KLASIFIKASI DAN PENGGUNAAN MOTOR BAKAR PADA KENDARAAN RODA DUA
DISUSUN OLEH : M.FAUZAN ALGHIFARI 061.12.008
PPMHB SEMESTER 7 SEMESTER GASAL UNIVERSITAS UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA 23 01 2016
ABSTRAK
Motor bakar adalah mesin yang menggunakan energi thermal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada mesin itu sendiri , kemudian motor bakar ini di aplikasikan pada sepeda motor roda dua .
BAB I PENDAHULUAN
1
Dunia industri telah muncul sejak beberapa puluh tahun yang lalu. Dari masa ke masa terjadi perubahan teknologi di bidang industri. Berbagai macam inovasi telah dilakukan untuk merubah teknologi industri menjadi lebih maju dari sebelumnya . Perkembangan teknologi industri yang kian pesat ini semata-mata ditujukan untuk kebutuhan dan kesejahteraanmanusia. Kini perkembangan industri menuntut adanya peningkatan kualitas, peningkatanproduktivitas, dan peningkatan eisiensi dari setiap proses produksi. !elain itu juga diharapkan"aktu yang diperlukan untuk melakukan proses produksi semakin singkat tanpa mengurangikualitas hasil dari proses produksi tersebut.Berdasarkan pemikiran tersebut, maka dibutuhkan suatu peralatan industri yang bisamembantu dalam menyelesaikan permasalahan ini.!alah satu peralatan yang dapat memudahkan kinerja dan meningkatkan eisiensi adalah motor bakar. Motor bakar merupakan mesin yang mampu mengubah energy kimia #bahan bakar$ menjadi energy termal yang dipergunakan untuk menghasilkan kerja mekanik.Motor bakar tidak han ya terdapat dalam industri, namun secara tidak sadar, kita juga mempergunakannya dalam kehidupan sehari-hari. %ontoh sederhana dari ungsi motor bakar adalah sebagai mesin dalam sepeda motor, mobil dan traktor.
BAB II PEMBAHASAN
2
2.1 D!"#$#%# &'(') *+,+)
Motor bakar adalah mesin yang digunakan untuk merubah energi kimia dalam bentuk bahan bakar menjadi energi panas yang digunakan untuk melakukan kerja mekanik . terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran , bahan bakar, udara , dan sistem pengapian . dengan adanya suatu konstruksi mesin , hal ini memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin untuk usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran yang diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.
2.2 ,-+%#"#,+%# &'(') *+,+)
2.2.1 #(#$/+ +)# +)+ &!&!)'-! !$!)4# (!)&+-
# proses pembakaran bahan bakar$ motor bakar dapat dibagi menjadi & golongan yaitu , motor bakar luar dan motor bakar dalam . a. motor bakar luar motor bakar luar sering disebut sebagai eksternal combustion engine # E%E $ yaitu motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar motor , sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mekanisme tersendiri . panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak , tetapi melalui media penghantar , kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. 'al ( hal yang menguntungkan dari mesin bakar luar yaitu - dapat memakai semua bentuk bahan bakar - dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah - cocok untuk melayani beban ( beban besar dalam satu poros - lebih cocok dipakai untuk daya tinggi )ang termaksuk dalam motor bakar luar antara lain * - mesin uap -mesin stirling - mesin ourstroke
b. motor bakar dalam
3
Motor bakar dalam atau +nternal %ombustion Engine #+%E$ yaitu motor yangproses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam motor, sehingga panas dari hasilpembakaran langsung diubah menjadi tenaga
mekanik . sehingga panas dari hasilpembakaran langsung diubah menjadi
tenaga mekanik. !umber tenaganya berasaldari pengembangan gas-gas panas bertekanan tinggi hasil pembakaran campuranbahan bakar dan udara, yang berlangsung di dalam ruang tertutup dalam mesin,yang disebut ruang bakar #combustion chamber$ . as hasil pembakaran berungsisekaligus sebagai luida kerja mesin.'al-hal yangmenguntungkan dari motor bakar dalam yaitu - pemakaian bahan bakar irit - berat tiap satuan tenaga mekanis lebih kecil - kontruksi lebih sederhana , karena tidak memerlukan ketel uap , kondensor , dan sebagainya . )ang termaksuk dalam motor bakar yaitu - mesin piston mesin dua ( tak mesin empat ( tak mesin enam ( tak mesin diesel - mesin rotari , contohnya mesin "ankel - mesin dengan pembakaran terus menerus turbin uap turbin gas 2.2.3
M!$)( L+$4,+ K!)/+$5+
motorbakar dibagi menjadi dua , yaitu - motor bakar & tak - motor bakar / tak
4
2.3 K'&'$!$ M'(') B+,+)
Dalam menjalankan kerjanya, motor bakar memiliki beberapa komponen yang mampu mengubah bahan bakar menjadi energy termal untuk melakukan kerja mekanik. Beberapa komponen yang dimiliki yaitu
2.3.1 B-', S#-#$!)
Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian utama dari motor bakar. Bagian-bagian lain dari motor dipasangkan di dalam atau pada blok silinder,sehingga terbentuk susunan motor yang lengkap. Pada blok silinder ini terdapat lubang silinderyang berdinding halus,dimana torak bergerak bolak-balik dan pada bagian sisi-sisi blok silinder dibuatkan sirip-sirip maupun lubanglubang mantel air pendingin yangdigunakan untuk pendinginan motor. Blok silinder dan ruang engkol dapat dituangmenjadi satu bagian atau terpisah satu sama lain, kemudian disatukan dengan
baut-baut.
0ariasi
lain
dalam
konstruksi
blok
silinder
ialah
dengan
pemasangantabungsilinder ke dalam blok silinder.1abung ini dibuat dari besi tuang atau baja tuang.!ecara umum, blok silinder berungsi sebagai kedudukan dari kepala silinder, silinder linear dan poros engkol . Blok silinder harus memenuhi s yarat sebagai berikut - Kaku, pembebanan tekan tidak boleh mengakibatkan perubahan elastisitas padabentuk.ringan dan kuat - Konstruksi memungkinkan pendinginan yang rata -Pemuaian panas harus sesuai dengan bagian-bagian yang terpasang pada bloktersebut #seperti * poros engkol, kepala silinder$.
2.3.2 T+*$4 S#-#$!)
Penggunaan
tabung
silinder
memungkinkan
silinder
diganti
setiap
saat
diperlukan,Misalnya,karena aus atau sebab-sebab lain. 'al ini akan menghemat "aktu maupunbiaya. 1abung tersebut di buat dari besi tuang dan mendapatkan perlakuan panas#heatreatment$ untuk memperoleh ketahanan terhadap keausan yang lebih tinggi. Perlakuan Pemanasan #heatreatmant$ pada tabung silinder tekanannya padatemperatur yang sesuai sekitar 2&3 derajat selsius bagaimanapun juga diba"ah perubahan bentuktitik dan pengaturan pendinginan hingga 433 derajat selsius pada suhu dingin sekitar 43 derajat selsius !etelah tungku dingin selanjutnya pendinginan dilakukan dengan pemberiansirkulasi udara. 5da dua jenis tabung silinder yang digunakan, yaitu tabung basah dan tabung kering tabung kering umumnya dibuat dari baja dinding luar maupun dinding dalamnya . dikerjakan dengan teliti. 1abung ini ditekan ke dalam blok silinder sehingga terbentuklapisan pada silinder. Paking untuk mencegah kebocoran air pendingin tidak diperulkan. 1abung jenis basah langsung berhubungan dengan air pendingin.
5
Berbedadengan tabung jenis kering, pemasangannya memerlukanpaking untuk mencegah kebocoran air pendingin .
2.3.3 K!+-+ S#-#$!)
Kepala silinder sebagai pembentuk ruang bakar , untuk dudukan katup atau dudukan roker arm
2.3. S#-#$!)
!ilinder
adalah
bagian
dari
pembakarancampuranbahanbakar
ruang dan
bakar
udara.
Pada
yang saat
digunakan kompresi
untuk dan
proses
pembakaran
akanmenghasilkan tekanan gas yang tinggi, maka diusahakan tidak terjadi kebocoran padaruang bakar tersebut, sehingga dapat menghasilkan tenaga gerak mesin. Bila mesindigunakan dalam jangka "aktu yang cukup lama, dinding silinder sedikit demi sedikitakan mengalami keausan.!ilinder harus memenuhi persyaratan sebagai berikut - Memiliki siat luncur yang baik sehingga tahan aus - 1idak mudah berubah bentuk - Kuat terhadap tekanan - Mudah di overhaul
2.3. P#%('$
Piston adalah sumbat geser yang terpasang di dalam sebuah silinder mesin pembakaran dalam silinder hidrolik, pneumatik, dan silinder pompa.1ujuan piston dalam silinder adalah - Mengubah volume dari isi silinder, perubahan volume bisa diakibatkan karenapiston mendapat tekanan dari isi silinder atau sebaliknya piston menekan isisilinder. Piston yang menerima tekanan dari luida dan akan mengubah tekanantersebut menjadi gaya #linear$. - Membuka-tutup jalur aliran.Kombinasi dari hal diatas . Dengan ungsi tersebut,maka piston harus terpasang dengan rapat dalam silinder. !atu atau beberaparing #cincin$ dipasang pada piston agar sangat rapat dengan silinder.
2.3.6 S(+$4 P#%('$
!tang piston untuk menghubungkan piston dengan poros engkol
6
2.3.7 P!$ P#%('$
Pen piston untuk mengikat antara piston dengan batang piston
2.3.8 P')'% E$4,'-
Poros engkol digunakan untuk merubah gerak bolak balik piston menjadi putaran
2.3. K+)(!)
Karter berungsi sebagai penampung oli menutup mesin bagian ba"ah
2.3.10 K+)*)+(')
Karburator merupakan pipa terbuka dikedua ujungnya, dalam pipa ini udara bergerak menuju intake mainold menuju kedalam mesin6ruang bakar.Pipa ini berbentuk venturi, yaitu dari satu ujung permukaannya lebar lalu menyempit dibagian tengahkemudian melebar lagi di ujung satunya.Bentuk ini menyebabkan kecepatan aliranudara meningkat ketika mele"ati bagian yang sempit. Pada setiap saat beroperasinya,karburator harus mampu - mengatur besarnya aliran udara yang masuk kedalam ruang bakar - menyalurkan bahan bakar dengan jumlah yang tepat sesua dengan aliran udara yang masuk kedalam ruang bakar sehingga rasio bahan bakar tetap terjaga . - mencampur aliran udara dan bahan bakar dengan rata dan sempurna
2.3.11 G'9!)$')
overnor digunakan sebagai 7interace7 antara turbin penggerak dan generator. !epertihalnya peralatan listrik yang lain, governor juga memiliki keterbatasan kemampuan . 5da dua mode operasi governor, yaitu droop dan isochronous . Pada mode droop,governor sudah memiliki 8setting point8 Pmech #daya mekanik$ yang besarnya sesuaidengan rating generator atau menurut kebutuhan. Dengan adanya 8i9ed setting8 ini,output daya listrik generator nilainya tetap dan adanya perubahan beban tidak akan mengakibatkan perubahan putaran turbin #daya berbanding lurus dengan putaran$.:ain halnya dengan mode isochronous, 8set point8 putaran governor ditentukan berdasarkan kebutuhan daya listrik sistem pada saat itu #real time$. Pada saat terjadi perubahan beban, governor akan menentukan setting point yang baru sesuai dengan aktual beban.
2.3.12 R#$4 O-#
;ing oli berguna untuk mengikis oli pada dinding silinder .
7
2.3.13 R#$4 K'&)!%#
Berguna untuk merapatkan kompresi
2.3.1 I$(!, M+$#"'-
+ntake maniol merupakan saluran masuk .
2.3.1 E+%! M+$#"'-
E9hause maniol merupakan saluran buang
2.3.16 M+4$!( R'+ G+5+
;oda gila sering disebut juga roda gaya, roda penerus, adalah sebuah komponen berupa sebuah piringan yang dipasangkan pada lensa di ujung roda poros engkol.Bagian tepi roda gila biasanya memiliki cincin bergerigi untuk pertautan dengan rodagigi motor starter pada saat motor dihidupkan. Karena itu tanpa roda gila hampir tidak mungkin menghidupkan mesin.
2. P)#$%# K!)/+
+stilah-istilah baku yang berlaku dalam teknik otomoti yang harus diketahui untuk bisa memahami prinsip kerja mesin ini
•
1M5 #titik mati atas$ atau 1D% #top dead centre$Posisi piston berada pada titik paling atas dalam
•
silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol#crankshat $ 1MB #titik mati ba"ah$ atau BD% #bottom dead centre$Posisi piston berada pada titik paling ba"ah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol
•
#crankshat $ ;uang bilas yaitu ruangan di ba"ah piston dimana terdapat poros engkol #crankshat $.!ering disebut sebagai bak engkol #crankcase$ berungsi gas hasil campuran udara,bahan bakar dan
•
pelumas bisa tercampur lebih merata. Pembilasan #scavenging$ yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.
2..J!$#%/!$#% M'(') B+,+)
8
Dalam beberapa klasiikasinya, motor bakar mempunyai beberapa jenis dengan ungsi yang berbeda. Berikut ini jenis-jenis dari motor bakar 2..1.M!%#$ D+ T+,
Motor bakar dua langkah adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran akan mengalami dua langkah piston, berbeda denganputaran empat-tak yang mengalami empat langkah piston dalam satu kali siklus pembakaran, meskipun keempat proses intake, kompresi, tenaga dan pembuangan juga terjadi. Mesin dua tak juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama dalam rancangan piston berla"anan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar dan mesin0= untuk truk dan kendaraan berat.
Prinsip kerja mesin dua tak mempunyai dua siklus, yaitu :angkah > #Piston bergerak dari 1M5 ke 1MB$ i.
!aat bergerak dari 1M5 ke 1MB, piston akan menekan ruang bilas yang berada di ba"ahnya. !emakin jauh piston meninggalkan 1M5 menuju 1MB akan semakin
ii.
meningkat pula tekanan di ruang bilas. Pada titik tertentu, piston #ring piston$ akan mele"ati lubang pembuangan gas dan lubang memasukan gas. Posisi masing-masing lubang tergantung dari desain perancang.
iii.
?mumnya ring piston akan mele"ati lubang pembuangan terlebihdahulu. Pada saat ring piston mele"ati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar
iv.
melalui lubang pembuangan. Pada saat ring piston mele"ati lubang pemasukan, gas yang tertekan di dalam ruang bilas akan terpompa masuk ke dalam ruang bakar, sekaligus mendorong keluar gas yang ada di
v.
dalam ruang bakar menuju lubang pembuangan. Piston terus menekan ruang bilas sampai titik 1MB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas menuju ke dalam ruang bakar.
:angkah & #Piston bergerak dari 1MB ke 1M5$ i.
!aat bergerak dari 1MB ke 1M5, piston akan menghisap gas hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas ke dalam ruang bilas. Percampuran ini dilakukan oleh
ii.
karburator atau sistem injeksi. !aat mele"ati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akanmengkompresi gas
iii. iv.
yang terjebak di dalam ruang bakar. Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai 1M5. Beberapa saat sebelum piston sampai di 1M5 #pada mesin bensin busi akan menyala, sedangkan pada mesin diesel akan menyuntikkan bahan bakar$ untuk membakar gas
9
dalam ruang bakar.
Gambar 1.2 ($) Kerja Motor Bakar dalam Mes! 2 "ak
Gambar 1.2 (B) Kerja Motor Bakar dalam Mes! 2 "ak
Gambar 1.2 (#) Kerja Motor Bakar dalam Mes! 2 "ak
Gambar 1.2 (D) 2..2.M!%#$ T+,
Kerja Motor Bakar dalam Mes! 2 "ak
Putaran empat tak atau #Putaran @tto$ dari sebuah mesin pembakaran dalam adalah putaran yang sering digunakan untuk otomoti danindustri sekarang ini #mobil,truk,generator, dll$.Putaran
10
empat tak lebih irit dan pembakarannya lebih bersih dari putaran dua tak, tetapi membutuhan lebih banyak bagian yang bergerak dan keahlian pembuatan. Mesin ini juga lebih mudah dibuat dalam konigurasi multi-silinder dari dua tak, yang membuatnya sangat berguna dalam aplikasi tenaga- besar seperti mobil. Putaran otto dikarakterisasikan oleh empat tak, atau gerakan lurus bergantian, maju dan mundur, dari sebuah piston di dalam silinder. Proses yang berlangsung pada mesin / tak digambarkan di ba"ah ini
G+&*+) 1.3 P)'%!% ;1< +$ ;2< ++ &!%#$ (+,
G+&*+) 1.3 P)'%!% ;3< +$ ;< ++ &!%#$ T+,
Proses yang berlangsung pada gambar adalah >. +ntake #induction$ stroke &. %ompression stroke 4. Po"er #combustion$ stroke
11
/. E9haust stroke Putaran ini dimulai pada top dead center. )aitu ketika piston berada pada titik paling atas. Pada saat stroke piston pertama #pengambilan$, sebuah campuran bahan bakar dan udara ditarik ke dalam silinder melalui lubang intake. 0alve6 katup lubang intake kemudian tertutup. !etelah itu stroke ke atas #kompresi) akan memampatkan campuran besin-udara. %ampuran bensin-udara kemudian dinyalakan #biasanya oleh sebuah busi untuk mesin bensin6 putaran @tto atau dengan panas dan tekanan dari kompresi untuk putaran Diesel dari mesin penyala kompresi$ pada saat kompresi telah mencapai titik maksimal. 5kibat dari pengembangan pembakaran gas, maka terciptalah tenaga dorongan piston ke ba"ah dan terjadilah stroke ke- 4 #tenaga) sampai kemudian piston naik kembali menuju stroke ke-/ # pembuangan$ untuk mengeluarkan gas sisa pembakaran dari silinder menuju katup pembuangan yang terbuka untuk diteruskan ke lubang pembuangan. 2..3.M!%#$ S(#)-#$4
Mesin stirling secara tradisional diklasiikasikan ke dalam mesin pembakaran eksternal,meskipun panas bisa didapatkan dari sumber selain pembakaran seperti tenaga matahari maupun nuklir. Mesin stirling beroperasi melalui penggunaan sumber panas eksternal dan heat sink eksternal, masing-masing dijaga agar memiliki perbedaan te mperatur yang cukup besar. Mesin stirling adalah salah satu mesin kalor dan dideinisikan sebagai mesin regenerasi udara panas siklus tertutup. Dalam konteks ini, siklus tertutup berarti bah"a luida kerjanya secara permanen terkurung
di
dalam
sistem,
di
mana mesin
siklus
terbuka
seperti
mesin
pembakaran internal dan beberapa mesin uap, menukarkan luida kerjanya dengan lingkungan sekitar sebagai bagiaan dari siklus kerja.;egenerasi berarti bah"a adanya penggunaan alat penukar panas internal, yang dapat meningkatkan eisiensimesin. Banyak sekali kemungkinan dari penggunaan mesin stirling ini, dengan mayoritas masuk ke kategori mesin dengan piston tolak balik. Dalam usaha meningkatkan konversi yang bisa didapat dari perubahan energi panas kekerja, mesin stirling memiliki potensi untuk mencapai eisiensi tertinggi dari semua mesin kalor, secara teori sampai eisiensi maksimal mesin %arnot, meskipun dalam prakteknya usaha ini terus dibatasi oleh berbagai siat-siat non-ideal dari baik itu luida kerjanya maupun bahan dari mesin itu sendiri, seperti gesekan,konduktivitas termal,kekuatan tensile, creep,titik leburdan lainnya. Mesin ini dapat dioperasikan melalui berbagai sumber panas yang dapat mencukupi, seperti tenaga matahari, kimia maupun nuklir.
12
G+&*+) 1.: M!%#$ S(#)-#$4
Dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mesin !tirling memiliki potensi untuk lebih eisien, lebih tenang, dan lebih mudah pera"atannya.Belakangan ini,keuntungan mesin !tirling terus meningkat, hal ini dimungkinkan dengan adanya kenaikan harga energi, kelangkaan sumber energi, sampai kepedulian tentang masalah lingkungan seperti pemanasan global. Ketertarikan yang meningkat terhadap mesin !tirling ini berakibat dengan terus bertambahnya penelitian mengenai peralatan !tirling tersebut. 5plikasinya termasuk pemompaan air, astronautik, dan sebagai pembangkit listrik untuk sumber-sumber panas yang tidak sesuai dengan mesin pembakaran dalam seperti energi matahari.Karakteristik mesin !tirling yang berguna lainnya adalah jika yang disuplai energi mekanik maka iadapat beroperasi sebagaiheatpump. 2...M!%#$ B!$%#$
Mesin bensin atau mesin @tto dari Aikolaus @tto adalah sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran,dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran bahan bakar dengan udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran.Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan dalam ruang bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan, bahan bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk bercampur dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bakar tersebut akan terbakar dengan sendirinya.Pada mesin bensin, pada umumnya udara dan bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang bakar, sebagian kecil mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahanbakar langsung ke silinder ruang bakar termasuk mesin bensin & tak untuk mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan penambahan sensor-sensor elektronik. !istem +njeksi Bahan bakar di motor otto terjadi di luar silinder, tujuannya untuk mencampur udara
13
dengan bahan bakar seproporsional mungkin.:angkah-langkah yang terjadi pada mesin bensin adalah sebagai berikut >. :angkah 'isap Pada langkah hisap,campuran udara yang telah bercampur pada karburator diisap ke dalam silinder #ruang bakar$. 1orak bergerak turun dari titik mati atas #1M5$ ke titik mati ba"ah #1MB$ yang akan menyebabkan kehampaan #vacum$ di dalam silinder, maka dengan demikian campuran udara dan bahan bakar #bensin$ akan diisap ke dalam silinder. !elama langkah torak ini, katup isap akan terbuka dan katup buang akan menutup. &. :angkah Kompresi Pada langkah kompresi, campuran udara dan bahan bakar yang berada di dalam silinder dimampatkan oleh torak, dimana torak akan bergerak dari 1MB ke 1M5 dan kedua katup isap dan buang akan menutup, sedangkan busi akan memercikkan bunga api dan bahan bakar mulai terbakar akibatbya terjadi proses pemasukan panas. 4. langkah Ekspansi Pada langkah ekspansi, campuran udara dan bahan bakar yang diisap telah terbakar. !elama pembakaran, sejumlah energi dibebaskan, sehingga suhu dan tekanan dalam silinder naik dengan cepat. !etelah mencapai 1M5, piston akan didorong oleh gas bertekanan tinggi menuju 1MB. 1enaga mekanis ini diteruskan ke poros engkol. !aat sebelum mencapai 1MB, katup buang terbuka, gas hasil pembakaran mengalir keluar dan tekanan dalam silinder turun dengan cepat. /. :angkah buang Pada langkah buang, torak terdorong ke ba"ah menuju 1MB dan naik kembali ke 1M5 untuk mendorong ke luar gas-gas yang telah terbakar didalam silinder. !elama langkah ini, katup buang membuka sedangkan katup isap menutup. ?ntuk lebih jelas, prinsip kerja mesin bensin dapat dilihat pada gambar >.2
G+&*+) 1. ;P)'%!% ++ M!%#$ B!$%#$<
14
2... M!%#$ D#!%!-
Motor bakar diesel biasa disebut juga dengan Mesin diesel#ataumesin pemicukompresi$ adalah motor bakar pembakaran dalam
yang menggunakan
panas kompresi
untuk menciptakan
penyalaan
dan membakar bahan bakar yang telah diinjeksikan kedalam ruang bakar. Mesin ini tidak menggunakan busi
seperti
mesin
bensin
atau
mesin
gas.
Mesin
diesel memiliki
eisiensi termal
terbaik
dibandingkan dengan mesin pembakaran dalam maupun pembakaran luar lainnya, karena memiliki rasio kompresiyang sangat tinggi. Mesin diesel kecepatan-rendah #seperti pada mesin kapal$ dapatmemiliki eisiensi termal lebih dari 23.:angkah-langkah yang terjadi pada proses kerja mesin diesel >. :angkah +sap Padalangkah
ini
piston
bergerak
dari
1M5
#1itikMati5tas$ke
1MB
#1itikMatiBa"ah$.!aat
pistonbergerak keba"ah katup isap terbuka yang menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni langsungmasukkeruangsilindermelaluiilter udara. &. :angkah kompresi Pada langkah ini piston bergerak dari 1MB menuju 1M5 dan kedua katup tertutup.Karena udara yang berada didalam silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehinggaudara di dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston mencapai 1M5, bahan bakar disemprotkan keruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut. 4. :angkah ?saha Pada langkah ini kedua katup masih tertutup,akibat semprotan bahan bakar diruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar.1ekanan yang besar tersebut akan mendorong piston keba"ah yang menyebkan terjadi gaya aksial.aya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial #putar$. /. :angkah Buang Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di ly"hell akan menaikkan kembali piston dari 1MB ke 1M5, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan didorong keluar dari ruang silinder menuju e9haust maniold dan langsung menuju knalpot. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak berhenti. !iklus ini tidak akan berhenti selama aktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus. ?ntuk lebih jelas, prinsip kerja mesin diesel dapat dilihat pada gambar >.C
15
G+&*+) 1.6 P)'%!% ++ &!%#$ #!%!2.6. K!-!*#+$ +$ K!,)+$4+$ M'(') B+,+)
2.6.1. K!-!*#+$ M'(') B+,+)
enis Motor Bakar Motor Bakar & 1ak
Kelebihan
•
'asil tenaganya besar Mesin dua tak kecil dan ringan Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya
•
sederhana Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga
•
putaran poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata. 1idak memerlukan katup, komponen lebih sedikit, pera"atan lebih
•
mudah dan relati murah Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga
•
menghasilkan gerakkan yang halus Karena proses pemasukan, kompresi, kerja, dan buang prosesnya
• •
Motor Bakar / 1ak
berdiri sendiri-sendiri sehingga lebih presisi, eisien dan stabil, jarak •
putaran dari rendah ke tinggi lebih lebar #233- >3333 rpm$ Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil dibanding mesin dua
•
langkah sehingga pemakaian bahan bakar lebih hemat. Putaran rendah lebih baik dan panas mesin lebih dapat didinginkan oleh
•
sirkulasi oli. :angkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga eisiensi
•
Mesin Bensin
• •
pemasukan dan tekanan eekti rata-rata lebih baik. Panas mesin lebih rendah dibanding mesin dua langkah. etaran yang dihasilkan mesin bensin lebih halus Mesin menisn memiliki horse po"er #Daya Kuda$ yang besar pada perormanya
16
•
as buang yang dihasilkan lebih ramah lingkungan 1eknologi mesin diesel semakin canggih dan sanggup membuat mesin
•
diesel modern jauh lebih halus dibandingkan mesin diesel konvensional Mesin diesel memiliki torsi yang lebih besar terutama pada putaran
•
Mesin Diesel
ba"ah, sehingga pengendara mobil diesel akan merasakan manaatnya ketika harus memba"a beban berat atau menempuh medan yang •
ekstrim :ebih tahan lama jika pera"atan benar
2.6.2. K!,)+$4+$ M'(') B+,+)
enis motor bakar Motor Bakar & 1ak
•
Kerugian Eisiensi bahan bakar mesin dua tak sangat rendah Mesin dua tak memerlukan percampuran oli dengan bahan bakar #oli
•
samping6 two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak. Polusi terjadi
•
dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang lolos6 bocor •
dan masuk langsung ke lubang pembuangan Pelumasan mesin dua tak kurang baik, hal ini mengakibatkan usia suku
•
cadang dalam komponen ruang bakar relati lebih singkat :angkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian
•
langkah tekanan kembali gas buang lebih tinggi Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston dan lubang akibatnya ring piston akan lebih cepat
•
• •
Motor Bakar / 1ak
•
• •
aus. Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan mudah timbul panas. Putaran rendah sulit diperoleh Memakai oli pelumas tambahan untuk campuran bahan bakar. Komponen dan mekanisme gerak katup lebih kompleks sehingga pera"atan lebih sulit !uara mekanis lebih gaduh :angkah kerja terjadi dengan & putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari satu
•
Mesin Bensin
• • • •
dan sebagai peredam getaran. Energi yang dihasilkan lebih kecil Bahan bakar lebih boros Motor bakar bensin kurang bertenaga Pera"atannya lebih kompleks Mesin bensin tidak mampu bekerja terus menerus
17
Mesin Diesel
• • •
•
etaran yang dihasilkan sangat besar Memerlukan pera"atan yang lebih karena konstruksi mesin yang rumit Karena kompresi yang tinggi maka dibutuhkan tenaga starter dalam baterai yang lebih besar as buang yang dihasilkan tidak ramah lingkungan.
2.7. A-#,+%# M'(') B+,+)
Motor bakar banyak digunakan dalam berbagai bidang, karena prinsip kerjanya yang mampu mengubah bahan bakar menjadi energy termal untuk menggerakan berbagai macam mesin. Berikut ini beberapa aplikasi yang menggunakan motor bakar 2.7.1.M!%#$B!$%#$ • • • • •
!epeda motor. Mobil. Pesa"at Mesin untuk pemotong rumput Mesin untuk speedboat
2.7.2.M!%#$D#!%!• • • • •
Mesinmobil 1raktor Pembangkit listrik Pompa air ilingan padi dan sebagainya
2.7.3.M'(') B+,+) S(#)-#$4 • • •
Pompa air 5stronautik pembangkit listrik untuk sumber-sumber panas yang tidak sesuai dengan mesinpembakaran dalam sepertienergi matahari.
2.7..M'(')B+,+) T+, • • • • • • • •
Mobil 1ruk enerator &..2.MotorBakar & 1ak Mesin sepeda motor Mesin pada gergaji #chainsa"$ Mesin potong rumput Mobil salju
18
•
Mesin untuk pesa"at model, dan sebagainya
19
G)+"#, M!%#$ 2 T+, ;B!$%#$<
20
G)+"#, M!%#$ T+, ;B!$%#$<
21
G)+"#, M!%#$ 2 T+, ;#!%!-<
22
G)+"#, M!%#$ T+, ;#!%!-<
23
BAB III PENUTUP 3.1 K!%#&-+$
Motor bakar adalah mesin yang digunakan untuk merubah energi kimia dalam bentuk bahan bakar menjadi energi panas #termal$ yang digunakan untuk melakukan kerja mekanik.1erjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan sistem pengapian. Ditinjau dari segi memperoleh energy termal, motor bakar dibedakan menjadi & yaitu motor bakar dalam dan motor bakar luar. !edangkan dari segi bahan bakarnya, motor bakar dibedakan menjadi motor bakar bensin dan motor bakar diesel. Dalam menjalankan kerjanya, motor bakar memiliki beberapa komponen yang mampu mengubah bahan bakar menjadi energy termal untuk melakukan kerja mekanik. Komponen tersebut yaitu, blok silinder, tabung silinder, kepala silinder, silinder, piston, stang piston, penapiston, poros engkol, karter, karburator, governor, ring oli, ring kompreesi, intek maniol,e9hause maniol dan magnet roda gila. Pada proses kerja yang dilakukan motor bakar, ia menggunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat piston yang bergerak translasi #bolak-balik$. Didalam silinder itulah terjadi proses pembakaran bahan bakar dengan udara. as pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan piston yang oleh batang penggerak dihubungkan dengan proses engkol. Motor bakar banyak digunakan dalam berbagai bidang, karena prinsip kerjanya yang mampu mengubah bahan bakar menjadi energy termal untuk menggerakan berbagai macam mesin. %ontohnya pada sepeda motor, mobil, generator, pompa air, astronautic,pembangkit listrik dan lainnya.
24
