BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan
teknologi akhir-akhir ini mengalir dengan cepat dan merasuki segala bidang,
dimana industri adalah pengguna teknologi yang merupakan lokomotif utama dalam
mendorong kemajuan tersebut. Kebutuhan-kebutuhan dalam dunia industri guna
meningkatkan produksi dengan efisiensi tinggi akan menjadi jawaban mengapa
industri disebut sebagai pemeran utama dari produk-produk teknologi yang ada.
Berkaitan
dengan pelaksanaan tujuan pembangunan industri, seyogyanyalah keunggulan komparatif tenaga kerja Indonesia harus didukung oleh
keunggulan kompetitif, karena hanya tenaga kerja berkualitaslah yang mampu
bersaing dalam mengarungi era globalisasi ini. Untuk mendapatkan tenaga kerja
yang berkualitas tidaklah mudah semudah mengerlipkan bola mata, disamping
kerjasama yang erat antara instansi seperti pemerintah, perguruan tinggi dan
dunia industri juga dibarengi dengan usaha dan doa sehingga terlahir
keterkaitan seluruh unsur pelaku pembangunan.
Telah beribu
upaya terlaksana dalam rangka pemenuhan Sumber Daya Manusia (SDM) yang berkualitas, namun perkembangan Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi begitu pesat di dunia industri sehingga terjadilah
kesenjangan antara kualifikasi tenaga kerja yang dihasilkan oleh lembaga
pendidikan dengan kebutuhan lapangan pekerjaan.
Perguruan Tinggi sebagai wadah pendidikan formal
diharapkan mampu mencetak Sumber Daya Manusia yang terampil, yang mampu
menyerap, mengaplikasikan dan mengembangkan teknologi yang ada saat ini.
Universitas
Haluoleo Kendari Jurusan D-III Teknik Mesin adalah salah satu wadah
untuk mempelajari ilmu keteknikan dimana kurikulumnya diaktualisasikan kepada
penguasaan kemampuan teknis dan kemampuan manajerial.
Sebagai salah satu komponen utama pada perguruan
tinggi, mahasiswa dituntut untuk dapat memacu dan mengembangkan potensi diri
sesuai dengan disiplin ilmu yang digeluti sebagai persiapan untuk menghadapi
dunia baru yaitu dunia ketenagakerjaan.
Tetapi realitas yang terjadi menunjukkan bahwa ilmu
yang didapatkan secara teoritis selama bertahun–tahun seakan tak berguna tanpa
didukung pengalaman kerja dibidangnya sehingga timbul berbagai macam opini yang
mendiskreditkan Perguruan Tinggi sebagai produsen “pengangguran intelektual”.
Atas pemikiran tersebut diatas, maka diadakanlah Kerja
Praktek (KP) sebagai salah satu kredit yang harus dilulusi oleh mahasiswa Universitas Haluoleo Kendari Jurusan D-III
Teknik Mesin.
Dengan
adanya Kerja Praktek (KP) ini, mahasiswa diharapkan mampu
berinteraksi dengan dunia kerja yang sesungguhnya sehingga mampu
mengaplikasikan dan membandingkan apa yang diperoleh pada bangku kuliah dengan
permasalahan dilapangan. Selain itu diharapkan juga terjadi pertukaran
informasi baik diantara mahasiswa sendiri, lembaga pendidikan tinggi, serta
kalangan masyarakat khususnya masyarakat industri .
Pemilihan PT.
PLN (Persero) Wilayah Sulsel, Sultra dan Sulbar Sektor Pembangkitan Kendari
Unit PLTD Poasia sebagai lokasi Kerja Praktek (KP) atas
beberapa pertimbangan yang disesuaikan dengan bidang keahlian yang
dipelajari dibangku kuliah. Sehingga diharapkan mampu menjadi wadah untuk
menimba ilmu dan pengalaman dibidang industri pada umumnya dan dibidang pembangkit
listrik tenaga diesel pada
khususnya.
1.2. Rumusan Masalah
a. Bagaimana merawat/memelihara
bagian-bagian dari mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
b. Bagaimana mengetahui sistem-sistem penunjang
dari mesin diesel Mirrlees
Blackstone ESL 16 MK2.
c.
Bagaimana mengoperasikan mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
1.3. Ruang Lingkup Penulisan
Penulisan laporan ini meliputi sistem
pemeliharaan/maintenance
dan sistem-sistem penunjang pada mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
1.4. Tujuan Penulisan
a. Untuk mengetahui cara merawat/memelihara bagian-bagian dari mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
b. Untuk mengetahui secara sistematis
tentang sistem-sistem penunjang dari mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16
MK2.
c.
Untuk mengetahui cara mengoperasikan mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16
MK2.
1.5. Manfaat Penulisan
a.
Dapat mengetahui bagaimana cara merawat/memelihara
bagian-bagian dari mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
b. Dapat mengetahui
secara sistematis tentang sistem-sistem penunjang dari mesin diesel Mirrlees
Blackstone ESL 16 MK2.
c. Dapat mengetahui
cara mengoperasikan mesin diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2.
1.6. Metode Penulisan
Adapun metode yang digunakan dalam
penyusunan laporan ini adalah sebagai
berikut :
1.
Metode Pustaka
Dalam metode ini dilakukan pengumpulan teori-teori dasar
yang berkaitan dengan penulisan yang diperoleh dari media elektronik (internet), literatur milik PT. PLN (Persero) Wilayah Sulsel,
Sultra & Sulbar Sektor Pembangkitan Kendari unit PLTD
Poasia serta
literatur-literatur lain yang mendukung.
2.
Metode Penelitian Lapangan
Pada metode ini
dilakukan pengamatan dan pelaksanaan langsung di lapangan terhadap objek
tertentu ataupun dengan mengadakan tanya jawab langsung kepada pembimbing maupun
karyawan di lapangan guna mengumpulkan data yang lebih akurat.
1.7. Sistematika Penulisan
Sebagai gambaran umum tentang keseluruhan isi dari laporan ini, maka kami
memaparkannya dalam beberapa bab sebagai berikut :
BAB I : Merupakan bagian
dari Pendahuluan yang berisi : Latar Belakang, Rumusan Masalah, Ruang Lingkup Penulisan,
Tujuan Penulisan, Manfaat Penulisan, dan Metode
Penulisan.
BAB II : Merupakan
Tinjauan Perusahaan yang berisi : Sejarah Singkat PLTD, Visi dan Misi, Alasan Memilih Lokasi KP.
BAB III : Merupakan
Tinjauan Pustaka Umum dari Sistem Pemeliharaan Mesin Diesel.
BAB IV
: Merupakan Pembahasan Sistem-sistem
penunjang, Pemeliharaan
dan pengoperasian Mesin Diesel Mirrlees Blackstone ESL 16 MK2 pada PT. PLN (Persero)
Wilayah Sulsel, Sultra & Sulbar Sektor Pembangkitan Kendari Unit PLTD Poasia.
BAB V : Merupakan bagian akhir dari laporan ini
yang berisi Kesimpulan dan Saran.
BAB
II
TINJAUAN PERUSAHAAN
2.1. Sejarah
Singkat PLN Kendari
Penyediaan Tenaga Listrik di
Propinsi Sulawesi Tenggara yang terbentuk pada tahun 1964 pada mulanya
dilakukan dan dikelola oleh Maskapai Perusahaan Setempat (MPS). Masing-masing
berkedudukan di Kendari, Bau-bau dan Raha. Seiring dengan penyerahan pengelolaan
kelistrikan di Wilayah Sulawesi Selatan dan Tenggara dari MPS ke PLN Wilayah
VII Makassar maka pada tahun 1971 status organisasi pengelolaan kelistrikan di
Kota Kendari dirubah menjadi unit setingkat Ranting dengan nama Ranting Kendari yang merupakan salah satu sub unit yang
berada di bawah PLN Cabang Ujung Pandang. Setelah itu berturut-turut MPS-MPS
yang berada di Kabupaten Buton dan Kabupaten Muna juga diambil alih
pengelolaannya oleh PLN Wilayah VIII.
Wilayah kerja Ranting Kendari
pada saat itu hanya mencakup kota Kendari dan sekitarnya karena kemampuan atau
kapasitas terpasang pembangkit listrik yang dikelola belum memadai yaitu
sebesar 1.156 kW. Dalam usaha untuk menjangkau dan mengakomodasi kebutuhan
masyarakat untuk mendapatkan fasilitas listrik dari PLN disamping untuk
memperpendek jalur koordinasi organisasi dan administrasi PLN di Sulawesi
Tengggara maka pada tahun 1977 berdasarkan Keputusan Pimpinan PLN Wilayah VIII
No. 017/W.VIII/1977 status organisasi Ranting Kendari ditingkatkan menjadi cabang dengan nama PLN
Wilayah VIII Cabang Kendari dengan wilayah kerja tersebar di 4 Kabupaten di
Propinsi Sulawesi Tenggara yaitu Kabupaten Kendari, Kabupaten Kolaka, Kabupaten
Buton, dan Kabupaten Muna, masing-masing berstatus Ranting yaitu Ranting
Bau-bau, Ranting Kolaka, dan Ranting Raha. Total kapasitas terpasang Pembangkit
Listrik PLN Wilayah VIII Cabang Kendari pada saat itu adalah sebesar 4.780 kW.
Setahun kemudian yaitu pada
tahun 1978, terjadi pemekaran sub unit di wilayah kerja Cabang Kota Kendari dan
Ranting Bau-Bau yaitu dengan terbentuknya Ranting Unaaha di Kabupaten Kendari
dan Wangi-Wangi di Kabupaten Buton. Sampai dengan tahun 1990 keadaan pengusaha
kelistrikan di Sulawesi Tenggara terus mengalami peningkatan yang ditandai
dengan meningkatnya jumlah pelanggan listrik PLN. Hal ini dimungkinkan karena
ditunjang oleh penyediaan tenaga listrik yang cukup memadai dengan kapasitas
pembangkit sebesar 20.506 kW. Pada tahun 1994, PLN Wilayah VIII Cabang Kendari
berubah menjadi PT. PLN (Persero) Cabang Kendari sebanyak 432 desa dari 809
desa yang ada atau sekitar 53,40 %. Untuk memacu peningkatan pelayanan dan
peningkatan pengusahaan kelistrikan, maka pada tanggal 31 Mei 1997 PT PLN
(Persero) Ranting Bau-Bau yang merupakan salah satu sub unit yang dibawahi oleh
PT. PLN (Persero) Cabang Kendari ditingkatkan status organisasinya menjadi Unit
setingkat Cabang dengan nama PT. PLN (Persero) Cabang Bau-bau berkedudukan di
Kota Bau-bau dengan wilayah kerja meliputi 2 unit setingkat Ranting yaitu
Ranting Raha dan Ranting Wangi-Wangi. Dengan terbentuknya Cabang Bau-Bau maka
struktur organisasi PT. PLN (Persero) Cabang Kendari menjadi lebih ramping
yaitu hanya membawahi 2 unit setingkat Ranting yaitu Ranting Kolaka dan Ranting
Unaaha. Sejalan dengan kebijakan restrukturisasi sektor ketenagalistrikan.
PT. PLN (Persero) Wilayah
VIII yang merupakan induk organisasi PT. PLN (Persero) Cabang Kendari diarahkan
menjadi Strategic Business Unit / Inversmant Centre dan tindak lanjutnya
maka sesuai dengan keputusan Direksi PT. PLN (Persero) No. 01.K/010/DIR/2001
tanggal 08 Januari 2001, PT. PLN (Persero) Unit Bisnis Sulawesi Selatan dan
Tenggara. Dalam rangka menerapkan pola pelayanan yang beroreintasi kepada
kepentingan pelanggan, maka sesuai dengan Keputusan General Manager PT. PLN
(Persero) Unit Bisnis Sulselra Nomor : 030 dan 031. K/021/GM/2002 tanggal 09
Januari 2002 dibentuk sub unit organisasi setingkat Rayon di Kota Kendari yaitu
: Rayon Benubenua dengan wilayah kerja yang meliputi Kota Kendari bagian Utara
dan Rayon Wua-Wua dengan wilayah kerja meliputi Kota Kendari bagian Selatan.
Kedua Rayon mulai beroperasi efektif tanggal 01 Juni 2002. Seiring dengan
dikeluarkannya Keputusan Direksi PT. PLN (Persero) Nomor : 120.K/010/DIR/2002
tanggal 27 Agustus 2002 dengan pertimbangan bahwa untuk menyelaraskan semangat
Otonomi Daerah dengan fungsi usaha dan wilayah kerja PT. PLN (Persero) di
daerah, maka kemudian nama PT. PLN (Persero) Unit Bisnis Sulawesi Selatan dan
Tenggara Cabang Kendari juga berubah namanya menjadi PT. PLN (Persero) Wilayah
Sulawsi Selatan dan Sulawesi Tenggara Cabang Kendari.
Sejalan dengan semangat otonomi daerah dan
pemekaran beberapa kabupaten di Propinsi Sulawesi Tenggara, dan untuk memacu
peningkatan pelayanan pelanggan maka sesuai Keputusan General Manager PT. PLN
(Persero) No. 1291.K/021/GM/2004 tanggal 29 Desember 2004, maka 2 September
dibentuk sub unit organisasi setingkat ranting pada Cabang Kendari : Ranting
Konawe Selatan, Ranting Bombana dan Ranting Kolaka Utara. Dengan demikian maka,
sampai saat ini struktur organisasi unit PT. PLN (Persero) Cabang Kendari
terdiri atas lima Ranting dan dua Rayon yaitu : Ranting Kolaka, Ranting Unaaha,
Ranting Konawe Selatan, Ranting Bombana, Ranting Kolaka Utara, Rayon Benubenua
dan Rayon Wua-Wua.
2.2. Sejarah Singkat Unit PLTD Poasia
PT. PLN (Persero) Sektor Pembangkitan Kendari Unit
PLTD Poasia atau yang biasa disebut masyarakat Kendari PLTD Poasia secara resmi
berganti nama dari PT. PJB UBP Kendari pada tahun 2009. Pada tahun tersebut
terjadi pengambil alihan aset dari PT. PJB ke PT. PLN (Persero) Sektor
Pembangkitan Kendari. Didirikan pada tahun 1997 di lokasi Pelabuhan Perikanan
Samudra (PPS) dengan pola sewa tanah selama 15 tahun, beroperasi memakai bahan
bakar utama HFO dan bahan bakar pendukung LFO, tetapi pengoperasiannya baru
dapat dilaksanakan pada satu mesin pada awal tahun 1999, disebabkan oleh
pengaruh krisis moneter yang terjadi pada saat itu. PLTD PJB didirikan atas
kerjasama antara PT. PJB dengan PT. PLN Wilayah VIII Makasar untuk dapat
memenuhi kebutuhan energi listrik di Sulawesi Tenggara, khususnya kota
Kontraktor yang ditunjuk untuk mendirikan PLTD Poasia
pada saat itu adalah PT. Mirlindo Padu Kencana atau yang disebut PT. MPK yang
banyak mengalami hambatan baik dari segi dana maupun dari segi SDM mereka
sendiri. Hal tersebut mengakibatkan pengoperasian PLTD Poasia menjadi mundur
dari jadwal yang telah ditentukan sebelumnya.
PLTD Poasia telah mengalami beberapa pergantian pucuk
pimpinan. Semasa masih di bawah naungan PT. PJB, Koordinator Ir. Nyoman Awatara
(tahun 1999 s/d akhir tahun 2000) diserahkan kepada Didik Nurhadi,ST (tahun
2000 s/d Maret 2003) kemudian diserakan ke Ir. Rudi Hendara P (Maret 2003 s/d
Juli 2004) kemudian diserahkan kepada Ir. Adi Setiawan (Juli 2004 s/d Feb 2005)
di serahkan kepada Gede Yudarma ST (maret 2005 sampai 2007) kemudian diserahkan
kepada Ir. Saptono (Juli 2007 s/d Des 2008). Setelah terjadi pengambil alihan
aset, maka PLTD Poasia dipimpin oleh Dimas Satria ST (January 2009 s/d September 2011). Kemudian terjadi peralihan
kepemimpina PLTD Poasia
yaitu kepada bapak Andreas Arthur N. (Oktober 2011 sampai dengan sekarang).
Pada masa kepemimpinan Ir. Adi Setiawan proses
pemulangan karyawan UBHAR (UHAR sekarang) dimulai dan digantikan oleh tenaga
kerja putra daerah sebagai tenaga outsourching dalam wadah Koperasi
Pembangkitan Diesel PLTD Poasia. Setelah diambil alih oleh PT. PLN (Persero)
Sektor Pembangkitan Kendari, maka pengelolaan karyawan outsourching diserahkan
kepada PT. Kinerja Cahaya Abadi atau yang dikenal PT. KCA.
2.3.
Visi dan Misi
Visi
Diakui
sebagai perusahaan kelas dunia yang bertumbuh kembang unggul dan terpercaya
dengan bertumbuh pada potensi insani.
Misi
1.
Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi
pada kepuasan pelanggan anggota perusahaan dan pemegang saham.
2.
Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas
kehidupan masyarakat.
3.
Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi.
4.
Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan.
2.4. Penyaluran
Listrik PLTD Poasia
Cabang dari beberapa
pembangkit yang ada di Kendari khusus yang melalui penyaluran Listrik Kota
Kendari yaitu Unit PLTD Wua-Wua dan Unit PLTD Poasia. PLTD Wua-Wua melayani 6
daerah di Kendari dan PLTD Poasia melayani 5 daerah di Kendari, berikut adalah
pembagian/penyaluran listrik :
PLTD Poasia menyalurkan
listrik ke daerah :
·
F. Express
·
F. PPS
·
F. Andonouhu
·
F. Lapuko
·
F. Teluk
PLTD Wua-Wua menyalurkan listrik ke daerah :
·
F. Kendari Beach
·
F. Mata
·
F. Batugong
·
F. Pomala
·
F. Konda
·
F. Mowila
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Teori Dasar Mesin Diesel
Prinsip kerja mesin diesel putaran tinggi yaitu
torak yang bergerak translasi (bolak-balik) di dalam
silinder yang dihubungkan dengan poros engkol yang berputar pada
bantalannya, dengan perantara batang penggerak dan batang penghubung. Campuran
bahan bakar dan udara dibakar di dalam ruang bakar, yaitu ruang yang dibatasi
oleh dinding silinder, kepala torak, dan kepala
silinder. Hasil pembakaran itu mampu menggerakkan torak dan selanjutnya mampu
memutar poros engkol. Pada kepala silinder terdapat katup isap dan
katup buang. Katup isap berfungsi untuk memasukkan udara segar ke dalam silinder, sedangkan katup buang berfungsi untuk mengeluarkan gas pembakaran
yang sudah tidak terpakai. Motor diesel adalah salah satu jenis pembakaran
kerja di dalam silinder mesin yang bertekanan tinggi
setelah mendapat suplai bahan bakar berbentuk kabut yang
disemprotkan oleh injektor.
Pada prinsip pembakaran di dalam mesin pada motor bakar,
solar disemprotkan ke dalam silinder berisi udara yang
bertemperatur dan bertekanan tinggi, sehingga bahan bakar terbakar dengan
sendirinya. Gas-gas tersebut akan mengembang yang menekan dan mendorong torak
untuk bergerak ke bawah ke poros engkol yang berubah menjadi gerak putar.
Berbagai macam alasan sehingga motor diesel tidak hanya
menyaingi mesin panas yang lain, tetapi dalam banyak hal mesin diesel menguasai
banyak medan, karena hampir setiap bidang yang menggunakan mesin sebagai media
penggerak itu menggunakan mesin diesel. Dalam berbagai jenis bidang industri
penghematan bahan bakar dan biaya
pengoperasian menjadi parameter. Untuk mencapai target
demikian, maka para pelaku bidang industri dan jasa menggunakan mesin diesel
dibanding dengan mesin-mesin yang lain.
3.2. Karakteristik Mesin Diesel
Karakteristik utama yang membedakan
motor diesel dengan motor bakar lainnya adalah metode penyalaan bahan bakar.
Dalam motor diesel, injeksinya dalam silinder berisikan udara yang
bertekanan tinggi. Selama kompresi udara berlangsung, suhu udara meningkat
sehingga ketika dalam bentuk kabut bersentuhan dengan udara panas di dalam silinder akan menyala dengan sendirinya tanpa adanya alat
penyalaan dari luar. Karena alasan ini motor diesel disebut juga dengan mesin
penyalaan kompresi.
Perbandingan kompresi diusahakan setinggi mungkin agar memperoleh efisiensi yang
tinggi. Dengan demikian perbandingan
kompresi yang rendah pada umumnya dipergunakan pada mesin diesel berukuran
besar dengan putaran rendah. Sebaliknya, perbandingan kompresi yang tinggi
banyak dipakai pada mesin diesel yang berukuran kecil dengan putaran tinggi.
Konstruktor sering menggunakan
perbandingan kompresi yang serendah-rendahnya berdasarkan kekuatan material dan
berat mesin. Perbandingan kompresi dan mesin diukur dari berapa banyaknya udara
dan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder selama gerak isap dan
dimanpatkan pada gerak kompresi, atau dengan kata
lain perbandingan antara isi silinder yaitu antara Titik Mati Atas (TMA) ke Titik
Mati Bawah (TMB).
Perbandingan kompresi mempengaruhi keadaan tenaga motor, sehingga apabila perbandingan
kompresi kecil maka motor akan berputar dengan lambat dan sebaliknya bila
kompresi diperbesar, maka tekanan pembakaran akan bertambah dan akan diperoleh
tenaga yang besar pula. Olehnya itu motor diesel pada umumnya bekerja dengan
perbandingan kompresi 14-17 dan tekanan 20-40 kg/cm.
3.3. Prinsip Kerja Mesin Diesel
Mesin
diesel menggunakan
bahan bakar LFO (Light Fuel Oil) atau HFO
(Heavy Fuel Oil) yang proses penyalaannya dengan sistem tekanan udara tinggi. Energi
mekanis yang dihasilkan oleh mesin diesel atau motor diesel ini selanjutnya
memutar generator, sehingga generator tersebut mengubah energi mekanis menjadi
energi listrik. Energi listrik inilah yang disalurkan ke konsumen.
Mesin diesel kebanyakan menggunakan
prinsip kerja empat langkah, dimana keempat langkah memerlukan piston yang
berbeda. Dimulai dari
langkah isap, langkah kompresi, langkah kerja atau usaha, dan langkah
buang. Siklus ini terjadi berkesinambungan dengan tidak mengubah urutan
langkahnya. Prinsip kerja motor diesel pada umumnya disesuaikan dengan siklus
tekanan terbatas yang berdasarkan siklus termodinamika. Pada siklus ini proses pembakaran kalor terjadi pada tekanan terbatas.
Secara umum prinsip kerja mesin diesel
pada PLTD adalah :
1. Inlet Stroke/Langkah Isap
a.
Piston turun
b.
Katup udara masuk (Inlet Valve) terbuka
c.
Katup udara keluar (Exhaust Valve) tertutup
d.
Udara masuk
2. Compression Stroke/Langkah
Kompresi
a.
Piston naik
b.
Kedua katup (Inlet Valve dan Exhaust Valve) tertutup
c.
Udara terkompressi
3. Power Stroke / Langkah Kerja
a.
Piston turun
b.
Kedua katup tertutup
c.
Udara dan Bahan Bakar terbakar
4. Exhaust Stroke/Langkah Buang
a.
Piston naik
b.
Katup udara masuk (Inlet Valve) tertutup
c.
Katup udara keluar (Exhaust Valve) terbuka
d.
Hasil pembakaran keluar
Seperti pada gambar berikut :
 |
Gambar 3.1. Prinsip Kerja Mesin Diesel 4 Langkah, a)
Langkah isap, b) Langkah kompresi, c) Langkah kerja, d) Langkah buang.
-
Diagram PV
 |
Gambar 3.2. Diagram
PV (Ideal) Mesin Diesel 4 Langkah.
Keterangan :
Langkah 0-1 adalah langkah hisap, tekanan konstan.
Langkah 1-2 adalah langkah kompresi, proses adiabatic, kondisi isentropic
Langkah 2-3 dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada tekanan konstan.
Langkah 3-4 merupakan proses ekspansi, isentropic
Langkah 4-1 dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konsatan
Langkah 1-0 merupakan langkah buang, tekanan konstan
Dalam kenyataan di lapangan ternyata tidak ada satupun
siklus ideal tekanan-konstan dapat diwujudkan. Penyimpangan dari siklus ideal
tersebut terjadi karena dalam keadaan sebenarnya terjadi kerugian seperti
kebocoran fluida, katup tidak terbuka dan menutup secara tepat, terdapat
kerugian kalor, dan macam-macam kerugian lainnya. Gambar di bawah ini
menunjukkan siklus sebenarnya dari mesin diesel.
Gambar
3.3. Diagram PV Mesin Diesel 4 Langkah Sebenarnya.
Gambar diatas memperlihatkan diagram indikator yang sebenarnya, diagram ini
diambil dari hasil pembakaran mesin yang beroperasi dengan menggunakan alat
indikator. Luas diagram
diatas mencerminkan tekanan yang bekerja di atas piston, dari sini kita dapat
mencari tekanan rata-rata.
Untuk mengetahui secara jelas bagaimana
proses perubahan tekanan di dalam silinder itu terjadi mari kita perhatikan
uraian berikut ini :
1.
Langkah isap
Piston bergerak dari TMA ke TMB oleh perputaran poros
engkol dan secara praktis katup masuk terbuka sebelum mulai langkah isap.
Volume didalam silinder akan bertambah, tekanan turun
lebih kecil dari tekanan udara luar (Vacum) menyebabkan udara masuk kedalam
selinder melalui katup isap.
 |
Gambar 3.4. Langkah Isap
2.
Langkah kompresi
Piston
bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk dan katup buang akan menutup, volume
silinder mengecil dan temperatur dan tekanan udara kompresi akan bertambah.
Pada akhir langkah kompresi mesin diesel
tekanan dalam selinder ± 30 bar dan temperatur ± 550 ° C. Beberapa saat sebelum akhir langkah kompresi bahan
bakar diinjeksikan kedalam selinder, maka akan terjadi atomisasi bahan bakar
didalam selinder karena semprotan bahan bakar yang sangat cepat. Campuran terbentuk
karena atomisasi atau uap bahan bakar dan udara panas akan dapat mengawali
pembakaran. Pada waktu piston hampir mencapai TMA, campuran bahan bakar/udara
didalam selinder akan terbakar dengan cepat.
Gambar
3.5. Langkah Kompresi
3.
Langkah Usaha
Pada akhir langkah kompresi dan setelah terjadi
pembakaran spontan, piston untuk kedua kalinya bergerak dari TMA ke TMB
(langkah usaha).
Tekanan gas didalam selinder relatif tinggi sehingga
piston didorong ke bawah, piston bergerak kebawah dan ruang didalam silinder
bertambah, tekanan dan temperatur gas akan berkurang dengan cepat. Energi panas akan di ubah menjadi energi
mekanik yang dapat memutar poros engkol.
Gambar 3.6. Langkah Usaha
4. Langkah Buang
Sebelum
piston mencapai TMB katup buang terbuka, sehingga gas pembakaran akan mengalir
keluar melalui katup buang menuju saluran pembuangan selanjutnya ke udara
luar.Dengan terbukanya katup buang sebelum akhir langkah usaha, maka gas bekas
akan mengalir keluar, pada waktu yang bersamaan piston kembali bergerak menuju
TMA.
Selama
langkah buang, katup buang terbuka dan sisa gas bekas akan terdorong keluar
oleh desakan piston. Karena tekanan didalam silinder lebih besar dibanding
udara luar, maka diperlukan energi untuk menggerakan piston, energi tersebut
disuplai oleh Fly Wheel atau
dari silinder lainnya.
 |
Gambar 3.7. Langkah Buang
Gambar 3.7. Langkah Buang
-
Diagram Katup
Pemasukan udara ke dalam selinder akan menyebabkan gas
buang kehilangan daya yang diperlukan, disebut rugi pemompaan. Untuk menurunkan
tekanan balik (Back Pressure), maka pembukaan katup dibuat sebesar mungkin, ini
khususnya penting dalam kasus mesin 2 langkah karena proses buang
keseluruhannya terjadi dalam bagian yang kecil dari langkah piston dan
pembilasan harus diselesaikan seluruhnya oleh tekanan pengisian udara segar.
Oleh sebab itu, mesin diesel 2 langkah biasanya menggunakan 2 atau 4 katup buang
tiap silinder.
Pada mesin 4
langkah, pembukaan katup buang tidak menjadi masalah, karena gas buang dipaksa
keluar dalam gerak positif dari piston selama langkah pembuangan. Pembukaan
katup isap perlu untuk diperhatikan agar tidak ada hambatan, karena hambatan
terhadap aliran udara tidak hanya menaikan rugi pemompaan tetapi juga
menurunkan density pengisian
udara. Penurunan densiti pengisian udara berarti berkurangnya berat oksigen
yang tersedia tiap langkah pemasukan, akibatnya bahan bakar yang terbakar
berkurang dan daya maksimum yang dapat dibangkitkan menjadi berkurang. Kondisi ini makin
berat dengan meningkatnya kecepatan mesin, rugi pemompaan meningkat dengan
cepat karena kecepatan yang tinggi dari aliran gas dan density pengisian udara juga berkurang.
 |
Gambar 3.8. Valve Assembly
Pengaturan
timing katup sangat penting untuk memperoleh kombinasi yang baik antara daya,
efisiensi, ekonomi dan umum mesin. Faktor kunci dalam mencapai tujuan tersebut
adalah proses pengisian, campuran bahan bakar dengan udara yang tepat kedalam
selinder.
Telah
diketahui bahwa, mesin memerlukan bahan bakar, udara dan panas untuk keperluan
pembakaran didalam selinder, dan pembakaran tersebut menghasilkan gas bekas
yang harus dikeluarkan dari ruang bakar.
Untuk mengatur pemasukan dan pembuangan tersebut diatur oleh katup
(Katup isap dan katup buang).
Katup
bekerja membuka dan menutup saluran fluida gas. Katup masuk bekerja membuka dan menutup saluran udara yang masuk ke dalam silinder,
sedangkan katup buang bekerja membuka dan menutup saluran gas bekas ke luar silinder.
Diagram
katup isap
 |
Gambar 3.9. Diagram Katup Isap
Gambar
di atas menunjukkan diagram katup isap dengan besaran derajat yang ditunjukkan
sebagai A, dan B. Dalam hal ini katup isap membuka pada posisi poros engkol 100
sebelum piston mencapai TMA dan akan menutup pada posisi poros engkol 490
setelah piston melewati TMB. Jadi total waktu katup isap terbuka adalah 10+ 180
+ 49 = 2390 |
|||
 |
|||
Gambar 3.10. Diagram Katup Buang
Gambar
3.10. menunjukkan diagram katup
buang dengan besaran derajat, dimana C = 460 dan D = 130. Maksudnya katup
buang membuka pada 460
sebelum TMB dan katup buang menutup pada 130 setelah TMA. Jadi
total katup buang terbuka adalah 13 + 180 + 46 = 2390.
Jika diagram
katup isap digabung dengan diagram katup buang menjadi satu diagram disebut
diagram katup. Karena timing katup mesin satu dan lainnya bisa berbeda, maka akan berbeda pula diagram katupnya. Hal
ini sesuai dengan perencanaan dari tiap tipe dan jenis mesinnya.
Gambar 3.11. Diagram Katup
Gambar 3.11. adalah suatu contoh diagram katup yang
diambil dari mesin Diesel DAF.
X = Titik Mati Atas (TMA)
Y = Titik Mati Bawah (TMB)
A = 10°, Katup isap terbuka
B = 49°, Katup isap tertutup
C = 46°, Katup buang terbuka
D = 13°, Katup buang tertutup
Katup isap terbuka = 10° +180° + 49° = 239°
Kedua katup tertutup selama
langkah kompresi dan langkah kerja :
180° - 49° =
131°
180° - 46° =
134°
Total = 265°
Total katup buang terbuka :
46° + 180° + 13° = 239°
Hal ini berarti putaran poros
engkol :
239° + 265° + 239° = 743° untuk satu siklus lengkap.
3.4. Komponen-Komponen Utama Mesin Diesel
a. Kepala silinder (Cylinder Head)
Kepala silinder merupakan penutup bagian atas
silinder dan tempat katup melewatkan
udara, bahan bakar dan gas buang.
 |
Gambar 3.12. Cylinder Head
Kepala silinder terbuat dari bahan material :
1.
Mesin Diesel kecil dan sedang terbuat dari bahan
a.
Besi cor berkembang (Close-Grinded Cast Iron).
b.
Besi cor nikel (Nicel Cast Iron).
2.
Mesin Diesel besar terbuat dari bahan
a.
Besi cor karbon rendah (Low Carbon Cast Steel).
b.
Baja plat tempa silas (Welded of Steel Plates and
Forging).
Perlu diketahui bahwa panas dan tekanan pembakaran yang tinggi akan
mengurangi daya tahan kekuatan bahan kepala silinder.
b. Torak (Piston)
Piston merupakan bagian yang bergerak dalam ruang silinder
yang meneruskan daya hasil pembakaran bahan bakar kepada poros.
Piston mempunyai fungsi sebagai berikut :
a).
Merapatkan ruangan silinder dari bagian dalam
b).
Memampatkan udara kompresi
c).
Menerima tekanan pembakaran waktu proses perubahan
d).
Meneruskan tekanan pembakaran ke poros engkol melalui
connecting rod
e).
Bagian permukaan piston menyerap panas selama proses
berlangsung.
Piston dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu barrel piston untuk yang
memakai cross head dan trunk piston.
Gambar 3.13. Jenis Piston, a) barrel piston untuk yang memakai
cross head, b) trunk piston.
Piston menyerap 18 % atau bahkan lebih panas dari hasil pembakaran.
Karena itu piston juga perlu pendinginan. Pendingin yang digunakan pada piston
berupa minyak pelumas yang bertujuan untuk menjaga piston berada pada
temperatur yang diizinkan.
 |
Gasmbar 3.14. Aliran
Minyak Pelumas pada Piston
Piston terbuat dari bahan (material) sebagai berikut :
a).
Baja tuang ( Cast Steel ).
b).
Baja tempa ( Foged Steel )
c).
Besi tuang ( Cast Iron ).
d).
Alumunium tuang campuran ( Alloy Cast Aluminium
Alumunium).
e).
Baja tuang campuran ( Alloy Cast Steel ).
f).
Baja dilas (Welded Steel).
 |
a.
Piston dengan ruang cekung
b.
Piston cekungan samping
c.
Piston sirkulasi arus angin
d.
Piston untuk injector datar
e.
Piston dengan ruang turbulen
f.
Piston untuk injector serong / miring
g.
Piston model Mercedez
h.
Piston
untuk mesin dengan ruang bakar mula
Gambar
3.15. Bentuk-Bentuk Piston
c. Batang engkol (Connecting
Rod)
Batang engkol terhubung dengan torak yang dikaitkan pada pena torak (Piston Pin)
sementara ujung lainnya terhubung dengan poros engkol. Batang
torak berfungsi untuk memindahkan daya yang dihasilkan di atas piston ke poros
engkol dan mengalirkan minyak pelumas ke piston. Batang torak terbuat dari baja
campuran kekuatan tinggi (high strength alloy steel).
Untuk
mesin type V conrodnya ada dua jenis, yaitu :
a).
Fork and blade,
b).
Sendi.
 |
Gambar
3.16. Conrod Type V, a) Fork and blade, b) Sendi.
d. Poros engkol (Crank Shaft)
Poros ini dengan bentuk yang
unik berputar di bawah aksi torak melalui batang engkol dan pena engkol. Putaran poros
engkol inilah yang merupakan daya output dari mesin yang dapat dimanfaatkan
untuk berbagai kebutuhan.
 |
.
Gambar
3.17. Crank Shaft
Poros engkol atau crank shaft berfungsi sebagai :
1.
Menerima gaya inertian yang tinggi pada puncak tekanan
gas diatas piston.
2.
Merubah gerak bolak balik (Translasi) menjadi
gerak putar (rotasi).
Faktor-faktor yang mempengaruhi Kontruksi poros engkol :
1.
Saluran Pelumas.
2.
Jumlah Silinder & FO.
e. Roda gila (Fly Wheel)
Komponen ini yang berbentuk piringan yang terbuat dari
metal dengan berat yang cukup dipasang pada suatu ujung poros engkol.
Roda gila (Fly Wheel) berfungsi untuk :
a)
Menerima putaran yang bervariasi selama proses kerja
mesin berlangung.
b)
Membatasi timbul dan hilangnya penambahan putaran akibat
perubahan mendadak.
c)
Menerima dan menyimpan tenaga sewaktu langkah kerja dan
digunakan pada waktu langkah kosong.
d) Membantu memindahkan putaran pada waktu
start.
e)
Meletakkan tanda posisi Top Piston untuk tiap silinder.
Fly Wheel terbuat dari bahan antara lain :
1.
Cast Iron
2.
Cast Stell.
3.
Forged Steel.
 |
Gambar 3.18. Macam-macam
konstruksi Fly Wheel : a) Fly Wheel untuk ujung poros yang meruncing, b) Fly
Wheel dibuat pada poros flens, c) Fly Wheel antara Flens poros, d) Fly Wheel
untuk Diesel Trunk.
f. Poros Nok (Cam Shaft)
Poros ini mendapat daya dari poros engkol yang dihubungkan
oleh suatu rantai dan roda gigi. Poros nok berfungsi untuk mengatur waktu dalam
pergerakan katup melalui rocker arm.
 |
Gambar 3.19. Cam Shaft
Beberapa model dari Cam shaft :
 |
Gambar 3.20. Model-model cam shaft, a) cam shaft untuk
diesel besar dan Menengah, b) cam shaft pada mesin diesel putaran tinggi, c) cam
shaft pivot, d) cam shaft kombinasi dengan roller.
Bahan (Material) untuk :
1. Cam : a).
Forget Steel.
b). Hardened Steel.
2. Roller : Steel
3. Stem klep buang : hard alloy
steel.
g. Katup (Valve)
Katup merupakan bagian yang diatur oleh poros nok dan
berfungsi sebagai pintu gerbang dari silinder dalam mensuplai udara dan
membuang gas buang hasil pembakaran. Pada katup ini juaga dilangkapi pegas untuk menjamin katup penutup.
Prinsip kerjanya adalah bila cam menekan push rod, maka rocker arm menahan
katup sehingga katup tersebut terbuka.
a). Katup Berkedok
Pada mesin tertentu, katup masuk dibuat
berkedok (tameng). Kedok tersebut gunanya untuk mendapatkan pusaran
(turbulensi) udara, agar terjadi percampuran udara dan bahan bakar yang merata.
 |
 |
Gambar 3.21. Katup Berkedok
b). Dudukan
Katup
Sudut
dudukan katup berkisar 30° – 45o.
Dudukan
katup yang sudah aus sekali, biasanya di-reconditioning dengan mengecornya kembali.
 |
Gambar 3.22. Dudukan Katup
c). Valve Guide
Berfungsi untuk menjaga gerakan katup agar tegak lurus
pada dudukannya.
Bahan valve guide dari besi cor, besi
campuran dan kadang-kadang digunakan juga Broze.
 |
Gambar 3.23. Valve Guide
 |
Gambar 3.24. Push Rod dan Rocker
Arm
h. Liner
Liner merupakan tempat berlangsungnya proses kerja
mesin : isap, kompresi, usaha dan buang.
Liner terbgi menjadi dua, yaitu:
a).
Liner Basah (Dry Liner) adalah liner yang didinginkan
langsung oleh air pendingin, biasanya untuk mesin sedang atau besar.
b).
Liner Kering
(Wet Liner) adalah liner yang tidak langsung didinginkan oleh air, biasanya
untuk mesin kecil.
Liner Kering
(Wet Liner) adalah liner yang tidak langsung didinginkan oleh air, biasanya
untuk mesin kecil.
|
|
