PENGENALAN MOTOR BAKAR ( Laporan Praktikum Motor Bakar dan Traktor Pertanian )
Oleh:
Kelompok V (Lima) 1. Fanya Alfacia Arafat
1314071022
2. Fery Yanto
1314071025
3. Galih Pratama
1314071026
4. Haposan Simorangkir
1314071027
5. Hendri Setiawan
1314071028
LABORATORIUM DAYA ALAT DAN MESIN PERTANIAN JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG 2014
I.
1.1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Selaras dengan perkembangan teknologi, dewasa ini kebutuhan manusia terhadap mesin atau seuatu alat yang dapat membantu mengurangi masalah dan keteledoran manusia semakin meningkat. Mesin tersebut sangat erat kaitannya dengan sumber tenaga yang akan dipakai sebagai penggerak baik dibidang industri, transportasi dan bahkan pertanian. Sumber-sumber tenaga atau energi yang biasa dimanfaatkan seperti energi nuklir, energi geothermal, energi matahari langsung, dan energi matahri tidak langsung ; bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan batu bara), bio-massa (kayu, sekam, tongkol jagung), angin, air dan gelombang. Dalam menjalankan roda pertanian tentunya kita membutuhkan suatu teknologi. Semua itu tentunya membutuhkan biaya yang cukup mahal. Namun, bagi para petani akan sulit untuk menjangkaunya sehingga mereka akan kesulitan menjalankan roda pertanian mereka. Jangankan mesin pertanian, alat-alat yang mendasar pun mereka masih ragu menggunakannya. Banyak alsintan impor dari China dan hal itu membuat petani hanya bias menjadi konsumen. Sementara itu belum tentu kualitas standarisasi alsintan impor lebih baik dibandingkan dengan alsintan lokal. Sebenarnya alsintan bukan hanya untuk proses budidaya dan pasca panen, tetapi alsintan juga berguna sebagai pengembang hasil pertanian untuk menjadi produkproduk pangan. Petani sebenarnya mampu untuk memodifikasi alat system tanam sederhana dan tepat guna tapi tidak ada dukungan yang berarti. Mekanisasi pertanian masih dihadang oleh keterbatasan akses dan permodalan petani dalam pengadaan alat sistem tanam yang tergolong mahal. Tak heran jumlah alsintan yang dioperasionalkan dalam budi daya maupun pascapanen agribisnis belum sepadan dengan kebutuhan.
1.2
Tujuan dan Kegunaan Tujuan Pengenalan motor bakar dan traktor pertanian beserta prinsip kerja dan bagian-bagian motor bakar dan traktor pertanian. Kegunaan Kegunaan dari praktikum ini yaitu praktikan dapat mengetahui tentang motor bakar beserta prinsip kerja dan bagian-bagiannya.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Motor bakar adalah salah satu fasilitas keteknikan yang banyak dipakai di suatu usaha tani sebagai penggerak untuk berbagai keperluan. Dengan demikian, pengelolaannya termasuk dalam tanggung jawab seorang sarjana teknik pertanian.Sedangkan traktor adalah mesin pertanian yang paling banyak penerapannya untuk berbagai keperluan di suatu usaha tani yang pengelolaannya juga termasuk dalam lingkup tanggung jawab sarjana teknik pertanian.Dengan demikian pengetahuan dasar mengenai traktor tentu perlu dibekalkan kepada seorang calon sarjana teknik pertanian (Arismunandar, 2005). Motor adalah suatu alat yang dapat merubah suatu bentuk energi tertentu menjadi suatu kerja mekanis. Apabila suatu motor dapat menghasilkan kerja mekanik dari perubahan energi kimia melalui proses pembakaran maka disebut dengan motor bakar. Secara umum motor bakar dibedakan menjadi dua, yaitu motor bakar dalam, yaitu bila proses pembakarannya didalam ruang yang sama dengan terjadinya pengubahan tenaga panas menjadi kerja mekanik. Dan motor bakar luar, yaitu bila proses pembakarannya diluar tempat terjadinya pengubahan tenaga panas menjadi kerja mekanis (Purwadi, 2009). Motor bakar merupakan salah satu sumber tenaga penggerak yang banyak dipakai di bidang pertanian. Motor bakar mempunyai peran penting di bidang pertanian. Motor bakar banyak dipakai pada berbagai pemanfaatan, antara lain: traktor, pompa air, bengkel pertanian, gilingan padi / gabah / beras, penggerak pada mesin-mesin pengolah hasil pertanian, sarana angkut di perkebunan untuk pengangkutan alat, bahan, dan hasil pertanian (Smith, 2003). Motor pembakaran luar adalah suatu motor bakar dimana proses pembakaran atau perubahan energi panas dilakukan diluar dari mekanisme/konstruksi mesin, dan dari ruang pembakaran energi panas tersebut dialirkan ke konstruksi mesin melalui media penghubung (Okasatria, 2002). Motor diesel adalah suatu motor bakar yang pada langkah pertama menghisap udara murni dari saringan udara sedangkan pemasukan bahan bakar dilakukan pada akhir langkah kompresi yang segera terbakar kerena tekanan udara pada
akhir langkah kompresi yang mempunyai tekanan tinggidan menghasilkan suhu yang mempu menyalakan bahan bakar (Daryanto,1984). Motor bensin dan motor diesel bekerja dengan torak bolak balik (naik turun pada motor gerak). Keduanya bekerja pada prinsip 4 langkah dan prinsip ini umumnya digunakan pada teknik mobil. Untuk motor dengan penyalaan busi disebut motor bensin dengan menggunakan bahan bakar bensin(premium), sedangkan untuk motor diesel menggunakan bahan bakar solar atau minyak diesel ( Ardianto, 2008). Perbedaan antara motor bensin dan motor diesel; 1. Tekanan kompresi pada motor bensin lebih kecil daripada motor diesel. Compression ratio pada motor bensin sekitar 6-7:1, sedangkan pada motor diesel 14-16:1. 2. Langkah isap dan kompresi pada motor diesel hanya udara saja yang masuk dan ditekan, sedang motor bensin berupa campuran BB dan udara. 3. Terjadinya pembakaran pada motor bensin dengan loncatan bunga api dari busi, sedang pada motor diesel denagn cara menyemprotkan (injection) BB ke dalam udara panas hasil kompresi (Purwadi, 2009). Piston disebut torak, mempunyai bentuk seperti silinder. Bekerja dan bergerak secara translasi bolak-balik di dalam silinder. Fungsi piston adalah menerima tekanan dari proses usaha hasil pembakaran dan merubah tenaga tekanan tersebut menjadi gerak lurus. Selain itu piston merupakan bagian utama dari motor yang melakukan kerja siklus motor yaitu: pengisian, kompresi, usaha dan pembuangan sisa-sisa pembakaran (Purwantana,1999). Piston pada umumnya dibuat dari bahan alumunium, karena bahan ini cukup memenuhi syarat-syarat: (1) tahan terhadap temperatur yang tinggi, (2) sanggup menahan tekanan yang bekerja padanya, (3) mudah mengantarkan panas pada bagian sekitarnya, (4) ringan tapi kuat (Purwantana,1999). Motor 2 tak yaitu setiap jenis motor bakar yang dalam setiap silindernya mendapatkan 1x pembakaran gas dengan hanya memerlukan gerakan piston sebanyak 2 kali, sedangkan kruk As berputar satu kali atau 3600 (Soesilo,1988).
Motor 4 tak yaitu setiap jenis motor bakar yang dalam setiap silindernya mendapatkan 1x pembakaran gas dengan hanya memerlukan gerakan piston sebanyak 4 kali, sedangkan kruk As berputar dua kali atau 7200 (Soesilo,1988).
III.
3.1
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Praktikum mata kuliah Motor Bakar dan Traktor Pertanian dengan judul
Pengenalan Motor Bakar dan Traktor Pertanian ini dilaksanakan pada hari Senin tanggal 7 September 2014 pukul 15.00 – 16.40 WIB, di Laboratorium Daya Alat dan Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
3.2
Alat dan Bahan Adapun bahan yang digunakan pada praktikum Pengenalan Motor Bakar
dan Traktor Pertanian yaitu buku atau kertas untuk mencatat bagian-bagian motor bakar dan mesin traktor. Adapun alat yang digunakan pada praktikum motor bakar dan traktor yaitu contoh mesin motor bakar bensin 2 tak dan 4 tak, serta motor bakar diesel.
3.2
Prosedur Praktikum
Diperkenalakan tentang motor bakar dan traktor pertanian
Diperkenalkan motor bakar bensin 2 tak dan 4 tak serta motor bakar diesel
Dijelaskan bagian-bagian motor bakar
Dijelaskan prinsip kerja motor bakar 2 tak dan 4 tak serta motor bakar diesel
Diberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk menjelaskan prinsip kerja mesin sesuai yang diberikan dosen dan asisten dosen
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut : No
Komponen
Fungsi
1
Torak/ Piston
Torak
adalah
meneruskan
komponen
tenaga
dari
yang hasil
pembakaran menjadi tenaga mekanik. 2
Batang Torak
Komponen penghubung torak dan poros engkol.
3
Pena Torak
Pena torak (piston pin) menghubungkan torak dengan bagian ujung yang kecil (small end) pada batang torak.
4
Ring Torak/Piston
Pegas torak (piston ring) di pasang dalam alur ring (ring groove) pada torak.
Poros Engkol
Komponen
yang
berfungsi
untuk
merubah gerak naik turun piston menjadi gerak putar. 5
Blok Silinder
Blok
silinder
bergeraknya
merupakan piston/torak
tempat dalam
pembakaran bahan bakar, dan tenaga panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar diubah kedalam tenaga mekanik dengan adanya gerak naikturun torak dalam silinder. 6
Kepala Silinder
Kepala silinder (cylinder
head) di
tempatkan dibagian atas blok silinder. Pada bagian bawah kepala silinder terdapat ruang bakar dan katup-katup. 7
Governor
Governor digunakan sebagai 'interface' antara turbin penggerak dan generator.
Seperti halnya peralatan listrik yang lain, governor juga memiliki keterbatasan kemampuan.
Parameter-
parameter
governor, seperti daya mekanik, gas producer, speed droop, dll. 8
Bantalan (Bearing)
Mencegah keausan dan mengurangi gesekan pada poros engkol.
9
Roda Penerus (Fly Wheel)
Menyimpan tenaga putar ( inertia ) yang dihasilkan pada langkah usaha, agar poros engkol tetap berputar terus pada langkah lainnya.
10
Katup (Valve)
Membuka dan menutup saluran masuk dan saluran buang.
11
Pegas Katup (Valve Spring)
Mengembalikan
katup
pada
kedudukan/posisi semula dan memberi tekanan pada katup agar dapat menutup dengan rapat. 12
Tuas Katup ( Rocker arm )
Menekan katup - katup sehingga dapat membuka.
13
Batang pendorong ( push rod Meneruskan gerakan valve lifter ( )
14
Pengangkat Katup ( Valve Memindahkan gerakan camshaft ( poros Lifter )
15
pengangkat katup ) ke rocker arm
nok ) ke rocker arm melalui push rod.
Poros Bubungan / Poros Nok Membuka dan menutup katup sesuai ( camshaft )
dengan waktu ( Timming ) yang telah ditentukan.
16
Karter ( Oil Pan )
17
Bantalan Luncur Aksial ( Menahan Thrust Waser
Menampung oli pelumas. poros
engkol
agar
bergerak/bergeser maju-mundur.
tidak
4.2
Pembahasan Gambar Motor Bakar Bensin 2 Tak
Gambar Motor Bakar Bensin 4 Tak
Gambar Motor Bakar Diesel 2 Tak
Pada praktikum kali ini kita akan melakukan pengenalan terhadap sistem motor bakar bensin 2 tak dan 4 tak serta motor bakar diesel. Perbedaan karakteristik motor bakar 2 tak dan 4 tak adalah pada mekanisme kerjanya. Jika pada motor bakar 2 tak memiliki 2 langkah untuk melakukan proses kerjanya, tetapi pada mesin 4 tak memiliki 4 langkah. Motor bakar bensin 2 tak dan 4 tak Mekanisme kerja mesin 2 tak: o Langkah naik (Up Work Stroke) Gas bekas pembakaran sudah mulai dikeluarkan dan campuran udara bahan bakar baru sudah mulai dimasukkan ketika piston bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA). Beberapa saat sebelum piston sampai di TMB. Pada waktu piston hamper mencapai TMA, busi memercikkan api dan proses pembakaran pun dimulai. o Langkah turun ( Down Work Stroke) Piston bergerak dari TMA ke TMB. Sebelum piston mencapai TMB, lubang buang sudah terbuka dan lubang masuk pun terbuka pula. Gas baru masuk dan mendorong gas bekas keluar. Mekanisme kerja mesin 4 tak : o Hisap (intake) Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB). Campuran udara dan bahan bakar masuk silinder. o Kompresi (compression) Katup pembuangan dan pemasukan tertutup, torak bergerak keatas dan memampatkan campuran bahan bakar dan udara di ruang pembakaran. Loncatan api listrik pada busi terjadi menjelang akhir langkah kompresi dan membakar bahan bakar. Pada motor diesel pembakaran berasal dari udara yang dimampatkan sehingga timbulkan panas yang tinggi yang mampu membakar bahan bakar yang disemprotkan injector. o Kerja (power) Gas hasil pembakaran mempunyai tekanan dan temperatur tinggidanmenekan piston bergerak menuju TMA, diteruskan oleh batangtorak memutar poros engkol
(crank shaft) Saat piston mendekati TMA, katup buang terbuka. Pembuangan gas dimulai dari terjadi penurunan tekanan dalam silinder. o Buang (exhaust) Gas keluar silinder karena beda tekanan. Piston bergerak menuju TMA mendorong gas. Saat mendekati TMA katup masuk dibuka dan katup keluar ditutup sesaat setelah piston sampai di TMA. Motor bakar diesel o Mesin 2 tak Satu kali proses pembakaran diselesaikan dalam dua langkah piston. Pemasukan udara baru, terjadi pada waktu piston berada pada posisi TMA. Didalam ruang bakar saat itu terjadi pembakaran. Selanjutnya piston bergerak ke bawah yang juga merupakan langkah usaha dan sekaligus waktu piston melewati lubang buang, sisa gas hasil pembakaran keluar. Pengeluaran gas bekas ini akan sempurna sesudah lubang transfer mulai terbuka. Udara baru masuk dan mendesak gas bekas tersebut keluar. Kemudian engkol berputar dan piston kembali bergerak keatas menuju TMA sebagai langkah kompresi dan buang. o Mesin 4 tak Udara murni dimasukkan kedalam silinder, udara murni tersebut ditekan sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Kemudian torak turun yang mengakibatkan katup pembunagan tertutup dan katup pemasukan terbuka. Melalui katup pemasukan ini udara masuk kedalam. Kedua katup tertutup torak lalu naik keatas. Dengan adanya pengabutan oleh nozzle maka terjadi pembakaran. Akibatanya pembakaran tersebut akan menghasilkan usaha (power). Kemudian toraks bergerak keatas, katup pembuangan terbuka dan akhirnya udara keluar (pembuangan udara). Pada motor bakar dalam terdapat beberapa istilah-istilah, yaitu: 1. Bore adalah diameter silinder, tempat dimana piston bergerak. 2. Stroke adalah panjang langkah. Piston bergerak di dalam silinder karena rotasi engkol. 3. Crank Throw adalah melempar poros engkol untuk melakukan usaha. 4. Crank Angle adalah pendahuluan dan penutupan susulan motor bakar.
5. Compression ratio adalah perbandingan volume silinder penuh terhadap volume clearance disebut rasio kompresi. 6. RPM (engine speed) merupakan ukuran kecepatan berputarnya poros engkol per satuan waktu. 7. Piston Speed adalah kecepatan gerakan piston dari TMA ke TMB 8. Clearence Volume adalah volume yang ditempati oleh fluida kerja, ketika piston mencapai titik mati atas. 9. Displacement Volume adalah volume perpindahan piston dari TMA ke TMB.
Perbedaan pada sistem pembakaran di dalam silinder antara motor bakar bensin dan motor bakar diesel yaitu: 1. Jika motor bensin pada langkah intake bahan bakar dan udara di masukan dan dicampur menjadi satu dalam silinder, sedangkan motor diesel pada satu langkah intake udara yang di isap. 2. Pada langkah kompresi motor bensin menekan campuran udara dan bahan bakar namun jika motor diesel hanya udara yang di tekan. 3. Pada langkah tenaga campuran bahan bakar dan udara pada motor bensin yang telah mengalami kompresi kemudian terbakar dengan nyala busi kemudian di buang melalui sistem pengeluaran, namun jika motor diesel uadar yang telah di kompresikan sehingga udara menjadi panas lau terbakar setelah bahan bakar di injeksikan ke dalam silinder melalui nozzle kemudian terbkar dan di buang melalui saluran pengeluaran.
Keunggulan dan kelemahan antara motor bakar bensin dan motor bakar diesel yaitu: 1. Mesin bensin lebih responsif dibandingkan diesel. 2. Sementara mesin diesel memiliki output momen (torsi) yang lebih baik daripada mesin bensin pada putaran yang sama. 3. Dilihat dari konstruksinya, mesin diesel lebih besar dan berat dari pada mesin bensin pada spesifikasi tenaga yang sama. 4. Motor bakar diesel lebih ekonomis di bandingkan dengan motor bakar bensin di karenakan pembakaran pada motor diesel lebih sempurna sedangkan di motor
bensin kuarang sempurna hal ini terlihat pada asap yang keluar pada knalpot motor. 5. Motor diesel anti banjir, sedangkan motor bensin tidak. Hal ini disebabkan karena motor bensin masih menggunakan karburator sebagai tempat pencampuran udara dan bahan bakar, jadi motor tidak akan berfungsi apabila karburator tersebut kemasukan air. Sedangkan motor diesel sudah tidak menggunakan sistem karburator. Bila dilihat dari segi keuntungan dan kerugian terhadap pemakain motor bakar diesel dibanding motor bakar bensin, maka motor diesel mempunyai keuntungan dan kerugian sebagai berikut. Keuntungannya: 1. Pemakaian bahan bakar lebih hemat disebabkan efisiensi panas yang lebih baik dan biaya operasi lebih hemat sebab solar harganya lebih murah dibanding bensin. 2. Daya tahan lebih lama dan gangguan lebih sedikit karena tidak membutuhkan sistem pengapia. 3. Jenis bahan bakar yang dapat digunakan lebih variatif. 4. Variasi momen yang lebih kecil pada tiap-tiap kecepatan yang memungkinkan fleksibilitas dan operasinya mudah dan cocok untuk kenderaan besar.
Kerugiannya: 1. Menimbulkan suara dan getaran yang besar kerana tekanan sangat tinggi pada saat pembakaran. Tekanan dua kali tekanan pada motor bakar bensin. 2. Bahan dan konstruksi lebih rumit agar tahan terhadap perbandingan kompresi yang tinggi. 3. Pembuatan pompa injeksi lebih teliti sehingga perawatan lebih sulit.
V.
KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, maka dapat kita ambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Motor dibedakan dari proses kerjanya yaitu motor 4 tak dan motor 2 tak. Sedangkan berdasarkan penyalaan bahan bakarnya motor juga dibedakan menjadi 2 yaitu motor bensin dan motor diesel. 2. Bagian-bagian motor bakar terdiri dari silinder, piston, karbulator, governer dan magnet roda gila. 3. Motor bakar 4 memiliki prinsip dan langkah kerja yang lebih baik dan ramah lingkungan disbanding motor bakar 2 tak.
DAFTAR PUSTAKA
Ardianto, Fefen Dwi. 2008. Prinsip Kerja Motor Bensin Dalam. http: //dexzrecc. wordpress.com/2008/11/17/prinsip-kerja-motor-bensin/. Diakses tanggal 14 September 2014 Pukul 19:24 WIB Arismunandar, 2005.Penggerak Mula Motor Bakar torak. Tiga Serangkai. Jakarta Daryanto. 1984. Mengenal Cara Kerja Mobil Secara Praktis. Tarjito:Bandung. Purwadi, Tri, dkk. 2009. Buku Panduan Praktikum Azas Konversi dan Konservasi Energi. Yogyakarta: Laboratorium Energi dan Mesin Pertanian Jurusan Teknik Pertanian Universitas Gadjah Mada. Purwantana, Bambang. 1999. Motor Penggerak. Yogayakarta: Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada. Smith dan Wilkes, 2003.Mesin dan Peralatan Usaha Tani.Tiga Serangkai. jakarta Soesilo, handoko. 1988. Sepeda motor. CV. Karya Utama: Surabaya. Okasatria, N dan Agus Budi Jatmiko. 2002. Motor Bakar. Perpustakaan UI : Jakarta.
