batang piston, poros engkol, sistem katup, dan sistem bahan bakar.
3. Simulasi Gerakan. Pemutaran poros engkol secara manual untuk mengamati gerakan empat langkah piston dan mekanisme katup beserta urutan kerjanya.
4. Pendampingan. Pendampingan oleh dosen, PLP, dan teknisi selama praktikum berlangsung untuk memfasilitasi dan menilai aktivitas mahasiswa.
5. Pengamatan dan Pencatatan. Pencatatan proses empat langkah piston secara detail beserta peran tiap komponen, dilengkapi pembuatan skema aliran udara dan bahan bakar.
6. Diskusi. Diskusi aktif mengenai kelebihan-kekurangan motor diesel, prinsip penyalaan kompresi, dan perbandingannya dengan motor bensin 4 tak.
7. Pembuatan Laporan. Penyusunan laporan lengkap oleh setiap kelompok berdasarkan pengamatan dan hasil diskusi yang telah dilakukan.

Evaluasi

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut berdasarkan hasil pengamatan dan teori!

1. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari tiga komponen utama sistem injeksi pada motor diesel!
   • Pompa Injeksi: Berfungsi untuk menaikkan tekanan solar ke tingkat yang sangat tinggi dan mendistribusikannya ke setiap injektor sesuai dengan urutan pengapian mesin.
   • Injektor (Nozzle): Berfungsi untuk mengatomisasi bahan bakar bertekanan tinggi ke dalam ruang bakar sehingga berbentuk kabut halus yang siap terbakar.
   • Saringan Bahan Bakar: Berfungsi untuk menyaring kotoran dan air dari solar untuk mencegah kerusakan pada komponen sistem injeksi yang presisi.
2. Jelaskan prinsip kerja motor bakar diesel 4 Tak secara lengkap!
   • Langkah Hisap: Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Katup masuk terbuka, katup buang tertutup. Udara murni terhisap ke dalam silinder.
   • Langkah Kompresi: Piston bergerak dari TMB ke TMA. Kedua katup tertutup. Udara dikompresi hingga tekanan dan suhunya melonjak sangat tinggi (suhu dapat melebihi 500°C).
   • Langkah Usaha: Sesaat sebelum piston mencapai TMA, injektor menyemprotkan solar ke dalam ruang bakar. Kabut solar langsung terbakar karena kontak dengan udara bersuhu tinggi, menyebabkan ledakan terkendali yang mendorong piston dengan kuat ke TMB.
   • Langkah Buang: Piston bergerak dari TMB ke TMA. Katup buang terbuka, katup masuk tertutup. Gas sisa pembakaran didorong keluar oleh piston melalui port buang.
3. Apa perbedaan mendasar antara motor diesel dan motor bensin dalam hal proses pembakaran?
   • Motor Diesel: Menggunakan Penyalaan Kompresi (Compression Ignition/CI). Hanya udara yang dikompresi hingga suhunya sangat tinggi, lalu bahan bakar diinjeksikan dan menyala sendiri.
   • Motor Bensin: Menggunakan Penyalaan Busi (Spark Ignition/SI). Campuran udara dan bensin yang sudah tercampur dikompresi, lalu dibakar oleh percikan api dari busi.
4. Mengapa rasio kompresi motor diesel jauh lebih tinggi daripada motor bensin?
   • Rasio kompresi motor diesel yang tinggi (sekitar 15:1 hingga 22:1) diperlukan untuk menaikkan suhu udara yang dikompresi hingga mencapai titik nyala solar secara otomatis, tanpa bantuan percikan api.

Keselamatan Kerja

1. Gunakan pakaian praktikum yang rapi dan sarung tangan jika menangani komponen.
2. Hati-hati dalam menangani bahan bakar solar. Jauhkan dari sumber api.
3. Jika memutar poros engkol manual, pastikan tidak ada jari atau alat yang terjepit.
4. Jangan menyentuh komponen yang tajam atau bertepi tajam.
5. Cuci tangan dengan sabun setelah praktikum.

Catatan untuk Instruktur:

Penekanan praktikum ini adalah pada pemahaman siklus empat langkah dan sistem injeksi. Gunakan cutaway model untuk memvisualisasikan gerakan mekanisme katup dan proses injeksi. Penilaian dapat dilihat dari keaktifan diskusi, ketepatan dalam mengidentifikasi komponen, dan kemampuan menjelaskan prinsip kerja dengan runtut dan benar.