Komponen yang fungsinya untuk memanaskan ruang bakar injeksi tak langsung pada sat start adalah

Sistem direct injection sering ditawarkan sebagai daya tarik oleh para produsen mobil. Ingin tahu lebih lanjut tentang teknologi injeksi langsung tersebut?

Teknologi direct injection berkaitan dengan pembakaran di mesin. Sistem ini banyak ditemukan di mesin diesel. Namun, ada pula mesin berbahan bakar bensin yang bisa menggunakannya.

Direct injection bermanfaat sekali dalam meningkatkan performa mesin. Oleh sebab itu, banyak yang memanfaatkannya. Lantas, seperti apa teknologi injeksi langsung tersebut?

Definisi Direct Injection

Secara garis besar, direct injection merupakan sistem injektor/nozzle yang diletakkan langsung di dalam bagian atas ruang pembakaran. Mesin dengan sistem direct injection memiliki kepala silinder berbentuk mahkota untuk meningkatkan turbulensi saat terjadi pembakaran.

Sistem ini berkebalikan indirect injection yang tidak meletakkan injektor di dalam ruang bakar. Sebagai konsekuensinya, injeksi tidak langsung menghadirkan satu ruangan lagi dalam ruang bakar yang disebut swirl chamber. 

Sejarah Direct Injection

Direct injection berawal dari keinginan untuk menghadirkan efisiensi bahan bakar. Dalam pembakaran diketahui ada proses kurang efisien yang dikenal sebagai fenomena overlap camshaft.

Secara mudah, overlap camshaft merupakan waktu ketika katup masuk dan buang terbuka bersamaan. Hal ini membuat saat katup masuk sudah mulai membuka, pada saat yang sama, katup buang belum menutup dengan sempurna. Kondisi ini mengakibatkan sebagian bahan bakar yang masuk akan terbuang sehingga proses pembakaran kurang efisien.

Cara Kerja Direct Injection

Kehadiran direct injection ditujukan untuk melakukan efisiensi pengolahan bahan bakar. Adapun cara kerjanya adalah dengan menyemprotkan bahan bakar berbentuk kabut langsung ke dalam ruang bakar utama atau main combustion chamber yang terdapat di antara kelapa silinder dan piston. Posisi persisnya berada di di atas piston.

Berkat itu, tidak akan ada lagi bahan bakar yang terbuang saat pembakaran terjadi. Kuncinya adalah keberadaan injektor di dalam ruang bakar. Hal ini mampu membuat kebutuhan bahan bakar bisa diprogram seakurat mungkin, baik dari segi jumlah bahan bakar yang disemprotkan, maupun waktu penyemprotannya.

Direct injection akan semakin efektif pada mesin yang telah dilengkapi turbo. Gejala knocking yang dapat terjadi akan bisa dihilangkan karena tekanan turbo dapat dibuat setinggi. 

Namun, hal tersebut membutuhkan material injektor yang tahan terhadap kompresi mesin. Untuk itu, dibutuhkan injektor yang presisi, tahan dari tekanan dan temperatur tinggi dari pembakaran di ruang bakar.

Karakteristik Direct Injection

Tujuan utama direct injection adalah meraih efisiensi pembakaran. Tidak heran, hal tersebut menjadi keunggulan utamanya dibandingkan dengan indirect injection. Namun, secara lebih rinci, berikut ini kelebihan dan kekurangan injeksi langsung.

● Kelebihan Direct Injection

1. Mesin lebih mudah dihidupkan meski dalam kondisi dingin.

2. Pemakaian bahan bakar akan lebih dihemat.

3. Efisiensi panas menjadi lebih baik karena ruang bakar yang kecil.

● Kekurangan Direct Injection

1. Mesin bersuara lebih kasar dan lebih bising.

2. Rentan terhadap penyumbatan dalam injektor karena lubang injektor lebih kecil.

3. Tenaga yang cenderung lebih kecil sebagai akibat efisiensi bahan bakar.

4. Terdapat turbulensi kecil pada kecepatan rendah.

Bagaimana Jika Dibandingkan Dengan Indirect Injection?

Ketika dibandingkan dengan indirect injection, direct injection unggul dalam efisien konsumsi bahan bakar. Hal ini dirasa menarik bagi sebagian pihak. Selain itu, perpindahan panas yang tinggi memberikan keuntungan tersendiri.

Namun, risiko penyumbatan pada injektor tidak dirasakan di indirect injection. Selain itu, injeksi tidak langsung tidak memerlukan sistem injeksi yang tinggi. 

Meski begitu, tingkat turbulensi keduanya hampir sama. Dalam indirect injection, tingkat turbulen tetap tinggi di berbagai putaran mesin.

Seperti itulah seluk-beluk direct injection di mesin mobil. Apakah tertarik untuk memiliki kendaraan yang menggunakannya?

Glowplug atau busi pijar mungkin sedikit asing ditelinga teman-teman dibanding dengan busi pada mesin bensin pada umumnya. Glowplug adalah busi yang khusus dipasang pada mobil diesel. Seperti yang kita ketahui mesin diesel tidak menggunakan busi untuk meledakan campuran bahan bakar dan udara pada combustion chamber, mesin diesel hanya dapat meledakkan campuran bahan bakar lewat kompresi piston yang sangat tinggi tekanannya. Sehingga membutuhkan temperatur yang ideal (tinggi) untuk mesin diesel agar dapat meledakan campuran bahan bakarnya dan menjadi sebuah kesulitan yang cukup berarti untuk menghidupkan mesin diesel yang dingin dan tanpa glowplug karena piston, dinding silinder dan kepala silinder adalah menyerap panas. Sehingga kehadiran glowplug pada mesin diesel sangatlah dibutuhkan.

Glowplug dipasang didalam ruang bakar / combustion chamber. Energi panas yang dihasilkan oleh glowplug didapat dari arus listrik accu yang diteruskan ke glowplug. Baik untuk konstruksi indirect ataupun direct injection, kehadiran glowplug tetap ada. Pada bagian indirect injection, glowplug diletakan didalam pre-chamber. Untuk direct injection, glowplug diletakkan di combustion chamber secara langsung. Lewat arus yang diberikan oleh accu, glowplug akan menghasilkan panas didalam silinder. Sehingga lebih memudahkan mesin bekerja pada suhu kerja idealnya.

Cara Kerja

Pada mesin diesel jaman dahulu, mesin diesel membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menghidupkan mesinnya karena saat kunci kontak tidak bisa langsung di geser ke START melainkan terlebih dahulu ke posisi ON dan membiarkan lampu indikator glowplug yang hidup menunggu hingga lampu indikator mati. Baru setelah itu mesin di ijinkan untuk dihidupkan. Menurut Bosch mobil diesel dulu membutuhkan waktu sekitar 21detik dan untuk mesin diesel modern hanya membutuhkan sekitar 6-8detik.

Setelah melewati fase pre-heating glowplug, kembali pada mesin diesel jaman dahulu saat mesin distart glowplug otomatis langsung di non-aktifkan oleh relay. Namun pada mesin diesel modern, biasanya glowplug tetap dihidupkan hingga 180detik, Tujuannya adalah untuk tetap menjaga temperatur mesin tetap pada suhu idealnya agar efisiensi pembakaran tidak turun dan emisi yang dihasilkan juga tetap ideal.

Namun bila mesin memang sudah panas, maka glowplug tidak lagi perlu di aktifkan saat supir ingin menghidupkan mesin Diesel.

SUMUT | 17 Desember 2020 16:55 Reporter : Ani Mardatila

Merdeka.com - Secara tradisional, mesin diesel selalu dianggap sebagai mesin yang berisik, bau, dan kurang bertenaga yang jarang digunakan selain di truk, taksi, dan van. Tetapi karena mesin diesel dan kontrol sistem injeksi mereka telah menjadi lebih halus, pada tahun 1980-an situasi berubah. Keuntungan utama mesin diesel dibandingkan mesin bensin adalah biaya pengoperasiannya yang lebih rendah.

Banyak mesin diesel mobil didasarkan pada desain mesin bensin yang ada, tetapi dengan komponen utama yang diperkuat untuk mengatasi tekanan yang lebih tinggi. Bahan bakar disuplai oleh pompa injeksi dan unit meteran, yang biasanya dipasang di sisi blok mesin. Tidak diperlukan sistem pengapian listrik.

Hal ini sebagian disebabkan oleh efisiensi yang lebih besar dari mesin diesel dengan rasio kompresi tinggi dan sebagian lagi karena harga bahan bakar diesel yang lebih rendah, meskipun perbedaan harganya bervariasi, sehingga keuntungan menjalankan mobil diesel akan sedikit berkurang jika Anda tinggal di area dengan bahan bakar diesel harga tinggi.

Interval servis seringkali juga lebih lama, tetapi banyak model diesel yang memerlukan penggantian oli lebih sering daripada model bensin.

Berikut mengenal cara kerja mesin diesel beserta komponen mesinnya yang dirangkum merdeka.com dilansir dari laman How A Car Works:

2 dari 5 halaman

©2020 Merdeka.com/pixabay

Cara kerja mesin diesel  berbeda dari mesin bensin, meskipun mereka berbagi komponen utama dan keduanya bekerja pada siklus empat langkah. Perbedaan utamanya terletak pada cara bahan bakar dinyalakan dan cara pengaturan keluaran tenaga.

Dalam mesin bensin, campuran bahan bakar/udara dipicu oleh percikan api. Cara kerja mesin diesel, penyalaan dicapai dengan kompresi udara saja. Rasio kompresi tipikal untuk mesin diesel adalah 20: 1, dibandingkan dengan 9: 1 untuk mesin bensin. 

Kompresi sebesar ini memanaskan udara ke suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan bahan bakar secara spontan, tanpa perlu percikan dan karenanya memerlukan sistem pengapian.

Sebuah mesin bensin menarik sejumlah variabel udara per langkah hisap, jumlah yang tepat tergantung pada bukaan throttle. Sebaliknya, cara kerja mesin diesel selalu menarik udara dalam jumlah yang sama (pada setiap putaran mesin), melalui saluran masuk yang tidak diatur yang dibuka dan ditutup hanya oleh katup saluran masuk (tidak ada karburator atau katup kupu-kupu).

Ketika piston mencapai ujung efektif dari langkah induksi, katup masuk menutup. Piston, yang digerakkan oleh tenaga dari piston lain dan momentum flywheel, bergerak ke atas silinder, memampatkan udara menjadi sekitar dua puluh volume aslinya.

Saat piston mencapai puncak perjalanannya, sejumlah bahan bakar diesel yang diukur dengan tepat disuntikkan ke dalam ruang pembakaran. Panas dari kompresi langsung membakar campuran bahan bakar/udara, menyebabkannya terbakar dan mengembang. Ini memaksa piston ke bawah, memutar poros engkol.

Saat piston bergerak ke atas silinder pada langkah buang, katup buang terbuka dan memungkinkan gas yang terbakar dan mengembang mengalir ke bawah pipa knalpot. 

Ingatlah bahwa umumnya mesin diesel tidak memiliki busi, yang menyedot udara dan mengkompresnya, dan kemudian menyuntikkan bahan bakar langsung ke ruang bakar (injeksi langsung). Panas dari udara terkompresi itulah yang menyalakan bahan bakar di mesin diesel.

Beberapa mesin diesel ada yang memiliki busi pijar. Saat mesin diesel dingin, proses kompresi tidak dapat menaikkan suhu udara ke suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan bahan bakar. Busi pijar adalah kabel yang dipanaskan secara elektrik yang memanaskan ruang bakar dan menaikkan suhu udara saat mesin dingin sehingga mesin dapat hidup.

3 dari 5 halaman

Komponen utama mesin diesel terlihat seperti mesin bensin dan melakukan pekerjaan yang sama. Namun, suku cadang mesin diesel harus dibuat jauh lebih kuat daripada mesin bensinnya karena beban yang terlibat jauh lebih tinggi.

Dinding blok mesin diesel biasanya jauh lebih tebal daripada blok yang dirancang untuk mesin bensin, dan mereka memiliki lebih banyak jaring penguat untuk memberikan kekuatan ekstra dan untuk menyerap tekanan. Selain lebih kuat, blok tugas berat juga dapat mengurangi kebisingan dengan lebih efektif.

Piston, batang penghubung, poros engkol, dan tutup bantalan harus dibuat lebih kuat dari rekan mesin bensinnya. Desain kepala silinder harus sangat berbeda karena injektor bahan bakar dan juga karena bentuk ruang pembakaran dan pusarannya.

Injeksi

Injeksi langsung

Injeksi langsung berarti bahan bakar disemprotkan langsung ke ruang bakar di bagian atas mahkota piston. Bentuk ruangnya lebih baik, tetapi lebih sulit untuk membuat bahan bakar bercampur dengan baik dengan udara dan terbakar tanpa menghasilkan 'ketukan' diesel yang keras dan khas.

Agar mesin pembakaran internal dapat beroperasi dengan lancar dan efisien, bahan bakar dan udara harus dicampur dengan benar. Masalah pencampuran bahan bakar dan udara sangat besar pada mesin diesel, di mana udara dan bahan bakar dimasukkan pada waktu yang berbeda selama siklus dan harus dicampur di dalam silinder.

Ada dua pendekatan utama injeksi langsung dan injeksi tidak langsung. Secara tradisional, injeksi tidak langsung telah digunakan karena ini adalah cara paling sederhana untuk memasukkan turbulensi sehingga semprotan bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan baik dengan udara bertekanan tinggi di ruang bakar.

Dalam mesin injeksi tidak langsung terdapat ruang pusaran spiral kecil (juga disebut ruang pra-pembakaran) di mana injektor menyemprotkan bahan bakar sebelum mencapai ruang bakar utama itu sendiri. Swirl chamber menciptakan turbulensi pada bahan bakar sehingga tercampur lebih baik dengan udara di ruang bakar.

Kekurangan dari sistem ini adalah swirl chamber secara efektif menjadi bagian dari ruang bakar. Artinya ruang bakar secara keseluruhan berbentuk tidak beraturan sehingga menimbulkan masalah pembakaran dan menghambat efisiensi.

Injeksi tidak langsung

Injeksi tidak langsung berarti bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang pra-pembakaran kecil. Ini mengarah ke ruang bakar utama. Dengan desain ini, bentuk ruang bakar yang ideal dikompromikan.

Mesin injeksi langsung tidak memiliki ruang pusaran tempat bahan bakar diinjeksikan - bahan bakar langsung masuk ke ruang bakar. Insinyur harus sangat memperhatikan desain ruang bakar di mahkota piston untuk memastikan bahwa itu menciptakan turbulensi yang cukup.

4 dari 5 halaman

Busi pijar

Untuk memanaskan kepala silinder dan blok mesin sebelum start dingin, diesel menggunakan busi pijar. Busi tersebut terlihat seperti busi pendek dan gemuk dan terhubung ke sistem kelistrikan mobil. 

Elemen di dalam memanas dengan sangat cepat setelah daya dialirkan. Busi pijar diaktifkan baik dengan posisi tambahan pada sakelar kolom kemudi, atau dengan sakelar terpisah. Pada desain terbaru, mereka otomatis mati setelah mesin menyala dan dipercepat di atas kecepatan idle.

Mesin diesel tidak dibatasi seperti mesin bensin, jadi jumlah udara yang dihisap pada kecepatan mesin tertentu selalu sama. Kecepatan mesin diatur murni oleh jumlah bahan bakar yang disemprotkan ke ruang bakar, dengan lebih banyak bahan bakar di dalam ruang, pembakaran lebih ganas dan lebih banyak tenaga yang dihasilkan.

The accelerator pedal terhubung ke unit metering sistem injeksi mesin bukan untuk kupu-kupu throttle seperti dengan mesin bensin.

Menghentikan diesel masih melibatkan mematikan kunci  penyalaan, tetapi, alih-alih memutus percikan api, ini menutup solenoida listrik yang memutus pasokan bahan bakar di pompa injektor unit pengukur dan distribusi bahan bakar. 

Mesin kemudian hanya perlu menggunakan sedikit bahan bakar sebelum berhenti. Faktanya, mesin diesel berhenti lebih cepat daripada mesin bensin karena kompresi yang jauh lebih tinggi memiliki efek perlambatan yang lebih besar pada mesin.

Memulai diesel

Seperti halnya mesin bensin, mesin diesel dimulai dengan diputar dengan motor listrik , yang memulai siklus pengapian kompresi. Namun, saat dingin, mesin diesel sulit dihidupkan, hanya karena mengompresi udara tidak menyebabkan suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan bahan bakar.

Untuk mengatasi masalah ini, produsen memasang busi pijar. Ini adalah pemanas listrik kecil, bertenaga dari aki mobil, yang dinyalakan beberapa detik sebelum mencoba menghidupkan mesin.

5 dari 5 halaman

Bahan bakar yang digunakan pada mesin diesel sangat berbeda dengan bensin. Hal ini sedikit kurang halus, menghasilkan lebih berat, lebih kental dan kurang stabil cair. Ciri-ciri fisik ini seringkali menyebabkannya disebut sebagai "minyak solar" atau "bahan bakar minyak". 

Bahan bakar diesel bisa mulai mengeras sedikit atau bahkan mengeras dalam cuaca yang sangat dingin. Hal ini diperparah oleh fakta bahwa ia dapat menyerap sedikit air, yang dapat membeku. 

Semua bahan bakar menyerap sejumlah kecil air dari atmosfer dan kebocoran ke tangki penyimpanan bawah tanah cukup umum terjadi. Bahan bakar diesel dapat menangani kadar air hingga 50 atau 60 bagian dalam sejuta tanpa masalah, untuk menggambarkannya, ini adalah sekitar seperempat cangkir penuh air untuk setiap sepuluh galon bahan bakar.

Pembekuan atau "waxing" apa pun dapat menghalangi saluran bahan bakar dan injektor serta mencegah mesin bekerja. Inilah sebabnya, dalam cuaca yang sangat dingin, terkadang Anda akan melihat orang-orang memainkan lampu tiup di saluran bahan bakar truk mereka.