PENGENALAN MOTOR BAKAR BENSIN DAN DIESEL

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Mesin

Mesin (machine) adalah suatu alat yang berfungsi memudahkan dalam melakukan pekerjaan Engine didefinisikan sebagai suatu alat yang berfungsi merubah suatu energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Heat engine atau mesin kalor adalah suatu mesin yang merubah energi kimia menjadi energi termal dan selanjutnya dirubah menjadi energi mekanik dimanfaatkan untuk melakukan kerja

2.2   Klasifikasi Motor Bakar

Motor bakar merupakan salah satu jenis dari mesin termal atau mesin kalor. Pada motor bakar, proses konversi energi yang terjadi di dalam silinder, dimana energi kimia dikonversi menjadi energi termal dan selanjutnya dikonversi lagi menjadi energi mekanik (energi termal menyebabkan gerak translasi torak menjadi rotasi poros engkol).

Motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi :

a) Berdasarkan pada jumlah langkah 2 langkah 4 langkah

b) Berdasarkan sistem pengapian Spark Ignition Engine (percikan nyala api) Compression Ignition Engine (penyalaan dengan kompresi)

c) Berdasarkan jumlah silinder Jumlah silinder pada motor bakar lebih diidentikkan dengan jumlah piston yang

digunakan. Pembagiannya adalah : Piston Tunggal Piston Ganda

Motor bakar ini menggunakan dua piston. Pada motor bakar piston ganda pergerakan piston serentak.  Motor bakar dengan piston ganda sudah dimiliki oleh mesin kapasitas besar seperti motor Harley Davidson,

Multi Piston

Berdasarkan letak katup Kepala Samping Bawah

Berdasarkan pergerakan piston Translasi Rotasi

Berdasarkan bahan bakar Bensin Diesel

2.3 Perbedaan Antara Internal Combustion Engine dengan External Combustion Engine :

Internal Combustion Engine (ICE)

Internal combustion engine atau pembakaran dalam merupakan suatu sistem pembakaran bahan bakar dan udara yang terjadi di dalam ruang bakar atau silinder sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja.

External Combustion Engine (ECE)

Pada external combustion engine, proses pembakaran terjadi di ruang bakar, dimana energi termal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin, melalui beberapa dinding pemisah.

2.4 Parameter Mesin Motor Bakar

Parameter mesin merupakan kelengkapan dari suatu mesin. Dimana parameter inilah yang digunakan untuk menentukan prestasi dari suatu mesin.

Keterangan:

TDC (Top Dead Center) adalah posisi teratas dari pergerakan piston. BDC (Bottom Dead Center) adalah posisi paling bawah dari pergerakan piston. Vc (Volume Clearence) adalah volume yang tersisa pada saat piston mencapai TMA. B (bore) adalah diameter dari piston. S (Swept) adalah panjang langkah dari piston atau jarak dari TMA ke TMB. Vd (Volume Displacement) adalah Volume dari perpindahan piston yaitu Dari TMA

sampai TMB.

r adalah panjang connecting rod. a adalah diameter dari poros engkol. adalah sudut kemiringan poros engkol dengan connecting rod

2.5        Prinsip Kerja Motor Bakar Bensin 2 Langkah, 4 Langkah dan Mesin diesel

1.      Motor Bakar Bensin 4 langkah

Motor Bakar Bensin empat yang langkah (four stroke engine) ditemukan  oleh Nikolaus Otto di 1876, oleh karena karenanya mesin ini disebut mesin Otto (Otto cycle). Motor 4 langkah merupakan suatu mesin yang dalam satu siklus kerjanya terdiri dari langkah hisap, langkah kompresi, langkah kerja, langkah buang.  Dimana saat pada langkah hisap katup hisap terbuka, sehingga udara dan bahan bakar masuk ke ruang bakar. Selanjutnya dilakukan langkah kompresi oleh poros, dan saat tekanan ruang bakar menjadi sangat tinggi diberi loncatan bunga api yang menyebabkan terjadinya ledakan bahan bakar sehingga terjadi langkah kerja. Saat piston mencapai titik mati bawah setelah melakukan langkah kerja, maka katup buang terbuka dan terjadi langkah buang, dimana gas buang di keluarkan dari ruang bakar.

Proses kerja motor bakar bensin 4 langkah adalah sebagai berikut :

Langkah isap

Langkah ini diawali dengan pergerakan piston dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB), katup isap terbuka dan katup buang tertutup.

2. Langkah kompresi

Poros engkol berputar menggerakan torak ke TMA setelah mencapai TMB. Katup masuk dan katup buang tertutup.

3. Langkah kerja

Saat berlangsungnya langkah kerja ini, kedua katup tertutup. Pada waktu torak mencapai TMA, timbul loncatan bunga api listrik dari busi dan membakar campuran udara-bahan bakar yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga timbul ledakan.

4. Langkah buang

Setelah mencapai TMB poros engkol menggerakkan torak ke TMA, volume silinder mengecil. Pada saat langkah buang katub masuk tertutup dan katu buang terbuka. Torak menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder. 

Motor Bakar Bensin 2 langkah

Motor dua langkah mengkombinasikan empat langkah proses yang dibutuhkan pada motor empat langkah hanya dalam dua langkah saja. Langkah isap, kompresi, kerja, dan langkah buang terjadi dalam dua langkah torak berturut-turut atau dalam satu kali putaran poros engkol.

Langkah pertama, terjadi proses isap dan kompresi, dimana pada langkah ini torak bergerak dari TMB (titik mati bawah) ke TMA (titik mati atas). Langkah kedua, terjadi proses kerja dan buang, dimana pada saat ini torak bergerak dari TMA menuju TMB.

Prinsip kerja mesin diesel

Prinsip KerjaTekanan gas hasil pembakaran bahan bakan 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.

Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengansiklus otto).

2.6 Fenomena Motor Bakar Bensin

Knocking merupakan suatu keadaan dimana campuran bahan bakar – udara tidak terbakar pada saat pengapian oleh busi (spark plug). Hal ini berarti terjadi terjadi pembakaran selain waktu pembakaran yang dikehendaki (pada saat pengapian oleh busi). Hal ini terjadi karena penyalaan sendiri bahan bakar (autoigniton) tidak pada saat waktu pembakaran seharusnya atau waktu optimum pembakaran dari siklus mesin. Gelombang kejut dari pembakaran sendiri ’knocking’ ini menimbulkan bunyi ping logam dan tekanan silinder meningkat secara dramatis. Efek dari knocking mesin ini mulai dari sederhana hingga secara penuh berbahaya. Pembakaran diluar waktu yang seharusnya ini akan berpengaruh pada daya mesin yang dihasilkan dan menyebabkan efisiensi mesin menurun.

Kondisi knocking dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada beberapa komponen mesin seperti :

1.      Piston berlubang

2.      Ring piston rusak

3.      Gasket pada silinder aus

2.7 Desain desain motor bakar

Tipe-tipe mesin bensin berdasarkan siklus proses pembakaran adalah :

Mesin satu tak , setiap langkah piston terjadi proses pembakaran. Mesin dua tak , memerlukan dua langkah piston dalam satu siklus proses pembakaran. Mesin empat tak , memerlukan empat langkah piston dalam satu siklus proses

pembakaran. Mesin enam tak , memerlukan enam langkah piston dalam satu siklus proses

pembakaran. Mesin wankel  (rotary engine/wankel engine). memerlukan satu putaran penuh rotor

dalam satu siklus pembakaran.

Tiga syarat utama supaya mesin bensin dapat berkerja :

Kompresi ruang bakar yang cukup. Komposisi campuran udara dan bahan bakar yang sesuai. Pengapian yang tepat (besar percikan busi dan waktu penyalaan/timing ignition).

2.8 Berdasarkan Sistem Penyalaana). Motor bensinMotor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara karena motor ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran bahan bakar dengan udara ini menghasilkan daya. Di dalam siklus otto (siklus ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstan.b). Motor dieselMotor diesel adalah motor bakar torak yang berbeda dengan motor bensin. Proses penyalaannya bukan menggunakan loncatan bunga api listrik. Pada waktu torak hampir mencapai titik TMA bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar. Terjadilah pembakaran pada ruang bakar pada saat udara udara dalam silinder sudah bertemperatur tinggi. Persyaratan ini dapat terpenuhi apabila perbandingan kompresi yang digunakan cukup tinggi.

 2.9 Kelebihan dan Kekurangan motor bakar bensin dan diesel

Kelebihan : Kelebihan dari Mesin diesel adalah mesin ini lebih besar dari mesin bensin dengan tenaga yang sama karena konstruksi berat diperlukan untuk bertahan dalam pembakaran tekanan tinggi untuk penyalaan. Dan juga dibuat dengan kualitas sama yang membuat penggemar mendapatkan peningkatan tenaga yang besar dengan menggunakan mesin turbocharger melalui modifikasi yang relatif mudah dan murah. Mesin bensin dengan ukuran sama tidak dapat mengeluarkan tenaga yang sebanding

karena komponen di dalamnya tidak mampu menahan tekanan tinggi, dan menjadikan mesin diesel kandidat untuk modifikasi mesin dengan biaya yang relatif murah.

Kekurangan : Kekurangannya hanya terletak suara yang berisik juga pada bobot dan dimensi yang 2x lebih berat & besar dari mesin bensin, dikarenakan komponen mesin diesel yang di design kuat utk menahan kompresi tinggi yang dihasilkannya dan juga akselerasi yang lemot namun bisa di perbaiki melalui penambahan Turbo ato Supercharger Penambahan turbocharger atau supercharger ke mesin meningkatkan ekonomi bahan bakar dan tenaga. Rasio kompresi yang tinggi membuat mesin diesel lebih efisien dari mesin menggunakan bensin. Peningkatan ekonomi bahan bakar juga berarti mesin diesel memproduksi karbon dioksida yang lebih sedikit.

Perbedaan

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.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, 2005.Penggerak Mula Motor Bakar torak. Tiga Serangkai. Jakarta

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

Loughborough.

Jama, Jalius Drs. 1979. Motor Bensin . Jakarta : Balai aksara-Yudhistira.

Saleh, Marie r.a. 1972. Teknik Pemeliharaan Mobil. Jakarta : Kanisius.

Smith dan Wilkes, 2003.Mesin dan Peralatan Usaha Tani.Tiga Serangkai. jakarta

Okasatria, N dan Agus Budi Jatmiko. 2002. Motor Bakar. Perpustakaan UI : Jakarta.