8
Blok bawahnya terdapat ruang engkol crank case, mempunyai dudukan bantalan bearing untuk pemasangan poros engkol. Bagian silinder dikelilingi
oleh lubang-lubang saluran air pendingin dan lubang oli. Kepala silinder dipasang dibagian atas blok silinder, dan di kepala silinder terdapat ruang bakar,
mempunyai saluran masuk dan saluran buang, sebagai tempat pemasangan mekanisme katup. Poros engkol dipasang pada dudukan blok silinder bagian
bawah yang diikat dengan bantalan. Dipasang pula batang piston bersama piston dan kelengkapannya. Sedangkan roda penerus dipasang pada pangkal poros
engkol flens crank shaft. Roda penerus dapat menyimpan tenaga, membawa piston dalam siklus kerja motor, menyeimbangkan putaran dan mengurangi
getaran mesin.
C. Prinsip Kerja Motor Bensin
Prinsip kerja motor bensin adalah mesin yang bekerja memanfaatkan energi dari hasil gas panas hasil proses pembakaran, dimana proses pembakaran
langsung di dalam silinder mesin itu sendiri sehingga gas pembakaran sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja menjadi tenaga atau energi panas. Motor bakar
piston torak mempergunakan satu atau lebih silinder di mana terdapat piston yang bergerak bolak balik atau translasi diubah menjadi gerak putar atau rotasi
poros engkol crank shaft. Didalam silinder terjadi proses pembakaran bahan bakar oksigen dari udara
menghasilkan gas pembakaran bertekanan tinggi. Gas hasil pembakaran mampu
9
menggerakkan piston yang diteruskan batang penghubung connecting rod dan dihubungkan dengan poros engkol crank shaft.
Gerak translasi torak piston meyebabkan gerak rotasi pada poros engkol menimbulkan gerak translasi pada torak dan sebaliknya, gerak rotasi poros
engkol menimbulkan gerak translasi pada torak piston. Langkah stroke jarak gerak piston dari TMA ke TMB atau sebaliknya.
Agar motor dapat bekerja optimal, syarat yang harus di penuhi adalah dapat menghisap bahan bakar campuran bahan bakar dan udara masuk kedalam ruang
silinder secara maksimal. Menaikkan tekanan atau kompresi gas campuran bensin dan udara agar diperoleh tekanan kompresi tinggi maksimal mencapai
11:1 sehingga pembakaran maksimal maka tenaga yang dihasilkan motor lebih maksimal.
Dasar kerja motor empat langkah ialah motor yang setiap siklus kerjanya diselesaikan dalam empat kali gerak bolak balik langkah piston atau dua kali
putaran poros engkol crank shaft. Langkah piston adalah gerak piston tertinggi disebut titik mati atas TMA sampai yang terendah disebut titik mati bawah
TMB. Sedangkan siklus kerja ialah rangkaian proses yang dilakukan oleh gerak bolak balik piston yang membentuk rangkaian siklus tertutup
10
Gambar.2.1 Bentuk rangkaian siklus tertutup Proses siklus motor empat langkah dilakukan oleh gerak piston dalam
silinder tertutup, yang bersesuaian dengan pengaturan gerak kerja katup hisap dan katup buang di setiap langkah kerjanya.
Proses yang terjadi meliputi langkah hisap, langkah kompresi, proses langkah kerja, langkah buang. Lebih jelasnya dapat di uraikan sebagai berikut
1. Langkah hisap
Piston bergerak dari titik mati atas TMA menuju titik mati bawah TMB. Katup hisap dibuka dan katup buang tertutup, karena terjadi tekanan
negative vacum dalam silinder campuran udara dan bahan bakar terhisap masuk melalui hisap untuk mengisi ruang silinder
2. Langkah kompresi
Piston bergerak dari titik mati bawah TMB menuju titik mati atas TMA. Katup hisap dan katup buang ditutup. Pada proses ini campuran
11
bahan bakar dan udara ditekan atau dikompresikan, akibatnya tekanan dan temperaturnya naik hingga akan memudahkan proses pembakaran.
3. Langkah kerja
Piston bergerak dari titik mati atas TMA menuju titik mati bawah TMB. Katup hisap dan katup buang masih ditutup. Sesaat piston menjelang
titik mati atas, busi pijar menyalakan percikan api seketika campuran bahan bakar dan udara terbakar secara cepat berupa ledakan. Dengan terjadinya
ledakan, maka menghasilkan tekanan sangat tinggi untuk mendorong piston ke bawah sebagai tenaga atau usaha yang dihasilkan mesin.
4. Langkah buang
Piston bergerak dari titik mati bawah TMB menuju titik mati atas TMA. Katup hisap dan katup buang dibuka. Pada proses ini gas yang telah
terbakar dibuang oleh dorongan piston keatas dan selanjutnya mengalir melalui katup buang. Pada posisi ini poros engkol telah berputar dua kali
putaran penuh dalam satu siklus dari empat langkah.
Gambar 2.2 Prinsip kerja motor empat langkah
12
Proses termodinamika dan kimia yang terjadi dalam motor bakar torak sangat komplek untuk dianalisa menurut teori. Untuk memudahkan menganalisanya perlu
membayangkan suatu keadaan yang ideal. Makin ideal suatu keadaan makin mudah untuk dianalisa, akan tetapi dengan sendirinya semakin jauh menyimpang dari
keadaan sebenarnya. Pada umumnya untuk menganalisa motor bakar torak dipergunakan siklus udara
sebagai siklus yang ideal. Siklus udara menggunakan beberapa keadaan yang sama dengan siklus sebenarnya dalam hal sebagai berikut:
a. Urutan proses
b. Perbandingan kompresi
c. Pemilihan temperatur dan tekanan pada suatu keadaan
d. Penambahan kalor yang sama per satuan berat udara
Di dalam analisis udara, khususnya motor bakar torak akan dibahas: a.
Siklus udara volume konstan siklus otto b.
Siklus udara tekanan konstan siklus diesel c.
Siklus udara tekanan terbatas siklus gabungan d.
Siklus Aktual Motor Bensin Siklus udara volume konstan atau siklus otto adalah proses yang ideal. Dalam
kenyataannya baik siklus volume konstan, siklus tekanan konstan dan siklus gabungan tidak mungkin dilaksanakan, karena adanya beberapa hal sebagai berikut:
13
a. Fluida kerja bukanlah udara yang bisa dianggap sebagai gas ideal, karena
fluida kerja di sini adalah campuran bahan bakar premium dan udara, sehingga tentu saja sifatnya pun berbeda dengan sifat gas ideal.
b. Kebocoran fluida kerja pada katup valve, baik katup masuk maupun katup
buang, juga kebocoran pada piston dan dinding silinder, yang menyebabkan tidak optimalnya proses.
c. Baik katup masuk maupun katup buang tidak dibuka dan ditutup tepat pada
saat piston berada pada posisi TMA dan atau TMB, karena pertimbangan dinamika mekanisme katup dan kelembaman fluida kerja.
d. Kerugian ini dapat diperkecil bila saat pembukaan dan penutupan katup
disesuaikan dengan besarnya beban dan kecepatan torak. e.
Pada motor bakar torak yang sebenarnya, saat torak berada di TMA tidak terdapat proses pemasukan kalor seperti pada siklus udara. Kenaikan tekanan
dan temperatur fluida kerja disebabkan oleh proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar dalam silinder.
f. Proses pembakaran memerlukan waktu untuk perambatan nyala apinya,
akibatnya proses pembakaran berlangsung pada kondisi volume ruang yang berubah-ubah sesuai gerakan piston. Dengan demikian proses pembakaran
harus dimulai beberapa derajat sudut engkol sebelum torak mencapai TMA dan berakhir beberapa derajat sudut engkol sesudah TMA menuju TMB. Jadi
proses pembakaran tidak dapat berlangsung pada volume atau tekanan yang konstan.
14
g. Terdapat kerugian akibat perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida
pendingin, misalnya oli, terutama saat proses kompresi, ekspansi dan waktu gas buang meninggalkan silinder. Perpindahan kalor tersebut terjadi karena
ada perbedaan temperatur antara fluida kerja dan fluida pendingin. h.
Adanya kerugian energi akibat adanya gesekan antara fluida kerja dengan dinding silinder dan mesin.
Terdapat kerugian energi kalor yang dibawa oleh gas buang dari dalam silinder ke atmosfer sekitarnya. Energi tersebut tidak dapat dimanfaatkan untuk kerja
mekanik. Siklus aktual motor bensin ditunjukan pada gambar 2.3
Gambar 2.3. Diagram P – V Siklus Aktual Motor Bensin
Berdasarkan kondisi seperti tersebut di atas, maka grafik tekanan P vs volume V mempunyai bentuk yang sedikit berbeda dengan grafik P-V siklus ideal.
e. Siklus Udara Volume Konstan Siklus Otto
15
Motor bensin adalah jenis motor bakar torak yang bekerja berdasarkan siklus volume konstan, karena saat pemasukan kalor langkah pembakaran dan pengeluaran
kalor terjadi pada volume konstan. Siklus ini adalah siklus yang ideal. Seperti yang terlihat di diagram P
– V gambar 2.3.
Gambar 2.4. Diagram P – V Siklus Otto siklus Volume Konstan.
Adapun siklus ini adalah sebagai berikut : 1.
Langkah 0 – 1 adalah langkah hisap, yang terjadi pada tekanan P konstan.
2. Langkah 1 – 2 adalah langkah kompresi, pada kondisi isentropik.
3. Langkah 2 – 3 adalah dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada
volume konstan. 4.
Langkah 3 – 4 adalah proses ekspansi, yang terjadi secara isentropik. 5.
Langkah 4 – 1 adalah langkah pengeluaran kalor pada volume konstan. 6.
Langkah 1 – 0 adalah proses tekanan konstan.
16
D. Pengertian Kompresi
