Mesin Kelautan Empat Tak: Cara Kerja Kepala Silinder dan Suku Cadang Pengganti

Sebuah kapal penangkap ikan mengalami kebocoran kompresi pada salah satu silinder mesin bantunya. Kepala silinder mati dalam satu hari, dan chief engineer menghadapi pilihan yang lazim: memperbaiki pengecoran atau menggantinya. Pada mesin kelautan empat langkah, keputusan tersebut biasanya ditentukan oleh tiga hal, kondisi dudukan katup, kerataan dek api, dan hasil uji tekanan pada saluran pendingin. Segala sesuatu setelah itu adalah masalah sumber dan bukan masalah teknis.

Mesin kelautan empat langkah mencakup berbagai tugas, mulai dari genset kecil di kapal pesisir hingga mesin utama kecepatan menengah di kapal feri, kapal tunda, dan kapal penangkap ikan. Yang sama-sama digunakan adalah siklus pembakaran yang memerlukan dua putaran poros engkol untuk menyelesaikannya, dan kepala silinder yang harus menutup pembakaran, mengarahkan katup, membawa injektor, dan mengalirkan cairan pendingin pada saat yang bersamaan. Artikel ini menjelaskan cara kerja siklus, posisi kepala silinder di dalam siklus tersebut, dan cara membeli suku cadang pengganti tanpa menyebabkan kegagalan kedua.

Apa yang Sebenarnya Terjadi Selama Empat Pukulan

Nama tersebut berasal dari jumlah pergerakan piston yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus tenaga. Intake, kompresi, tenaga dan pembuangan; empat langkah piston, dua putaran poros engkol, satu peristiwa injeksi per silinder.

• Pukulan induksi. Katup masuk terbuka dan piston bergerak ke bawah, menarik udara yang biasanya sudah melewati turbocharger dan aftercooler.
• Pukulan kompresi. Kedua katup ditutup dan piston bergerak ke atas, menekan muatan hingga kira-kira 30 hingga 55 bar dan memanaskannya jauh di atas suhu penyalaan bahan bakar diesel.
• Pukulan kekuatan. Bahan bakar diinjeksikan sesaat sebelum titik mati atas, bahan bakar terbakar, dan gas yang mengembang mendorong piston ke bawah. Inilah satu-satunya pukulan yang menghasilkan pekerjaan yang bermanfaat.
• Langkah buang. Katup buang terbuka dan piston yang naik mendorong gas yang terbakar keluar ke manifold dan turbocharger.

Karena urutan tersebut, kepala silinder empat langkah harus memiliki setidaknya satu katup masuk dan satu katup buang, seringkali masing-masing dua, ditambah injektor, pemandu katup, sisipan dudukan katup, dan saluran pendingin yang memisahkannya. Camshaft dan pushrod atau rocker yang menggerakkan katup tersebut diatur waktunya ke poros engkol sehingga setiap kejadian terjadi pada sudut yang tepat.

Mesin dua langkah menyala pada setiap putaran poros engkol, menggunakan lubang pembuangan dan satu katup atau lubang buang. Perbedaan tunggal tersebut menjelaskan mengapa kedua jenis mesin tersebut memiliki pekerjaan yang berbeda di kapal.

Mengapa Kapal Masih Menjalankan Mesin Empat Tak

Mesin dua langkah menghasilkan tenaga pada setiap putaran, itulah sebabnya kapal laut terbesar menggunakan mesin dua langkah berkecepatan lambat sebagai penggerak utama: suku cadang lebih sedikit, toleransi terhadap bahan bakar minyak berat, dan konsumsi bahan bakar per kilowatt jam yang sangat rendah. Mesin empat langkah unggul dalam poin lain yang penting bagi pemilik dan operator: bobot lebih ringan untuk keluaran yang sama, tapak lebih kecil, kontrol emisi lebih baik, dan kecepatan lebih tinggi yang memungkinkan generator yang digabungkan secara langsung menghasilkan daya 50 Hz atau 60 Hz tanpa gearbox.

Dalam praktiknya, sebagian besar mesin kelautan empat langkah merupakan mesin bantu, atau mesin utama pada kapal yang lebih kecil. Tugas generator biasanya berada pada kecepatan 750, 1000, 1200, 1500 atau 1800 rpm tergantung pada jumlah tiang dan frekuensi jaringan, sedangkan unit propulsi kecepatan menengah biasanya bekerja antara 400 dan 1000 rpm.

Mengapa Kepala Silinder Empat Langkah Gagal

Kepala silinder empat langkah adalah pengecoran tunggal yang harus memuat dek api, dua atau empat port katup, lubang injektor, dan jaringan saluran pendingin. Untuk gambaran umum bagian dan permukaan yang penting selama pemeriksaan, berikut penjelasannya apa itu kepala silinder mencakup dasar-dasarnya.

Dalam pelayanan, logam di sisi dek api bisa mencapai tiga atau empat ratus derajat Celcius sedangkan sisi air tetap mendekati sembilan puluh derajat. Setiap perubahan beban mendorong casting melewati gradien tersebut, dan setelah beberapa ribu jam berjalan, konsekuensinya muncul di tempat yang dapat diprediksi:

• Dudukan katup tenggelam ke dalam kepala katup, sehingga katup berada lebih dalam dan jarak tappet menutup.
• Retakan muncul di antara dua jok, atau antara jok dan selongsong injektor.
• Saluran pendingin berlubang dan menimbulkan korosi, paling sering di samping katup buang.
• Segel injektor rusak sehingga bahan bakar masuk ke dalam air pendingin atau air masuk ke dalam silinder.
• Dek api terdistorsi, sehingga merusak segel paking.
• Benang baut kepala meregang atau mengelupas di blok.

Tak satu pun dari masalah ini muncul secara diam-diam. Pembacaan kompresi yang menurun, peningkatan suhu gas buang pada satu silinder, gelembung di tangki ekspansi, atau penurunan kecil pada level cairan pendingin adalah sinyal pertama yang biasa terjadi.

Perbaiki atau Ganti Kepala Silinder

Kesimpulan pertama: jika kepala silinder kelautan empat langkah mengalami retakan di antara dudukan katup, atau memerlukan lebih dari dua sisipan dudukan yang diganti dengan resesi dudukan yang parah, penggantian biasanya lebih murah dibandingkan pengelasan dan pemesinan ulang, dan risikonya jauh lebih kecil. Jika ini merupakan perombakan rutin di mana katup, pemandu, dan dudukan perlu diperbarui, perbaikan tetap masuk akal.

Untuk masing-masing kepala, kondisi berikut biasanya mengarahkan keseimbangan ke arah penggantian:

• Kerataan dek api di luar batas pembuat, yang sering kali diukur dalam sepersekian milimeter.
• Kebocoran dari rongga pendingin selama uji tekanan hidrostatik.
• Retak di antara jok atau di dekat katup buang.
• Lubang injektor sudah tidak bulat lagi, atau ulirnya rusak.
• Pengecoran yang sudah diperbaiki dua atau tiga kali.

Sumber risiko termasuk dalam perhitungan yang sama. Kepala yang dikerjakan ulang berarti waktu pemesinan tambahan, set gasket kedua dan pengangkatan derek lainnya, dan kapal yang menunggu di sampingnya membutuhkan biaya lebih banyak per hari dibandingkan pengecoran pengganti yang baru.

Memesan Penggantian Kepala Silinder untuk Mesin Empat Tak

Kepala silinder pengganti adalah suku cadang kompatibel yang dibuat sesuai dimensi asli, bukan suku cadang perlengkapan asli. Dalam praktiknya, model mesin pada papan nama saja tidak cukup. Pesanan memerlukan serangkaian pengukuran dan pengidentifikasi sebelum sesuatu dipotong atau dikirim.

• Merek mesin, model dan nomor seri.
• Tugas, generator atau penggerak, karena susunan katup dapat berbeda dalam satu keluarga mesin.
• Jumlah katup, diameter kepala katup, dan diameter batang katup.
• Jenis injektor dan dimensi selongsong injektor.
• Posisi dan pola lubang air pendingin.
• Ketebalan dek api dan tinggi kepala keseluruhan.

Dokumentasi dan waktu tunggu juga sama pentingnya. Mintalah sertifikat material, laporan pengujian tekanan dan catatan inspeksi dimensi, dan konfirmasikan cara pengemasan komponen tersebut, karena dek api yang tidak terlindungi tidak akan bertahan dalam perjalanan angkutan laut yang panjang. Untuk rangkaian persediaan yang diatur berdasarkan merek mesin, lihat katalog suku cadang pengganti kepala silinder .

Mencocokkan Kepala Silinder berdasarkan Merek Mesin

Kepala silinder jarang dapat dipertukarkan antar merek. Pengecoran untuk satu pembuat dan pengecoran untuk pembuat lainnya berbagi lubang baut dan yang lainnya, itulah sebabnya memesan berdasarkan merek dan model adalah cara yang praktis.

Mesin berkecepatan sedang dari MAN umum digunakan pada kapal feri dan kapal tunda, dan kepalanya biasanya membawa empat katup dengan saluran pendingin yang rapat, sehingga geometri sisi air adalah bagian yang paling sulit untuk direproduksi dengan benar.

Kepala Silinder DONGFANG | Penggantian Suku Cadang Kompatibel dengan Mesin Diesel Kelautan MAN Model yang Kompatibel: L16/24, L23/30, L23/30H, L28/32A, S26MC, L31, L35MC, S35MC, L50MC-C I. Ikhtisar Produk Kepala silinder DONGFANG adalah pengganti yang kompatibel dengan pihak ketiga... Lihat Produk →

Mesin Yanmar terdapat di mana-mana di kapal nelayan dan kapal pantai kecil, mulai dari beberapa puluh kilowatt hingga beberapa ribu kilowatt, dan kepala silindernya sering kali diganti pada saat overhaul bagian atas daripada membangun kembali secara penuh.

Kepala Silinder DONGFANG | Penggantian Suku Cadang Kompatibel dengan Yanmar Marine Diesel Engi Model yang kompatibel: NY160, N165, N180, EY180, N210, EY220, N260, EY260, N280A, N330, S165, S185, M200L, M220L, RAL170, MAL220, UAL200UT, T240, T260, Z280DT, Z280ET, MF2... Lihat Produk →

Unit kecepatan menengah Daihatsu banyak digunakan untuk tenaga tambahan, dan head yang tidak cocok di sini muncul dengan cepat karena suhu gas buang yang tidak merata di seluruh silinder.

Kepala Silinder DONGFANG | Penggantian Suku Cadang Kompatibel dengan Daihatsu Marine Diesel En Model yang Kompatibel: DL-20、DL-22、DL-26、DL-28、DL-32、5DK-20、6DK-20、DK-28、DS-26、PS-26H (D)、DC-17、DE-18 Lihat Produk →

Kepala pengganti serupa juga disediakan untuk keluarga mesin kelautan lainnya, termasuk pola Akasaka, Kobe, MaK, Makita, Wartsila, Hanshin dan Niigata, serta untuk mesin diesel domestik Tiongkok yang digunakan dalam tugas generator dan pemompaan.

Instalasi dan Pemeriksaan Uji Coba Laut

Memasang kepala dengan benar menentukan apakah penggantian akan bertahan lama seperti aslinya. Lakukan langkah-langkah ini secara berurutan:

1. Bandingkan pengecoran baru dengan kepala atau gambar lama sebelum membersihkan apa pun, periksa posisi lubang air, ketebalan dek, dan lubang injektor.
2. Bersihkan ulir blok, periksa baut kepala apakah ada kelenturan, dan ganti baut yang terlepas.
3. Pasang paking baru dengan benar, periksa saluran oli dan air, dan hindari sealant kecuali pembuatnya menentukannya.
4. Kencangkan baut kepala sesuai urutan dan tahapan yang ditentukan, menggunakan kunci torsi yang telah dikalibrasi dan, jika ditentukan, pengukur sudut.
5. Atur jarak bebas katup dalam keadaan dingin dan catat nilainya sehingga dapat diperiksa ulang saat panas.
6. Isi dan keluarkan sistem pendingin, lalu periksa kebocoran pada sambungan kepala dan sekitar selongsong injektor.
7. Jalankan mesin terlebih dahulu tanpa beban, kemudian dalam keadaan berbeban, perhatikan suhu gas buang, suhu saluran keluar air jaket, dan tekanan bak mesin untuk setiap silinder yang berperilaku berbeda dari silinder lainnya.

Memutar ulang setelah beberapa jam pertama berjalan masih merupakan praktik standar pada banyak mesin kecepatan sedang, meskipun manual tidak mengharuskannya. Biayanya satu jam dan mencegah kegagalan yang jauh lebih mahal di kemudian hari.

Siklus empat langkah tidak berubah dalam satu abad dan alasan kegagalan kepala silinder juga tidak berubah. Yang berubah adalah betapa mudahnya mencari pengganti yang sesuai dengan dimensi aslinya, saluran air asli, dan material aslinya. Gabungkan merek, model, dan data pengukuran sebelum memesan, luangkan waktu untuk mengonfirmasi dimensi dek kebakaran dan geometri pendinginan, dan kapal akan menepati jadwalnya.