Pernahkah Anda memandang dengan takjub saat sebuah truk raksasa merayap perlahan ke atas bukit? Mungkin tidak! Hal seperti itu terjadi setiap hari. Tetapi berhenti dan pikirkan sejenak tentang apa yang terjadi — bagaimana beban yang sangat besar dan berat diangkat secara sistematis melawan kekuatan gravitasi yang luar biasa hanya dengan menggunakan beberapa cangkir cairan kotor (bahan bakar, dengan kata lain) —dan Anda mungkin setuju bahwa apa yang Anda lihat sungguh luar biasa. Mesin diesel adalah kekuatan di balik alat berat terbesar kami — truk, kereta api, kapal, dan kapal selam. Sepintas lalu, mereka mirip dengan mesin bensin (bensin) biasa tetapi mereka menghasilkan lebih banyak tenaga, lebih efisien dengan bekerja dengan cara yang sedikit berbeda. Mari kita lihat lebih dekat!
APA ITU MESIN DIESEL ?
Layaknya mesin bensin, mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam. Pembakaran adalah kata lain untuk pembakaran, dan arti internal di dalam, jadi mesin pembakaran dalam hanyalah salah satu tempat bahan bakar dibakar di dalam bagian utama mesin (silinder) tempat tenaga dihasilkan. Itu sangat berbeda dengan mesin pembakaran luar seperti yang digunakan oleh lokomotif uap model lama. Di mesin uap, ada api besar di salah satu ujung ketel yang memanaskan air untuk menghasilkan uap. Uap mengalir ke bawah melalui tabung panjang ke silinder di ujung lain dari ketel di mana ia mendorong piston maju mundur untuk menggerakkan roda. Ini adalah pembakaran luar karena api berada di luar silinder (biasanya 6-7 meter atau 20-30 kaki jauhnya). Pada mesin bensin atau diesel, bahan bakar terbakar di dalam silinder itu sendiri. Pembakaran internal menghabiskan lebih sedikit energi karena panas tidak harus mengalir dari tempat ia diproduksi ke dalam silinder: semuanya terjadi di tempat yang sama. Itulah sebabnya mesin pembakaran internal lebih efisien daripada mesin pembakaran eksternal (mereka menghasilkan lebih banyak energi dari volume bahan bakar yang sama).
APA PERBEDAAN MESIN DIESEL DENGAN MESIN BENSIN?
Mesin bensin dan mesin diesel keduanya bekerja dengan pembakaran internal, tetapi dengan cara yang sedikit berbeda. Di mesin bensin, bahan bakar dan udara diinjeksikan ke dalam silinder logam kecil. Piston memampatkan (meremas) campuran, membuatnya meledak, dan percikan listrik kecil dari busi membakarnya. Itu membuat campuran meledak, menghasilkan tenaga yang mendorong piston ke bawah silinder dan (melalui poros engkol dan roda gigi) memutar roda. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang ini dan menonton animasi sederhana tentang cara kerjanya di artikel kami tentang mesin mobil.
Mesin diesel serupa, tetapi lebih sederhana. Pertama, udara dibiarkan masuk ke dalam silinder dan piston memampatkannya — tetapi jauh lebih banyak daripada di mesin bensin. Dalam mesin bensin, campuran bahan bakar-udara dikompresi menjadi sekitar sepersepuluh dari volume aslinya. Tetapi dalam mesin diesel, udara dikompresi oleh apa pun dari 14 hingga 25 kali.
[1] Jika Anda pernah memompa ban sepeda, Anda akan merasakan pompa semakin panas di tangan Anda semakin lama Anda menggunakannya. Itu karena mengompresi gas menghasilkan panas. Bayangkan, kemudian, berapa banyak panas yang dihasilkan dengan memaksa udara masuk ke ruang 14-25 kali lebih sedikit daripada yang biasanya dibutuhkan. Begitu banyak panas, sehingga udara menjadi sangat panas — biasanya setidaknya 500 ° C (1000 ° F) dan terkadang sangat lebih panas. Setelah udara dikompresi, kabut bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder biasanya (dalam mesin modern) dengan sistem injeksi bahan bakar elektronik, yang bekerja seperti kaleng aerosol yang canggih. (Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan bervariasi, tergantung pada seberapa banyak tenaga yang diinginkan pengemudi untuk dihasilkan mesin.) Udara sangat panas sehingga bahan bakar langsung menyala dan meledak tanpa memerlukan busi. Ledakan yang terkontrol ini membuat piston mendorong keluar silinder, menghasilkan tenaga yang menggerakkan kendaraan atau mesin tempat mesin dipasang. Saat piston kembali ke silinder, gas buang didorong keluar melalui katup buang dan, prosesnya berulang — ratusan atau ribuan kali dalam satu menit!
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MESIN DIESEL
Mesin diesel adalah mesin pembakar bahan bakar paling serbaguna yang umum digunakan saat ini, ditemukan dalam segala hal mulai dari kereta api dan derek hingga buldoser dan kapal selam. Dibandingkan dengan mesin bensin, mereka lebih sederhana, lebih efisien, dan lebih ekonomis. Mereka juga lebih aman, karena bahan bakar diesel tidak mudah menguap dan uapnya kurang eksplosif dibandingkan bensin. Tidak seperti mesin bensin, mesin ini sangat baik untuk memindahkan muatan besar dengan kecepatan rendah, sehingga ideal untuk digunakan di kapal pengangkut barang, truk, bus, dan lokomotif. Kompresi yang lebih tinggi berarti bagian-bagian dari mesin diesel harus menahan tekanan dan tekanan yang jauh lebih besar daripada yang ada di mesin bensin. Itulah mengapa mesin diesel harus lebih kuat dan lebih berat dan mengapa, untuk waktu yang lama, mesin hanya digunakan untuk menggerakkan kendaraan dan mesin besar. Meskipun ini mungkin tampak sebagai kelemahan, itu berarti mesin diesel biasanya lebih kuat dan bertahan lebih lama daripada mesin bensin.
Mesin diesel adalah mesin pembakar bahan bakar paling serbaguna yang umum digunakan saat ini, ditemukan dalam segala hal mulai dari kereta api dan derek hingga buldoser dan kapal selam. Dibandingkan dengan mesin bensin, mereka lebih sederhana, lebih efisien, dan lebih ekonomis. Mereka juga lebih aman, karena bahan bakar diesel tidak mudah menguap dan uapnya kurang eksplosif dibandingkan bensin. Tidak seperti mesin bensin, mesin ini sangat baik untuk memindahkan muatan besar pada kecepatan rendah, sehingga ideal untuk digunakan di kapal pengangkut barang, truk, bus, dan lokomotif. Kompresi yang lebih tinggi berarti bagian-bagian dari mesin diesel harus menahan tekanan dan tekanan yang jauh lebih besar dari yang ada di mesin bensin. Itulah mengapa mesin diesel harus lebih kuat dan lebih berat dan mengapa, untuk waktu yang lama, mesin hanya digunakan untuk menggerakkan kendaraan dan mesin besar. Meskipun ini mungkin tampak kelemahan sebagai, itu berarti mesin diesel biasanya lebih kuat dan bertahan lebih lama dari mesin bensin.
Tidak diragukan lagi bahwa mesin diesel akan terus menggerakkan kendaraan berat — truk, bus, kapal, dan lokomotif kereta api semuanya bergantung padanya — tetapi masa depan mereka dalam mobil dan kendaraan ringan menjadi semakin tidak pasti. Dorongan terhadap mobil listrik telah memberikan dorongan yang kuat untuk membuat mesin bensin lebih ringan, lebih ekonomis, dan lebih sedikit polusi, dan mesin gas yang ditingkatkan ini merusak beberapa keuntungan yang dirasakan dari penggunaan mesin diesel di mobil. Dalam persaingan yang berkembang antara kendaraan listrik yang terjangkau dan mobil bensin yang lebih baik, mesin diesel mungkin akan tersesat sama sekali. Kemudian lagi, mesin diesel sendiri terus berkembang; pada tahun 2011, Departemen Energi AS meramalkan bahwa mesin masa depan dapat meningkatkan efisiensi dari 40 persen saat ini menjadi 60 persen atau lebih. Jika itu terjadi, diesel dapat tetap menjadi pesaing kendaraan yang lebih kecil untuk beberapa tahun mendatang, terutama jika emisi jelaga mereka dapat diatasi dengan baik.
APA YANG MEMBUAT MESIN DIESEL LEBIH EFISIEN?
Mesin diesel dua kali lebih efisien daripada mesin bensin — paling banter sekitar 40–45 persen. [2] Secara sederhana, itu berarti Anda dapat melangkah lebih jauh dengan jumlah bahan bakar yang sama (atau mendapatkan lebih banyak miles untuk uang Anda). Ada beberapa alasan untuk ini. Pertama, mereka memampatkan lebih banyak dan beroperasi pada suhu yang lebih tinggi. Sebuah teori mendasar tentang cara kerja mesin kalor, yang dikenal sebagai aturan Carnot, memberi tahu kita bahwa efisiensi mesin bergantung pada suhu tinggi dan rendah di mana ia beroperasi. Mesin diesel yang berputar melalui perbedaan suhu yang lebih besar (suhu terpanas lebih tinggi atau suhu dingin terendah) lebih efisien. Kedua, kurangnya sistem pengapian busi membuat desain lebih sederhana yang dapat dengan mudah memampatkan udara lebih banyak — dan ini membuat pembakaran bahan bakar lebih panas dan lebih sempurna, melepaskan lebih banyak energi. Ada penghematan efisiensi lain juga. Dalam mesin bensin yang tidak bekerja dengan daya penuh, Anda perlu memasok lebih banyak bahan bakar (atau lebih sedikit udara) ke silinder agar tetap berfungsi; Mesin diesel tidak memiliki masalah itu sehingga mereka membutuhkan lebih sedikit bahan bakar saat bekerja dengan tenaga yang lebih rendah. Faktor penting lainnya adalah bahan bakar diesel membawa sedikit lebih banyak energi per galon daripada bensin karena molekul penyusunnya memiliki lebih banyak energi untuk mengunci atom-atomnya (dengan kata lain, solar memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada bensin). Diesel juga merupakan pelumas yang lebih baik daripada bensin sehingga mesin diesel secara alami akan bekerja dengan lebih sedikit gesekan.
APA PERBEDAAN BAHAN BAKAR DIESEL
Diesel dan bensin sangat berbeda. Anda akan tahu sebanyak ini jika Anda pernah mendengar cerita horor orang-orang yang salah mengisi bahan bakar mobil atau truk mereka! Pada dasarnya, diesel adalah produk minyak bumi bermutu rendah dan kurang dimurnikan yang terbuat dari hidrokarbon yang lebih berat (molekul yang dibangun dari lebih banyak atom karbon dan hidrogen). Mesin diesel mentah yang tidak memiliki sistem injeksi bahan bakar yang canggih, secara teori, dapat bekerja dengan hampir semua bahan bakar hidrokarbon — karena itu biodiesel (sejenis bahan bakar nabati yang terbuat dari, antara lain, limbah minyak nabati) populer. Penemu mesin diesel, Rudolf Diesel, berhasil menjalankan mesin awalnya dengan minyak kacang tanah dan mengira mesinnya akan membantu orang dengan membebaskan mereka dari ketergantungan pada bahan bakar seperti batu bara dan bensin, dan sumber tenaga yang terpusat. [3] Kalau saja dia tahu!
