Marine Diesel Engine Bible

1

Kapal dan Jentera

Sebagai pengenalan kepada kejuruteraan marin, kita boleh mulakan dengan
melihat secara menyeluruh terhadap sesebuah kapal. Pelbagai tugas seorang
jurutera marin merangkumi cara pengendalian operasi kapal secara selamat,
berkesan, cekap dan ekonomik. Enjin atau jentera utama yang dipasang akan
menentukan pemasangan jentera-jentera bantuan. Dan ini akan juga menentukan
keperluan operasi dan penyelenggaraan dan keperluan dari segi pengetahuan
pada diri seseorang jurutera marin.

Kapal

Kapal adalah kenderaan yang besar dan kompleks yang perlu beroperasi dalam
keadaan baik sepanjang hayatnya. Sebuah kapal adalah produk daripada dua
bidang kemahiran iaitu kejuruteraan marin dan senibina marin. Senibina marin
merangkumi badan kapal, pembinaan, bentuk, kesesuaian dan kebolehupayaan
terhadap persekitarannya. Kejuruteraan marin pula merangkumi pelbagai sistem
yang menggerakkan dan menjalankan operasi kapal. Kedua-dua bidang
kemahiran ini juga akan bersangkut-paut dan saling memerlukan sebagai contoh
pembinaan propeller kapal dan cara mengurangkan gegaran dan bunyi pada
struktur kapal.

Sebuah kapal boleh dibahagikan kepada tiga bahagian:
1) bahagian pengendalian kargo/tangki,
2) kawasan penginapan,
3) kawasan jentera.

Bergantung kepada jenis kapal, setiap jenis kapal akan mempunyai fungsi yag
pelbagai. Kapal pengangkut minyak misalnya akan mempunyai bahagian
penyimpanan kargo yang berbentuk tangki dan pelbagai sistem perpaipan untuk
operasi kargo diatas deknya. Manakala kapal pengangkut barangan akan
mempunyai ruang penyimpanan kargo yang berbentuk petak dan mempunyai
sistem kren bagi pengendalian kargo. Ruang penginapan sesebuah kapal haruslah
mencukupi untuk menempatkan keseluruhan jumlah anak kapal , menempatkan
anjungan dan pusat komunikasi. Manakala ruang jentera akan dipenuhi dengan
jentera utama dan juga jentera-jentera bantuan.

Jentera

Susunan

Ada 3 jenis susunan pada jentera utama sesebuah kapal,
1) Sambungan terus enjin diesel kelajuan rendah (slow speed enjin) .
2) Enjin diesel kelajuan sederhana dengan kotak gear.
3) Turbin stim dengan kotak gear untuk menggerakkan propeller.

2

Propeller, untuk berfungsi dengan cekap haruslah berpusing dalam keadaan
perlahan. Tidak mengira berapa kelajuan jentera utama, propeller hanya berpusing
pada kelajuan 80-100 pusingan seminit bagi show speed disel enjin. Bagi medium
speed disel enjin lebih kurang 250-750 rev/min. Turbin stim mempunyai kelajuan
yang tinggi sehingga 6000 rev/min. Kebanyakan ia menggunakan gearbox.

Enjin diesel kelajuan rendah
Gambarajah keratan rentas sebuah kapal ada ditunjukkkan di bawah. Di sini,
sebagai tambahan kepada ruang jentera, boleh juga dilihat struktur badan kapal,
bahagian tangki kargo bersama perpaipan kargo dan jentera di atas dek.
Pemasangan jentera yang kompleks dan rumit juga boleh dilihat dengan jelas,
dengan dua jentera utama iaitu jentera utama (main engine) dan dandang
pemanas kargo (cargo heating boiler).

3

4

Sebuah enjin enam cylinder, pemasangan terus dapat dilihat. Manakala satu-
satunya enjin bantuan yang boleh dilihat ialah generator enjin diesel dan
pemampat udara. Lain-lain jentera yang boleh didapati di dalam ruang enjin ialah
generator tambahan (additional generator), oily water separator, penyuling air
(evaporator), pam-pam dan pemindah haba (heat exchanger). Dandang (auxiliary
boiler) pemindah haba ekzos gas (exhaust gas heat exchanger) terletak
dibahagian atas ruang jentera menghala ke cerobong (funnel). Manakala bengkel
dan stor barangan terletak dibahagian atas ruang jentera.

Empat enjin diesel kelajuan sederhana (500 rev/min) digunakan dalam
gambarajah ferry yang ditunjukkan dibawah. Unit gear membekalkan kuasa
putaran 170 rev/min kepada propeller boleh ubah (controllable pitch). Unit gear
juga membekalkan kuasa kepada generator shaft (shaft generator) untuk
membekalkan kuasa elektrik semasa kapal belayar di laut.

5

Berbagai-bagai jenis pam dan jentera bantuan disusun dilantai terbawah sekali
dalam ruang jentera yang mempunyai ketinggian minimum. Dandang gas ekzos
(exhaust gas boiler) terletak di kiri dan kanan kapal berdekatan dengan dinding
tepi kapal. Sebuah bilik generator menempatkan tiga enjin diesel , incinerator dan
juga lain-lain jentera. Bilik kawalan enjin (enjin room) terletak disebelah hadapan
ruang jentera ini.

6

7

Turbin stim ( Steam Turbine)

Dua turbin stim digunakan di dalam gambarajah sebuah kapal kontena. Setiap set
turbin membekalkan kuasa melalui kotak gear dengan thrust block diasingkan
dapat pengurangan seterusnya kepada propeller. Condenser terletak dibawah
setiap turbin tekanan rendah dan disusun untuk peredaran semasa operasi
maksimum dan peredaran menggunakan pam semasa kelajuan di pelabuhan
(manoeuvring). Dibahagian bawah sekali terletak pelbagai jentera dan pam,
dandang dan sistem perawatan najis. Tiga generator diesel terletak dibahagian
belakang sebuah skrin akustik. Alternator turbin juga terdapat di setiap sisi kapal
dan juga kipas pembekal udara untuk dandang. Pam pembekal (feed pump) untuk
dandang dan juga sistem pembekal untuk lain-lain jentera juga terdapat di
bahagian ini. Dua dandang memenuhi bahagian belakang ruangan ini dan disusun
untuk pembakaran dari atas (roof firing). Mesin penyulingan air laut dan sistem
bekalan air domestik juga didapati di ruangan bahagian belakang. Bilik kawalan
enjin terletak dibahagian hadapan dan menempatkan konsol-konsol kawalan
jentera iatu main switchboard.

Operasi dan penyelenggaraan (Operation and Maintenance)

Tanggungjawab seorang jurutera marin bukan sahaja terhad didalam ruangan
enjin. Setiap syarikat perkapalan mempunyai praktis yang berlainan tetapi
kebiasaannya semua peralatan diatas kapal kecuali kelengkapan radio adalah
dibawah jagaan dan selenggaraan jurutera marin. Jurutera elektrik juga boleh
didapati pada kapal-kapal yang besar, tetapi jika tiada semua kelengkapan elektrik
juga adalah dibawah tanggungjawab jurutera marin. Latihan teori yang meluas dan
praktikal adalah amat diperlukan bagi seorang jurutera marin. Dia harus menjadi
jurutera mekanikal, elektrikal, pendingin hawa, pengudaraan, dan penyejukan bila
timbul keperluan. Tidak seperti rakan-rakan di darat, dia harus menangani
keperluan bekerja di platform yang mempunyai kadar pengaratan yang tinggi. Dia
juga perlu berdikari dan mampu menjalankan tugas dengan peralatan yang ada di
sekelilingnya.
Kapal moden ialah sebuah kapal yang kompleks yang memberikan bantuan
kepada komuniti kecil bagi sesuatu tempoh waktu. Untuk memudahkan kefahaman
tentang semua jentera didalam kapal ialah tujuan asal nota ini. Pengetahuan
tentang jentera dan operasi mesin membekalkan asas untuk penyelenggaraan
yang cekap dan berkesan.

8

KONSEP ASAS BAHAGIAN DALAM ENJIN

Pengenalan (Introduction )

Sebelum kita mengkaji bahagian enjin dengan lebih mendalam, terlebih dahulu kita
sentuh serba sedikit mengenai konsep asas yang di gunakan dalam sebuah enjin.
Dalam buku ini akan dibincangkan konsep-konsep asas yang digunakan untuk
memahami prinsip operasi, binaan, komponen dan fungsi yang terdapat dalam
enjin kapal. Konsep asas yang lazim digunakan dalam enjin kapal ialah haba,
pembakaran, tenaga, kerja, kuasa, kilas dan geseran. Kesemua konsep ini perlu
digunakan untuk menerangkan dan memahami prinsip operasi enjin kapal. Di
samping itu pelajar baru diharap dapat membezakan istilah kuasa, laju, kerja,
tenaga dan sebagainya yang biasa digunakan dalam kapal. Contohnya apabila
kita menyebut kapal itu berkuasa atau bertenaga apakah ciri-ciri yang patut kita
gunakan. Di harapkan pelajar baru dapat membezakan kuasa dan tenaga yang
digunakan dalam kapal berdasarkan ciri-ciri enjin.

Pembakaran (Combustion)

Pembakaran merupakan salah satu daripada proses tindak balas kimia yang
sering berlaku dalam alam sekeliling kita. Dalam proses tindak balas kimia
tersebut gas oksigen biasa digunakan untuk membantu proses pembakaran untuk
bergabung dengan unsur yang lain seperti hidrogen atau karbon. Sejenis proses
pembakaran yang sama berlaku dalam enjin. Udara dan bahan api (dalam bentuk
wap) bercampur di dalam enjin untuk di mampat dan di bakar. Gas oksigen yang
terdapat dalam udara diambil daripada atmosfera. Dua puluh satu peratus (21%)
daripada kandungan udara ialah oksigen. Gasolin merupakan sebatian yang
disebut hidrokarbon kerana ia banyak mengandungi unsur karbon dan hidrogen.
Apabila gasoline terbakar di dalam enjin, ia akan terurai menjadi karbon dan
hidrogen. Kedua-dua unsur tersebut bergabung dengan oksigen daripada udara.
Karbon bergabung dengan oksigen lalu membentuk karbon monoksida (COx)
dalam bentuk gas manakala hydrogen bergabung dengan oksigen membentuk air
(H2O) yang keluar dari enjin dalam bentuk wap.
Semasa proses pembakaran berlaku suhu yang tinggi terhasil di dalam enjin
sehingga boleh melebihi 1600°c bergantung pada jenis enjin. Air yang terbentuk
daripada proses pembakaran keluar dari enjin dalam bentuk wap, melalui ekzos
berserta dengan gas karbon dioksida. Apabila enjin menjadi sejuk, sebahagian
daripada air akan terpeluwap pada bahagian enjin yang telah sejuk lebih awal. Air
ini akan masuk ke dalam crankcase dan akhirnya bercampur dengan minyak
pelincir enjin untuk membentuk kekotoran yang di sebut enap cemar(sludge).

9

HEAT (HABA)

Istilah haba dan suhu sering kali menimbulkan sedikit kekeliruan. Haba merupakan
satu bentuk tenaga. Enjin kapal merupakan satu contoh enjin haba kerana
menggunakan tenaga haba yang dibebaskan daripada proses pembakaran bahan
api (diesel atau petrol). Dengan udara di dalam silinder liner enjin. Suhu pula
merupakan satu ukuran darjah kepanasan atau kesejukan sesuatu benda.
Haba merupakan tenaga yang diperlukan untuk menaikkan suhu sesuatu benda.
Jumlah haba yang diperlukan bergantung pada berat benda yang dipanaskan. Air
di dalam sebuah cerek yang besar mengambil masa yang lebih lama untuk
mendidih berbanding dengan air di dalam cerek yang lebih kecil, jika dipanaskan
dengan jumlah haba yang sama. Alat thermostat (bagi high speed enjin, bagi enjin
besar dipanggil regulator control sistem) yang dipasang dalam system penyejukan
enjin berfungsi untuk mempercepatkan enjin menjadi panas sehingga mencapai
suhu operasi. Thermostat bagi enjin High Speed yang tertutup menghalang edaran
aliran bahan penyejuk sehingga suhu operasi enjin dicapai. Apabila enjin menjadi
terlampau panas haba perlu di bebaskan keluar dari enjin melalui heat
exchangers, eveperator/readiator ke udara untuk mengelakkan enjin dari menjadi
terlampau panas.

Jika haba diberikan pada suatu bahan, ada beberapa kesan yang dapat
diperhatikan, antaranya :
1 PERUBAHAN

Apabila sesuatu bahan (logam, cecair atau gas) diberikan haba
(dipanaskan), bahan tersebut akan mengalami pengembangan dan apabila
disejukkan bahan itu mengalami pengecutan. Contohnya, piston enjin akan
mengembang apabila menjadi terlampau panas.

2 PERUBAHAN KEADAAN
Apabila air dipanaskan sehingga ia akan berubah menjadi wap atau apabila
cukup sejuk air bertukar menjadi ais.

3 PERUBAHAN KANDUNGAN
Diesel atau petrol yang dipanaskan dalam udara akan terbakar dan bertukar
menjadi karbon dan campuran gas lain.

4 PERUBAHAN WARNA
Besi atau keluli yang dipanaskan akan berubah warna. Contohnya, warna
besi apabila dipanaskan bertukar dari biru menjadi ungu, merah gelap dan
merah menyala (berbara).

5 KESAN ELEKTRIK
Dua simpangan daripada dua jenis logam yang berbeza apabila dipanaskan
boleh menjanakan arus atau voltan elektrik yang kecil. Simpangan dua
logam itu dikenal sebagai pengganding suhu. Fenomena ini sangat berguna
untuk mengukur suhu yang sangat tinggi di dalam komponen enjin. Meter
suhu sangat berguna dipasang pada system penyejukan enjin untuk
mengetahui kedudukan suhu operasi enjin.

10

Unit untuk haba sama seperti unit untuk kerja, iaitu dalam bentuk tenaga yang
dinyatakan dalam joule (J). Haba sentiasa mengalir dari jasad yang panas kepada
jasad yang sejuk atau dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Haba
dipindahkan dengan beberapa cara.

1 Haba dipindahkan melalui pengaliran dari dalam cooler/heat exchangers
ke air laut.

2 Haba dipindahkan dari satu bahagian logam yang panas ke bahagian yang
sejuk melalui kekonduksian. Contohnya, haba dipindahkan dari blok silinder
enjin ke air laut melalui kaedah peralihan (cooler).

3 Haba dipindahkan melalui bahantara gas dan cecair secara perolakan.
Contohnya, bahan yang keluar melalui ekzos gas boiler perlu disejukan
untuk kegunaan inert gas system (menutup lapisan bahagian atas minyak
bagi kapal yang membawa minyak) .

Ketiga-tiga cara pemindahan haba ini berlaku dalam enjin. Contohnya, dalam
system penyejukan enjin, haba dipindahkan keluar melalui cooler ke air laut dan
air tawar, haba dipindahkan dari dinding silinder enjin dan piston enjin ke
cooler/heat exchangers didalam enjin.

Tekanan / Pressure

Tekanan ditakrifkan sebagai daya yang dikenakan terhadap satu unit luas tertentu.
Contohnya, satu logam seberat 100 kg yang diletakkan di atas permukaan yang
luasnya 10 cm², memberikan tekanan sebesar 10 kg/cm² (100kg/10cm²) terhadap
permukaan tersebut. Dalam unit metric tekanan dinyatakan dalam pascal (Pa).
Unit lain yang lazim dan masih digunakan untuk mengukur tekanan ialah paun inci
persegi (singkatanya psi, pound square inch). 1 psi bersamaan dengan 6.895 Pa.
Tekanan juga dinyatakan dalam unit kPa (kilopascal). 1 kiloPascal bersamaan
dengan 1000 Pascal. Pascal merupakan unit tekanan yang menggambarkan 1
Newton daya yang bertindak terhadap permukaan seluas 1 m², iaitu Pa (Pascal) =
1 N/m².

Tekanan Atmosfera / Atmospheric Pressure

Atmosfera ialah lapisan udara yang mengelilingi permukaan bumi. Lapisan udara
memberikan satu daya melawan permukaan bumi yang disebabkan oleh daya
tarikan gravity bumi. Daya atmosfera ini yang bertindak terhadap permukaan bumi
disebut tekanan atmosfera. Tekanan atmosfera paling besar pada aras laut kerana
terdapat lebih banyak udara di atas aras laut berbanding dengan tempat yang
lebih tinggi. Udara pada tempat yang tinggi kurang mampat (tidak padat). 1 in²
udara pada aras laut mempunyai berat 14.7 paun. Oleh itu tekanan atmosfera
pada aras laut ialah 14.7 psi atau 101.35 kPa, tetapi pada tempat yang lebih tinggi
daripada aras laut tekanan atmosfera mengurang seperti menjadi 12.2 psi.
Atmosfera mengandungi kira-kira 21 peratus oksigen dan hamper 78 peratus
nitrogen dan peratus yang kecil unsur gas yang lain. Oksigen dalam udara ini
diperlukan untuk bergabung dengan bahan api untuk menyokong proses
pembakaran di dalam cylinder enjin. Oleh sebab udara pada aras laut lebih padat
(mampat) berbanding dengan pada aras yang lebih tinggi, maka enjin
berkeupayaan untuk menghasilkan lebih kuasa pada aras laut berbanding dengan
pada aras yang lebih tinggi. Suhu udara juga memberi kesan terhadap keupayaan

11

suatu enjin untuk menghasilkan kuasa. Apabila udara panas, ia akan
mengembang dan menjadi kurang mampat. Enjin tidak berupaya untuk mengambil
lebih banyak udara semasa lejang pengambilan, oleh itu wajarlah kuasa keluaran
enjin direndahkan. Sungguhpun demikian enjin moden hari ini telah dipasang
dengan system pengawal suhu udara pengambilan yang dapat mengawal suhu
udara di bawa masuk dengan lebih tepat.
Vakum (Vacuum)
Tekanan yang lebih rendah daripada tekanan atmosfera disebut vakum. Vakum
sepenuhnya sangat sukar diperolehi tetapi keadaan yang lazim ialah keadaan
yang dikenal sebagai vakum separa. Vakum diukur menurut perbezaan pada
tekanan. Perbezaan tekanan di antara tekanan atmosfera dengan tekanan yang
rendah seperti tekanan rendah yang wujud di dalam manifold pengambilan
semasa lejang pengambilan disebut vakum. Vakum diukur dengan alat tertentu,
contohnya vakum gauge. Bahagian enjin yang lazim diukur dengan menggunakan
vakum gauge seperti tekanan manifold, tekanan pada bahagian Ekzos manifold,
tekanan crankcase dan tekanan keluaran dari turbo-charger.

Gambarajah:
Gauge pressure yang digunakan untuk mengukur tekanan mampatan dalam
combustion chamber semasa piston bergerak dari kedudukan BDC (bawah) ke
kedudukan TDC (atas).

12

Daya (Force)

Prinsip daya banyak digunakan dalam enjin kapal. Daya digunakan pada suatu
benda untuk menolak, menarik, membengkok atau memiuh. Daya tolakan atau
tarikan digunakan untuk cuba mengubah keadaan gerakan suatu benda atau
keadaan rehat suatu benda. Contoh daya adalah seperti yang di tunjukan dalam
rajah 1.2. daya yang dikenakan (bertindak) cuba untuk memberhentikan suatu
benda yang sedang bergerak atau cuba untuk menjaga (mengawal) supaya benda
tersebut dapat terus bergerak. Daya itu cuba untuk menggerakkan suatu benda
yang sedang berhenti atau cuba untuk menghalang suatu benda daripada terus
bergerak. Dalam cylinder enjin, daya yang dikenakan untuk mengembangkan gas
(daya yang dihasilkan oleh proses pengembangan gas) menyebabkan piston
bergerak ke bawah semasa lejang kuasa. Magnitud daya boleh diukur dan
dinyatakan dalam system metric sebagai Newton. Satu Newton bersamaan
dengan 1.0 kgm/s².

Tenaga (Energy)

Tenaga ditakrifkan sebagai keupayaan, kebolehan atau muatan untuk melakukan
kerja. Contohnya, campuran bahan api dan udara yang masuk ke dalam cylinder
enjin mempunyai keupayaan untuk melakukan kerja apabila dibakar. Tenaga
bahan api, setelah melalui proses pembakaran, akan ditukar menjadi tenaga
kinetic melalui pengembangan gas. Tenaga kinetic yang terhasil daripada
pembakaran bahan api itu akan menolak piston ke bawah di dalam silinder liner
sehingga menggerakkan crankshaft untuk berpusing. Dua bentuk tenaga yang
terwujud dalam enjin kapal setelah pembakaran bahan api, ialah tenaga kinetic
dan tenaga keupayaan. Apabila kapal bergerak atau mengalami gerakan, maka
kerja yang telah dilakukan terhadapnya dikenal sebagai tenaga kinetik. Contoh lain
tenaga kinetic ialah tenaga yang membolehkan kapal terus belayar di lautan luas.
Kapal dapat terus berlayar kerana tenaga kinetic yang tersimpan di dalam kapal
yang sedang berlayar. Tenaga kinetic kapal semakin berkurangan kerana berlaku
geseran diantara air dengan muatan kapal. Untuk membolehkan kapal dapat terus
belayar, enjin mestilah boleh beroperasi. Apabila satu kerja dilakukan untuk
mengangkut satu objek sehingga pada ketinggian tertentu, tenaga yang tersimpan
di dalam objek disebut sebagai tenaga keupayaan. Oleh itu dapatlah disimpulkan
bahawa tenaga boleh bertukar bentuk dari tenaga keupayaan menjadi tenaga
kinetik, haba dan sebagainya atau sebaliknya.

Kerja

Tenaga diperlukan untuk melakukan suatu kerja. Secara mudah kerja di takrifkan
sebagai daya (F) yang diperlukan untuk menggerakkan suatu benda pada jarak
yang tertentu (s) setelah mengatasi daya-daya lain yang menentang arah
pergerakannya. Contoh mudah yang menentang arah gerakan, yang lazim
bertindak pada kapal ialah daya yang di perlukan untuk mengatasi daya geseran
permukaan air. Benda boleh bergerak sama ada melalui kaedah penolakan,
penarikan piuhan atau pengangkatan. Contohnya, apabila benda di angkat, benda
itu bergerak ke atas melawan daya tarikan gravity bumi. Dalam hal ini kerja yang
dilakukan bergantung pada berat benda yang diangkat. Kerja boleh diukur
berdasarkan dua kuantiti yang penting iaitu jarak suatu benda itu telah bergerak
dan jumlah daya yang telah digunakan. Oleh itu kerja dinyatakan sebagai hasil

13

darab di antara daya dengan jarak. Dalam bentuk persamaan daya di nyatakan
sebagai W = F x s, dengan W ialah kerja yang dihasilkan, F daya yang bertindak
terhadap benda, sama arah dengan arah gerakan dan s jarak yang telah di lalui.
Dalam system metric kerja diukur dalam Newton-meter (N m) atau lebih dikenali
sebagai Joule (J). Unit untuk kerja dan tenaga adalah sama.

Kuasa (Force)

Kerja boleh dilakukan dengan cepat atau secara perlahan. Kadar kerja yang telah
dilakukan dikenali sebagai kuasa. Sebuah jentera yang dapat melakukan kerja
dalam masa yang singkat disebut jentera berkuasa tinggi. Oleh itu kuasa
merupakan kadar atau halaju melakukan kerja, bergantung pada masa atau
dipengaruhi oleh factor masa. Kuasa enjin dalam system British dinyatakan dalam
unit kuasa kuda atau horse power (kk atau hp) sementara dalam system metric
dinyatakan dalam kilowatt (kW)

Horse Power (Kuasa Kuda)

Horse Power (kuasa kuda) merupakan kuasa yang diukur berdasarkan kadar kuda
boleh melakukan suatu kerja. Pada masa lalu kuda menjadi alat pengangkutan
yang penting kepada manusia untuk bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain
dan untuk melakukan atau membantu kerja harian mereka. Kekuatan kuda
melakukan kerja menjadi satu rujukan pada manusia tentang kuasa yang ada
pada benda lain. Horse power bersamaan dengan keupayaan untuk melakukan
kerja yang setara dengan mengangkat 33 000 lb pada jarak 1 kaki dalam masa
satu minit. Horse power masih menjadi satu unit pengukuran kuasa hingga ke hari
ini.

1 kk = 33 000 lb x 1 kaki x 1 minit

Misalnya, enjin 10 horse power menyamai keupayaan melakukan kerja yang boleh
dilakukan oleh 10 ekor kuda. Rajah 1.6 menunjukkan seekor kuda yang bergerak
sejauh 165 kaki dalam satu minit dengan mengangkat barang seberat 200 lb.
jumlah kerja yang terlibat ialah 33 000 lb – kaki iaitu 200 lb x 165 kaki dalam masa
selama 1 minit. Jika kuda yang digunakan hanya mampu melakukan kerja tersebut
dalam masa 2 minit, maka kemampuan kuda itu dikatakan sebagai ½ horse power.
Persamaan am untuk mengukur horse power dinyatakan sebagai,

14

Horse Power (kk) = _lb kaki per minit_ = __W x L___
Kuasa kuda 33 000 33 000 x t

Dengan W ialah daya dalam paun (lb), L dalam kaki dan t masa dalam minit.
Dalam system metric kuasa keluaran enjin diukur dalam unit kilowatt (kW). Unit ini
merupakan istilah yang sama digunakan dalam unit kuasa elektrik iaitu jumlah
kuasa elektrik yang boleh dihasilkan oleh enjin jika digunakan untuk memacu
penjana elektrik. Hubungan di antara horse power dengan kilowatt ialah kuasa
kuda bersamaan dengan 0.746 kW atau 1 kW bersamaan dengan 1.34 kuasa
kuda.

Gambarajah:
Satu horse power (kuasa kuda) adalah sama dengan 33 000 kaki – lb yang
dilakukan dalam masa satu minit

1.10 Kilas (Torque)

Kilas merupakan daya untuk memusing, memutar atau memintal. Contoh mudah
untuk menggambarkan kilas ialah daya yang digunakan semasa hendak membuka
atau menutup botol air minuman, daya untuk mengayuh roda basikal, daya untuk
membuka bolt tayar, daya yang digunakan oleh system pemula (motor
mengengkol) untuk memusingkan roda tenaga, daya yang digunakan untuk
membolehkan kapal membelok sama ada ke kiri atau ke kanan dengan
memusingkan steering wheel kapal. Kilas sering kali disalah tafsir dengan istilah
kuasa. Kilas merupakan daya untuk berpusing yang akhirnya boleh menghasilkan
gerakan atau sebaliknya. Kuasa merupakan kadar kerja dilakukan dan bermakna
sesuatu benda mesti bergerak. Kilas diukur dalam unit Newton – meter (N m).

Inersia (Inertia)

Inersia merupakan satu ciri yang terdapat pada kesemua bahan atau benda. Sifat
inersia inilah yang dapat menahan benda daripada mengalami sebarang
perubahan halaju. Atau arah pergerakan. Benda yang pegun, tidak bergerak akan
cuba untuk terus pegun (disebut inersia static) sementara benda yang bergerak

15

akan cuba untuk terus bergerak pada laju yang sama dan pada arah gerakan yang
sama (disebut inersia kinetik). Bahagian yang bergerak di dalam enjin dipengaruhi
oleh inersia kinetic. Piston yang bergerak dalam satu arah akan terus cuba untuk
bergerak dalam arah yang sama disebabkan oleh inersia kinetic. Crankshaft dan
rod penyambung yang digunakan dalam enjin mestilah boleh mengatasi inersia
kinetik dengan memberhentikan piston pada jarak tertentu dan menyonsangkan
arah pergerakan. Inersia statik untuk kapal yang telah berhenti mestilah dapat
diatasi oleh kuasa enjin untuk membolehkan kapal berlayar semula. Apabila
sebuah kapal tidak berlayar, sifat inersianya mestilah dapat diatasi jika dikenakan
kuasa untuk membolehkan kapal tersebut berlayar. Kelajuan kapal yang sedang
berlayar dapat dikurangkan dengan memperlahankan enjin. Untuk tujuan ini sistem
memperlahankan enjin mestilah boleh mengatasi inersia kapal.

GESERAN (FRICTION)

Geseran merupakan rintangan terhadap gerakan antara dua objek yang
bersentuhan antara satu sama lain. Geseran ini mungkin tidak diperlukan atau
harus dikurangkan pada bahagian tertentu enjin kapal manakala pada bahagian
yang lain geseran ini diperlukan. Contohnya, geseran antara sebuah buku yang
ditolak di atas permukaan meja dengan permukaan meja tersebut. Sejumlah
tertentu daya amat diperlukan untuk membolehkan buku tersebut bergerak. Jika
ditambah dengan benda lain di atas buku tadi kita perlu menolak lebih kuat supaya
buku dan benda itu dapat bergerak. Geseran atau rintangan terhadap gerakan
bertambah menurut pertambahan beban. Semakin besar beban, geseran turut
bertambah. Daya yang diperlukan untuk membolehkan benda bergerak mengatasi
geseran disebut daya geseran.

Sebahagian kecil daripada daya tolakan atau tarikan digunakan untuk
menggelonsorkan satu objek di atas suatu permukaan. Geseran bertambah
menurut beban. Contohnya lebih besar usaha diperlukan untuk menggelonsorkan
benda yang berat, merentasi satu permukaan berbanding dengan benda yang
lebih ringan di atas permukaan yang sama. Keadaan kedua-dua permukaan yang
bersentuhan juga mempengaruhi darjah geseran. Permukaan yang lebih licin
memberikan geseran yang lebih rendah berbanding dengan satu permukaan yang
lebih kasar. Permukaan yang kering menyebabkan lebih banyak berlaku geseran
berbanding dengan permukaan yang berminyak atau basah.

16

Ada banyak faktor yang mempengaruhi geseran. Dalam enjin kapal terdapat tiga
jenis geseran yang biasa berlaku iaitu geseran kering, geseran berminyak (bergris)
dan geseran likat. Rintangan terhadap gerakan antara dua jasad yang kering
disebut geseran kering. Contoh geseran kering ialah geseran yang berlaku
diantara dua jasad yang bersalut dengan minyak disebut geseran berminyak
(bergris). Geseran berminyak berlaku dalam enjin, kerana pada ketika itu hampir
keseluruhan minyak pelincir telah pun kering daripada bahagian permukaan
bearing, dinding selinder dan piston ring. Apabila enjin di hujung shaft, hanya
sebahagian kecil (sedikit) sahaja minyak yang masih tinggal untuk melindungi
permukaan yang bergeser daripada berlaku hakisan. Dalam masa yang singkat
system pelinciran boleh membekalkan minyak pelincir yang diperlukan oleh
permukaan yang bergeseran di dalam enjin. Sebelum hal tersebut berlaku geseran
berminyak terjadi pada permukaan yang bergerak. Pelinciran antara permukaan
tempat terjadinya geseran berminyak tidak mencukupi untuk menghalang hakisan
berlaku. Inilah sebabnya semasa pemanasan enjin sangat sukar untuk enjin
berputar dengan lancar kerana geseran berlaku dengan banyak.

Rintangan terhadap gerakan antara lapisan minyak disebut geseran likat.
Kelikatan merupakan istilah yang digunakan merujuk kepada keupayaan atau
kebolehan aliran sesuatu cecair seperti minyak. Minyak pelincir yang berat
menunjukan minyak itu lebih likat daripada minyak pelincir yang ringan. Minyak
yang lebih likat itu bergerak atau mengalir sangat perlahan kerana semakin tinggi
kelikatannya lebih besar rintangannya untuk mengalir. Geseran likat merupakan
geseran atau rintangan terhadap gerakan di antara lapisan cecair. Oleh itu bearing
atau bushing digunakan untuk mengurangkan kesan geseran antara bahagian
yang bergerak. Lapisan minyak akan memenuhi ruang antara bearing dan
permukaan shaft untuk memudahkan shaft berpusing. Lapisan minyak melekat
pada shaft menurut arah putaran shaft iaitu antara acid dan bearing. Lapisan
minyak diperlukan untuk mengatasi geseran pada shaft. Shaft akan disokong
(terapung) di atas lapisan minyak semasa berpusing supaya tiada sentuhan di
antara logam dengan logam. Lapisan minyak mesti bergerak antara satu bahagian
dengan bahagian yang lain.
Dalam enjin kapal bahagian yang bergerak biasanya diletakan minyak pelincir.
Permukaan yang bersentuhan dan bahagian yang bergerak diantara satu dengan
lain dilindungi daripada terjadi geseran kering. Dinding selinder liner enjin tempat
terjadinya geseran piston dan gelang piston yang bergerak mengalami geseran.
Geseran ini dapat dikurangkan dengan menggunakan bahan tertentu seperti aloi
besi yang halus atau logam lain yang mempunyai kualiti hakisan yang baik.
Dinding selinder liner pada enjin kecil biasanya dibuat daripada lapisan krom untuk
memperbaiki kesan hakisan. Gelang piston juga biasanya dibuat daripada bahan
yang tahan daripada hakisan. Bahagian shaft yang berpusing disokong melalui
bearing untuk mengurangkan kesan hakisan. Geseran yang berlaku di antara
bahagian shaft dengan bearing memberikan geseran.

17

ENJIN PEMBAKARAN DALAM
(INTERNAL COMBUSTION ENGINE)

Pengenalan

Kapal sudah menjadi satu keperluan pengankutan yang penting pada masa kini.
Secara umum, kapal dibina daripada berbagai-bagai bahagian yang asalnya
berasingan. Bahagian-bahagian yang terlibat pula boleh dikumpulkan menjadi
beberapa system yang penting. Salah satu sistem yang penting untuk
membolehkan kapal bergerak ialah enjin. Pemahaman tentang prinsip operasi
sistem enjin boleh membantu dalam melakukan diagnosis sebarang enjin kapal.
Enjin merupakan sumber kuasa membolehkan kapal bergerak. Dengan kata lain,
enjin adalah kilang kuasa bagi kapal. Jenis enjin yang paling lazim digunakan
dalam enjin kapal ialah enjin yang menggunakan piston, yang melibatkan
pembakaran bahan api samada gasoline dan enjin pembakaran melibatkan bahan
api diesel.

Setiap enjin memerlukan sistem sokongan yang penting, antaranya sistem bahan
api, sistem ekzos, sitem penyejukan dan sistem pelinciran. Enjin gasoline
memerlukan sistem pencucuhan, sementara enjin diesel menggunakan sistem
pancitan bahan api. Sistem pencucuhan digunakan untuk menjanakan bahan api
elektrik supaya campuran udara bahan api yang terdapat di dalam combustion
chamber, hasil pembakaran mengalami proses haba dan tenaga. Enjin kapal
berfungsi untuk membekalkan kuasa yang diperlukan untuk menggerakan kapal
secara berterusan. Enjin menghasilkan kuasa melalui proses pembakaran bahan
api di dalam combustion chamber. Oleh sebab bahan api dibakar di dalam enjin,
maka enjin tersebut dikenali sebagai enjin pembakaran dalam. Enjin kapal
lazimnya ditempatkan pada bahagian belakang kapal digunakan oleh untuk
memusingkan propeller shaft.

Enjin Pembakaran Dalam

Ada dua jenis enjin yang melibatkan pembakaran bahan api sama ada berlaku di
luar enjin (dikenali sebagai enjin pembakaran luar) dan kedua melibatkan
pembakaran bahan api di dalm enjin (dikenal sebagai enjin pembakaran dalam).
Enjin kapal merupakan contoh enjin pembakaran dalam. Contoh enjin pembakaran
luar ialah enjin wap kerana pembakaran bahan api berlaku di luar, supaya air
boleh dipanaskan sehingga menghasilakn wap. Wap ini akan memutar penjana (
dynamo ) untuk menghasilkan tenaga elektrik. Enjin yang biasa digunakan dalam
kapal mendapat kuasa hasil daripada proses pembakaran bahan api dalam
cylinder enjin. Enjin ini disebut enjin pembakaran dalam kerana pembakaran
bahan api berlaku di dalam enjin. Ada berbagai jenis enjin yang digunakan oleh
kapal. Dua jenis enjin yang utama dan masih digunakan hingga ke hari ini ialah
enjin dua lenjang dan empat lenjang(2 Stroke dan 4 Stroke engine) banyak
digunakan diatas kapal.
Enjin pembakaran dalam merupakan kilang kuasa yang digunakan untuk menukar
tenaga kimia yang terdapat di dalam bahan api ( gasoline atau diesel ) menjadi
tenaga haba. Tenaga haba ini ditukar menjadi tenaga mekanikal yang berguna
untuk menggerakan kapal. Untuk memperolehi pembakaran yang lengkap, udara
dengan bahan api mesti bergabung menurut nisbah yang betul dan dibakar di
dalam cylinder tertutup (disebut combustión chamber) pada kadar yang boleh

18

dikawal. Piston yang mudah bergerakn di dalam cylinder akan ditolak ke bawah
(tekanan) apabila berlaku pengembangan gas di dalam combustión chamber.

Prinsip I.C.E.

1. Minyak bahan terbakar di dalam cylinder enjin itu sendiri.
2. Minyak terbakar dalam udara bersih yang dimampatkan oleh piston.
3. Enjin pembakaran dalam terbahagi kepada dua kumpulan iaitu :

(a) Spark ignition enjin.
(b) Compression ignition enjin.

Spark Ignition Enjin.(Campuran Gas Oil Dengan Udara dinyalakan Spark
Plug)
Minyak bahan bakar (gas oil) dan udara bersih bercampur dalam carburettor
dengan nisbah yang sesuai dan masuk ke dalam cylinder liner untuk dimampatkan
sehingga lebih kurang 1/7 isipadu asalnya oleh pergerakan piston dari bottom
dead centre ke top dead centre. Minyak dan udara yang sedang di mampatkan
akan dinyalakan oleh cetusan bunga api (spark plug) apabila piston hampir sampai
ke top dead centre. Apabila campuran udara bersih dan minyak terbakar, maka
suhu dan tekanan di atas piston naik dan membuatkan gas berkembang hasil dari
minyak yang terbakar. Gas yang berkembang di atas piston bertindak dengan
kuatnya dan menolak piston ke bawah.

Compression Ignition Enjin (Diesel Engine)
(Minyak Dinyalakan Oleh Udara Mampatan)

1. Udara bersih masuk ke dalam cylinder dan dimampatkan untuk mendapatkan
tekanan dan suhu yang tinggi.

2. minyak disemburkan oleh fuel injector dengan halusnya ke dalam udara
bersih yang sedang dimampatkan sebelum piston sampai di top dead centre.

3. Minyak terbakar di dalam udara yang bersuhu dan tekanan tinggi apabila
piston sampai di top dead centre.

4. Minyak yang terbakar akan menjadi gas. Gas berkembang di atas piston dan
menolakkan piston ke bawah.

5. Piston dan connecting rod turun dan memusingkan crankshaft.

Jenis-Jenis Enjin

1. Trunk Engine
2. Crosshead
3. Normally Aspirated
4. Supercharged
5. Slow Speed
6. Medium Speed
7. In-Line
8. High Speed
9. V-Type

Trunk Engine

19

Lazimnya untuk enjin yang kecil – sederhana. Connecting rods disambungkan
terus ke piston dengan gudgeon pin. Tidak gunakan piston rod, tidak ada plate
untuk mengasingkan combustion chamber dengan crankcase. Enjin ini
menggunakan inlet dan exhaust valves dan linernya diminyakkan dengan cara
‘splash lubrication’. Pistonnya menggunakan ‘oil scraper rings’. Piston disejukkan
dengan minyak.

Crosshead Engine
Lazimnya digunakan untuk enjin saiz besar. Slow speed. Bezanya dengan trunk
enjin ialah ia ada plate pengasing di antara crankcase dan combustion chamber
dan ada diaphragm. Tidak mempunyai gudgeon pin tetapi ia ada crosshead untuk
menyambungkan piston ke connecting ditempatkan di bawah diaphragm dan
bergerak turun naik (reciprocates) di dalam crosshead shoe. Piston rod melunsur
di dalam diaphragm dan lubang ini ditutup dengan diaphragm gland/piston rod
stuffing box. Lazimnya enjin jenis crosshead menggunakan scavenge ports
(lubang-lubang udara bersih masuk ke dalam cylinder) yang ditebuk di badan
cylinder liner itu sendiri. Gas kotor ada yang keluar daripada cylinder melalui
lubang yang ditebuk seperti lubang udara bersih masuk atau melalui exhaust valve
yang ada di cylinder head. Cylinder liner diminyakkan dengan sistem pressure
lubrication iaitu menggunakan cylinder lubricator dan lubricating oil quill dan liner
grooves. Pistonnya tidak memerlukan scraper rings kerana peminyakkannya
terhad. Piston ini juga disejukkan dengan air kerana di antara combustion chamber
dan crankcase ada dipasangkan dengan plate pemisah yang mana piston rod ada
dipasangkan dengan diaphragm gland.

Normally Aspirated Engine
Udara bersih masuk ke dalam cylinder, disedut oleh piston yang turun ke bawah
semasa gerakkan sedutan tanpa bantuan alat mekanikal yang lain seperti
menggunakan pam angin (air pump). Lazimnya enjin ini digunakan untuk kuasa
yang kecil-kecil seperti enjin emergency, fire pump, emergency generator,
emergency air compressor, life boat, fishing boats dan lain-lain.

Supercharged Engine
Udara bersih yang masuk ke dalam cylinder liner dihembuskan oleh pam angin (air
blower). Tujuannya untuk mengisikan ruang cylinder dengan udara bersih yang
banyak untuk dimampatkan dengan baiknya serta boleh membakar minyak
dengan baik dan menghasilkan kuasa/tenaga yang maksima. Kuasa sesebuah
enjin adalah bergantung pada isipadu udara bersih yang ada di dalam cylinder
untuk mendapatkan tekanan dan suhu yang tinggi dalam proses memampatkan
udara untuk menyalakan minyak yang disembur oleh fuel injectors.

Alat-alat mekanikal yang digunakan untuk mendapatkan isipadu udara bersih yang
banyak ialah seperti :-

1. Exhaust Gas Turbo Charger
2. Scavenge Blower
3. Piston Scavenge Pump
4. Air Compressor

20

Kebanyakkan enjin besar jenis slow speed, medium speed dan high speed adalah
menggunakan pam-pam angin seperti di atas.

Slow Speed Engine

Lazimnya jenis enjin 2 stroke crosshead supercharged engine.

Kelajuan : 100 - 280 RPM

Bulatan : 500 - 1,000 MM

Cylinder

Output/Kuasa : 3,000 - 48,000 BHP

Medium Speed Engine : Jenis Trunk Piston Enjin
Kelajuan : 350 - 750 RPM
Bulatan 254 - 520 MM
Cylinder
Output/Kuasa : 1,000 - 20,000 BHP

High Speed Engine Trunk Piston – 2 & 4 Stroke
Kelajuan
Bulatan : 1,500 - 3,000 RPM
Cylinder :
Output/Kuasa 130 - 180 MM

: 250 - 800 BHP

PERBEZAAN DI ANTARA ENJIN YANG DINYALAKAN OLEH UDARA
MAMPATAN TINGGI DAN SISTEM NYALAAN BUNGA API
(SPARK IGNITION AND COMPRESSION IGNITION ENGINE)

No. Perbezaan

Spark Ignition Engine Compression Ignition Engine

1. Perlu alat pencucuhan bunga Tidak perlu.
api.(spark plug)

2. Udara bersih dan minyak bahan Udara bersih sahaja masuk ke

(minyak petrol/gas) bercampur dalam dalam cylinder.

caburrator dan disedut oleh piston ke

dalam cylinder.

3. Piston memampatkan campuran Udara bersih sahaja dimampatkan.

minyak dan udara.

4. Alat pencucuhan bunga api Minyak bahan bakar disemburkan ke

keluarkan letrik (spark) ke dalam dalam udara yang sedang

minyak dan udara yang sedang dimampatkan oleh piston dan

dimampatkan itu dan terbakar dan kemudiannya terbakar dan

mengambil tenaga. menghasilkan tenaga.

5. Harga minyak mahal. Harga minyak murah.

21

6. Kegunaan minyak bahan bakar lebih Tidak banyak gunakan minyak.
untuk kuasa yang sama.

7. Enjin mampatan terhad. Nisbah mampatan lebih tinggi.

8. Kecekapan enjin kurang oleh sebab Kecekapan enjin yang lebih tinggi

mampatan rendah . boleh diperolehi.

9. Perbelanjaan atau harga enjin di Harga permulaan tinggi.

peringkat awal kurang.

PERGERAKAN ENJIN DIESEL 4 LEJANG
(4 STROKE CYCLE)

Gerakan Sedutan (Suction)
Piston dari top dead centre turun ke bottom dean centre untuk menyedut udara
bersih ke dalam cylinder melalui inlet valve yang sedang terbuka. Dalam gerakan
ini exhaust valve tertutup rapat. Udara bersih memenuhkan ruang cylinder hingga
piston sampai ke bottom dead centre.

Gerakan Mampatan (Compression)
Inlet dan exhaust valve tertutup rapat. Piston dari dead centre naik ke top dead
centre untuk memampatkan udara yang terkurung di dalam cylinder liner. Udara
yang dimampatkan menjadi panas dan mempunyai tekanan dan suhu yang tinggi
untuk menyalakan minyak yang akan disemburkan oleh fuel injector. Minyak
disemburkan beberapa darjah sebelum piston ke top dead centre.

Gerakan Kuasa (Power)
Minyak terbakar apabila piston sampai di top dead centre. Minyak yang terbakar
akan menjadi gas dan berkembang di dalam cylinder dan mempunyai kuasa yang
tinggi untuk menolakan piston ke bawah. Di sinilah berlakunya tenaga haba atau
kimia ditukarkan ke tenaga mekanikal. Alat-alat enjin seperti piston, connecting rod
dan cranksharft yang bergerak turun dan naik serta berpusing adalah gerakan

22

mekanikal. Piston dari bottom dead centre naik semula ke top dead centre untuk
menolakan gas-gas

Gerakan Penghembusan Gas Kotor (Exhaust )

Piston dari bottom dead centre naik semula ke top dead centre untuk menolakan

gas-gas kotor dari dalam cylinder ke

saluran exhaust melalui exhaust valve yang terbuka. Piston menolakan gas-gas itu

hingga ke top dead centre dan sebelum piston sampai ke top dead centre, inlet

valve akan terbuka dan udara bersih masuk ke dalam cylinder menolakan saki-

saki gas kotor serta menyejukan alat-alat seperti piston, cylinder liner, cylinder

head dan valve. Inlet valve yang terbuka bersama dengan exhaust valve ini
dinamakan ‘valve overlapping’. Dengan adanya valve overlapping ini udara bersih

dapat diisikan dengan baik dan boleh dimampatkan dengan sempurna untuk

menyalakan minyak yang disemburkan oleh fuel injector.

SCAVENGING PERIODS UNTUK 2 STROKE

1. Exhaust ports/valves dan scavenge ports terbuka diwaktu yang sama waktu
piston di bottom dead centre.

2. Exhaust gas keluar bila exhaust ports/valve terbuka.
3. Udara bersih masuk ke dalam cylinder bila scavenge ports terbuka.
4. Proses scavenging berlaku bila lubang-lubang scavenge dan lubang ekzos

valve terbuka waktu piston berada di bawah.
Two (2) Stroke Cycle

23

1–2 Scavenge berakhir – Udara mula diasak masuk ke dalam cylinder
untuk pembakaran seterusnya. Exhaust mula keluar pada waktu ini.
2–3 Inlet dan exhaust valve terbuka ketika ini.
Pada waktu ini scavenge port mula tertutup tetapi exhaust port masih
3–4 terbuka. Exhaust dan sedikit udara akan melepasi exhaust port
ketika ini.
4–5–6 Compression berlaku ketika ini. Exhaust port sudah pun tertutup
6–7 ketika ini. Udara mula terperangkap dalam cylinder dan ketika ini
7–8 piston mula naik ke atas.
8–1 Fuel injector memulakan tugas waktu ini. Ini juga bergantung kepada
‘setting’ fuel pump.
hasil dari pembakaran ini, piston ditalak ke bawah dan gerakan ini
dinamakan expansion.
Apabila piston crown melepasi exhaust port, exhaust mula keluar dan
tekanan udara dalam cylinder mula menurun.
Apabila piston crown melepasi inlet port, udara mula diasak ke dalam
cylinder liner dan exhaust ditolak keluar melalui exhaust port hasil
daripada permukaan piston crown yang direka khas.

NOTA : No. 1 ialah BDC dan No. 5 ialah TDC.

Four (4) Stroke Cycle

24

1–2 Gerakan sedutan berakhir.
2–3 Compression. Inlet valve tertutup dan piston mula naik
3–4–5 memampatkan udara di dalam cylinder.
Fuel injector mula beroperasi. Pembakaran pun terjadi hasil dari
5–6 semburan minyak bahan bakar dab udara mampatan. Masa ini juga
6–7–8 ditentukan oleh fuel pump ‘setting’.
Hasil dari pembakaran tadi, piston di tolak dari TDC – BDC. Gerakan
8 – 9 – 10 power atau expansion berlaku ketika ini.
Exhaust stroke mula mengambil tempat. Waktu ini exhaust valve
10 – 1 terbuka dan piston mula naik untuk menolak saki baki udara kotor
1 – dan keluar melalui exhaust valve.
lain-lain. Waktu ini pula, inlet valve terbuka dan hasil tolakan udara bersih oleh
turbocharger ke dalam cylinder liner, exhaust gas diasak keluar
ketika ini. Ini dinamakan overlapping period.
Gerakan sedutan bermula – Piston mula turun ke BDC, exhaust
valve tertutup. Inlet valve terbuka.
Gerakan ini berterusan hinggalah enjin tersebut dihentikan.

NOTA : 4 dan 9 ialah TDC, 1 dan 7 ialah BDC.

ISTILAH VALVE OVERLAPPING

Udara Bersih Exhaust Overlapping
ETDC Gas Period

Keluar Inlet Valve
Buka
Exhaust Valve
tutup

Exhaust Induction
25

BDC

Maksud valve overlapping ialah inlet dan exhaust valve terbuka di waktu yang
sama iaitu seperti dalam gambarajah di atas.

a. Inlet valve mula terbuka beberapa darjah sebelum sampai di TDC di hujung
gerak membuang gas kotor. Contoh 20o sebelum TDC.

b. Exhaust valve masih terbuka dan akan tertutup semula beberapa darjah
melepasi top dead centre. Contoh exhaust valve tutup 200 selepas TDC.

c. Dengan adanya waktu valve overlapping ini maka udara bersih boleh
menolakan gas kotor dari dalam cylinder dengan baiknya dan mengisikan
ruang cylinder dengan udara bersih yang banyak untuk dimampatkan oleh
piston. Minyak bahan bakar akan terbakar dengan baiknya apabila udara
bersih dapat dimampatkan dengan banyaknya.

d. Dengan adanya valve overlapping ini maka perjalanan sesebuah enjin itu
akan lebih baik dan menghasilkan tenaga yang diperlukan.

Soalan
a. Dengan menggunakan rajah timbangmasa, terangkan fahaman anda tentang

istilah ‘overlapping period’?
b. Terangkan bila overlapping period berlaku dan apakah pentingnya ke atas

perjalanan sesebuah enjin?

ISTILAH KEMUATAN ENJIN

Isipadu Anjakan (Stroke Volume) Isipadu Sesaran
Isipadu anjakan ialah isipadu di dalam cylinder yang dianjak oleh piston dari TDC –

BDC. Ia boleh dikira dengan mencari luas cylinder dan didarabkan dengan jumlah

panjang lejang piston. Oleh itu jumlah keseluruhan anjakan enjin ditentukan

dengan mendarab isipadu satu cylinder dengan jumlah cylinder enjin.

Formula

Isipadu anjakan = Л x (D2) x L x jumlah cylinder
4

D = Garis pusat (0) cylinder iaitu dalam cm
L = Panjang lejang piston dalam cm

Luas permukaan cylinder = Лx (D2)
4

26

= 22 = 3.14
7

Saiz enjin dikira dalam bentuk cm padu (cm3). Lebih besar anjakan maka lebih
bertenaga enjin tersebut.

Isipadu Kelegaan (Clearance Volume)
Isipadu kelegaan ialah apabila piston berada di TDC atau isipadu ruang
pembakaran.

Jumlah Isipadu (Total Volume at Cylinder)
Isipadu cylinder apabila piston berada di BDC atau isipadu anjakan ditambah
dengan isipadu kelegaan.

Nisbah Mampatan (Compression Ratio)

Ialah jumlah isipadu campuran bahan api yang dimampatkan oleh piston dari BDC
– TDC ketika compression stroke.

Formula

Nisbah mampatan = Isipadu Anjakan + Isipadu Kelegaan
Isipadu Kelegaan

Contoh : Jika satu cylinder mempunyai isipadu 300 cm3 , isipadu ruang
pembakaran (isipadu kelegaan) 40 cm3 . Nisbah mampatan ialah 8.5

atau melalui persamaan.

Penyelesaian :

Nisbah mampatan = 300 + 40
= 40
=
340
40
8.5

Peristilahan Enjin

1. Takat Terakhir Atas (TTA / TDC)(Top Dead Centre)

2. Takat Terakhir Bawah (TTB / BDC)(Bottom Dead Centre)

3. Gerak (Bore) : Garis pusat cylinder sebelah dalam.
4. Lejang – Arah pergerakan piston di antara TDC –

BDC.

5. Pusingan seminit (PSM / RPM) : Jumlah pusingan crankshaft dalam

seminit.

6. Kitar (cycle) : Deretan lejang (Stroke) yang lengkap.

27

Pendahuluan

Enjin kapal terdiri daripada beberapa bahagian. Jika dipecahkan melibatkan
bahagian yang terlalu banyak. Setiap bahagian atau komponen boleh dikenal pasti
menurut sebutan, nama dan istilah yang tertentu. Setiap bahagian dibezakan
antara satu dengan yang lain melalui beberapa cara sehingga jenis bolt dan
gelang patah (snap ring) yang digunakan dalam enjin pun boleh dibezakan. Setiap
bahagian boleh dibezakan menurut saiz, jenis dan kegunaan yang tertentu. Satu
bahagian yang mudah sekali pun adalah terdiri daripada beberapa komponen.
Contohnya piston merupakan satu bahagian yang mengandungi ring groove, pin
boss, skirt, head atau crown dan lubang minyak. Nama bagi setiap bahagian perlu
digunakan dengan betul untuk mengenal pasti bahagian yang terlibat. Prinsip
operasi dan binaan enjin tidak mungkin boleh diterangkan dengan baik tanpa
memberi nama atau sebutan yang betul berhubung dengan bahagian enjin yang
terlibat itu.Binaan enjin jenis spark plug dan enjin diesel hampir-hampir sama tetapi
bagi enjin dua lenjang yang besar berbeza. Kedua-dua jenis enjin ini mempunyai
Cylinder head, blok enjin, bedplate dan didalamnya ada crankshaft,bearing, piston,
piston rod, crosshead (bagi dua lenjang slow speed enjin) connecting rod dan
rangkaian inlet valve dan ekzos valve yang sama. Binaan asas enjin secara
mudah boleh dipecahkan menjadi tiga bahagian utama iatu cylinder head, cylinder
block dan bedplate. Bahagian atas yang disebut cylinder head mengandungi
rangkaian injap, ekzos manifold dan pengambilan (masukan) dan menetukan
bentuk ruang pembakaran. Bahagian tengah, disebut blok silinder liner atau blok
enjin, merupakan bahagian enjin yang paling berat mengandungi cylinder liner,
piston, piston rod, jaket air dan lubang laluan minyak pelincir. Bahagian yang
paling bawah merupakan tempat bedplate tempat kedudukan crankshaft.

Ga
nb
arj
ah:

Enj
in
du
a
lej
an
g

28

Komponen Asas Enjin Kapal

Sebelum memahami prinsip operasi enjin dengan lebih mendalam, terlebih dahulu
kita perlu melihat komponen asas yang terdapat dalam enjin supaya maksud yang
akan diterangkan kemudian nanti mudah difahami. Enjin pembakaran dalam
dibahagikan kepada dua jenis, bergantung pada cara enjin itu beroperasi. Enjin
yang menggunakan piston merupakan jenis yang paling popular dan banyak
digunakan masa kini. Setiap silinder enjin mempunyai komponen asas yang sama
seperti silinder, piston yang boleh bergerak didalam silinder, connecting rod yang
dipasang pada bahagian atas dan pada bahagian bawah iaitu pada kedudukan
offset crankshaft, camshaft untuk menggerakan dua injap pengambilan dan ekzos
dan silinder head. Komponen asas bagi enjin piston yang terdapat di dalam satu
silinder adalah seperti flyweel dipasang pada satu hujung crankshaft. Bahagian
hujung crankshaft yang lain diletakkan gear untuk memusingkan gear camshaft.
Gear camshaft dua kali lebih besar daripada gear crankshaft dan digunakan untuk
memusingkan separuh pusingan crankshaft. Komponen-komponen yang terdapat
di dalam enjin akan diterangkan dengan lebih mendalam dalam bab yang
berikutnya. Piston dalam enjin akan bergerak secara gerakan salingan iaitu ke
atas dan kebawah di dalam silinder liner enjin. Disini, gerakan salingan bermaksud
piston bergerak keatas dan kebawah di dalam silinder yang sama. Enjin spark plug
dan mampatan mempunyai binaan asas yang sama. Kedua-dua enjin
menggunakan piston yang akan bergerak ke atas dan kebawah di dalam silinder.
Kebanyakan enjin menggunakan lebih daripada satu silinder seperti 4, 5, 6, atau 8
bilangan silinder. Walau sebanyak mana sekalipun bilangan silinder yang
digunakan dalam enjin, proses yang sama berlaku dalam setiap silinder liner.
Gambarajah menunjukkan binaan asas enjin yang berdasarkan mampatan. Pada
setiap silinder terdapat piston yang terletak didalam sebuah lubang berbentuk
bulat dengan garis pusat sekitar 200 mm bergantung jenis enjin didalam liner, blok
enjin. Piston memainkan peranan penting dalam enjin untuk berpusing keatas dan
kebawah didalam silinder. Ruang di atas piston yang terletak diantara piston dan
bahagian injap disebut ruang pembakaran. Ruang ini akan dipenuhi dengan
campuran udara-bahan api. Semasa piston bergerak keatas, campuran udara-
bahan api yang terperangkap di dalam ruang pembakaran akan dimampatkan.
Campuran yang termampat ini dibakar akan mewujudkan tekanan yang tinggi,
menekan keatas kepala piston dan memaksa atau menolak piston untuk bergerak
kebawah. Pergerakan piston kebawah yang dihasilkan dari tekanan tinggi
merupakan satu sumber kuasa untuk enjin. Piston akan bergerak secara selanjar
keatas dan kebawah selagi enjin terus beroperasi.

Piston bergerak keatas dan kebawah didalam slinder liner dalam satu pusingan.
Gerakan piston sedemikian disebut gerakan salingan. Gerakan salingan ini mesti
ditukar menjadi gerakan pusingan, untuk membolehkan kapal bergerak. Gerakan
salingan ditukar kepada gerakan pusingan dengan menggunakan connecting rod,
piston pin pada crankshaft. pin engkol terletak pada bahagian crankshaft, crank
journal akan berayun dalam bentuk bulatan apabila crankshaft berpusing
connecting rod akan menghubungkan piston dengan crank pin. Piston
bersambung pada connecting rod dengan menggunakan pin piston. Pin piston
berbetuk bulat yang berlubang dibuat daripada keluli. Bahagian hujung connecting
rod akan bersambung pada pin engkol dengan menggunakan tukup connecting
rod dan bolt tukup rod. Bearing dietakkan di antara rod, tukup rod dan crack pin
. Bearing yang digunakan terdiri daripada dua bahagian untuk membolehkan

29

crank pin berpusing dalam connecting rod. Apabila piston bergerak keatas dan
kebawah, crank pin akan bergerak dalam gerakan membulat. Apabila piston mula
bergerak kebawah, connecting rod akan membengkok pada satu belah. Ini
membolehkan bahagian hujung bawah connecting rod mengikut jejak bulatan
crank pin. Apabila piston bergerak keatas connecting rod akan membengkok pada
bahagian lain.

Gambarajah:
Binaan asas enjin pembakaran dalam satu silinder yang lengkap

30

CYLINDER HEAD
PENUTUP ATAS CYLINDER BLOCK

EXHAUST VALVE INLET VALVE
IN WATER COOLED WITH RENEWABLE
CAGE
CAST IRON SEAT

TO EXHAUST FROM SCAVENGE
MANIFOLD MANIFOLD
LINE OF AIR
STRONGBACK STARTING VALVE

FLAME OR JACKET
COMBUSTION
PLATE/BELT 31

FUEL INJECTOR

CYLINDER LINER

4- STROKE CYLINDER COVER

Kegunaan Cylinder Head

Cylinder head digunakan untuk menutup bahagian atas cylinder block.

Alat-alat penting dalam Cylinder Head

Cylinder head mempunyai alat-alat kelengkapan seperti berikut :
1. Fuel injector
2. Inlet valve
3. Exhaust valve
4. Air starting valve
5. Air relief valve
6. Indicator cock

Alat-alat kelengkapan dalam cylinder head untuk enjin 2 lejang kitar dan 4 lejang
kitar tidak sama disegi untuk memasukkan udara bersih dan mengeluarkan gas
kotor. Enjiin 2 lejang tidak ada inlet valve dan exhaust valve pun hanya
dipasangkan pada sistem pengudaraan jenis uni-flow sahaja. Bagi semua jenis
enjin diesel, fuel pump mesti ada. Yang lain-lain itu mungkin ada atau tiada
mengikut keperluan yang ditentukan iaitu enjin kecil atau sederhana dan juga enjin
gerak perlahan atau laju. Alat-alat kelengkapan dalam cylinder head perlu dijaga
dan diselenggara dengan baik untuk mendapatkan kecekapan pada enjin setiap
masa.

Sebab dan keadaan yang boleh menyebabkan Cylinder Head retak

1. Mungkin waktu proses pembakaran berlaku tegasan haba yang sangat tinggi.
2. Mungkin cylinder head dikunci terlalu ketat.
3. Mungkin suhu dalam cylinder head tidak seimbang.
4. Mungkin sistem bahan penyejuk tidak berfungsi.
5. Mungkin beban enjin berlebihan (engine overloaded).
6. Mungkin kuasa dalam tiap-tiap cylinder tidak seimbang.
7. Mungkin berlaku scavenge fire atau after burning.

Kawasan berlaku tegasan pada Cylinder Head

1. Di bahagian bawah plate dalam kawasan di mana fuel injector dipasangkan.
Kawasan tegasan haba yang sangat tinggi.

2. Dalam kawasan di mana inlet dan exhaust valve dipasangkan.

32

Spacer ring Guide

Cylinder
head

Gas release

Spindle

Spring

Valve
Seat

SULZER-RND CYLINDE COVER RELIEF VALVE

AIR RELIEF VALVE

Kerosakan yang mungkin berlaku pada Air Relief Valve

1. Valve bocor.
2. Valve spring lemah atau patah.
3. Valve head haus atau herutan.
4. Valve spindle bengkok.
5. Valve head terbakar.
6. Pressure adjusting nut rosak.

Sebab –sebab yang boleh menyebabkan Air Relief Valve berfungsi semasa
enjin sedang berjalan

1. Mungkin bahan bakar berlebihan dalam cylinder sewaktu melakukan sistem
priming.

2. Minyak bahan bakar terbakar awal di mana menyebabkan berlaku tekanan
tinggi dalam cylinder.

3. Mungkin fuel injector bocor.
4. Mungkin terbakar bergila-gila (voilent) sewaktu enjin berjalan pada

permulaannya.
5. Mungkin timbang masa fuel ump tidak betul.
6. Mungkin air starting valve salah timing atau rosak.
7. Mungkin cam salah timing atau rosak.
8. Mungkin alat reversing salah timing atau setting atau fuel pump rosak.
9. Mungkin tekanan gas dalam cylinder tidak seimbang.
10. Jika bahan penyejuk enjin (water cooling) bocor ke dalam cylinder semasa

enjin berhenti, ia akan membuatkan tekanan tinggi dalam cylinder dan valve
akan terangkat dari tempat duduknya kerana tekanan yang tinggi dalam
cylinder.

33

Penyelenggaraan pada Air Relief Valve

1. Keluarkan dari cylinder head.
2. Rombak alih. Bersihkan alat-alat yang ada. Periksa valve springs, valve head,

valve seat, valve spindle dan valve cap dari apa-apa kerosakan. Grind (asah)
valve seat dan uji kekuatan springs dan periksa pressure adjusting nut
supaya tidak rosak.
3. Tukar alat-alat yang rosak.
4. Valve yang telah dirombak alih boleh diuji di fuel injector testing pump dengan
menggunakan satu adaptor (alat pasang penyesuaian) yang sama dengan
valve itu. Adaptor ini dipasangkan di valve head body dan gunakan fuel
injector testing pump untuk menguji valve.

AIR STARTING VALVE

Kerosakan yang mungkin berlaku pada Air Starting Valve

1. Valve springs lemah/patah.
2. Opening dan closing piston haus (pneumatic air starting valve).
3. Spring adjusting nut longgar.
4. Valve seats erutan (valve seat distortion).
5. Valve head rosak.

Penyelenggaraan pada Air Starting Valve

1. Tentukan dalam air receiver tidak ada air (water) atau lembapan.
2. Tentukan valve seatnya diasah (grind) supaya ia duduk dengan betul.

34

3. Tentukan saluran paip dari air receiver tidak bocor.
4. Tentukan dalam air receiver tidak ada minyak.
5. Tentukan tidak ada arang (carbon) di valve seats.
6. Tentukan valve spindle tidak bengkok.

ALAT KELENGKAPAN CYLINDER HEAD
1. Fuel Injectors
Gunanya untuk menyemburkan minyak bahan bakar dengan halusnya ke dalam
cylinder dihujung gerakan piston memampatkan udara. Minyak yang tersembur itu
akan dinyalakan oleh udara yang berhaba tinggi.
2. Inlet Valve
Gunanya untuk memberi laluan udara bersih masuk ke dalam cylinder dan
menutup udara mampatan keluar dari dalam cylinder. Valve ini dibuka oleh rocker
arm. Rocker arm digerakkan oleh push rod. Push rod digerakkan oleh tumit cam.
3. Exhaust Valve
Gunanya untuk melepaskan laluan gas kotor dari dalam cylinder liner ke saluran
pembuangan. Ia digerakkan sama seperti inlet valve.
4. Air Relief Valve
Gunanya untuk melepaskan tekanan udara yang lebih hadnya dalam ruang
pembakaran. Udara terhembus dengan bunyi melalui lubang-lubang yang ada di
badan valve itu.
5. Air Starting Valve
Gunanya untuk melepaskan tekanan udara yang tinggi dari tabung udara ke dalam
cylinder liner di atas piston untuk menolak piston dan connecting sewaktu
menghidupkan enjin.
6. Air Indicator Cock
Gunanya untuk melepaskan mampatan dalam cylinder dan menguji kebocoran
yang berlaku pada liner dan cylinder head atau menguji kerosakan pada fuel
injector dan piston rings yang rosak.

35

CYLINDER HEAD FITTING
VALVE, ROCKER ARM, PUSH ROD DAN CAM

Inlet dan exhaust valves (injap udara masuk dan pembuangan gas) dipasangkan
dalam cylinder head bagi enjin diesel dan enjin petrol jenis pergerakan 4 lejang
kitar (4 stroke cycle) dan bagi enjin 2 lejang kitar jenis pengudaraan uni-flow ada
dipasangkan dengan exhaust valve sahaja.
Kegunaan Inlet Valve dan Exhaust Valve
1. Inlet Valve
Gunanya untuk melepaskan laluan udara bersih ke dalam cylinder liner dalam
gerakan sedutan.
2. Exhaust Valve
Gunanya untuk melepaskan gas-gas kotor dari dalam cylinder liner ke ruang
angkasa melalui exhaust manifold dan ke paip pembuangan di serombong kapal.
Valve yang dipasang di cylinder head mempunyai peralatan dan bahagian yang
lengkap seperti :
1. Valve stem

36

2. Valve head
3. Valve springs
4. Valve cap
5. Valve split cotters
6. Valve guide atau bush
Alat-alat yang menggerakkan Valve

1. Cam

Ia mempunyai tumit. Apabila cam berpusing, tumit cam akan kena dengan push
rod follower yang mana ia menolak push rod ke atas. Cam ini digerakkan oleh
camshaft drive. Camshaft drive digerakkan oleh crankshaft atau melalui gear-gear
perantaraan (intermediate gear) ataupun rantai (chain drive). Camshaft juga
digunakan untuk menggerakkan fuel pumps dan exhaust valve actuator hydraulic
pumps.

2. Push Rod

Gunanya untuk menggerakkan rockers arm. Push rod dibuat dari sebatang besi
yang lurus. Push rod ini digerakkan oleh cam. Di bahagian atas push rod ada
dipasangkan adjusting nut yang terletak di atas rocker arm untuk melakukan
pelarasan kelegaan push rod itu.

3. Rocker Arm

Gunanya untuk menekan batang valve supaya valve boleh terbuka. Rocker arm
dipasangkan di atas cylinder head. Di kedua bahagian hujung rocker arm ada
dipasangkan dengan valve tappet adjusting screw dan push rod adjusting nut.
Valve tappet adjusting screw digunakan untuk mengubahsuai kelegaan atau jarak
di antara hujung batang valve dengan valve tappet adjusting screw. Kelegaan
tappet boleh diukur dengan feeler gauge semasa enjin sejuk dan kedudukan
piston berada betul-betul di top dead centre. Kelegaan tappet penting untuk
membolehkan haba (thermal) berkembang pada valve spindle sepanjang waktu
pergerakan valve tersebut dan menentukan valve-valve buka dan tutup dengan
timbang masa yang ditentukan dalam keadaan baik.

Cara-cara Valve beroperasi

Apabila tumit cam kena dengan push rod follower, maka push rod akan terjungkit
arah ke atas yang mana ia menggerakkan rocker arm. Rocker arm akan
menekankan hujung batang valve serta valve spring dan batang valve akan
tertekan arah ke dalam cylinder yang mana valve seat terbuka. Apabila valve seat
terbuka, maka ia memberi laluan untuk udara bersih masuk ke dalam cylinder atau
mengeluarkan udara kotor dari dalam cylinder.

Apabila tumit cam jatuh daripada push rod follower, maka dengan sendirinya valve
spring yang ada di atas batang valve menarik ke tempat duduknya dan menutup
laluan udara bersih masuk dan keluar daripada cylinder. Inlet valve terbuka dalam
gerakan sedutan udara bersih ke dalam cylinder. Exhaust valve terbuka sewaktu
mengeluarkan gas-gas kotor dari dalam cylinder dalam gerakan exhaust.

37

Valve-valve untuk enjin-enjin kecil dan sederhana yang dipasang dalam cylinder
head tidak boleh dikeluarkan tanpa membuka cylinder head daripada cylinder
block.
Bagi enjin slow speed yang besar ada menggunakan satu sangkar khas untuk
exhaust valve agar ia boleh dikeluarkan daripada cylinder head tanpa membuka
cylinder head daripada cylinder block. Valve yang ada dalam sangkar khas ini
dinamakan valge cage. Tujuan menggunakan sangkar ini adalah untuk
memudahkan menukar ganti valve-valve yang perlu dibaiki.
Ada juga exhaust valve yang digerakkan oleh kuasa minyak (hydraulically
operated). Valve jenis ini tidak menggunakan alat-alat penggerak seperti push rod,
rocker arm dan tidak perlu mengukur jarak kelegaan tappet, tetapi ia ada cam
untuk menggerakkan actuator ( pump minyak) yang digunakan untuk
menggerakkan valve tersebut. Valve jenis ini senang diselenggarakan.
Kerosakan yang mungkin berlaku pada Inlet dan Exhaust Valve
1. Valve seat pecah atau herutan (distortion).
2. Batang valve terbakar.
3. Muka valve terbakar atau herutan.
4. Valve spring lemah atau petah.
5. Valve bush atau guides haus atau herutan.

38

a) Dengan menggunakan gambarajah, terangkan fahaman anda tentang istilah
kelegaan tappet?
Kelegaan tappet adalah jarak di antara hujung batang injap dengan hujung
tappet adjusting screw.

b) Jelaskan bagaimana kelegaan tappet sesebuah enjin diukur?
Kelegaan tappet boleh diukur dengan menggunakan feeler gauges.
Cara-cara mengukur jarak kelegaan tappet adalah seperti berikut :

1. Tentukan kedudukan piston betul-betul di top dead centre dalam
gerakan mampatan.

2. Tentukan valve ditutup rapat.
3. Longgarkan tappet adjusting screw dengan spanner yang bersaiz betul.
4. Masukkan bilah-bilah feeler gauge mengikut jarak kelegaan yang

ditentukan di antara hujung batang injap dengan teppet adjusting screw.
5. Laraskan kelegaan teppet dengan mengunci adjusting screw hingga

feeler gauge terasa tidak ketat dan longgar apabila feeler gauge ditolak
ke hadapan dan ke belakang. Jika kelegaan tappet itu baik, maka kunci
adjusting screw dan locking nut.

c) Mengapakah kelegaan tappet sesebuah enjin yang tepat amat mustahak?

1. Kelegaan tappet sesebuah enjin yang tepat amat mustahak adalah
untuk membolehkan haba (thermal) berkembang pada batang injap
(valve spindle) sepanjang waktu pergerakkan injap tersebut dan
menentukan yang injap-injap itu terbuka dan tutup dengan timbang
masa yang ditentukan supaya udara bersih masuk ke dalam cylinder
dengan cukupnya dan supaya gas kotor pula keluar dari dalam cylinder
dengan baiknya.

2. Kelegaaa tappet yang berlebihan akan menyebabkan injap lambat
terbuka dan ia cepat tertutup. Injap akan berbunyi bising dan akhirnya ia
akan rosak.

3. Kelegaan tappet yang tidak cukup (kecil) boleh menyebabkan injap buka
awal dan tutup lambat. Apabila batang injap panas ia akan berkembang
dan mungkin menghalang daripada tertutup di tempat duduknya atau
mungkin termasuk keseluruhannya di dalam tempat duduknya.

4. Kelegaan tappet yang tidak betul boleh menyebabkan perjalanan
sesebuah injin tidak sempurna seperti :

a) Mungkin minyak bahan bakar tidak terbakar dengan betulnya.
b) Mungkin enjin kurang kuasa.
c) Mungkin enjin mengalami beban lebih.
d) Mungkin suhu enjin tinggi.
e) Mungkin perjalanan enjin tidak seimbang.

39

EXHAUST VALVE

Kesan-Kesan Valve Bocor Masa Enjin Beroperasi

1. Suhu dalam cylinder menurun.
(Cylinder temperature drop).

2. Suhu exhaust tinggi.
(Exhaust temperature increase).

3. Kuasa udara mampatan dalam cylinder berkurangan.
(Loss of compression) – Diuji dengan indicator diagram, power dan
compression crads.

40

4. Udara akan terhembus keluar melalui inlet yang bocor di waktu gerakan
mampatan dan power stroke.
(Gas escape during compression and power stroke).

5. Keadaan kuasa dalam cylinder tidak seimbang (enjin bergoncang)
(Unbalanced condition of the engine)

6. Enjin keluarkan asap hitam.
(Smoke exhaust)

7. Enjin bunyi bising.
(Engine noisy)

8. Enjin kurang kuasa
(Less engine power)

9. Turbo-Charges memusu(Surging)
10. Enjin overloaded (Lebih beban)

Sebab-sebab Inlet Dan Exhaust Rosak / Terbakar

1. Mungkin valve timing tidak betul.
2. Mungkin valve tidak terangkat.
3. Mungkin arang bertimbun/melekat di atas muka valve dan seat.
4. Mungkin kelegaan tappet di antara hujung batang valve dan rocker arm

terlalu besar atau kecil.
5. Mungkin valve tidak duduk dengan betul.
6. Alat-alat penggerak valve tidak berfungsi dengan betul. Tumit cam haus, cam

longgar, spring lemah atau terlalu ketat.
7. Valve tidak diikat/dikunci dengan kuat dan berlaku valve seat perubahan

bentuk. (Distortion).
8. Valve spindle lambat bergerak sebab carbon dalam valve bush.
9. Mungkin berlaku after burning atau scavenge fire.
10. Mungkin minyak bahan bakar kotor.
11. Mungkin udara bersih tidak cukup (air starting).
12. Mungkin suhu minyak terlalu rendah.
13. Mungkin semburan minyak bakar tidak betul.
14. Mungkin valve terlalu panas, sebab sistem penyejuk tidak berfungsi dengan

sempurna/cooler rosak.

Cara-Cara Mengatasi Valve-Valve Yang Rosak / Bocor

1. Ganti valve-valve yang rosak.
2. Baiki valve seat dengan mengasah menggunakan grinding paste.
3. Elakkan enjin dari beban yang lebih (overloaded).
4. Selalu periksa kelegaan tappet yang diukur dengan feeler gauge.
5. Jaga mutu minyak bahan bakar dengan baik dan tentukan suhunya tidak

rendah.
6. Tentukan alat pengerak valve tidak haus dan ganti atau baiki dengan segera

jika rosak.

Penyelenggaraan Yang Perlu Dilakukan Pada Valves

1. Tentukan tappet clearance (kelegaan valve tappets) diselaraskan dengan
betul.

41

2. Tappet clearance adalah untuk membolehkan haba (thermal) berkembang
pada batang valve (valve spindle) sepanjang waktu pergerakan valve
tersebut dan menentukan yang valve-valve itu terbuka dan tutup dengan
timbang masa yang ditentukan supaya udara bersih masuk ke dalam cylinder
dengan cukupnya dan gas kotor pula keluar dari cylinder dengan
sempurnanya.

3. Tappet clearance diukur di antara hujung batang valve dengan hujung tappet
adjusting screen dengan menggunakan feeler gauge. Tentukan piston di TDC
(compression stroke) waktu mengukur jarak tappet. Selalunya tappet
clearance diukur waktu enjin sejuk dan kemudiannya selepas enjin dijalankan
dalam beberapa waktu dimana suhu enjin telah naik untuk mendapatkan
kelegaan yang tepat.

4. Kelegaan tappet yang berlebihan akan menyebabkan valve lambat terbuka
dan cepat tertutup. Valve akan berbunyi bising dan akhirnya ia akan rosak.

5. Kelegaan yang tidak cukup (kecil) menyebabkan valve terbuka awal (cepat)
dan tertutup lewat. Apabila batang valve panas ia berkembang atau mungkin
termasuk keseluruhannya di dalam tempat duduknya (valve seat).

CYLINDER LINERS UNTUK ENJIN 2 STROKE DAN 4 STROKE

Cylinder Liner 2 stroke. Cylinder Liner 4 stroke

Pengenalan

Cylinder liners dipasang dalam cylinder blocks. Dalam cylinder liner ada piston.
Cylinder liners adalah sarung piston. Piston melunsur turun dan naik dalam
cylinder liners, melakukan kerja untuk menyedut udara bersih, memampatkan
udara, berlaku minyak terabkar dan menolakan gas kotor. Cylinder liner yang
digambarajah sebelah kiri atas ialah untuk enjin 4 stroke. Manakala cylinder liner di
sebelah kanan ialah untuk enjin 2 stroke. Lubang-lubang kecil yang ada di badan
liner itu ialah untuk pipe minyak pelincir (lubricating oil quills) dan lubang-lubang
besar yang kelihatan itu adalah untuk udara bersih masuk ke dalam cylinder liner
yang dinamakan ruang pengudaraan (scavebge ports). Ada juga terdapat lubang-

42

lubang untuk mengeluarkan gas kotor yang ditebuk di badan cylinder liner bagi
sistem pengudaraan jenis direct dan loop.

Cylinder liners dibuat dari logam campuran seperti :

Cast iron biasa, alloy cast iron, carbon steel, alloy steel.
Kebanyakan cylinder liners adalah dibuat dari logam cast iron yang ada
mengandungi sebahagian kecil nickel dan magnese dan kadang-kadang ada juga
dicampurkan dengan logam chromium dan molyddenum untuk menjadikan ia lebih
kuat dan tahan dari tegasan haba tinggi.

Liners dari logam cast iron mengandungi logam-logam seperti :

Carbon 3.096 %

Magnese 1.096 %

Silicon 0.796 %

Phosphrous 0.496 %

Sulphur 0.196 %

Logam yang selebihnya adalah dari besi biasa (mild stell).

Sesebuah Cylinder Liner memerlukan sifat-sifat seperti berikut :

1. Liner mestilah kuat untuk menahan tegasan haba kerana di dalamnya
berlaku tekanan dan suhu yang tinggi.
(Strength to resist stress due to pressure and temperature).

2. Liner mestilah dibuat kemas atau setangkup (synmetrical) untuk menahan
herotan (distortion) oleh sebab berlaku pengembangan gas dan suhu yang
tidak seimbang.
(Must be as synmetrical as possible to prevent distortion by unequal

expansion).
3. Liner mestilah kuat dan keras untuk menerima haus.

(Hardness to resist wear).
4. Liner mestilah tahan dari karat dan pengkikisan.

(Good resistance to corrosion and erosion).
5. Liner mestilah boleh membentuk satu muka bearing yang baik.

(Be able to form a good bearing surface).
6. Liner mestilah baik dari pengaliran haba.

(Be a good conductor of heat).

Cara-cara Meminyakkan Cylinder Liners

1. a. Menggunakan lubricator quills bagi enjin cross head.
b. Jenis-jenis lubricator quills ialah wet dan dry quills.

2. Menggunakan sistem circulation atau pun splash dari saluran main bearing,
crank journal, crankpin, connecting rod dan oil scraper rings dan seterusnya
tersembur ke dinding cylinder liners untuk melicinkan pergerakan piston dan
menyejukan liners itu.

43

CYLINDER LINER 4 FLANGE ( BEBIBIR )
STROKE
RUBBER SEALING RINGS
ALUR – ALUR UNTUK GELANG – GELANG
GELANG – GELANG GETAH KEDAP
GETAH KEDEPAN
SEBAHAGIAN
CYLINDER LINER

DIKELUARKAN

CYLINDER
BLOCK

44

CYLINDER LINER DAN BLOCK
UNTUK ENJIN 4 LEJANG

RUPA BENTUK CYLINDER LINERS UNTUK SCAVENGING JENIS CROSS -
LOOP -UNIFLOW EXHAUST VALVE DAN UNIFLOW PISTON.

CYLINDER LINER ENJIN 2 STROKE CYLINDER LUBRICATOR
QUILL
OIL INLET
CYLINDER
HEAD LINER N.RV
VALVE

LINER

JACKET SEAL RING

COOLING JACKET
WATER SPACE
LUBRICATOR
QUILL HOLES SEAL RINGS

DRY TYPE

SCAVENGE ENLARGED
PORTS VIEW OF SEAL

45

CYLINDER JACKET & LINER

CYL. WATER WATER
LINER GUIDE GUIDE
RING JACKET

CYL.
JACKET

LUB. OIL
QUILL

LUB. OIL
QUILL

EXHAUST
PORTS

SCAVENGE
PORTS

46

Perbezaan No.
Wet Liners (Liners Basah) Dry Liners (Liners Kering)

Di bahagian luar badan liners sentiasa 1 Dibahagian luar badan liners tidak kena dengan bahan peny
basah dengan air (water) bahan penyejuk. . Bahan penyejuk berada dalam coolong water jacket. B
Bahan penyejuk masuk ke dalam jacket
melalui saluran paip yang dipam dari sistem penyejuk tidak kena dengan badan liners iaitu ia kering. Dry l
penyejukan dan kena dengan badan luar ini banyak digunakan pada enjin jenis kecil. Dry liners tidak b
liner untuk menyejukan bahagian dalam mengalih haba dengan baiknya.
cylinder liners dan piston. Wet liners boleh
mengalihkan tegasan haba dengan baiknya.

Kurang baiknya wet liners ia perlu 2 Baiknya dry liners ini ialah air (water) tidak boleh masuk ke d
diselenggarakan dengan baik untuk . liners retak.
mengelakkan berlaku retak. Air (water) akan
masuk ke dalam liners jika ia retak.

Di bahagian bawah liners ada dipasangkan 3
dengan rubber sealling rings untuk .
mengelakkan air (water) bocor ke dalam
scavenge space atau ke dalam exhaust
manifold bagi enjin 2 stroke dan crankcase
bagi enjin 4 stroke.

Perbezaan di antara Wet Liners dan Dry liners

Jenis-jenis bahan penyejuk yang lazim digunakan
1. Air tawar (fresh water)
2. Air laut (sea water)
3. Air sulingan (distilled water)

Kerosakan yang mungkin berlaku pada Cylinder Liners adalah seperti
berikut :
1. Berkarat (corrosion)
2. Geseran (friction)
3. Garis/luka (abrasion)
4. Retak (cracked)

Sebab-sebab Cylinder Liners berkarat
1. Mugkin dalam minyak bahan bakar jenis heavy fuel oil ada mengandungi

belerang (sulphur) yang banyak dan apabila minyak itu terbakar, ia akan
menjadi asid (masam). Asid ini boleh membuatkan permukaan liner berkarat.
2. Mungkin berlaku lembapan dalam cylinder liner.
(air cooler) terlalu rendah.

47

Sebab-sebab berlaku retak pada Cylinder Liners

1. Terlalu panas.
2. sistem bahan penyejuk tidak berfungsi dengan betul atau rosak.
3. Mungkin berlaku seawenge fines bagi enjin 2 lejang.
4. Mungkin terbakar tidak betul.
5. Sistem minyak pelinciran rosak.
6. Beban enjin berlebihan.
7. Perjalanan enjin lebih had maksima (engine overspeeding).

Tanda-tanda Cylinder Liners retak

1. Mungkin cylinder head relief value selalu beroperasi iaitu melepaskan
tekanan kesannya bunyi.

2. sukatan air (fresh water) di heater tank turun dengan cepatnya.
3. Tenaga enjin turun.
4. Injap menghentak di cylinder liner yang retak.
5. Suhu exhaust turun.
6. Jika indicator cock diuji mungkin air terpancut darinya.

Tindakan yang perlu diambil dengan segera

1. Perlahankan enjin dan jika perlu matikan sel
2. epas ujian-ujian atau tanda-tanda yang diperolehi dapat dikesan dengan

tepatnya.
3. Lakukan ujian-ujian yang teliti di tiap-tiap sistem pada cylinder liner itu.
4. Sekiranya didapati retak maka ia perlu diganti dengan cylinder liner yang

baik/baru.
5. Lakukan kerja-kerja menukar cylinder dengan cara-cara yang betul.

Sebab-sebab berlaku geseran pada Cylinder Liners

1. Mungkin berlaku geseran di antara piston rings dengan liners.
2. Mungkin kelegaan piston rings terlalu kecil.
3. Mungkin menggunakan mutu minyak pelincir yang tidak baik atau tercemar.
4. Mungkin sistem pelincir tidak berfungsi dengan betulnya.
5. Mungkin bekalan minyak tidak cukup atau tidak ada.
6. Mungkin piston bergerak melebihi had lajunya.
7. Mungkin enjin lebih babannya (engine overloaded).
8. Mungkin udara atau minyak bahan bakar kotor.
9. Mungkin sistem bahan penyejuk tidak berfungsi dengan baiknya.
10. Mungkin minyak bahan bakar tidak terbakar dengan sempurna.
11. Mungkin berlaku after burning.
12. Mungkin berlaku scavenge fires.

48

Sebab-sebab berlaku garis/luka

1. Mungkin berlaku geseran di antara piston rings dengan liners.
2. Mungkin piston rings patah.
3. Mungkin kelegaan rings tidak betul.
4. Mungkin piston rings melekat dalam alurnya.
5. Mungkin piston rings scuffing (bergocoh).
6. Mungkin berlaku karat atau arang bertimbun yang mana minyak bahan bakar

tidak terbakar dengan betul.

Cylinder Liner yang rosak atau haus berlebihan perlu diganti dengan yang
baru

1. Sebelum kerja-kerja mengeluarkan cylinder liner dijalankan maka perlulah
diambil tindakan yang wajar seperti berikut :

a. Selalulah utamakan keselamatan sebelum memulakan kerja, semasa dan
selepas kerja untuk mengawal dari kemalangan kepada para pekerja dan
kerosakan besar pada bahagian-bahagian enjin.

b. Enjin telah dimatikan dan sistem bahan penyejuk, sistem minyak pelincir,
sistem bahan bakar dan sistem angin dihentikan.

c. Buka semua indicator cocks di cylinder heads.
d. Pasang turning gear diflywheel.
e. Buka drain cock di cylinder head atau di cylinder block yang berkenaan

untuk mengeringkan air sebelum cylinder head dibuka.
f. Buka pintu crankcase. Jangan masuk ke dalamnya sehingga suhu di

dalamnya telah normal.
g. Buka sambungan paip-paip minyak pelincir (lubricating oil quills)yang ada

di cylinder block bagi enjin 2 stroke atau 4 stroke yang ada dipasang
dengan lub oil quills itu.
h. Buka semua sambungan paip fuel injector, air starting valve, paip sistem
bahan penyejuk enjin, inlet dan exhaust manifolds.
i. Keluarkan kelengkapan yang ada di cylinder head dan simpan di tempat
yang selamat untuk dirobak alih dan diuji.

Kerja-kerja membuka cylinder head :

a. Buka nut-nut di cylinder head.
b. Pasang eye-bolts di cylinder head dan pasangkan wire sling atau tali di

eye-bolts dan gantungkan pada crane atau chain block.
c. Angkat cylinder head dengan crane atau chain block dan letakkan di tempat

yang selamat.

Kerja-kerja mengeluarkan piston :

 Pusing enjin dengan turning gear atau dengan tangan untuk meletakkan
piston di posisi top dead centre.

 Pasang bracket atau eye-bolts di atas piston crown. Pasangkan wire sling
atau tali ke eye-bolts dan gantungkan ke chain block atau ke crane.

 Buka pintu scavenge space bagi enjin 2 stroke cross head. Bersihkan
scavenge space sebelum membuat kerja pada piston.
49

 Masukkan ke dalam scavenge space dan buka nut-nut yang ada di piston
rod stuffing box.

 Masuk ke dalam scavenge untuk menanggalkan piston rod dari cross head.
 Ikat connecting rod ke ‘A’ frame.
 Tanggalkan big end bearing dari crankpin bagi enjin trunk piston.
 Gunakan crane atau chain block untuk mengeluarkan piston dari liner.

Letakkan piston dan rod atau connecting rod di tempat yang selamat.
 Bersihkan badan piston di bahagian luar dan dalam. Periksa dari tanda-

tanda rosak, terbakar, garis dan retak. Gunakan dye-penetrant untuk
mengesan retak di atas piston crown dan dibadannya. Betulkan alur-alur
piston rings dengan kikir halus. Buka piston crown jika jenis yang boleh
dipisahkan dan periksa sistem minyak pelincir dari saluran masuk dan
keluar. Jika saluran menggunakan telescopic pipe maka perlulah
mengeluarkan kekotoran dalam pipe dengan menggunakan tekanan udara.

50