Motor Bakar Part I

Pengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah energi kimia bahan

bakar menjadi energi mekanik berupa kerja. Pada dasarnya mesin kalor (Heat Engine)

dikategorikan menjadi dua (2), yaitu:

a)      External Combustion Engine

Yaitu hasil dari pembakaran udara dan bahan bakar memindahkan panas ke fluida kerja pada

siklus. Dimana energi diberikan pada fluida kerja dari sumber luar seperti furnace, geothermal,

reaktor nuklir, atau energi surya. Contoh mesin yang termasuk External Combustion Engine

adalah turbin uap.

b)      Internal Combustion Engine

Dimana energi didapat dari pembakaran bahan bakar didalam batas sistem sehingga gas

pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. Contoh Internal Combustion

Engine adalah Motor Bakar torak dan sistem turbin gas. Jadi motor bakar torak termasuk jenis

Internal Combustion Engine.

Prinsip Kerja Motor Bakar

Motor bakar torak menggunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat torak yang

bergerak translasi bolak-balik ( reciprocating engine ). Didalam silinder itulah terjadi pembakaran

antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses

tersebut mampu menggerakkan torak yang dihubungkan dengan poros engkol oleh batang

penghubung (batang penggerak). Gerak translasi torak tadi menyebabkan gerak rotasi pada

poros engkol dan sebaliknya. Berdasarkan langkah kerjanya, motor bakar torak dibedakan

menjadi motor bakar 4 langkah dan motor bakar dua langkah.

1. a.     Motor Bakar 4 Langkah

Pada motor bakar 4 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 4 kali langkah torak atau 2 kali

putaran poros engkol, yaitu:

1. langkah Isap (Suction Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah), dengan katup KI

(katup isap) terbuka dan katup KB (katup buang) tertutup. Karena gerakan torak tersebut maka

campuran udara dengan bahan bakar pada motor bensin atau udara saja pada motor diesel

akan terhisap masuk ke dalam ruang bakar.

1. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB tertutup.Sehingga terjadi proses

kompresi yang mengakibatkan tekanan dan temperatur di silinder naik.

1. Langkah Ekspansi (Expansion Stroke)

Sebelum posisi torak mencapai TMA pada langkah kompresi, pada motor bensin busi

dinyalakan, atau pada motor diesel bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar sehingga

terjadi proses pembakaran. Akibatnya tekanan dan temperatur di ruang bakar naik lebih tinggi.

Sehingga torak mampu melakukan langkah kerja atau langkah ekspansi. Langkah kerja dimulai

dari posisi torak pada TMA dan berakhir pada posisi TMB saat KB mulai terbuka pada langkah

buang. Langkah ekspansi pada proses ini sering disebut dengan power stroke atau langkah

kerja.

1. Langkah Buang

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB terbuka. Sehingga gas hasil

pembakaran terbuang ke atmosfer.

Skema masing masing langkah gerakan torak di dalam silinder motor bakar 4 langkah tersebut

ditunjukkan dalam gambar berikut

1. b.    Motor Bakar 2 Langkah

Pada motor bakar 2 langkah, setiap satu siklus kerja memerlukan dua kali langkah torak atau

satu kali putaran poros engkol. Motor bakar 2 langkah juga tidak memiliki katup isap (KI) atau

katup buang (KB), dan digantikan oleh lubang isap dan lubang buang yang dibuat pada sisi-sisi

silinder (cylinder liner). Secara teoritis, pada berat dan displacement yang sama, motor bakar 2

langkah menghasilkan daya sekitar dua kali lipat dari motor bakar 4 langkah, tetapi pada

kenyataanya tidak demikian karena efisiensinya lebih rendah akibat pembuangan gas buang

yang tidak kompit dan pembuangan sebagian bahan bakar bersama gas buang akibat

panggunaan sistem lubang. Tetapi melihat konstruksinya yang lebih simpel dan murah serta

memiliki rasio daya – berat dan daya – volume yang tinggi maka motor bakar 2 langkah cocok

untuk sepeda motor dan alat-alat pemotong.

Dua langkah kerja motor bakar 2 langkah tersebut dijelaskan sebagai berikut :

a)    Langkah Torak dari TMA ke TMB

Sebelum torak mencapai TMA, busi dinyalakan pada motor bensin (atau bahan bakar

dikompresikan pada motor diesel) sehingga terjadi proses pembakaran, karena proses ini torak

terdorong dari TMA menuju TMB, langkah ini merupakan langkah kerja dari motor bakar 2

langkah. Saat menuju TMB, piston lebih dulu membuka lubang buang sehingga gas sisa

pembakaran terbuang , setelah itu dengan gerakan piston yang menuju TMB, lubang isap

terbuka, dan campuran udara bahan bakar pada motor bensin atau udara pada motor diesel

akan masuk ke dalam silinder.

b)    Langkah Torak dari TMB ke TMA

Setelah torak mencapai TMB maka torak kembali menuju TMA. Dengan gerakan ini, sebagian

gas sisa yang belum  terbuang akan didorong keluar sepenuhnya. Selain itu, gerakan piston

yang turun menuju TMA menyebabkan terjadinya kompresi yang kemudian akan dilanjutkan

dengan pembakaran setelah lubang isap tertutup oleh torak.

Skema masing-masing langkah gerakan torak di dalam silinder motor bakar 2 langkah tersebut

ditunjukkan dalam gambar berikut.

rinsip Kerja Motor Bakar Bensin 4-langkah

1:04 PM Dunia Motor No comments

Hai sobat Oz sudah tahu Motor bakar bensin ? Disini saya akan membahas tentang Motor bakar bensin 4-langkah. Berdasarkan jumlah langkahnya motor bensin dibagi menjadi dua yaitu motor bensin 4-langkah dan motor bensin 2-langkah. Namun dalam penelitian ini yang akan dibahas adalah motor bensin 4-langkah. Motor bensin 4-langkah juga disebut motor campur yaitu menghisap campuran yang mudah terbakar, biasanya terdiri atas bensin dan udara pada saat terjadi langkah isap.

Motor bakar bensin 4-langkah adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang beroperasi menggunakan udara bercampur dengan bensin dan untuk menyelesaikan satu siklusnya diperlukan empat langkah piston, seperti ditunjukkan pada gambar;

Agar sobat OZ lebih mudah dalam memahami siklus diatas, dapat dijelaskan mengunakan diagram P-v seperti ditunjukkan pada gambar di bawah;

Keterangan mengenai proses-proses pada siklus diatas adalah sebagai berikut:1. Proses 0 → 1 adalah langkah hisapPada langkah hisap campuran udara-bahan bakar dari karburator terhisap masuk ke dalam silinder dengan bergeraknya piston ke bawah, dari TMA menuju TMB. Katup hisap pada posisi terbuka, sedang katup buang pada posisi tertutup. Di akhir langkah hisap, katup hisap tertutup secara otomatis. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik konstan. Proses dianggap berlangsung pada tekanan konstan.

2. Proses 1 → 2 adalah langkah kompresiPada langkah kompresi katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Selanjutnya piston bergerak ke atas, dari TMB menuju TMA. Akibatnya campuran udara-bahan bakar terkompresi. Proses kompresi ini menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan tekanan campuran tersebut, karena volumenya semakin kecil. Campuran udara-bahan bakar terkompresi ini menjadi campuran yang sangat mudah terbakar. Proses kompresi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

3. Proses 2 → 3 adalah langkah kerjaPada saat piston hampir mencapai TMA, loncatan nyala api listrik diantara kedua elektroda busi diberikan ke campuran udara-bahan bakar terkompresi sehingga sesaat kemudian campuran udara-bahan bakar ini terbakar. Akibatnya terjadi kenaikan temperatur dan tekanan yang drastis. Kedua katup pada posisi tertutup. Proses ini dianggap sebagai proses pemasukan panas (kalor) pada volume konstan.

4. Proses 3 → 4 adalah langkah buang volume konstanKedua katup masih pada posisi tertutup. Gas pembakaran yang terjadi selanjutnya mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA menuju TMB. Dengan bergeraknya piston menuju TMB, maka volume gas pembakaran di dalam silinder semakin bertambah, akibatnya

temperatur dan tekanannya turun. Proses ekspansi ini dianggap berlangsung secara isentropik.

5. Proses 1 → 0 adalah langkah buang tekanan konstanpiston bergerak kembali dari TMB menuju TMA. Gas pembakaran didesak keluar melalui katup buang (saluran buang) dikarenakan bergeraknya piston menuju TMA. Langkah ini dianggap sebagai langkah pembuangan gas pembakaran pada tekanan konstan. Sekian , semoga ini bermanfaat bagi sobat OZ

Motor BakarMateri ajar kelas X Teknik Kendaraan Ringan semester genap SMKN 1 Rembang

MOTOR BAKAR

Pengertian Motor Bakar

Motor Bakar adalah suatu mekanisme/konstruksi mesin yang mengubah energi panas dari bahan

bakar menjadi energi mekanik/gerak.

Jenis Motor Bakar

Motor Bakar dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Motor pembakaran dalam (Internal combustion engine)

2. Motor pembakaran luar (External combustion engine)

1. Motor pembakaran dalam adalah;

motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin itu

sendiri dan hasil pembakaran diubah  menjadi tenaga mekanik.

Misalnya; mesin bensin, mesin diesel, mesin roket, mesin jet.

2. Motor pembakaran luar adalah; motor yang proses pembakaran

bahan bakar terjadi di luar mesin itu dan untuk mengubah energinya

digunakan alat/mesin yang lain.

Misalnya; mesin uap, mesin turbin.

Menurut komponen yang digunakan, untuk mengubah energi panas menjadi energi mekanik, ada

beberapa macam motor bakar. Motor bakar tersebut antara lain; motor torak dan motor rotary

atau yang lebih dikenal dengan sebutan motor wankel.

Motor rotary/wankel ini merupakan jenis motor pembakaran dalam yang memanfaatkan tekanan

yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar yang diubah menjadi gerakan berputar pada rotor

yang menggerakkan sumbu.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gbr. Mesin Rotary/Wankel

Gbr. Rotor Rotary/Wankel

Motor rotary/wankel dikembangkan oleh Felix Wankel, seorang insinyur dari Jerman pada tahun

1950.

Felix Wankel

Karena mesin wankel sangat kompak, ringan, mesin ini banyak digunakan pada berbagai

kendaraan dan peralatan seperti pada mobil balap, pesawat terbang, go-kart, dan speed boat.

Setiap sisi luar rotor berfungsi sebagai piston. Sedangkan rotor berentuk segi tiga dan berarti

bahwa pada rotor terdapat tiga buah piston. Rumah rotor dibuat sedemikian rupa sehingga apabila

rotor berputar akan dapat melakukan langkah usaha. Langkah usaha yang timbul akibat proses

pembakaran pada rotor akan diteruskan ke crankshaft melalui roda gigi.

PRINSIP DASAR ROTARY ENGINE

*Prinsip kerja rotary engine menggunakan prinsip dasar motor bakar

4 tak untuk setiap sisi rotor ( piston )

*Setiap sisi rotor  bekerjanya saling berkaitan/berhubungan, jika sisi

rotor yang satu melakukan usaha maka sisi rotor yang lain melakukan

langkah hisap dan buang.

LANGKAH KERJA ROTARY ENGINE

1. Langkah hisap

Rotor berputar searah jarum jam. Sisi rotor A akan bergerak dan pada saat saluran hisap terbuka

maka campuran udara dan bahan bakar akan terhisap masuk ke ruang hisap.

2. Langkah kompresi

Perputaran rotor akan menyebabkan sisi rotor A akan memperkecil volume ruang hisap campuran

udara dan bahan bakar tekanannya semakin tinggi.

3. Langkah usaha

Setelah mencpai top kompresi volume ruang kerja menjadi lebih kecil dan pada saat itu busi

memercikkan bunga api, akibatnya campuran udara dan bahan bakar yang sudah dikompresikan

akan terbakar dan menimbulkan daya atau tenaga untuk memutar rotor.

4. Langkah buang

Rotor berputar menyebabkan sisi rotor A akan mebawa gas sisa hasil pembakaran kesaluran

pembuangan.

Untuk lebih jelasnya perhatikan 2 animasi mesin rotary/wankel di bawah ini:

MOTOR BAKAR TORAK

Motor torak (piston) terdiri dari silinder yang dilengkapi dengan piston/torak. Piston bergerak

secara translasi (bolak-balik) kemudian oleh poros engkol diubah menjadi gerakan berputar.

Menurut langkah kerja torak, motor bakar torak dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Motor 2 langkah (Tak)

2. Motor 4 langkah (Tak)

Motor 2 langkah (Tak) adalah mesin/motor yang memerlukan dua langkah torak (1 kali langkah

ke atas/ascending stroke dan 1 kali langkah ke bawah discending stroke) untuk memperoleh 1 kali

usaha di ruang pembakaran.

Motor 4 langkah (Tak) adalah mesin/motor yang memerlukan 4 kali langkah torak (2 kali

langkah ke atas dan 2 kali langkah ke bawah) untuk memperoleh 1 kali usaha di ruang

pembakaran.

Prinsip Kerja Motor Bakar Torak

Motor 2 tak:

Setiap 1 kali putaran poros engkol atau 2 kali gerakan piston menghasilkan

1 kali usaha.

Motor 4 tak:

Setiap 2 kali putaran poros engkol atau 4 kali gerakan piston menghasilkan

1 kali usaha.

Proses Kerja Motor 2 tak:

1. Langkah 1 (Kompresi dan Hisap)

Pada langkah ini:

*Saat torak dari TMB menuju TMA, saluran udara masuk tertutup dan torak

melakukan kompresi.

*Saluran intake (di bawah torak/ruang engkol/karter terbuka sehingga

campuran bahan bakar + udara memasuki ruang engkol.

2. Langkah 2 (Usaha dan Buang)

Pada langkah ini:

*Piston bergerak dari TMA menuju TMB

*Sesaat sebelum piston menuju TMA, busi memercikkan bunga api sehingga

terjadi pembakaran yang dilanjutkan dengan usaha sehingga piston terdorong

ke bawah sampai saluran buang terbuka dan gas bekas terdorong ke luar ruang

bakar

*Kemudian diikuti terbuka saluran bilas terbuka dan gas baru memasuki

ruang bakar

Berikut di bawah ini animasi cara kerja motor 2 tak:

Proses Kerja Motor 4 tak:

1. Langkah Hisap

Katub masuk terbuka dan katub buang tertutup. Piston

bergerak dari TMA menuju TMB, maka campuran udara dan bahan bakar terhisap masuk ke dalam

silinder.

2. Langkah Kompresi

Piston bergerak dari TMB ke TMA. Kedua katub tertutup dan campuran udara dan bahan bakar

dimampatkan.

3. Langkah Usaha

Menjelang akhir langkah kompresi, busi memercikkan bunga api sehingga terjadilah pembakaran.

Piston bergerak dari TMA ke TMB.

4. Langkah Buang

Piston bergerak dari

TMB ke TMA. Katub buang terbuka dan piston mendorong gas sisa pembakaran ke luar dari ruang

bakar.

Perbandingan motor 4 tak dan motor 2 tak dapat diunduh disini lho

MESIN BENSIN DAN MESIN DIESEL

Mesin bensin atau mesin Otto yang diciptakan oleh Nikolaus August Otto dari Jerman tahun

1864 adalah sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses

pembakaran, dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.

Nikolaus Otto

Berikut di bawah animasi perbedaan cara kerja mesin bensin 4 tak dan2 tak:

MESIN DIESEL

Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran bahan bakar dengan

udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran.

Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan dalam ruang bakar dan dengan sendirinya

udara tersebut terpanaskan, bahan bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah

kompresi untuk bercampur dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah

udara, jumlah bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bakar

tersebut akan terbakar dengan sendirinya.

Pada mesin bensin, pada umumnya udara dan bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang

bakar, sebagian kecil mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsung ke

silinder ruang bakar termasuk mesin bensin 2 tak untuk mendapatkan emisi gas buang yang

ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem

injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan penambahan

sensor-sensor elektronik. Sistem Injeksi Bahan bakar di motor otto terjadi diluar silinder, tujuannya

untuk mencampur udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin dan dsebut EFI.

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu,

dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gasyang dikompresi, dan bukan oleh alat

berenergi lain seperti busi.

Mesin ini ditemukan pada tahun1892 oleh Rudolf Diesel dari Jerman, yang menerima paten pada

23 Februari 1983. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai

macam bahan bakar termasuk debu batu bara. 

Rudolf Diesel

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam(internal

combustion engine)

Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di

dapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara)

di dalam silinder (ruang bakar). Pembakaran pada mesin Diesel terjadi karena kenaikan

temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur

nyala.

1. Langkah Hisap

Pada ruang bakar mesin, udara masuk

Saluran Masuk terbuka

2. Langkah Kompresi

Terjadi langkah Kompresi yaitu penekanan udara

Langkah disini menghasilkan peningkatan tekanan dan suhu yang cukup tinggi.

Saat kompresi berada di TMA maka fuel injector akan memasukkan bahan bakar dengan

mengabutkannya.

Karena suhunya tinggi dan ada bahan bakar yang telah masuk dari fuel injector berupa gas maka

campuran tersebut terbakar dengan sendirinya.

3. Langkah Usaha

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan

dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-

balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros

engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-

balik torak pada langkah kompresi.

4. Langkah Buang

Saat torak bergerak keatas dan menekan udara hasil pembakaran keluar ke udara luar

melalui muffler/knalpot. Saluran keluarnya terbuka.

Berikut di bawah ini animasi mesin diesel:

Perbedaan mendasar dari jenis mesin BENSIN dan DIESEL adalah, kalau mesin BENSIN atau disebut

juga mesin Otto (motor ledak), di dalam ”ruang mesin” nya terdapat lecutan listrik/api dari BUSI

untuk ”menyalakan” campuran bensin dan udara (oksigen). Sementara pada mesin

Diesel, tidak diperlukan nyala listrik/api dari busi. Tapi menyala karena tekanan dan suhu

tinggi yang dihasilkan dari kompresi