Prinsip Kerja Engine
Motor/engine /mesin adalah suatu alat yang merubah tenaga panas, listrik, air dan sebagainya menjadi tenaga mekanik. Sedang motor yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik disebut motor bakar. Motor bakar dibagi menjadi motor pembakaran dalam (internal combustion chamber) dan motor pembakaran luar (eksternal combustion chamber). Sedang motor bensin dan disel termasuk motor pembakaran dalam karena tenaga panas dihasilkan di dalam motor itu sendiri. Bila ditinjau dari langkah (Stroke) pada proses pembakarannya, motor yang berkembang saat ini ada motor 2 langkah dan motor 4 langkah. Dan yang dimaksud langkah (Stroke) adalah seperti berikut ini :
TDC = Top Death Center atau Titik Mati Atas (TMA)
BDC = Bottom Death Centre atau Titik Mati Bawah (TMB)
Titik mati atas adalah batasan maksimal gerakan piston ke atas, sedang titik mati bawah adalah batasan maksimal gerakan piston ke bawah.
a) Prinsip Kerja motor bensin 2 langkah
Langkah kompresi,buang dan penghisapan:
Pada langkah ini piston 6 bergerak dari TMB ke TMA, di atas piston terjadi tekanan sehingga ketika piston belum menutup saluran buang 2, gas sisa pembakaran akan mengalir ke saluran buang dan ketika piston menutup saluran buang, di dalam ruang bakar 5 terjadi kompresi. di bawah piston terjadi melalui saluran pemasukan 1 .
b) Prinsip kerja motor bensin 4 langkah
Langkah hisap:
Piston bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka, campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang bakar, katup buang menutup.
Langkah kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk dan katup buang tertutup, campuran bahan bakar dan udara dikompresikan dengan tekanan antara 9 Kg/cm2 -12 Kg/cm2.
Langkah usaha:
Beberapa derajad sebelum TMA busi meloncatkan api akan terjadilah pembakaran. Tenaga pembakaran kan mendorong piston dari TMA ke TMB, tenaga tersebut akan dikirim oleh connecting rod menjadi tenaga putar pada crank shaft.dan pada saat ini kedua katup dalam keadaan tertutup.
Langkah buang:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk menutup dan katup buang membuka, gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui saluran buang.
c) Prinsip kerja motor disel 2 langkah
Langkah usaha dan pemasukan:
Pada saat tejadi pembakaran di ruang bakar,tenaga panas akan mendorong piston dari TMA ke TMB, tenaga tersebut oleh connecting rod dikirim ke crank shaft menjadi tenaga putar. Pada saat ini saluran buang tertutup (A). Pada saat piston melewati lubang-lubang pemasukan pada didnding silinder, maka terjadilah pemasukan udara murni ke dalam silinder, saluran buang terbuka (B).
Langkah buang dan kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA. Karena saluran buang terbuka, maka udara murni akan mendorong gas bekas keluar dari silinder menuju saluran buang selama saluran buang membuka (B). Pada saat saluran buang mulai menutup terjadilah pengkompresian udara murni di atas piston dengan tekanan antara 16 Kg/cm2 – 22 Kg/cm2, dan beberapa derajad sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder sehingga terjadilah pembakaran (C).
d) Prinsip kerja motor disel 4 langkah
Langkah hisap:
Piston bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka dan katup buang menutup, udara murni masuk ke ruang bakar (A).
Langkah kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk dan buang menutup, udara murni di ruang bakar terkompresikan (B).
Langkah usaha:
Beberapa derajad sebelum TMA, bahan bakar disemprotkan ke ruang bakar, sehingga terjadi pembakaran.Tenaga pembakaran akan mendorong piston dari TMA ke TMB, dan melalui connecting rod tenaga tersebut dirubah menjadi tenaga putar pada crank shaft (C).
Langkah buang:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk tertutup dan katup buang membuka. Pada saat ini gas sisa pembakaran akan terdorong keluar dari silinder ke saluran pembuangaN
e. perbedaan antara motor bensin dan disel
Dari prinsip kerja engine dapat dilihihat perbedaan antara engine bensin dengan disel. Secara garis besar komponen – komponen engine bensin dan disel hampir sama, yang membedakan antara keduanya adalah seperti pada tabel berikut berikut:
Item | Motor Diesel | Motor Bensin |
Siklus Pembakaran | Siklus Sabathe | Siklus Otto |
Tekanan kompresi | 16-22 Kg/cm2 | 9-12 Kg/cm2 |
Ruang bakar | Rumit | Sederhana |
Percampuran bahan bakar | Diinjeksikan pada akhir | Dicampur dalam |
Item | Motor Diesel | Motor Bensin |
langkah | karburator | |
Metode penyalaan | Terbakar sendiri | Percikan busi |
Bahan bakar | Solar | Bensin |
Getaran suara | Besar | Kecil |
Efisiensi panas (%) | 30-40 | 22-30 |
a) Engine ditinjau dari jumlah silindernya
Bila ditinjau dari jumlah silindernya ada engine dengan silinder satu, dua, tiga, empat, enam, delapan dan seterusnya.
b) Engine ditinjau dari susunan silindernya
Bila ditinjau dari susunan silindernya engine terbagi menjadi beberapa Tipe yaitu: tipe in-line, tipe V dan tipe horizontal berlawanan.
c) Engine ditinjau dari penempatan mekanisme katupnya
Bila ditinjau dari mekanisme katupnya engine dibagi menjadi: tipe Over Head Valve (OHV), tipe Over Head Cam shaft (OHC) dan tipe Double Over Head Cam shaft (DOHC).
d) Engine bila ditinjau dari penggerak mekanik katupnya
Bila ditinjau dari penggerak mekanik katupnya: dengan penggerak roda gigi, timing chain dan timing belt. Perhatikan gambar-gambar berikut:
e) Engine bila ditinjau dari penggunaan bahan bakarnya
Bila ditinjau dari penggunaan bahan bakarnya engine dibagi: Engine gasoline (motor bensin), engine diesel, engine cerosine (motor minyak tanah) dan engine LPG. Untuk keperluan kendaraan motor bensin dan disel relatif lebih banyak digunakan.
3. Komponen-komponen Engine
Engine terdiri dari komponen-komponen engine dan bagian-bagian pendukung kerja engine. Yang dimaksud komponen-komponen engine meliputi: Blok silinder, kepala silinder, mekanik katup, kelengkapan piston, poros engkol, poros nok dan roda penerus. Sedang bagianbagian penunjang kerja engine meliputi: Sistem pendinginan, system pelumasan, sistem bahan bakar dan sistem pengapian.
a) Blok silinder (cylinder block)
Pada bagian linernya sebagai tempat terjadinya proses pembakaran. Selain itu juga sebagai tempat kerjanya komponen-komponen yang lain seperti piston, poros engkol, poros nok. Pada bagian atas bloksilinder dipasang kepala silinder dan pada bagian bawah dipasang panci oli
b) Kepala silinder (Cylinder Head)
Membentuk ruang bakar atau tempat ruang bakar tambahan. Pada kepala silinder juga digunakan untuk menempatkan kelengkapan mekanik katup, saluran pemasukan dan juga saluran pembuangan.
Keterangan gambar kepala silinder:
Ø Spark plug (Busi): untuk meloncatkan api tegangan tinggi.
Ø Adjusting shim: penyetel celah katup
Ø Valve lifter: Sebagai pengangkat katup
Ø Exaust valve: untuk membuka dan menutup saluran buang
Ø Valve guide: Untuk penghantar gerakan katup
Ø Gasket: sebagai perapat
Ø Water jacket: untuk saluran air pendingin
Ø Cylinder block: untuk tempat pembakaran/tempat bekerjanya Piston.
Ø Piston : untuk merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik.
Ø Combustion chamber : untuk tempat pembakaran
Ø Valve seat : sebagai tempat dudukan kepala katup
Ø Oil seal : Sebagai perapat oli agar tidak masuk ke ruang bakar
Ø Intake valve: untuk membuka dan menutup saluran pemasukan.
Ø Valve keepers: sebagai pengunci antara katup dengan pegas katup.
Ø To exhaust manifold : disambung dengan manifold buang
Ø To intake manifold : disambung dengan manifold masuk
Pada kepala silinder juga diletakkan atau dibentuk ruang bakar (Combustion Chamber). Ada beberapa jenis ruang bakar untuk motor bensin yaitu jenis: setengah bulat, baji, bak mandi dan pent roof.
Sedangkan jenis ruang bakar untuk motor disel Injeksi langsung (Direct Injection) ada: Multi Spherical, Hemispherical dan Spherical
Ruang bakar untuk motor disel injeksi tidak langsung (indirect injection) ada: ruang bakar kamar depan (Pre combustion chamber, ruang bakar kamar pusar (Swirl chamber) dan model sel udara (Air cell)
Keterangan gambar ruang bakar:
Ø Nozzle (injector): untuk menyemprotkan bahan bakar ke ruang Bakar.
Ø Pre combustion chamber : untuk tempat pembakaran awal
Ø Glow plug (Busi pijar) : untuk pemanas ruang bakar
Ø Combustion chamber : untuk tempat pembakaran utama
c) Mekanik katup (valve mekanism)
Katup pada umumnya diletakkan pada kepala silinder. Metode penggerak mekanik katup menggunakan: timing gear, timing chain atau dengan timing belt. Adapun fungsi katup untuk membuka dan menutup ruang bakar sesuai proses yang terjadi di dalam silinder.
Model timing gear digunakan pada motor jenis OHV (Over Head Valve) dan menggunakan lifter serta push rod.
Timing gear : untuk penghubung putaran poros engkol dengan poros nok, sekaligus menepatkan posisi katup dengan piston.
Model timing chain digunakan pada motor jenis OHC (Over Head Cam shaft) atau DOHC (Double Over Head Cam shaft). Poros Noknya terletak pada kepala silinder, digerakkan oleh rantai, serta Roda gigi sprocket sebagai pengganti timing gear. Tegangan rantai diatur oleh tensioner dan getarannya diredam oleh Vibration damper.
Pada model timing belt, poros nok digerakkan oleh sabuk yang Bergigi sebagai pengganti rantai. Jenis ini tidak memerlukan tensioner dan pelumasan. Cam shaft dan crank shaft timing pulley: untuk menepatkan posisi katup dengan piston.
d) Kelengkapan Piston (Piston Assy)
Piston berfungsi menghisap dan mengkompresi campuran bahan bakar dan udara pada motor bensin atau udara murni pada motor disel, juga sebagai pembentuk ruang bakar. Selain itu piston juga meneruskan tenaga panas hasil pembakaran menjadi tenaga mekanik pada poros engkol melalui batang piston. Kelengkapan piston terdiri dari: Piston, ring piston, pena piston dan batang piston.
Keterangan gambar konstruksi piston:
Ø Compression ring grooves: untuk menempatkan ring kompresi
Ø Oil ring grooves: untuk menempatkan ring oli
Ø Piston pin boss: untuk bantalan dudukan pena piston
Ø Piston pin hole: untuk menempatkan pena piston
Ø Lands: sebagai pembatas ring piston
Ø Skirt: sebagai penyerap panas.
Ring piston terdiri dari ring kompresi (compression ring) dan ring Oli (oil ring). Ring kompresi sebagai perapat kompresi sekaligus Perapat agar pembakaran tidak merambat ke bawah piston. Sedang ring oli untuk menyapu oli pelumas pada dinding silinder agar kembali ke panci oli. Untuk motor dua langkah tidak menggunakan ring oli karena panci oli terpisah dengan ruang engkol.
Pena piston berfungsi menyambung piston dengan batang piston agar dapat bergerak sesuai fungsinya masing-masing. Oleh sebab itu penyambungan pena piston ada beberapa tipe, antara lain: tipe Fixed, full floating dan semi floating
Batang piston berfungsi untuk merubah gerak lurus pada piston
menjadi gerak putar pada poros engkol.
Small end : untuk menempatkan pena piston
Big end : untuk pemegang pin journal pada poros engkol
Conecting rod bearings : sebagai bantalan
Oil hole : untuk menyalurkan oli pendingin menuju piston
Conecting rod cap : sebagai penahan connecting rod dengan pin
Journal.
e) Poros engkol (Crank shaft)
Poros engkol menerima beban dari piston dan batang piston, akibat tenaga hasil pembakaran. Poros ini berfungsi untuk meneruskan tenaga/putaran ke roda penerus.
Keterangan gambar konstruksi piston:
Ø Oil hole: Untuk saluran pelumasan
Ø Crank pin: untuk tempat tumpuan big end batang piston
Ø Crank journal: sebagai titik tumpu pada blok motor
Ø Counter balance weight: sebagai bobot penyeimbang putaran
f) Poros nok (Cam shaft)
Poros nok adalah sebuah poros yang dilengkapi dengan nok-nok sebagai penggerak mekanik katup. Poros nok sebagai penggerak mekanik katup ada yang hanya untuk katup buang atau katup masuk saja, ada pula yang sekaligus menggerakkan katup masuk dan buang.
Keterangan gambar Camshaft:
Ø Journal: sebagai titik tumpu putaran poros
Ø Cam shaft drive gear: sebagai gigi pemutar
Ø Cam shaft driven gear: sebagai gigi yang diputarkan
Ø Intake cam shaft: penggerak mekanik katup masuk
Ø Exhaust cam shaft: penggerak mekanik katup buang
Ø Cam shaft timing pulley: untuk menepatkan posisi katup dengan piston.
Ø Cut-out groove: untuk menggerakkan didtributor
g) Roda penerus (Fly wheel)
Roda penerus dipasang pada out put poros engkol dan berfungsi sebagai penerus putaran/tenaga dari mesin ke sistem pemindah tenaga kendaraan (Power train). Kecual i itu roda penerus juga untuk meneruskan putaran dari motor starter ke poros engkol agar mesin dapat distart.
h) Panci oli (Oil punch)
Panci oli dipasang pada blok motor paling bawah dan berfungsi sebagai penampung oli motor.
i) Sistem pendinginan (Cooling System)
Secara umum sistem pendinginan engine bensin dan disel sama. Sedangkan fungsi utama sistem pendinginan adalah untuk mengontrol suhu kerja engine. Untuk dapat melaksanakan fungsinya, sistem pendinginan dilengkapi dengan komponenkomponen berikut:
Radiator: menampung air pendingin untuk didinginkan.
Slang bawah radiator: Untuk mengalirkan air ke engine.
Slang atas radiator: Untuk mengalirkan air panas dari engine.
Thermostaat: Sebagai pengontrol suhu kerja engine.
Pompa air/Water pump: untuk mensirkulasikan air.
Tali kipas/Fan belt: Untuk menggerakkan kipas pendingi
No comments:
Post a Comment