Prinsip kerja injeksi motor diesel dan mesin bensin

Injeksi bahan bakar adalah sebuah teknologi yang digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk mencampur bahan bakar dengan udara sebelum dibakar. Penggunaan injeksi bahan bakar akan meningkatkan tenaga mesin bila dibandingkan dengan penggunaan karburator, karena injektor membuat bahan bakar tercampur secara homogen. Hal ini, menjadikan injeksi bahan bakar dapat mengontrol pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih tepat, baik dalam proporsi dan keseragaman.

Injeksi bahan bakar dapat berupa mekanikal, elektronik atau campuran dari keduanya. Sistem awal berupa mekanikal, namun sekitar tahun 1980-an mulai banyak menggunakan sistem elektronik. Sistem elektronik modern menggunakan banyak sensor untuk memonitor kondisi mesin, dan sebuah unit kontrol elektronik menghitung jumlah bahan bakar yang diperlukan. Oleh karena itu, injeksi bahan bakar dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi polusi, dan juga memberikan tenaga keluaran yang lebih

1. INJEKSI PADA MESIN BENSIN (EFI)

Istilah sistem injeksi bahan bakar (EFI) dapat digambarkan sebagai suatu sistem yang menyalurkan bahan bakarnya dengan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untuk mencampurnya dengan udara yang masuk ke ruang bakar. Pada sistem EFI dengan mesin berbahan bakar bensin, pada umumnya proses penginjeksian bahan bakar terjadi di bagian ujung intake manifold/manifold masuk sebelum inlet valve (katup/klep masuk). Pada saat inlet valve terbuka, yaitu pada langkah hisap, udara yang masuk ke ruang bakar sudah bercampur dengan bahan bakar.

Secara ideal, sistem EFI harus dapat mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang tepat sesuai kondisi putaran dan beban mesin, kondisi suhu kerja mesin dan suhu atmosfir saat itu. Sistem harus dapat mensuplai jumlah bahan bakar yang bervariasi, agar perubahan kondisi operasi kerja mesin tersebut dapat dicapai dengan unjuk kerja mesin yang tetap optimal.

                               

Fungsi dan cara kerja komponen injeksi Bahan bakar bensin elektronik. Sistem EFI itu terdiri dari tiga system utama,yaitu system bahan bakar,system induksi udara,dan system control elektronik.

a.  Sistem Bahan bakar

Sitem Bahan Bakar berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar dari tangki ke ruang bakar.

b.  Sistem induksi udara berfungsi untuk menyediakan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran

c.  system Kontrol Elektronik (ECU), Sistem Kontrol elektronik mempunyai bermacam-macam sensor yang terdiri atas air flow meter,Sensor air pendingin,sensor psisi katup gas,sensor udara masuk,sensor gas tekan,dan sensor tekanan mesin.Perangkat ini akan menentukan lama kerja injector.

Prinsip kerja EFI adalah injector mencampur bahan bakar dan udara di intake manifold atau sebelum masuk ke ruang bakar dimana dilakukan secara konstan. ketika piston bergerak dari TMA ke TMB terjadi langkah hisap dimana katup hisap terbuka dan katup buang tertutup, bahan bakar dan udara tersebut kemudian terhisap masuk keruang bakar akibat adanya kevakuman atau perbedaan tekanan dimana tekanan di ruang selinder lebih rendah dari pada tekanan di intake manifold. Pada langkah kompresi, piston bergerak dari TMB ke TMA dimana katup hisap dan katup buang tertutup. Campuran bahan bakar dan udara di kompresi. Busi kemudian memercikkan bunga api pada sebelum akhir langkah kompresi. Hal ini menyebabkan campuran bahan bakar dan udara terbakar dan menyebabkan timbulnya ledakan dengan tekanan yang sangat tinggi sehingga memaksa piston mulai terdorong dari TMA ke TMB (langkah usaha) dimana gerakan turun naik piston diubah untuk memutar poros engkol. (energy thermal diubah menjadi energy mekanik). katup hisap dan katup buang masih tertutup. Pada sebelum mencapai TBM, katup buang mulai terbuka dan katup hisap tertutup. Disini terjadi pelepasan kalor. Ketika piston bergerak dari TMB ke TMA, katup hisap masih tertutup dan katup buang terbuka sehingga piston memaksa gas sisa pembakaran keluar ke eksausmanyfold (langkah buang.

2. INJEKSI MESIN DIESEL

Motor diesel termasuk jenis kelompok motor pembakaran dalam (internal combustion engines), dimana proses pembakarannya didalam silinder. Motor diesel ini menggunakan bahan bakar cair yang dimasukkan ke dalam ruang pembakaran silinder motor dengan diinjeksikan menggunakan pompa injeksi.

Bahan bakar masuk ke dalam silinder atau ruang pembakaran dalam bentuk yang lebih halus maka dipergunakan pengabut (nozzle). Masukkan kedalam silinder pada langkah pemasukkan adalah udara murni. Pada langkah kompresi, udara murni ini dimampatkan hingga menghasilkan panas yang cukup untuk menyalakan bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang pembakaran motor. Motor diesel sering disebut juga motor penyalan kompresi ( compression ignition engines).

a) Motor Diesel Empat Langkah.

Pada motor diesel empat langkah prinsip kerjanya untuk menyelesaikan satu siklus atau satu rangkaian proses kerja hingga menghasilkan pembakaran dan satu kali langkah usaha diperlukan empat langkah piston. Langkah pertama adalah langkah pemasukan. Pada langkah ini yang dimasukkan kedalam silinder adalah udara murni. Katup masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA ke TMB. Langkah kedua adalah langkah kompresi. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang sama-sama tertutup. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Yang dikompresikan adalah udara murni. Perbandingan kompresinya cukup besar yaitu 15-22. kompresi udara akan menghasilkan panas yang mampu menyalakan bahan bakar yang dimasukkan kedalam silinder pada akhir kompresi. Bahan bakar yang dimasukkan kedalam silinder adalah bahan bakar cair dalam bentuk kabut menggunakan pompa injeksi dan pengabut (nozzle). Setelah penginjeksian bahan bakar terjadilah percampuran udara dan bahan bakar dan disusul pembakaran bahan bakar. Langkah berikutnya adalah langkah usaha. Proses pembakaran dan ekspansi merupakan langkah yang menghasilkan tenaga motor. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang tertutup semuanya. Karena adanya proses pembakaran didalam silinder terjadilah kenaikan tekanan dan ekspansi dari gas (campuran udara dan bahan bakar). Piston didorong dari TMA ke TMB. Langkah selanjutnya adalah langkah pembuangan. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Katup buang terbuka sedangkan katup masuk tetap tertutup. Gas bekas hasil pembakaran didorong keluar oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA. Gas bekas keluar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold).

b) Motor Diesel Dua Langkah

Pada motor diesel dua langkah untuk menyelesaikan satu siklus proses kerja diperlukan dua langkah piston. Piston bergerak dari TMB ke TMA dan dari TMA ke TMB. Pada langkah pertama terjadi proses pemasukkan dan kompresi. Pada langkah kedua terjadi proses usaha dan pembuangan. Yang dimasukkan ke dalam silinder adalah udara murni. Proses kerja motor diesel dua langkah adalah sebagai berikut. Dimulai dari piston berada di TMB. Udara murni dimasukkan kedalam silinder motor melalui katup masuk . untuk menghindari bentuk puncak piston pada motor dua langkah dibuat miring, hal tersebut berguna untuk mengarahkan aliran atau gerak dari udara yang baru masuk sekaligus untuk pembilasan ruang siinder dari gas bekas yang tadinya berada di dalam silinder. Selanjutnya piston bergerak dari TMB ke TMA. Lubang masuk belum tertutup oleh piston pemasukkan udara baru masih tetap berlangsung. Setelah lubang pemasukan tertutup oleh piston kemudian disusul pula tertutup lubang buang oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA lalu proses kompresi terjadi. Udara yang dimampatkan atau dikompresikan dengan perbandingan yang cukup besar (15-22). Karena itu pada akhir kompresi dihasilkan panas yang cukup mampu memulai pembakaran bahan bakar. Penginjeksian ini menggunakan pompa injeksi yang dialirkan melalui pengabut (nozzle). Percampuran bahan bakar dengan udara dan disusul terjadinya pembakaran. Proses pembakaran dan ekspansi campuran udara dan bahan bakar menghasilkan tenaga panas dan naiknya tekanan daam silinder motor. Selanjutnya pada langkah kedua terjadi langkah usaha. Hasil proses pembakaran mendorong piston bergerak dari TMA ke TMB. Gerakan piston dari TMA ke TMB akhirnya membuka lubang buang yang berada pada dinding sisi TMB. Lubang buang terbuka maka gas yang bertekanan itu segea keluar melalui lubang buang kesaluran buang (exhaust manifold). Ada kemungkinan masih adanya gas yang tertinggal dalam silinder karena adanya pojok-pojok yang tidak terjangkau oleh udara yang masuk dan membilas ruang silinder. Ketidaksempurnaan pembilasan ini tentunya mengurangi jumlah udara baru yang masuk kedalam silinder. Hal tersebut mengurangi efisiensi volumetrik dari pengisian silinder dengan udara yang baru.