BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Tentang Motor Bakar
Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah energi termal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Energi diperoleh dari proses pembakaran, proses pembakaran juga pengubahan enegi tersebut dilaksanakan di dalam mesin dan ada yang dilakukan di luar mesin kalor (Kiyaku dan Murdhana, 1998). Ada dua jenis mesin kalor dilihat dari cara kerjanya yaitu : 1. Mesin pembakaran dalam atau sering disebut juga sebagai internal
combustion engine (ICE), yaitu dimana proses pembakarannya berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran dalam yaitu : a. pemakaian bahan bakar irit . b. berat tiap satuan tenaga mekanis lebih kecil. c. konstruksi lebih sederhana, karena tidak memerlukan ketel uap, condenser dan sebagainya. 2. Mesin pembakaran luar atau sering disebut juga sebagai eksternal
combustion engine (ECE), yaitu dimana proses pembakarannya terjadi di luar mesin.
Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran luar yaitu : a. dapat memakai semua bentuk bahan bakar. b. dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah. c. cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros. d. lebih cocok dipakai untuk daya tinggi Pada motor bakar torak tidak terdapat proses pemindahan kalor gas pembakaran ke fluida kerja, karena itu jumlah komponen motor bakar sedikit, cukup sederhana, lebih kompak, dan lebih ringan dibandingkan dengan mesin pembakaran luar (mesin uap). Karena itu pula penggunaan motor bakar sangat banyak dan menguntungkan. Penggunaan motor bakar dalam masyrakat antara lain adalah dalam bidang transportasi, penerangan, dan sebagainya.
2.2 Prestasi Motor Bakar
Pada motor bakar torak, daya yang berguna adalah daya poros, karena daya poros itulah yang menggerakkan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator yang merupakan daya gas pembakaran yang menggerakkan torak.. Unjuk kerja motor bakar tergantung dari daya poros yang dapat ditimbulkan. Unjuk kerja ini biasanya dinyatakan dalam daya kuda (PS) atau KW persatuan isi langkah. Isi langkah Vi = penampang silinder x langkah (m 3)
Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran luar yaitu : a. dapat memakai semua bentuk bahan bakar. b. dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah. c. cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros. d. lebih cocok dipakai untuk daya tinggi Pada motor bakar torak tidak terdapat proses pemindahan kalor gas pembakaran ke fluida kerja, karena itu jumlah komponen motor bakar sedikit, cukup sederhana, lebih kompak, dan lebih ringan dibandingkan dengan mesin pembakaran luar (mesin uap). Karena itu pula penggunaan motor bakar sangat banyak dan menguntungkan. Penggunaan motor bakar dalam masyrakat antara lain adalah dalam bidang transportasi, penerangan, dan sebagainya.
2.2 Prestasi Motor Bakar
Pada motor bakar torak, daya yang berguna adalah daya poros, karena daya poros itulah yang menggerakkan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator yang merupakan daya gas pembakaran yang menggerakkan torak.. Unjuk kerja motor bakar tergantung dari daya poros yang dapat ditimbulkan. Unjuk kerja ini biasanya dinyatakan dalam daya kuda (PS) atau KW persatuan isi langkah. Isi langkah Vi = penampang silinder x langkah (m 3)
Efisiensi volumetric
ηv
=jumlah udara yang dihisap dalam satu
siklus : jumlah udara yang diisikan dalam silinder V i pada kondisi atmosfer. Jumlah udara = 1,293 ×
273 273 + t ( o C )
×
tekanan tekanannor mal
×V i(kg )
Dari formula diatas dapat dilihat kalau suhunya lebih rendah, maka tekanan udara yang masuk lebih besar dan jumlah udara yang akan dihisap lebih besar pula. Sebagai hasil akan diperoleh daya yang lebih besar pula karena sejumlah bahan bakar dapat terbakar dengan baik. Karena itu dalam merancang motor bakar torak, terutama motor diesel, hendaklah diusahakan agar tekanan maksimum dapat dibatasi apabila perbandingan kompresinya hendak dipertinggi. (Soenarto & Furuhama 1995). a. Volume Silinder
Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (V1). Sedangkan volume antara TMA dan kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (V s). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak ketika ia berada di TMB sampai tutup silinder. Vt =V1+Vs ………………..(1) Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan diameter silinder (D) dan panjang langlah torak (L) biasanya mempunyai satuan centimetercubic (cc) atau cubic inch (cu.in). V1 = luas lingkaran x panjang langkah V1 = π r 2 x L
2
⎛ 1 ⎞ V1 = π ⎜ D ⎟ × L ⎝ 2 ⎠ Dengan demikian besaran dan ukuran motor bakar menurut volume silinder tergantung dari banyaknya silinder yang digunakan dan besarnya volume silinder (Kiyuku & Murdhana 1998). b. Perbandingan Kompresi
Hasil bagi volume total dengan volume sisa disebut sebagai perbandingan kompresi
C =
V 1 + V s V s
= 1+
V 1 V s
………….(2)
Dimana : V1 = volume langkah torak Vs = volume sisa Jadi, bila suatu motor mempunyai volume total 56 cu.in dan volume sisa 7 cu.in, maka perbandingan kompresinya adalah :
C =
56 7
=8
Hal diatas menunjukkan bahwa selama langkah kompresi, muatan yang ada diatas torak dimampatkan 8 kali lipat dari volume terakhirnya. Makin tinggi perbandingan kompresi, maka makin tinggi tekanannya dan temperatur akhir kompresi. (Kiyuku & Murdhana, 1998). Perbandingan kompresi tidak dapat naik tanpa batas, karena motor pembakaran yang menggunakan busi akan menimbulkan suara
menggelitik kalau perbandingan kompresinya terlalu tinggi (Soenarta & Furuhama, 1995). c. Daya Mesin
Pada motor bakar daya yang berguna adalah daya poros seperti telah dijelaskan diatas. Daya poros ditimbulkan oleh bahan bakar yang dibakar
dalam
silinder
dan
selanjutnya
menggerakkan
semua
mekanisme. Unjuk kerja motor bakar pertama-tama tergantung dari daya yang ditimbulkan (Soenarta & Furuhama, 1995)
Gambar 2.1 Alat tes Prestasi Motor Bakar (Sumber : Soenarta & Furuhama,1995) Gambar (2.1) diatas menunjukkan peralatan yang dipergunakan untuk mengukur nilai yang berhubungan dengan keluaran motor pembakaran yang seimbang dengan hambatan atau beban pada kecepatan putaran konstan ( n). Kalau
n berubah, maka motor
pembakaran
menghasilkan
memperlambat
bagian
yang
daya berputar.
untuk Motor
mempercepat pembakaran
atau ini
dihubungkan dengan dynamometer dengan maksud mendapatkan keluaran dari motor pembakaran dengan cara menghubungkan poros motor dengan poros dynamometer. Rotornya diikatkan pada poros yang akan mengaduk air yang ada didalamnya. Hambatan ini akan menimbulkan torsi ( T ), sehingga nilai daya ( P ) dapat ditentukan sebagai berikut :
P =
2π .n.T 60000
( kW ) ……………..(3)
Dimana : n = putaran mesin (rpm) T = torsi (Nm) Torak yang didorong oleh gas membuat usaha. Baik tekanan maupun suhunya akan turun waktu gas berekspansi. Energi panas diubah menjadi usaha mekanis. Konsumsi energi panas ditunjukkan langsung oleh turunnya suhu. Kalau toraknya tidak mendapatkan hambatan dan tidak menghasilkan usaha gas tidak akan berubah meskipun tekanannya turun. d. Tekanan Efektif Rata-rata
Besar nilai P1 merupakan tekanan efektif rata-rata indikator (indicator mean effective pressure : IMEP). Nilai P1, dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
P 1 =
W i V s
………………………………(4)
Penggunaan nilai Pi dapat memudahkan perhitungan besar usaha indikator Wi pada tekanan konstan selam torak pada langkah ekspansi. Pada mesin 4 langkah besar nilai P i terjadi setiap 2 putaran, sehingga besar nilai N i indikator dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Dengan satuan Si ( m3, kPa dan rps) Ni =V1.P1.n/2 (kW)…………………....(5) Dimana : V1= volume langkah (m3) Pi = tekanan efektif rata-rata indicator (kPa) n = putaran mesin (rpm) Pada mesin 2 langkah besar nilai P i dihasilkan pada tiap putaran, maka secara teoritis nilai Ni akan menjadi dua kali lebih besar jika dibandingkan pada persamaan 4, tetapi pada umumnya besar nilai P i pada mesin 2 langkah lebih kecil dibandingkan dengan 4 langkah. Nilai Ni disebut sebagai keluaran indikator yang menyatakan keluaran, disebabkan oleh adanya tekanan pada torak. Daya yang dapat dimanfaatkan untuk memutar mesin disebut sebagai keluaran efektif (brake mean out put ) nilai Ne dapat dirumuskan sebagai berikut : Ne = V1. N. BMEP. 2 (kW)…………(6)
Besar keluaran efektif dapat diukur dengan menggunakan sebuah dynamometer. Nilai BMEP adalah merupakan tekanan efektif rata-rata (brake mean effective pressure ). Besar nilai Ne yang ditentukan oleh produk dari volume langkah V1, kecepatan putaran n dan BMEP yang berhubungan dengan tekanan gas rata-rata merupakan keluaran suatu pembakaran yang bermanfaat. BMEP adalah besar nilai yang menunjukkan daya mesin tiap satuan volume silinder pada putaran tertentu dan tidak tergantung dari ukuran motor bakar (Soenarta &Furuhama, 1995). Besar nilai BMEP dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut :
BMEP =
60 P . Z .
V d .n
……………………(7)
Dimana : P = daya (kW) N = putaran mesin (rpm) Vd= volume langkah total silinder (m3) Z = sistem siklus (4 langkah =2, 2 langkah =1) e. Menentukan Efisiensi Energi 1. Efisiensi Thermis
Perbandingan antara energi yang dihasilkan dan energi yang dimasukkan
pada proses pembakaran bahan bakar disebut efisiensi
thermis rem (brake thermal efficiency ) dan ditentukan sebagai berikut :
η bt
=
860
SFC .h
× 100(%) ……………(8)
Dimana : H = nilai kalor untuk bahan bakar premium = 10500 kcal/kg. nilai kalor untuk minyak gas = 10400 kcal/kg. SFC = konsumsi bahan bakar spesifik Nilai kalor mempunyai hubungan dengan berat jenis. Pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah nilai kalornya (Kiyaku & Murdhana, 1998). Besar efisiensi thermis (η bt) bervariasi tergantung dari tipe motor dan cara pengoperasiannya. Angka ini akan naik sampai 48% untuk motor disel dengan putaran rendah, sedang pada motor diesel biasanya 30-50%, motor otto 25-28%, pada motor dua langkah akan turun lagi (Soenarta & Furuhama, 1995). 2. Besar Penggunaan Bahan Bakar
Besar pemakaian bahan bakar spesifik (SFC) ditentukan dalam g/PSh atau g/kWh dan lebih umum digunakan dari pada SFC adalah kebalikan dari pada
η bt.
η bt.
Besar nilai
Penggunaan bahan bakar dalam gram
per jam Ne dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
SFC =
m f P
[kg / kWh]………………….(9)
Dimana : SFC = konsunsi bahan bakar spesifik (kg/kWh) P = daya mesin (kW)
Nilai mf didapat dari persamaan sebagai berikut :
m f =
b 3600
⋅
t 1000
⋅ ρ bb ………………..(10)
Dimana : b = volume 3 buret (cc) t = waktu (detik) ρbb
= berat jenis bahan bakar (kg/l)
m f = adalah penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu (Sumber : Soenarta & Furuhama,1995). 3. Siklus Udara Volume Konstan
Siklus udara volume konstan (siklus Otto), dapat digambarkan dengan grafik Pdan V seperti terlihat pada (Gb2.2) dibawah ini:
Gambar 2.2 Diagram P vs V dari siklus volume konstan (Sumber : Soenarta & Furuhama,1995)
fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan. Langkah isap (0-1) merupakan proses tekanan konstan. Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropic. Proses pembakaran volume konstan (2-3) dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada volume konstan. Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropic. Proses pembuangan (4-1) dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konstan. Langkah buang (1-0) ialah proses tekanan konstan. Siklus dianggap ’tertutup’, artinya siklus ini berlangsung dengan fluida kerja yang sama; atau gas yang berada didalam silinder pada titik 1 dapat dikeluarkan dari dalam silinder pada waktu langkah buang, tetapi pada langkah isap berikutnya akan msuk sejumlah fluida yang sama.
2.3 Sistem Kerja Motor Bakar 2.3.1 Motor Bensin 4 Langkah
Motor 4 langkah adalah motor yang setiap satu kali pembakaran bahan bakar memerlukan empat langkah dan dua kali putaran poros engkol.
Gambar 2.3 skema gerakan torak 4 langkah (Sumber : Arends BPM;H Berenschot, 1980)
Gambar 2.3 menunjukan skema langkah kerja pada motor 4 langkah. Prinsip kerja motor 4 langkah dapat dijelaskan sebagai berikut : Langkah Isap :
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB. 2. Katup masuk terbuka, katup buang terbuka. 3. Campuran bahan bakar dengan udara yang telah tercampur di dalam karburator masuk ke dalam silinder melalui katup masuk. 4. Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertutup. Langkah Kompresi :
1. Torak bergerak dari TMB ke TMA. 2. Katup masuk dan katup buang kedua-duanya tertutup sehingga gas yang telah dihisap tidak keluar pada waktu ditekan oleh torakyang mengakibatkan tekanan gas akan naik.
3. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi mengeluarkan bunga api listrik. 4. Gas bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi terbakar. 5. Akibat pembakaran bahan bakar, tekanan akan naik menjadi kira-kira tiga kali lipat. Langkah Kerja/ ekspansi :
1. Saat ini kedua katup masih dalam keadaan tertutup. 2. Gas terbakar dengan tekanan yang tinggi akan mengembang kemudian menekan torak turun ke bawah dari TMA ke TMB. 3. Tenaga ini disalurkan melalui batang penggerak, selanjutnya oleh poros engkol diubah menjadi gerak berputar. Langkah Pembuangan :
1. Katup buang terbuka, katup masuk tertutup. 2. Torak bergerak dari TMB ke TMA. 3. Gas sisa pembakaran terdorong oleh torak keluar melalui katup buang. 2.3.2. Motor bensin 2 langkah
Motor bensin 2 langkah adalah mesin yang proses pembakarannya lebih sederhana dari motor 4 langkah yaitu dilakukan pada satu kali putaran poros engkol yang berakibat dua kali langkah piston.
Gambar 2.4. Skema gerakan torak 2 langkah (Sumber : Arends BPM; H Berenschot)
Gambar 2.4 menunjukkan skema langkah kerja pada motor 2 langkah, jika piston bergerak naik dari TMB ke TMB maka saluran bilas dan saluran buang akan tertutup. Dalam hal ini gas dalam ruang bakar dikompresikan. Sementara itu gas baru masuk ke ruang engkol, beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, busi akan meloncatkan api sehingga terjadi pembakaran bahan bakar. Prinsip kerja dari motor 2 langkah adalah sebagai berikut : Langkah Pengisapan :
1. Torak bergerak dari TMA keTMB.
2. Pada saat saluran bilas masih tertutup oleh torak, di dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap campuran bensin dengan udara. 3. Di atas torak, gas sisa pembakaran dari hasil pembakaran sebelumnya sudah mulai terbuang keluar saluran buang. 4. Saat saluran bilas sudah terbuka, campuran bensin dengan udara mengalir melalui saluran bilas terus masuk ke dalam ruang bakar. Langkah Kompresi :
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB. 2. Rongga bilas dan rongga buang tertutup, terjadi langkah kompresi dan setelah mencapai tekanan tinggi busi memercikkan bunga api listrik untuk membakar campuran bensin dengan udara tadi. 3. Pada saat yang bersamaan, di bawah (di dalam bak mesin) bahan bakar yang baru masuk kedalam bak mesin melalui saluran masuk. Langkah Kerja/ekspansi :
1. Torak kembali dari TMA ke TMB akibat tekanan besar yang terjadi pada waktu pembakaran bahan bakar. 2. Saat itu torak turun sambil mengkompresi bahan bakar baru didalam bak mesin. Langkah Buang :
1. Menjelang torak mencapai TMB, saluran buang terbuka dan gas sisa pembakaran mengalir terbuang keluar. 2. Pada saat yang sama bahan bakar baru masuk ke dalam ruang bahan bakar melalui rongga bilas.
3. Setelah mencapai TMB kembali, torak mencapai TMB untuk mengadakan langkah sebagai pengulangan dari yang dijela skan diatas.
2.4 Sistem Pada Motor Bakar 2.4.1 Sistem Bahan Bakar
Motor bensin merupakan jenis dari motor bakar. Motor bensin kebanyakkan dipakai sebagai kendaraan bermotor yang berdaya kecil seperti mobil, sepeda motor, dan juga untuk motor pesawat terbang. Bensin premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat dipakai pada mesin kompresi tinggi pada semua kondisi. Sifat-sifat penting yang diperhatikan pada bahan bakar bensin adalah : a. Kecepatan menguap (volatility ). b. Kualitas pengetukan (kecenderungan berdenotasi). c. Kadar belerang. d. Titik beku. e. Titik nyala. f. Berat jenis.
Denotasi ( knocking)
Terbakarnya bagian-bagian yang belum terbakar (dikenai oleh api), yang berlangsung sangat cepat dan menyebabkan kenaikan tekanan yang sangat tinggi, sehingga menimbulkan suara ketukan (nglitik). Peristiwa pembakaran yang demikian disebut denotasi.
Angka oktan
Angka oktan pada bensin adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan/berdenotasi. Dengan kata lain, makin tinggi angka oktan semakin berkurang kemungkinan untuk terjadi denotasi ( knocking ). Dengan berkurangnya intensitas untuk berdenotasi, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga motor akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat. Karburator memiliki beberapa bagian komponen yang masingmasing mempunyai tugas tertentu untuk memenuhi fungsi yang dibebankan pada karburator. Bagian-bagian dari karburator adalah sebagai berikut : 1. Mangkok karburator ( float chamber ) Mangkok karburator ( float chamber ) berfungsi untuk menyimpan bahan bakar pada waktu belum digunakan. 2. Klep/jarum pelampung ( floater valve) Klep/jarum pelampung ( floater valve) berfungsi untuk memasukkan bahan bakar ke dalam mangkok karburator. 3. Pelampung ( floater ) Pelampung ( floater ) berfungsi untuk mengatur agar posisi bahan bakar tetap berada di dalam mangkok karburator.
4. Skep/katup gas ( throttle valve ) Skep/katup gas ( throttle valve ) berfungsi mengatur banyaknya campuran bahan bakar yang masuk ke dalam silinder 5. Pemancar jarum (main nozzle/needle jet ) Pemancar jarum (main nozzle/needle jet ) berfungsi memancarkan bahan bakar waktu digas, besarnya diatur oleh terangkatnya jarun skep. 6. Jarum skep/jarum gas ( needle jet ) Jarum skep/jarum gas (needle jet ) berfungsi mengatur besarnya semprotan bahan bakar dari pemancar jarum ( main nozzle) pada waktu digas. 7. Pemancar besar (main jet ) Pemancar besar (main jet ) berfungsi memancarkan bahan bakar waktu
throtle ditarik penuh (tinggi). 8. Pemancar kecil/stationer ( slow jet ) Pemancar kecil/stationer ( slow jet ) berfungsi memancarkan bahan bakar waktu stasioner. 9. Sekrup gas/baut gas ( throttle screw ) Sekrup gas/baut gas ( throttle screw) berfungsi menyetel posisi skep sebelum digas. 10. Sekrup udara/baut udara ( air screw) Sekrup udara/baut udara ( air screw) berfungsi mengatur banyaknya udara yang akan dicampur dengan bahan bakar.
11. Katup cuk (choke valve) Katup cuk (choke valve) berfungsi menutup udara luar yang masuk ke dalam karburator sehingga gas menjadi kaya, digunakan pada waktu start. 2.4.2. Sistem Pengapian
Fungsi pengapian adalah memulai pembakaran atau menyalakan campuran bahan bakar dan udara pada saat dibutuhkan, sesuai dengan beban dan putaran motor. Sumber api diambil dari tenaga listrik tegangan tinggi yang dialirkan ke kabel busi dan diteruskan ke busi sehingga busi akan menghasilkan percikan bunga api diantara elektroda busi tersebut. Sedangkan
listrik
tegangan
tinggi
tersebut
diperoleh
dengan
memanfaatkan magnet atau kumparan induksi dalam koil. Sistem penyalaan terdiri dari : 1. Baterai. 2. Kumparan penyala ( ignition coil ). 3. Distributor 4. Kondensator 5. Kontak pemutus 6. Busi Penyalaan api pada motor bakar, umumnya dibagi atas 2 macam sistem pengapian.yaitu; sistem pengapian dengan magnet dan sistem pengapian dengan baterai.
2.5. Bagian-bagian Motor 2.5.1. Silinder
Silinder merupakan tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara untuk mendapatkan tekanan dan temperature yang tinggi. Akibat dari adanya tekanan tinggi dan gesekan-gesekan dinding torak dengan dinding silindernya, maka pembuatan silinder harus dikerjakan dengan halus, teliti dan baik. Bahan logam yang digunakan adalah bahan logam yang berkualitas baik sehingga tahan lama, tahan gesekan, serta tahan terhadap temperatur tinggi. Pada umumnya silinder dibuat dari baja tuang untuk mesin besar dan untuk mesin kecil terbuat dari bahan logam aluminium. 2.5.2. Kepala Silinder
Pada umunya kepala silinder dibuat dari bahan aluminium paduan. Untuk menghindarkan kebocoran gas terutama pada langkah kompresi maka pemasangan paking dan pemasangan sekrup untuk merapatkan kepala silinder terhadap silindernya harus seteliti mungkin. 2.5.3.Bak Mesin
Bak mesin merupakan tempat penempatan poros engkol dan gigi transmisi. Bak mesin umumnya dibuat dari bahan logam aluminium paduan. Pada jenis motor 2 langkah pada bagian bak mesinnya terdapat saluran yang dihubungkan dengan karburator sebagai pemasukan bahan bakar. Pada motor 4 langkah bak mesin merupakan tempat minyak
pelumas sekaligus juga sebagai pendingin minyak pelumas di dalam sirkulasinya. 2.5.4. Torak
Gambar 2.5. Torak dan Pena Torak (Sumber : Crouse; Angling 1994)
Gambar (2.5) menunjukkan bagian-bagian dari torak. Torak atau piston terbuat dari bahan aluminium paduan yang mempunyai sifat : a. Ringan b. Penghantar panas yang baik c. Pemuaian kecil d. Tahan terhadap keausan akibat gesekan e. Kekuatan yang tinggi terutama pada temperature tinggi. 2.5.5. Cincin Torak
Cincin torak adalah cincin yang memisahkan dua bagian, yaitu torak dan silinder. Fungsi cincin torak adalah untuk mempertahankan kerapatan antara torak dan dinding silinder agar tidak ada kebocoran gas dari ruang bakar ke dalam bak mesin. Cincin torak juga berfungsi membantu pengontrolan lapisan minyak pelumas di dinding silinder.
Cincin torak dibuat dari besi tuang atau baja campuran dan digunakan sebagai penekan arah radial ke dinding silinder untuk membentuk suatu sil antara silinder dan torak. Cincin torak terbagi dua jenis dasar : a. Rincin kompresi Cincin kompresi yang secara normal dipasang pada bagian atas terdiri dari dua cincin. Pada dasarnya cincin kompresi berfungsi untuk memisahkan (sil/perapat) agar mencegah gas dalam ruang pembakaran melewati bak mesin. b. Ring pengontrol oli Ring ini dipasang pada bagian bawah dan merupakan ring tunggal yang berfungsi
untuk
meratakan
minyak
pada
dinding
silinder
dan
mengalirkan kembali ke panci oli. Ring oli pada dasarnya terdiri dari tiga jenis, yaitu : 1. Ring oli besi tuang ( Slotted cast iron oil ring ) yang dibuat satu buah 2. Ring oli bentuk segmen terdiri dari dua atau empat buah 3. Satu ekspander atau pengembang yang dipasang di belakang segmen berfungsi sebagai pendorong keluar pada dinding silinder. 2.5.6. Pena Torak
Pena torak berfungsi sebagai pengikat torak terhadap batang penggerak. Selain itu, pena torak juga berfungsi sebagai pemindah tenaga
torak ke batang penggerak agar gerak bolak-balik dari torak dapat diubah menjadi gerak berputar pada poros engkol. Pena torak terbuat dari bahan baja paduan yang bermutu tiggi dan tahan terhadap beban yang sangat besar. 2.5.7. Batang Penggerak
Batang penggerak menghubungkan torak atau piston ke poros engkol. Batang penggerak memindahkan gaya torak dan memutar poros engkol. Ketika berhubungan dengan poros engkol, batang penggerak mengubah gerakan bolak-balik torak dengan gerakan putaran dari poros engkol dan roda gigi. Batang penggerak pada umumnya terbuat dari campuran baja. 2.5.8. Poros Engkol
Gambar 2.6. Poros engkol dan bagian-bagiannya (Sumber : Crouse; Anglin, 1994) Gambar (2.6) menunjukkan bagian-bagian dari poros engkol. Pada umumnya poros engkol dibuat dari bahan baja. Poros engkol berfungsi mengubah gerakan bolak-balik yang diterima dari torak menjadi gerakan
berputar. Pada poros engkol biasanya terdapat counter weight yang berfungsi untuk mengubah gaya-gaya yang tidak setimbang dari komponen poros engkol atau dari komponen mesin yang berputar pada poros engkol menjadi balance. Bagian poros engkol yang berfungsi sebagai poros disebut journal yang ditumpu oleh dua buah lempengan bantalan yang disebut bantalan utama ( main bearing ). Bantalan utama juga berfungsi sebagai penumpu dari poros engkol agar tidak mudah terpuntir dan berubah bentuk. 2.5.9. Roda Gaya atau Roda Penerus
Gambar 2.7. Roda gaya (Sumber : Daryanto, 2003)
Gambar (2.7) merupakan gambar roda gaya. Berputarnya poros engkol secara terus menerus adalah akibat adanya tenaga gerak (energi kinetik) yang disimpan pada roda penerus sebagai kelebihan pada saat langkah kerja. Roda penerus atau disebut juga roda gila dalam pembuatannya harus dibuat seimbang agar putaran mesin rata tanpa getaran-getaran.
2.5.10. Roda Gigi Timing dan Penggerak Poros Kam
Gambar 2.8. Roda gigi timing dan penggeraknya (Sumber : Crouse; Anglin, 1994)
Gambar (2.8) merupakan gambar roda gigi taiming dan penggeraknya. Roda gigi timing mereduksi roda gigi yang memindahkan gerakan dari poros engkol ke poros kam sehimgga membuka dan menutup katup menurut kecepatan waktu, seirama dengan posisi langkah toraknya. Cara yang digunakan untuk mengerakkan poros kam cukup bervariasi. Tiga dasar yang digunakan untuk menggerakkan roda gigi t iming, yaitu : a. Dengan hubungan roda gigi b. Dengan hubungan rantai c. Dengan hubungan sabuk puli bergigi
2.5.11. Poros Kam
Gambar 2.9. Poros kam (Sumber : Crouse; Anglin, 1994)
Gambar (2.9) merupakan gambar bagian-bagian poros kam. Poros kam adalah sebuah poros yang terdapat kam dengan bentuk bulat telur dan berputar eksentrik. Poros kam berfungsi untuk mengoperasikan katup pada masing-masing silinder mesin. Poros kam umumnya terbuat dari baja tuang atau baja tempa.
2.5.12. Katup
Gambar 2.10. Mekanisme katup (Sumber : Aris munandar, 2002)
Gambar (2.10) merupakan gambar katup dan bagian-bagiannya. Katup mesin berfungsi untuk mengontrol aliran gas yang masuk dan keluar dari ruang pembakaran. Katup harus mampu menahan tekanan tinggi akibat terbakarnya campuran bahan bakar dan udara. Katup terdiri dari batang dan kepala katup yang dibuka oleh gaya dorong dari kam dan ditutup oleh gaya pegas.
2.6. Medan magnet dan electric preheater dari produk FEMAX dan exciter dari produk MEGATOP.
Gambar 2.11. FEMAX combo
Gambar (2.11) menunjukkan gambar FEMAX combo. Alat ini merupakan kombinasi antara medan induksi magnet permanent dan preheater elektrik dari 12 volt accu. Alat ini berupaya untuk memanaskan bahan bakar minyak sebelum masuk kedalam ruang bakar agar cairan bahan bakar menjadi uap. Dengan menguapkan bahan bakar minyak berarti memperhalus butiran bahan bakar minyak dan memudahkan proses pembakaran, dengan demikian uap bahan bakar minyak akan terbakar seluruhnya. Alat tersebut dipasang pada saluran pasokan bahan bakar minyak menuju karburator atau pompa injeksi. Dengan alat tambahan tersebut, maka pembakaran bahan bakar minyak dalam ruang bakar berlangsung lebih efisien. Adapun prinsip kerja femax combo adalah sebagai berikut :
1. Merekayasa reaksi fisika terhadap perlakuan kimia bahan bakar minyak. Dengan mengubah struktur molekul berbagai jenis bahan bakar, baik bensin ataupun solar menjadi lebih reaktif. 2. Reaktifitas bahan bakar minyak dilakukan dengan cara menambah kecepatan putaran elektron kimia baham bakar dengan pemanasan dan ionisasi,pada akhirnya kinerja mesin meningkat. 3. Pada Electric Gas Booster (EGB), memproses bahan bakar menjadi kualitas tinggi, sehingga proses pembakaran pada mesin akan menjadi lebih baik atau sempurna. Pemanasan dimaksudkan meregangkan ikatan molekul bahan bakar minyak, lalu diikuti injeksi electron menggunakan fluksi magnet. Penambahan elektron pada molekul bahan bakar menyebabkan ketidakseimbangan electron bahan bakar dan mencoba mencari keseimbangan kembali. Dalam kondisi semacam itu, uap bahan bakar mudah digetarkan (vibrasi) dengan perlakuan induksi magnet. Pada saat bahan bakar akan menuju karburator, maka bahan bakar itu dalam kondisi siap bakar.
