Enjin diesel merupakan sejenis enjin pembakaran dalaman yang beroperasi melalui kitar diesel (dinamakan sempena Dr. Rudolf Diesel). Ciri utama enjin diesel adalah penggunaan udara termampat untuk membakar bahan api, yang disuntik ke dalam kebuk pembakaran semasa penghujung lejang mampatan [compression stroke]. Ia bertentangan dengan enjin petrol, di mana campuran udara-bahan api dinyalakan oleh palam pencucuh..

Enjin diesel dikeluarkan dalam bentuk 2 lejang dan 4 lejang. Asalnya ia dibina sebagai pengganti enjin wap pegun yang lebih cekap. Sejak 1910an ia digunakan dalam kapal dan kapal selam. Lama kemudian enjin diesel turut digunakan pada lokomotif kereta api, lori besar serta penjana elektrik. Pada 1930an, ia mula digunakan dalam beberapa model kereta. Setakat tahun 2007, lebih kurang 50 peratus daripada kereta baru di Eropah menggunakan enjin diesel.[1]


Penjana diesel pada kapal tangki minyak.

Sejarah

Rudolf Diesel, seorang warganegara Jerman bangsa Bavaria[2] memperoleh pendidikan di Politeknik München khususnya di kuliah diajar Carl von Linde. Setelah beliau berjaya lulus, beliau bekerja sebagai jurutera peti sejuk, tetapi keinginan utamanya adalah pada reka bentuk enjin. Diesel mereka bentuk pelbagai jenis enjin haba, termasuklah enjin udara kendalian kuasa solar. Pada tahun 1893, beliau menerbitkan satu kertas kerja mengenai sebuah enjin pembakaran dalaman; beliau mendapat ilhamnya daripada suatu alat unik iaitu gobek api antara yang dipelajarinya semasa di München.[3] Pada tahun 1894, beliau memfailkan paten bagi ciptaan terbarunya iaitu enjin diesel. Diesel nyaris-nyaris terbunuh apabila enjin percubaannya itu meletup. Walau bagaimanapun, enjinnya itu adalah yang pertama membuktikan bahawa bahan api boleh dibakar tanpa memerlukan palam pencucuh. Beliau mengendalikan enjin pertamanya yang berjaya dibina pada tahun 1897.

Pada tahun 1898, Diesel dikurniakan U.S. Patent 608,845 bagi "enjin pembakaran dalaman".

Di Augsburg, pada 10 Ogos 1893, model perdana Rudolf Diesel, enjin silinder besi tunggal 3.0 m dengan roda tenaga pada bahagian dasarnya, bergerak sendiri buat pertama kalinya. Diesel menghabiskan masa dua tahun bagi menambah baik enjin tersebut dan pada tahun 1896 beliau melakukan demonstrasi model keduanya dengan kecekapan teori sejumlah 75%, tidak seperti enjin wap yang hanya menghasilkan kecekapan 10%. Menjelang tahun 1898, Diesel menjadi seorang jutawan. Enjinnya digunakan di loji janakuasa elektrik dan air, kereta dan lori, serta kapal air. Ia turut digunakan di lombong-lombong, loji carigali minyak, kilang-kilang, serta kapal-kapal besar.

Bagaimana enjin diesel berfungsi

Model enjin diesel, bahagian kiri.
Model enjin diesel, bahagian kanan.

Enjin diesel berbeza dengan enjin petrol melalui penggunaan nisbah mampatan udara yang lebih tinggi untuk membakar bahan api berbanding enjin petrol yang menggunakan palam pencucuh ("pembakaran mampatan" berbanding "pembakaran pencucuhan").

Selain nisbah mampatannya yang tinggi sehingga membolehkan pembakaran berlaku tanpa sistem penyalaan berasingan, nisbah mampatan yang tinggi juga meningkatkan kecekapan enjin. Pada enjin petrol pula, nisbah mampatan tidak boleh terlalu tinggi bagi mengelakkan kerosakan enjin akibat pra-nyalaan atau ketukan enjin [knocks].

Pada enjin diesel, udara dimampatkan dengan nisbah mampatan lazimnya di antara 15:1 ~ 22:1, meningkatkan suhu udara ke 532 °C. Pada suhu tersebut, udara di dalam kebuk pembakaran akan membakar campuran udara-bahan api. Seterusnya bahan api yang disuntik ke dalam kebuk pembakaran akan terbakar dengan sendirinya, menghasilkan kuasa kepada enjin.

Perbandingan dengan enjin petrol

Perbandingan Enjin diesel Enjin petrol
Bahan api Diesel Petrol
Cara pembakaran Mampatan udara (tidak memerlukan sistem penyalaan) Palam pencucuh (memerlukan sistem penyalaan)
Cara mematikan enjin Menyekat bekalan bahan api Mematikan sistem penyalaan
Sistem bahan api Suntikan bahan api Karburetor atau suntikan bahan api
Kawalan kelajuan Kawalan kualiti (bahan api sahaja) Kawalan kuantiti (campuran udara-bahan api)
Penghidupan semasa sejuk palam pemanas ("heater plug") Injap pencekik (bagi karburetor sahaja)
Nisbah mampatan Tinggi (15:1 ke atas) Sederhana (6:1 ~ 14:1)
Nisbah campuran udara-bahan api Udara berlebihan Menghampiri nisbah stoikiometrik (14.7:1)
Kelajuan enjin Rendah (4,500 rpm ke bawah) Tinggi (5,500 ~ 20,000 rpm)
Kilasan kemuncak Kelajuan rendah (sekitar 1,600 ~ 2,000 rpm) Kelajuan lebih tinggi (sekitar 2,500 rpm ke atas)
Kecekapan kemuncak 45%[4] 30%

Kelebihan dan kelemahan

Kelebihan

  1. Lebih menjimatkan bahan api berbanding enjin petrol.
  2. Mempunyai kecekapan pembakaran bahan api yang lebih tinggi daripada enjin petrol. Nilai kecekapan pembakaran kemuncak sebenar bagi enjin diesel pada lori, bas dan kereta adalah setinggi 45%,[4] serta mungkin akan mencecah 55% pada masa akan datang.[5]
  3. Menghasilkan kurang karbon monoksida kerana membakar bahan api dalam udara berlebihan.
  4. Menghasilkan kilasan kemuncak pada kelajuan enjin rendah, menjadikannya sesuai digunakan pada kenderaan berat.
  5. Lebih tahan lama serta lebih boleh diharap kerana selain ketiadaan sistem penyalaan elektrik, enjin diesel sememangnya dibina bagi menahan tekanan yang sangat tinggi.
  6. Tidak memerlukan
    1. Enjin diesel lazimnya lebih berat daripada enjin petrol.
    2. Kadar pecutan yang lebih lambat daripada enjin petrol. Walau bagaimanapun, pemasangan pengecas turbo serta teknologi baru seperti sistem suntikan terus rel sepunya membantu meningkatkan kadar pecutan enjin diesel.
    3. Menghasilkan jelaga hitam semasa pelepasan asap ekzos. Masalah tersebut boleh dikurangkan dengan kawalan diesel elektronik serta penggunaan bahan api diesel yang lebih bersih (kurang kandungan sulfur).
    4. Banjaran kuasa yang kecil disebabkan banjaran putaran enjin yang terhad. Ia merupakan sebab utama mengapa kebanyakan lori berat mempunyai kotak gear sehingga sebanyak 18 kelajuan. Pengecas turbo geometri boleh laras membolehkan kilasan enjin disebarkan pada banjaran kelajuan yang lebih meluas.
    5. Enjin diesel lebih bising daripada enjin petrol disebabkan ketukan diesel.
      Enjin diesel berkelajuan rendah marin 2 lejang, 5 silinder MAN B&W 5S50MC. Enjin sebegini digunakan pada kapal pembawa bahan kimia seberat 29,000 tan metrik.

      Enjin diesel turut dikategorikan mengikut kelajuan enjin seperti berikut:-