materi motor bakar 13

Buku Pegangan Kuliah

DASAR-DASAR MOTOR BENSIN KONVENSIONAL

Ir. Husin Bugis, M.Si.

MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA

20131

BUKU PEGANGAN KULIAH

DASAR-DASAR MOTOR BENSIN KONVENSIONAL

BIDANG KEAHLIAN TEKNIK MESINPROGARAM PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

Penyusun:Ir. Husin Bugis, M.Si.

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


Created by JPTK PTM

2

Perihal: Permohonan Bantuan Insentif Buku Ajar

Kepada:

Yth. Dekan FKIP UNS

Di Surakarta

Dengan hormat,

Yang bertanda tangan di bawah ini saya:

Nama : Ir. Husin Bugis, M.Si.

NIP : 19581003 198811 1001

Jabatan Fungsional : Pembina/ IV-a

Unit Kerja : PTM JPTK FKIP UNS

Berdasarkan Keputusan Rektor No.104/H27/KU/2011 tentang Pemberian Stimulan/

Insentif Karya Ilmiah/ Buku Ajar Bagi Dosen UNS, dengan ini saya mengajukan

permohonan untuk dapat diberikan bantuan / insentif penulisan buku saya yang

berjudul: Dasar-dasar motor bensin konvensional

Demikian permohonan ini saya buat, mohon kiranya dapat dikabulkan. Atas

perhatian dan dikabulkannya permohonan ini saya sampaikan terimakasih.

Surakarta, 27 Mei 2013 Mengetahui,

Ketua Prodi PTM Penyusun Buku

Yuyun Estriyanto, S.T., M.T. Ir. Husin Bugis, M.Si.NIP.19780113 200212 1 009 NIP.19581003 198811 1001


Created by JPTK PTM

3

KATA PENGANTAR

Untuk meningkatkan kualitas pendidikan kejuruan. Salah satunya saat ini telah

diterapkan pendekatan kompetensi atau sering dikenal dengan pembelajaran berbasis

kompetensi. Untuk mendukung proses pembelajaran berbasis kompetensi tersebut,

maka diperlukan adanya buku modul. Melalui modul ini, maka kini kecepatan belajar

mahasiswa secara pribadi dapat dipacu lebih cepat. Dalam arti mahasiswa yang

belajarnya cepat tidak terhambat karena harus menunggu kecepatan mahasiswa yang

memang lambat.

Modul ini disusun sedemikian rupa dengan harapan peserta didik dapat

mempelajari secara mandiri dengan baik. Penjelasannya disertai dengan gambar-

gambar sehingga akan membantu mempermudah peserta didik dalam memahami

permasalahan dalam modul.

Modul motor bakar ini menggunakan Pembelajaran Berbasis Kompetensi

sebagai pendekatan untuk mendapatkan keterampilan yang sesuai di tempat kerja.

Pembelajaran Berbasis Kompetensi memfokuskan pada keterampilan seseorang yang

harus di-miliki di tempat kerja. Fokusnya adalah pada pencapaian keterampilan dan

bukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikannya.

Modul pembelajaran ini disusun berdasarkan pada Standar Kompetensi.

Standar Kompetensi adalah mengenal, mengidentifikasi bagian utama motor bakar

dan sistem kelengkapanya. Modul ini dapat digunakan untuk mahasiswa Program

Teknik Mesin.

Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini,

sehingga saran dan masukan yang konstruktif sangat penyusun harapkan. Semoga

modul ini banyak memberikan manfaat.

Surakarta, Mei 2013

Penyusun


Created by JPTK PTM

4

DAFTAR ISI

□ HALAMAN SAMPUL.........................................................................................i

□ HALAMAN FRANCIS.......................................................................................ii

□ KATA PENGANTAR….....................................................................................iii

□ DAFTAR ISI.......................................................................................................iv

□ PETA KEDUDUKAN MODUL.........................................................................v

□ GLOSARIUM...................................................................................................viii

BAB I. DASAR-DASAR MOTOR

I. Pendahuluan..................................................................................................

..........1

II. Uraian Materi

A. Uraian Materi 1. Jenis Motor............................................................................... 1

1. Motor pembakaran luar....................................................................................1

2. Motor pembakaran dalam................................................................................2

3. Bentuk –bentuk motor......................................................................................2

4. Macam-macam silinder....................................................................................3

5. Urutan pengapian dan bentuk poros engkol.....................................................4

6. Pengolongan motor Motor 4 tak dan 2 tak.......................................................6

7. Beberapa istilah dalam motor.........................................................................14

B. Uraian Materi 2. Data Utama Motor...................................................................15

1. Volume silinder ( volume langkah )..............................................................15

2. Perbandingan Kompresi.................................................................................16

3. Momen putar..................................................................................................17

4. Daya.............................................................................................................. 17

5. Efisiensi..........................................................................................................18

6. Efisiensi termis...............................................................................................19

7. Tekanan Efektif Rata-rata (Brake Mean Pressure - BMEP).........................19

8. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Specific Fuel Consumption - SFC)..........19


Created by JPTK PTM

5

9. Tekanan Efektif Rata-Rata motor bakar (Bmep)..........................................19

10. Air Fuel Ratio (AFR)...................................................................................19

11. SFC motor bakar..........................................................................................20

12. Efisiensi motor bakar.......................................................................................21

13. Besaran Satuan dan Konversi dalam Satuan Lain.......................................22

III. Evaluasi.................................................................................................................24

BAB II. BAGIAN UTAMA MOTOR

I. Pendahuluan..........................................................................................................25

II. Uraian Materi

A. Fungsi komponen dari bagian utama motor yang bergerak 25

1. Torak (Piston)………………………………………………………………26

2. Cincin torak (Ring Piston)…………………………………………………28

3. Batang torak (Connecting Rod)……………………………………………30

4. Pena Torak.....................................................................................................31

5. Poros Engkol (Crank shaft)............................................................................32

6. Katup dan Kelengkapan ...............................................................................33

a. Mekanisme Katup Sisi.............................................................................33

b. Mekanisme Katup

Kepala........................................................................34

1. Over Head Valve (OHV)...................................................................34

2. Over Head Cam (OHC).....................................................................35

3. DOHC(Dual Over Head Camshaft).................................................................. 36

B. Uraian Materi 2. Fungsi komponen utama motor yang tidak bergerak…......41

1. Kepala Silinder.................................................................................................................................42

2. Blok Silinder....................................................................................43

3. Karter...............................................................................................44

4. Sluran masuk dan Buang.................................................................45

5. Evaluasi............................................................................................46


Created by JPTK PTM

6

BAB III. SISTEM KELENGKAPAN MOTOR

I. Pendahuluan....................................................................................................47

II. Uraian Materi

A. Uraian Materi 1. Sistem Pengapian............................................................48

1. Macam-macam sistem pengapian.........................................................49

a. Sistem pengapian baterai.................................................................51

b. Sistem pengapian elektronik magnet...............................................55

c. Sistem pengapian CDI.....................................................................56

2. Proses pembakaran................................................................................57

a. Pembakaran sempurna.....................................................................58

b. Pembakaran tidak sempurna............................................................59

B. Uraian Materi 2. Sistem Pelumasan...........................................................60

1. Fungsi sistem pelumasan.......................................................................60

2. Macam-macam sistem pelumasan.........................................................61

C. Uraian Materi 3. Sistem Pendinginan.........................................................63

1. Fungsi sistem pendinginan....................................................................63

2. Macam-macam sistem pendinginan......................................................63

D. Uraian Materi 4. Sistem Starter..................................................................65

1. Fungsi motor starter..............................................................................65

2. Prinsip kerja motor starter.....................................................................66

E. Uraian Materi 5. Sistem Pengisian..............................................................70

1. Fungsi alternator....................................................................................70

2. Komponen sistem pengisian..................................................................71

F. Uraian Materi 6. Sistem Bahan Bakar.........................................................74

1. Bahan bakar bensin...............................................................................74

2. Bahan bakar diesel.................................................................................83

III. Evaluasi....................................................................................................... 94

DAFTAR PUSTAKA


Created by JPTK PTM

7

PETA KEDUDUKAN MODUL

PAKET KOMPETENSI MOTOR BAKAR

PROGRAM KOMPETENSISUB KOMPETENSI

A. Unit Kompetensi kel. Mesin

PE

ND

IDIK

AN

TE

KN

IK M

ES

IN

A.1. Mengetahui dasar-dasar motor A.1.1. Menjelaskan macam-macam motor

A.1.1. Menjelaskan penggolongan motor

A.2. Mengetahui bagian utama motor A.2.1. Mengidentifikasi bagian utama motor yang bergerak

A.2.1. Mengidentifikasi bagian utama motor yang tidak bergerak

A.3. Memeriksa/menyetel katup A.3.1. Menyetel katup sesuai prosedur

A.4. Membersihkan/menyetel Karburator

A.4.1. Menjelaskan komponen-komponen KarburatorA.4.2 Melaksanakan pembongkaran / Pemasangan kembali karburatorA.4.3.Melaksanakan penyetelan KarburatorA.4.4.Melaksanakan pemeriksaan Kabel gas dan chokeA.4.5.Melaksanakan pemeriksaan Saringan udara

B. Unit Kompetensi kel.

Kelistrikan

B.1. Memeriksa Sistem Starter B.1.1. Menjelaskan konstruksi, cara kerja & rangkaian kelistrikan motor stater B.1.3. Melaksanakan pemeriksan komponen sistem starter

B.2. Memeriksa sistem pengisian B.2.1. Menjelaskan rangkaian, komponen sistem pengisian B.2.2. Melaksanakan pemeriksaan komponen sistem pengisian

B.3. Memeriksa sistem pengapian B.3.1. Menjelaskan rangkaian dan komponen

komponen pengapian dengan platina

B.3.2. Menjelaskan rangkaian dan komponen

komponen pengapian dengan CDIB.3.3. Melaksanakan pemeriksaan komponen komponen pengapian dengan platinaB.3.4. Melaksanakan pemeriksaan komponen komponen pengapian dengan CDI


Created by JPTK PTM

8

GLOSARIUM

ISTILAH KETERANGAN

Busi bagian dari sistem pengapian yang memercikan bunga api didalam silinder

CDI Condensator Discharge Ignition , bagian dari

sistem pengapian tanpa platina sebagai

penguat arus primer

exhaust manifold saluaran pembuangan pada motor.

FO (Fireing Order) urutan pengapian pada setiap silinder

Inlet port saluran masuknya bahan bakar keruang bakar pada motor 2tak

In take manifold saluran masuk bahan bakar keruang bakar pada motor 4tak

Karter penampung minyak pelumas

Long Stroke Engine langkah torak lebih besar diameter silinder

Over Square Engine langkah torak lebih kecil dari diameter silinderOverlapping keadaan dimana posisi katup in dan ex

membuka bersamaan.Pulser pembangkit tegangan pemicu bekerjanya SCR

dalam unit CDI

Platina bagian dari sistem pengapian yang berfungsi

untuk memutus-hubungkan arus primer

Pre-ignition peristiwa pembakaran yang terjadi sebelum

sampai pada waktu yang dikehendaki.

Square Engine diameter silider sama dengan langkah torak


Created by JPTK PTM

9

Tegangan induksitegangan yang dibangkitkan oleh sebuah

kumparan karena terjadi perubahan medan

magnet pada inti kumparan

Tranfer port saluran bilas pada motor 2tak

BAB IMOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

10

DASAR-DASAR MOTOR

A. Pendahuluan

Motor bakar adalah suatu pesawat yang digunakan untuk merubah energi

kimia bahan bakar menjadi energi panas (termal), dan menggunakan energi tersebut

untuk melakukan kerja mekanik.

1. Proses Pembakaran

Pembakaran di dalam silinder adalah reaksi kimia tu reaksi persenyawaan

bahan bakar dengan udara (oxygen), yang diikuti dengan timbulnya panas. Panas

yang dilepas selama proses pembakaran inilah yang digunakan untuk tenga/power.

Mekanisme pembakaran dipengaruhi oleh keseluruhan proses pembakaran di mana

atom-atom dari bahan bakar dapat bereaksi dengan oxigen dan membentuk gas.

Perbandingan campuran kira-kira 12 sampai 15 berbading 1, artinya 12 – 15 kg

udara dalam 1 kg bahan bakar.

Pada motor bensin menggunakan bahan bakar bensin yang mudah terbakar dan

mudah menguap. Campuran udara dan bensin yang masuk kedalam silinder dan

dikompresikan oleh torak pada tekanan 8-15 bar atau 8-15 kg/cm2 dinyalakan oleh

loncatan bunga api listrik (busi). Kecepatan pembakaran 10 -25 m/det, suhu udara

naik hingga 2000-25000 C , tekanan pembakaran berkisar 30- 40 bar.

Proses pembakaran pada motor bensin dapat terjadi apabila :

a. Campuran bahan bakar udara masuk kedalam silinder.

b. Campuran dikompresikan.

c. Bahan bakar dinyalakan dengan bunga api listrik (busi).

Bensin mengandung unsur-unsur carbon dan hydrogen yang dapat terbakar apabila :

a. Hydrocarbon terbakar bersama oxygen sebelum carbon bergabung dengan

oxygen.

b. Carbon terbakar lebih dahulu daripada hydrogen.

c. Senyawa hydrocarbon terlebih dahulu bergabung dengan oxygen dan

membentuk senyawa (senyawa hydroxilasi) dan kemudian terbakar (thermis).

Jika pembakaran berlangsung, diperlukan :

1. Bahan bakar dan udara dimasukan kedalam silinder.MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

11

2. Baha bakar dipanaskan hingga suhu nyala.

Dalam pembakaran hydrocarbon yang normal tidak akan terjadi jelaga jika

kondisinya memungkinkan untuk proses hydroxilasi. Hal ini dimungkinkan bila

pencampuran pendahuluan (premixture) antara bahan bakar dan udara mempunyai

waktu yang cukup untuk memasukan oxygen kedalam molekul hydrocarbon.

Bila oxygen dan hydrogen tidak bercampur dengan baik, maka akan terjadi proses

cracking di mana pada nyala akan timbul asap. Pembakaran semacam ini disebut

pembakaran tidak sempurna.

Ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi pada pembakaran motor bensin, yaitu:

1. Pembakaran sempurna (normal), di mana bahan bakar dapat terbakar seluruhnya

pada saat dan kondisi beban yang dikehendaki.

2. Pembakaran tidak sempurna (tidak normal), di mana sebagian bahan bakar tidak

ikut terbakar, atau atau tidak terbakar bersama-sama pada saat dan kondisi yang

dikehendaki.

a. Pembakaran Sempurna (normal)

Grafik pembakaran sempurna dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 1.1. Grafik Pembakaran Sempurna.


Created by JPTK PTM

12

Sudut engkol (derajad)TDC

40 15 0 4015 6060

12

3. Takanan pembakaran meksimum

4

Teka

nan

(kg/

cm2 )

60

50

40

30

20

10

0

Pada gambar memperlihatkan suatu grafik yang menunjukan hubungan antara

tekanan dari sudut engkol mulai dari saat penyalaan sampai akir pembakaran. Dari

grafik tersebut dapat dilihat bahwa beberapa derajat setelah TMA.

Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin dimulai pada saat

terjadinya loncatan bunga api pada busi. Selanjutnya api membakar gas bakar yang

berada di sekelilingnya dan terus menjalar ke seluruh bagian sampai semua partikel

gas bakar terbakar habis. Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin

dimulai pada saat terjadinya loncatan api pada busi. Selanjutnya api membakar gas

bakar yang berada disekelilingnya dan terus menjalar sampai seluruh partikel

terbakar. Pada saat gas bakar dikompresikan , tekanan dan suhunya naik sehingga

terjadi reaksi kimia dimana molekul hidro karbon terurai dan bercampur dengan

oxygen dan udara. Bentuk ruang bakar yang dapat menimbulkan turbulensi pada gas

tadi akan membuat gas dapat bercampur secara homogen.

b. Pembakaran Tidak Sempurna (Autoignition)

Pembakaran tidak sempurna merupakan proses pembakaran dimana

sebagian bahan bakar tidak ikut terbakar, atau tidak terbakar bersama pada saat

keadaan yang dikehendaki. Bila oxygen dan hdrokarbon tidak bercampur dengan

baik maka akan terjadi proses pembakaran tidak normal timbul asap. Pembakaran

semacam ini disebut pembakaran tidak sempurna. Akibat pembakaran tidak

sempurna yaitu: Detonasi, dan Pre-ignition

1). Detonasi

Dalam hal ini gas baru yang belum terbakar terdesak oleh gas yang yang telah

terbakar, sehingga tekanan dan suhu naik sampai keadaan hampir tebakar. Jika pada

saat ini gas terbakar dengan sendirinya maka akan timbul ledakan (detonasi) yang

menghasilkan gelombang kejutan (explosip) berupa suara ketukan (knocking noise)

yang terjadi pada akhir pembakaran. Tekanan pembakaran dalam silinder lebihcept

dari 40kg/cm2 tiap 0,001 detik. Akibatnya tenaga mesin berkurang dan akan

memperpendek umur mesin. Hal-hal yang menyebabkan knocking adalah:

a. Perbandingan kompresi yang tinggi, tekanan kompresi, suhu pemanasan

campuran, dan suhu silinder yang terlalu tinggi.


Created by JPTK PTM

13

b. Pengapian yang terlalu cepat.

c. Putaran mesin rendah dan penyebaran api lambat.

d. Penempatan busi dan konstruksi ruang bakar tidak tepat, serta jarak

penyebaran api terlampau jauh.

Penyebab detonasi pada motor bensin terbagi dalam dua jenis :

a). Detonasi karena campurab bahan bakar sudah menyala sebelum busi

mengeluarkan bunga api.. Hal ini disebabkan karena kotoran-kotoran arang

yang tertimbun diatas kepla torak dan ruang bakar dan menyala terus menerus..

Untuk menghilangkannnya kotoran-kotoran yang menenpel perlu dibersihkan.

b). Detonasi karena kecepatan pembakaran bahan bakar di sekitar busi sangat tinggi.

Hal ini mengakibatkan bahan bakar tidak dapat terbakar secara sempurna dan

meninggalkan sisa bahan bakar yang belum terbakar terkompresikan,

menyebabka suhu pembakaran naik. Bahan bakar terbakar dengan sendiirinya

tanpa melalui busi. Artinya pembakaran bahan bakar lebih cepat daripada

pembakaran normal.

Gambar 1. 2. Garafik Detonasi motor.

2). Pre-ignition

Gejala pembakaran tidak sempurna adalah pre-ignation peristiwanya hampir

sama dengan knocking tetapi terjadi hanya pada saat busi belum memercikan bunga

api.


Created by JPTK PTM

14

pengapian

Pre-ignition

Gambar 1. 3. Grafik Pre Ignation motor.

Bahan bakar terbakar dengan sendirinya sebagai akibat dari tekanan dan suhu

yang cukup tinggi sebelum terjadinya percikan bunga api pada busi.

Jadi pre-ignation adalah peristiwa pembakaran yang terjadi sebelum sampai

pada waktu yang dikehendaki.

C. Pembakaran tidak lengkap

Pembakaran tidak lengkap yaitu apabila saat terjadinya loncatan bunga api

pada busi untuk membakar semua hydrogen dan oxygen yang terkandung dalam

campuran bahan bakar masih ada kelebihan atau kekurangan oxygen atau hydrogebn.

2. Penggolongan Motor bakar torak.

Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran

bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor

pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.

1). Motor Pembakaran Luar

Motor pembakaran luar yaitu motor yang proses pembakaran bahan bakar

terjadi di luar motor, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan

mekanisme tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung


Created by JPTK PTM

15

diubah menjadi tenaga gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah

menjadi tenaga mekanik. Misalnya mesin uap dan turbin uap.

2). Motor Pembakaran Dalam

Motor pembakaran dalam yaitu motor yang proses pembakaran bahan bakar

terjadi di dalam motor, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung diubah

menjadi tenaga mekanik. Misalnya: turbin gas, motor bakar torak dan mesin

propulasi pancar gas.

B. Jumlah dan Penempatan silinder

1). Jumlah silinder

Jika ditinjau dari jumlah silinder, motor bakar terbagi atas : motor bakar satu

silinder dan motor dengan lebih dari satu silinder (2, 3, 4, 6, 8, dst).

Gambar 1 menunjukan motor bakar dengan 1 silinder dan gambar 2

menunjukan motor bakar dengan 4 silinder

Alasan motor dibuat lebih dari satu silinder

Motor lebih tenang, karena gaya penggerak poros engkol lebih merata.

Getaran kecil, karena gaya-gaya torak saling menyeimbangkan

Gambar 1.4 Motor satu siinder Gambar 1.5 Motor

silinder banyak

2). Susunan silinder


Created by JPTK PTM

16

Jika ditinjau dari susunan silinder, motor bakar torak dapat dibagi menjadi :

a). Sebaris

Siinder-silinder sebaris ditempatkan dalam sebuah deretan seperti terlihar pada

gambar 5.

Keuntungannya :

Konstruksi sederhana

Tak banyak getaran

Perawatan mudah

Bila jumlah silinder lebih dari 4 konstruksi terkesan panjang

Keseimbangan getaran jelek jika jumlah silinder kurang dari 4

Gambar 1. 6. Silinder Sebaris.

b). “V”

Motor bentuk “V” adalah motor yang silinder-silinder disusun dalam dua baris dengan medengan membentuk sudut satu sam

membentuk sudut satu sama lain seoerti terlihat pada gambar 6


Created by JPTK PTM

17

Gambar 1.7. Silinder “V.”Keuntungannya :

Konstruksi pendek untuk silinder banyak

Poros engkol sederhana ( dua batang torak pada satu pena )

Perlu 2 kolektor gas buang

Keseimbangan getaran lebih buruk dari motor sebaris

c). Boxer (tidur)

Adalah motor bakar torak yang silinder-silindernya dalam sebuah motro rata (Flat)

ditempatkan sejajar betentangan seperti terlihat pada gambar 7.

Gambar 1. 8. Silinder Boxer.

Keuntungannya :

Konstruksi pendek dan rendah

Keseimbangan getaran lebih baik dari lainnya

Perlu 2 kolektor gas buang

Saluran isap panjang jika hanya satu karburator

C. Jenis Motor Bakar torak

Motor bakar torak terbagi menjadi dua jenis utama, yaitu Motor Bensin

(Otto) dan Motor Diesel. Perbedaan kedua yaitu motor bensin menggunakan bahan

bakar bensin (premium), sedangkan motor diesel menggunakan bahan bakar solar.

Perbedaan yang utama juga terletak pada sistem penyalaannya, di mana pada motor


Created by JPTK PTM

18

bensin digunakan busi sebagai sistem penyalaannya sedangkan pada motor diesel

memanfaatkan suhu kompresi yang tinggi untuk dapat membakar bahan bakar solar.

a). Prinsip Kerja Motor Bensin

Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi termal. Energi

ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. Prinsip kerja motor

bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut: campuran udara dan

bensin dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik

torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas, dan dengan terbakarnya gas-gas akan

mempertinggi suhu dan tekanan dalam silinder motor. Bila torak bergerak turun naik

di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran, memungkinkan

torak terdorong ke bawah. Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk

merubah gerakan turun naik menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang

torak dan akan memutarkan poros engkol. Torak juga diperlukan untuk membuang

gas-gas sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara bensin pada saat yang tepat

untuk menjaga agar torak dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja tetap.

Kerja periodik di dalam silinder dimulai dari pemasukan campuran udara dan

bensin ke dalam silinder, kompresi, pembakaran dan pengeluaran gas-gas sisa

pembakaran dari dalam silinder inilah yang disebut dengan “siklus motor”. Pada

motor bensin terdapat dua macam tipe yaitu:

1). Motor bakar 4 tak (4 langkah atau 4 gerakan) .Pada motor 4 tak, untuk

melakukan satu siklus kerja memerlukan 4 gerakan torak atau dua kali putaran

poros engkoL

2). Motor bakar 2 tak ( 2 langkah atau 2 gerakan). Motor 2 tak, untuk melakukan

satu siklus kerja memerlukan 2 gerakan torak atau satu putaran poros engkol.

b. Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Torak bergerak naik turun di dalam silinder dalam gerakan reciprocating.

Titik tertinggi yang dicapai oleh torak disebut titik mati atas (TMA) dan titik

terendah disebut titik mati bawah (TMB). Gerakan dari TMA ke TMB disebut MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

19

langkah torak (stroke). Pada motor 4 langkah mempunyai 4 langkah dalam satu

gerakan yaitu langkah penghisapan, langkah kompresi, langkah kerja dan langkah

pembuangan.

Adapun urutan proses kerja Motor Bensin 4 tak dapat dijelaskan sebagai berikut :

a). Langkah hisap

Pada gerak hisap, campuran udara bensin dihisap ke dalam silinder. Bila jarum

dilepas dari sebuah alat suntik dan plunyernya ditarik sambil menutup bagian ujung

yang terbuka dengan jari (alat suntik akan rusak bila plunyer ditarik dengan tiba-

tiba), dengan membebaskan jari akan menyebabkan udara masuk ke alat suntik dan

akan terdengar suara letupan. Hal ini terjadi sebab tekanan di dalam lebih rendah dari

tekanan udara luar. Hal yang sama juga terjadi di motor, torak dalam gerakan turun

dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan di dalam silinder, dengan

demikian campuran udara bensin dihisap ke dalam. Selama langkah torak ini,

katup hisap akan membuka dan katup buang menutup.

Gambar 1.9. Langkah Hisap.


Created by JPTK PTM

20

b). Langkah kompresi

Dalam gerakan ini campuran udara bensin yang di dalam silinder

dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Katup hisap dan

katup buang akan menutup selama gerakan, tekanan dan suhu campuran udara bensin

menjadi naik. Bila tekanan campuran udara bensin ditambah, maka tekanan serta

ledakan terjadi semakin besar.

Tekanan kuat ini akan mendorong torak ke bawah. Torak sudah melakukan

dua gerakan atau satu putaran, dan poros engkol berputar satu putaran.

Gambar 1. 10. Langkah Kompresi

c). Langkah usaha

Dalam gerakan ini, campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar dan

menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga penggerak

yang nyata. Selama gerak ini katup hisap dan katup buang masih tertutu

Torak telah melakukan tiga langkah dan poros engkol berputar satu setengah

putaran.


Created by JPTK PTM

21

Gambar 1.11. Langkah Usaha

d). Langkah buang

Dalam gerak ini, torak terdorong ke TMB dan naik kembali ke TMA untuk

mendorong gas-gas yang telah terbakar dari silinder.

Gambar 1.12. Langkah Buang.

Selama gerak ini katup buang terbuka. Bila torak mencapai TMA sesudah

melakukan pekerjaan seperti di atas, torak akan kembali pada keadaan untuk

memulai gerak hisap. Torak motor telah melakukan 4 gerakan penuh, hisap-

kompresi-kerja-buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah menghasilkan satu MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

22

tenaga. Di dalam motor sebenarnya, membuka dan menutupnya katup tidak terjadi

tepat pada TMA dan TMB, tetapi akan berlaku lebih cepat atau lambat, ini

dimaksudkan untuk lebih efektif untuk aliran gas.

Jadi : Motor 4 Tak adalah motor yang memerluhkan 4 kali langkah

torak ( 2 putaran poros engkol ) untuk menghasilkan

1 kali usaha.

Nama bagian mekanisme engkol dan katup motor 4 Tak

Gambar 1.13. Motor 4 tak.

Keterangan

1. Pena torak 7. Poros kam

2. Roda gigi poros kam 8. Tuas Katup

3. Roda gigi poros engkol 9. Batang penggerak


Created by JPTK PTM

23

4

1

3

11

5

6

8

9

12

2

7

10

4. Panci oli 10. Poros engkol

5. Busi 11. Batang penekan katup

6. Katup isap 12. Karburator

C. Proses kerja Motor Bensin 2 tak

Bila torak bergerak dari TMB ke titik mati atas (TMA), maka gas yang ada

diatas torak mulai dikompresikan, sehingga tekanan dan temperatur naik. Sedangkan

dibawah torak terjadi proses pengisian sebab saat torak bergerak keatas ruangan

dibagian bawah torak akan vacuum. Campuran bahan bakar-udara dari karburator

dapat masuk melaui inlet port.

Beberapa derajat sebelum torak mencapai TMA busi memercikan bunga api,

dengan demikian terjadi pembakaran yang menyebabkan tekanan, dan temperatur

naik, sehingga torak terdesak kebawah ke TMB.

Dibagian bawah torak gas yang telah menempati ruang bwah torak akan

tertekan keatas melalui tranfer port (saluran bilas) yang mulai terbuka. Saat mulai

terjadinya pembilasan (pemasukan gas baru dan pengeluaran gas bekas).

Jadi : Motor 2 Tak adalah motor yang memerluhkan 2 kali langkah

torak ( 1 putaran poros engkol ) untuk menghasilkan

1 kali usaha.

Gambar 1.14. Langkah Kerja Motor 2tak.


Created by JPTK PTM

24

Urutan Proses Kerja Motor 2 Tak.

Langkah torak Kejadian di atas torak Kejadian di bawah torak

Torak bergerak dari TMB

ke TMA ( I )

Akhir pembilasan diikuti

pemampatan bahan bakar +

udara

Setelah dekat TMA

pembakaran dimulai.

Campuran bahan bakar

dan udara baru masuk

keruang engkol melalui

saluran masuk

Torak bergerak dari TMA

ke TMB ( II )

Akibat pembakaran, tekanan

mendorong torak ke TMB.

Saluran buang terbuka, gas

bekas terbuang dan didorong

gas baru (pembilasan)

Campuran bahan bakar

dan udara di ruang engkol

tertekan dan akan naik

keruang atas torak lewat

saluran bilas

Nama bagian-bagian motor 2Tak dapat dilihat pada gambar dibawah ini :


Created by JPTK PTM

25

Sal. Buang

Sal. Masuk

Sal. Bilas

Ruang engkol

1

11

2

3

4

5

6

9

10

8

7

Gambar 1.15. Motor 2 tak.

1. Kepala silinder 7. Bantalan batang

2. Saluran isap 8. Saluran buang

3. Sirip pendingin 9. Ruang engkol

4. Torak 10. Saluran bilas

5. Batang torak 11. Busi

3). Kemampuan motor (Performance)

Kemampuan motor adalah prestasi suatu motor yang hubungannya dengan

daya motor yang dihasilkan serta daya guna motor tersebut. Ada beberapa faktor

yang dapat mempengaruhi kemmpuan motor antara lain :

a. Volume langkah torak.

b. Volume ruang bakar

c. Perbandingan kompresi.

d. Efesinsi volumetrik.

e. Efesiensi pemasukan.MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

26

f. Efesiensi panas dan daya usaha.

a.Volume langkah torak (volume silinder)

Yang dimaksud dengan volume langkah torak adalah volume silinder yang

dihiutng dari titik mati atas (TMA) sampai titik mati bawah (TMB). Volume ini yang

mempengaruhi volume gas yang masuk keseluruh silinder yang akan menghasilkan

energi pembakaran setelah gas tersebut terbakar. Apabila volume langkahnya besar,

maka gas yang masuk juga banyak sehingga energi pembakarannya besar, akan

menghasilakn perubahan energi panas menjadi energi mekanis juga besar. Apabila

keadaannya terbalik, maka hasilnyapun akan terbalik.

Gambar 1.16. Posisi Torak..

Keterangan :

TMA = Titik Mati Atas ( Batas teratas langkah torak )

TMB = Titik Mati Bawah ( Batas terbawah langkah torak )

L = Panjang langkah torak dari TMB ke TMA


Created by JPTK PTM

27

TMA

TMBL

r = Radius / Jari-jari engkol

Panjang langkah torak = 2 kali radius engkol

L = 2 x r

Rumus : Vs = . D2 . S [Cm3] D = Diameter silinder

S = Langkah torak ( L )

Vs = Volume silinder

Contoh

Diketahui : Vol motor = 1800 Cm3

Jumlah silinder ( I ) = 4 ; Diameter silinder = 82 mm = 8,2 cm

Ditanyakan : Langkah torak = ….

Jawab :

b). Volume ruang bakar

Volume ruang bakar adalah volume yang ada diantara torak dan kepala

silinder bilamana torak pada TMA. Karena bentuknya yang tidak semestris seperti

volume langkah torak ,maka biasanya dihitung dengan menungkan cairan kedalam

ruang bakar, kemudian dengan menggunakan gelas ukur dapat diketahui volumenya.

Volume ruang bakar sering disebut juga volume kompresi. (Vk)

Umumnya volume ruang bakar dari suatu motor dinyatakan dalam Cm3 ( cc ) atau

liter (l).


Created by JPTK PTM

28Volume langkah

Ruang bakar

TMA

TMA

Gambar 1.17. Volume ruang bakar.

Berdasarkan ukuran diameter silinder dan langkah torak, motor bakar torak

dibedakan menjadi :

a). Jika diameter silinder sama dengan langkah torak disebut Square Engine.

b). Jika langkah torak lebih kecil dari diameter silinder disebut Over Square Engine.

c) jika langkah torak lebih besar diameter silinder disebut Long Stroke Engine

c). Perbandingan Kompresi

Perbandingan kompresi (tingkat pemampatan) adalah perbandingan antara isi

silinder diatas torak saat torak di TMB dengan volume diatas torak saat torak di

TMA

Gambar 1.18. Perbandingan Kompresi.


Created by JPTK PTM

29

Ruang bakar ( vol. Kompresi )

B : 1

Vk

TMA

Volu

me

sili

nder

(V

s =

Vt )

Rumus : Vs =Vl = Vol. Langkah

Vk = Vol. Kompresi

Motor otto = 7 : 1 s/d 12 : 1

Motor diesel = 14 : 1 s/d 25 : 1

d).Tekanan Kompresi

Tekanan kompresi suatu motor adalah tekanan campuran bahan bakar dan

udara dalam langkah kompresi sehingga tekanan dalam silinder naik. Tekanan

kompresi tergantung pada perbandingan lompresi, suhu pada permulaan langkah

kompresi.

Motor otto = 10 s/d 17 bar

Motor diesel = 30 s/d 50 bar

e).Tekanan Pembakaran

Tekanan pembakaran sering disebut juga dengan tekanan kerja suatu motor

adalah tekanan setelah pembakaran campuran bahan bakar dan udara dalam silinder.

Permukaan torak menerima tekanan kerja dan merubah tekanan tersebut menjadi

gaya. Gaya ini diteruskan ke batang torak yang menyebabkan berputarnya poros

engkol. Berputarnya poros engkol akan menyebabkan timbul nya tenaga putar yang

disebut “torsi”.

Motor otto = 30 s/d 40 bar

Motor diesel = 60 s/d 90 bar

f). Tekanan Efektif Rata-rata (Brake Mean Pressure - BMEP)

Proses pembakaran udara dengan bahan bakar menghasilkan tekanan yang

bekerja pada torak sehingga menghasilkan langkah kerja. Besar tekanan tersebut

berubah-ubah sepanjang langkah torak tersebut. Jika diambil suatu tekanan yang

berharga konstan yang bekerja pada torak dan menghasilkan kerja yang sama, maka

tekanan tersebut disebut dengan tekanan efektif rata-rata .


Created by JPTK PTM

30

Tekanan efektif rata-rata yang didapatkan dengan membagi daya yang

dihasilkan dengan volume perpindahan torak. Kenaikan daya tentu membuat

Tekanan Efektif Rata-rata (Brake Mean Pressure - BMEP).ikut naik.

g). Momen putar (Torsi)

Proses pembakaran di dalam silindr selanjutnya menimbulkan tekanan pembakaran

yang diteruskan untuk menekan torak. Akibat adanya tekanan ini torak akan merubah

tekanan tersebut menjadi gaya. Gaya ini selanjutnya diteruskan ke batang torak yang

nantinya akan menyebabkan berputarnya poros engkol. Berputarnya poros engkol

akan menyebabkan timbulnya tenaga putar dan tenaga putar inilah yang disebut torsi.

Momen putar ( torsi ) suatu motor adalah kekuatan putar poros engkol yang

akhirnya menggerakkan kendaraan.

Gambar 1.19. Ilustrasi Momen putar.

Momen putar adalah perkalian antara gaya keliling dan jari-jari.

Mp = Fk . r [ Nm ]

Fk = Gaya keliling, diukur dalam satuan Newton ( N )

r = Jari-jari ( jarak antara sumbu poros engkol sampai tempat mengukur gaya

keliling ), diukur dalam satuan meter ( m ).


Created by JPTK PTM

31

Pada motor, gaya Fk adalah gaya yang bekerja pada batang penggerak dan r

adalah lengan poros engkol atau separuh dari langkah torak. Jika langkah torak

cukup panjang dan tekanan pembakaran cukup tinggi, maka akan menghasilkan torsi

yang cukup besar juga. Panjang langkah torak juga akan mempengaruhi kecepatan

translasi dari torak di mana untuk langkah torak yang panjang dan untuk langkah

torak yang pendek pada suatu harga kecepatan putar tertentu akan menghasilkan

kecepatan trnslasi yang berbeda atau untuk langkah torak yang panjang akan lebih

cepat dari pada langkah torak yang pendek.

Kecepatan translasi torak terbatas pada suatu harga kecepatan tertentu

sehingga untuk motor dengan langkah torak yang panjang menyebabkan putaran

mesin lebih rendah dibanding dengan motor yang mempunyai langkah torak yang

pendek. Dengan adanya hubingan antara kecepatan translasi torak dan langkah torak,

maka bila diambil harga efesinsi volumetrik pada kecepatan translasi torak yang

tertentu,efesinsi volumtrik akan maksimum pada kecepatan putar yang rendah, untuk

motor dengan langkah torak panjang dan pada kecepatan putar yang tinggi untuk

motor dengan langkah torak yang pendek. Demikian pula dengan torsi yang

dihasilkan dimana untuk motor dengan langkah torak panjang, torsi maksimum

dihasilkan pada putaran rendah dan untuk motor dengan langkah torak pendek, torsi

mksimum dihasilkan pada putaran tinggi.

g). Daya

Yang dimaksud dengan daya motor adalah besar kerja motor yang diberikan

ke poros penggerak..

Gambar 1.20. Ilustrasi Daya motor.


Created by JPTK PTM

32

Daya adalah hasil kerja yang dilakukan dalam batas waktu tertentu [ F.c/ t ]

Pada motor daya merupakan perkalian antara momen putar (Mp ) dengan

putaran mesin ( n )

Daya motor, dihitung dalam satuan kilo Watt ( Kw )

Angka 9550 merupakan faktor penyesuaian satuan.

Mp = Momen putar ( Nm )

n = Putaran mesin ( Rpm )

f). Efisiensi motor bakar

Efisiensi adalah angka perbandingan dari daya mekanis yang dihasikan oleh

motor dengan daya kalor bahan bakar yang telah digunakan. Efesiensi biasanya

ditunjukan dalam kaitannya dengan efesiensi motor adalah efesiensi thermal efektif

atau keseluruhan efesiensi. Dari gambar 20 dapat dilihat bahwa :

1). Kerugian panas hilang sekitar 30 % melalui cairan pendingin.

2). Gas bekas yang mempunyai tekanan tertentu bila meninggalkan motor,

sekitar 30 % dari persediaan tenaga panas hilang.

3). Gesekan dan radiasi mengambil panas sekitar 10 %..

Dengan demikian panas yang tersisa sekitar 30 % yang digunakan sebagai

tenaga mekanik yang berguna. Distribusi panas dari hasil proses pembakaran motor

inilah yang disebut keseimbangan panas.

Motor Otto ( ) = 20% ÷ 35%,

Motor Diesel ( ) = 35% ÷ 55%.

Besar efisiensi motor secara umum :MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

33Out put

Gambar 1.21. Ilustrasi Efisiensi.

Panas yang tersisa yang digunakan sebagai tenaga mekanis yang berguna disebut

“Efesiensi panas”. Semakin besar efesiiensi panas dari suatu motor, maka semakin

besar pula kemampuan suatu motor.

g. Efesiensi Volumetrik.

Volume campuran udara dan bahan bakar yang masuk kesilinder pada saat

langkah isap secara teoritis sama dengan volume langkah torak daari titik mati atas

sampai titik mati bawah. Volume ini akan menghasilkan tenaga jika terbakar. Namun

kenyataannya voume yang masuk kedalam silinder lebih kecil dari volume langkah

torak akibat beberapa faktor seperti tekanan udara, temperatur udara, sisi sisa gas

bekas, panjang saluran masuk (Intake manifold), bentuk saluran masuk dan

kehalusan permukaan dalam saluran. Besarnya volume campuran gas yang

sebenarnya masuk kedalam silinder pada langkah isap dengan volume gas yang dapat


Created by JPTK PTM

34

Input :Daya kalor yang diberikan bahan bakar 100%

Kerugian panas pada sistem pendinginan 30 %

Kerugian gas buang panas + tekanan 30%

Gesekan + Radiasi 10 %

Daya mekanis yang dihasilkan 30 %

masuk dinyatakan dalam suatu angka perbandingan yang disebut efesiensi

volumetrik. Untuk jelasnya :

Jumlah volume campuran gas pada tekanan dan dan temperatur sekeliling

Efesinsi volumetrik ( v ) = ---------------------------------------------------------- Volume langkah

h).Efesiensi Pengisian.

Dalam menetukan berat berat suatu gas, harus ditentukan dahulu patokan dari

temperatur dan tekanan shingga perubahan dari volume menjadi menjadi berat dapat

diketahui Sebagai patokan telah ditetapkan suatu harga temperatur dan

tekanan((standard temperature and pressure), yang menetapkan bahwa :

(T0) = 15 0 C

(p0) = 1 atm = 760 mm Hg.

Dengan menggunakan rumus : p.v = n.R.T dapat dilihat hubungan antara berat,

volume, tekanan dan temperatur dari suatu gas. Dalam kondisi tertetu, suatu gas

dapat ditentukan beratnya dimana apabila berat gas yang masuk ke dalam silinder

diperbandingkan dengan berat gas yang sebenarnya masuk ke dalam silinder disebut

efesiensi voumetrik. Namun jika kondisi gas dirubah ke kondisi standart baik dalam

bentuk volume maupu berat dari gas diperbandingkan yang menghasilkan suatu

harga perbandingan disebut “efesiensi pengisian.”

Efesiensi pengisian adalah suatu harga perbandingan antara volume gas yang

tidak dipengaruhi oleh kondisi temperatur dan tekanan sekelilingnya dengan volume

langkah. Artinya volume gas yang masuk kedalam silinder harus sesuai dengan

standar temperatur dan tekanan standart.

Jumlah volume campuran gas pada tekanan dan temperatur sekeliling (p dan T dirubah ke p0 dan T0

Efesiensi pengisian = ---------------------------------------------------------------------------Volume silinder

Atau

Jumlah berat campuran gas yang dapat masuk ke dalam silinder pada p dan T

Efesiensi pengisian = ---------------------------------------------------------------------------


Created by JPTK PTM

35

Jumlah berat campuran gas yang seharusnya masuk ke dalam silinder pada p0 dan T0

Nilai efesiensi volumetrik dan efesiensi pengisian bila semakin besar, maka semakin

banyak campuran gas yang masuk kedalam silinder. Ini berarti semakin besar daya

yang dihasilkan. Nilai efesiensi volumetrik dan efesiensi pengisian juga dipengaruhi

oleh bentuk dan panjang saluran isap, kehalusan permukaan dalam saluran, dan

kecepatan mesin. Nilai efesiensi volumetrik dan efesiensi pengisian berkisar antara

65 – 85 %. Untuk menaikan nilai efesiensi volumetrik dan efesiensi pengisian dapat

dilakukan dengan :

1). Intake manifold yang dihaluskan akan menghasilkan daya mekanis lebih tinggi

dibandingkan dengan yang standard seperti terlihat pada gambar 21. Penggunaan

intake manifold yang dihaluskan membuat efisiensi motor bakar meningkat rata-rata

sebesar 5.24 % .

Gambar 1.22. Efisiensi motor bakar.

2). Proses pemasukan gas kedalam silinder dibantu dengan tekanan yang melebihi

tekanan atmosfir (dengan supercharger) atau (turbocharger).

Supercaharging adalah proses pemasukan gas atau udara baru kedalam

silinder yang menggunakan pompa yang tenaganya diambil dari mesin.

Turbocharging adalah proses pemasukan bahan bakar kedalam silinder

menggunakan tekanan gas-gas bekas yang sebelum meninggalkan mesin dilewatkan

melalui sebuah turbin. Pada sumbu turbin dipasangkan sebuah kipas yang menekan

udara luar dengan tekanan.


Created by JPTK PTM

36

Pada motor bakar torak 4 langkah maupun 2 langkah jika dilengkapi dengan

dengan supercaharging maupun turbocharging akan menaikan rendemen volumetris.

Pengisian dengan supercaharging maupun turbocharging disebut juga dengan

pengisian tekanan dan bila dibandingkan dengan pengisian isap memiliki beberapa

keuntungan antara lain :

1 m3 udara dari 150C yang bertekanan 0,9 atm, beratnya 1,07 kg (pengisian isap)

1 m3 udara dari 150C yang bertekanan 1,3 atm, beratnya 1,55 kg (pengisian tekan)

Contoh :

Untuk suatu motor bakar torak yang isi silindernya 1 m3, dengan pengisian biasa

(isap), silindernya dapat terisi 1,07 kg udara, sedangkan dengan pengisian tekan,

silindernya dapat terisi 1,55 kg udara. Dengan demikian pengisian tekan isi

silindernya kurang lebih 45 % lebih berat dari pada pengisian isap. Dengan

pengisian tekan tenaga motor dapat naik sekitar 45 %.

i). Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Specific Fuel Consumption - SFC)

Untuk mendapatkan energi panas diperlukan campuran gas yang terdiri dari

udara dan bahan bakar. Banyaknya bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan

energi panas tergantung pada besar volumu langkah torak dan efesiensi volumetrik

atau pengisian. Konsumsi bahan bakar biasanya dikenal yang menyatakan jarak

tempuh kendaraan tiap satu liter bahan bakar.

Konsumsi bahan bakar jika dibandingkan dengan daya mesin yang dihasilkan

selama kurun waktu tertentu dikenal dengan istilah “konsumsi bahan bakar spesifik”.

Banyaknya bahan bakar yang dibakar (gr) Konsumsi bahan bakar spesifik = -----------------------------------------------

Daya mesin yang dihasilkan dlm waktu(PS.hr

Atau :

gram bahan bakar Konsumsi bahan bakar spesifik = -----------------------

Daya kuda x jam


Created by JPTK PTM

37

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Specific Fuel Consumption - SFC) adalah indikator

keefektifan suatu motor bakar torak dalam menggunakan bahan bakar yang tersedia

untuk menghasilkan daya. Dengan demikian, semakin kecil SFC maka dapat

dikatakan motor semakin hemat bahan bakar.

Nilai konsumsi bahan bakar spesifik bervariasi dan dipengatuhi oleh besar kecilnya

harga efesiensi panas.

Pada motor bakar dengan intake manifold yang dihaluskan, aliran masuk

bahan bakar mempunyai tekanan lebih tinggi karena rugi gesekan lebih kecil bila

dibandingkan dengan intake manifold normal, keadaan ini membuat bahan bakar dari

karburator ke ruang bakar dengan laju aliran lebih rendah atau konsumsi bahan

bakar lebih rendah seperti terlihat pada gambar 21.

Hal ini berdasar prinsip dari karburator di mana bahan bakar ke luar dari tanki

karena adanya beda tekanan antara tekanan bahan bakar di saluran keluaran dengan

tekanan udara di karburator. Semakin rendah beda tekanan maka semakin sedikit

bahan bakar yang keluar.

Gambar 1.23. SFC motor bakar

j). Panas –Usaha – rendemen

Dalam motor bakar sejumlah panas diubah menjadi kerja atau usaha. Hal

tersebut terlaksana karena panas pembakaran mengakibatkan pembesaran isi dan MOTOR BAKARIr Husin Bugis, M,Si.

Created by JPTK PTM

38

kenaikan tekanan. Pembesaran isi dan kenaikan tekanan diperlukan untuk merubah

panas menjadi usaha. Panas adalah juga usaha dalam bentuk lain.

Usaha dinyatakan dengan satuan “kgm.

Usaha sebesar 1 kgm berarti usaha yang dibutuhkan untuk mengangkat beban seberat

1 kg setinggi 1 meter.

Usaha 1 kgm tiap detik disebut “daya usaha”. Jadi kgm/det adalah satuan untuk

“daya usaha.

Daya usaha sebesar 75 kgm/det disebut 1 pk.

Untuk mengetahui banyaknya usaha yang dibangkitkan oleh sejumlah panas

dalam proses pembakaran suatu motor.

Oleh karena 1 kcal dinyatakan sama dengan usaha sebesar 427 kgm, maka daya

usaha sebesar 1 pk dibutuhkan panas sebesar :

75---- = 0,176 kcal tiap detik, atau427 3600 x 0,176 = 632 kcal tiap jam

Jadi : 1 pk = 632 kcal/jam.

Jadi untuk membangkitkan 1 pk selama 1 jam dibutuhkan panas sebanyak 532 kcal

harus dibah menjadi usaha.

Panas yang digunakan sebagai usaha pada proses pembakaran hanya sebagian

kecil saja (kira 30 %), sedangkan sisanya hilang ( terbawa oleh air pendingin dan gas

buang). Perbandingan antara panas yang berubah menjadi usaha dan panas yang

tersedia ( dihasilkan dari pembakaran) disebut : “daya guna thermis” atau

“rendemen tehermis” dan dinyatakan dengan ( t ) dibaca ta tee.

Atau :

Panas yang terubah menjadi usaha Q1 – Q2 ____________________________ = t atau _________ = t

Panas yang tersedia Q1

Q1 = panas yang tersedia

Q2 = panas yang terbuang


Created by JPTK PTM

39

Karena daya guna thermis sangat tergantung dari panas (suhu) yang tertinggi

dan yang teendah dari suatu motor, maka t dapat dinyatakan dengan rumus :

T1 - T2 __________ = t T1

Contoh Soal :

Sebuah motor bakar torak diketahui :

T1 (pada dinding ruang bakar) 14000 C

T2 (pada pipa gas buang) 3000 C, maka :

1400 - 300 __________ = 0,785 = 78,5 % 1400

j). Air Fuel Ratio (AFR)

Air Fuel Ratio adalah faktor yang mempengaruhi kesempurnaan proses

pembakaran di dalam ruang bakar. Merupakan komposisi campuran bensin dan

udara yang ideal dalam motr bakar. Idealnya AFR bernilai 14,7. Artinya campura

terdiri dari 1 bensin berbanding 14,7 udara atau disebut dengan istilah

Stoichiometry.

Tabel 1.1. Pengaruh AFR terhadap kinerja motor bensin.


Created by JPTK PTM

40

Pemakaian udara yang tidak stoikiometris, dikenal istilah Equivalent Ratio

(ER).

Equivalent Ratio (ER) adalah perbandingan antara jumlah (bahan bakar/

udara) yang digunakan dan jumlah (bahan bakar/ udara) stoikiometris.

Dengan demikian maka:

ER = 1, berarti reaksi stoikiometris tetap sama dengan harga AFR ideal.

ER < 1, berarti pemakaian udara kurang dari keperluan reaksi stoikiometris.

ER > 1, berarti pemakaian udara lebih dari keperluan reaksi stoikiometris.

n). Besaran Satuan dan Konversi dalam Satuan Lain

1. Tekanan

1 Atmosfir = 101,32 KPA ( kilo pascal )

= 1,0132 Bar

= 1,033 Kg/cm2

= 14,696 b/In2

= 760 mm Hg = 29,92 In Hg

2 Volume

1 cc = 1 cm3

= 0,001 dm3 = 0,001 liter

= 1000 mm3

= 0,6102 In3

3 Gaya

1 Kg = 9,8066 n

1 Kpm = 7,233 b ft (food pounds)

= 100,197 Nm (Newton meter)

4 Daya


Created by JPTK PTM

41

1 Ps = 0,7355 kw (kilo watt)

1 hp = 0,736 kw (kilo watt)

5 Luas

1 cm2 = 100 mm2

= 0,0001 m2

= 0,155 In2

C. Urutan Pengapian

Jika ditinjau dari urutan pengapian dan bentuk poros engkol motor bakar

empat langkah dapat dilihat pada tabel 2 :

Tabel 1.2. Urutan pengapian

Motor

1 silinder

Motor boxer

2 silinder

Motor sebaris

2 silinder

Motor sebaris

3 silinder JP = 720 : 3 = 240° Pe

Motor sebaris

4 silinder

Urutan Pengapian1 – 3 – 4 – 21 – 2 – 4 – 3 Jarak pengapian :

Pe


Created by JPTK PTM

42

Motor boxer

4 silinder

Urutan Pengapian1 – 4 – 3 – 2

JP : Pe

Motor sebaris

5 silnder

Urutan Pengapian1 – 2 – 4 – 5 – 3

JP : Pe

Motor sebaris

6 silinder

Urutan Pengapian1 – 5 –3 – 6 – 2 – 4

JP : Pe

Motor “V”

8 silinder

Urutan Pengapian1-8-2-7-4-5-3-6

JP : Pe

720 = Derajat putaran poros engkol, untuk motor 4 lankah jumlah putaran

poros engkol = 2 dimana satu putaran poros = 360 derajat.

1,2 ,3, dst = Jumlah silinder.

Urutan pengapian adalah urutan torak yang berada pada akhir langkah kompresi

untuk mendapatkan percikan api dari busi.

4) Urutan langkah kerja

Adalah langkah kerja torak yang melaksanakan siklus kerja motor

berdasarkan urutan pengapian yang bertujuan menjaga keseibngan putaran setiap

torak.

Contoh :

Pada motor sebaris 4 langkah dua silinder :

langkah pertama silinder nomor 1 proses langkah kompresi (K), silinder nomor 2

proses langkah buang.

Langkah kedua silinder nomor 1 proses langkah usaha, silinder nomor dua proses

langkah isap. Dan seterusnnya


Created by JPTK PTM

43

Urutan langkah kerja, motor bakar berdasarkan jumlah sinder dan jenisnya.

Ini dapat dilihat pada tabel 3

Tabel 1.3 Urutan langkah kerja motorMotor

1 silinder

Motor boxer

2 silinder

Motor sebaris

2 silinder

Motor sebaris

4 silinder

Motor sebaris3 silinder

1 K U B I2 B I K U3 I K U B

FO : 1 – 3 – 4 – 2

JP = Pe

FO : 1- 3 -2

JP = 720 : 3 = 240°Pe

Motor boxer

4 silinderFO : 1 –4 – 3 – 2

JP = Pe

Motor sebaris

5 silinderFO : 1 – 2 – 4 – 5 – 3

JP = Pe


Created by JPTK PTM

44

1 K U B I2 B I K U

1 K U B I

1 K U B I2 B I K U

1 K U B I2 U B I K3 I K U B4 B I K U

1 K U B I2 U B I K3 B I K U4 I K U B

1 K U B I2 I K U B I3 K K4 K5 K

Motor sebaris

6 silinder FO = 1-5-3-6-2-4

JP = Pe

Motor “V”

8 silinder FO = 1-8-2-7-4-5-3-6

JP = Pe


Created by JPTK PTM

45

1 K2 K3 K4 K5 K6 K K7 K8 K

1 K2 K3 K4 K K5 K6 K

BAB II

BAGIAN UTAMA MOTOR

I. Pendahuluan

Motor terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi dan kegunaan masing-

masing yang merupakan satu kesatuan yang kompak sehingga dapt menghasilkan kerja

mekanik. Bagian utama dan sistem kelengkapan motor dapat dijelaskan sebagai berikut :

Bagian utama terdiri dari:

A. Bagian yang bergerak meliputi : Torak, ring torak, batang torak, poros engkol,

mekanisme katup dan roda penerus.

B. Bagian tak bergerak meliputi : Kepala Silinder, Blok silinder, Bak engkol, Paking,

dan manifol.

A). Fungsi komponen dari bagian utama motor yang bergerak.

Seperti terlihat pada gambar 21 dibawah ini, adalah gambaran dari setiap komponen

motor yang bergerak yang terdiri dari :

Gambar 2.1. Bagian Utama Motor yang bergerak.


Created by JPTK PTM

45

1. Torak (Piston)

Torak bergerak bolak balik dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah

(TMB) dan sebaliknya menyebabkan terjadinya perubahan volume dan tekanan baik

diatas maupun dibawah torak.

Torak dan ring torak berfungsi sebagai berikut :

a. Mengisap dan mengkompresikan gas bahan bakar-udara dan menekan gas sisa

pembakaran keluar dari ruang bakar.

b. Merubah tenaga panas hasil proses pembakaran menjadi tenaga mekanis.

c. Menyekat hubungan antara ruang diatas torak dan dibawah torak.

Gambar 22 adalah gambar potongan penampang torak

Gambar 2.2. Penampang potongan torak

Torak akan selalu mengalami gesekan dan menerima panas yang tinggi saat mesin

bekerja, oleh karena itu torak harus terbuat dari bahan yang memiliki sifat-sifat sebagai


Created by JPTK PTM

46

berikut : ringan, kuat dan kokoh, penghantar panas yang baik, tahan gesekan, koefiensien

muai kecil.

Untuk memenuhi kondisi kerja mesin, konstruksi torak dibuat dalam empat bentuk pilihan :

a. Split Piston; yaitu pada bagian badan torak dilengkapi dengan alur bentuk ”T” atau

”U” sebagai tempat pemuaian panas.

b. Slipper Piston; yaitu pada bagian bawah torak dipotong untuk mengurangi berat dan

mengurangi bidang gesek.

c. Autothermis Piston; yaitu pada bagian dalam atas torak dilengkapi dengan ring

baja.

d. Oval Piston; yaitu pada tebal dinding torak tidak sama, sisi lubang pena torak

dibuat lebih tebal sehingga besarnya pemuaian juga akan berbeda. Bentuk oval

dibuat agar pada saat menerima panas dapat menjadi bulat.

2. Cincin torak (Ring Piston)

Agar terjadi penyekatan yang baik antara ruang di atas torak dan di bawah torak

maka diperlukan cincin torak (ring torak). Gambar 23 dibawah ini memperlihatkan

penampang potongan cincin torak.

Gambar 2.3 Penampang potongan cincin torak.


Created by JPTK PTM

47

Gambar 2.4. cinsin torak torak yang terpasang.

Pada keadaan bebas, diameter cincin torak lebih besar daripada didalam silindernya.

pada kondisi terpasang, permukaan luar cincin torak harus bersinggungan dengan silinder

namun dapat begerak bebas didalam alurnya. Cincin tarak yang terlalu longgar akan

menyebabkan kebocoran kompresi dan dapat menyebabkan naiknya minyak pelumas

kedalam ruang kompresi. Apabila celah cincin torak terlalu kecil dapat menyebabkan

patahnya cincin torak jika terjadi pemuaian karena panas atau merusakkan dinding silinder,

oleh karena itu pemakaian cincin torak harus sesuai dengan spesifikasinya.

Pada motor empat langkah (4 tak), cincin torak dapat dibedakan dua macam yaitu

dua cincin kompresi dan satu cincin pelumas.

a) Cincin Kompresi

Cincin kompresi terbuat dari besi tuang kelabu dengan lapisan logam putih pada

permukaan yang bersinggungan dengan dinding silinder. Pada umumnya sebuah

torak memerlukan 2 cincin kompresi. Cincin kompresi yang terpasang pada

bagian atas kepala torak disebut cincin kompresi satu yang memiliki dimensi

lebih besar dari cincin torak dua yang terpasang dibawahnya.

Fungsinya adalah untuk menjaga kebocoran campuran udara - bahan bakar dan

gas pembakaran selama langka kompresi dan langka usaha.


Created by JPTK PTM

48

b) Cincin Pelumas

Cincin pelumas letaknya dibagian paling bawah pada alur cincin torak, pada

lingkaran bagian tengah terdapat alur yang menembus bagian dalam torak.

Fungsi cincin pelumas antara laian :

a). Membentuk lapisan oli (film minyak) diantara torak dan dinding silinder.

b). Meratakan minyak pelumas.

c). Mengikis kelebihan pelumas agar tidak masuk ke dalam ruang bakar.

Gambar 24 dibawah ini memperlihatkan bentuk cincin kompresi dan cincin pelumas pada

motor 4 tak.


Created by JPTK PTM

49

Cincin torak yang dipasang pada torak ujung celah potongannya tidak boleh diletakkan pada

sisi atau baris yang sama karena dapat menimbulkan kebocoran kompresi.. Bentuk potongan pada ujung

celah sambungan cincin compresi seperti gambar 25 di bawah ini terdiri dari potongan lurus dan

potongan sudut.


Created by JPTK PTM

- cincin kompresi

cincin pelumas

Gambar 2.5. Bentuk penampang dan cincin pelumas cincin kompresi.

50

potongan lurus potongan sudut

Gambar 2.6. bentuk potongan ujung celah cincin kompresi.

3. Batang torak (Connecting Rod)

Batang torak berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembakaran dari torak

(piston) ke poros engkol (crank shaft). Bagian ujung batang torak yang dihubungkan

dengan torak menggunakan pena torak disebut small end, sedangkan bagian pangkal

yang berhubungan dengan poros engkol disebut big end. Pada small end maupun big

end terdapat bantalan (bearing) untuk mencegah rusaknya big end dan small end akibat

panas dan gesekan.

Pena torak

Boss pena torak

Batang torak

Bantalan luncur (metal jalan)

Pangkal batang torak (big end)

Gambar 2.7. Batang Torak.

4. Pena Torak

Pena torak menghubungkan torak dengan small end pada batang torak. Torak dan batai|

torak dihubungkan dengan cara tertentu oleh pena torak. Agar pena torak tidak keluardi

kedudukannya mantap pada boss pena torak maka ada beberapa cara yang dapat dilakukai antara

lain sebagai berikut.

a). Fixed Type

Pada tipe ini pena torak diikat dengan baut pengikat sehingga tidak terjadi gerak. Geseki

terjadi pada boss pena torak.

b. Full Floating Type

Torak yang dimasukkan dalam boss pena torak ditahan oleh snapper. Gesekan terjadi pad

boss pena torak.

C Semi Floating Type

Pada cara ini torak diikatkan pada batang torak dengan baut pengikat. Gesekan terjadi pada pena

torak dengan boss pena torak.

Gambar 2.8. Pena torak

5. Poros Engkol (Crank shaft).

Small end snapper

.Tipe full floating Tipe fixed

snapper

•baut

Pena torak

Poros engkol berfungsi untuk merubah gerakan naik turun piston menjadi gerak putar

dengan bantuan batang torak, sekaligus menjaga pergerakan torak didalam langkah-langkah

selanjutnya. Poros engkol dibuat sedemikian rupa sehingga gerakan torak tidak bersamaan

posisi di dalam silinder. Bagian yang berhubungan dengan batang torak disebut crank pin,

sedangkan yang duduk pada blok silinder disebut crank journal. Crank journal ditopang

oleh bantalan poros engkol dan berputar pada journal. Masing-masing crank journal

mempunyai crank arm. Untuk menjaga keseimbangan putaran pada saat mesin beroperasi,

poros engkol di lengkapi dengan balance weigth. poros engkol juga dilengkapi dengan

lubang oli untuk menyalurkan minyak pelumas pada crank jurnal, bantalal-bantalan pena

torak, dan lain-lain.

Bentuk poros engkol ditentukan oleh banyaknya silinder dan urutan pengapiannya.

Dalam menentukan urutan pengapian suatu motor, faktor yang harus diperhatikan adalah

keseimbangan gerakan karena tekanan akibat proses pembakaran di dalam silinder. Beban

dari bantalan utama (main bearing) dan sudut puntiran yang terjadi pada poros engkol

adalah akibat dari langkah kerja dari tiap-tiap silinder.

Poros engkol menerima beban yang besar dari batang torak dan berputar pada

kecepatan yang tinggi. Oleh karena itu, harus dibuat dari bahan yang mampu menerima

beban tersebut. Umumnya poros engkol terbuat dari baja karbon tinggi.

Gambar 2.9. Poros engkol

crank journal

counter balance weightcrank pin

balance weighi

6. Katup dan Kelengkapan

Bagian mesin yang menyebabkan katup membuka dan menutup pada waktu tertentu

disebut mekanisme katup.Jenis mekanisme katup yang dipakai tergantung dari susunan

katup pada mesin tersebut. Ditinjau dari susunan kutupnya, mekanisme katup dapat

dibedakan menjadi dua macam:

1. katup sisi.

2. katup kepala.

a.) Mekanisme Katup Sisi

Disebut mekanisme katup sisi karena katup terletak di sisi blok silinder. Susunan

katup ini meliputi jenis T, L dan F. Ketiga jenis ini sudah tidak dikembangkan karena tidak

cocok untuk motor putaran tinggi atau kompresi tinggi. Hal ini disebabkan volume ruang

bakar tidak bisa dibuat lebih kecil.

Mekanisme katup ini terdiri atas poros nok, tapet (penekan), katup, dan pegas katup

yang juga dikenal dengan mekanisme katup langsung. Dilihat dari segi mekanisme

kerjanya, mekanisme katup sisi lebih menguntungkan karena kerja katup membuka dan

menutup akan lebih cepat.

nok

poros nok

penekan

pegas katup

batang katup

dudukan tabung

Gambar 2.10. Mekanisme Katup Sisi.

b). Mekanisme Katup Kepala

Mekanisme katup ini digunakan untuk motor yang mempunyai susunan katup jeni *I* yang

semua katup-katupnya berada pada kepala silinder. Karena posisi katup berada pada kepala silinder

maka volume ruang bakar dapat dipersempit untuk menaikan perbandingan kompresi. Susunan

katup jenis ini cocok digunakan pada motor bertenaga besar yang berkembang saat ini.

Mekanisme katup kepala dibedakan menjadi 2 jenis:

1. Over Head Valve (OHV)

2. Over Head Cam (OHC).

1. Over Head Valve (OHV)

Pada mekanisme katup Over Head Valve (OHV), posisi camshaft (poros nok) berada di blok

silinder, sehingga dalam kerjanya memerlukan batang penekan.

Komponen mekanisme katup terdiri dari poros nok, tappet, pushrod, rocker arm, katup, pegas

katup, dan penyetel kerenggangan. Fungsi setiap komponen adalah sebagai berikut :

- Poros nok berfungsi untuk mengubah gerak putar poros menjadi gerak lurus pada katup.

- Nok (cam-profif) digunakan untuk mengatur saat pembukaan katup.

- Tappet berfungsi meneruskan tekanan dari poros nok.

- Pushrod digunakan untuk meneruskan tekanan dari tappet ke rocker arm.

- Rocker arm (tuas ungkit) bertugas menekan batang katup agar membuka katup

rockerarm

batang'katup.

batang penekan

Gambar 2.11. Mekanisme katup OHV

2. Over Head Cam (OHC).

Mekanisme katup OHC artinya camshaft (poros nok) berada di kepala silinder,

Keuntungannya beberapa komponen ditiadakan sehingga dapat mempercepat kerja

mekanisme katup serta keterlambatan pembukaan dan penutupan katup pada saat putaran

tinggi dapat teratasi. Namun, dengan adanya camshaft di kepala silinder, ruang kepala silinder

menjadi lebih rumit.

Jika pada tiap-tiap silinder hanya menggunakan dua buah katup maka cukup

menggunakan satu buah camshaft sehingga dikenal dengan istilah SOHC (Single Over

Head Camshaft).

Gambar 2.12. Mekanisme katup SOHC

3. DOHC (Dual Over Head Camshaft).

Untuk meningkatkan kemampuan mesin dapat dilakukan dengan cara memperbaiki sistem

pemasukan gas baru ke dalam silinder. Semakin banyak gas baru masuk ke dalam silinder semakin

besar tenaga yang dihasilkan. Berdasarkan prinsip tersebut dilakukan upaya menambah jumlah katup

pada setiap silinder, misalnya pada setiap silinder terdapat 3 atau 4 buah katup yang bertujuan agar gas

baru yang masuk kedalam silinder seoptimal mungkin, Dengan bertambahnya jumlah katup maka

penggerak katupnya juga harus menyesuaikan agar kerja dari pembukaan dan penutupan katup

berjalan dengan baik. Oleh karena itu, jumlah camshaft dibuat menjadi dua buah. Mekanisme katup

dengan dua buah camshaft dikenal dengan istilah DOHC (Dual Over Head Camshaft).

Pada beberapa tipe kendaraan, salah satu camshaftnya digerakkan oleh timing belt dan

camshaft yang lain digerakkan oleh scissor gear melalui camshaft yang digerakkan oleh timing

belt. Kelebihan mekanisme katup ini dibanding dengan yang lain adalah suara yang lebih

halus.

Gambar 2.13 mekanisme katup DOHC

B.Fungsi setiap komponen dari bagian utama motor yang tidak bergerak.

Komponen dari bagian utama motor yang tidak bergerak secar umum meliputi :

1. Kepala Silinder

Kepala silinder berfungsi sebagai penutup silinder dan merupakan dinding ruang bakar. Bentuk

ruang bakar ada yang rata, tirus, lengkung, atau gabungan bentuk-bentuk tersebut. Pada kepala

silinder juga dilengkapi lubang busi. Kepala silinder dibuat dari bahan besi tuang kelabu atau paduan

aluminium. Kepala silinder dipasang di atas blok silinder menggunakan baut pengikat. Untuk motor

berpendingin udara pada kepala silinder dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin yang berguna untuk

memperluas bidang pendinginan, sedangkan untuk pendinginan air pada kepala silinder dilengkapi

saluran-saluran air pendingin.

Mesin yang mempunyai susunan katup "I", pada kepala silinder dilengkapi dengan lubang-lubang

katup, sebab kedua katup berada pada kepala silinder. Untuk susunan katup model "T" dan "L" tidak

dilengkapi lubang atau dudukan katup karena letak katup berada pada blok silinder. Permukaan

kepala silinder yang akan dipasangkan di atas permukaan blok silinder harus benar-benar rata

supaya tidak terjadi kebocoran pada saat mesin bekerja.

paking

Gambar 2.14 Kepala silinder "I"

Gambar 35. Tutup kepala silinder

Di atas kepala silinder dilengkapi dengan tutup untuk melindungi komponen-komponen yang ada di

atas kepala silinder dari kotoran dan mencegah kebocoran minyak pelumas.

Gambar 2.15 Ttup kepala silinder.

2. Blok Silinder

Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian utama motor dengan lubang silinder yang

berdinding halus tempat torak bergerak bolak-balik. Blok silinder merupakan dudukan komponen-

komponen lain, misalnya distributor, pompa bahan bakar, motor stater, dan altemator. Blok silinder

dilengkapi dengan mantel-mantel air apabila mesin tersebut menggunakan pendingin air, mekanisme

katup dengan dudukan katup.

Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung dari beberapa faktor : jumlah silinder, susunan

silinder, susunan katup, cara pendinginan, dan mekanisme katup. Blok silinder terbuat dari bahan yang

biasanya sama dengan bahan kepala silinder.

:

Gambar 2.16. Blok silinder

Untuk motor besar lubang silinder biasanya menggunakan tabung silinder yang dipasangkan pada

blok silinder. Apabila terjadi keausan yang berlebihan karena gesekan torak dapat diganti dengan

yang baru untuk penghematan. Tabung silinder dibedakan menjadi dua jenis :

1. Tabung basah, tabung basah maksudnya tabung silinder itu langsung berhubungan dengan air.

2. Tabung kering, tabung kering tidak berhubungan dengan air.

Gambar 2.17. Blok silinder dengan tabung silinder dapat dilepas

Gambar 2.18. Tabung silinder

3. Karter (Panci Minyak)

Fungsi Karter (panci minyak) adalah untuk menutup blok silinder di bagian bawah, menampung minyak

pelumas, dan mendinginkan minyak pelumas. Di bagian dalam panci minyak dilengkapi dengan

separator (pelat pembatas) yang berfungsi sebagai pencegah goncangan minyak pelumas apabila

kondisi jalan tidak rata sehingga sistem pelumasan tidak terganggu.

Gambar 2.19. Karter.

4.Saluran Masuk dan Buang.

Fungsi saluran masuk (Intake Manifold) merupakan tempat laluan dari muatan segar yang akan

masuk ke dalam silinder. Saluran buang (Exhaust Manifold) merupakan tempat laluan dari sisa gas hasil

pembakaran. Saluran masuk ditempatkan di antara karburator dengan lubang katup masuk pada kepala

silinder.

Saluran buang ditempatkan di antara lubang katup buang dengan knalpot. Untuk membantu

mempercepat terjadinya penguapan bahan bakar yang akan masuk ke dalam silinder, letak saluran

masuk didekatkan dengan saluran buang agar panas yang terpancar keluar dari saluran buang

dimanfaatkan untuk memanaskan muatan baru yang akan masuk ke dalam silinder. Dengan demikian,

efisiensi panas menjadi lebih baik.

separator

lubang pembuang minyak

Dalam upaya pemanfaatan panas itu maka bahan yang dipakai untuk saluran buang harus

memiliki sifat tahan terhadap panas yang cukup tinggi sekaligus reflaktor yang baik terhadap panas.

Se-baliknya saluran masuk harus memiliki sifat mampu menyerap panas yang baik dan menghantar

panas. Bahan yang memiliki sifat-sifat tersebut adalah aluminium sehingga saluran masuk dan

saluran buang dibuat dari paduan aluminium.

Belokan-belokan pada saluran masuk dibuat tidak runcing dan garis tengah tiap cabang dibuat

tidak sama besar dengan maksud agar jalannya udara-bahan bakar dapat lancar dan pengisian tiap-tiap

silinder sama. Saluran masuk dibuat lebih pendek daripada saluran buang dengan maksud agar kerugian

gesekan dan pengembunan menjadi lebih kecil.

Untuk motor dengan kecepatan tinggi, saluran buang dibuat berhadapan dengan saluran masuk untuk

meningkatkan efisiensi pengisian. Untuk konsumsi di daerah yang mengalami musim dingin, saluran

buang dapat dilengkapi dengan katup pengontrol panas yang ditempatkan di dalam saluran.

Katup pengontrol panas ini bekerja atas dasar suhu di dalam saluran. Apabila dalam keadaan

dingin (masih dingin) katup pengontrol tertutup sehingga gas buang akan beredar di sekeliling saluran

yang berdekatan dengan saluran masuk untuk membantu pemanasan dan penguapan gas baru di dalam

salura masuk .

Apabila mesin telah panas katup pengontrol itu akan terbuka dengan sendirinya dan gas

buang mengalir lancar ke pipa knalpot.

Gambar 2.20. Intake manifold dan exhaust manifold

BAB III

SISTEM PENGAPIAN

I. Pendahuluan

Fungsi sistem pengapian pada motor bensin adalah untuk menyalakan campuran udara-bahan

bakar yang telah dikompresikan di dalam ruang pembakaran. Hal ini akan terjadi pada saat yang tepat

untuk mengawali terjadinya pembakaran.

Gambar 3.1 Skema sistem pengapian

Pembakaran dimulai dengan sistem pengapian memasok suatu bunga api listrik yang akan

melompati celah di pinggir ruang pembakaran pada busi. Panas dari busi akan menyalakan campuran

udara-bahan bakar yang terkompresi.

Campuran yang terbakar akan menaikkan tekanan di dalam silinder sehingga mendorong torak

ke bawah silinder, untuk selanjutnya mesin dapat “hidup”. Apabila bunga apinya lemah (tidak cukup

panas) atau terjadi pada saat yang salah, tekanan pembakaran maksimum tidak terbentuk di dalam ruang

pembakaran

1.Sistem Pengapian baterei

Sistem pengapian baterai biasanya terdiri dari baterai, koil pengapian (ignition

coil), distributor, kondensor, kabel tegangan tinggi dan busi.

Ada pun komponen-komponen dalam sistem pengapian adalah sebagai berikut:

1). Baterai (Accumulator)

Baterai adalah alat elektrokimia yang dibuat untuk mensuplai arus listrik ke

sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan system kelistrikan lainnya. Alat ini

menyimpan arus listrik dalam bentuk energy kimia yang dikeluarkan bila diperlukan dan

mensuplainya ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat yang memerlukannya.

Dalam baterai terdapat terminal positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat-plat tersebut

biasanya terbuat dan timbal dan timah. Karena itu baterai sening disebut baterai timah.

Ruang dalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya untuk baterai mobil 6 sel) dan

dalam masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam di dalam larutan

elektrolit. Baterai menyediakan arus listrik tegangan rendah (12 Volt). Kutub negatif

baterai dihubungkan dengan masa, sedangkan kutub positif baterai dengan koil,

pengapian .

a).Baterai Basah

Susunan akumulator dalam keadaan kosong atau belum terisi dengan tenaga

listrik terdiri dari sebuah baki dari gelas atau ebonit yang didalamnya diisi dengan larutan

asam sulfat (H2SO4) yang ditempatkan paling sedikit tiga buah pelat yang terdiri dari

oksidasi plumbum (PbO). Ketiga pelat tersebut dipasang dalam akumulator secara

sejajar. Antara pelat yang satu dengan pelat yang lain dipasang sebuah pemisah yang

terbuat dari serbuk kayu yang dimampatkan, dan dikenal dengan istilah separator. Pelat

yang berada ditengah separator akan menjadi pelat positif, sedangkan pelat yang berada

disebelah kanan dan kiri saparatif akan menjadi pelat negatif, oleh karena sel belum terisi

sumber tenaga listrik, maka pelat-pelat tersebut dalam keadaan tidak bermuatan.

Besarnya kuat arus yang dihasilkan sebuah akumulator tergantung pada luas pelat yang

64

digunakan sehingga semakin besar pelat yang dipakai, maka semakin besar pula kuat arus

yang dihasilkan.

Pada akumulator dalam keadaan terisi tenaga listrik, maka susunannya

akan berubah secara kimiawi yaitu terdiri dari Pb sebagai anoda (kutub negatif) dan

PbO2 sebagai katoda (kutub positif), serta elektrolit larutan asam sulfat (H2SO4). Oleh

karena sudah diisi muatan listrik, maka dalam asam sulfat (SO4 2− ). Tiap sel pada

akumulator mempunyai beda potensial ± 2 volt, sehingga akumulator yang berpotensial 6

volt mempunyai 3 buah sel yang dihubungkan secara seri. Baterai penyimpan arus listrik

(aki) yang dirancang untuk kendaraan bermotor memiliki beberapa bagian antara lain :

1) Kotak dengan dinding penyekat untuk memisahkan sel-sel

Kotak baterai tersusun dari penutup dan bahan penahan asam (karet atau plastik). Kotak

baterai modern mengganjal tepi-tepi sekeliling dasar kotak bagian luar untuk tujuan

pengganjalan. Didalam kotak baterai, sisa-sisa elemen mengalir sepanjang memenuhi

lantai kotak dan kaki batas dasar pelat yang ada,berupa partikel padat yaitu kerak pada

pelat selama pengoperasian. Ruangan antara sisa elemen terbentuk dikenal dengan ruang

endapan/ruang sedimen.. Lapisan kerak ini, yang terdiri dari timah dan dapat

menghantarkan listrik, dapat berakumulasi dalam ruang ini tanpa menyentuh ujung

terbawah pelat yang dapat menyebabkan

hubungan pendek. Kotak akumulator ditambahkan dengan penyekat dalam

masing-masing sel. Sel-sel itu terkumpul rapat dalam konstruksi akumulator. Didalamnya

ditempatkan elemen-elemen separator atau pemisah antara pelat positif dan pelat negatif.

65

Gambar 3.2. Komponen Baterai Basah

2) Satu lembar penutup dengan sel pembuka dan sumbat ventilasi

Pada sel baterai modern menyatu dengan elemen-elemen, semua ditutup dan

direkatkan oleh sebuah penutup. Penutup ini mempunyai satu pembuka untuk masing-

masing sel sehingga sel-sel dapat diisi dengan elektrolit. Pembuka ini ditutup dengan

ventilasi yang disekrup pada tempatnya, masing-masing sumbat mempunyai sebuah

lubang.

3) Elemen-elemen

Eleman terdiri dari pelat positif dan pelat negatif yang dipasang bersama dengan pemisah

atau separator antara masing-masing pelat. Bahan aktif pelat muatan positif berisi timah

peroxida (PbO2) warna cokelat gelap. Ketika bahan aktif pada pelat muatan negatif berisi

timah murni dalam bentuk timah karang (Pb, warna abu-abu metalik). Masing-masing

kelompok pelat positif dan pelat negatif tersambung secara bersama oleh sabuk pengikat

pelat tersendiri dimana pelat berada. Masing-masing biasanya mempunyai satu lebih

banyak pelat negatif dari pada pelat positif,

jadi dua pelat bagian luar biasanya negatif.

4) Pemisah/separator antara masing-masing pelat.

Pelat-pelat harus ditutup satu sama lain tetapi tidak boleh bersentuhan, hal ini dapat

terjadi apabila pelat bengkok atau ketika partikel menggumpal pada permukaannya.

Karena hal itu dapat menyebabkan hubungan pendek ketika sebuah elemen diselipkan.

Penyekat ini dipastikan bahwa pelatdengan polaritas berlawanan, dipisahkan secukupnya

satu sama lain dengan secara listrik, dengan harapan untuk mengalirkan elektron, ditutup

satu sama lain.

5) Sel penghubung

Masing-masing sel dalam baterai dihubungkan dalam hubungan seri. Hubungan ini

dipakai dalam penghubung sel, dalam rangka mengurangi bagian dalam dan berat.

6) Plastik pemisah

Berfungsi untuk pelindung masing-masing sel terhadap kotak pemisah sel/rangka

7) Terminal positif negatif

66

Pengikat pelat menggabungkan pelat positif dalam sel pertama yang dihubungkan dengan

terminal positif pada baterai dan juga sabuk pelat menghubungkan pelat negatif dalam sel

terakhir yang dihubungkan dengan terminal positif dan negatif pada baterai, voltase

maksimum berada antara dua terminal 6 atau 12 volt. Berikut gambar terminal pada

baterai:

Gambar 3.3. Terminal Positif dan Terminal Negatif

b). Baterai Kering

Akumulator kering yang dirancang untuk kendaraan bermotor memiliki beberapa bagian

antara lain :

1) Kotak akumulator

Bak akumulator kering terbuat dari besi yang dilapisi dengan bahan plastik pada bagian

luarnya. Penggunaan bahan besi ini dimaksudkan karena zat asam yang

digunakan(KOH) dapat melarutkan semua zat kecuali besi.

67

Gambar 3.4. Kontruksi Baterai Kering

a) Satu lembar penutup dengan sel pembuka

Pada akumulator ini semua ditutup dan direkatkan oleh sebuah penutup. Penutup

ini mempunyai satu pembuka untuk untuk lubang pengisi cairan elektrolit (KOH.)

b) Elemen-elemen.

Elemen terdiri dari pelat positif terdapat di dalam tabung-tabung positif dan pelat

negatif pada kantung-kantung negatif yang dipasang bersama dengan pemisah atau

separator antara masing-masing pelat. Masa aktif dari plat positif maupun dari plat

negatif dicampur dengan zat-zat yang dapat menambah penghantar dan berliang renik

(berpori). Campuran ini dimasukkan dalam tabung-tabung gepeng dari besi dan dari

susunan tabung-tabung ini merupakan suatu pelat. Dan sebagai hubungan keluarnya

menggunakan besi.

68

Gambar 3.5. Komponen Baterai Kering

c) Terminal positif negatif

Pengikat pelat menggabungkan pelat positif dalam sel positif yang dihubungkan

dengan terminal positif pada baterai dan juga sabuk pelat menghubungkan pelat negatif

dalam sel negative

Prinsip Kerja Baterai (akumulator)

Akumulator bekerja berdasarkan reaksi kimia yaitu reaksi redoks yang terjadi

baik selama pengisian maupun selama pengosongan. Reaksi kimia pada akumulator

tersebut bersifat reversible, artinya reaksi kima yang terjadi selama pengisian sangat

berlawanan dengan reaksi yang terjadi pada saat pengosongan.

Selama pengisian terjadi pengubahan energi listrik ke energi kimia, dan sebaliknya pada

saat pengosongan terjadi pengubahan energi kimia menjadi energi listrik. Ketika

akumulator dalam keadaan kosong (tidak ada energi listrik) maka elektroda-elektroda

dihubungkan dengan sumber tenaga listrik dari luar. Kutub positif dari sumber tenaga

listrik dari luar sebagai katoda dihubungkan dengan kutub positif akumulator. Dan kutub

negatif sumber tenaga listrik dari luar sebagai anoda dihubungkan dengan kutub negatif

akumulator.

69

Dengan demikian pada sumber energi listrik terjadi aliran listrik yaitu elektron mengalir

dari anoda ke katoda dan arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Sedangkan aliran

listrik yang terjadi pada akumulator basah yaitu elektron yang mengalir dari katoda ke

anoda, dan arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Dengan adanya aliran listrik

tersebut, maka akan menimbulkan reaksi kimia (reaksi redoks) yang mengakibatkan

terbebasnya zat-zat dalam akumulator yaitu 4 PbSO menjadi Pb, PO2, ion H + , dan ion

SO4 2− , sedangkan pada akumulator kering terjadi reaksi kimia Ni(OH) 2 akan berubah

menjadi Ni(OH) 3 , sedangkan Fe(OH) 2 karena dikurangi zat asamnya berubah menjadi

Fe.

Selama pengosongan pada akumulator, juga terjadi perubahan energi yaitu dari energi

kimia menjadi energi listrik. Pada pengosongan, terjadi pengaliran listrik yaitu elektron

mengalir dari Pb atau kutub negatif (sebagai anoda) ke PbO2 atau kutub positif (sebagai

katoda). Sedangkan arus listrik mengalir dari kutub positif atau PbO2 (sebagai katoda) ke

kutub negatif atau Pb (sebagai anoda) sehingga adanya aliran tersebut mengakibatkan

terjadinya reaksi kimia. Pada akumulator kering elektron mengalir dari kutub negatif

Fe(OH) 2 , ke Ni(OH) 2 atau kutub positif. Sedangkan arus listrik mengalir dari kutub

positif ke kutub negatif.

2). Kunci Kontak (Ignition Switch)

Kunci kontak berguna untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari baterai ke

koil pengapian (ignition coil). juga berhubungan dengan motor starter, jika dinyalakan

akan memutarkan motor starter.

Gambar 3.6. Kunci kontak

3). Koil Pengapian (Ignition Coil).

70

Koil pengapian (ignition coil) berfungsi menaikkan tegangan yang diterima dari

baterai (12 V) menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih), agar dapat terjadi loncatan

bunga api listrik pada elektroda busi sehingga dapat memungkinkan terjadinya

pembakaran di ruang bakar. Pada koil pengapian (ignition coil), kumparan primer dan

sekunder digulung pada inti besi. Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan

yang diterima dan baterai menjadi tegangan tinggi dengan cara induksi elektromagnet.

Inti besi (core), yang dikelilingi oleh kumparan, terbuat dan baja silikon tipis yang

digulung ketat, Kumparan sekunder dan kawat tembaga tipis (diameter 0,05-0,1 mm)

yang digulung 15000-30000 kali lilitan pada inti besi, sedangkan kumparan primer

terbuat dan kawat tembaga yang relatif lebih tebal (diameter 0,5-1,0 mm) yang digulung

l50-300 kali lilitan mengelilingi kumparan sekunder.

Untuk mencegah terjadinya hubungan singkat (chort circuit,) antar 1apisan yang

berdekatan, antara lapisan satu dengan lainnya disekat dengan kertas yang mempunyai

tahanan sekat yang tinggi. Seluruh ruangan kosong dalam tabung kumparan diisi dengan

minyak atau campuran penyekat untuk menambah daya tahan terhadap panas. Salah satu

ujung dan kumparan primer dihubungkan dengan terminal negative primer sedangkan

ujung yang lain dihubungkan dengan terminal positif primer. Kumparan sekunder

dihubungkan dengan cara serupa, dengan ujungnya dihubungkan dengan kumparan

primer lewat terminal positif primer, sedangkan ujung yang lain dihubungkan dengan

terminal tegangan tinggi melalui sebuah pegas. Kedua kumparan digulung dengan arah

yang sama, dengan kumparan primer pada bagian luar. Koil pengapian (ignition coil)

mempunyai tiga terminal yaitu:

a. Terminal (+) dihubungkan dengan baterai.

b. Terminal (-) dihubungkan dengan platina (breaker point) dan kondensor.

c. Terminal tegangan tinggi dihubungkan dengan busi.

71

Gambar 3.7. Rangkaian Koil Sederhana

4).Distributor

Distributor berfungsi sebagai alat pemutus dan pembagi arus pengapian yang

akan di salurkan ke spark plug (busi)

Gambar 3.8. distributor

a).Rotor

Rotor merupakan suatu komponen dalam system pengapian. Rotor

berfungsi sebagai pembagi arus ke beberapa busi, sesuai dengan system

pengapiannya.

Gambar 3.9. rotor

72

b).Platina

Platina (breaker point) berfungsi memutuskan arus listrik yang mengalir

melalui kumpaian primer dan koil pengapian (ignition coil), untuk

menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan

jalan induksi magnet listrik. Induksi terjadi saat platina (breaker point)

diputus atau terbuk

Gambar 3.10. platina

Keterangan

a).b).c).

Coil Poin platinaDiam penyesuaian

d)

e).

Point riding on cam rotating cam

Poros nok f.) Kondesor.

c).Tutup distributor

Tutup distributor berfungsi sebagai penutup platina dan sebagai tempat

kabel yang dialiri oleh arus. Tutup distributor berfungsi untuk membagikan arus

listrik tegangan tinggi yang dihasilkan oleh koil pengapian (ignition coil) dan

rotor ke kabel tegangan tinggi untuk masing-masing silinder sesuai dengan urutan

pengapian.

73

.

Gambar 3.11. tutup distributur

d). Kondensor.

Kondensor berguna untuk mencegah timbulnya bunga api pada kontak

pemutus arus sewaktu membuka dan mempercepat arus primer menjadi pulih

kembali dengan tujuan menaikkan tegangan koil sekunder. Kemampuan dan suatu

kondensor dapat ditunjukkan dengan berapa besar kapasitasnya. Kapasitas

kondensor diukur dalam mikrofarad (μ f).

e).Vaccum Advancer

Vaccum Advancer berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai

dengan beban mesin (kevakuman). Bagian ini terdiri dan plat pembawa (breaker

plate) dan vaccum advancer. Prinsip kerja vakum advancer adalah memanfaatkan

kevakuman yang terjadi pada lubang di atas throtle valve, yang selanjutnya

dinibali menjadi gaya tarik tersebut di teruskan untuk menggerakkan plat

pembawa (breaker plale), dengan gerakan putar yang berlawanan dengan putaran

bubungan (cam lobe,).

Karena platina (breaker point,) menempel pada breaker plate maka dengan

berputarnya plat pembawa (breaker plale) ini menyebabkan platina (breaker

74

point) lebih awal membukanya. Hal ini berarti pelayanan busi terjadi lebih awal

(lebih cepat).

Gambar 3.12. Vaccum Advancer.

6. Kabel Tegangan Tinggi

Kabel tegangan tinggi berfungsi untuk mengalirkan arus listrik tegangan tinggi

dan koil pengapian (ignition coil) ke busi. Kabel tegangan tinggi harus mampu

mengalirkan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan di dalam koil pengapian

(ignition coil) ke busi melalui distributor tanpa adanya kebocoran. OIeh sebab itu,

penghantar (core) dibungkus.

Gambar 3.13. Kabel Tegangan Tinggi.

7. Busi

75

Busi berfungsi untuk memberikan loncatan bunga api melalui elektrodanya ke

dalam ruang pembakaran, apabila ada arus tegangan energi mengalir ke busi. Komponen

utama busi yaitu:

a. Insulator keramik,

Insulator berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna sebagai

insulator antara elektroda tengah dengan wadah (cassing). Gelombang yang dibuat pada

permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang jarak permukaan antara

terminal dan wadah (cassing) untuk mencegah terjadinya loncatan bunga api tegangan

tinggi. Insulator terbuat dari porselen aluminium murni yang mempunyai daya tahan

panas yang sangat baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik, pada temperature tinggi

dan penghantar panas (thermical conductivity).

b. Cassing,

Casing berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai mounting busi

terhadap mesin.

c. Elektrode Tengah

Elektroda tengah terdiri dari:

1) Sumbu pusat : mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang ditimbulkan oleh

elektroda.

2) Seal glass : merapatkan antara poros tengah (center shaft) dan insulator

keramik dan mengikat antara poros tengah (center shaft) dan elektroda tengah.

3) Resistor : mengurangi suara pengapian untuk mengurangi gangguan frekuensi

radio.

4) Copper core (inti tembaga) : merambatkan panas dan elektroda dan ujung

insulator agar cepat dingin.

5) Elektroda tengah: membangkitkan loncatan bunga api ke masa (elektroda

masa).

d. Elektroda Masa

Elektroda Masa dibuat sama dengan elektroda tengah, dengan tujuan

memudahkan loncatan bunga api agar menaikkan kemampuan pengapian.

76

Gambar 3.14. Busi

Cara Kerja Sistem Pengapian (Ignation System) Pada Motor Bensin

Gambar 16. Prinsip Kerja Sistem Gambar Pengapian Konvensional

Gambar 3.15. Rangkaian pengapian baterei

77

Batarai

Busi-busi

Kunci kontak

kondensator

koil

Distributor

Rotor

Apabila kunci kontak dihubungkan, arus lisirik akan mengalir dan baterai melalui

kunci kontak ke kumparan primer, ke platina (breaker point) dan ke massa. Dalam

keadaan seperti ini platina (breaker pont) masih dalam keadaan tertutup

Akibat mengalimya arus pada kumparan primer, maka inti besi menjadi magnet. Bila

platina (breaker point) membuka arus yang mengalir pada kumparan primer akan

terputus dan kemagnetan pada inti besi akan segera hilang. Hilangnya kemagnetan ini

akan menyebabkan pada kumparan primer dan kumparan sekunder timbul tegangan

induksi. Karena jumlah kumparan pada kumparan sekunder lebih banyak dari kumparan

primer, maka tegangan yang timbul pada kumparan sekunder akan lebih besar atau

dengan kata lain pada kumparan sekunder akan timbul tegangan tinggi.

Tegangan tinggi ini akan disalurkan ke rotor distributor untuk dibagi-bagikan ke busi

pada tiap silinder yang mengakhiri langkah kompresinya. Selanjutnya tegangan tinggi

pada busi akan diubah menjadi percikan bunga api guna pembakaran bahan bakar pada

ruang bakar.

2.Sistem Pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI).

Sistem pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI). merupakan sistem

pengapian elektronik yang sangat popular digunakan pada mesin sepeda motor

maupun mobil. Sistem pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI) terbukti lebih

menguntungkan dan lebih baik dibanding sistem pengapian konven-sional

(menggunakan platina). Dengan sistem Capacitor Discharge Ignition (CDI),

tegangan pengapian yang dihasilkan lebih besar (sekitar 40 KV) dan stabil sehingga

proses pembakaran campuran bensin dan udara bisa berpeluang makin sempurna.

Dengan demikian, terjadinya endapan karbon pada busi juga bisa dihindari. Selain itu,

dengan sistem Capacitor Discharge Ignition (CDI) tidak memerlukan penyetelan

seperti penyetelan pada platina. Peran platina telah digantikan oleh oleh thyristor

sebagai saklar elektronik dan pulser coil atau “pick-up coil” (koil pulsa generator)

yang dipasang dekat flywheel generator atau rotor alternator (kadang-kadang pulser

coil menyatu sebagai bagian dari komponen dalam piringan stator, kadang-kadang

dipasang secara terpisah).

78

Secara umum beberapa kelebihan sistem pengapian Capacitor Discharge

Ignition (CDI) dibandingkan dengan sistem pengapian konvensional adalah antara

lain :

1. Tidak memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat pengapian terjadi

secara otomatis yang diatur secara elektronik.

2. Lebih stabil, karena tidak ada loncatan bunga api seperti yang terjadi pada breaker

point (platina) sistem pengapian konvensional.

3. Mesin mudah distart, karena tidak tergantung pada kondisi platina.

4. Unit CDI dikemas dalam kotak plastik yang dicetak sehingga tahan terhadap air

dan goncangan.

5. Pemeliharaan lebih mudah, karena kemungkinan aus pada titik kontak platina

tidak ada.

Cara Kerja Sistem Pengapian CDI

Pada saat magnet permanent (dalam flywheel magnet) berputar, maka

akan dihasilkan arus listrik AC dalam bentuk induksi listrik dari source coil. Arus ini

akan diterima oleh CDI unit dengan tegangan sebesar 100 sampai 400 volt. Arus tersebut

selanjutnya dirubah menjadi arus setengah gelombang (menjadi arus searah) oleh diode,

kemudian disimpan dalam kondensor (kapasitor) dalam CDI unit. Kapasitor tersebut

tidak akan melepas arus yang disimpan sebelum SCR (thyristor) bekerja. Pada saat

terjadinya pengapian, pulsa generator akan menghasilkan arus sinyal. Arus sinyal ini

akan disalurkan ke gerbang (gate) SCR. Dengan adanya trigger (pemicu) dari gate

tersebut, kemudian SCR akan aktif (on) dan menyalurkan arus listrik dari anoda (A) ke

katoda (K). Dengan berfungsinya SCR tersebut, menyebabkan kapasitor melepaskan arus

(discharge) dengan cepat. Kemudian arus mengalir ke kumparan primer (primary coil)

koil pengapian untuk menghasilkan tegangan sebesar 100 sampai 400 volt sebagai

tegangan induksi sendiri. Akibat induksi diri dari kumparan primer tersebut, kemudian

terjadi induksi dalam kumparan sekunder dengan tegangan sebesar 15 KV sampai 20 KV.

Tegangan tinggi tersebut selanjutnya mengalir ke busi dalam bentuk loncatan bunga api

yang akan membakar campuran bensin dan udara dalam ruang bakar.

79

Gambar 3.16. Pengapian CDI .

Terjadinya tegangan tinggi pada koil pengapian adalah saat koil pulsa

dilewati oleh magnet, ini berarti waktu pengapian (Ignition Timing) ditentukan oleh

penetapan posisi koil pulsa, sehingga sistem pengapian CDI tidak memerlukan

penyetelan waktu pengapian seperti pada sistem pengapian konvensional. Pemajuan saat

pengapian terjadi secara otomatis yaitu saat pengapian dimajukan bersama dengan

bertambahnya tegangan koil pulsa akibat kecepatan putaran motor. Selain itu SCR pada

sistem pengapian CDI bekerja lebih cepat dari contact breaker (platina) dan kapasitor

melakukan pengosongan arus (discharge) sangat cepat, sehingga kumparan sekunder koil

pengapian teriduksi dengan cepat dan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi untuk

memercikan bunga api pada busi.

Urutan kerja sistem pengapian pada Capacitor Discharge Ignition (CDI)

adalah sebagai berikut :

1. Baterai

Saat reaksi kimia (elektrolisa air) muncul di dalam elektrolit saat

pengisian, hal itu disebabkan plat kutub positip membangkitkan oksigen dan plat

80

kutub negatip membangkitkan hidrogen. Pada proses elektrolisa air, volume

elektrolit menurun, sehingga membutuhkan pengisian kembali.

2. Kunci Kontak

Cara kerja kunci kontak adalah dengan memutar kunci kontak ke posisi

yang kita inginkan. Setiap posisi pada kunci kontak akan menentukan hubungan

kelistrikan pada rangkaian pengapian sehingga memfungsikan komponen.

Beberapa posisi kunci kontak yang mempengaruhi komponen pengapian :

1) ACC (Accesories) menghubungkan arus/tegangan dari baterai ke accesories

mobil, contoh tape mobil ( sound system ).

2) OFF mematikan semua kelistrikan otomotif dari baterai ke rangkaian.

3) ON atau IG menghubungkan arus atau tegangan dari baterai ke ignition (Coil

+).

4) ST ( Start ) menghubungkan arus / tegangan dari baterai ke M.Stater (T.50)

sehingga motor stater akan berputar menggerakkan mesin.

3. Ignition Coil

Cara kerja Ignition Coil adalah sebagai berikut: Komponen ini

meningkatkan tegangan baterai (12V) untuk membangkitkan tegangan tinggi di

atas 10kV, yang perlu untuk pengapian. Primary dan secondary coil diletakkan

saling berdekatan. Saat arus diberikan secara intermittent ke primary coil,

terciptalah saling induktansi. Mekanisme ini dimanfaatkan untuk membangkitkan

tegangan tinggi pada secondary coil. Koil pengapian dapat membangkitkan

tegangan tinggi yang berbeda-beda sesuai dengan jumlah dan ukuran gulungan

koil. Tegangan tinggi pada Pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI) adalah

pada saat arus dari kapasitor dengan cepat mengalir ke kumparan primer.

4. Unit Pemotong Arus

Pada saat rotor alternator (magnit) berputar terjadi induksi listrik yang

akan menimbulkan arus listrik AC. Arus akan diterima oleh Capacitor Discharge

Ignition (CDI) unit dengan besar tegangan antara 100-400volt. Arus AC ini

diubah menjadi arus setengah gelombang oleh diode dan disimpan oleh capasitor

di unit Capacitor Discharge Ignition (CDI).

5. Distributor

81

Distributor bekerja menyalurkan tegangan tinggi dari ignition coil ke busi

melalui urutan pengapian tertentu ( Firing Order ). Di dalam distributor ini

terdapat beberapa komponen yang menjadi satu mempunyai fungsi tersendiri.

Pada distributor dapat dibedakan menjadi 3 kelompok besar, yaitu :

1) Kelompok kontak point/pemutus arus yaitu Unit Capacitor Discharge

Ignition (CDI) dan komponen didalamnya.

2) Kelompok pengatur pengapian yaitu centrifugal advancer dan vacum

advancer.

3) Kelompok penerus tegangan tinggi yang terdiri dari rotor dan kabel tegangan

tinggi.

6. Busi

Busi bekerja memercikan bunga api bila mendapat tegangan tinggi dari

Ignition Coil untuk dapat melewati celah menuju ke massa. Tegangan tinggi ini

menimbulkan bunga api dan suhu tinggi di antara elektroda tengah dan massa busi

untuk menyalakan campuran udara dan bahan bakar yang dikompresikan. Busi

harus bisa menjaga kemampuan penyalaan untuk jangka waktu yang lama,

meskipun mengalami temperatur tinggi dan perubahan tekanan.

Sifat-sifat

Sumber tegangan dari generator, sehingga motor dapat hidup tanpa baterai.

Daya pengapian terbaik pada putaran tinggi.

Putaran start harus lebih besar dari 200 rpm

Sering digunakan pada motor kecil seperti sepada motor

3. Sistem pengapian IIA (Integrated Ignition Assembly).

Sistem pengapian (Integrated Ignition Assembly).IIA adalah sistem pengapian full

transistor dengan keunggulan secara konstruksi koil pengapian terletak didalam

distributor. Sistem pengapian digunakan pada motor bensin untuk membakar campuran

udara dan bensin agar menghasilkan pembakaran yang optimal. Sistem pengapian ini

menggunakan sistem pengapian full transistor hanya saja keunggulannya adalah koil

pengapian disatukan didalam distributor sehingga dari segi konstruksi lebih kompak dan

82

praktis. ( Fundamental of Electricity Step 2, 1996 : 42 ) Sistem pengapian full transistor

yang dikembangkan untuk menghapuskan perlunya pemeliharaan berkala seperti pada

sistem pengapian konvensional, yang pada akhirnya mengurangi biaya pemeliharaan bagi

pemakai.

Pada sistem pengapian transistor, signal generator dipasang didalam distributor

untuk menggantikan breaker point dan cam. Signal generator membangkitkan tegangan

untuk mengaktifkan transistor pada igniter untuk memutus arus primer pada koil

pengapian. Sedang pada IIA ( Integrated Ignition Assembly ) koil pengapian terletak

didalam distributor sehingga lebih praktis dan kompak.

Komponen Sistem Pengapian IIA Baterai

baterai adalah sebuah elemen kimia yang bekerja sedemikian rupa sehingga

mampu menyimpan arus listrik. Dalam sistem ini baterai berfungsi sebagai penyuplai

arus baik ke koil pengapian maupun ke igniter untuk mengaktifkan power transistor.

1). Distributor

Distributor adalah komponen yang vital dalam sistem ini. Di dalam distributor

sistem ini terdapat beberapa komponen dan yang membedakan sistem IIA ini adalah koil

pengapian yang terletak didalam distributor.

Gambar 3.17 distributor IIA

2). Rotor Koil

Berfungsi mendistribusikan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan koil

pengapian ke masing-masing silinder sesuai Firing Order (urutan penyalaan). 2. Signal

generator Perbedaan utama pada sistem pengapian transistor dengan sistem pengapian

83

konvensional adalah pada signal generator dan igniter yang menggantikan breaker point

dan cam. Signal generator adalah semacam generator arus bolak balik yang berfungsi

untuk menghidupkan power transistor didalam igniter untuk memutuskan arus primer

pada koil pengapian pada saat pengapian yang tepat. Signal generator terdiri dari magnet

permanen yang memberi garis gaya magnet kepada pick up coil yang berfungsi untuk

membangkitkan arus AC

dan signal rotor yang menginduksi tegangan AC didalam pick up coil sesuai dengan saat

pengapian. Signal rotor mempunyai gigi-gigi sebanyak jumlah silinder. Pada Nissan twin

cam jumlah gigi pada signal rotor berjumlah 4 buah sesuai jumlah silindernya.

Gambar 3.18 Konstruksi signal generator

Garis gaya magnet dari magnet permanen mengalir dari signal rotor melalui pick

up coil. Celah udara antara rotor dan pick up coil menyebabkan kepadatan garis gaya

magnet berubah-ubah sehingga membangkitkan tegangan pada pick up coil.

Gambar dibawah ini menunjukkan perubahan posisi signal rotor terhadap pick up coil,

perubahan garis gaya magnet dan gaya gerak listrik yang dihasilkan.

Gambar 3.19 Perubahan posisi rotor terhadap pick up coil.

84

Saat gigi rotor berada pada posisi A , celah dengan pick up coil adalah yang

terbesar sehingga gaya magnetnya pun sangat lemah dan tidak ada tegangan yang

dibangkitkan. Pada posisi B perubahan garis gaya magnet adalah yang terbesar dan gaya

gerak listrik yang dihasilkan maksimum. Pada posisi antara B dan C perubahan garis

gaya magnet berkurang dan gaya listrik yang dihasilkan juga berkurang.Karena gaya

gerak listrik dalam pick up coil diinduksikan dengan arah melawan perubahan garis gaya

maka arah gaya listrik terbalik pada saat gigi signal rotor mendekati pick up coil seperti

terlihat pada posisi B dan posisi D, dan pada posisi itulah tegangan yang dihasilkan

tertinggi dengan arah yang berkebalikan.

Gambar 3.20 Perubahan garis gaya magnet dan gaya gerak listrik.

3).Igniter

Perubahan gaya listrik yang terjadi pada signal generator akan dideteksi oleh

igniter. Igniter adalah sebuah detektor yang terdiri dari detektor yang berfungsi menerima

signal dari signal generator, amplifier yang berfungsi untuk menguatkan signal tersebut,

dan power transistor yang akan memutus dan menghubungkan arus primer pada koil

pengapian sesuai signal yang diterima dari signal rotor.Igniter juga dilengkapi Dwell

control yang berfungsi untuk mengatur lamanya arus yang masuk ke kumparan primer

pada koil pengapian. Igniter juga dilengkapi dengan sirkuit pembatas arus yaitu untuk

membatasi arus maksimum pada kumparan primer yang disebut Current limiting circuit.

85

Gambar 3.21 Sirkuit Igniter.

4).Sentrifugal advancer

Berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai putaran mesin, yaitu saat

putaran mesin naik maka sentrifugal akan menggeser base plate untuk memajukan saat

pengapian. Pemeriksaan komponen pada sentrifugal dapat dilakukan dengan cara

menghidupkan mesin, lepas vacuum hose dan sumbat vacuum hose tersebut.

Naikkan putaran mesin dan periksa saat pengapian dengan timing light apakah terjadi

pemajuan saat pengapian sesuai pertambahan putaran mesin, jika tidak terjadi pemajuan

saat pengapian maka lepas distributor dan periksa dan gantilah sentrifugal spring.

5).Vacuum advancer

Berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai beban mesin, yaitu saat

kevakuman dalam karburator naik maka tekanan dalam diafragma bertambah dan

menekan spring serta controler rod sehingga akan menggeser base plate untuk

memajukan saat pengapian. Pemeriksaan vacuum advancer dapat dilakukan dengan cara

menghidupkan mesin, hubungkan vacuum pump ke nipple dan tambahkan vacuum pada

vacuum pump secara bertahap dan periksa apakah terdapat pemajuan saat pengapian

sesuai penambahan vacuum pada vacuum pump. Jika tidak terjadi pemajuan saat

pengapian kemungkinan besar terjadi gangguan pada diafragma atau pada spring. Untuk

kerusakan tersebut lepaskan ditributor dan gantilah komponen yang mengalami

gangguan.

6). Koil Pengapian

Berfungsi untuk menaikkan tegangan baterai dari 12 volt menjadi ±12 kV agar

mampu menjadi percikan bunga api pada elektroda busi.

86

7). Kabel Tegangan Tinggi.

Kabel tegangan tinggi berfungsi untuk menyalurkan arus listrik tegangan tinggi

dari distributor ke busi.

8). Kondensor

Kondensor berfungsi untuk menyimpan sementara arus listrik kumparan primer

pada saat terjadi self induction sewaktu terjadi pemutusan arus primer. Pemutusan arus

primer secara tiba-tiba menyebabkan efek self induction sehingga tegangan primer naik,

untuk itulah digunakan kondensor untuk menyimpan sementara arus tersebut dan

melepaskannya saat arus primer terhubung kembali. Spesifikasi kapasitas kondensor

sistem pengapian IIA adalah 0,5 μF.

9). Busi

Busi berfungsi untuk membuat loncatan bunga api dari tegangan tinggi yang

dihasilkan oleh koil pengapian. Pemeriksaan pada busi meliputi pemeriksaan keausan

pada elektroda busi, pemeriksaan elektroda terhadap endapan karbon, dan pemeriksaan

insulator porselen dari keretakan.

Prinsip Kerja Sistem Pengapian IIA

Aliran arus saat sistem pengapian ini bekerja sangat kompleks, terutama aliran

arus pada igniter. Oleh karena itu rangkaian igniter pada gambar berikut ini akan

disederhanakan pada kerja power transistor.

1). Mesin Mati

Saat kunci kontak ON maka tegangan dialirkan ke titik P. Tegangan pada titik P

berada dibawah tegangan basis yang diperlukan untuk mengaktifkan transistor melalui

pengatur tegangan R1 dan R2, akibatnya transistor akan tetap OFF selama mesin mati,

dan tidak ada arus yang mengalir ke kumparan primer koil pengapian. ( Fundamental of

Electricity Step 2, 1996 : 38 )

87

Gambar 3.22 Aliran arus saat mesin mati

2). Mesin Hidup (Pick up coil menghasilkan tegangan positif)

Saat mesin dihidupkan maka signal rotor pada distributor akan berputar, dan

menghasilkan tegangan AC dalam pick up coil. Bila tegangan yang dihasilkan adalah

positif tegangan ini ditambahkan dengan tegangan dari batere yang dialirkan ke titik P

untuk menaikkan tegangan pada titik Q diatas tegangan kerja transistor, dan transistor

ON. Akibatnya arus primer koil akan mengalir melalui C ke E. ( Fundamental of

Electricity Step 2, 1996 : 38 )

Gambar 3.23 Aliran arus saat Pick up coil menghasilkan tegangan positif

3). Mesin Hidup (Pick up coil menghasilkan tegangan negatif)

Bila tegangan AC yang dihasilkan dalam pick up coil adalah negatif, tegangan ini

ditambahkan pada tegangan titik P sehingga tegangan pada titik Q turun dibawah

tegangan kerja transistor dan transistor OFF. Akibatnya arus primer koil terputus dan

tegangan tinggi diinduksi pada kumparan sekunder koil pengapian. (Fundamental of

Electricity Step 2, 1996 : 39)

Gambar 3.24 Aliran arus saat pick up coil menghasilkan tegangan negative

Diagram Sirkuit Pengapian IIA

88

Rangkaian kelistrikan sistem pengapian IIA dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 3.25 Sirkuit sistem pengapian IIA

Pasokan bahan bakarnya mengandalkan sistem injeksi elektronik (electronic fuel

injection), sementara untuk urusan pengapian, seluruh varian Taruna baru telah

menggunakan sistem tanpa distributor yang membuat perawatan dan efektivitas

pengapian lebih sempurna. Pasalnya, dengan sistem DLI (distributor less ignition) ini,

tiap spark plug (busi) dilayani oleh sebuah koil sehingga pengapian jauh lebih besar serta

stabil dan merata di tiap silindernya. Efeknya, pembakaran menjadi lebih sempurna,

mesin lebih efisien namun bertenaga.

4.Sistem pengapian (distributor less ignition)DLI

Ada berbagai jenis sistem pengapian. Sebagian besar sistem ini dapat ditempatkan

menjadi salah satu dari tiga kelompok yang berbeda: pemutus titik sistem pengapian

konvensional jenis (digunakan sejak awal 1900-an), sistem pengapian elektronik (populer

sejak pertengahan tahun 70-an), dan sistem pengapian distributorless ignation

(diperkenalkan di pertengahan 80-an).

Sistem pengapian DLI adalah suatu sistem pengapian eletronik tanpa distributor

yang membuat perawatan dan efektivitas pengapian lebih sempurna. Sistem DLI

(distributor less ignition) ini, tiap spark plug (busi) dilayani oleh sebuah koil sehingga

89

pengapian jauh lebih besar serta stabil dan merata di tiap silindernya. Efeknya,

pembakaran menjadi lebih sempurna, mesin lebih efisien namun bertenaga.

Gambar di bawah. Sebuah sistem pengapian DLI dibagi menjadi sirkuit

primer dan sekunder. Rangkaian utama membawa tegangan rendah. Sirkuit ini hanya

beroperasi pada baterai dan dikendalikan oleh poin pemutus dan saklar pengapian.

Rangkaian sekunder terdiri dari : gulungan sekunder koil, kabel tegangan tinggi antara

distributor dan kumparan (biasa disebut kabel coil) pada distributor koil eksternal, tutup

distributor, distributor rotor, spark plug

Distributor adalah elemen pengendali sistem. Menghidupkan arus utama

dan mematikan dan mendistribusikan arus ke busi yang tepat setiap kali percikan

dibutuhkan. Distributor adalah perumahan diam mengelilingi poros berputar. poros yang

digerakkan dengan kecepatan mesin satu-setengah oleh camshaft mesin melalui roda gigi

distributor drive. Sebuah cam di dekat bagian atas poros distributor memiliki satu lobus

untuk setiap silinder mesin. cam beroperasi poin kontak, yang dipasang di piring dalam

perumahan distributor.

Sebuah rotor melekat ke atas poros distributor. Ketika tutup distributor di

tempat, sepotong pegas logam di tengah tutup membuat kontak dengan strip logam di

atas rotor. Akhir luar rotor lewat sangat dekat dengan kontak terhubung ke busi

memimpin sekitar bagian luar tutup distributor.

Kumparan adalah jantung dari sistem pengapian. Pada dasarnya, itu tidak lebih

dari transformator yang mengambil tegangan relatif rendah (12 volt) yang tersedia dari

baterai dan meningkat ke titik di mana ia akan api busi sebanyak 40.000 volt. "Coil"

Istilah mungkin keliru karena sebenarnya ada dua gulungan kawat luka tentang inti besi.

Kumparan ini terisolasi satu sama lain dan seluruh majelis tertutup dalam kasus-diisi

minyak. Kumparan primer, yang terdiri dari beberapa putaran relatif kawat berat,

dihubungkan dengan dua terminal utama yang terletak di atas kumparan. Kumparan

sekunder terdiri dari banyak berubah dari kawat halus. Terhubung ke sambungan

tegangan tinggi di atas kumparan (menara ke mana kawat kumparan dari distributor

dicolokkan).

Dalam kondisi normal, daya dari baterai dimasukkan melalui kawat resistor atau

hambatan ke sirkuit primer dari koil dan kemudian membumi melalui titik pengapian di

90

distributor (titik ditutup). Energi rangkaian kumparan primer dengan tegangan baterai

menghasilkan aliran arus melalui gulungan primer, yang menginduksi lapangan, sangat

besar magnetik intens. Medan magnet ini tetap selama arus dan titik tetap tertutup.

Sebagai distributor berputar cam, poin didorong terpisah, melanggar sirkuit

primer dan menghentikan aliran arus. Mengganggu aliran arus primer menyebabkan

medan magnet runtuh. Sama seperti arus yang mengalir melalui kawat menghasilkan

medan magnet, medan magnet bergerak melintasi kawat akan menghasilkan arus.

Sebagai runtuh medan magnet, garis-garis gaya salib belitan sekunder, mendorong arus di

dalamnya. Karena terdapat banyak berubah lebih dari kawat pada gulungan sekunder,

tegangan dari gulungan primer diperbesar cukup sampai 40.000 volt.

Tegangan dari gulungan kumparan sekunder mengalir melalui kumparan

memimpin tegangan tinggi ke pusat distributor cap, dimana didistribusikan oleh rotor ke

salah satu terminal luar di tutup. Dari sana, mengalir melalui spark plug mengarah ke

busi. Proses ini terjadi dalam sepersekian detik dan diulang setiap kali membuka dan

menutup poin, yang sampai 1500 kali per menit dalam mesin 4-silinder di siaga.

Untuk mencegah tegangan tinggi dari pembakaran titik, kondensor dipasang di

sirkuit. Hal ini menyerap beberapa kekuatan gelombang arus listrik yang terjadi selama

runtuhnya medan magnet. kondensor ini terdiri dari beberapa lapisan aluminium foil

dipisahkan oleh isolasi. Lapisan foil ini mampu menyimpan listrik, membuat gelombang

listrik dari kondensor.

Tegangan terjadi setelah poin terbuka mungkin mencapai 250 volt karena jumlah

energi tersimpan di gulungan primer dan medan magnet berikutnya. Sebuah kondensor

yang cacat tidak akan menyerap getaran dari aliran yang bergerak cepat ketika aliran

listrik terbuka dan arus dapat memaksa jalan di seluruh perbedaan titik, menyebabkan

percikan dan pembakaran.

Distributorless sistem pengapian

Cara kerja sistem pengapian distributorless. Busi dibakar langsung dari gulungan.

Waktu percikan dikendalikan oleh Ignition Control Unit (ICU) dan Engine Control Unit

(ECU). Sistem pengapian distributorless memiliki satu coil per silinder, atau satu

91

kumparan untuk setiap pasangan silinder.

Sistem ini menggunakan satu coil pengapian per dua silinder. Jenis sistem ini

sering dikenal sebagai sisa percikan metode distribusi. Dalam sistem ini, setiap silinder

dipasangkan dengan lawan silinder di urutan tembak (biasanya 1-4, 2-3 pada mesin 4-

silinder, atau 1-4 2-5, 3-6 pada motor 6 silinder. Ujung-ujung setiap kumparan mengarah

sekunder yang melekat pada busi untuk pasangan berlawanan. Kedua plugs berada di

silinder pendamping, silinder yang pada Top Dead Center (TDC) pada waktu yang sama.

Namun, kedua plugs dipasangkan berlawanan dengan ujung siklus mesin 4 stroke. Ketika

salah satu plugs berada di TMA pada langkah kompresi, yang lain pada TDC dari knalpot

stroke. Salah satu plugs yang ada di kompresi dikatakan silinder pemroses dan satu di

stroke knalpot, silinder buang. Ketika pembuangan kumparan, baik percikan pada

colokan yang sama untuk menyelesaikan rangkaian seri.

Sejak polaritas gulungan primer dan sekunder yang tetap, satu plug selalu

kebakaran di arah depan dan yang lainnya secara terbalik. Hal ini berbeda dari sistem

konvensional menembakkan semua colokan ke arah yang sama setiap waktu. Karena

permintaan energi tambahan, desain coil, waktu jenuh dan arus utama juga berbeda. Ini

desain ulang sistem yang memungkinkan energi yang lebih tinggi akan tersedia dari

gulungan distributorless, lebih dari 40 kilovolt di semua rentang rpm.

Distributorless Ignition (DLI) menggunakan crankshaft sensor magnetik, sensor

camshaft posisi, atau keduanya, untuk menentukan posisi crankshaft dan kecepatan

mesin. Sinyal ini dikirimkan ke modul pengapian atau modul kontrol mesin kontrol yang

kemudian memberi energi kumparan yang sesuai.

Keuntungan dari distributor dalam teori, adalah:

a) Jangka waktu penyesuaian singkat

b) Tidak ada distributor cap dan rotor

c) Tidak ada bagian yang bergerak untuk aus

d) Tidak distributor untuk mengakumulasi kelembaban dan menyebabkan

masalah mulai

e) Distributor Tidak untuk drive sehingga memberikan drag mesin kurang

Komponen utama dari pengapian distributorless pada taruna oxxy 2005 adalah:

ECU atau Engine Control Unit

92

ICU atau Unit Ignition Control

Device Memicu Magnetik seperti crankshaft Posisi Sensor dan Camshaft

Position Sensor

Coil Paket

Gambar 3.26 pengapian Disributorless Ignition secara skematis

Gambar 3.27 Komponen sistem pengapian distributorless.

waktu pengapian adalah pengukuran, dalam derajat rotasi poros engkol,

dari titik di mana percikan api busi di setiap silinder. Hal ini diukur dalam derajat

93

sebelum atau setelah Top Dead Center (TDC) dari stroke kompresi. Karena

membutuhkan sepersekian detik untuk busi untuk menyalakan campuran di dalam

silinder, busi memercikan api sedikit sebelum piston mencapai TMA. Jika tidak,

campuran tidak akan benar-benar tersulut sebagai piston melewati TMA dan

kekuatan penuh ledakan itu tidak akan digunakan oleh mesin. Pengapian waktu

pada banyak kendaraan saat ini dikendalikan oleh komputer kontrol mesin dan

tidak disesuaikan. Namun waktu tersebut dapat dibaca menggunakan alat scan

tersambung ke konektor data link.

Pengukuran waktu diberikan dalam derajat perputaran poros engkol

sebelum piston mencapai TMA (BTDC). Jika pengaturan untuk pengapian 5 °

BTDC, busi harus api 5 ° sebelum piston mencapai TMA masing-masing. Ini

hanya berlaku, namun, ketika mesin berada pada kecepatan idle. Dengan

meningkatnya kecepatan mesin, piston lebih cepat. Busi harus membakar bahan

bakar lebih cepat jika harus benar-benar tersulut ketika piston mencapai TMA.

Untuk melakukan ini, distributor memiliki berbagai sarana memajukan percikan

waktu dengan meningkatnya kecepatan mesin.

Jika pengapian diatur terlalu jauh maju (BTDC), kunci kontak dan

perluasan bahan bakar dalam silinder akan terjadi terlalu cepat dan cenderung

memaksa piston ke bawah ketika masih melakukan perjalanan. Hal ini

menyebabkan ping mesin. Jika pengapian percikan diatur terlalu jauh terbelakang,

setelah TMA (ATDC), piston akan telah melewati TMA dan mulai dalam

perjalanan turun saat bahan bakar dinyalakan. Hal ini akan menyebabkan piston

dipaksa turun untuk hanya sebagian dari perjalanan nya. Hal ini akan

mengakibatkan performa mesin yang buruk dan kurangnya power/usaha.

94

Gambar 3.29 Normal pembakaran dalam silinder.

Gambar 3.20 Preignition atau sebelum percikan

95

BAB IV

SISTEM PELUMASAN DAN PENDINGINAN

A. SISTEM PELUMASAN

Tujuan utama pelumasan adalah untuk mencegah kontak langsung dua bagian

yaang bergesek.

1. Kegunaan

Adapun kegunaan dari sistem pelumasan adalah :

1. Memperkecil gesekan sehingga memperkecil keausan

2. Mendinginkan komponen dengan cara menghayutkan panas.

3. Sebagai perapat dari bidang-bidang rongga-rongga

4. Sebagai pembersih antara ring piston dengan dinding silinder

1. Memperkecil gesekan 2. Mendinginkan komponen

3. Sebagai perapat 4. Sebagai pembersih

96

Gambar 4.1 Kegunaan pelumas.

2.Macam- macam sistem pelumasan

Macam sistem pelumasan terbagi menjadi :

1). Pelumasan campuran.

2) Pelumasan tekan

1. Pelumasan campuran

Gambar 4.2. Pelumasan Campuran.

Digunakan pada : Kebanyakan motor 2 Tak misalnya. : Vespa, Yamaha, Suzuki

Sifat-sifat yang menonjol.

Harus menggunakan oli baru

Timbul polusi dari gas buang

Pemakaian oli boros

Perbandingan oli 2 ÷ 4 %, dari bensin ( menurut spesifikasi pabrik )

Hanya untuk motor 2 T

97

Bensin Oli

2. Pelumasan panci sirkuit tekan

Gambar 4.3. Pelumasan Pompa..

Sifat-sifat yang menonjol

Pelumasan teratur dan merata

Digunakan pada motor 4Tak

98

Keterangan gambar

1. Karter

2. Saringan pompa

3. Pompa oli

4. Katup pelepas

5. Saringan halus

6. Katup by-pass

7. Sakelar tekan

8. pemakai

B.SISTEM PENDINGIN

Kegunaan pendinginan

Menyarap panas pada bagian-bagian motor sehingga mengurangi keausan dan

kerusakan.

Untuk mendapatkan temperatur kerja motor yang tepat dan merata

Macam-macam sistem pendingin

1). Pendinginan udara

Gambar 4.4. Pendingin udara

Cara kerja

Panas yang ditimbulkan oleh motor dipindahkan ke udara luar. Untuk

meningkatkan efisiensi pendinginan permukaan bidang pendinginan diperluas dengan

sirip-sirip.

Digunakan pada

Kebanyakan sepeda motor, motor-motor unit kecil.

Mesin VW lama, Deutch Diesel.


Konstruksi sederhana

Suara motor keras akibat getaran sirip-sirip

Pendinginan tidak merata

99

Uda

ra p

enga

pian

Panas

Panas

Jarang ada gangguan

2). Pendinginan air sirkuit pompa

Gambar 4.5. Pendingin Air.

1. Air pada rongga-rongga blok motor dan kepala silinder menyerap panas motor

2. Air pendingin yang panas disalurkan ke radiator melalui slang bagian atas

3. Radiator memindahkan panas ke udara luar

4. Kipas menjamin aliran udara yang melewati radiator

5. Air pendingin kembali ke motor melalui slang bagian bawah

6. Pompa air membangkitkan sirkulasi air

7. Termostat mengatur aliran air ke radiator agar temperatur motor tetap ( 80°C )


Pendinginan lebih merata dibanding pendingin dengan udara

Temperatur kerja motor tetap

Gangguan lebih sering terjadi dan kemungkinannya lebih banyak ( seperti : bocor,

pompa air rusak, dsb ).

100

BAB V

SISTEM BAHAN BAKAR

A. PENDAHULUAN

Secara umum sistem bahan bakar pada motor bensin berfungsi untuk

menyediakan bahan bakar, melakukan proses pencampuran bahan bakar dan udara

dengan perbandingan yang tepat, kemudian menyalurkan campuran tersebut ke dalam

silinder dalam jumlah volume yang tepat sesuai kebutuhan putaran mesin. Cara untuk

melakukan penyaluran bahan bakarnya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu system

penyaluran bahan bakar dengan sendirinya (karena berat gravitasi) dan sistem penyaluran

bahan bakar dengan tekanan.

Sistem penyaluran bahan bakar dengan sendiri diterapkan pada motor bensin

konvensional yang masih menggunakan karburator (sistem bahan bakar konvensional).

Pada sistem ini tidak diperlukan pompa bahan bakar dan penempatan tangki bahan bakar

biasanya lebih tinggi dari karburator. Sedangkan sistem penyaluran bahan bakar dengan

tekanan terdapat pada motor bensin moderenl yang menggunakan sistem bahan bakar

injeksi atau EFI (electronic fuel injection). Dalam sistem ini, peran karburator yang

terdapat pada sistem bahan bakar konvensional diganti oleh injektor yang proses kerjanya

dikontrol oleh unit pengontrol elektronik atau dikenal ECU (electronic control unit) atau

kadangkala ECM (electronic/engine control module).

B. BAHAN BAKAR

Bahan bakar motor merupakan persenyawaan Hidro-karbon yang diolah dari

minyak bumi. Untuk motor bensin dipakai bensin dan untuk mesin diesel disebut minyak

diesel (solar).

1).Premium

Premium adalah bensin dengan mutu yang diperbaiki. Bahan bakar yang umum

digunakan pada motor bensin adalah bensin. Unsur utama bensin adalah carbon (C) dan

hydrogen (H).

Bensin terdiri dari octane (C8H18) dan nepthane (C7H16). Pemilihan bensin

sebagai bahan bakar berdasarkan pertimbangan dua kualitas yaitu :

a). Nilai kalor (calorific value) yang merupakan sejumlah energi panas yang bisa

digunakan untuk menghasilkan kerja/usaha.

101

b). Volatility yang mengukur seberapa mudah bensin akan menguap pada suhu

rendah.

Dua hal tadi perlu dipertimbangkan karena semakin naik nilai kalor, volatility-nya akan

turun, padahal volatility yang rendah dapat menyebabkan bensin susah terbakar.

2).Perbandingan Campuran Udara Dan Bahan Bakar (Air Fuel Ratio)

Untuk dapat berlangsung pembakaran bahan bakar, maka dibutuhkan oksigen

yang diambil dari udara. Udara mengandung 21 sampai 23% oksigen dan kira-kira 78%

nitrogen, lainnya sebanyak 1% Argon dan beberapa unsur yang dapat diabaikan. Untuk

keperluan pembakaran, oksigen tidak dipisahkan dari unsur lainnya tapi disertakan

bersama-sama. Yang ikut bereaksi pada pembakaran hanyalah oksigen, sedangkan unsur

lainnya tidak beraksi dan tidak memberikan pengaruh apapun. Nitrogen akan keluar

bersama gas sisa pembakaran dalam jumlah dan bentuk yang sama seperti semula.

Perbandingan campuran bensin dan udara harus ditentukan sedemikian rupa agar

bisa diperoleh efisiensi dan pembakaran yang sempurna. Secara tepat perbandingan

campuran bensin dan udara yang ideal (perbandingan stoichiometric) untuk proses

pembakaran yang sempurna pada mesin adalah 1 : 14,7. Namun pada prakteknya,

perbandingan campuran optimum tersebut tidak bisa diterapkan terus menerus pada

setiap keadaan operasional, contohnya; saat putaran idel (langsam) dan beban penuh

dibuthkan mengkonsumsi campuran udara bensin yang gemuk, sedangkan dalam keadaan

lain pemakaian campuran udara bensin bisa mendekati yang ideal.

Dikatakan campuran kurus/miskin, jika di dalam campuran bensin dan udara

terdapat lebih dari 14,7 prosentase udara. Sedangkan jika kurang dari angka tersebut

disebut campuran kaya/gemuk.

Pembakaran yang terjadi adalah tidak lain dari suatu reaksi kimia yang

berlangsung dalam waktu yang amat pendek, dan dari reaksi tersebut dihasilkan sejumlah

panas. Karena itu untuk sejumlah tertentu bahan bakar dibutuhkan pula sejumlah oksigen.

Perbandingan antara jumlah udara dan bahan bakar tersebut dapat dihitung dengan

persamaan reaksi pembakaran.

Pada bagian sebelumnya telah disebutkan bahwa perbandingan campuran bensin

dan udara yang ideal (campuran bensin udara untuk pembakaran dengan tingkat polusi

102

yang paling rendah) adalah 1 : 14,7 atau dalam ukuran liter dapat disebutkan 1 liter

bensin secara ideal harus bercampur dengan 11500 liter udara.

C.Sistem bahan bakar sepeda motor.

1) Tangki bahan bakar

Merupakan tempat persediaan bahan bakar. Pada sepeda mesin yang mesinnya di

bawah maka tangki bahan bakar ditempatkan di belakang, sedangkan mobil yang

mesinnya di belakang biasanya tangki bahan bakar ditempatkan di bagian depan.

Kapasitas tangki dibuat bermacam-macam tergantung dari besar kecilnya mesin.

Bahan tangki umumnya dibuat dari plat baja dengan dilapisi pada bagian dalam dengan

logam yang tidak mudah berkarat. Namun demikian terdapat juga tangki bensin yang

terbuat dari aluminium. Tangki bahan bakar dilengkapi dengan pelampung dan sebuah

tahanan geser untuk keperluan alat pengukur jumlah minyak yang ada di dalam tangki.

Gambar 5.1. Struktur Tangki Bahan Bakar Sepeda Motor

Struktur tangki terdiri dari;

a. Tank cap (penutup tangki); berfungsi sebagai lubang masuknya bensin, pelindung debu

dan air, lubang pernafasan udara, dan mejaga agar bensin tidak tumpah jika sepeda mesin

terbalik.

b. Filler tube; berfungsi menjaga melimpahnya bensin pada saat ada goncangan (jika

kondisi panas, bensin akan memuai).

103

c. Fuel cock (kran bensin); berfungsi untuk membuka dan menutup aliran bensin dari

tangki dan sebagai penyaring kotoran/partikel debu.

d. Kran Bahan Bakar

Terdapat dua tipe kran bensin, yaitu tipe standar dan tipe vakum. Tipe standar adalah

kran bensin yang pengoperasiannya dialakukan secara manual.

Gambar 5.2. Kran Bahan Bakar Tipe Standar

Ada tiga posisi yaitu OFF, RES dan ON. Jika diputar ke posisi “ÓFF” akan

menutup aliran bensin dari tangkinya dan posisi ini biasanya digunakan untuk

pemberhentian yang lama. Posisi RES untuk pengendaraan pada tangki cadangan dan

posisi ON untuk pengendaraan yang normal.

Tipe vakum adalah tipe otomatis yang akan terbuka jika mesin hidup dan tertutup

ketika mesin mati. Kran tipe vakum mempunyai diapragma yang dapat digerakkan oleh

hisapan dari mesin. Pada saat mesin hidup, diapragma menerima hisapan dan membuka

jalur bensin, dan pada saat mesin mati akan menutup jalur bensin (OFF).

Terdapat 4 jalur dalam kran tipe vakum, yaitu OFF, ON, RES dan PRI. Fungsi

OFF, ON dan RES sama seperti pada kran standar. Sedangkan fungsi PRI adalah akan

mengalirkan langsung bensin ke filter cup (wadah saringan) tanpa ke diapragma dulu.

Jika telah mengisi tangki bensin yang kosong, usahakan memutar kran bensin ke posisi

ON.

104

Gambar 5.3. Kran Bahan Bakar Tipe Vakum

d. Damper locating (peredam); berupa karet yang berfungsi untuk meredam posisi tangki

saat sepeda mesin berjalan.

e.Slang Bahan Bakar

Slang bahan bakar berfungsi sebagai saluran perpindahan bahan bakar dari tangki

ke karburator. Pada sebagian sepeda mesin untuk meningkatkan kualitas dan kebersihan

bahan bakar, dipasang saringan tambahan yang ditempatkan pada slang bahan bakar.

Dalam pemasangan slang bahan bakar, tanda panah harus sesuai dengan arah aliran

bahan bakar.

D. Sistem Bahan Bakar Motor Bensin

system bahan bakar motor bensin terdiri dari tangki bensin, saringan bensin, pompa,

karburator, saringan udara, intake dan exhaus manifold, pipa buang dan knalpot..

1) Komponen Sistem Bahan Bakar Mekanik

Komponen sistem bahan bakar konvensional terdiri atas: tanki bahan bakar,

saluran bahan bakar, chacoal canister (hanya beberapa model saja), saringan bahan bakar,

dan karburator.

a.) Tangki bahan bakar.

Pada umumnya tangki bahan bakar terbuat dari lembaran baja yang tipis.

Penempatan tangki bahan bakar biasanya diletakan di bagian belakang kendaraan

untuk mencegah bocoran apabila terjadi benturan. Namun ada beberapa

kendaraan yang letak tangki bahan bakarnya ditengah. Bagian dalam tangki

105

dilapasi bahan pencegah karat. Disamping itu tangki juga dilengkapi dengan

penyekat (separator) untuk mencegah perubahan permukaan bahan bakar pada

saat kendaraan melaju di jalan yang tidak rata.

Lubang saluran masuk bahan bakar ke saluran utama terletak 2-3 cm dari

dasar tangki untuk mencegah endapan dan air dalam bensin ikut terhisap ke dalam

saluran.

Gambar 5.4. Tangki bahan bakar

b). Saluran bahan bakar

Pada sistem bahan bakar terdapat tiga saluran bahan bakar yaitu :

1). Saluran utama (main fuel line) yang menyalurkan bahan bakar dari tangki ke

pompa bahan bakar.

2). Saluran pengembali (fuel return line) yang menyalurkan bahan bakar kembali

dari karburator ke tangki.

3). Saluran uap bahan bakar(to charcoal canister) yang menyalurkan gas HC (uap

bensin) dari dalam tangki bahan bakar ke charcoal canister.

106

Untuk mencegah kerusakan saluran bahan bakar dilengkapi dengan pelindung.

Saluran bahan bakar yang menghubungkan karburator dengan pompa bahan bakar

mnggunakan selang karet karena adanya getaran mesin.

c). Saringan bahan bakar

Saringan bahan bakar ditempatkan antara tangki dengan pompa bahan bakar yang

berfungsi untuk menyaring kotoran atau air yang mungkin terdapat di dalam bensin.

Dalam saringan terdapat elemen yang berfungsi untuk menghambat kecepatan aliran

bahan bakar, menegah masuknya air dan kotoran masuk ke karburator. Partikel

kotoran yang besar mengendap di dasar sringan, sedangkan partikel yang kecil

disaring oleh elemen.

Gambar 5.2. saringan bahan bakar

d). Pompa bahan bakar mekanis

Pompa bahan bakar mekanis digerakan oleh sebuah cam (nok bubungan ) yang

berada pada porosnya, menggerakan sebuah tuas (rocker arm) yang dihubungkan

dengan membran (diagrama) sehingga membran bergerak turun naik dari

kedudukannya.

107

Gambar 5.3. Pompa bahan bakar mekanik

Dengan demikian akan terjadi pengisapan bahan bakar ke dalam pompa dan menekan

keluar melalui katup menuju karburator.

Adapun cara kerja pompa bahan mekanik dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar 5.4. Pada saat pengisapan

Apabila rocker arm digerakan oleh nok, diafragma tertarik ke bawah sehingga ruang

diatas diagfrigma menjadi hampa.

108

Katup masuk terbuka dan bahan bakar akan mengalir ke ruang diagfragma. Pada saat

ini katup keluar tertutup.

Gambar 5.5 Pada saat penyeluaran

Pada saat nok tidak menyentuh rocker arm, diagfragma bergerak ke atas sehingga

bahan bakar yang ada diruang diagfragma terdorong ke luar dan terus ke karburator.

Tekanan penyaluran sekitar 0,2 s.d 0,3 kg/cm2

Gambar 5. 6. Pump idling

109

Apabila bahan bakar pada karburator sudah cukup maka diagfragma tidak terdorong

ke atas oleh pegas dan pull rod pada posisi paling bawah, karena tekanan pegas sama

dengan tekanan bahan bakar. Pada saat ini rocker arm tidak bekerja meskipun poros

nok berputr sehingga diafragma diam dan pompa tidak bekerja.

e) Pompa bahan bakar listrik.

Berbeda dengan pompa bahan bakar mekanik, pompa bahan bakar listrik dapat

ditempatkan dimana saja dengan tujuan untuk menghindari panas dari mesin. Pompa

bahan listrik langsung bekerja setelah kunci kontak di ON-kan. Jenis pompa bahan

bakar listrik bermacam-macam antara lain: model diafragma, model plunger, model

sentrifugal dan sebagainya. Pada modul ini akan dibahas pompa bahan bakar model

diafragma.

Gambar 5.7. Pompa bahan bakar listrik

Apabila kunci kontak diputar pada posisi ON, akan terjadi kemagnetan pada

solenoid yang menyebabkan diafragma tertarik ke atas sehingga bahan bakar masuk

melalui katup masuk.

110

Pada saat yang sama platina membuka karena tuas platina dihubungkan dengan rod

sehingga kemagnetan pada selenoid hilang. Akibatnya diafragma bergerak ke bawah

mendorong bahan bakar keluar melalui katup buang.

f). Charcoal canister

Charcoal canister berfungsi untuk menampung sementara uap bensin yang berasal

dari ruang pelampung pada karburator dan uap bensin yang dikeluarkan dari saluran

emmision pada saat tekanan didalam tengki naik karena bertambahnya temperatur di

dalam internal canister agar tidak terbuang keluar. Uap bensin yang ditampung oleh

charcoal canister dikirim langsung ke intake manifold, kemudian ke ruang bakar untuk

dibakar pada saat mesin hidup.

Gambar 5.8 Charcoal canister

Turunnya temperatur sekeliling juga menghasilkan rendahnya tekanan tekanan di

dalam tangki bensin, menyebabkan uap bensin di dalam canister terhisap kembali ke

dalam tangki untuk mencegah uap bensin terbuang keluar. Untuk menjamin agar

kapasitas canister dapat bekerja dengan sempurna, beberapa model dilengkapi dengan

dua charcoal canister.

111

2.Karburator.

Fungsi karburator untuk mencampur udara dan bensin, untuk memperoleh

campuran yang sesuai dengan kondisi kerja mesin.

Prinsip kerja karburator berdasarkan hukum boyle, yaitu tekanan dan volume tetap (P.V

tetap) dan hukum kontinuitas, yaitu luas penampang dan kecepatan tetap (A.C tetap)

Prinsip kerja karburator sama dengan prinsip kerja semprotan obat serangga.Ketika udara

di tekan, maka cairan yang berada dalam tabung akan terisap dan bersama-sama dengan

udara terkaburasi keluar berupa gas.

Gambar 5.9. Prinsip kerja karburator

Pada saat udara ditiup melalui bagian ujung pipa penyemprot, tekanan di

dalam pipa akan turun 9rendah . akibatnya cairan yang ada di dalam tabung akan

terisap keluar dan membentuk partikel-partikel kecil saat terdorong oleh udara.

Semakin cepat aliara udara, maka semakian rendah tekanan udara pada ujung pipa

sehingga semakin banyak cairan bahan bakar yang keluar dari pipa.

Prinsip kerja karburator berdasarkan hukum-hukum fisika seperti

Qontinutas dan bernauli.. apabila suatu fluida mengalir melalui suatu tabung, maka

banyaknya fluida atau debit aliran Q) adalah :

Q = A x V = konstan

A = Luas penampang tabung (m2.)

V = kecepatan aliaran. (m/detik)

112

B.1. Konstruksi dasar karburator

Konstruksi dasar karburator dapat dilihat pada gambar 18 bagian

karburator yang diameternya menyempit (bagian A) disebut venturi. Pada bagian ini

kecepatan aliran udara yang masuk semakin tinggi sehingga kevakuman semakin

rendah. Dengan demikian pada bagian venturi bahan bakar yang dapat terhisap

semakin banyak..

Gambar 5.10. Konstruksi dasar karburator

B.2. Proses pencampuran

Proses pencampuran udara (O2) dan bahan bakar pada karburator dapat dilihat pada

gambar 11.

Gambar 5.11. Proses pencampuran udara + bensin

113

Karburator

Bensin

Bb + O2

Udara (O2)

B.3. Macam-macam karburator

B.3.1.Dilihat dari tipe venturi, karburator dapat dibedakan menjadi :

1. Karburator dengan venturi tetap (fixed venturi)

2. Karburator dengan venturi variable

3. Karburator dengan air valve venturi

1). Karburator dengan venturi tetap (fixed venturi)

Karburator dengan venturi tetap (fixed venturi) menggunakan sebuah venturi

tetap dengan diameter tertentu. Besarnya kevakuman yang dihasilkan oleh udara yang

mengalir melalui venturi sesuai dengan kecepatan aliran. Kecepatan aliran

dipengaruhi oleh kevakuman pada selinder dan pembukaan katup gas. Keadaan

tersebut akan mempengaruhi banyak sedikitnya bahan bakar yang keluar dari venturi.

Gambar 5.12 Karburator dengan venturi tetap (fixed venturi)

2). Karburator dengan venturi variable

Karburator dengan venturi variable menggunakan sistem dimana permukaan

venturi dikontrol sesuai dengan banyaknya udara yang yang dihisap.

Keistimewaannya adalah perubahan membukanya venturi sama saat kecepatan

rendah dan sedang, serta pada beban ringan dan sedang.

114

Dengan demikian volume bahan bakar berubah sesuai dengan volume udara yang

masuk, tahan udara yang masuk menjadi kecil dan menghasilkan output yang tinggi.

Gambar 5.13 Karburator dengan venturi variable

Tingkat aliran udara yang dihisap kedalam silinder dapat dilihat pada gambar 11.

Dibanding dengan karburator fixed venturi, maka karburator variable venturi

memiliki tingkat aliran udara yang tetap karena adanya tahanan pada aliran udara

yang memotong daerah full pada putaran mesin sehingga diperoleh suatu campuran

yang ideal (air fuel ratio) yang sesuai kebutuhan.

Gambar 5.14 Tingkat aliran udara

115

3). Karburator dengan air valve venturi

Karburator dengan air valve venturi konstruksinya berbeda dengan karburator

variable venturi, namun cara kerjanya sama. Membukanya katup udara dikontrol

dengan besarnya udara yang dihisap. Karburator jenis ini mempunyai dasar

karburator arus turun dua barel(down draft double barrel), tetapi konstruksi dan cara

kerjanya sama dengan sistem secondary yang dimodifikasi. Katup udara terpasang di

dalam silinder secondary dan membukanya air valve bervariasi sesuai dengan jumlah

udara yang dihisap. Kevakuman pada nosel utama dikontrol agar bekerjanya konstan.

Karburator jenis ini tidak mempunyai tahanan aliran udara pada venturi sehingga

keuntungannya mampu menghasilkan output yang besar. Selain itu, membuka dan

menutupnya katup throttle secara mekanik maka diagrama tidak diperlukan

lagi.Konstruksi karburator dengan air valve venturi dapat dilihat pada gambar12.

Gambar 5.16 Karburator dengan air valve venturi

B.3.2 Dilihat dari arah masuknya campuran udara dan bahan bakar, karburator dibedakan

menjadi :

1. Karburarator arus turun.

2. Karburarator arus datar.

3. Karburarator arus naik.

116

1) Karburarator arus turun, arah masuknya campuran udara dan bahan bakar adalah

kebawah (down draft). Karburator jenis ini banyak digunakan karena tidak

terdapat kerugian grafitasi.

Gambar 5.17. Karburarator arus turun

2) Karburarator arus datar, arah masuknya campuran udara dan bahan bakar adalah

ke samping (side draft). Karburator jenius ini umumnya digunakan pada mesin

yang memiliki output yang tinggi.

Gambar 5.18. Karburarator arus datar

3) Karburarator arus naik, arah masuknya campuran udara dan bahan bakar adalah

ke atas (top draft). Karburator jenis ini umumnya digunakan pada mesin yang

memiliki output yang tinggi.

117

B.3.3. Dilihat dari jumlah barel, karburator, dapat dibedakan menjadi :

1 Karburator single barel

2 Karburator double barel

1) Karburator single barel, memasok semua kebutuhan bahan bakar pada perbagai

putaran mesin dilayani oleh satu barel. Padahal pada putaran mesin rendah,

diameter venturi yang besar akan lebih lambat menghasilkan tenaga dibanding

diameter venturi yang kecil. Sebaliknya diameter venturi yang kecil hanya

mampu memenuhi kebutuhan bahan bakar pada putaran mesin tertentu, tetapi

pada putaran rendah lebih cepat menghasilkan tenaga.

Gambar 5.19 Karburator single barel

2) Karburator double barel, memasok kebutuhan bahan bakar dilayani oleh dua

barel sesuai kebutuhan mesin yang dikehendaki. Pada putaran mesin rendah,

karburator jenis ini cepat menghasilkan tenaga (output) karena yang bekerja

hanya promery venturi yang berdiameteer kecil. Pada putaran tinggi, baik

primary venturi maupun secondary venturi bekerja bersama-sama sehingga

output yang dicapai akan tinggi karena kedua venturi bila diameternya

dijumlahkan menjadi besar. Selain itu kecepatan aliran maksimal pada

karburator ini lebih kecil, sehingga kerugian geseknyapun lebih kecil.

118

Gambar 5.20. Karburator double barel

C. Sistem Kerja Karburator.

Untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar dan udara pada motor bensin,

karburator dilengkapi dengan beberapa sistem sesuai peruntukannya. Sistem-sistem

yang terdapat pada karburator diantaranya :

1). Sistem pelampung

2). Sistem stasioner dan kecepatan lambat (rendah).

3). Sistem kecepatan tinggi

2) 4). Sistem tenaga ((full power circuit).

5). Sistem percepatan

6). Sistem cuk

7). Mekanisme idel cepat

8). Hot idle compensator.

9). Anti dieseling.

10). Daspot.

11). Deceration fuel cut off system..

119

Untuk mengetahui konstruksi dan prinsip kerja dari masing-masing

sistem karburator dapat dijelaskan sebagai berikut :

1) Sistem pelampung.

Sistem pelampung diperlukan untuk menjaga agar permukaan

bahan bakar pada ruang pelampung selalu konstan. Pada ruang pelampung

terdapat pelampung (float) dan jarum pelampung (needle valve).

Pada saat motor hidup, pompa bahan bakar mengisap bensin ke dalam

ruang pelampung melalui katup jarum yang terbuka sehingga ruang pelampung

terisi bensin sampai batas tertentu. Pelampung akan mengapung dan jarum

menutup lubang pemasukan. Bila bensin telah terisap oleh arus udara dan

permukaan bensin di dalam ruang pelampung turun, katup jarum membuka

kembali karena pelampung bergerak turun. Bensin masuk ke ruang pelampung

sampai jarum katup menutup lubang karena pelampung bergerak naik lagi..

demikian seterusnya masuk dan keluarnya bensin dari karburator berlangsung

selama motor hidup.

Gambar 5.21 Sistem pelampung

Banyak sedikitnya bensin yang masuk ke dalam ruang pelampung

menentukan kualitas campuran udara uadara-bensin menjadi gas pembakaran di

dalam silinder. Pengaturan banyak sedikitnya bensin itu dilakukan dengan

mengatur tuas pelampung yang menggerakan jarum. Pengaturan yang terlampau

tinggi akan menyebabkan campuran kurus karena bensin terlalu sedikit yang

masuk. Begitu sebaliknya, jika pengaturan tuas yang terlampau rendah akan

120

menyebabkan campuran gemuk.Karburator ini juga dilengkapi dengan saluran

udara untuk menjaga agar tekakan di dalam ruang pelampung sama dengan

tekanan di dalam tabung udara.

2). Sistem stasioner dan kecepatan lambat(rendah).

Sistem stasioner dan kecepatan lambat digunakan pada saat motor

berputar lambat tanpa beban 9idle0, yaitu motor hidup tanpa menginjak atau

memutar pedal gas. Bensin mengalir melalui orifis pengatur tanpa beban

menuju saluran tanpa beban. Kemudian bercampur dengan udara dari saluran

udara tanpa beban mengalir ke bawah melalui nosel tanpa beban berupa

semburan gas ke intake manifol.

Gambar 5.22. Sistem stasioner dan kecepatan lambat(rendah).

Jika katup gas mulai membuka dan pada saat itu intake manifol dalam

kondisi hampa, maka lubang pengeluaran tanpa beban mengeluarkan gas

pembakaran (udar-bensin0, masuk ke dalam intake manifol karena hisapan

torak. Banyak sedikitnya gas pembakaran yang keluar dari lubang (nosel) tanpa

beban dapat diatur oleh sekerup pengatur tanpa beban.

3). Sistem kecepatan tinggi

Sistem kecepatan tinggi digunakan untuk mencampur udara dan bensin

pada saat katup gas membuka. Keluarnya bensin diatur oleh pengatur

121

penyemprot utama (main jet) yang terpasang pada dasar ruang pelampung,

bercampur dengan udara yang keluar dari saluran udara kecepatan tinggi,

kemudian melalui penyemprot utama diisap melalui venturi.

Jika motor membutuhkan tenaga yang besar maka diperlukan pula

campuran bensin- uadar yang kaya. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut

karburator dapat dilengkapi katup pengatur guna menambah distribusi bensin.

Gambar 5.23 Sistem kecepatan tinggi

4) Sistem tenaga (full power circuit).

Jika katup trotle sudah terbuka maksimum dan kevakuman pada venturi

sudah berada pada titik maksimal seharusnya terjadi putaran maksimal. Tenaga

(putaran) maksimum motor tidak dapat tercapai, apabila tidak ada penambahan

bahan bakar. Untuk mendapatkan penambahan bahan bakar pada kecepatan

tinggi, dibuatlah power circuit pada karburator.Sistem tenaga bekerja dengan

dua cara :

122

Gambar 5. 24 Sistem tenaga (full power circuit).

4.a. Cara mekanik

Pada gambar dapat dilihat prinsip dasar batang pengatur (metering rod)

membuka dan menutup saluran bahan bakar yang terdapat pada ruang

pelampung. Untuk mengontrol metering rod membuka dan menutup secara

mekanik, ujung metering rod disambungkan dengan mekanik penggerak katup

gas. Jika katup gas terbuka maka dengan sendirinya metering rud akan terangkat

sehingga saluran penambahan bahan bakar akan mulai terbuka. Besar kecilnya

saluran bahan bakar terbuka tergantung atau mengikuti besar kecilnya katup gas

terbuka.

4.b. Cara vakum.

Bekerjanya metering rod oleh kevakuman yang terjadi pada saluran masuk

(intake manifold) secara konstruksi akan dilengkapi dengan piston, pegas, katup

ataupun membran. Namun semua komponen ini bertujuan membuka dan

menutup saluran sistem tenaga (power circuit) sesuai dengan keinginan.

Prinsip dasar kerja kevakuman untuk mengontrol saluran penambahan

bahan bakar dapat dilihat pada gambar 23. Saluran akan tertutup oleh matering

rod akibat adanya kekuatan isap kevakuman yang mampu mengalahkan tekanan

pegas sehingga torak tertarik ke bawah. Jika kevakuman rendah, maka pegas

123

akan mendorong piston keatas, sehingga matering rod ikut terangkat dan saluran

akan terbuka.

Pada beberapa jenis karburator ada yang menggunakan hanya penggerak

mekanik, ada yang menggunakan kevakuman dan ada juga yang menggunakan

keduanya.

Kerja power circuit yang menggunakan penggerak kevakuman dapat

dijelaskan sebagai berikut (lihat gambar 5.25).

Gambar 5. 25 Power Circuit

Jika putaran mesin dalam kondisi stasioner (idle), dimana katup gas masih

terbuka sedikit, kevakuman pada saluran masuk (intake manifold) adalah besar.

Prinsip kerja power valve pada sisstem tenaga dapat dijelaskan sebagai berikut :

Torak tenaga (power piston) akan terhisap pada posisi atas , akibatnya pegas (B)

menahan katup tenaga (power valve), sehingga tertutup. Bila putaran motor

dinaikan pada kecepatan tinggi atau jalan menanjak ,dimana katup throttle

terbuka lebar maka kevakuman pada intake manifold akaan berkurang dan

power piston terdorong kebawah oleh power valve sping (A) sehingga power

valve terbuka, hal ini akan menambah suplai bahan bakar dari power jet ke

saluran utama (primary main jet), sehingga campuran akan cenderung kaya.

124

Gambar 5. 26 posisi Power valve

5). Sistem Percepatan (Acceleration System)

Pada waktu katup gas dibuka mendadak, gas pembakaran juga akan diisap

secara mendadak pula. Karen bensin lebih berat daripada udara maka masuknya

bensin akan lebih lambat yang mengakibatkan jumlah bensin lebih sedikit. Jadi,

merupakan campuran kurus. Untuk menjaga agar campuran bensin-udara

menjadi normal atau seperti yang diinginkan (AFR) sesuai, pada karburator

dilengkapi sistem percepatan (gambar 25)

Gambar 5.27 Sistem pompa percepatan

125

Pronsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Apabila pedal gas diijak secara mendadak, plunyer pada pompa piston

yang berhubungan dengan katup gas terdorong ke bawah. Akibatnya, bola baja

(gotri) pada katup pengatur pemasukan akan menutup dan bensin keluar melalui

by-pass menuju nosel penyemprot. Kemudian diisap melalui venturi untuk

melakukan campuran kaya yang diperlukan untuk akselerasi. Apabila katup gas

tertutup (pedal gas dilepas), plunyer pada pompa piston akan tertekan ke atas

oleh pegas dan katup pad by-pass tertutup.Saat bersamaan bola baja pada katup

pengatur pemasukan terbuka sehingga bensin keluar dari ruang pelampung

memenuhi silinder pompa.

6). Sistem Choke.

Adakalanya pada waktu mesin dalam keadaan dingin motor sukar

dihidupkan atau mau hidup tetapi tidak lancar. Hal ini disebabkan saluran-

saluran masih dalam keadaan dingin sehingga uap bensin akan menempel

(membeku) pada saluran itu dan terjadilah campuran kurus. Jadi, pada

prinsipnya choke dipakai untuk mengurangi (membatasi) jumlah udara yang

masuk ke dalam pencampuran udara-bensin sehingga terjadi campuran kaya.

Katup choke menutup saluran pemasukan udara sehingga di bawah katup akan

terjadi kehampaan (tekanan rendah).Akibatnya, bensin akan keluar dari nosel

tanpa beban dan kecepatan tinggi sehingga terjadi campuran kaya.Namun

demikian, katup choke ini tidak boleh bekerja terlalu lama. Setelah motor hidup

katup choke harus segera dibuka.

Sistem katup choke terbagi ada dua jenis :

6.a. Sistem choke manual.

Pada sistem choke manual untuk membuka dan menutup katup choke

digunakan linkage yang dihubungkan ke ruang kemudi. Apabila pengemudi

akan membuka atau menutup katup choke cukup menarik atau menekan tombol

choke yang ada pada instrumen panel (dashbord).

126

Gambar 5.28 Sistem choke manual.

6.b. Sistem choke otomatis.

Pada sistem choke otomatis, katup choke membuka dan menutup secara otomtis

tergantung dari temperatur mesin. Umumnya sistem choke otomatis yang

digunakan pada karburator ada dua macam yaitu : sistem pemanas dari exhaust

dan sistem eletric.

Pada saat mesin distart (dihidupkan) katup choke tertutup rapat hingga

temperatur diruang mesin mencapai 25 derajat celsius. Bila mesin dihidupkan

dalam keadaan katup choke menutup maka akan terjadi kevakuman di bawah

katup choke. Hal tersebut menyebabkan bahan bakar keluar melalui primery

low dan high speed system dan campuran menjadi kaya.

127

Gambar 5.29 Sistem Choke Otomatis saat start

Setelah mesin hidup, pada terminal L timbul arus dari voltase regulator, arus

tersebut akan mengalir ke choke relay sehingga menjadi ON. Mengakibatkan

arus dari ignation switch mengalir melalui choke relay menuju ke massa electric

heat coil. Apabila heat coil membara/panas, maka bimetal elemen akan

mengembang dan akan membuka choke valve.Termistor berfungsi untuk

mencegah arus yang berlebihan yang mengalir dari eletric heat coil, apabila

katup choke telah terbuka (temperatur di dalam rumah pegas telah mencapai

sekitar 100 derajat celsius).

Gambar 5.30 Sistem Choke Otomatis saat panas

128

7). Mekanisme Idel Cepat

Mekanisme idel cepat diperlukan untuk menaikan putarn idel pada saat mesin

masih dingin dan katup choke dalam keadaan menutup. (lihat gambar 27)

Gambar 5.31. Mekanisme idel cepat

Apabila katup choke menutup penuh dan katup throttle ditekan sekali, kemudian

dibebaskan, maka pada saat yang sama, fast idel cam yang dihubungkan denga

choke melalui rod berputar berlawanan arah jarum jam. Kemudian fast idel cam

menyentuh cam follower yang dihubungkan dengan katup throttle sehingga

akan membuka sedikit.

129

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1996. NEW STEP 1 Training manual. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor, Training Center.

Anonim. 1996. NEW STEP 2 Training manual. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor, Training Center.

Davis N. Daler and Frank J. Thienssen. 1995. Automotive Electronics and Performance. New Jersey: Englewood Cliffs.

Iqnatius Hartono.1988. Pengantar ilmu Tehnik Elektronika. Jakarta: PT. Gramedia.

Nippon Kogyo Shimposha, Ltd., 1976. Catalogue Book of Japanese-Made Machines and Tools, Osaka-Japan: Japan Industrial News Publishing Co. Ltd.

Peter A. Weller. 1985. Fanckunde Kraftahrtechnik. Stuttgart 1: Holland + Josenhans, Verlaq, posttach 518, 7000.

Wagirin, 1992. Penggunaan dan Pemeliharaan Motor, Bandung: Divisi Pengembangan Bahan Belajar PPPGT.

Modul Praktikum Motor Bakar – 1, Lab Motor Bakar, UNS : 2010.

Modul Pembelajaran Sistem Pengapian Konvensional, PPT VEDC, Malang : 2008.

www.google.com/sistem+pengapian+konvensional/redemptus.html

Automotive Hand Book 1st English Edition Bosch Fachkunde Kraftfahrtechnik. Holland + Josenhans Verlag Stuttgart

130

http://www.google.com/sistem+pengapian+konvensional/redemptus.html

materi motor bakar 13

Documents