PRINSIP KERJA MOTOR BAKAR( Laporan Praktikum Motor Bakar dan Traktor Pertanian )

Oleh:

Kelompok V (Lima)1. Fanya Alfacia Arafat 13140710222. Fery Yanto 13140710253. Galih Pratama 13140710264. Haposan Simorangkir 13140710275. Hendri Setiawan 1314071028

LABORATORIUM DAYA ALAT DAN MESIN PERTANIANJURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNG

2014

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDalam menjalankan roda pertanian tentunya kita membutuhkan suatu teknologi.Semua itu tentunya membutuhkan biaya yang cukup mahal. Namun, bagi parapetani akan sulit untuk menjangkaunya sehingga mereka akan kesulitanmenjalankan roda pertanian mereka. Jangankan mesin pertanian, alat-alat yangmendasar pun mereka masih ragu menggunakannya. Banyak alsintan impor dariChina dan hal itu membuat petani hanya bias menjadi konsumen. Sementara itubelum tentu kualitas standarisasi alsintan impor lebih baik dibandingkan denganalsintan lokal.Motor bakar merupakan salah satu sumber tenaga penggerak yang banyak dipakaidi bidang pertanian. Motor bakar mempunyai peran penting di bidang pertanian.Motor bakar banyak dipakai pada berbagai pemanfaatan, antara lain: traktor,pompa air, bengkel pertanian, gilingan padi / gabah / beras, penggerak padamesin-mesin pengolah hasil pertanian, sarana angkut di perkebunan untukpengangkutan alat, bahan, dan hasil pertanian. Seperti namanya (motor bakar)menghasilkan kerja melalui proses pembakaran. Dalam proses pembakarantersebut tentunya melalui prinsip atau langkah-langkah kerja motor bakar dalammenghasilkan energy untuk melakukan suatu pekerjaan misalnya traktor untukmembajak. Oleh sebab itu, praktikum kali ini kita akan melakukan pengenalanterhadap prinsi-prinsip kerja motor bakar 2 tak dan 4 tak dari motor bakar bensinmaupun diesel.

2.1 Tujuan PraktikumUntuk memahami prinsip kerja motor bakar dilihat dari tahapan proses ataulangkah-langkah untuk menghasilkan daya kerja mekanis.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Motor bakar dalam bekerja dengan cara membakar bahan bakar dengan campuranudara dalam ruang bakar. Proses ini menghasikan kerja dan panas. Panas berlebihyang ditimbulkan dari proses ini dapat mengganggu kinerja mesin. Oleh karenaitu motor bakar atau mesin memerlukan sebuah sistem pendingin untuk mencgahpanas berlebih yang mungkin timbul. Selain dari proses pembakaran, panas jugaditimbulkan oleh gesekan antara komponen-komponen mesin yang bergerak. Halini sesuai dengan hukum fisika, dimana energi gerak pada benda yang bergesekansebagian akan diubah menjadi panas (Carey,1968).Pendinginan motor adalah usaha untuk menghindarkan kenaikan temperatur yangtinggi disebabkan oleh adanya pembakaran yang terjadi di dalam silinder, katup,dan bagian lainnya termasuk minyak pelumas yang seharusnya berfungsi untukmelumasi bagian-bagian tersebut. Pendinginan juga berfungsi untuk mengontroltemperatur kerja pada beemacam-macam keadaan, kecepatan, muatan, dan kalaudiperlukan membantu menaikkan temperatur motor dengan cepat jika temperaturterlalu rendah. Jika dilihat dari bahan pendingin, pendinginan motor dibedakanatas dua macam, yaitu (Jama, 1979):

a. Pendinginan air (pendinginan tidak lansung)b. Pendinginan udara (pendinginan langsung)

Motor-motor yang menggunakan udara sebagai pendinginnya, pada blokmotornya tidak dilengkapi dengan celah-celah air (water jacket), tapi pada bagianluar blok motornya dilengkapi rusuk-rusuk pendingin. Pada pendinginan mesinsecara langsung digunakan hembusan udara pada sirip-sirip pendingin mesin yangdibuat pada bagian silinder dan kepala silinder, sedangkan pada mesin yangmenggunakan pendinginan tidak langsung digunakan air pendingin (Saleh,1972).Untuk mengurangi bunyi-bunyian yang ditimbulkan oleh bagian-bagianyang bergesekan maka diperlukan adanya pelumasan yang sempurna. Denganadanya pelumasan ini bagian-bagian yang bergesekan seperti metal-metal, roda-roda gigi, dan sebagainya tidak menjadi terlalu panas, sehingga tidak lekasmenjadi aus (Saleh, 1972).

Motorbakar torak terbagi menjadi 2 jenis utama ialah motor bensin dan motordiesel. Perbedaan yang utama dari kedua jenis motor bakar torak tersebut ialahpada sistem penyalaannya. Pada motor bensin, bahan bakar dinyalakan denganloncatan bunga api listrik. Pada motor diesel, penyalaan terjadi karena bahanbakar disemprotkan ke dalam ruang silinder yang bersuhu dan bertekanan tinggi.Proses pembakaran yang terjadi pada motor bensin sedikit berbeda dengan padamotor diesel. Karena penyalaannya terjadi dengan cara diberikannya percik apikepada campuran bahan bakar dan udara yang bertekanan dan bersuhu tinggi,maka proses pembakarannya berlangsung secara sangat cepat. Sedangkan padamotor diesel, proses penyalaan bahan bakar terjadi dengan cara disemprotkannyabahan bakar ke dalam ruang silinder berisi udara panas yang suhunya melebihititik nyala bahan bakar tersebut. Dengan demikian ketika bahan bakardisemprotkan, bahan bakar tersebut akan bercampur dengan udara panas danseketika terjadi penyalaan. Namun pembakaran seluruh bahan bakar tidak bisaberlangsung secara seketika karena proses penyemprotan bahan bakarmemerlukan waktu yang relatif lama. Pada saat berlangsung penyemprotan bahanbakar tersebut, torak sudah bergerak menjauh dari TMA (Tasliman, 2001).

Proses pembakaran akan terjadi bila ada bahan bakar, ada oksigen, danadanya suhu yang tinggi. Suhu yang tinggi tersebut harus mencapai titik bakarbahan bakar, walaupun suhu tinggi tetapi bila titik bakar tidak tercapai, makatidak akan terjadi pembakaran. Pada motor bensin, suhu yang tinggi ditimbulkanoleh udara dan bahan bakar yang ditekan dalam silinder kemudian titik bakardicapai dengan memercikkan bunga api listrik, sedang pada motor diesel suhuyang tinggi diakibatkan karena adanya udara yang dimampatkan dalam silindersehingga titik bakar dapat dicapai dengan pemampatan udara ini (Munandar,1979).

III. METODOLOGI

3.1 Waktu dan TempatPraktikum mata kuliah Motor Bakar dan Traktor Pertanian dengan judul PrinsipKerja Motor Bakar ini dilaksanakan pada hari Senin tanggal 15 September 2014pukul 15.00 16.40 WIB, di Laboratorium Daya Alat dan Mesin Pertanian,Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

3.2 Alat dan BahanAdapun bahan yang digunakan pada praktikum Prinsip Kerja Motor Bakar yaitubuku atau kertas untuk mencatat Prinsip kerja atau langkah-langkah bekerjanyamotor bakar dan mesin traktor.

Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu contoh mesin motor bakarbensin 2 tak dan 4 tak, serta motor bakar diesel.

3.3 Diagram AlirMotor Bakar Bensin 2 tak

Motor Bakar Bensin 4 tak

Dimulai langkah hisap (Up Ward Stroke)

Dimulai langkah buang (Down Ward Stroke)

Dimulai langkah intake (Penghisapan)

Kemudian dilanjutkan kelangkah kompresi

Lalu langkah combustion

Dilanjutkan langkah exhaut (Pembuangan)

Motor Bakar DieselDimulai langkah hisap/pemasukan

Dilanjutkan langkah kompresi

Setelah itu kelangkah usaha

Dilanjutkan kelangkah terakhir yaitu buang

IV. HASIL DAN PEMBAHSAN

4.1 HasilAdapun hasil dari pengamatan praktikum Prinsip Kerja Motor bakar adalah:No Motor Bakar Mesin Langkah

1 Bensin

2 tak

Motor bakar 2 takmemiliki proses kerjalebih simple yaituhanya 2 kali langkahdan lebih boros dalampenggunaan bahanbakar

4 tak

Motor bakar 4 takmemilki proses kerjalebih panjangdibandingkan dengan 2tak karena memiliki 4langkah kerja untukmenghasilkan energydan lebih iritpenggunaan bahanbakarnya

2 Diesel 4 tak

Motor bakar 4 tak padamotor bakar dieselmemiliki proses kerjasama dengan motor 4tak bensin yaitumemilki proses kerja 4langkah untukmenghasilkan energydan lebih iritpenggunaan bahanbakarnya

4.2 PembahasanDalam praktikum ini dilakukan pengamatan terhadap prinsip kerja motor bensin 2tak, 4 tak dan motor diesel.

Motor bakar bensin 2 takSepada motor dua tak adalah sepeda motoryang bermesin dua langkah, artinya dalam satusiklus kerja dibutuhkan dua langkah, yaitulangkah isap dan langkah buang. Dengan katalain mesin 2 tak adalah mesin yang memilikisiklus kerja dua gerakan piston dalam satu kaliputaran poros engkol.Titik tertinggi yangdicapai piston adalah titik mati atas (TMA).Dan titik terendah yang dicapai piston adalahtitik mati bawah (TMB). Gerakan seher dari TMB ke TMA disebut satu langkahpiston (stroke) atau sama dengan setengah putaran poros engkol.

1. Langkah Isap (Up Ward Stroke)Pada langkah isap piston bergerak naik dari TMB menuju TMA. Pada saatpiston diposisi TMB, bahan bakar yang berada di bawah piston didorong dankeluar dari saluran pembilasan. Proses selanjutnya, bahan bakar yang keluardari saluran pemblasan didorong piston sampai mencapai posoisi TMA. Padasaat hamper mencapai TMA, piston menutup saluran pembuangan dan saluranpembilasan. Akibatnya, saluran pemasukan bahan bakar terbuka yangmenyebabkan bahan bakar secara otomatis masuk melalui saluran pemasukandi bawah piston. Bahan bakar yang telah ada disilinder ditekan naik olehpiston sampai mencapai posisi TMA. Tekanan di silinder meningkat,kemudian bunga api dari busi membakar bahan bakar dan udara menjadiletusan.2. Langkah Buang (Down Ward Stroke)Letusan tersebut menghasilkan tenaga yang digunakan untuk mendorongpiston bergerak turun dari TMA menuju TMB. Piston bergerak turun akanmendorong bahan bakar yang berada di bawah piston menuju saluranpembilasan. Saat piston bergerak turun saluran buang dan saluran pembilasandalam keadaan terbuka. Gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melaluisaluran pembuangan menuju knalpot akibat desakan bahan bakar dan udarayang masuk dalam silinder melalui saluran pembilasan. Dengan terbuangnya

gas sisa hasil pembakaran, kerja mesin 2 tak selesai untuk satu proses kerja(Siklus). Proses up ward stroke dan down ward stroke akan terus bekerja silihberganti.Mesin motor 2 tak ini terkena boros ini dikarenakan bensin akan terbuang saatkompresi, karena bensin akan keluar pada saluran pembuangan. Karena bensinsudah masuk di ruang pembakaran dan pada saluran pembuangan sejajardengan piston saat TMB, dan tidak ada katubnya.

Motor bakar bensin 4 tak

Disebut motor 4 takkarena ada 4 tahap dalamsatu siklus kerjanya yaituintake (penghisapan),Kompresi, Combustion(pembakaran), Exhaust(pembuangan). Jadidalam satu kali prosesada 4 langkah gerakanpiston dalam 2 kaliputaran poros engkol.Proses motor 4 tak:

1. Intake (Penghisapan)Piston pertaa kali berada di posisi TMA. Lalu piston menghisap bahan bakaryang sudah disetting/dicampur antara bensin dan udara di karburator. Pistonlalu mundur menghisap bahan bakar. Untuk membuka, diperlukanklep atauvalve inlet yang akan membuka pada saat piston turun/menghisap ke arahbawah. Pada proses ini dinamakan ekspansivitas pertama.2. KompresiSetelah piston menapai titik terbawah ditahapan intake, lalu valve intaketertutup, dan dilakukan proses kompresi. Yakni, bahan bakar yang sudah adadiruang bakar dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve

(intake dan exhaust) tertutup. Proses ini terus berjalan sampai langkah berikutyakni meledakan busi.3. CombustionTahap berikut adalah busi pada titik tertentu akan meledak setelah pistonbergerak mencapai TMA dan mundur beberapa derajat. Jadi, busi tidakmeledak pada saat piston di titik paling atas (disebut titik 0 derajat), tetapipiston mundur dulu, baru meledak. Hal ini karena untuk menghindari adanyaenergi yang terbuang sia-sia karena pada saat piston dititik TMA, masih adaenergi laten (yang tersimpan akibat dorongan proses kompresi).Setelah pembakaran, piston akan turun akibat ledakan saat pembakaran.Turunnya piston tersebut bisa dinamakan ekspansivitas 2.4. Exhaut (Pembuangan)Langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat pembakaranakan terdorong hingga titik yang paling bawah atau TMB. Setelah itu, pistonakan mendorong ke depan dan klep exhaust membuka sementara klep intaketertutup. Oleh karena itu, maka gas buang akan terdorong masuk ke lubangExhaust Port (atau kita bilang lubang sambungan ke knalpot). Dengandemikian, maka mesin bisa membuang semua sisa gas buang akibatpembakaran. Dan setelah bersih kembali, lalu akan masuk lagi mengulangilangkah ke 1 lagi.

Motor Bakar DieselMotor diesel dikategorikandalam motor bakar torakdan mesin pembakarandalam (internal combutionengine). Prinsip kerjamotor diesel adalahmerubah energi menjadienergi mekanis. Energikimia didapat melaluiproses reaksi kimia (Pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di

dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada mesin diesel terjadi karenakenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torakhingga mencapai temperatur nyala.Langkah kerja motor diesel 4 tak adalah sebagai berikut:

a) Langkah Hisap/PemasukanPiston (torak) bergerak dari TMA ke TMB, katub masuk terbuka. Udara murniterhisap masuk kedalam silinder akibat terjadinya kevakuman dalam ruangsilinder karena terjadi pembesaran volume ruang di atas torak (gerak dariTMA ke TMB). Langkah Hisap ini berhenti ketika langkah torak ini mencapaiTMB.b) Langkah KompresiPoros engkol terus berputar, piston bergerak dari TMB ke TMA, kedua katubtertutup. Udara murni yang terhisap tadi terkompresi dalam ruang bakar(ruang silinder di atas torak). Karena terkompresi suhu dan tekanan udaratersebut naik hingga mencapai hingga 35 atm dengan temperatur 500-80000C(pada perbandingan kompresi 20:1).c) Langkah UsahaPoros engkol masih terus berputar, beberapa derajar sebelum torak mencapaiTMA di akhirlangkah kompresi, bahan bakar diinjeksi/disemprotkan ke dalamruangan bakar. Karena suhu udara kompresi yang tinggi terjadilahpembakaran yang menghasilkan tekanan eksplosif yang mendorong pistonbergerak dari TMA ke TMB. Kedua katub masih dalam keadaan tertutup.Gaya dorong ke bawah diteruskan oleh batang piston ke poros engkol untukdirubah menjadi gerak putar. Gerak inilah yang kemudian dimanfaatkan untukmenggerakkan beban (generator) melalui puli (pulley) dan sabuk penggerak(belt). Langkah usaha ini berhenti ketika katup buang mulai membukabeberapa derajat sebelum torak mencapai TMB.d) Langkah BuangPoros engkol masih terus berputar, piston (torak) bergerak dari TMB ke TMA,katub buang terbuka. Gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar dari ruangbakar (ruang silinder di atas torak) menuju udara luar melalui katub buangyang terbuka. Karena gas sisa tersebut masih bertekanan tinggi, maka

diperlukan alat peredamnya. Karena itu saluran keluar motor diesel selaludilengapi dengan knalpot (muffler).

V. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, maka dapat kita ambil kesimpulansebagai berikut :

1. Motor dibedakan dari proses kerjanya yaitu motor 4 tak dan motor 2 tak.Sedangkan berdasarkan penyalaan bahan bakarnya motor juga dibedakanmenjadi 2 yaitu motor bensin dan motor diesel.

2. Motor bakar 4 memiliki prinsip dan langkah kerja yang lebih baik danramah lingkungan disbanding motor bakar 2 tak.

3. Motor 4 tak ialah motor yang memiliki 4 langkah pada satu sikluspembakarannya yaitu intake (penghisapan), Kompresi, Combustion(pembakaran), Exhaust (Pembuangan).

4. Motor 2 tak ialah motor yang mempunyai 2 langkah pada satu sikluspembakaran yaitu Isap (Up Ward Stroke) dan Buang (Down Ward Stroke).

DAFTAR PUSTAKA

Carey, David. 1968. How It Work: The Locomotive. England : Ladybird Ltd.Loughborough.

Jama, Jalius Drs. 1979. Motor Bensin . Jakarta : Balai aksara-Yudhistira.Munandar, Aris. 1979. Motor Diesel Putaran Tinggi. Pradnya Paramita. Jakarta.Saleh, Marie r.a. 1972. Teknik Pemeliharaan Mobil. Jakarta: Kanisius.Tasliman. 2001. Naskah Ajar untuk Mata Kuliah MotorBakar dan Traktor.

http://syairpuisiku.wordpress.com/2008/09/18/motor-bakar-dan-traktor-pertanian/(Diakses pada tanggal 21 September 2014 pada pukul 13.30WIB)