CONTOH LENGKAP TEORI LANDASAN ENGINE

BAB I

LANDASAN TEORI

2.1  ENGINE

           Motor bakar merupakan pengembangan dari mesin uap torak yang ditemukan oleh James Watt. dan untuk pertama kali pengembanganya dilakukan oleh seorang bangsa prancis yang bernama Lenoir dengan mengunakan bahan bakar gas. pada tahun 1860 seorang bangsa perancis yang bernama Alphons Beau de Rochas telah menciptakan suatu ide yang sampai sekarang dikenal dengan moter 4-tak. Ide dari Alphons Beua de Rochas tersebut kemudian kembangkan lebih lanjut oleh Otto pada tahun 1877 yang sekaligus menemukan motor 2-tak. Salah satu jenis pesawat tenaga (penggerak mula) adalah mesin kalor. Pengartian mesin kalor yaitu mesin yang mengunakan energi thermal menjadi energi mekanik untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah energi thermal menjadi energi mekanik. Energi thermal tersebut didapat dari energi kimia yang dikandung oleh bahan bakar seperti bensin. motor bakar merupakan salah satu jenis konversi energi sebagai pengerek mula yang mengunakan zat kimia (bensin) sebagai bahan bakar. Kemudian dari pembakaran diperoleh energi thermal yang akan digunakan untuk melakukan kerja mekanis pada poros engkol. Tenaga yang diperoleh dari hasil pembakaran campuran bahan bakar (bensin) dan udara dalam ruang bakar, sehinga menghasilkan panas, akibatnya floida didalam siliner memuai. Namun karna floida tersebut dibatasi oleh dinding silinder maka tekanan dan temperetur naik yang akan mendorong torak gerak trinslasi (mundur), dimana torak tersebut dihubungkan ke poros engkol dengan perantara batang penggerak yang di rencanakan sedemikian rupa sehinga dari gerakan translasi dapat di ubah menjadi gerakan rotasi (putar). Kemudian dari gerakan rotasi inilah motor bensin dapat digunakan sebagai penggerak mula.

2.1.1        Motor bensin

                        Menurut cara kerjanya motor bensin dibedakan menjadi dua macam siklus yaitu motor bensin empat langkah dan motor bensin dua langkah. Siklus merupakan serangkaian proses kerja yang menghasilkan satu kali pembakaran. Pada motor bakar bensin empat langkah untuk mencapai satu siklus kerjanya melakukan empat kali langkah torak untuk menghasilkan satu kali usaha.

A.            Motor bensin 4-tak

pertama kali torak berkedudukan dititik mati atas yang disingkat dengan TMA. Sedangkan untuk menggerakan torak poros engkol diperlukan stater dari luar, yang mana bisa berupa stater manual maupun stater dengan menggunakan motor listrik. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar berikut

1.    Langkah pengisian/langkah isap

     Pada langkah ini piston bergerak dari TMA menuju TMB sehingga penurunan tekanan terjadi didalam silinder bagian atas. Bersamaan dengan bergeraknya torak ini katup isap membuka saluran masuknya yang berhubungan dengan karburator. Oleh karena itu bergeraknya piston dari TMA menuju TMB maka campuran bahan bakar dan udara mengalir dari karburator melalui saluran masuk ke dalam silinder. Oleh karena itu proses ini di sebut dengan langkah isap.

2.    Langkah kompresi

Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju ke TMA. Bersamaan dengan ini katup masuk dan katup buang menutup. Campuran bahan bakar dan udara yang diisap pada langkah isap tadi, di kompresi sehingga terjadi penyempitan ruang di atas torak. Dengan demikian tekanan dan temperatur akan naik, karena campuran bahan bakar dan udara mengalami pengkabutan. Pada saat ini proses engkol dari motor sudah akan berputar . Kemudian disusul lngkah berikut nya, namun sebelum langkah kompresi selesai, yaitu sekitar . Sebeum titik TMA terjadi pembakaran dalam silinder karna memercikan bunga api dari busi, sehinga piston terdorong menujuke titik TMB kembali baru menginjak langkah usaha.

3.    Langkah Usaha

Dengan adanya proses pembakaran, maka temperatur dan tekanan di dalam ruang bakar akan naik lebih tinggi sehingga mendorong torak bergerak dari TMA ke TMB yang menghasilkan kerja untuk memutar poros engkol, dimana akirnya tenaga ini digunakan untuk menjalankan motor dan akan disusul langkah berikutnya yaitu langkah buang.

4.    Langkah Buang

Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju ke TMA. Pada langkah ini katup masuk berada dalam keadaan menutup saluran masuknya gas campuran udarah dan bahan bakar, sedangkan katup buang dalam keadaan terbuka.

Pada langkah ini torak bergerak dari TMB ke TMA sehingga ruang diatas torak medesak keluar sisa gas bekas pembakaran. Dari 4 proses di atas, secara terus menerus terjadi berulang kali sehimga terjadilah siklus kerja.

               

                  Gambar : Langkah Hisap                        Gambar : Langkah Kompresi

                  

Gambar : Langkah Kerja                          Gambar : Langkah Buang

       Gambar 2.1 : Proses Kerja Motor Bensin 4 Tak

Sumber:Wiranto Arismunandar, pengerak mula motor bakar torak, ITB Bandung Hal 8.

B.  Motor Bensin 2-Tak

        Motor bensin 2-tak atau dua langkah pada kepala silinder tidak terdapat katup, pemasukan gas dan pembuanggan gas hasil pembakaran berlangsung melalui lubang-lubang pada dinding silinder. Siklus kerja dari motor bensin dua langkah adalah torak melakukan dua kali langkah torak atau satu kali putaran poros engkol untuk mendapatkan satu kali usaha dimana langkah tersebut adalah sebagai berikut:

a.  langkah pemasukan dan langkah kompresi

Gambar 2.2 :langkah pemasukan dan langkah kompresi

      Sumber: gembur santoso, motor bakar, pendidikan teknik mesin

Pada waktu torak bergerak dari TMB menuju TMA. Pada bagian bawah torak lubang masuk terbuka  dan gas baru mengalir kedalam ruang enkol. Saat itu pula, sebelun lubang masuk terbuka, terlebuh dahulu lubang bilas/pengisian den lubang pembuangan diatas torak menutup. Maka ketika itulah berlangsung kompresi sehingga saat naik maka dibawah torak terjadi langkah pemasukan gas baru dan diatas torak terjadi langkah kompresi.

b.    Langkah kerja dan pembuangan

                                   Gambar 2.3. Langkah Kerja dan Pembuangan

Langkah kerja terjadi saat berlangsung proses kompresi kemudian kemudian loncatan bunga api dari elektroda busi maka terjadilah  pembakaran. Energi yang di hasilkan dari pembakaran menekan torak dari TMA menuju TMB. Pada waktu itu juga lubang bilas terbuka dan gas baru masuk ke dalam silinder di atas torak dan mendorong sisa gas bakar ke lubang pembuangan.

2.1.2                    Motor Diesel

Dalam motor diesel 4 langkah bahan bakar yang digunakan adalah solar yang disemprotkan melalui nozzle/injector yang terlebih dahulu ditekan oleh pompa injeksi atau bosch pump ke ruang bakar yang berupa kabut

Prinsip kerja motor diesel 4 langkah :

1.    Langkah Hisap

a.    Torak bergerak dari TMA ke TMB

b.    Katub masuk terbuka dan katub buang tertutup

c.    Udara murni masuk kedalam silinder dan sebelum masuk udara terlebih disaring dengan saringan udara

2.    Langkah Kompresi

a.  Torak bergerak dari TMA ke TMB

b.  Katub masuk tertutup 40^o sebelum TMB yaitu pada akhir langkah Isap

c.  Katup isap dan katup buang dalam keadaan tertutup

d. Sebelum Udara  di dalam silinder dimampatkan hingga mencapai tekanan 34 kg/cm² – 40 kg/cm²

sehingga temperature menjadi naik kira kira 500^o – 600^o C

e.  torak sampai TMA urang lebih 5^o – 8^o sebelum TMA bahan bakar disemprotkan melalui nozzle ke dalam ruang bakar dan terbakar dengan sendirinya di karenakan suhu didalam naik akibat tekanan atau pemampatan oleh torak.

3.    Langkah Kerja

a.    Kedua katup masih dalam keadaan menutup

b.    Dan hasil pembakaran mendorong torak dari TMA ke TMB dan hasil dari tenaga ini yang digunakan untuk menggerakkan poros engkol dan selanjutnya di teruskan ke roda gila lalu ke kopling transmisi lalu ke garden dan ke roda.

c.    Dan pada saat torak bergerak ke bawah menuju ke TMB yaitu 58⁰ sebelum TMB katub buang mulai membuka.

4.             Langkah Buang

a.    Torak bergerak dari TMB ke TMA

b.    Katup masuk tertutup dan katup buang terbuka

2.2      RODA

Kebanyakan mobil penumbang mempunyai 4 buah roda. Lain halnya dengan mobil-mobil truk biasanya di lengkapi lebih dari 4 roda. Fungsi roda adalah untuk membawa kendaraan dan untuk menyelenggarakan kendaraan

Fungsi roda sebagai berikut :

1. Menahan seluruh berat kendaraan
2. Karena berhubungan dengan pernukaan jalan, maka ban akan memindahkan gaya gerak dan gaya pengereman kendaraan ke jalan
3. Mengurangi kejutan yang di sebabkan oleh permukaan jalan nyang tidak braturan

1). Ukuran pelek tercatat pada permukaan pelek itu sendiri. Biasanya meliputi lebar,bentuk dan diameter pelek.

Misalnya: 5.50Fx15 SDC

Keterangan:

• 5.50: Lebar pelek(dalam inci)
• F      :bentuk flens pelek(ada 20 macam,A s/d V)
• 15   :diameter pelek (dalam inci)
• SDC :tipe rim (SDC=semi drom center rim)

2.BAN

Kendaraan yang menggunakan ban pnuamatik diisi dengan udrara bertekanan. Ban adalah satu-satunya bagian kendaraan yang berhubungan dengan permukaan jalan.

a.jenis jenis roda

1)     Ban bias-play (cross-play tire)

ban ini dibuat dengan lapisan benang/serat arah miring menbentuk sudut 30-40 derajat terhadap  garis tengah ban.

2)      Ban radial play

Lapisan serat pada ban ini tegak lulus dengan garis tengah ban, ditambah lapisan sabuk/belt (rigid breaker) searah lingkaran ban yang terbuat dari benang tekstil kuat atau kawat yang di balut karet  untuk membuat tead lebih rigid.

Membaca kode ban:

  

Kode ban	10.0-R-20-14PR
10.0	Lebar ban (inci)
R	Kontruksi radial
20	Diameter rim (inci)
14PR	Kekuatan ban (play riting)

Tabel kode ukuran ban dan roda

Jenis ban	Contoh nominasi ban
Dengan ban dalam Ban bias	10.00-20-14PR
Ban radial Tubeless Ban bias Ban radial	10.00-20-14PR 11-22.5-14PR 11-R-22.5-14PR
Ban radial ultra flat	225/70R22.5-140/137-J

2.2KARBURATOR

Ada 3 syarat yang harus di penuhi untuk mesin bengsin, agar tenaga yang di hasilkan dapat tercapai dengan baik, yaitu:

1. Tekanan kompresi yang tinggi
2. Waktu pengapian yang tepat dan percikan bunga api busi yang kuat
3. Campuran udaradan bahan bakar yang sesuai

Syarat yang ke-3 inilah yang disediakan oleh karburator

1.campuran Udara dan Bahan bakar

Bahan bakar yang di kirim kedalam silinder untuk mesin harus ada dalam kondisi mudah terbakar agar dapat menghasilkan efisien tenaga yang maksimum. Untuk mendapatkan campuran udara dan bahan bahan bakar yang baik, uap bengsin harus tercampur dengan sejumlah udara yang tepat. Perbandingan campuran udara dan bahan bakar juga mempengaruhi pemakaian bahan bakar.

2.Perbandingan Udara dan Bahan Bakar

Perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan dalam volume atau berat dari bagian udara dan bahan bakar pada umumnya,perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan berdasarkan perbandingan berat udara dengan berat bahan bakar. Bengsin harus dapat terbakar keseluruhannya di dalam ruang bakar umtuk menghasilkan tenaga yang besar pada mesin. Perbandingan udara dan bahan bakar dalam teorinya adalah 15 : 1, yaitu 15 untuk berat udara perbanding 1 untuk bensin.

Tabel di bawah ini memperlihatkan perbandingan udara dan bahan bakar yang di butuhkan sesuai dengan kondisi mesin.

KONDISI KERJA MESIN
Saat start temperature 0 C	Kira_kira 1 : 1
Saat start temperature 20 C	Kira-kira 5 : 1
Saat idling	Kira-kira 11 : 1
Putaran lambat	12 ~ 13 : 1
Akselerasi max (beban penuh)	Kira-kira 8 : 1
Putaran max (beban penuh)	12~13 : 1
Putaran sedang (ekonomis)	16~18 : 1

3.Prinsip kerja Karburator

Dasar kerja karburator sama dengan prinsip pengecatan dengan semprotan. Ketika udara di tiup melalui bagian ujung dari pipa penyemprot, tekanan dalam pipa akan menurun(renda).

Sehingga cairan dalam tabung penyemprot akan terhisap ke dalam pipa dan membentuk partikel partikel kecil saat terdorong oleh udara. Semakin cepat aliran udara yang memotong pipa, maka akan semskin rendah pula tekanan di dalam pipa dan semakin banyak cairan yang terhisap ke dalam pipa.

4.Konstruksi Dasar Karburator

Bila torak bergerak kebawah di dalam silinder selama langkah hisap pada mesin, akan menyebabkan kevakuman di dalam ruang bakar. Dengan terjadinya vakum ini udara masuk keruang bakar melalui karburator. Besarnya udara yang masuk ke silinder di atur oleh katup throttle, yang gerakannya diatur oleh pedal akselerasi. Bertambah cepatnya aliran udara yang masuk melalui saluran yang sempit (di sebut venturi), tekanan venture menjadi rendah. Hal ini menyebabkan bensin dalam ruang pelampung mengalir keluar melalui saluran utama (main nozzle) keruang bakar. Jumlah udara maksimum yang masuk ke karburator terjadi saat mesin berputar pada kecepatan tinggi denga posisi katup throttle terbuka penuh. Kecepatan udara ya ng bergetak melalui venture bertambah dan memperbesar jumlah bensin yang keluar melalui main nozzle.

5.Venturi

Misalkan udara mengalir dengan kecepatan tetap ke dalam tabung yang di lengkapi dengan venturi.karena udara yang keluar dari ujung tabung sama dengan saat udara masuk ke dalam tabung,udara yang melalui venture harus lebih besar kecepatannya di banding dari tempat lainnya,sebap venture menyempit.hal ini juga bertujuan agar tekanan udara dalam venturi lebih rendah di banding dengan bagian lainnya dalam tabung.dalam karburator bahan bakar di salurkan dari main nozzle di sebapkan rendahnya tekanan (terjadi kevakuman) dalam venturi.

2.3      SISTEM PENDINGIN AIR

Sebagian panas dari proses pembakaran pada mesin yang memanfaatkan system pendingin air dipindahkan dari dinding silinder dan kepala silinder ke cairan pendingin yang mengalir di dalam mantel-mantel air. Cairan pendingin yang telah panas selanjutnya mengalir ke bagian engine ~tanki radiator bagian atas ~ inti radiator~ tanki radiator bagian bawah.

Kegunaan kipas pendingin adalah untuk menyalurkan udara melalui radiator, terutama pada saat kendaraan bekerja tanpa beban atau pada kecepatan rendah. Ada 2 jenis penggerak kipas yang umum dipakai, yakni : 1 secara mekanik ( diputar oleh engine melalui puli dan tali kipas )dan 2 secara elektrik (listrik).

1.Komponen komponen system pendingin air

a. Mantel mantel air (water jackets)

Mantel mantel air adalah rongga-rongga didalam blok silinder dan kepala silinder yang berfungsi sebagai jalan aliran cairan pendingin.

b.radiator

Radiator berfungsi sebagai tangki penyimpanan cairan pendingin dan memiliki tabung tabung dan sirip-sirip untuk menyalurkan panas ke udara yang melawatinya. Ada 2 jenis radiator yakni,

1.Radiator aliran vertical (vertical flow radiator)

2.radiator aliran silang (cross flow radiator).

c.Tutup radiator dengan katup tekan

fungsinya adalah untuk menutup radiator sekaligus untuk memainkan dan menstabilkan tekanan air didalam system pendingin.

d.Reservor

Fungsinya adalah untuk persediaan air dan untuk menampung cairan pendingin yang memuai di dalam radiator akibat panas.

e.Thermostat

untuk mempercepat pencapaian temperature kerja cairan pendingin saat mesin dingin ( baru dihidupkan ), dan untuk mengatur sirkulasi cairan pendingin guna mempertahankan temperature kerja mesin.

d.pompa air

Fungsinya adalah untuk menjamin kelancaran peredaran (sirkulasi ) cairan pendingin pada engine dan radiator agar pendinginan merata dan efisien.

g.kegunaan kipas pendingin adalah umtuk menyalurkan udara melalui radiator, terutama pada saat kendaraan bekrja tanpa beban atau pada kecepatan rensdah.

h.kopling fluida termatik

komponen ini merupakan kopling yang memiliki kecepatan variabel dan bersifat pekak terhadap temperature.

Fungsinya adalah untuk mengontrol kecepatan putaran kipas yang digerakan oleh mesin sehingga udara yang yang mengalir melewati radiator dapat diatur.

i.sabuk tali kipas dan puli

fungsinya adalah untuk memindahkan putaran mesin (poros engkol) guna menggerakan kipas dan pompa.

j.kipas pendingin therminal listrik

kipas pendingin therminal listrik merupakan kipas yang digerakan listrik secara on/off yang dikontrol oleh sensor temperature cairan pendingin.

k.selang-selang air

selang-selang air ini berupa pipa lentur yang berfungsi sebagai saluran cairan pendingin dari radiator ke engine (selang bawah) atau sebaliknya, dari engine ke radiator (selang atas).

l.sensor temperature (temperature seder unit)

alat ini memberi tahukan pada pengemudi jika jika terjadi panas yang berlebihan pada mesin melalui lampu peringatan atau temperatur aktul mesin lewat jarum penunjuk di dashboard.

m.inti pemanas (heater core)

suntuk menyalurkanpanas cairan pendingin ke ruang penampung agar lebih hangat di musim dingin.

Komponen Sistem Pendingin Air

 Komponen komponen sistem pendingin air ini meliputi : Radiator, Tutup radiator, Pompa air, Kipas,  Katup termostat, Tangki reservoir. keenam komponen ini sangat penting dan perlu pemeliharaan. pada postingan ini saya hanya akan menjelaskan fungsinya saja.

1) Radiator
 Radiator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sisrip-sirip pendinginnya.

 Konstruksi radiator terdiri dari:

• Tangki atas berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. 
• Inti radiator atau radiator core berfungsi untuk membuang panas dari air ke udara agar suhu air lebih rendah dari sebelumnya. 
• Tangki bawa berfungsi untuk menampung air yang telah didinginkan oleh inti radiator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa. 

2) Tutup Radiator
 Tutup radiator berfungsi untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi daripada tekanan uadar luar.

Di samping itu pada sistem pendinginan tetrutup, tutup radiator berfungsi untuk mempertahankan air pendingin dalam sistem meskipun dalam keadaan dingin atau panas.

3) Pompa Air
 Pompa air berfungsi untuk menyirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan
antara saluran isap dengan saluran tekan pada pompa.Pompa air yang biasa digunakan adalah pompa sentrifugal.

4) Kipas Pendingin
 Kipas berfungsi untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dipancarkan ke udara dengan mudah. Pada kipas pendingin listrik digerakkan oleh motor listrik akan menghasilkan efisiensi pendinginan yang lebih baik.dan membantu pemanasan awal air pendingin yang lebih cepat, penggunaan bahan bakar yang lebih hemat, dan juga mengurangi suara berisik

5) Tangki Reservoir

 Tangki reservoir berfungsi untuk menampung air pendingin ketika terjadi kenaikan tekanan air karean suhu tinggi dalam radiator sehingga air akan meluap. Ketika suhu air pendingin turun terjadi kevakuman maka air dalam tangki reservoir akan diisap kembali ke dalam radiator.

6) Katup Termostat

 Katup termostat berfungsi untuk menahan air pendingin bersirkulasi pada saat suhu mesin yang rendah dan membuka saluran dari mesin ke radiator pada saat suhu mesin mencapai suhu idealnya. Katup termostat perlu diservis dari kemungkinan tidak berfungsi secara baik.

landasan terori engine 1.