MAKALAH TENTANG DAN MOTOR BAKAR
MOTOR BAKAR DIESEL & BENSIN
( PR 6 )
Tugas Mata Kuliah Peralatan Fluida Termal
Disusun oleh:
Bima Anugrah Saputra (1410912007)
Dosen Pengampuh : Ir. Adly Havendri, M.Sc
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2017
MOTOR BAKAR
A. Pengertian Umum Motor Bakar
Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak
dipakai dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi
energi mekanik. Mesin yang bekerja dengan cara seperti ini disebut motor
pembakaran dalam (Internal Combustion Engine). Adapun mesin kalor yang
cara memperoleh energy dengan proses pembakaran di luar disebut motor
pembakaran luar (External Combustion Engine). Motor pembakaran dalam
adalah mesin yang memanfaatkan fuida kerja/gas panas hasil pembakaran,
di mana antara medium yang memanfaatkan fuida kerja dengan fuida
kerjanya tidak dipisahkan oleh dinding pemisah.
B. Klasifikasi Motor Bakar
Motor bakar dapat diklasifkasikan menjadi 2 (dua) macam. Adapun
pengklasifkasian motor bakar adalah sebagai berikut:
a Berdasarkan Sistem Pembakarannya
1 Mesin bakar dalam (Internal Combustion Engine).
Pada mesin pembakaran dalam fuida kerja yang dihasilkan pada mesin itu
sendiri, sehingga gas hasil pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi
sebagai fuida.
Contoh: motor bakar torak.
2 Mesin bakar luar (External Combustion Engine)
Pada mesin pembakaran luar fuida kerja yang dihasilkan terdapat di luar
mesin tersebut. Energi thermal dan gas hasil pembakaran dipindahkan ke
dalam mesin melalui beberapa dinding pemisah.
Contoh: kereta uap.
b Berdasarkan Sistem Penyalaan
1 Motor bensin
Motor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut
dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga
api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara
ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran
dengan udara ini menghasilkan daya. Di dalam siklus otto
pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas
konstanta.
karena motor
bahan bakar
(siklus ideal)
pada volume
2 Motor diesel
Motor diesel adalah motor bakar torak yang berbeda dengan motor bensin.
Proses penyalaannya bukan menggunakan loncatan bunga api listrik. Pada
waktu torak hampir mencapai titik TMA bahan bakar disemprotkan ke dalam
ruang bakar. Terjadilah pembakaran pada ruang bakar pada saat udara
udara dalam silinder sudah bertemperatur tinggi. Persyaratan ini dapat
terpenuhi apabila perbandingan kompresi yang digunakan cukup tinggi,
yaitu berkisar 12-25.
MOTOR BENSIN
A. Pengertian Motor Bensin
Secara umum pengertian motor bakar diartikan sebagai pesawat yang
dapat mengubah suatu bentuk energi thermal menjadi bentuk energi
mekanik. Motor bakar dapat pula diartikan sebagai pesawat dan energi kerja
mekaniknya diperoleh dari pembakaran bahan bakar dalam pesawat itu
sendiri. Oleh karena itu, motor bakar yang pembakarannya terjadi di dalam
pesawat itu sendiri disebut pesawat tenaga dengan pembakaran dalam
(Internal Combustion Engine).
Pada mulanya perkembangan motor bakar torak dengan motor bakar
bensin ditemukan oleh Nichollus Otto pada tahun 1876. Karena bentuknya
kecil dan tenaganya besar juga mudah dihidupkan dan sangat praktis, maka
memberikan kemungkinan untuk dapat mempergunakan motor tersebut
diberbagai lapangan kerja dengan aneka macam ragamnya. Motor bakar
torak menggunakan silinder tunggal atau beberapa silinder. Salah satu
fungsi torak disini adalah sebagai pendukung terjadinya pembakaran pada
motor bakar. Tenaga panas yang dihasilkan dari pembakaran diteruskan
torak ke batang torak, kemudian diteruskan ke poros engkol yang mana
poros engkol nantinya akan diubah menjadi gesekan putar.
B. Siklus Teoritis Motor Bensin
Siklus termodinamika adalah serangkaian perubahan keadaan berturut-turut
yang dialami oleh sejumlah gas, sehingga dapat kembali ke keadaan semula
baik tekanan volume maupun temperaturnya. Untuk motor bensin digunakan
siklus Otto (Otto Cycle) di mana proses pemasukan kalor berlangsung pada
volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah:
1. Kompresi berlangsung isontropis.
2. Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu.
3. Ekspansi isentropis
a) Siklus Termodinamika
Konversi energi yang terjadi pada motor bakar torak berdasarkan pada siklus
termodinamika. Proses sebenarnya amat komplek, sehingga analisa
dilakukan pada kondisi ideal dengan fuida kerja udara.
Idealisasi proses tersebut sebagai berikut:
1 Fluida kerja dari awal proses hingga akhir proses.
2 Panas jenis dianggap konstan meskipun terjadi perubahan temperatur
pada udara.
3 Proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara adiabatik, tidak terjadi
perpindahan
panas antara gas dan dinding silinder.
4 Sifat-sifat kimia fuida kerja tidak berubah selama siklus berlangsung.
5 Motor 2 (dua) langkah mempunyai siklus termodinamika yang sama
dengan motor 4(empat) langkah.
Gambar 1. Diagram P-V dan T-S siklus termodinamika
b) Siklus Otto (Siklus udara volume konstan)
Pada siklus otto atau siklus volume konstan proses pembakaran terjadi pada
volume konstan, sedangkan siklus otto tersebu ada yang berlangsung
dengan 4 (empat) langkah atau 2 (dua) langkah. Untuk mesin 4 (empat)
langkah siklus kerja terjadi dengan 4 (empat) langkah piston atau 2 (dua)
poros engkol. Adapun langkah dalam siklus otto yaitu gerakan piston dari
titik puncak (TMA=titik mati atas) ke posisi bawah (TMB=titik mati bawah)
dalam silinder.
Gambar 2. Diagram P-V dan T-S siklus otto
Proses siklus otto sebagai berikut :
Proses 1-2 : proses kompresi isentropic (adiabatic reversible) dimana piston
bergerak menuju (TMA=titik mati atas) mengkompresikan udara sampai
volume clearance sehingga tekanan dan temperatur udara naik.
Proses 2-3 : pemasukan kalor konstan, piston sesaat pada (TMA=titik mati
atas) bersamaan kalor suplai dari sekelilingnya serta tekanan dan
temperature meningkat hingga nilai maksimum dalam siklus.
Proses 3-4 : proses isentropik udara panas dengan tekanan tinggi
mendorong piston turun menuju (TMB=titik mati bawah), energi dilepaskan
disekeliling berupa internal energi.
Proses 4-1 : proses pelepasan kalor pada volume konstan piston sesaat pada
(TMB=titik
mati bawah) dengan mentransfer kalor ke sekeliling dan kembali mlangkah
pada titik awal.
C.Prinsip Kerja Motor Bensin
Berdasarkan prinsipnya, terdapat 2 (dua) prinsip pada motor bakar torak,
yaitu: 4 (empat) langkah dan 2 (dua) langkah. Adapun prinsip kerja motor
bakar 4 (empat) langkah dan 2 (dua) langkah adalah sebagai berikut:
1) Motor Bensin 4 (empat) Langkah
1.1) Bagian – bagian motor bensin 4 (empat) langkah
Gambar 3. Bagian – bagian motor bensin 4 langkah
a) Silinder ; Tempat untuk berlangsungnya proses atau siklus dari motor.
b) Torak ; Untuk mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan isap dan
tekan, juga sebaliknya untuk mengubah pembakaran menjadi tenaga
mekanik (gerak bolak-balik).
c) Cincin Torak ; Untuk mencegah kebocoran antara dinding silinder
dengan torak.
d) Pena Torak ; Untuk menghubungkan torak dengan batang torak.
e) Pena Engkol ; Untuk menghubungkan poros engkol dengan batang
torak.
f) Poros Engkol ; Untuk mengubah gerakan bolak-balik torak menjadi gerak
putar pada
sumbu utama motor.
g) Batang Torak ; Untuk meneruskan gaya dari torak ke poros engkol.
h) Saluran Masuk ; Saluran yang dihubungkan dengan karburator, tempat
pencampuran antara udara dengan bahan bakar dan dapat masuk ke silinder
dalam keadaan sudah tercampur.
i) Saluran Buang ; Saluran untuk mengeluarkan gas-gas buang yang
dihubungkan dengan knalpot.
j) Katup Masuk ; Untuk mengatur pemasukan bensin dan udara ke dalam
silinderyang digerakkan oleh poros nok dan ditutup oleh pegas katup.
k) Katup Buang ; Untuk mengatur pembuangan gas-gas bekas pembakaran
yang di gerakkan oleh poros nok dan di tutup oleh pegas katup sebagaimana
halnya pada katup masuk.
l) Busi ; Bagian dari pengapian, yaitu untuk memulainya pembakaran bahan
bakar di dalam silinder dengan bunga api listrik yang meloncat dari
elektrode ke tengah-tengah elektrode sisi.
m) Ruang Engkol ; Untuk oli pelumas dan ruang gerak sumbu engkol.
n) Karburator ; Untuk mencampur bahan bakar (Bensin) dengan udara
supaya tercampur dengan halus(seperti kabut).
o) Sistem Pengapian ; Dapat membangkitkan bunga api listrik pada busi,
untuk keperluan pembakaran bahan bakar di dalam silinder.
p) Poros Nok ; Untuk membuka katup-katup dan keluar yang di gerakkan
oleh timing gear melalui sabuk gilir atau rantai keting.
1.2) Prinsip Kerja Motor Bensin 4 (empat) Langkah
Yang dimaksud dengan motor bakar 4 (empat) langkah adalah bila 1 (satu)
kali proses pembakaran terjadi pada setiap 4 (empat) langkah gerakan
piston atau 2 (dua) kali putaran poros engkol. Dengan anggapan bahwa
katup masuk dan katup buang terbuka tepat pada waktu piston berada pada
TMA dan TMB, maka siklus motor 4 (empat) langkah dapat diterangkan
sebagai berikut:
Gambar 4. prinsip kerja motor 4 (empat) langkah
MOTOR DIESEL
A. Pengertian Motor Diesel
Motor bakar diesel merupakan mesin pembakaran internal yang
menggunakan panas kompresi untuk melakukan pembakaran pada bahan
bakar. Secara sederhana mesin diesel bekerja dengan cara menginjeksikan
bahan bakar ke dalam ruangan yang telah dikompresi dan memiliki suhu
yang tinggi sehingga bahan bakar langsung berubah menjadi uap dan
meledak. Adanya ledakan ini menyebabkan terbentuknya tenaga untuk
menggerakan mesin-mesin pertanian, generator dan lain sebagainnya. Pada
langkah isap hanyalah udara segar yang masuk kedalam silinder.Pada waktu
torak hampir mencapai TMA bahan bakar disemprotkan kedalam silinder.
Terjadilah penyalaanan untuk pembakaran, pada saat udara masuk kedalam
silinder sudah bertemperatur tinggi.
B. Prinsip Dasar Motor Diesel
Mesin empat langkah adalah mesin yang melengkapi satu siklusnya yang
terdiri dari proses kompresi, ekspansi, buang dan hisap selama dua putaran
poros engkol. Prinsip kerja motor diesel empat langkah di gambarkan pada
gambar 2.1 dibawah ini.
Gambar 5. Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah
Prinsip kerja motor diesel dapat dipahami dengan mempelajari urutan
langkah kerja dalam menghasilkan satu usaha untuk memutar poros engkol.
Urutan langkah kerjanya sebagai berikut :
a). Langkah Hisap.
Piston (torak) bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka dan katup
buang tertutup. Udara murni terhisap masuk ke dalam selinder diakibatkan
oleh dua hal.Pertama,karena kevakuman ruang selinder akibat semakin
memperbesar volume karena gerakan torak dari titik mati atas (TMA) ke titik
mati bawah (TMB), dan kedua, karena katup masuk (hisap) yang terbuka.
Gambar 5. (diagram kerja katup motor diesel 4 tak), tanda panah putih
melambangkan derajad pembukaan katup hisap. Katup hisap ternyata mulai
membuka beberapa derajat sebelum torak (piston) mencapai TMA (dalam
contoh : 100 sebelum TMA) dan menutup kembali beberapa derajad setelah
TMB (dalam contoh : 490 setelah TMB).
b).Langkah Kompresi.
Poros engkol berputar, kedua katup tertutup rapat, piston (torak) bergerak
dari TMB ke TMA. Udara murni yang terhisap ke dalam selinder saat langkah
hisap, dikompresi hingga tekanan dan suhunya naik mencapai 35 atm
dengan temperatur 500-8000C (pada perbandingan kompresi 20 : 1).Gambar
2.1.1 menunjukkan katup hisap baru menutup kembali setelah beberapa
derajad setelah TMB (dalam contoh : 490 setelah TMB). Dengan kata lain,
langkah kompresi efektif baru terjadi setelah katup masuk (hisap) benarbenar tertutup.
c). Langkah Usaha (pembakaran).
Poros engkol terus berputar, beberapa derajad sebelum torak mencapai
TMA, injector(penyemprot bahan bakar) menginjeksikan bahan bakar ke
ruang bakar (di atas torak piston). Bahan bakar yang diinjeksikan dengan
tekanan tinggi (150-300 atm) akan membentuk partikel-partikel kecil (kabut)
yang akan menguap dan terbakar dengan cepat karena adanya temperatur
ruang bakar yang tinggi (500-8000C). Pembakaran maksimal tidak
terjadi langsung saat bahan
keterlambatan pembakaran
bakar
diinjeksikan,
tetapi
mengalami
(ignition delay). Dengan demikian meskipun saat injeksi terjadi sebelum TMA
tetapi tekanan
maksimum pembakaran tetap
keterlambatan pembakaran
terjadi
setelah
TMA
akibat
adanya
(ignition delay). Proses pembakaran ini akan menghasilkan tekanan balik
kepada piston (torak) sehingga piston akan terodorong ke bawah beberapa
saat setelah mencapai TMA
sehingga bergerak dari TMA ke TMB.Gaya akibat tekanan pembakaran yang
mendorong
piston ke bawah diteruskan oleh batang piston (torak) untuk memutar poros
engkol. Poros
engkol inilah yang berfungsi sebagai pengubah gerak naik turun torak
menjadi gerak putar
yang menghasilkan tenaga putar pada motor diesel.
d). Langkah Pembuangan
Katup buang terbuka dan piston bergerak dari TMB ke TMA. Karena adanya
gaya kelembamam yang dimiliki oleh roda gaya (fy wheel) yang seporos
dengan poros engkol, maka saat langkah usaha berakhir,,poros engkol tetap
berputar. Hal tersebut menyebabkan torak bergerak dari TMB ke TMA.Karena
katup buang terbuka, maka gas sisa pembakaran terdorong keluar oleh
gerakan torak dari TMB ke TMA. Setelah langkah ini berakhir, langkah kerja
motor diesel 4 langkah (4 tak) akan kembali lagi ke langkah hisap.Proses
yang berulang-ulang.
Mekanisme katup pada motor diesel generator 4 tak berfungsi untuk
mengatur pemasukan udara murni dan pengeluaran gas sisa pembakaran
dengan cara membuka dan menutup kedua katup. Mekanisme katup pada
motor diesel 4 tak terdiri dari : poros bubungan (camshaft), pengungkit
(tappet), batang pendorong (pushrod), tuas penekan katup (rocker arm) dan
katup beserta pegas pengembalinya.Cara kerja mekanisme katup yaitu :
saat motor bekerja roda gigi poros engkol berputar menggerakkan roda gigi
bubungan sehingga poros bubungan juga ikut berputar.Karena permukaan
poros bubungan berbentuk eksentris (lonjong) maka pengungkit (tappet)
yang berhubungan dengannya cenderung bergerak naik
turun sesuai dengan bentuk permukaan poros bubungan yang
menggerakkannya.Gerak naik turun tappet tersebut diteruskan oleh batang
pendorong (push-rod) ke tuas penekan katup (rocker-arm) sehingga
menekan (katup terbuka) dan membebaskan katup (katup tertutup) secara
bergantian mengikuti putaran poros bubungan yang lonjong (eksentrik).
C. Kelebihan dan Kekurangan Motor Diesel VS Motor Bensin
Kelebihan dan kekurangan dari penggunaan motor bakar diesel adalah
harganya lebih ekonomis. Lebih ekonomis dibanding motor bakar bensin
karena motor bakar diesel memiliki efsiensi yang lebih tinggi dan harga
bahan bakar solar lebih murah daripada bensin. Motor diesel lebih aman
dibanding motor bensin yang lebih mudah terbakar. Motor diesel lebih
mudah perawatannya daripada motor bensin dan motor diesel lebih tahan
lama daripada motor bensin karena pada umumnya putarannya rendah dan
konstruksinya lebih kuat. Kendati demikian motor diesel memiliki beberapa
kekurangan seperti dayanya lebih besar dibanding motor bensin sehingga
menyebabkan ia menjadi tidak portable, lebih sukar hidup, dan getaran yang
dihasilkan lebih tinggi dibanding dengan motor bensin.
Dalam penggunaan di bidang industri perlu diperhatikan kebutuhan dari
penggunaan motor bakar tersebut. Jika motor yang diperlukan adalah yang
mempunyai kekuatan yang besar namun tidak perlu memiliki kecepatan
yang tinggi maka motor bakar diesel adalah pilihan yang paling sesuai.
Sedangkan jika menginginkan kecepatan yang tinggi maka sebaiknya
digunakan motor bakar bensin. Dalam menentukan motor yang akan
digunakan dalam sebuah indistri perlu dikaji penggunaan dari motor bakar
tersebut sehingga dapat memilih motor bakar yang paling sesuai.
( PR 6 )
Tugas Mata Kuliah Peralatan Fluida Termal
Disusun oleh:
Bima Anugrah Saputra (1410912007)
Dosen Pengampuh : Ir. Adly Havendri, M.Sc
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2017
MOTOR BAKAR
A. Pengertian Umum Motor Bakar
Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak
dipakai dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi
energi mekanik. Mesin yang bekerja dengan cara seperti ini disebut motor
pembakaran dalam (Internal Combustion Engine). Adapun mesin kalor yang
cara memperoleh energy dengan proses pembakaran di luar disebut motor
pembakaran luar (External Combustion Engine). Motor pembakaran dalam
adalah mesin yang memanfaatkan fuida kerja/gas panas hasil pembakaran,
di mana antara medium yang memanfaatkan fuida kerja dengan fuida
kerjanya tidak dipisahkan oleh dinding pemisah.
B. Klasifikasi Motor Bakar
Motor bakar dapat diklasifkasikan menjadi 2 (dua) macam. Adapun
pengklasifkasian motor bakar adalah sebagai berikut:
a Berdasarkan Sistem Pembakarannya
1 Mesin bakar dalam (Internal Combustion Engine).
Pada mesin pembakaran dalam fuida kerja yang dihasilkan pada mesin itu
sendiri, sehingga gas hasil pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi
sebagai fuida.
Contoh: motor bakar torak.
2 Mesin bakar luar (External Combustion Engine)
Pada mesin pembakaran luar fuida kerja yang dihasilkan terdapat di luar
mesin tersebut. Energi thermal dan gas hasil pembakaran dipindahkan ke
dalam mesin melalui beberapa dinding pemisah.
Contoh: kereta uap.
b Berdasarkan Sistem Penyalaan
1 Motor bensin
Motor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut
dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga
api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara
ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran
dengan udara ini menghasilkan daya. Di dalam siklus otto
pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas
konstanta.
karena motor
bahan bakar
(siklus ideal)
pada volume
2 Motor diesel
Motor diesel adalah motor bakar torak yang berbeda dengan motor bensin.
Proses penyalaannya bukan menggunakan loncatan bunga api listrik. Pada
waktu torak hampir mencapai titik TMA bahan bakar disemprotkan ke dalam
ruang bakar. Terjadilah pembakaran pada ruang bakar pada saat udara
udara dalam silinder sudah bertemperatur tinggi. Persyaratan ini dapat
terpenuhi apabila perbandingan kompresi yang digunakan cukup tinggi,
yaitu berkisar 12-25.
MOTOR BENSIN
A. Pengertian Motor Bensin
Secara umum pengertian motor bakar diartikan sebagai pesawat yang
dapat mengubah suatu bentuk energi thermal menjadi bentuk energi
mekanik. Motor bakar dapat pula diartikan sebagai pesawat dan energi kerja
mekaniknya diperoleh dari pembakaran bahan bakar dalam pesawat itu
sendiri. Oleh karena itu, motor bakar yang pembakarannya terjadi di dalam
pesawat itu sendiri disebut pesawat tenaga dengan pembakaran dalam
(Internal Combustion Engine).
Pada mulanya perkembangan motor bakar torak dengan motor bakar
bensin ditemukan oleh Nichollus Otto pada tahun 1876. Karena bentuknya
kecil dan tenaganya besar juga mudah dihidupkan dan sangat praktis, maka
memberikan kemungkinan untuk dapat mempergunakan motor tersebut
diberbagai lapangan kerja dengan aneka macam ragamnya. Motor bakar
torak menggunakan silinder tunggal atau beberapa silinder. Salah satu
fungsi torak disini adalah sebagai pendukung terjadinya pembakaran pada
motor bakar. Tenaga panas yang dihasilkan dari pembakaran diteruskan
torak ke batang torak, kemudian diteruskan ke poros engkol yang mana
poros engkol nantinya akan diubah menjadi gesekan putar.
B. Siklus Teoritis Motor Bensin
Siklus termodinamika adalah serangkaian perubahan keadaan berturut-turut
yang dialami oleh sejumlah gas, sehingga dapat kembali ke keadaan semula
baik tekanan volume maupun temperaturnya. Untuk motor bensin digunakan
siklus Otto (Otto Cycle) di mana proses pemasukan kalor berlangsung pada
volume konstan. Beberapa asumsi yang digunakan adalah:
1. Kompresi berlangsung isontropis.
2. Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu.
3. Ekspansi isentropis
a) Siklus Termodinamika
Konversi energi yang terjadi pada motor bakar torak berdasarkan pada siklus
termodinamika. Proses sebenarnya amat komplek, sehingga analisa
dilakukan pada kondisi ideal dengan fuida kerja udara.
Idealisasi proses tersebut sebagai berikut:
1 Fluida kerja dari awal proses hingga akhir proses.
2 Panas jenis dianggap konstan meskipun terjadi perubahan temperatur
pada udara.
3 Proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara adiabatik, tidak terjadi
perpindahan
panas antara gas dan dinding silinder.
4 Sifat-sifat kimia fuida kerja tidak berubah selama siklus berlangsung.
5 Motor 2 (dua) langkah mempunyai siklus termodinamika yang sama
dengan motor 4(empat) langkah.
Gambar 1. Diagram P-V dan T-S siklus termodinamika
b) Siklus Otto (Siklus udara volume konstan)
Pada siklus otto atau siklus volume konstan proses pembakaran terjadi pada
volume konstan, sedangkan siklus otto tersebu ada yang berlangsung
dengan 4 (empat) langkah atau 2 (dua) langkah. Untuk mesin 4 (empat)
langkah siklus kerja terjadi dengan 4 (empat) langkah piston atau 2 (dua)
poros engkol. Adapun langkah dalam siklus otto yaitu gerakan piston dari
titik puncak (TMA=titik mati atas) ke posisi bawah (TMB=titik mati bawah)
dalam silinder.
Gambar 2. Diagram P-V dan T-S siklus otto
Proses siklus otto sebagai berikut :
Proses 1-2 : proses kompresi isentropic (adiabatic reversible) dimana piston
bergerak menuju (TMA=titik mati atas) mengkompresikan udara sampai
volume clearance sehingga tekanan dan temperatur udara naik.
Proses 2-3 : pemasukan kalor konstan, piston sesaat pada (TMA=titik mati
atas) bersamaan kalor suplai dari sekelilingnya serta tekanan dan
temperature meningkat hingga nilai maksimum dalam siklus.
Proses 3-4 : proses isentropik udara panas dengan tekanan tinggi
mendorong piston turun menuju (TMB=titik mati bawah), energi dilepaskan
disekeliling berupa internal energi.
Proses 4-1 : proses pelepasan kalor pada volume konstan piston sesaat pada
(TMB=titik
mati bawah) dengan mentransfer kalor ke sekeliling dan kembali mlangkah
pada titik awal.
C.Prinsip Kerja Motor Bensin
Berdasarkan prinsipnya, terdapat 2 (dua) prinsip pada motor bakar torak,
yaitu: 4 (empat) langkah dan 2 (dua) langkah. Adapun prinsip kerja motor
bakar 4 (empat) langkah dan 2 (dua) langkah adalah sebagai berikut:
1) Motor Bensin 4 (empat) Langkah
1.1) Bagian – bagian motor bensin 4 (empat) langkah
Gambar 3. Bagian – bagian motor bensin 4 langkah
a) Silinder ; Tempat untuk berlangsungnya proses atau siklus dari motor.
b) Torak ; Untuk mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan isap dan
tekan, juga sebaliknya untuk mengubah pembakaran menjadi tenaga
mekanik (gerak bolak-balik).
c) Cincin Torak ; Untuk mencegah kebocoran antara dinding silinder
dengan torak.
d) Pena Torak ; Untuk menghubungkan torak dengan batang torak.
e) Pena Engkol ; Untuk menghubungkan poros engkol dengan batang
torak.
f) Poros Engkol ; Untuk mengubah gerakan bolak-balik torak menjadi gerak
putar pada
sumbu utama motor.
g) Batang Torak ; Untuk meneruskan gaya dari torak ke poros engkol.
h) Saluran Masuk ; Saluran yang dihubungkan dengan karburator, tempat
pencampuran antara udara dengan bahan bakar dan dapat masuk ke silinder
dalam keadaan sudah tercampur.
i) Saluran Buang ; Saluran untuk mengeluarkan gas-gas buang yang
dihubungkan dengan knalpot.
j) Katup Masuk ; Untuk mengatur pemasukan bensin dan udara ke dalam
silinderyang digerakkan oleh poros nok dan ditutup oleh pegas katup.
k) Katup Buang ; Untuk mengatur pembuangan gas-gas bekas pembakaran
yang di gerakkan oleh poros nok dan di tutup oleh pegas katup sebagaimana
halnya pada katup masuk.
l) Busi ; Bagian dari pengapian, yaitu untuk memulainya pembakaran bahan
bakar di dalam silinder dengan bunga api listrik yang meloncat dari
elektrode ke tengah-tengah elektrode sisi.
m) Ruang Engkol ; Untuk oli pelumas dan ruang gerak sumbu engkol.
n) Karburator ; Untuk mencampur bahan bakar (Bensin) dengan udara
supaya tercampur dengan halus(seperti kabut).
o) Sistem Pengapian ; Dapat membangkitkan bunga api listrik pada busi,
untuk keperluan pembakaran bahan bakar di dalam silinder.
p) Poros Nok ; Untuk membuka katup-katup dan keluar yang di gerakkan
oleh timing gear melalui sabuk gilir atau rantai keting.
1.2) Prinsip Kerja Motor Bensin 4 (empat) Langkah
Yang dimaksud dengan motor bakar 4 (empat) langkah adalah bila 1 (satu)
kali proses pembakaran terjadi pada setiap 4 (empat) langkah gerakan
piston atau 2 (dua) kali putaran poros engkol. Dengan anggapan bahwa
katup masuk dan katup buang terbuka tepat pada waktu piston berada pada
TMA dan TMB, maka siklus motor 4 (empat) langkah dapat diterangkan
sebagai berikut:
Gambar 4. prinsip kerja motor 4 (empat) langkah
MOTOR DIESEL
A. Pengertian Motor Diesel
Motor bakar diesel merupakan mesin pembakaran internal yang
menggunakan panas kompresi untuk melakukan pembakaran pada bahan
bakar. Secara sederhana mesin diesel bekerja dengan cara menginjeksikan
bahan bakar ke dalam ruangan yang telah dikompresi dan memiliki suhu
yang tinggi sehingga bahan bakar langsung berubah menjadi uap dan
meledak. Adanya ledakan ini menyebabkan terbentuknya tenaga untuk
menggerakan mesin-mesin pertanian, generator dan lain sebagainnya. Pada
langkah isap hanyalah udara segar yang masuk kedalam silinder.Pada waktu
torak hampir mencapai TMA bahan bakar disemprotkan kedalam silinder.
Terjadilah penyalaanan untuk pembakaran, pada saat udara masuk kedalam
silinder sudah bertemperatur tinggi.
B. Prinsip Dasar Motor Diesel
Mesin empat langkah adalah mesin yang melengkapi satu siklusnya yang
terdiri dari proses kompresi, ekspansi, buang dan hisap selama dua putaran
poros engkol. Prinsip kerja motor diesel empat langkah di gambarkan pada
gambar 2.1 dibawah ini.
Gambar 5. Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah
Prinsip kerja motor diesel dapat dipahami dengan mempelajari urutan
langkah kerja dalam menghasilkan satu usaha untuk memutar poros engkol.
Urutan langkah kerjanya sebagai berikut :
a). Langkah Hisap.
Piston (torak) bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka dan katup
buang tertutup. Udara murni terhisap masuk ke dalam selinder diakibatkan
oleh dua hal.Pertama,karena kevakuman ruang selinder akibat semakin
memperbesar volume karena gerakan torak dari titik mati atas (TMA) ke titik
mati bawah (TMB), dan kedua, karena katup masuk (hisap) yang terbuka.
Gambar 5. (diagram kerja katup motor diesel 4 tak), tanda panah putih
melambangkan derajad pembukaan katup hisap. Katup hisap ternyata mulai
membuka beberapa derajat sebelum torak (piston) mencapai TMA (dalam
contoh : 100 sebelum TMA) dan menutup kembali beberapa derajad setelah
TMB (dalam contoh : 490 setelah TMB).
b).Langkah Kompresi.
Poros engkol berputar, kedua katup tertutup rapat, piston (torak) bergerak
dari TMB ke TMA. Udara murni yang terhisap ke dalam selinder saat langkah
hisap, dikompresi hingga tekanan dan suhunya naik mencapai 35 atm
dengan temperatur 500-8000C (pada perbandingan kompresi 20 : 1).Gambar
2.1.1 menunjukkan katup hisap baru menutup kembali setelah beberapa
derajad setelah TMB (dalam contoh : 490 setelah TMB). Dengan kata lain,
langkah kompresi efektif baru terjadi setelah katup masuk (hisap) benarbenar tertutup.
c). Langkah Usaha (pembakaran).
Poros engkol terus berputar, beberapa derajad sebelum torak mencapai
TMA, injector(penyemprot bahan bakar) menginjeksikan bahan bakar ke
ruang bakar (di atas torak piston). Bahan bakar yang diinjeksikan dengan
tekanan tinggi (150-300 atm) akan membentuk partikel-partikel kecil (kabut)
yang akan menguap dan terbakar dengan cepat karena adanya temperatur
ruang bakar yang tinggi (500-8000C). Pembakaran maksimal tidak
terjadi langsung saat bahan
keterlambatan pembakaran
bakar
diinjeksikan,
tetapi
mengalami
(ignition delay). Dengan demikian meskipun saat injeksi terjadi sebelum TMA
tetapi tekanan
maksimum pembakaran tetap
keterlambatan pembakaran
terjadi
setelah
TMA
akibat
adanya
(ignition delay). Proses pembakaran ini akan menghasilkan tekanan balik
kepada piston (torak) sehingga piston akan terodorong ke bawah beberapa
saat setelah mencapai TMA
sehingga bergerak dari TMA ke TMB.Gaya akibat tekanan pembakaran yang
mendorong
piston ke bawah diteruskan oleh batang piston (torak) untuk memutar poros
engkol. Poros
engkol inilah yang berfungsi sebagai pengubah gerak naik turun torak
menjadi gerak putar
yang menghasilkan tenaga putar pada motor diesel.
d). Langkah Pembuangan
Katup buang terbuka dan piston bergerak dari TMB ke TMA. Karena adanya
gaya kelembamam yang dimiliki oleh roda gaya (fy wheel) yang seporos
dengan poros engkol, maka saat langkah usaha berakhir,,poros engkol tetap
berputar. Hal tersebut menyebabkan torak bergerak dari TMB ke TMA.Karena
katup buang terbuka, maka gas sisa pembakaran terdorong keluar oleh
gerakan torak dari TMB ke TMA. Setelah langkah ini berakhir, langkah kerja
motor diesel 4 langkah (4 tak) akan kembali lagi ke langkah hisap.Proses
yang berulang-ulang.
Mekanisme katup pada motor diesel generator 4 tak berfungsi untuk
mengatur pemasukan udara murni dan pengeluaran gas sisa pembakaran
dengan cara membuka dan menutup kedua katup. Mekanisme katup pada
motor diesel 4 tak terdiri dari : poros bubungan (camshaft), pengungkit
(tappet), batang pendorong (pushrod), tuas penekan katup (rocker arm) dan
katup beserta pegas pengembalinya.Cara kerja mekanisme katup yaitu :
saat motor bekerja roda gigi poros engkol berputar menggerakkan roda gigi
bubungan sehingga poros bubungan juga ikut berputar.Karena permukaan
poros bubungan berbentuk eksentris (lonjong) maka pengungkit (tappet)
yang berhubungan dengannya cenderung bergerak naik
turun sesuai dengan bentuk permukaan poros bubungan yang
menggerakkannya.Gerak naik turun tappet tersebut diteruskan oleh batang
pendorong (push-rod) ke tuas penekan katup (rocker-arm) sehingga
menekan (katup terbuka) dan membebaskan katup (katup tertutup) secara
bergantian mengikuti putaran poros bubungan yang lonjong (eksentrik).
C. Kelebihan dan Kekurangan Motor Diesel VS Motor Bensin
Kelebihan dan kekurangan dari penggunaan motor bakar diesel adalah
harganya lebih ekonomis. Lebih ekonomis dibanding motor bakar bensin
karena motor bakar diesel memiliki efsiensi yang lebih tinggi dan harga
bahan bakar solar lebih murah daripada bensin. Motor diesel lebih aman
dibanding motor bensin yang lebih mudah terbakar. Motor diesel lebih
mudah perawatannya daripada motor bensin dan motor diesel lebih tahan
lama daripada motor bensin karena pada umumnya putarannya rendah dan
konstruksinya lebih kuat. Kendati demikian motor diesel memiliki beberapa
kekurangan seperti dayanya lebih besar dibanding motor bensin sehingga
menyebabkan ia menjadi tidak portable, lebih sukar hidup, dan getaran yang
dihasilkan lebih tinggi dibanding dengan motor bensin.
Dalam penggunaan di bidang industri perlu diperhatikan kebutuhan dari
penggunaan motor bakar tersebut. Jika motor yang diperlukan adalah yang
mempunyai kekuatan yang besar namun tidak perlu memiliki kecepatan
yang tinggi maka motor bakar diesel adalah pilihan yang paling sesuai.
Sedangkan jika menginginkan kecepatan yang tinggi maka sebaiknya
digunakan motor bakar bensin. Dalam menentukan motor yang akan
digunakan dalam sebuah indistri perlu dikaji penggunaan dari motor bakar
tersebut sehingga dapat memilih motor bakar yang paling sesuai.