Analisis Daya Berkurang Pada Motor Bakar Diesel Dengan Susunan Silinder Tipe Segaris (In-Line)

ANALISIS DAYA BERKURANG PADA MOTOR

BAKAR DIESEL DENGAN SUSUNAN SILINDER TIPE

SEGARIS (IN-LINE)

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

FAISAL RIZA.SURBAKTI NIM. 080401129

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ANALISIS DAYA BERKURANG PADA MOTOR

BAKAR DIESEL DENGAN SUSUNAN SILINDER TIPE

SEGARIS (IN-LINE)

FAISAL RIZA.SURBAKTI NIM. 080401129

Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar skripsi Periode ke-591 tanggal 27 Desember 2010

Disetujui Oleh:

Pembanding I. Pembanding II,

Ir. Mulfi Hazwi, MSc Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT NIP. 194910121981031002 NIP.197209232000121003

ABSTRAK

Garis besar skripsi ini adalah menganalisa daya atau tenaga pada motor bakar diesel berkurang atau menurun yang di akibatkan kerusakan-kerusakan atau gangguan yang terjadi pada komponen-komponen motor diesel empat langkah baik komponen statis maupun komponen dinamis, dalam skripsi ini juga membahas tentang perhitungan volume langkah piston (piston displacement) pada motor bakar diesel dengan susunan silindernya tipe inline, dimana tipe mesin ini menggunakan long struke engine (langkah toraknya lebih besar dari pada diameter silindernya).

Perhitungan volume langkah piston (piston displacement) pada skripsi ini tidak hanya menghitung volume langkah pada mesin yang menggunakan tipe

long struke engine saja, tetapi juga menghitung volume langkah pada mesin yang

menggunakan tipe short stroke engine (langkah toraknya lebih kecil dari pada diameter silindernya) dan square engine (langkah toraknya sama dengan diameter silindernya). Pada perhitungan volume langkah (piston displacement) dari hasil perhitungannya akan menunjukan volume langkah piston mana yang lebih besar.

Hal-hal yang melatar belakangi pemilihan masalah ini adalah mesin merupakan sistem sangat penting dalam proses kerja, penggerak maupun penghasil tenaga dalam suatu kendaraan bermotor maupun mobil. Mesin tersebut terdiri dari beberapa komponen, jika salah salah satu komponen mengalami keausan atau kelengkungan yang disebabkan oleh kerja dan panas mesin maka akan timbul gangguan dalam mesin seperti tenaga berkurang yang disebabkan oleh beberapa sebab seperti ring piston aus, kepala silinder dan permukaan blok

silinder yang sudah melengkung sehingga menyebabkan gas bocor dan tenaga mesin yang dihasilkan kurang optimal.

Gangguan daya mesin berkurang dapat diatasi dengan melakukan pengamatan, perbaikan, dan penggantian komponen mesin yang sudah aus sesuai prosedur. Keausan komponen mesin yang melebihi batas limite harus diganti dengan komponen yang baru dan jika kerusakan komponen belum melebihi batas

limite maka masih dapat diperbaiki untuk menghasilkan daya atau tenaga yang

optimal pada mesin.

Tujuan dari analisa daya atau tenaga mesin berkurang ini adalah untuk mengetahui kerusakan-kerusakan apa saja yang terjadi pada komponen mesin yang menyebabkan daya atau tenaga mesin pada motor bakar diesel berkurang. Dan tujuan dari menghitung volume langkah piston (piston displacement) pada

long stroke engine, short stroke engine dan square engine adalah untuk

mengetahui pada tipe mesin mana yang volume langkahnya lebih besar dan pada tipe mesin mana volume langkahnya lebih kecil.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan Hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Penyusunan tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu program mata kuliah yang diwajibkan dan juga merupakan salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin USU.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat bimbingan dan petunjuk dari beberapa pihak, maka pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir selaku dosen pembimbing skripsi

2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikwansyah Isranuri sebagai Ketua Jurusan Departemen Teknik Mesin USU

3. Bapak / Ibu staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU 4. Kedua orang tua saya S. Surbakti dan L. Sinaga, yang membesarkan dan

membiayai pendidikan saya dari pendidikan dasar hingga saya duduk diperguruan tinggi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA ini

5. kakak dan adik saya, yang selalu memberikan motivasi semangat kepada saya. 6. Seluruh teman-teman yang membantu saya, semoga amal kebaikannya di balas

oleh ALLAH SWT.

Penulis,

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR NOTASI ... xi

BAB 1. PENDAHULUAN ... 1

1.1. LATAR BELAKANG ... 1

1.2. TUJUAN ... 2

1.3. BATASAN MASALAH ... 3

1.4. MANFAAT ... 3

1.5. METODOLOGI PEMBAHASAN... 3

1.6. SISTEMATIKA PENULISAN ... 4

BAB II. TIJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1. MOTOR BAKAR ... 5

2.1.1. Tinjauan Energi Motor Diesel ... 5

2.1.2. Kompresi ... 6

2.1.3. Daya (Kerja Mekanis Gas Pembakaran) ... 6

2.1.4. Pengaruh Gesekan ... 9

2.2. CYLINDER BORE AND PISTON STROKE ... 9

2.4. PERBANDINGAN KOMPRESI ... 11

2.5. KOMPONEN MESIN DIESEL ... 12

2.5.1. Komponen Statis ... 12

2.2.2. Komponen Dinamis ... 19

BAB III. METODOLOGI ... 44

3.1. METODE PENGUMPULAN DATA ... 44

3.2. BAHAN ... 44

3.3. SPESIFIKASI MESIN ... 45

BAB IV. ANALISIS GANGGUAN DAN PROSEDUR PEMERIKSAAN ... 47

4.1. TROUBLE SHOOTING TENAGA MESIN BERKURANG ... 47

4.1.1. Tenaga (Power) engine berkurang disertai tekanan kompresi rendah yang terjadi kebocoran pada saat langkah kompresi ... 47

4.2. PROSEDUR PEMERIKSAAN ... 52

4.2.1. Pemeriksaan kerataan permukaan kepala silinder... 52

4.2.2. prosedur pemeriksaan stelan celah katup ... 53

4.2.3. Memeriksa tegangan pegas katup ... 55

4.2.4. Pemeriksaan dan perbaikan celah pegas torak ... 56

4.2.5. Pemeriksaan dan perbaikan dinding silinder... 57

BAB V MENGHITUNG VOLUME LANGKAH PISTON (PISTON DISPLACEMENT) ... 60

5.1. MENENTUKAN BESAR VOLUME LANGKAH PISTON ... 60

5.2. HASIL PERHITUNGAN ... 62

5.3. PEMBAHASAN ... 64

6.1. KESIMPULAN ... 67 6.2. SARAN ... 68 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Saat pembukaan dan penutupan katup isap dan katup buang ... 33

Tabel 2. Specification... 45

Tabel 3. Specification... 45

Tabel 4. Specification... 46

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Volume Atur Untuk Menganalisa Kerja Maksimum ... 5

Gambar 2. Diagram tekanan versus volume ... 7

Gambar 3. Siklus Volume Konstan ... 8

Gambar 4. Perbandingan langkah piston dengan diameter lubang cylinder ... 10

Gambar 5. Piston Displacement ... 11

Gambar 6. Perbandingan kompresi ... 12

Gambar 7. Blok silinder ( silinder type in-line) ... 13

Gambar 8. Silinder Integral ... 14

Gambar 9. Tabung silinder jenis kering ... 15

Gambar 10. Jenis tabung silinder ... 16

Gambar 11. Keausan pada silinder ... 17

Gambar 12. konstruksi bak engkol (carter) ... 17

Gambar 13. Konstruksi kepala silinder ... 18

Gambar 14. Torak dan perlengkapan torak ... 20

Gambar 15. Pengaruh panjang torak ... 21

Gambar 16. Cincin kompresi dalam keadaan terpasang ... 23

Gambar 17. Cincin torak ... 24

Gambar 18. Beberapa bentuk sambungan cincin ... 24

Gambar 19. Distribusi tekanan dan gaya penampang pada cincin kompresi... 25

Gambar 20. Perpindahan kalor melalui torak ... 26

Gambar 21. Jenis penampang cincin kompresi ... 27

Gambar 22. Cincin minyak celah beralur ... 28

Gambar 24. Pena torak (piston pin) ... 30

Gambar 25. Mekanisme katup ... 31

Gambar 26. Menyetel celah katup ... 32

Gambar 27. Dudukan Katup ... 34

Gambar 28. Pegas katup ... 35

Gambar 29. Pembukaan dan penutupan katup ... 36

Gambar 30. Poros engkol (crankshaft) ... 39

Gambar 31. Fly wheel ... 40

Gambar 32. Timing gear ... 41

Gambar 33. Timing belt dan Timing chain ... 42

Gambar 34. Persinggungan poros bubungan dengan lifter ... 48

Gambar 35. Keausan katup ... 49

Gambar 36. Mengukur kerataan kepala silinder ... 52

Gambar 37. Penyetelan katup ... 55

Gambar 38. Mengukur tegangan pegas... 55

Gambar 39. Mengukur celah ring atau pegas torak ... 57

Gambar 40. Mengukur diameter dinding silinder dan diameter torak ... 58

Gambar 41. Grafik hubungan antara long stroke engine, short stroke engine, dan squre engine dengan besar volume langkah piston (piston displacement) ... 63

Gambar 42. Grafik hubungan antara long stroke engine degan volume langkah piston (displacement piston) ... 64

Gambar 43. Grafik hubungan antara short stroke engine degan volume langkah piston (displacement piston) ... 65

Gambar 44. Grafik hubungan antara square engine degan volume langkah piston

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

V2 volume kompresi cm

3

V₁ jumlah perpindahan torak cm3

P tekanan gas di dalam silinder  2

cm kg

D Diameter silinder mm

L Panjang langkah mm

N Jumlah silinder buah

n Putaran mesin rpm

π perbandingan keliling lingkaran terhadap garis tengah lingkaran

V Volume langkah

ABSTRAK

Garis besar skripsi ini adalah menganalisa daya atau tenaga pada motor bakar diesel berkurang atau menurun yang di akibatkan kerusakan-kerusakan atau gangguan yang terjadi pada komponen-komponen motor diesel empat langkah baik komponen statis maupun komponen dinamis, dalam skripsi ini juga membahas tentang perhitungan volume langkah piston (piston displacement) pada motor bakar diesel dengan susunan silindernya tipe inline, dimana tipe mesin ini menggunakan long struke engine (langkah toraknya lebih besar dari pada diameter silindernya).

Perhitungan volume langkah piston (piston displacement) pada skripsi ini tidak hanya menghitung volume langkah pada mesin yang menggunakan tipe

long struke engine saja, tetapi juga menghitung volume langkah pada mesin yang

menggunakan tipe short stroke engine (langkah toraknya lebih kecil dari pada diameter silindernya) dan square engine (langkah toraknya sama dengan diameter silindernya). Pada perhitungan volume langkah (piston displacement) dari hasil perhitungannya akan menunjukan volume langkah piston mana yang lebih besar.

Hal-hal yang melatar belakangi pemilihan masalah ini adalah mesin merupakan sistem sangat penting dalam proses kerja, penggerak maupun penghasil tenaga dalam suatu kendaraan bermotor maupun mobil. Mesin tersebut terdiri dari beberapa komponen, jika salah salah satu komponen mengalami keausan atau kelengkungan yang disebabkan oleh kerja dan panas mesin maka akan timbul gangguan dalam mesin seperti tenaga berkurang yang disebabkan oleh beberapa sebab seperti ring piston aus, kepala silinder dan permukaan blok

silinder yang sudah melengkung sehingga menyebabkan gas bocor dan tenaga mesin yang dihasilkan kurang optimal.

Gangguan daya mesin berkurang dapat diatasi dengan melakukan pengamatan, perbaikan, dan penggantian komponen mesin yang sudah aus sesuai prosedur. Keausan komponen mesin yang melebihi batas limite harus diganti dengan komponen yang baru dan jika kerusakan komponen belum melebihi batas

limite maka masih dapat diperbaiki untuk menghasilkan daya atau tenaga yang

optimal pada mesin.

Tujuan dari analisa daya atau tenaga mesin berkurang ini adalah untuk mengetahui kerusakan-kerusakan apa saja yang terjadi pada komponen mesin yang menyebabkan daya atau tenaga mesin pada motor bakar diesel berkurang. Dan tujuan dari menghitung volume langkah piston (piston displacement) pada

long stroke engine, short stroke engine dan square engine adalah untuk

mengetahui pada tipe mesin mana yang volume langkahnya lebih besar dan pada tipe mesin mana volume langkahnya lebih kecil.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) yang semakin pesat dewasa ini menimbulkan dampak pada dunia pendidikan dengan makin besarnya tantangan yang harus dihadapi oleh dunia pendidikan.Dunia pendidikan Sekarang ini makin dituntut untuk dapat menghasilkan sumber daya manusia yang handal, yang mampu menjawab dan mengantisipasi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dunia pendidikan harus dapat mewujudkan hal itu, maka perlu adanya peningkatan dan penyempurnaan dalam penyelenggaraan pendidikan.

Mesin Diesel yang digunakan merupakan salah satu jenis Motor Bakar Torak. Mesin (engine) merupakan salah satu rangkaian komponen (sistem) yang sangat penting dalam sebuah kendaraan atau mobil, yaitu sebagai sistem yang mengubah panas yang dihasilkan dari proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar kemudian diubah menjadi kerja melalui mekanisme dengan gerak translasi lurus bolak-balik (reciprocal) menjadi gerak putar (rotasi).

Motor pembakaran dalam, melakukan pengubahan tenaga panas menjadi tenaga penggerak ini dilakukan dalam mesin itu sendiri, sehingga disebut sebagai mesin pembakaran dalam (internal combustion engine). Roda-roda suatu kendaraan yang memungkinkan kendaraan dapat bergerak serta dapat mengatasi keadaan jalan, udara dan sebagainya dibutuhkan tenaga dari dalam. Sumber tenaga dari dalam disebut mesin, salah satunya mesin pada Motor Bakar Diesel.

Skripsi ini akan memaparkan analisis penyebab daya mesin berkurang dan cara mengatasi daya mesin berkurang pada Motor Bakar Diesel dan juga menghitung volume langkah piston (displacement piston) untuk mengetahui seberapa besar volume langkah piston yang dimiliki pada motor bakar diesel yang dibahas dalam skripsi ini.

Hal-hal lain yang melatar belakangi pemilihan masalah ini adalah: Mesin merupakan sistem sangat penting dalam proses kerja, penggerak maupun penghasil tenaga dalam suatu kendaraan bermotor maupun mobil. Mesin tersebut terdiri dari beberapa komponen, jika salah salah satu komponen mengalami keausan atau kelengkungan yang disebabkan oleh kerja dan panas maka akan timbul gangguan dalam mesin seperti tenaga berkurang yang disebabkan oleh beberapa sebab seperti ring piston aus, kepala silinder dan permukaan blok silinder yang sudah melengkung sehingga menyebabkan gas bocor dan tenaga mesin yang dihasilkan kurang optimal.

1.2. TUJUAN

1. Untuk memperoleh tenaga (power) mesin yang optimal

2. Untuk memperoleh tekanan kompresi yang maksimal sesuai dengan spesifikasi motor diesel.

3. Untuk mengetahui seberapa besar volume langkah piston yang dimiliki motor bakar diesel pada tipe mesin long stroke engine, short stroke engine dan square engine.

1.3. BATASAN MASALAH

1. Menganalisa penyebab daya (power) pada motor bakar diesel berkurang dan melakukan pemeriksaan terhadap komponen mesin sesuai prosedur

2. Menghitung volume langkah piston (piston displacement)

1.4. MANFAAT

1. Dapat menghasilkan tenaga (power) mesin yang optimal

2. Dapat menganalisa dan mengatasi gangguan mesin, jika tenaga mesin berkurang.

3. Dapat memberikan siklus kerja mesin yang stabil saat mesin beroperasi.

1.5. METODOLOGI PEMBAHASAN

Metodologi pembahasan yang dilakukan penulis dalam penulisan skripsi ini adalah :

Metode observasi

Penulis melakukan peninjauan langsung ke tempat lokasi observasi yang sudah di tentukan sebelum nya dan peninjauan di lakukan seterus nya selama penyusunan skripsi hingga selesai.

Metode wawancara

Penulis melakukan tanya jawab langsung dengan pihak yang bersangkutan seperti: pimpinan bengkel, assisten, maupun teknisi untuk mendapat kan informasi tentang topik yang di bahas.

Metode kepustakaan

Penulis mempelajari buku-buku referensi baik dari perkuliahan maupun kepustakaan yang berhubungan dengan isi penyusunan skripsi

1.6. SISTEMATIKA PENULISAN

Penyusunan skripsi dibuat dengan sistematika penulisan sebagai berikut : Bagian awal yang berisi tentang halaman judul, halaman pengesahan, kata pengantar, daftar isi dan daftar lampiran.

Bagian kedua adalah merupakan bagian utama atau isi dari penulisan skripsi ini, yang terdiri dari lima bab :

1. Bab I : Pendahuluan, meliputi latar belakang masalah, alasan pemilihan judul, permasalahan, tujuan, manfaat, sistematika penulisan.

2. Bab II : Tinjauan pustaka, meliputi penjelasan motor bakar, energi motor diesel, kompresi, daya (kerja mekanis gas pembakaran), dan komponen motor bakar diesel.

3. Bab III : Pada bab 3 ini menjelaskan metodologi yang meliputi metode pengumpulan data dan spesifikasi mesin.

4. Bab IV : Analisis gangguan dan prosedur pemeriksaan terhadap kerusakan komponen mein

5. Bab IV : Pada bab 5 ini berisikan tentang perhitungan volume langkah piston (piston displacement)

Siklus Dari Mesin

Gas Buang

Po , To Udara

Po , To

Bahan Bakar

Po , To

Wc

Qcv

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. MOTOR BAKAR

Motor bakar ada dua macam yaitu motor pembakaran dalam (internal

combustion angine) dan motor pembakaran luar (external combustion engine),

motor pembakaran luar (external combustion engine) adalah mesin uap, mesin turbin dan lain sebagainya,motor pembakaran dalam (internal combustion engine) adalah motor Diesel dan motor bensin.

Mekanisme pembakaran motor Diesel dikenal dengan sebutan penyalaan kompresi. Bahan bakar dikompresi sampai tekanan 25 s/d 32 Kg/cm2 agar mencapai titik nyala dan bahan bakar terbakar dengan sendirinya. (Daryanto : 1995).

2.1.1. Tinjauan Energi Motor Diesel

Motor diesel dapat dipandang sebagai sistem yang menerima energi, mengubah sebagian energi menjadi kerja dan membuang sebagian energi lain. Aliran energi masuk berasal dari udara dan bahan bakar.Energi yang hilang berupa energi thermal yang terbawa oleh gas buang, energi hilang dari radiator dan rugi gesekan. (http://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/motor-bakar.doc)

Gambar 1. Volume Atur Untuk Menganalisa Kerja Maksimum Sumber : http://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/motor-bakar.doc

2.1.2. kompresi

Perbandingan kompresi dari motor bakar adalah perbandingan dari volume V1. inci kubik, dari gas dalam silinder dengan torak pada t.m.b terhadap volume V₂ dari gas dengan torak pada t.m.a. perbandingan ditandai dengan r :

r =

2 1

V V

volume V2 disebut volume kompresi atau ruang bakar volume V1 sama dengan jumlah perpindahan torak dan volume kompresi.

Biasanya perbandingan kompresi mesin diesel sekitar 12 : 1 sampai 19:1 dengan perbandingan kompresi kurang dari 12 : 1 terdapat bahaya bahwa suhu udara tekan tidak cukup tinggi untuk memastikan penyalaan bahan bakar kalau mesin distarter”dingin”. Secara teoritis suatu perbandingan kompresi akan menaikkan efisiensi panas dan menurunkan penggunaan bahan bakar. kenaikkan perbandingan kompresi akan menaikkan tekanan gas makssimum dan suhu pembakaran. Hal ini akan menimbulkan tegangan dan tekanan yang meningkat dalam berbagai bagian dari mesin dan kerugian gesekan yang lebih tinggi. Tekanan dan suhu yang lebih tinggi juga meningkatkan ke ausan mesin sehingga mengurangi keawetan dan keandalannya. (Maleev 1991 : 19).

2.1.3. Daya (Kerja Mekanis Gas Pembakaran)

Dengan mempergunakan alat pengukur tekanan yang teliti, tekanan gas di dalam silinder, p  2

cm

kg _{, pada mesin empat langkah dapat diukur dengan}

baik. Pada gambar di bawah ini l menunjukan posisi torak TMB, ₁ l menunjukan ₂

, 4 2

D A=π

(

)

( )

(

)

. 4 1 2 2

2

1 l D l l

l A AL

V_L = = − =

π

−

konstruksi mesin yang biasa, titik sambung (P) antara batang torak dan penggerak, dan sumbu putaran poros engkol (O), terletak pada sumbu silinder. Maka dalam hal tersebut, L sama dengan dua kali jari-jari poros engkol, R, yaitu jarak antara O dan C. Titik P terletak pada sumbu pena torak dan bagian batang penggerak yang berhubungan pena torak dinamai ujung batang penggerak. Sedangkan bagian batang pengggerakyang berhubungan dengan pena engkol disebut pangkal batang penggerak.

Jika D adalah diameter dalam silinder, maka luas penampang silinder:

dan volume langkah toraknya adalah :

Dengan demikian, untuk suatu mesin tertentu l, l , dan ₁ l berturut- turut 2 dapat diganti dengan V,V1 Dan V2. dalam hal tersebut l dinyatakan dalam cm dan

V dalam cm3. Luas diagram P-V yang tertutup itu adalah

( )

∫

pdV =

∫

PA dl,mempunyai satuan cm, kg dan menunjukan besarnya kerja mekanis gas pada torak.

Diagram p-v atau P-V seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2. Diagram tekanan versus volume

Gambar dibawah menunjukan siklus volume konstan yang dianggap sebagai siklus dasar dari setiap mesin empat langkah. Pada waktu torak berada di TMB (titik 1) udara ada pada kondisi atmosfir. Gerakan torak dari TMB ke TMA (titik 2) menyebabakan udara pada kondisi atmosfir tersebut mengalami proses kompresi isentropik torak mencapai TMA, Pada waktu torak berada pada TMA udara dipanasi pada volume konstan sehingga tekanannya naik,Pada gambar tersebut dilukiskan sebagai proses dari titik 2 sampai titik 3, dimana garis 2-3 merupakan garis vertical. Selanjutnya gerakan torak dari TMA ke TMB merupakan proses ekspansi isentropik dari titik 3 ke titik 4, Pada saat torak mencapai TMB (titik 4), udara didinginkan sehingga mencapai kondisi atmosfir (titik1). Gerakan torak selanjutnya dari TMB ke TMA, yaitu dari titik 1 ke titik 0, adalah langkah buang pada tekanan konstan.

Gambar 3. Siklus Volume Konstan

Sumber : Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 7.

Sedangkan gerakan torak pada berikutnya dari TMA ke TMB, yaitu dari titik 0 ke titik 1, adalah langkah hisap pada tekanan konstan yang sama dengan tekanan buang. (wiranto, koichi tsuda, 2004 : 7-8).

2.1.4. Pengaruh Gesekan

Gaya gesek antara torak dan dinding silinder terjadidalam arah yang berlawanan dengan arah torak. Jadi, apabila torak bergerak ke TMB, gaya gesek terjadi kearah TMA.Gaya gesek tersebut di atas terutama terjadi karena adanya gaya antara cincin torak dan dinding silinder. Disamping berkurangnya gaya, akan terjadi pula momen gaya gesek antara pena torak dan ujung batang penggerak, momen gaya gesek antara pangkal batang penggerak dan pena egkol, dan antara poros jurnal dan bantalannya.

Dengan adanya gesekan yang terjadi, maka momen putar porospun akan berkurang, hal tersebut juga disebabkan karena adanya peralatan bantu yang harus dilayani, seperti mekanisme katup-katup, pompa bahan bakar, dan sebagainya. Jadi perbandingan antara momen putar rata-rata pada poros terhadap momen putar rata-rata dari gaya gas adalah sama dengan efisiensi mekanis. Kedua momen tersebut di atas berturut-turut adalah sebanding sengan tekanan efektif rata-rata dan tekanan efektif rata-rata indikator. (wiranto arismunandar, koichi tsuda 2004 hal 51).

2.2. CYLINDER BORE DAN PISTON STROKE

Mesin dapat digolongkan menjadi 3 golongan melalui perbandingan langkah piston dengan diameter lubang cylinder.

1. Long stroke engine : yaitu yang langkah pistonnya lebih panjang dari pada diameter silinder.

2. Square Engine : yaitu mesin yang langkah pistonnya sama dengan diamter silinder.

3. Short Stroke : yaitu mesin yang langkah pistonnya lebih pendek dari diameter silinder

Pada kecepatan mesin yang sama (rpm sama) kecepatan piston pada square engine atau over-square engine lebih rendah dari pada long stroke engine. Artinya cylinder, piston dan O-Ring tingkat keausannya dapat berkurang dengan menggunakan square engine atau over-square engine, karena itulah jenis mesin ini banyak dipakai pada mobil penumpang.

Gambar 4. perbandingan langkah piston dengan diameter lubang cylinder Sumber. http://www.mobil-ku.com

2.3. PISTON DISPLACEMENT

Volume langkah (piston displacement) atau disingkat displacement adalah jumlah volume dari TMA ke TMB (untuk mesin yang cylindernya lebih dari satu disebut dengan total displaecment). Umumnya semankin besar displamentnya maka semakin besar pula tenaga mesinya, karena campuran udara dan bahan bakarnya lebih banyak.

Gambar 5. Piston Displacement Sumber : Sumber. http://www.mobil-ku.com

Menurut Daryanto (1995) volume langkah (piston displacement) dari sebuah mesin dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

N L D

V= × 2× ×

4

π

= 0.7854 x D2 x L x N

π= perbandingan keliling lingkaran terhadap garis tengah lingkaran tersebut (=3.14159)

V = piston displacement D = diameter cylinder L = Langkah pispon N = Jumlah Cylinder

2.4. PERBANDINGAN KOMPRESI

Perbandingan kompresi adalah seberapa banyak campuran udara bahan bakar yang dihisap dikompresikan dalam silinder selama langkah kompresi. Dengan kata lain perbandingan silinder dengan piston pada posisi TMB (V2)

dengan volume ruang bakar dengan piston diposisi TMA (V1). Perhitungannya adalah sebagai berikut ;

Gambar 6. Perbandingan kompresi Sumber : Sumber. http://www.mobil-ku.com

V1 = Volume langkah V2 = Volume langkah piston

Selanjutnya perbandingan kompresi yang lebih tinggi menghasilkan tekanan gas pembakaran yang lebih besar pula, dan menghasilkan output yang besar.

2.5. KOMPONEN MESIN DIESEL

Komponen-komponen didalam mesin terbagi menjadi dua macam yaitu komponen statis dan komponen dinamis.

2.5.1. Komponen Statis

Komponen statis adalah komponen yang bersifat diam atau tidak bergerak, Komponen-komponen statis motor Diesel antara lain :

1. Blok Silinder (cylinder block)

Sebagian besar dari mesin silinder jamak mempunyai silinder yang dicor di dalam blok, meskipun mesinnya besar, biasanya setiap silinder dikunci dalam bagian yang terpisah dengan penguat menyilang diantara bagiannya. Beberapa mesin menggunakan silinder yang dicor dengan dinding jaket air sebagai satu potongan. Lapisan silinder terbuat dari beberapa jenis yaitu jenis basah, dimana permukaan luar langsung bersentuhan dengan air. (Maleev 1991 : 34).

Penggunaan tabung silinder memungkinkan silinder diganti setiap saat diperlukan, umpamannya karena aus atau sebab-sebab lain. Tabung tersebut di buat dari besi tuang dan mendapatkan perlakuan panas (heatreatment) untuk memperoleh ketahanan terhadap keausan yang lebih tinngi.

Bila mesin digunakan dalam waktu yang cukup lama, dinding silinder akan sedikit menjadi aus, ini dapat diperbaiki dengan jalan mengebor kembali dinding silinder, silinder yang telah dibor memerlukan torak dengan ukuran lebih besar disebabkan bertambahnya diameter linier silinder.

Gambar 7. Blok silinder ( silinder type in-line) Sumber :

Secara umum terdapat tiga tipe utama konstruksi silinder yaitu : 1. Silinder Integral

Silinder integral adalah dimana silindernya dicetak menjadi satu unit dengan blok engine, hal ini secara umum adalah blok engine yang terbuat dari bahan besi tuang kelabu dan khusus untuk silindernya ditambah dengan bahan lain agar kuat dan dapat dibentuk sesuai dengan ukuran yang dikehendaki.

Gambar 8. Silinder Integral

Sumber : http://www.scribd.com/doc/38274151/Sistem-Kepala-Silinder-Dan-Blok-

Silinder

2. Tabung Kering.

Tabung silinder kering digunakan pada blok silinder yang akan diperbaiki kerena rusak. Tabung juga digunakan pada blok engine yang bahannya terbuat dari bahan yang lebih rendah kekuatannya dari besi tuang kelabu. Tabung kering dalam pemasangannya pada blok engine mempunyai dua metoda yaitu : pertama tabung dipasang dengan interferens. Kedua adalah pada sisi bagian atas tabung terdapat flange yang menempatkan tabung pada blok engine, selanjutnya tabung akan terjamin pada blok engine dengan pemasangan cylinder head.

Gambar 9. Tabung silinder jenis kering

Sumber : http://www.scribd.com/doc/38274151/Sistem-Kepala-Silinder-Dan-Blok-

Silinder

Keterangan :

1. Blok silinder 2. Silinder liner

3. Tabung Basah atau Sisipan

Apabila menggunakan tabung basah maka blok engine dicor tanpa silinder atau tabung sisipan, dan apabila tabung atau sisipan dipasangkan pada blok engine maka tabung tersebut akan berhubungan langsung dengan mantel air pendingin. Pada bagian atas dan bawah tabung diberikan seal untuk mencegah kebocoran air pendigin.

a b

Gambar 10. Jenis tabung silinder

Sumber : http://www.scribd.com/doc/38274151/Sistem-Kepala-Silinder-Dan-Blok-

Silinder

Keterangan :

a) Tabung Silinder Basah Jenis Berdiri 1. O-Ring (karet)

2. Saluran air

b) Tabung Silinder Basah Jenis Menggantung 1. Plastik penyekat (khusus)

Hal yang penting didalam pengalusan permukaan silinder adalah harus mendapatkan sudut crosshatch yang tepat. Sudut crosshatch yang dikehendaki secara umum sebesar 30-45 derajat. Perhatikan gambar berikut yang memperlihatkan bentuk crosshatch pada tabung silinder.

Pada umumnya penyebab utama keausan silinder disebabkan oleh abrasi, erosi dan korosi.

a. Abrasi disebabkan adanya benda lain yang masuk kedalam silinder. Secara umum penyebab hal ini adalah perlakuan servis yang tidak baik.

b. Erosi adalah sesuatu akibat secara normal dari pergesekan.

Keausan yang maksimum akan terjadi pada daerah bagian atas dari pergerakan cincin piston. Keausan didalam silinder tirus dengan tingkat keausan yang lebih besar pada bagian atas silinder. Hal ini disebabkan karena pembakaran terjadi diakhir langkah kompresi dan pada posisi ini lah tekanan dan temperatur maksimum terjadi. Tekanan dan panas akan turun seiring dengan piston bergerak kearah titik mati bawah, sehingga keausan terlimitasi.Hal ini terjadi pada sisi kerja piston, atau pemasangan piston yang tidak benar, atau batang piston yang bengkok.

Gambar 11. Keausan pada silinder

2. Bak Engkol (carter)

Bak engkol (carter) merupakan kelanjutan dari blok silinder (cylinder

block) yaitu bagian dibawah blok silinder (cylinder block).

Gambar 12. konstruksi bak engkol (carter)

Sumber :

Bak engkol atau carter ini adalah bagian bagian komponen mesin yang terletak bagian bawah mesin, yang memiliki fungsi sebagai wadah untuk menampung minyak pelumas. Bak engkol ini terdiri dari belahan-belahan yang setiap belahan dilapisi oleh packing (gasket) sebagai perapat antara setiap permukaan belahan, agar dapat mencegah kebocoran oli. Belahan-belahan terebut diikat dengan baut-baut blok yang sewaktu-waktu bias digunakan untuk membuka mesin bila terjadi kerusakan dalam bak engkol.

3. Kepala Silinder (cylinder head)

Kepala silinder (cylinder head) pada motor Diesel kekuatannya harus sama dengan yang lainya. Kepala silinder (cylinder head) ini juga harus lebih berat dan lebih tahan terhadap tekanan pembakaran yang lebih tinggi dan juga tahan terhadap getaran.

Kepala silinder (cylinder head) pada motor Diesel menggunakan baut yang lebih banyak dari pada kepala silinder (cylinder head) pada motor bensin agar memastikan hubungan yang sempurna diantara kepala silinder (cylinder head) dengan blok silinder (cylinder block).

Gambar 13. Konstruksi kepala silinder

Keterangan :

1. Roker arm pivots to open valve 2. Valve clearance adjuster

3. Rocker safht 4. Stude hole

5. Threaded hole for bolting rocker cover to cylinder head 6. Spring close valve

7. Intake ports

8. Housing for thermostat

9. Pushrod moves up and down to vipot roker arm 10.Valve retainer

2.5.2. Komponen Dinamis

Komponen Dinamis adalah komponen mesin yang dapat bergerak. Komponen-komponen dinamis pada motor Diesel adalah :

1. Torak (Piston)

Pada torak motor diesel terdapat gaya-gaya yang yang bekerja pada torak yaitu : gaya gas pada puncak torak, gaya inersia torak, pena torak dan ujung batang penggerak, gaya gesek antara torak dan dinding silinder dan gaya samping torak yang tergantung pada sudut inklinasi batang penggerak maupun pada gaya-gaya tersebut di atas. Torak haruslah tahan terhadap semua gaya-gaya tersebut dan dapat bergerak sebaik-baiknya di dalam silinder. Selain itu kontruksinya dapat sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kebocoran gas dari ruang baker, tetapi harus dapat memindahkan kalor dari torak ke dinding silinder dengan sebaik-baiknya, supaya torak tidak menjadi terlalu panas. Tempratur torak dijaga supaya tetap berada dalam batas-batas yang diperbolehkan, sehingga tetap dapat

mempertahankan kekuatannya dan menghindari tegangan termal pada tempratur tinggi. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 95).

Gambar 14. Torak dan perlengkapan torak

Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 95. Keterangan :

1. Torak (piston) 2. Cincin kompresi 3. Cincin minyak 4. Pena torak 5. Cincin kunci 6. Cincin kunci

Torak paduan aluminium memiliki konduktivitas termal yang baik, tetapi koefisien pemuaiannya pada umumnya tinggi. Koefisien pemuaian tersebut kira-kira dua kali lebih besar silinder besi tuang atau baja. Bahkan pada logam paduan “Lo-Ex” yangmengandung silikon untuk memperkecil pemuaian termalnya, koefisien pemuainnya mengandung masih 1,5 kali lebih besar. Selama mesim bekerja menghasilkan daya poros yang besar, pusat poros torak dan tepi torak dapat bertempratur, berturut-turut 4000C dan 2000C sampai 2500C. Jadi,

tempratur kedua bagian tersebut dapat berbeda 1500C. Hal inilah yang menyebabkan mengapa torak memuai lebih banyak dari pada silinder. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 101).

Panjang torak menentukan tekanan sisi yang dihasilkan dari penyudutan gerakan batang engkol. Torak yang lebih panjang akan berjalan secara lebih sepi dan pukulannya kurang, karena pertambahan panjang akan memperkecil sudut dari gerakan ke sisi yaitu dapat terlihat pada gambar di bawah ini, dimana X1 menjadi X2 untuk kelonggaran C tertentu antara torak dan silinder yantg diperlukan untuk menjaga terhadap pemuaian. (Maleev, 1991 : 46).

Gambar 15. Pengaruh panjang torak

Sumber : maleev “perasi dan pemeliharaan mesin diesel” hal. 46.

Kelonggaran antara torak dengan lapisan silinder bervariasi dengan desain mesin dan diameter torak. Aturan yang umum adalah memberikan kelonggaran paling sedikit 0.005 in diantara tepi torak dan lapisan silinder, untuk torak besi cor sampai diameter 4½ in. bagian atasnya ditiruskan, sehingga kelonggaran pada puncak torak lebih besar. Ini adalah pengukuran dingin, dan ketika mesin menjadi panas, kelonggaran puncaknya kira-kira sama dengan

kelonggaran tepi dingin. Dengan torak aluminium kelonggarannya harus dua kali lipat dari pada dengan torak besi cor. (Maleev, 1991 : 47).

2. Ring Piston ( Cincin Torak)

Pada puncak torak disisipkan beberapa cincin kompresi yang memiliki masing-masing fungsi :

1. Menyekat ruangan antara torak dan lapisan silinder, untuk mencegah gas pembakaran tekanan tinggi atau pengisian udara dari pelarian menuruni lapisan silinder selama langkah kompresi .

2. Meneruskan panas dari torak kelapisan silinder yang didinginkan air dan 3. Menyerap bagian tertentu dari naik turunnya desakkan sisi torak.

Cincin minyak berguna untuk menyapu sebagian besar dari minyak lumas yang dipercikkan ke atas oleh poros engkol dan batang engkol mengurangi banyaknya minyak yang terbawa ke atas dan terbakar dalam ruang bakar. Pada saat yang sama minyak lumas yang cukup untuk dibawa kebagian atas lapisan silinder selama langkah naik untuk memberikan pelumasan yang baik bagi torak dan cincin kompresi. Torak kerja ganda tidak mempunyai cincin minyak, karena tidak ada minyak dipercikkan pada lapisan silinder.

Untuk mempermudah pemakaian atau kedudukan muka cincin, beberapa cincin mempunyai sudut kecil, ½ sampai 1 derajat, terhadap permukaan sehingga pertama kali luas persinggungannya sangat kecil dan pemasukannya agak cepat, kemudian selanjutnya berkurang. Cincin semacam ini memberikan penyekatan rapat yang baik.(Maleev, 1991 : 50).

Kelonggaran cincin torak tidak boleh memiliki kelonggaran lagi antara sisi dan alurnya kecuali yang diperlukan untuk memungkinkan gerakan. Kebutuhan untuk kelonggaran sisi ini sebesar 0,002 sampai 0, 0025 in. Pada mesin berlubang kecil (lubangnya sekitar 4 sampai5 in). mesin dengan lubang 11 sampai 12 in harus mempunyai kelongggaran dari 0,003 sampai 0,005in. cincin tora ketika disisipkan kedalam lubang silinder harus mempunyai kelonggaran pada kedua ujungnya, yaitu harus mempunyai kelonggaran celah dari 0,015 sampai 0,020 in pada mesin kecil dan sampai 0,070 in pada mesin berlubang besar. (Maleev, 1991 : 52-53).

Celah antara kedua ujung cincin kompresi, ketika disisipkan dalam keadaan dingin dalam silinder, harus cukup besar sehingga ketika cincin memuai dengan suhu torak maksimum maka kedua ujungnya tidak saling menekan dan membengkokkan cincin. Cara pemotongan sudut bervariasi. Pada umumnya cincin ujugnya dipotong bujur sangkar, suatu desain yang menyulitkan kebocoran gas mempunyai potongan ujung dengan sudut 450

. (Maleev, 1991 : 53).

Dalam keadaan terpasang akan terjaidi tekanan kontak antara cincin dan dinding silinder, sebesar kira-kira 1 kg/cm2.

Gambar 16. Cincin kompresi dalam keadaan terpasang

Dalam keadaan tersebut B < BP dan T < TP. Akan tetapi untuk

memasukkan cincin torak kedalam alurnya, terlebih dahulu cincin torak harus direntangkan sehingga celah c menjadi lebih lebar bila dibandingkan dengan celah cincin yang terlihat pada gambar berikut.

a). b) Gambar 17. cincin torak

Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 96. Keterangan :

a) terpasang di dalam silinder

b) Cincin torak dalam keadaan bebas

Posisi cincin torak didalam alurnya pada waktu langkah ekspansi, dimana kerapatan udara dapat dipertahankan dengan sebaik-baiknya. Pada keadaan tersebut diluar cincin menekan rapat pada dinding silinder, sedangkan sisi bawah cincin menekan rapat pada dinding bawah alurnya yang merupakan bidang datar. Kebocoran gas atau udara melalui sambungan cincin torak tidak dapat di cegah, tetapi jumlahnya tidak banyak. seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 18. Beberapa bentuk sambungan cincin

Jika laju perubahan tekanan p tidak besar dan kelonggaran daerah pertama, ( BP – B) serta (TP – T) tidak kecil, maka tekanan gas pada cincin yang

pertama dapat terlihat pada gambar berikut bagian (a). oleh karena pada permukaan sisi luar dan sisi bawah cincin terdapat lapisan minyak pelumas dan distribusi tekanannya berubah linier dari P sampai P1, maka tekanan gas disisi

atas lebih besar dari pada sisi bawah, dan tekanan gas pada sisi dalam lebih besar dari pada bagian sisi luar torak.

Keadaan yang terlihat pada gambar berikut merupakan syarat dasar untuk memperoleh kerapatan udara. Tetapi, disamping gaya gas pembakaran, ada inersia , gaya elastis, dan gaya gesek pada sisi luar cincin torak, seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 19. Distribusi tekanan dan gaya penampang pada cincin kompresi. Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 96.

Apabila jumlah gaya gas yang bekerja ke samping (ke arah dinding silinder) dan gaya elastis, dikalikan dengan koefisien gesekan, maka dapat ditntukannya koefisien gesek. Selama separuh langkah ekspansi yang pertama, gaya inersia dan gaya gesek bekerja ke atas. Jika jumlah kedua gaya gas yang bekerja ke bawah., maka cincin akan terangkat maka terjadi kebocoran.

Apabila gas pembakaran lolos dari cincin kompresi yang pertama, p1

maka gas dapat masuk ke ruang engkoljika kebocoran tersebut terlalu besar maka gas pembakaran akan ke luar ke atmosfir melalui lubang ventilasi. Fenomena tersebut dikatakan “hembusan” ( blow by) cincin torak. Hembusan itu mengakibatkan kerugian daya dan keusakan mesin. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 96 - 97).

Cincin kompresi juga berfungsi mentransmisikan panas dari torak ke dinding silinder. Maka dalam hal tersebut, cincin torak yang pertama yang terletak pada bagian torak yang bertempratur tinggi juga memegang peranan utama. Pada gambar berikut ini menunjukan adanya perpindahan panas langsung dari bagian permukaan torak ke dinding silinder, tetapi perpindahan kalor yang utama terjadi melalui bidang – bidang kontak antara sisi luar cincin dan dinding silinder. Di anatara bidang – bidang kontak tersebut terdapat lapisan minyak pelumas. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 97).

a) b)

Gambar 20. a. Perpindahan kalor melalui torak b. Sisipan alur cincin torak

Pada gambar berikut ini menunjukan penampang cicncin torak sisi paralel atau persegi panjang, yang biasanya mengalami kemacetan apabila tempratur alurnya melampai 2000C. sedangkan cincin tirus 2 sisi dapat bekerja dengan baik sampai 2500C.

kelonggaran pada cincin kompresi tirus dua sisi, maka cincin kompresi tirus satu sisi berubah sesuai dengan gerakan torak sehingga dapat mengeluarkan endapan – endapan dari dalam alurnya.Oleh karena sisi bawah cincin dan permukaan alur cincin kompresi satu sisi adalah datar, maka penyekatan dapat dilakukan lebih baik, karena penampang cincin komprei satu sisi tidak simetris, maka sangat mudah terpuntir pada waktu terjadi defleksi. Hal tersebut dapat dicegah dengan mempergunakan kontruksi (cincin kompresi tirus tak simetris). (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 98).

Gambar 21. Jenis penampang cincin kompresi

Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 98.

Permukaaan kontak anatara cincin pertama dengan dinding silinder dan torak, yang nudah aus karena tempratur tekanan tinggi, biasanya dilapisi dengan khronium. Dalam hal ini, permukaan silinder dan alur yang bersangkutan tidak boleh dilapisi dengan khronium. Hal ini disebabkan karena dua permukaan yang

terbuat dari bahan yang sama mudah melengket satu sama lain. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 99).

Minyak pelumas secukupnya. Keadaan paling keritis terjadi pada saat torak berada pada titik-titik matinya, yaitu dimana kecepatan toraknya sama dengan nol. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 100).

Pada gambar berikut dibawah ini menunjukan sebuah cincin minyak (a) yang dipasang pada torak (b). apabila torak bergerak dari TMA ke TMB, tepi bawah E₁ menggaruk minyak pelumas dari dinding silinder dan mengalirkannya kedalam torak melalui saluran V₁. sedangkan tepi E₂ menggaruk minyak pelumas dan memasukkannya ke dalam silinder melalui saluran S dan V₂. Apabila torak bergerak dari TMB ke TMA, tepi E3 menggaruk minyak pelumas dan menalirkannya melalui saluran S dan V₂. meskipun demikian, proses penggarukan minyak pelumas tidak berarti menghilangkan sama sekali minyak pelumas dari permukaan silinder, tetapi masih harus meninggalkan lapisan

Gambar 22. Cincin minyak celah beralur

3. Batang Torak (connecting rod)

Batang torak (connecting rod) menghubungkan torak (piston) dengan poros engkol (crankshaft) sehingga gerakan torak (piston) yang tadinya gerak translasi lurus bolak-balik (reciprocal) kemudian diturunkan ke poros engkol (crankshaft) diubah menjadi gerak putar atau rotasi. Bagian dalam batang piston (connectingrod) berlubang yang berfungsi sebagai saluran minyak pelumas untuk pelumasan.

Pada ujung batang piston (connecting rod) dipasang (busing) silinder sebagai bantalan pen piston yang dibuat dari perunggu timah hitam atau perunggu phosfor. Pangkal batang piston (connecting rod) dibuat terbagi menjadi dua bagian tempat dipasang bantalan-bantalan pena poros engkol (crankshaft).

Gambar 23. Batang torak (connecting rod)

Sumber : http:// blogspot.com/2009/04/komponen-utama-engine-dan-

fungsinya.html

Keterangan :

1. Rod small end 5. Rod nut 2. Rod bushing 6. Rod cap 3. I-Beam 7. rod bolt

4. Pena Torak (piston pin)

Pena torak (piston pin) menghubungkan torak (piston) dengan bagian ujung yang kecil (small end) pada batang torak (connecting rod), dan meneruskan tekanan pembakaran yang berlaku pada torak (piston) ke batang torak (connecting

rod). Pena torak (piston pin) berlubang didalamnya untuk mengurangi berat yang

berlebihan dan kedua ujung ditahan oleh bushing pena torak (piston pin boss). Pena torak (piston pin) ditahan oleh dua buah pengunci (snap ring) pada kedua ujungnya.

Gambar 24. Pena torak (piston pin)

Sumber : http://live-otomotif.blogspot.com/2010/06/kepala-silinder.html Keterangan :

1. Pin piston 4. Snap ring 2. Connecting rod 5. Snap ring

5. Mekanisme Katup (valve mecanisme)

Katup harus dapat ditutup rapat pada dudukannya oleh pegas katup supaya tidak terjadi kebocoran udara atau gas buang., katup dibuka oleh tuas penekan katup, yang digerakkan oleh poros kam dengan putaran tapet dan batang

penekan. Tuas merupakan alat pengubah arah gerakan. Tuas tersebut dapat berayun pada batang tuas. Poros kam digerakkan oleh poros engkol dengan perantaraan transmisi roda gigi atau rantai. Kecepatan putar poros kam adalah setengah kecepatan putar poros engkol, untuk mesin empat langkah. Dibawah ini menunukan gambar meknisme katup-katup atas “over head valve gear”.

Gambar 25. mekanisme katup

Sumber : http://live-otomotif.blogspot.com/2010/06/kepala-silinder.html

Pemuian pada tangkai katup dan bagian yang lain dari penggerak katup ketika mesin panas mempunyai kecendrungan untuk memegang katup keluar dari dudukannya dan beberapa tindakan harus dilakukan untuk mengatasi keadaan ini. Metoda yang paling umum digunakan untuk memungkinkan pemuaian ini adalah memberikan kelonggaran (lash) antara puncak tangkai katup dan mekanisme pengangkatan katup. Kelonggaran yang berlebihan akan menyebabkan operasi yang bising dan keusan berlebihan dan juga akan menyebabkan pengaturan waktu yang tidak tepat, karena katup akan membuka lebih lambat dan menutup lebih awal dari pada yang dilakukan dengan kelonggaran yang layak. (Maleev, 1991 99-100)

A. Pengaturan Celah Bebas Katup

Kelonggaran yang kurang baik akibatnya lebih gawat karena dapat menghalang duduknya katup dengan baik. Ini akan mengakibatkan kebocoran katup dan pembakaran permukaan dudukan katup dan bahkan dapat menghalangi pembakaran karena kehilangan kompresi. Semua mesin dilengkapi dengan alat untuk menyetel kelonggaran ini dalam penggerak katup disuatu tempat antara pengikut katup dan tangkai katup. Setelan katup yang terletak pada suatu ujung dari lengan ayun katup. Kelonggarannya diukur langsung dengan pengukur celah (feeler gauge) yang disisipkan pada ujung tangkai katup ril lengan ayun. (Maleev, 1991 : 100)

Tuas dilengkapi dengan baut penyetel kelonggaran katup dan kam. celah bebas katup yang tepat dapat diperoleh dengan memasukkan pelat pengukur jarak dianatara uujung batang katup dan tuas, sementara itu baut penyetel diputar. Sesudah itu sekrup penjamin dikokohkan kembali. Ujung baut penyetel dibuat bulat dan menempel pada ujung batang penekan katup yang cekung.

Gambar 26. Menyetel celah katup

Semua gas pembakaran yang sudah tidak terpakai lagi diusahakan dapat dikeluarkan selama langkah buang, sedangkan udara (dan bahan bakar) diusahakan dapat dimasukkan sebanayak-banyak nya selama langkah isap. Jadi, bagi setiap mesin itu ditetapkan saat yang tepat kapan katup atau lubang itu menutup dan membuka, sebagaimana yang biasa dipakai pada motor bakar torak pada umum ya. (wiranto arismunandar 1973 : 35)

Tabel. 1 Saat pembukaan dan penutupan katup isap dan katup buang

Sumber : wiranto arismunandar 1973………hal : 35

B. Dudukan Katup

Pada dudukan katup memiliki besar sudut dudukan katup adalah 450 untuk katup buang, 450

, 300

, atau 150

untuk katup isap. Sudut dudukan katup isap lebih kecil dari pada sudut dudukan katup buang karena celah antara muka katup dan dudukan katup adalah h cos θ. Makin kecil θ makin besar h cos θ, sehingga luas penampang alirannya perlu dibuat seluas-luasnya supaya jumlah udara segar masuk mesin dapat diusahakan sebanyak-banyak nya. Oleh karena itu, maka diameter katup isap kadang-kadang juga dibuat lebih besar dari pada diameter katup buang. (wiranto arismunandar 2004 : 68).

Proses pembuangan terjadi pada beda tekanan yang lebih besar sehingga aliran gas buang dapat berlangsung lebih mudah. Maka berdasarkan hal tersebut

diatas, katup buang dengan sudut θ = 450cukup dibuat dengan diameter yang lebih kecil. Pemilihan sudut 450ditentukan berdasarkan keinginan untuk memperoleh tekanan kontak yang lebih tinggi untuk menjamin kerapatan yang lebih baik, meskipun ada kerak-kerak pada bidang-bidang kontak tersebut.

Makin besar sudut θ, yang dapat bervarisi antar 0 sampai 900

, makin tinggi tekanan bidang p.

a). b)

c) d.)

Gambar 27. Dudukan Katup

Sumber : wiranto arismunanndar “motor diesel putaran tinggi” hal : 69. Keterangan :

a. Kontak antara katup dan dudukannya. c. Tekanan dudukan katup

C. Pegas Katup

Pegas katup berfungsi menutup katup. Pegas katup yang digunakan mesin diesel terbuat dari baja bulat yang digulung dalam gumparan yang berbentuk silindris. Pegas jenis ini mempunyai gaya yang berbanding langsung dengan besarnya penekan pegas. Hanya sebagian kecil dari gay pegas katup maksimum yang diperlukan untuk mempertahankan katupketat pada dudukannya.pegas katup memberikan gaya yang cukup selam prose pengangkatan katup untuk mengatasi inersia dari penggerak katup dan memelihara persinggungan dengan nok tanpa meloncat dan ini didapatkan dengan meletakkan pegas dalam kompresi ketika katup diinstalasi. Kalau katup dibuka, gaya ini dinaikkan oleh tambahan kompresi dari pegas.(MALEEV, 1991 : 98).

Gambar 28. Pegas katup

Sumber : maleev “ operasi dan pemeliharaan mesin diesel” hal : 100

Keterangan :

a). 1. Penahan pegas b). 1. Batang kaatup 2. Pengunci 2. Pengunci pegas 3. Pegas 3. Pegas

Dalam beberapa hal dipakai dua pegas katup katup, meskipun pegas luar memikul sebagian besar dari bebannya. Beban pada pegas katup pada waktu katup

ada pada posisi menutup disebut “beban katup tertutup”, besarnya kira-kira antara 60 sampai 70 % dari beban maksimum yang diterima pada waktu katup pada posisi terbuka penuh. Tegangan kulit dari pegas katup adalah besar dan berubah-ubah sesuai dengan kerja kaup. (wiranto arismunandar koichi tsuda, 2004 : 71).

D. Pengaturan Kerja Katup

Pada mesin empat langkah katup-katup dibuka dan ditutup dengan perantaraan poros kam yang berputar dengan kecepatan setengah kecepatan putar poros engko. Mekanisme penggerak katup mempunyai massa dan elastisitas. Maka tidaklah mengherankan jika akan terjadi getaran transient pada sistim katup tersebut, terutama apabila di dorong dengan tiba-tiba oleh kam seperti terlihat pada gambar dibawah ini. pada putaran poros kam yang tinggi sistim katup tidak selalu mengikuti kontur kam yang curam. Oleh karena itu, untuk menjamin pembukaan katup yang tepat tidak lah dipakai kontur kam yang curam, melainkan pembukaan katup sebelum TMB dan penutupan sesudah TMA.

6 1 3

5 4

2

Gambar 29. Pembukaan dan penutupan katup

Keterangan :

1. Titik mati atas (TMA) 4. Awal langkah buang 2. Titik mati bawah (TMB) 5. Akhir langkah hisap 3. Akhir langkah buang 6. awal langkah hisap

Pada gambar di atas, sudut putar poros engkol ditetapkan searah putaran jarum jam, pada umumnya untuk putaran poros engkol yang lebih tinggi, sudut ofset yang lebih besar diambil dari TMA atau TMB. Waktu selama kedua katup isap dan buang ada dalam keadaan sama-sama terbuka, dinamai impitan katup

(valve overlave). Pada mesin-mesin berdaya tinggi dimana udara segar di

masukkan ke dalam silinder dengan tekanan, impitan katup biasanya dibuat lebih besar. Hal itu diperlukan suaya gas sisa dapat dibersihkan dalam silinder dengan baik, tetapi juga untuk mendinginkan dinding silinder supaya udara dapat dimasukkan dalam jumlah yang lebih banyak.

E. Efek Celah Katup Terhadap Kinerja Mesin

Katup adalah suatu alat dinamis yang terbuat dari logam yang tahan suhu tinggi yang terpasang pada kepala silinder. Katup yang dipasang pada kepala silinder terdiri dari katup masuk dan katup buang. Katup masuk adalah katup yang digunakan untuk membuka dan menutup saluran masuk sehingga udara dapat masuk ke dalam silinder, sedang katup buang adalah katup yang digunakan untuk membuka dan menutup saluran pembuangan sehingga gas bekas pembakaran dapat terbuang keluar dari dalam ruang bakar.

Celah bebas katup adalah celah antara tuas penekan dan batang katup. Apabila celah katup terlalu besar maka menimbulkan bunyi yang berisik dan

tekanan kompresi menjadi menurun, karena jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar sedikit. Sebaliknya jika celah katup terlalu kecil akibatnya kebocoran pada langkah kompresi, karena pembukaan katupnya terlalu lama sehingga gas di dalam ruang bakar menjadi bocor saat dikompresikan.

Besarnya celah katup haruslah sesuai dengan ketentuan yang ditunjukkan dari pabriknya, bila tidak terdapat petunjuk dari pabriknya maka berikut ini dapat dijadikan suatu pedoman yang antara lain sebagai berikut : (Teiseran, 1999 : 56)

 Celah katup yang terlalu rapat, akan mengakibatkan :

1) Terbukanya katup menjadi lama.

2) Pengisian udara ke dalam ruang bakar dan silinder menjadi berlebihan (jika katup masuk yang terlalu rapat).

3) Pembuangan gas bekas menjadi lebih bersih (jika katup buang yang terlalu rapat).

4) Hidupnya mesin tidak sempurna dan tidak bertenaga. 5) Mesin tidak mau stasioner.

 Celah katup yang terlalu renggang, akan mengakibatkan :

1) Terbukanya katup menjadi singkat.

2) Pengisian udara ke dalam ruang bakar dan silinder terlalu kurang (jika katup masuk yang terlalu renggang).

3) Mesin sulit dihidupkan.

4) Pembuangan gas bekas tidak bersih (jika katup buang yang terlalu renggang). 5) Hidupnya mesin tidak sempurna dan timbul suara ngelitik dari arah katup pada

6) Mesin tidak bertenaga dan cepat panas. 7) Mesin tidak mau stasioner.

Biasanya penyetel katup terdapat pada ujung pelatuk yang berhubungan dengan ujung batang katup, dimana pada ujung pelatuk dilengkapi dengan baut penyetel. Agar performa mesin tetap terjaga dengan baik maka mesin perlu di servis secara rutin yang salah satunya adalah penyetelan celah katup.

6. Poros Engkol (cranksaft)

Poros engkol (crakshaft) dibuat dari bahan yang kuat yaitu baja tempa. Poros engkol berfungsi mengubah gerak translasi bolak-balik (reciprocal) dari torak (piston) menjadi putar atau rotasi. Poros engkol (crankshaft) menerima beban sangat besar sekali, maka poros engkol harus seimbang agar getaran yang dihasilkan kecil sekali. Poros engkol (crankshaft) supaya seimbang, maka bagian tertentu poros engkol (crankshaft) sengaja dilebihkan atau dikurangi dan gunanya sebagai penyeimbang (balancing) agar poros engkol (crankshaft) dapat berputar secara terus menerus dan teratur.

Gambar 30. Poros engkol (crankshaft)

7. Roda Penerus (flywheel)

fly wheel dipasang pada ujung poros engkol (crankshaft). Fungsi utama roda gila fly wheel adalah untuk menyimpan gaya lembam yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar pada langkah usaha, dengan dipasangnya roda gila flywheel tersebut diharapkan putaran motor menjadi merata sehingga getaran yang timbul pada motor menjadi kecil. fly wheel juga dilengkapi dengan ring

gear yang dipasangkan dibagian luar gunanya untuk perkaitan dengan gigi pinion

(pinion gear) dari motor stater. Fungsi lain dari fly wheel adalah :

1. Membantu kenaikan kecepatan motor ketika mesin dihidupkan (start).

2. Mengantar torak (piston) sampai melewati tekanan kompresi ketika berputar pada putaran rendah (idle).

3. Membatasi kenaikan atau penurunan sesaat dari kecepatan putaran motor selama perubahan beban mendadak.

Gambar 31. Fly wheel

8. Timing Gear Dan Timing Belt

Katup pada mesin 4 langkah berfungsi mengatur pembukaan dan penutupan katup·katup. Mekamisme katup ini dirancang sedemikian rupa, sehingga porus nok(camshaft) berputar satu kali untuk menggerakkan katup hisap dan katu buang Setiap dua kali putaran poros engkol.

Pada model mekanisme katup, Ada beberapa model dalam pemindahan putaran dari poros engkol ke poros nok, antara lain:

A. TIMING GEAR

Timing gear yang ada pada bagian depan blok silinder (cylinder block) menggerakkan pompa injeksi (injection pump) dan poros bubungan (camshaft). Timing gear lebih banyak digunakan pada mesin Diesel tetapi kadang kadang menggunakan juga timing belt. Timing gear dibuat dari baja karbon atau baja khusus lainnya dengan pengerasan. Roda-roda giginya bersinggungan secara halus sehingga suaranya agak halus.

Gambar 32.Timing gear

Keterangan :

1. Timing gear 5. Batang penekan 2. Camshaft 6. Tapet (pengikut kam) 3. Crank shaft 7. Katup

4. Torak (piston)

Model timing gear ini digunakan pada mekanisme katup mesin OHC (Over Head Valve}, di mana poros noknya berada di dalam blok silinder. Model ini sudah jarang dipakai, karena timing gearnya menimbulkan suara berisik .

B. TIMING BELT

Model ini diterapkan pada mesin OHC (Over Head Camshaft) dan DOHC (Dual Over Head Camshaf), di mana. poros noknya berada di atas kepala silinder. Poros nok digerakkan oleh poros engkol melalui timing belt. Dan juga sering di pergunakan dengan timing chain.

Timing belt terbuat dari karet tahan panas dan gesekan. Timing belt bertahan sampai jarak tempuh + 100.000 km (seratus ribu kilo meter).

A B

Gambar 33. Timing belt dan Timing chain

Keterangan :

A. Timing Belt B. Timing Chain 1. Timing belt 1. Rantai Timing

2. Timing belt idler pulley 2. Crank shat timing sprocket 3. Camshaft timing pulleye 3. Camshat timing sprocket 4. Crank shaft timing fulley 4. Camshaft

BAB III

METODOLOGI

3.1. METODE PENGUMPULAN DATA

Adapun metode pengumpulan data yang digunakan adalah melakukan pengumpulan data-data dari observasi lapangan, buku-buku perpustakaan dan dari internet sebagai bahan untuk menyusun skripsi ini, baik berupa data spesifikasi motor diesel, data kajian toritis dan sebagainya yang sebagai faktor pendukung dalam penyusunan skripsi ini hingga selesai.

3.2. BAHAN

Bahan yang digunakan untuk kajian teoritis pada skripsi ini adalah motor bakar diesel yang susunan silindernya tipe segaris (inline), dimana dengan motor bakar diesel ini akan di analisa penyebab kerusakannya, dan menghitung volume langkah piston (piston displacement) untuk diketahui seberapa besar volume langkah piston pada motor bakar diesel.

Motor bakar diesel yang dibahas dalam skripsi ini langkah toraknya menggunakan long struke engine (dimana langkah toraknya lebih besar dari pada diameter silindernya), dimana long stroke engine ini akan dihitung volume langkahnya dan akan dibandingkan seberapa besar volume langkah pistonnya dengan motor bakar lain yang langkah toraknya menggunakan short stroke engine (langkah toraknya lebih kecil dari pada diameter silindernya) dan square engine (langkah toraknya sama dengan diameter silindernya).

3.3. SPESIFIKASI MESIN.

Sebagai bahan yang akan dianalisa dan dihitung volume langkah toraknya adalah menggunakan motor bakar diesel dengan spesifikasi mesin sebagai berikut:

Table 2. Specification

Engine

Model 4JJ1

Type Turbo Intercooler Displacement cc 2999

Max. Power Ps/Rpm 136/3400 Max. Torque Kgm/Rpm 28.5/1200-3400

Configuration 4 cyl., in-line

Bore × Stroke mm 95.4 × 104.9 Sumber :

Pada spesifikasi mesin ini menggunakan Long stroke engine (langkah pistonnya lebih panjang dari pada diameter silinder nya).

Untuk mengetahui besar volume langkah piston pada mesin yang menggunakan short stroke engine (langkah toraknya lebih kecil dari pada diameter silindernya) digunakan motor bakar diesel dengan spesifikasi mesin sebagai berikut :

Table 3. Specification

Untuk mengetahui besar volume langkah piston pada mesin yang menggunakan square engine (langkah toraknya sama dengan diameter silindernya) digunakan motor bakar diesel dengan spesifikasi mesin sebagai berikut :

Table 4. Specification

Tipe Mesin 4 IL, 16 Katup, Isi Silinder 1998

Diameter × Langkah 86.0 × 86.0 Daya Maximum 136/5600 Mesin 1TR-FE (MT) Sumber : http://cvmakibi.blogspot.com/2010_08_01_archive.html

BAB IV

ANALISIS

GANGGUAN DAN PROSEDUR PEMERIKSAAN

4.1. TROUBLE SHOOTING TENAGA MESIN BERKURANG

Penggunaan kendaraan atau mobil secara terus-menerus, mengakibatkan bagian-bagian atau komponen-komponen pada mesin (engine) mengalami keausan dan perubahan bentuk. Perubahan yang tidak dapat dihindari tersebut akibat gesekan, pengaruh panas, kotor pada sistem pelumasan selama penggunaan yang menyebabkan kotoran ikut terbawa oleh pelumas ke kepala silinder dan turun ke ring yang menyebabkan dinding silinder tergores. Komponen mesin agar dapat bekerja optimal, maka pada bagian-bagian mesin harus dilakukan penyetelan ulang atau penggantian dan pembersihan kotoran.

Tindakan yang dilakukan sebelum melakukan penyetelan atau penggantian komponen, terlebih dahulu diadakan pemeriksaan terjadinya gangguan-gangguan atau penyebab-penyebab terjadinya tenaga mesin berkurang

(reduced power engine).

4.1.1. Tenaga (Power) engine berkurang disertai tekanan kompresi rendah yang terjadi kebocoran pada saat langkah kompresi, gangguan ini disebabkan :

1. Pada mekanisme katup :

 Celah katup hisap maupun katup buang terlalu lebar, yang disebabkan :

a) Terjadi keausan pada bidang sisi naik dan turun pada puncak poros bubungan yaitu clearence antara poros bubungan (nok) dengan lifter longgar yang menyebabkan celah katup hisap dan katup buang menjadi besar.

1

3 2

4 5 6

Gambar 34. Persinggungan poros bubungan dengan lifter Sumber : http://www.faizalhp.co.cc/

Keterangan :

1. Rooker arm 4. Valve lifter 2. Valve (katup) 5. Poros bubungan 3. Pushrod 6. poros camsaf

b) Tegangan dari pegas katup berkurang, yang disebabkan oleh pemakaian secara terus-menerus dan umur dari pegas katup itu sendiri sehingga tegangan dari pegas katup menjadi berkurang, sehingga katup tidak bias kembali dengan sempurna atau katup tidak terangkat dengan sempurna dan menimbulkan celah katup menjadi besar.

c) Ujung batang katup sudah tidak rata, aus atau rusak, yang disebabkan hentakan secara terus menerus dari pegas katup pada waktu katup menutup, yang menyebabkan persinggungan pada kedua ujung antara

ujung batang katup dan ujung pada rocker arm tidak rapat yang menimbulkan celah pada katup.

Gambar 35. Keausan katup

Sumber : http://www.bion.cz.cc/fathalaz/biodiesel/waste- durability/jme_durability.html

 Celah katup hisap maupun katup buang terlalu rapat, yang disebabkan :

a) Cam atau poros bubungan sudah aus sehingga tidak mampu mengangkat

lifter (pengangkat push rod) dengan sempurna.

b) Penyetelan celah katup tidak tepat.

c) Ujung pada batang katup sudah tidak rata, aus yang disebabkan hentakan secara terus menerus dari pegas katup pada waktu katup menutup, yang menyebabkan persinggungan pada kedua ujung antara ujung batang katup dan ujung pada rocker arm tidak rapat.

 Kebocoran pada persinggungan antara permukaan kepala katup dengan dudukan katup, Kebocoran ini disebabkan:

Karena persinggungan permukaan katup dan dudukan katup tidak rata sehingga kerapatan persinggungannya tidak rapat, yang disebabkan oleh pemakaian mesin secara terus-menerus dan pengaruh panas mesin dari tekanan

kompresi mesin, karena kepala katup dan persinggungannya berada didalam ruang bakar atau ruang kompresi dan hentakan proses pengembalian katup setelah katup membuka dari pegas katup, yang menyebabkan batang katup dan persinggungannya berubah bentuk atau terkikis.

 Karet seal pada katup rusak atau aus, yang disebabkan :

Gesekan antara batang katup dan seal. Seal yang terbuat dari karet dapat mengakibatkan seal tersebut lemah sehingga terdapat celah antara batang katup dan seal itu sendiri, yang dapat menyebabkan minyak pelumas yang melumasi pada bagian kepala silinder dan mekanisme katup turun ke ruang bakar melewati celah antara batang torak dan seal.

 Penghantar katup sudah rusak atau aus, yang disebabkan oleh:

Gesekan antara batang katup dan penghantar katup, yang menyebabkan minyak pelumas yang melumasi bagian kepala silinder turun ke ruang bakar melewati celah antara batang katup dan penghantar katup.

2. Gasket antara kepala silinder dan blok silinder sudah rusak, yang disebabkan :

a) Panas mesin yang disebabkan oleh tekanan kompresi yang sangat tinggi yang menyebabkan sebagian gasket ikut terbakar yang menyebabkan kerusakan pada gasket atau adanya pembakaran didalam silinder sehingga menyebabkan gasket ikut terbakar, menyebabkan langkah kompresi bocor dan tekanan kompresi menjadi rendah.

b) Pembongkaran mesin yang terdahulu dan gasket yang sudah rusak tidak diganti.

3. Pada kepala silinder :

 Kepala silinder melengkung, yang disebabkan oleh :

Panas mesin yang ditimbulkan oleh tekanan kompresi pada motor Diesel yang sangat tinggi, yang selalu melakukan tekanan kearah kepala silinder sewaktu piston melakukan langkah kompresi, sehingga permukaan kepala silinder mengalami perubahan bentuk.(melengkung).

4. Pada komponen mesin :

 Pegas torak atau ring torak sudah lemah, yang menyebabkan celah antara ring torak atau pegas torak terlalu lebar, kondisi ini disebabkan oleh :

Terjadi gesekan antara ring torak dengan dinding silinder yang mengakibatkan celah antara ujung pegas torak menjadi lebar atau ring torak lemah yang menyebabkan kompresi bocor dan mengakibatkan minyak pelumas dari panci minyak pelumas (carter) masuk ke ruang bakar dan bisa mengakibatkan gas yang akan dikompresi sebagian ada yang bocor.

 Dinding silinder sudah berbentuk lonjong (oval) atau sudah aus. disebabkan :

Pemakaian mesin secara terus menerus sehingga menimbulkan gesekan dan karena panas mesin. Tekanan kompresi yang tinggi dari motor Diesel dan jugan gesekan antara torak dan dinding silinder menimbulkan panas. Panas dari tekanan kompresi yang tinggi menyebabkan pemuaian pada dinding silinder. Celah pada salah satu bagian dinding silinder menimbulkan celah antara torak dan dinding silinder yang menyebabkan minyak pelumas dari panci minyak pelumas (carter) ke ruang bakar dan mengakibatkan udara yang dikompresi bocor.

4.2. PROSEDUR PEMERIKSAAN

4.2.1. Pemeriksaan kerataan permukaan kepala silinder.

Memeriksa kelengkungan permukaan kepala silinder dengan menggunakan mistar baja dan feeler gauge.

1 2

3

Gambar 36. Mengukur kerataan kepala silinder. Sumber : www. digilib.unnes.ac.id Keterangan :

1. Mistar baja 2. Feelergauge 3. Kepala silinder

Periksa kepala silinder dari kebocoran-kebocoran atau keretakan-keretakan sebelum dibersihkan. Bersihkan sisa-sisa gasket dari komponen-komponen, dan cuci komponen tersebut sampai bersih. Waktu membersihkan kerak-kerak karbon dari torak dan kepala silinder, jangan sampai merusak permukaanya. Tiup saluran-saluran oli dengan udara dari kompressor, sehingga debu, kerak-kerak, dan kotoran yang ada pada saluran oli (oil passage) bersih.

a) Periksa kepala silinder secara visual terhadap goresan, korosi, keretakan disekitar ruang bakar dan dudukan katup.

b) Periksa kebengkokan kepala silinder dengan menggunakan straight edge dan feeler gauge. Limit kebengkokan permukaan kepala silinder 0,15 mm. Apabila kebengkokan permukaan kepala silinder telah melampaui limit yang telah ditentukan, kepala silinder harus diratakan pada cylinder head

grinder.

c) Periksa permukaan tempat pemasangan intake manifold dan exhaust

manifold, terhadap kebengkokan dengan menggunakan straight edge dan feeler gauge limit kebengkokan yang diijinkan 0,2 mm.

d) Periksa lebar persinggungan katup dengan dudukannya, beri serbuk warna merah atau hitam, masukan batang katup pada lubangnya dan putar katup terhadap lubangnya, posisi persinggungannya harus ditengah-tengah dengan lebat tidak melebihi 2 mm.

e) Apabila persinggungan antara muka katup dengan dudukannya terlah melampaui limit, perbaiki dudukan katup. Sebelum memperbaiki dudukan katup, terlebih dahulu harus diperiksa celah antara batang katup dan lubang penghantar katup. Apabila celahnya sudah melampaui limit, perbaiki penghantar katup dan ganti katup, kemudian perbaiki dudukan katup.

4.2.2. prosedur pemeriksaan stelan celah katup

a. Langkah-langkah pemeriksaan dan penyetelan celah katup adalah sebagai berikut:

1. Mesin dihidupkan sampai temperatur pendingin mencapai suhu 800 – 900 C.

2. Melepaskan tutup kepala silinder.

3. Memutar poros engkol (crankshaft) searah jarum jam sampai tanda puli segaris dengan tanda “T” pada timing indikator.

4. Menggerakkan rocker arm silinder nomor 1 dan 4 untuk menentukan silinder mana yang toraknya pada posisi TOP pada langkah kompresi. 5. Pemeriksaan dan penyetelan dilakukan pada rocker arm yang berada

pada posisi bebas.

6. Mengukur celah katup, apabila celah katup tidak sesuai spesifikasi, kendurkan baut penyetel pada rocker arm dan stel celah katup hisap dan katup buang sesuai spesifikasi dengan menggunakan feeler gauge sambil memutar adjusting screw.

7. Menahan adjusting screw dengan obeng (-) untuk mencegah agar tidak berputar, kemudian kencangkan baut dengan pengencangan: 0,9 Kgm. 8. Memutar poros engkol (crankshaft) sampai tanda crankshaft pulley

sejajar tanda “T” pada timing indikator.

9. Mengulangi langkah (7) dan (8) untuk melakukan langkah penyetelan celah katup yang selanjutnya.

3

2

1

4

Gambar 37. Penyetelan katup

Sumber :

Content/0/0/1/7/1667

Keterangan :

1. Feelergauge 2. Obeng (-) 3. Kunci (ring) 4. Baut stelan katup

4.2.3. Prosedur pemeriksaan tegangan pegas katup

Tegangan pegas katup dapat diperiksa dengan cara pegas katup dipasang pada valve spring tester, kemudian gerakan pengungkitnya ke bawah, dengan tegangan : Katup masuk : 23/40 (Kg/mm) dan Katup buang : 29/40 (Kg/mm).

1

3 2 4

5

Gambar 38. Mengukur tegangan pegas

Keterangan :

1. Tuas pengungkit 3. Indikator jarum 5. Indikator jarum 2. Skala pengukur 4. Pegas katup

Cara pemeriksaan :

1. Ukur panjang bebas pegas katup, dengan menggunakan jangka sorong, jika panjang bebas pegas katup sudah kurang dari spesifikasi, pegas katup harus diganti.

2. Periksa kelurusan pegas katup dengan menggunakan siku dan feeler gauge pada perata, jika kemiringan pegas katup sudah melewati limit spesifikasi, pegas katup harus diganti.

3. Periksa tegangan pegas katup, dengan menggunakan valve spring tester, jika tegangan pegas katup kurang dari spesifikasi, pegas katup harus diganti

4.2.4. Prosedur pemeriksaan celah antar ujung pegas torak

Pemeriksaan celah antar ujung pegas torak dengan menggunakan feeler

gauge. Pegas torak di lepas dari torak kemudian pegas torak dimasukkan kedalam

silinder dan setelah pegas torak dimasukkan ke dalam silinder terdapat celah ring torak, kemudian diukur dengan menggunakan feeler gauge. Celah antar ujung pegas torak untuk no 1 dan 2 mempunyai :

2

3 1

5 4

Gambar 39. Mengukur celah ring atau pegas torak Sumber : www. digilib.unnes.ac.id

Keterangan :

1. Feeler gauge 4. Piston atau torak 5. Blok silinder (cilynder block)

2. Ring piston 3. lubang silinder

Jika celah antar ujung pegas torak (clearence piston ring) melebihi service limit harus diganti dengan yang baru.

4.2.5. Prosedur pemeriksaan dinding silinder

Memeriksa dinding silinder secara visual dengan mengamati dinding silinder tersebut apakah terdapat goresan, jika ada goresan yang banyak bisa mengakibatkan gas pembakaran keluar ke dalam tangki minyak pelumas (carter) dan juga mengakibatkan minyak pelumas masuk kedalam ruang bakar dan ikut terbakar. Clearence antara torak dan dinding silinder juga jangan melebihi limit.

Clearence atau celah antara torak dengan dinding silinder mempunyai:

1

3

.

2

4

Gambar 40. Mengukur diameter dinding silinder dan diameter torak. Sumber : www. digilib.unnes.ac.id

Keterangan :

1. Indikator jarum pengukur 2. Lubang silinder

3. Torak atau piston

4. blok silinder (cilynder block)

Cara pemeriksaan blok silinder

a) Periksa blok silinder secara visual, terhadap keretakan pada permukaan datar dan goresan pada dinding silinder.

b) Periksa kebengkokan permukaan blok silinder dengan menggunakan

straight edge dan feeler gauge kebengkokan yang diijinkan 0,2 mm,

apabila kebengkokan blok silinder telah melampaui limit yang ditentukan, blok silinder harus diratakan.

Diameter lubang silinder dapat diperiksa dengan empat macam alat ukur, yaitu mikrometer dalam, cylinder boregauge, telescoping gauge dan mikrometer luar. Pemerikasaan diameter lubang silinder dilakasanakan pada tiga tempat, yaitu pada bagian atas, bagian tengah, dan bagian bawah. Tiap tempat diukur dua kali, yaitu arah sejajar sumbu poros engkol dan arah melintang, sehingga satu silinder diukur sebanyak enam kali.

1) Keausan lubang silinder yaitu diameter hasil pengukuran terbesar dari seluruh data yang didapat, dikurangi dengan diameter standar. 2) Ketirusan lubang silinder, yaitu diameter hasil pengukuran terbesar,

dikurangi dengan diameter hasil pengukuran terkecil. Pada arah yang sama dalam satu silinder.

3) Keovalan lubang silinder, yaitu diameter hasil pengukuran terbesar, dikurangi dengan diameter hasil pengukuran terkecil pada tempat yang sama dalam satu silinder.

4) Limit keausan, ketirusan, dan keovalan yang dijinkan, yaitu 0,2 mm. Apabila sudah melampau limit lubang silinder harus diperbaiki.

BAB V

MENGHITUNG VOLUME LANGKAH PISTON

(PISTON DISPLACEMENT)

5.1. MENENTUKAN BESAR VOLUME LANGKAH PISTON

Pada motor bakar diesel dengan 4JJ1 4 cyl, in-line memiliki volume langkah long struke engine (dimana langkah toraknya lebih besar dari pada diameter silindernya) yaitu : panjang langkah 104,9 mm dan diameter lubang silinder 95,4 mm.

Maka volume langkah (piston displacement) tersebut dapat dihitung sebagai berikut :

V = D2×L×N 4

π

V = 95,4 104,9 4 4 2 × × × π

= 9101,16 104,9 4 4 14 , 3 × × ×

= 0,785×9101,16×104,9×4

= 3

7 ,

2997794 mm

= 2998 cm3≈ 2999 cc

Jadi besar volume langkah piston (piston displacement) untuk long

stroke engine pada motor bakar diesel 4JJ1 4 cyl, in-line adalah : 2998 cm 3 Untuk motor bakar diesel model 4JA1L dengan susunan silinder tipe segaris (inline), memiliki volume langkah short stroke engine (langkah toraknya

lebih kecil dari pada diameter silindernya), yaitu : diameter silindernya : 93 dan panjang langkah 92.

Volume langkah (piston displacement) jenis motor bakar diesel model 4JA1L tersebut dapat dihitung dengan rumus yang sama pada perhitungan motor bakar diesel 4JJ1 4cyl, in-line , maka perhitungannya dapat terlihat sebagai berikut :

V = D2×L×N

4

π

V = 93 92 4 4 2 × × × π

= 8649 92 4 4 14 , 3 × × ×

= 0,785×8649×92×4

= 2498523 mm ,1 3 = 2499 cm 3

Maka besar volume langkah piston (piston displacement) untuk short

stroke engine pada motor bakar diesel 4JA1L diesel adalah : 3

2499 cm

Sedangkan untuk motor bakar tipe mesin 4 IL, 16 Katup dengan susunan silinder tipe segaris (inline),memiliki volume langkah square engine (langkah toraknya sama dengan diameter silindernya) yaitu : diameter silindernya: 86,0 dan panjang langkah 86,0.

Untuk volume langkah (piston displacement) jenis motor bakar diesel tipe mesin 4 IL, 16 Katup,tersebut dapat dihitung dengan rumus yang sama pada

perhitungan motor bakar diesel sebelumnya, maka perhitungnnya dapat terlihat sebagai berikut :

V = D2×L×N 4

π

V = 86,0 86,0 4 4

2× ×

× π

= 7396 86,0 4 4 14 , 3 × × ×

= 0,785×7396×86,0×4 = 1997215,8 mm 3

= 3

1998 cm

Jadi besar volume langkah piston (piston displacement) untuk square

engine pada motor bakar tipe mesin 4 IL, 16 Katup adalah : 3

1998 cm

5.2. HASIL PERHITUNGAN

Dari perhitungan yang sudah dilakukan hasil perhitungan dapat ditabelkan sebagai berikut :

Tabel 5. Hasil perhitungan volume langkah piston (piston displacement).

Tipe mesin Cylinder Bore dan besar volume langkah piston Piston Stroke (piston display-cement) Motor bakar diesel

tipe4JJ1 4cyl, in-line long struke engine 3 2998 cm Motor bakar

tipe 4JA1L diesel short stroke engine 3 2499 cm Motor bakar

1998 2499 2998 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 long stroke engine short stroke engine square engine

Untuk penjelasan lebih lanjut hasil perhitungan yang sudah ditabelkan ini dapat digambarkan grafik hubungan antara tipe mesin dengan besar volume langkah piston (piston displacement) atau grafik hubungan antara cylinder bore dan piston stroke dengan besar volume langkah piston (piston displacement).

Gambar 41. Grafik hubungan antara long stroke engine, short stroke engine, dan squre engine dengan besar volume langkah piston (piston displacement)

Dari hasil perhitungan dapat terlihat pada garafik diatas bahwa besar volume langkah piston yang paling besar adalah pada motor bakar diesel tipe 4JJ1 4 cyl, in-line dengan langkah pistonnya menggunakan long stroke engine (langkah toraknya lebih besar dari pada diameter silinder nya). Dan untuk volume langkah piston yang paling rendah yaitu pada motor bakar tipe 4IL, 16 katup.

b. Saat penyemprotan terlalu lambat, gas buang berwarna putih

4. kerusakan pada beberapa bagian Mesin

a. Keausan silinder dan cincin torak

b. Ketidak sempurnaan kontak muka katup dan dudukannya c. Celah bebaas katup kurang

tepat

d. Cincin torak macet e. Cincin torak patah f. Pendinginan kurang baik g. Pelumasan kurang baik

Stel penyemprot bahan bakar (cepatkan)

Perbiki silinder (oversaize) atau ganti silinder dan cincin torak dan torak ganti.

Asah muka katup dan dudukannya

Lakukan penyetelan Perbaiki atau ganti Ganti

Periksa dan perbaiki pompa minyak pelumas, saringan,dan pendinginan minyak pelumas.

Gejala dan Sebab Cara mengatasi

Tenaga berkurang : a. Kompresi rendah:

 Renggang ktup tidak sempurna  Tangkai katup lengket

 Pegas katup rusak atau aus  Paking kepala silinder bocor  Pegas torak lengket atau patah  Pegas torak aus

 Torak atau silinder aus

 Kompresi bocor dari dudukan katup

Kerenggangan katup distel Katup diperbaiki atau diganti Ganti pegas katup

Ganti paking Ganti pegas torak

Mesin dibongkar (ganti pegas torak) Mesin dibongkar (oversaize)

Katup atau dudukan katup di asah

Specification

Dimension & Weight

Overall Length Mm 4925 Overall Width Mm 1800 Overall Height Mm 1720

Wheel Base Mm 3050

Curb Weight Kg 1880 Gross Vehic.

Weight Kg 2750

Clearence Height Mm 210 Cargo length Mm 1380 Cargo Width Mm 1520 Cargo Height Mm - Seating Capacity 2+3

Gradebility

Angle of

Approach Degree 36 Angle of Depature Degree 28 Angle of Side Slip Degree 49 Min. Turning

Radius M 6.2

Engine

Model 4JJ1

Type Turbo Intercooler

Displacement Cc 2999 Max. Power Ps/Rpm 136/3400

Max. Torque Kgm/Rpm 28.5/1200-3400 Configuration 4 cyl., in-line Bore X Stroke Mm 95.4 x 104.9

Camshaft DOHC

Fuel Supply System

Electronic Controlled Fuel Tank

Capacity 76

Fuel

Filler Remote Opener

Drive

Transmission

Type 5MT

4WD Std

Transfer Control Switch Control (Shift On the Fly) Hub

Different

Gear Ratio

1st 4.008

2nd 2.301

3rd 1.427

Sumber :

Specification

MESIN

Tipe Mesin 4 IL, 16 Katup,

Isi Silinder 1998

Diameter x Langkah 86.0x86.0 Daya Maximum 136/5600 Bahan Bakar –.

Tangki 55 Bahan Bakar – Jenis Bensin

Mesin 1TR-FE (MT)

Torsi Maksimum 18.6/4000

DIMENSI

Panjang | mm 4,555

Lebar | mm 1,770

Tinggi | mm 1,745

Jarak Sumbu | mm 2,750 Jarak Pijak Depan |

mm 1,510 Jarak Pijak Bel.| mm

1,510 Berat Kosong | Kg 1,520

SASIS

Transmisi Manual 5

Perbandingan Gigi

ke-1 3.928 Perbandingan Gigi ke-2 2.142 Perbandingan Gigi ke-3 1.397 Perbandingan Gigi ke-4 1,000 Perbandingan Gigi ke-5 0.851 Perbandingan Gigi Reverse 4.743

Rem Depan Cakram

Berventilasi

Rem Belakang Tromol

Sistem Rem Tambahan

LSPV