Dunia Kereta - Lokomotif Diesel Elektrik

Lokomotif diesel elektrik adalah lokomotif yang menggunakan transmisi listrik, dalam artian daya yang dihasilkan mesin diesel ditransfer ke roda kereta dalam bentuk listrik. Berikut sekilas bahasan mengenai komponen yang ada pada lokomotif elektrik beserta fungsi dari beberapa komponen pentingnya.

Gambar. Lokomotif Diesel Elektrik dan Komponennya [1]

Mesin Diesel

Mesin diesel adalah sumber daya/ power utama pada lokomotif ini. Karena menggunakan transmisi elektrik maka mesin diesel dipakai untuk memutar alternator untuk mendapatkan energi listrik. Turbo charging dipakai untuk menaikkan eefisiensi mesin diesel.

Alternator

Alternator mengubah putaran dari mesin diesel menjadi listrik. Alternator disini ada dua jenis: main alternator dan auxiliary alternator. Main alternator berfungsi menghasilkan listrik untuk keperluan sistem penggerak kereta. Sedangkan auxiliary alternator yang mimiliki ukuran lebih kecil bertugas mensuplai listrik untuk kebutuhan auxiliary(lampu, AC, pemanas).

Motor Blower

Berfungsi untuk mendinginkan rectifier/ inverter dan mengatur suhu dalam ruang mesin lokomotif.

Air Intake

Sebagai filter udara yang masuk ke dalam ruang mesin lokomotif.

Rectifier/ Inverter

Output dari alternator adalah listrik AC sedangkan motor traksi yang dipakai ada yang AC dan DC untuk itu rectifier/ inverter dipakai. Pada zaman sekarang motor traksi AC sudah menjadi standart pada lokomotif, rectifier dan inverter dipakai untuk motor control. Penggunaan inverter ini ada yang bogie control (satu bogie satu inverter) dan ada yang axle control (satu axle satu inverter). Pada saat ini, seiring kemajuan teknologi power elektronik, satu inverter bisa dipakai untuk mengontrol empat motor traksi dengan susunan paralel. Antara motor traksi dan roda terdapat pinion/ gear box sebagai antar muka putaran motor dan roda.

Baterai

Baterai memiliki fungsi ganda yaitu pada sistem propulsi berperan untuk start engine sedangkan pada sistem auxiliary baterai dipakai untuk lampu emergency.

Cap

Cap adalah kabin masinis. Dalam kabin ini ada control stand (meja kemudi) dan electronic control (panel kontrol). Panel kontrol mengendalikan setting rectifier/ inverter juga pencahayaan dan kelistrikan lainya.

Compressor

Untuk memperoleh udara bertekanan sebagai tenaga pneumatik yang dipakai untuk pengereman maupun buka-tutup pintu pneumatik.

Sand Box

Merupakan wadah pasir. Pasir ini dipakai untuk meingkatkan gaya gesek antara roda dan rel ketika kondisi rel licin, misal ketika hujan.

Contoh lokomotif diesel elektrik di Indonesia adalah Lokomotif CC206 milik PT KAI. Kereta buatan GE ini memiliki dua bogie dengan konfigurasi C-C.

Gambar. Lokomotif Diesel Elektrik CC206 [2]

Ref:

1. http://www.railway-technical.com/diesel.shtml
2. https://id.wikipedia.org/wiki/Lokomotif_CC206

Read More

Dunia Kereta - Lokomotif Diesel

Kereta diesel adalah kereta yang penggerak utamanya adalah mesin diesel. Kereta diesel pertama di dunia dipakai untuk komersial pada tahun 1924. Kelebihan lokomotif diesel dibandingkan dengan lokomotif uap adalah:

1. Polusi udara berkurang
2. Suaranya lebih pelan
3. Lebih tahan terhadap air karena pada lokomotif uap air dapat mengganggu pembakarannya
4. Lebih bersih dari sisa – sisa bahan bakar
5. Tidak memerlukan penjaga bahan bakar, pada lokomotif uap perlu penjaga bahan bakar untuk memastikan pembakaran tetap berjalan
6. Biaya maintenance lebih murah
7. Termal effisiensi lebih tinggi ( mesin disel 36 %, mesin uap 6-10 % )

Berdasarkan kelebihan yang dimiliki diatas, lokomotif diesel telah menggantikan lokomotif uap pada pertengahan tahun 1960. Sedangkan kelebihan lokomotif diesel dibandingkan dengan lokomotif elektrik adalah:

1. Lokomotif diesel tidak memerlukan jalur yang memiliki LAA(listrik aliran atas)
2. Bila dihitung dari sumber energy bahan bakar, bisa jadi lokomotif diesel memiliki loses dan pencemaran lebih kecil. Hal ini karena lokomotif diesel langsung memakai bahan bakar solar, sedangkan untuk lokomotif elektrik bahan bakar solar dipakai pada pembangkitan listriknya, belum lagi loses yang terjadi ketika transmisi dari pembangkit listrik menuju lokomotif listrik tersebut.

Berdasarkan transmisinya, lokomotif diesel yang sekarang banyal digunakan ada tiga:

Diesel mekanik

Menggunakan transmisi mekanik. Gaya gerak dari mesin diesel diteruskan ke gearbox, biasanya diperantarai fluid coupling. Dari gearbox gerakan diteruskan ke roda melalui transmisi mekanik, seperti gardan. Jenis kereta ini hanya dipakai untuk daya rendah, karena untuk kereta dengan daya yang tinggi ukuran transmisinya juga besar.

Gambar. Lokomotif disel mekanik [1]

Diesel elektrik

Pada trasmisi elektrik, mesin diesel dipakai untuk memutar alternator yang menghasilkan listrik. Listrik dari alternator inilah yang dipakai untuk menggerakkan motor traksi.

Gambar. Lokomotif disel elektrik [1]

Diesel hidraulik

Hampir sama dengan diesel mekanik, hanya saja fluid coupling diganti menggunakan torque converter (untuk mengkonversi torsi dari mesin diesel menuju gardan shaft). Hanya saja, torque converter mampu dibebani slip yang besar, yaitu perbedaan kecepatan antara putaran mesin dan kecepatan roda, misalnya pada saat pengereman.

Gambar. Torque Converter [2]

Ref:

1.  https://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_locomotive
2. http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/towing/towing-capacity/information/torque-converter2.htm

Read More

Dunia Kereta - Engine Braking

Engine braking adalah suatu mekanisme dimana mesin juga ikut mengurangi kecepatan kendaraan. Hal ini terjadi ketika gaya perlambatan mesin dipakai untuk memperlambat laju kendaraan. Pengereman ini hanya dipakai di mesin bensin sedangkan pada mesin diesel memakai compression release brake dan exhaust brake.

Pada mesin bensin, engine braking terjadi ketika throttle ditutup, yaitu ketika pedal gas dilepas. Pada kondisi ini udara yang mengalir sangat terbatas. Dapat diilustrasikan dengan gaya yang diperlukan untuk meniup/ menyedot melalui saluran yang sempit dan saluran yang besar. Usaha yang dilakukan mesin untuk melawan aliran udara yang terbatas yang akan menimbulkan efek pengereman ini.

Tidak seperti mesin bensin yang udara masuk (air intake) dikendalikan dan menjaga aliran bahan bakar konstan, mesin diesel mengatur aliran bahan bakar sesuai dengan daya output yang dikehendaki.  Pada mesin disel engine brake digantikan dengan:

1) Compresion release brake

Pengereman jenis ini disebut juga jake brake. Prinsip kerja pengereman ini yaitu dengan membuka exhaust valve ketika mode kompresi sehingga menyebabkan ekspansi adiabatik dari udara terkompresi yang pada akhirnya energy yang tersimpan pada udara terkompresi tidak diteruskan ke crankshaft tetapi dibuang ke atmosfer.

Gambar Exhaust valve mesin disel yang terbuka

Read More