Sistem Pendukung Mesin

Mesin secara umum memerlukan sistem pendukung agar dapat beroperasi dengan baik dan tanpa mengalami gangguan yang berarti dan tiap unit bagian mesin harus mendapat perawatan secara simultan dan continue. Secara umum sistem pendukung pada mesin tersebut dibagi menjadi 5 bagian utama, yaitu:

1. Pelumasan (Lubrication)
2. Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection)
3. Pendinginan (Cooling)
4. Asupan Udara (Air Intake)
5. Saluran Buang (Exhaust)

Sistem Pelumasan Mesin

Mesin pembakaran dalam (internal combustion) tidak dapat berjalan jika bagian-bagian yang bergerak yang terdiri dari logam-logam diperbolehkan saling kontak tanpa lapisan pelumas. Panas yang dihasilkan luar biasa karena jumlah gesekan akan mencairkan logam, menuju kehancuran mesin.

Untuk mencegah hal ini, semua bagian mesin yang bergerak harus dilapisi minyak pelumas yang dipompa ke semua bagian mesin yang bergerak.

Umumnya pelumas mesin menggunakan olie yang kekentalannya (viskositas) menggunakan satuan SAE, fungsi dari pelumas tersebut adalah untuk mengurangi gesekan dan getaran antar bagian-bagian yang bergerak, melindungi mesin dari keausan, menyerap panas dan gesekan yang dihasilkan oleh bantalan mesin yang bergerak.

Untuk memastikan agar bagian-bagian mesin yang bergerak terlumasi dengan baik maka perawatan dan pengecekan rutin (schedule) perlu dilakukan agar sirkulasi pelumasan mesin tidak terhambat dan tersumbat. Minyak pelumas ditampung dan disimpan di bak olie (oil carter) dimana telah terdapat satu atau lebih pompa oli, pompa melalui pipa menghisap olie dari bak oli dan memompanya ke saluran-saluran pembagi setelah terlebih dahulu melewati filter olie dan pendingin olie.

Dari saluran-saluran pembagi, minyak pelumas yang telah didinginkan tersebut disalurkan untuk melumasi permukaan bantalan, poros engkol, roda gigi, silinder, pegas dan bagian yang bergerak lainnya. Minyak pelumas yang mengalir dari tempat-tempat pelumasan kemudian kembali ke dalam bak olie lagi melalui saluran kembali dan kemudian dihisap oleh pompa olie untuk disalurkan kembali dan begitu seterusnya.

Sistem Bahan Bakar Mesin

Semua mesin diesel memerlukan sebuah metode penyimpanan dan penyampaian bahan bakar ke mesin. Karena mesin diesel mengandalkan injector yang komponennya sangat presisi dengan toleransi sangat ketat dan sangat kecil lubang injeksinya, bahan bakar dikirim ke mesin harus sangat bersih dan bebas dari kontaminan. Keharusan sistem bahan bakar tidak hanya menyampaikan bahan bakar, tetapi juga menjamin kebersihan bahan bakar tersebut.

Hal ini biasanya dilakukan melalui serangkaian filter in-line. Umumnya, bahan bakar akan disaring lebih dulu di luar mesin dan bahan bakar akan melalui setidaknya satu lagi filter internal mesin, biasanya terletak di garis setiap injektor bahan bakar. Dalam mesin diesel, sistem bahan bakar jauh lebih kompleks dari pada sistem bahan bakar mesin bensin yang lebih sederhana karena bahan bakar mesin diesel yang melayani dua tujuan. Satu tujuan yang jelas adalah sebagai pemasok bahan bakar untuk menjalankan mesin dan yang lainnya bertindak sebagai pendingin injector.

Untuk memenuhi tujuan kedua ini, bahan bakar terus menerus mengalir melalui sistem bahan bakar mesin (engine’s fuel system) dengan laju aliran yang jauh lebih tinggi dari yang dibutuhkan untuk hanya menjalankan mesin, contoh saluran bahan bakar ditunjukkan pada gambar. Bahan bakar yang berlebih disalurkan kembali ke pompa bahan bakar (fuel pump) atau tangki penyimpanan tergantung pada aplikasi sistem bahan bakar.

Sistem Pendinginan Mesin

Hampir semua mesin diesel mengandalkan sistem pendingin cair untuk mentransfer panas keluar dari blok dan dari dalam mesin seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Sistem pendingin terdiri dari loop tertutup yang hampir sama dengan mesin-mesin mobil dan mengandung komponen-komponen utama seperti: pompa air (water pump), radiator (heat exchanger), termostat, jaket air yang terdiri dari bagian-bagian pendingin di blok dan kepala silinder (cylinder head).

Hanya sebagian dari energi yang terkandung dalam bahan bakar yang diberikan pada mesin dapat diubah menjadi tenaga mekanik sedang sebagian lagi tersisa sebagai panas. Panas yang tersisa tersebut akan diserap oleh bahan pendingin yang ada pada dinding-dinding bagian blok silinder yang membentuk ruang pembakaran, demikian pula bagian-bagian dari kepala silinder didinginkan dengan air. Sedangkan untuk piston didinginkan dengan minyak pelumas dan panas yang diresap oleh minyak pelumas itu kemudian disalurkan melewati pendingin minyak.

Sistem Asupan Udara

Karena mesin diesel memerlukan toleransi ketat untuk mencapai rasio kompresi dan karena kebanyakan mesin diesel baik turbo diesel (turbocharging or supercharging), mengasup udara yang masuk ke mesin harus bersih, bebas dari kotoran dan sedingin mungkin. Untuk meningkatkan efesiensi turbocharged atau supercharged mesin, udara terkompresi harus didinginkan setelah dikompresi. Sistem asupan udara (air intake system) dirancang untuk melaksanakan tugas ini (turbocharging dan supercharging dibahas kemudian).

Sistem asupan udara bervariasi tapi biasanya salah satu dari dua jenis, basah atau kering.Dalam sistem asupan filter basah, seperti yang ditunjukkan pada gambar, udara dihisap atau digelembungkan melalui rumah filter yang mengandung minyak sehingga kotoran dalam udara dihilangkan dengan minyak dalam proses penyaring. Udara kemudian mengalir melalui sebuah bahan screentip untuk memastikan setiap minyak yang terbawa dipisahkan dari udara.

Dalam sistem filter kering, kertas, kain atau bahan screen logam digunakan untuk menangkap dan menjebak kotoran sebelum memasuki mesin, mirip dengan tipe yang digunakan dalam mesin mobil. Selain membersihkan udara, sistem asupan udara biasanya didesain untuk mengasup udara segar sejauh mungkin dari mesin, biasanya dari luar ruangan mesin, agar pasokan udara untuk asupan mesin belum terpanaskan oleh panas dari mesin itu sendiri.Alasan untuk memastikan agar suplai udara sedingin mungkin adalah karena udara dingin lebih padat dari pada udara panas.

Ini artinya bahwa persatuan volume udara sejuk memiliki lebih banyak oksigen dari pada udara panas. Dengan demikian udara sejuk memberikan lebih banyak oksigen untuk tiap silinder dari pada udara panas. Lebih banyak oksigen berakibat pembakaran bahan bakar lebih efisien dan lebih bertenaga.

Setelah disaring, udara disalurkan oleh sistem asupan ke intake manifold mesin atau kotak udara. Manifold atau kotak udara adalah komponen yang mengarahkan udara segar ke masing-masing katup isap mesin. Jika mesin turbocharge atau supercharge, udara segar akan dikompresi dengan blower dan mungkin didinginkan sebelum memasuki saluran udara masuk (intake manifold). Sistem asupan juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan aliran udara.

Turbocharger

Turbocharging sebuah mesin terjadi ketika gas-gas buang mesin dipaksa melalui turbin atau impeller yang berputar dan terhubung dengan impeller kedua yang terletak di sistem asupan udara segar. Impeler di sistem asupan udara segar memampatkan udara segar.

Udara terkompresi melayani dua fungsi:
Fungsi Pertama, meningkatkan daya tersedia mesin dengan meningkatkan jumlah maksimum oksigen yang dipaksa masuk ke dalam setiap silinder. Hal ini memungkinkan jika lebih banyak bahan bakar diinjeksikan sehingga lebih besar tenaga yang diproduksi oleh mesin. Fungsi Kedua adalah untuk meningkatkan tekanan asupan. Hal ini meningkatkan pembilasan terhadap gas buang keluar dari silinder.

Turbocharging umumnya ditemukan pada mesin empat langkah berdaya tinggi. Ini juga dapat digunakan pada mesin dua tak di mana peningkatan tekanan asupan yang dihasilkan oleh turbocharger diperlukan untuk memaksa muatan udara segar ke dalam silinder dan membantu menekan gas buang keluar dari silinder.

Supercharger

Supercharging mesin melakukan fungsi yang sama dengan turbocharging mesin. Perbedaannya hanya pada sumber daya yang digunakan untuk menggerakkan perangkat yang memampatkan udara segar masuk. Dalam sebuah mesin supercharger, udara biasanya dikompresi di dalam alat yang disebut blower.

Blower digerakkan langsung melalui roda gigi dari crankshaft mesin. Jenis yang paling umum dari blower menggunakan dua rotor berputar untuk menekan udara. Supercharging lebih umum ditemukan di mesin dua langkah di mana tekanan yang lebih tinggi dari supercharger mampu menghasilkan sesuai dengan yang diperlukan.

Sistem Pembuangan Mesin

Sistem pembuangan mesin diesel melakukan tiga fungsi: Pertama, saluran sistem pembuangan yang melewatkan gas-gas pembakaran dari mesin, di mana mereka ditipiskan oleh atmosfer setelah sebelumnya dicampur dengan air. Hal ini dilakukan didaerah sekitar mesin ditempatkan. Kedua, batas sistem pembuangan dan saluran gas-gas ke turbocharger, jika digunakan. Ketiga, sistem pembuangan yang memberikan peredaman knalpot (muffler) digunakan untuk mengurangi kebisingan mesin