LAPORAN PRAKTIKUMMOTOR BAKAR DAN TENAGA PERTANIAN

SISTEM PEMBAKARAN MOTOR BENSIN

Oleh:Maspupah A1H012003

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO

2014

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Motor bakar bekerja karena adanya energi panas yang diperoleh dari

pembakaran bahan bakar. Energi panas tersebut diperoleh dari seiklus kerja

dari motor bakar tersebut. Bahan bakar yang dimaksud adalah zat yang

digunakan untuk pembakaran di ruang pembakaran. Pembakaran adalah reaksi

antara bahan bakar dengan udara (O2) yang terjadi pada suhu yang merupakan

titik bakar bahan bakar. Motor bensin merupakan salah satu jenis motor bakar

dengan sistem pembakaran dalam. Pembakaran dalam yang dimaksud adalah

proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga

dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Motor

bensin yang banyak digunakan dalam kehidupan kita berupa motor bensin 4

stroke dan 2 stroke, dimana keduanya kebanyakan menggunakan sistem

karburasi sebagai sistem pembakarannya.

B. Tujuan

1. Praktikan dapat memahami tentang sistem pembakaran motor bensin sistem

karburasi dan motor diesel

2. Praktikan dapat mengetahui bagian-bagian utama sistem pembkaran motor

bensin, sistem karburasi besaerta fungsi dan mekanis kerjanya.

3. Praktikan dapat menghitung kapasitas mesin serta rasio dari motor bensin

dan diesel.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Bahan bakar cairan terdiri atas bensin, minyak tanah, solar. Keuntungan dari

pemakaian bahan bakar cair adalah konsentrasi lebih besar dan ruangan yang

dibutuhkan relatif kecil. Hal ini penting untuk motor-motor yang bergerak.

Sifat-sifat bahan bakar yang penting adalah:

a. Mudah atau tidaknya diuapkan pada temperatur rendah. Hal ini penting pada

saat pertama kali motor dihidupkan.

b. Nilai/kuantitas anti-knock, dengan memberikan angka pada setiap macam ba-

han bakar. Untuk bahan bakar bensin digunakan angka oktana dan sebagai

dasar adalah iso-oktana dengan angka 100.

c. Kotoran-kotoran yang dikandung yaitu: belerang yang menyebabkan karat,

getah hasil dari cracking biasanya kurang stabil dan lebih mudah membentuk

getah dan air sebagai hasil kondensasi udara (Daywin dkk, 1991).

Motor bensin menghasilkan energi gerak dari proses pembakaran campuran

udara dan bahan bakar di dalam suatu ruang bakar. Proses pembakaran campuran

udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar akan menghasilkan panas dan

tekanan. Motor bensin yang digunakan pada umumnya adalah motor bakar torak

(motor jenis piston), dimana energi hasil pembakaran yang berupa panas dan

tekanan tinggi diubah menjadi energi gerak dengan cara menekan/mendorong

torak. Gerakan bolak-balik dari torak diteruskan melalui batang penggerak ke

poros engkol untuk diubah menjadi energi gerak putar (Beni Setya

Nugraha,2007).

Bensin merupakan cairan yang sangat mudah terbakar, bening dan tidak

berwarna dengan baunya yang khas, sangat mudah menguap dan mengandung

campuran hydrocarbon yang esensial. Secara umum bensin mempunyai berat jenis

(specific grafity) 0,27 – 0,77, nilai kalor yang rendah (10.400 – 11.000 kcal/kg),

nilai oktan 85 – 100, titik pengapian mendekati 5000C dan titik nyala api –250C

atau lebih (Beni Setya Nugraha,2007).

Mesin diesel merupakan mesin penyalaan kompresi dimana udara

dikompresi sampai pada temperatur tertentu dalam kondisi adiabatic kemudian

bahan bakar dikabutkan beberapa derajat sebelum TMA, karena bahan bakar yang

dikabutkan mempunyai titik nyala sendiri yang rendah, maka bahan bakar akan

terbakar dengan sendirinya dan akan mendorong piston pada langkah ekspansi.

Mesin diesel bekerja berdasarkan pada siklus diesel, yang mempunyai

perbandingan kompresi 14 : 1 sampai 24 : 1 sehingga udara terkompresi dapat

mencapai suhu kurang lebih 450C (tergantung dari perbandingan kompresi dan

merk mesin diesel). Berbeda dengan siklus otto (kompresi 1:9) yang bekerja

berdasarkan volume constant penambahan panas pada mesin diesel bekerja pada

tekanan constant. Secara ideal effisiensi maksimum pada motor bakar dapat

dicapai dengan menggabungkan prinsip kedua siklus tersebut, dimana motor

bakar bekerja dengan pembakaran kompresi tetapi beroprasi dengan siklus otto.

Motor pembakaran kompresi akan bekerja semakin effeisien pada konstan dari

siklus otto akan memberikan effisien yang lebih tinggi lagi pada kompresi tersebut

(Woodyard,D.F. 2004).

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. motor bensin 4 stroke sistem kamrburasi dan motor diesel

2. jangka sorong

3. Penggaris

4. Bensin

5. Kalkulator

6. Peralatan perbengkelan sederhana

7. Kamera

8. Alat tulis

B. Prosedur Kerja

1. Motor bensin 4 tak sistem karburasi dan motor diesel serta peralatan

yang digunakan disiapkan.

2. Prinsip kerja motor bensin 4 langkah dan motor diesel diamati.

3. Kapasitas mesin pada motor bensin dan diesel dihitung dengan rumus

volume silinder.

4. Rasio kompresi motor diesel dan bensin 4 langkah dihitung dengan

rumus perbandingan volume silinder pada posisi piston TMA dan

TMB.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Motor bensin 4 langkah.

TMB 1 D = 6,35 cm V = ¼ πd2t = ¼. 3,14 . (6,35)2 . 4,5

T = 4,5 cm V = 42,4375 cm3

TMB 2 D = 64,15 mm V = ¼ πd2t = ¼. 3,14 . (64,15)2 . 47,15

T = 47,5 mm V = 153446,359 mm3

TMA 200 – 178 = 22 cm3

Vol TMB = (178-32) + 22 = 168 cm3

Rc = 22 : 168 = 1 : 8

2. Motor diesel.

TMB 1 D = 85,5 mm V = ¼ πd2t = ¼. 3,14 . (85,5)2 . 84,45

T = 85,45 mm V = 484620,2308 mm3

TMB 2 D = 85,6 mm V = ¼ πd2t = ¼. 3,14 . (85,6)2 . 80,25

T = 80,25 mm V = 461596,2024 mm3

Vol = 600 – 65 = 535 ml (vol TMB + ruang bakar)

Vol TMA 70 – 52 = 18

Rc = 18 : 535 = 1 : 29,72

B. Pembahasan

Motor 4 tak adalah motor bakar yang menggunakan bahan bakar bensin

yang membutuhkan empat kali kerja untuk menghasilkan setiap langkahnya

dengan menggunakan katup. Langkah pertama adalah langkah isap pada waktu

piston bergerak menjauhi ruang bakar. Katup masukan terbuka, campuran

bahan bakar udara masuk ruang bakar.

Proses :

1. Piston bergerak dari TMA ke TMB (poros engkol berputar 180°)

2. Klep masuk terbuka dan klep buang tertutup.

3. Melalui klep masuk gas dari karburator terhisap masuk kedalam silinder

Gambar 1. Langkah isap.

Langkah kedua adalah kompresi, katup masukan dan keluaran tertutup,

campuran bahan bakar udara tertekan, piston bergerak menuju ruang bakar.

Proses :

1. Piston bergerak dari TMB ke TMA (poros engkol berputar 180°)

2. Klep masuk dan klep buang tertutup.

3. Gas di dalam silinder dikompresi

4. Pada saat piston hampir mencapai TMA/ sekitar 8 deraja sebelum TMA

busi meloncatkan bunga api listrik tegangan tinggi dan terjadi

pembakaran, sehingga motor menghasilkan tenaga.

Gambar 2. Langkah kompresi.

Langkah ke tiga adalah penyalaan dan pembakaran katup masukan dan

keluaran tertutup, terjadi ekspansi, piston bergerak menjauh dari ruang bakar.

Proses :

1. Akibat pembakaran, piston bergerak dari TMA ke TMB (poros engkol

berputar 180°)

2. Klep masuk dan klep buang tertutup.

3. Gerakan piston kebawah akibat dari dorongan tenaga hasil pembakaran gas,

sehingga motor menghasilkan tenaga.

Gambar 3. Langkah tenaga.

Langkah ke empat adalah pembuangan, katup masukan tertutup dan

katup keluaran terbuka, piston bergerak dari TMB ke TMA dan panas hasil

pembakaran dibuang.

Proses :

Akibat pembakaran, piston bergerak dari TMB ke TMA (poros engkol

berputar 180°)

1. Klep masuk tertutup dan klep buang terbuka.

2. Sisa pembakaran gas didorong piston keluar melalui klep buang menuju

ke knalpot.

Gambar 4. Langkah buang.

Berbeda dengan motor bensin 4 langkah, motor bensin 2 langkah untuk

menghasilkan 1 tenaga memerlukan 2 kali langkah, yaitu langkah hisap-

kompresi dan langkah bakar-buang. Motor 2 tak adalah jenis motor bakar yang

pada silindernya melakukan satu kali pembakaran gas dan hanya melakukan

dua kali gerakan piston. Sedang poros engkol berputar satu kali 360 °

Ciri – ciri :

1. Bahan bakar bensin dicampur oli

2. Pada piston terdapat 2 cincin piston yaitu : cincin kompresi 1

dan cincin kompresi 2

3. Silindernya memiliki 2 jenis kompresi yaitu kompresi silinder

dan kompresi karter

4. Dalam silinder tidak terdapat klep, tetapi menggunakan reed

valve/rotary valve (katup pembuluh)

5. Pada setiap dua kali gerakan piston (360°) terjadi satu kali

pembakaran gas

Langkah 1 (proses pemasukan gas, kompresi dan pembakaran gas).

1. Piston bergerak dari TMB ke TMA (poros engkol berputar setengah putaran

180°)

2. Gerakan piston bersamaan dengan terbukanya saluran masuk, gas dari

karburator terhisap kedalam silinder.

3. Gas yang terhisap berada diatas piston dan dikompresi/ dimampatkan

4. Saat piston hampir mencapai TMA, busi meloncatkan bunga api listrik dan

membakar gas yang telah dikompresi, terjadilah tekanan tinggi yang

mendorong piston kembali bergerak ke TMB.

Gambar 5. Proses hisap dan kompresi motor 2 tak.

Langkah 2 (proses kerja, pembuangan dan pembilasan).

1. Piston bergerak dari TMA ke TMB (poros engkol berputar setengah

putaran 180°)

2. Pembakaran pada langkah 1 menghasilkan tekanan tinggi yang

mendorong piston ke TMB dan dirubah oleh poros engkol dalam bentuk

tenaga motor.

3. Terjadi kompresi karter karena gas yang berada pada karter mendapat

tekanan dari piston.

4. Saat piston bergerak dari TMA ke TMB, saluran buang terbuka oleh

piston sehingga hasil sisa pembakaran keluar menuju knalpot

5. Gerakan piston ke TMB juga membuka saluran bilas, karena adanya

kompresi karter maka oli pada karter tertekan keatas masuk ke saluran

bilas, naik keatas piston untuk membersihkan sisa pembakaran gas

dalam silinder.

6. Gerakan piston ini sekaligus menghisap gas baru dari karburator masuk

kedalam silinder. Proses ini akan berulang ke langkah 1, dan hal ini akan

berlangsung terus menerus selama mesin motor dalam keadaan hidup

dan berjalan

Sistem pembakaran pada motor bakar sendiri membutuhkan berbagai

komponen yang harus saling bersinergi agar memperoleh pemabakaran yang

optimal. Beberapa komponen yang digunakan pada saat pembakaran adalah :

1. Piston

Piston merupakan bagian motor bakar yang sangat penting, dari

piston ini terdapat ring yang berfungsi untuk kompresi dan pelumasan

ruang bakar, untuk menghisap bahan bakar yang bercampur dengan

udara dari karburator dan melakukan proses kompresi dan pembakaran

dalam satu kali kerja untuk menghasilkan tenaga.

Gambar 6. Piston diesel.

Gambar 7. Piston motor bensin.

2. Ruang bakar

Ruang bakar merupakan ruangan pada mesin yang berfungsi

sebagai tempat terjadinya proses kerja pada motor bakar dimana terjadi

proses hisap, kompresi, tenaga dan buang.

Gambar 8. Ruang bakar.

3. Katup

Katup merupakan komponen yang berfungsi untuk mengatur

masuk dan keluarnya bahan bakar yang sudah tercampur dengan udara

dengan gas sisa hasil pembakaran pada ruang bakar. Sebagaimana

contohnya, katup ini pada umumnya terdiri dari dua jenis yaitu katup

masukan dan katup keluaran. Katup masukan biasanya memiliki ukuran

yang lebih besar dimana memiliki fungsi untuk mengatur masuknya gas

yang bercampurdengan bahan bakar. Yang kedua adalah katup keluaran,

katup keluaran ini berfungsi untuk mengatur keluarnya gas hasil

pembakaran. Pada katup ini memiliki suhu yang lebih tinggi sehingga

pada umumnya katup ini memiliki sistem pendingin berupa sodium.

Gambar 9. Katup.

Torsi adalah suatu tenaga yang dihasilkan berdasarkan momen putar

yang dihasilkan yang nantinya gaya yang dihasilkan tersebut dikalikan dengan

panjang lengan momen yang dikenaik kerja oleh gaya tersebut. Untuk daya

mesin adalah tenaga yang dihasilkan oleh suatu mesin dimana dimana daya ini

tergantung oleh volume mesin itu sendiri dan torsi yang dimiliki mesin

tersebut. Semakin besar volume dan torsi yang dimiliki oleh suatu mesin maka

daya yang dihasilkan mesin tersebut akan semakin besar.

Semakin besar kapasitas mesin maka secara langsung volume ruang

bakar juga pasti besar. Dengan demikian juga akan berpengaruh dengan sistem

pembakaran yang terjadi pada motor tersebut. Semakin tinggi lengam momen

pada motor bakar tersebut yang pastinya akan mempengaruhi timing

dilakukannya pembakaran tersebut karena langkah yang dilakukan semakin

panjang tetapi semakin panjangnya moment tersebut maka tenaga yang

dihasilkan akan semakin besar.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Sistem pembakaran pada motor bensin memanfaatkan karburator sebagai

penyalur bahan bakar yang mana menggunakan bahan bakar bensin.

2. Pada pembakaran motor diesel bahan bakar disalurkan dengan adanya

pompa injeksi.

3. Komponen utama sistem pembakaran motor bensin karburasi adalah pada

piston sebagai pendorong dan penghisap udara dan gas hasil pembakaran,

katup sebagai alat untuk mengatur masuknya bahan bakar dan udara ke

ruang bakar serta mengatur keluarnya hsil pembaaran, busi digunakan

sebagai sumber api dan ruang bakar sebagai tempat terjadinya proses

pembentukan tenaga.

4. Berdasarkan data hasil praktikum didapatkan bahwa volume (cc) ruang

bakar pada diesel lebih besar dari pada motor bensin sehingga motor

diesel memiiki tenaga dan torsi yang lebih besar.

B. Saran

Untuk praktikum selanjutnya diharapkan asisten memberikan penjelasan

kepada praktikan untuk tetap berhati-hati agar tidak terjadi kecelakaan pada

saat praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Daywin, F.J., M. Djojomartono, dan R. G. Sitompul.1991.Motor Bakar Internal dan Tenaga di Bidang Pertanian. JICA-IPB; Bogor.

Nugraha, Beni Setya. 2007. Aplikasi Teknologi Injeksi Bahan Bakar Elektrik (EFI) untuk Mengurangi Emisi Gas Buang Sepeda Motor. Jurnal Ilmiah Populer dan Teknologi Terapan. IV.2;692-706

Woodyard,D.F. 2004. Pounder’s Marine Diesel Engines and Gas Turbines (8th ed.) Elsevier,Oxford UK;Butterworth-Heinemann.