Senin, 13 Februari 2012

motor disel


I.     LATAR BELAKANG

Pada umumnya suatu motor dapat diartikan sebagai suatu pesawat yang dapat mengubah energi tertentu menjadi energi gerak. Sedangkan yang dimaksud dengan motor bakar adalah mesin kalor dimana gas panas diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri dan langsung dipakai melakukan kerja mekanis untuk menjalankan mesin tersebut.
Dalam sejarah perkembangannya, kurang lebih seratus tahun sejak dibuat untuk pertama kalinya motor bakar torak adalah penggerak mula yang ringan dan kompak.
Dewasa ini motor bakar torak mempunyai peran yang sangat penting dalam kehidupan manusia, hampir semua orang menikmati manfaatnya misalnya dalam bidang transportasi, penerangan, pertanian, industri dan sebagainya.
Pada dasarnya masalah yang akan dibahas dalam pengujian motor bakar adalah pembakaran dalam yang terdiri dari pengujian motor diesel empat langkah dengan beberapa pengamatan tentang karakteristik dan performance suatu mesin pada kondisi putaran konstan, throttle konstan dan beban konstan.

II.   TUJUAN PENGUJIAN

Menganalisa variasi pembukaan throttle dan putaran poros konstan dengan pembebanan bervariasi terhadap prsetasi mesin diesel dengan parameter-parameter sebagai berikut :
a)  Perbandingan antara bahan bakar dan udara dalam silinder (AFR)
b)  Besarnya tekanan yang diberikan secara efektif (Mep)
c)  Laju aliran sesuai dengan kapasitas siliinder (Mth)

III. TEORI DASAR

Motor Diesel adalah motor bakar torak yang berbeda dengan motor bensin, proses penyalaannya bukan dengan loncatan bunga api melainkan dengan injeksi bahan bakar. Pada langkah isap hanya udara saja yang masuk kedalam selinder. Pada waktu  torak hampir mencapai Titik Mati Atas (TMA) bahan bakar diinjeksikan kedalam selinder, terjadilah proses penyalaan (pembakaran) pada saat udara didalam selinder bertekanan tinggi karena pengaruh langkah kompresi, sehingga temperatur udara dalam selinder mencapai titik nyala dari bahan bakar yang diinjeksikan. Motor diesel disebut juga  Compression Ignation Engine.
  Siklus Ideal Tekanan Konstan

    








Keterangan:
a.    Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan;
b.    Langkah isap (0-1) merupakan tekanan-konstan, torak bergerak dari TMA ke TMB;
c.    Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropik torak bergerak dari TMB ke TMA;
d.    Proses pembakaran tekanan konstan (2-3) dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada tekanan-konstan, torak mulai bergerak dari TMA ke TMB;
e.    Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropik, torak bergerak dari TMA ke TMB;
f.    Proses pembuangan (4-1) dianggap proses pengeluaran kalor pada volume konstan;
g.    Langkah buang (1-0) ialah proses tekanan konstan, torak bergerak dari TMB ke TMA;
h.    Siklus dianggap tertutup, artinya siklus ini berlangsung dengan fluida kerja yang sama atau, gas yang berada didalam selinder pada waktu langkah buang, tetapi pada waktu langkah isap berikutnya akan masuk sejumlah fluida kerja yang sama.
Proses pemasukan kalor pada tekanan konstan sangat sukar dilaksanakan oleh karena itu dalam perhitungan perancangan siklus motor Diesel yang modern biasanya digunakan siklus udara tekanan terbatas sebagai pendekatan.
Siklus udara tekanan terbatas (siklus gabungan)
Apabila pemasukan kalor pada suatu siklus dilaksanakan baik pada volume-konstan maupun pada tekanan-konstan, siklus tersebut dinamai siklus tekanan-terbatas atau siklus gabungan. Gambar 2. melukiskan diagram P vs v siklus ini. Pada gambar itu terlihat proses pemasukan kalor berlangsung selama proses (2-3a) sampai (3a-3).









Gambar 2
Dalam siklus diatas langkah isap (0-1) dimisalkan memiliki tekanan sama dengan langkah buang (1-0). Kedua langkah tersebut diatas sebenarnya memiliki tekanan yang berbeda.
Siklus Aktual
Dalam kenyataannya tiada satu siklus pun yang merupakan siklus tekanan konstan, atau siklus tekanan terbatas. Tetapi boleh dikatakan antara efisiensi siklus udara dan siklus sebenarnya terdapat hubungan tertentu, yaitu pada efisiensi indikatornya:
hi Diesel   »     0,75 – 0,85 htekanan-konstan
      » 0,65 – 0,80 hvolume-konstan
dimana,hi Diesel         » 0,40 – 0,55

















Gambar. 3
Penyimpangan dari siklus udara (ideal) itu terjadi karena dalam keadaan yang sebenarnya terjadi kerugian yang antara lain disebabkan oleh hal berikut:
1.    Kebocoran fluida kerja karena penyekaan oleh cincin torak dan katup tak dapat sempurna;
2.    Katup tidak dibuka tepat di TMA dan TMB karena pertimbangan dinamika mekanisme katup dan kelembaban fluida kerja. Kerugian tersebut dapat diperkecil bila saat pembukaan dan penutupan katup disesuaikan dengan besarnya beban dan kecepatan torak;
3.    Fluida kerja bukanlah udara yang dapat dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan selama proses siklus berlangsung;
4.    Pada motor bakar torak yang sebenarnya, pada waktu torak berada  di TMA, tidak terdapat pemasukan kalor seperti siklus udara. Kenaikan tekanan dan temperatur fluida kerja disebabkan oleh proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam selinder;
5.    Proses pembakaran memerlukan waktu jadi, tidak berlangsung sekaligus. Akibatnya proses pembakaran berlangsung pada volume dan ruang bakar yang berubah-ubah karena gerakan torak. Dengan demikian, proses pembakaran harus sudah dimulai beberapa derajat sudut engkol sebelum torak mencapai TMA dan berakhir beberapa derajat sudut engkol sesudah torak bergerak kembali dari TMA menuju TMB. Jadi, proses pembakaran tidak dapat berlangsung pada volume atau pada tekanan yang konstan. Di samping itu pada kenyataannya tidak pernah terjadi pembakaran tidak sempurna. Karena itu daya dan efisiensinya sangatlah bergantung pada perbandingan campuran bahan bakar-udara, kesempurnaan bahan bakar-udara itu bercampur, dan saat penyalaan;
6.    Terdapat kerugian kalor yang disebabkan oleh perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida pendingin, terutama pada langkah kompresi, ekspansi dan pada waktu gas buang meninggalkan selinder. Perpindahan kalor tersebut terjadi karena terdapat perbedaan temperatur antara fluida kerja dan fluida pendingin. Fluida pendingin diperlukan untuk mendinginkan bagian mesin yang menjadi panas, untuk mencegah bagian tersebut dari kerusakan.
7.    Terdapat kerugian energi kalor yang dibawa oleh gas buang dari dalam selinder ke atmosfir sekitarnya. Energi tersebut tak dapat dimanfaatkan untuk  melakukann kerja mekanik;
8.    Terdapat kerugian energi karena gesekan antara fluida kerja dengan dinding sekitarnya.
Berdasarkan semua hal diatas, bentuk diagram P vs v dari siklus yang sebenarnya tidak sama dengan bentuk diagram siklus ideal. Siklus sebenarnya tidak pernah merupakan siklus volume konstan, siklus tekanan konstan atau siklus tekanan terbatas (gambar 2). Menunjukkan bentuk diagram P vs v dari sebuah motor bakar torak 2-langkah dan 4-langkah yang sebenarnya.
Karena semua penyimpangan tadi menimbulkan kerugian energi, hendaknya diusahakan agar siklus yang sebenarnya itu mendekati siklus udara yang ideal. Siklus yang ideal pada saat ini biasa dipakai dalam perhitungan perancangan atau penaksiran.





Periode Pembakaran Mesin Diesel









Gambar. 4
Proses pembakaran pada motor Diesel tidak terjadi sekaligus, tetapi memerlukan waktu dan terjadi dalam beberapa tahap. Disamping itu penyemprotan bahan bakar juga tidak dapat dilaksanakan sekaligus tetapi berlangsung antara 15o – 20o sudut engkol sebelum Titik Mati Atas (TMA).
Siklus 4-langkah dan 2-langkah










                



Gambar 5
Pada motor bakar torak yang lazim, yaitu motor bakar torak yang mempergunakan batang penggerak dan poros engkol, gerak torak TMA-TMB-TMA itu memutar engkol satu kali (360o sudut engkol). Karena itu motor 4-langkah adalah motor bakar torak yang melengkapi siklusnya (dengan satu kali pembakaran) selama dua putaran poros engkol, sedangkan motor 2-langkah adalah motor bakar torak yang melengkapi siklusnya dalam satu putaran poros engkol.

SISTEM KEMUDI

Sistem kemudi berfungsi mengatur arah kendaraan dengan cara,membelokkan roda depan. Bila roda kemudi diputar, kolom kemudi meneruskan putaran ke roda gigi kemudi. Roda gigi kemudi ini memperbesar momen putar, sehingga menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk menggerakkan roda depan melalui sambungan-sambungan kemudi (steering linkage).
Ada dua model sistem kemudi yang umum digunakan pada mobil,yaitu:
1. model recirculating ball
2. model rack dan punion
Kolom kemudi (steering column) 
Kolom kemudi terdiri atas main shaft yang meneruskan putaran roda kemudi ke roda gigi kemudi, dan kolom kemudi yang mengikat
main shaft ke bodi. Ujung atas dari main shaft dibuat meruncing dan bergigi.
 Di ujung inilah roda kemudi diikat dengan sebuah mur. Bagian-bagian dari kolom kemudi ditunjukkam pada

Roda gigi kemudi (steering gear)   Roda gigi kemudi selain berfungsi mengarahkan roda depan, juga berfungsi sebagai gigi reduksi untuk memperbesar momen agar  kemudi menjadi ringan dan gangguan-gangguan terhadap roda tidak langsung dirasakan oleh pengemudi.
Ada beberapa jenis roda gigi kemudi, tetapi yang banyak digunakan dewasa ini adalah jenis recirculating ball
dan
Janis recirculating ball digunakan  pada mobil penumpang ukuran sedang sampai besar dan mobil komercial  sedangkan jenis rack dan pinion digunakan pada mobil penumpang ukuran kecil sampai sedang. 
sambunbungan-sambungan kemudi (steering linkage)
Walaupun mobil bergerak naik-turun, gerakan roda kemudi harus dapat diteruskan ke roda·roda dengan sangat tepat (akurat) setiap saat, untuk ilu diperlukan sambungan-sambungan kemudi (steering linkage. Babarapa model sambungan·sambungan kemudi suspensi rigid




suspensi independen


 
Power steering
Sistem power steering direncanakan untuk mengurangi tenaga pengemudian saat mobil bergerak pada putaran rendah dem menyesuainya pada tingkat tertentu bila kendaraan bererak mulai kecepatan sedang sampai kecepatan tinggi.
 Pada sistem power steering terdapat bosster hidraulis yang ditempatkan di bagian tengah mekanisme kemudi.Power steering model integral
memperlihatkan mekanisme power steering model
integral. Bagian utamanya terdiri atas tangki reservoir (berisi fluida),vane pump yang membangkitkan tenaga hidraulis, gear box yang berisi control valve, power pinton, dan steerig gear (jenis recirculating balt). pipa-pipa yang mcngalirkan fluida dan selang-selang fleksibel.
Power sfeering model rack dan pinion Power steering model ini mekanismenya sama dengan model integral, tetapi control valvenya termasuk di dalam gear housing dan power pistonnya terpisah di dalam power cylinder.
roda
Output terakhir dari tenaga putar mesin adalah pada roda. Sambil memikul berat kendaraan roda juga berfungsi meredam kejutan kejutan dan menambah kenyamanan pengendara. Roda dapat dibagii menjadi dua bagian, yaitu pelek roda (disc wheel dan ban (tire).
Pelek roda
Memperlihatkan sebuah model velg roda yang banyak
digunakan pada mobil penumpang. Velg roda dipasangkan pada poros roda (axle shaft) dengan menggunakan empat atau enam baut. Baut-baut
Ban adalah bagian mobil yang barsentuhan langsung dengan permukaan jalan. Selain berfungsi meredam kejutan, ban juga bertugas menjejak dengan gaya geseknya pada jalan selama kendaraan berjalan, membelok, dan saat pengereman.
Menurut konstruksinya ban dapat dibedakan menjadi ban bias
dan ban radial

Ban bias mengasilkan jalannya kendaraan lebih lembut, tetapi kemampuan membelok dan ketahanan ausnya kurang. Ban radial menghasilkan kemampuan membelok dan kemampuan kecepatan tinggi yang baik serta tahanan gelindingnya rendah.Daya tahan ausnya lebih tinggi dibanding ban biasa. Tetapi pada jalan yang tidak rata dengan kecepatan rendah, ban radial lembut dirasakan pengendara. Menurut penampungan isi udaranya, dapat dibedakan menjadi ban biasa dan ban tubles
Pada ban biasa, udara ditampung pada ban dalam. Katup atau pentilnya bersatu dengan ban dalam.Bila ban biasa tertusuk benda tajam maka akan langsung kempes. Pada ban tubles tidak terdapat ban dalam, tekanan udara hanya ditahan oleh lapisan ban dalam yang kedap udara. Katup atau pentilnya langsung terpasang pada pelek. Bila ban tubles tertusuk benda tajam, tidak langsung menjadi kempes (tekanan udaranya tidak turun seketika) karena lapisan dalamnya menghasilkan efek merapatkan sendiri.
 C a s t e r
Caster adalah sudut antara king pin dengan garis vertikal yang dilihat dari samping kendaraan
Bila miringnya ke arah belakang disebut caster positif sebaliknya bila miringnya ke arah depan disebut caster negatif. Pada umumnya yang dipakai adalah caster positif karena dapat menghasilkan kestabilan kendaraan saat berjalan lurus dan daya balik kemudi setelah membelok lebih baik.
King pin inclination
Garis sumbu yang melalui ball joint atas dan ball joint bawah disebut steering axis (sumbu kemudi). Sumbu ini dimiringkan ke arah dalam sekitar 5-7°. Kemiringan ini dinamakam king pin inclination. Dengan adanya king pin inclination bersama-sama dengan camber, maka jarak  (offset) akan menjadi sangat kecil, sehingga kemudi akan lebih ringan dan kejutan akibat pengereman dan percepatan dapat berkurang. Di samping itu, dengan adanya king pin inclination dapat dihasilkan daya balik kemudi dengan ,memanfaatkan berat kendaraan.

Toe-in
Bila dilihat dari atas, roda-roda depan terlihat menyudut kearah dalam di bagian depan
Yang dimaksud toe-in adalah selisih antara jarak A dan B (toe-in = B - A). Biasanya selisih ini diatur 2 - 6 mm. Bila jarak bagian depan (A) lebih besar daripada jarak bagian belakang (B) disebut toe-out
Bila roda-roda depan memiliki camber positif maka bagian atas roda mlring mengarah ke luar, sehingga roda-roda berusaha menggelinding ke arah luar pada saat mobil berjalan lurus dan akan terjadi side slip yang berakibat ban cepat aus. Untuk mencegah hal ini maka diatasi oleh adanya toe-in.
penyetelan toe-in, cember; dan caster Pada model suspensi independen, besarnya toe-in distel oleh tie-rod kiri dan kanan, sedangkan besar sudut camber dan caster distel dengan menambah atau mengurangi shim yang disisipkan pada upper arm rangka. Pada model suspensi tetap (satu poros), toe-in distel dengan mengubah-ubah tie-rod yang panjang, sedangkan besar caster distel dengan menyisipkan busi tirus (bentuk baji) antara pegas daun dan rumah poros.





IV.  METODE DAN PROSEDUR PENGUJIAN

A.Metode Pengujian
a. Sebelum menjalankan mesin,sambungkan aki sebagai sumbe aus kemudai pasang termokopel untuk mengukur gas buang dan bahan bakar sudah harus ada didalam tangki, untuk menjamin cukupnya bahan bakar.
b. Pompa air dijalankan untuk mensirkulasikan air pendingin mesin sampai putaran motor stabil.
c. Mesin motor diesel dioperasikan dengan memutar kunci keposisi on dan dibiarkan selama 2 – 3 menit
d. Mesin dibiarkan beroperasi 2 – 3 menit agar minyak pelumas dapat bersikulasi dengan baik.
e. Katup udara  (throttel) dibuka pada bukaan 20% sampai putaran konstan yang diinginkan yaitu 1400 rpm.
f. Setelah kec. Putaran stabil, keran bahar bakar ditutup, ketika bahan bakar sampai pada garis pertama tabung gelas ukur, stopwatch diaktifkan hingga  bahan bakar turun pada garis akhir tentang gelas ukur 50 cc, lalu stopwatch diaktifkan.
g. Mencatat nilai waktu pemakaian bahan bakar, Twb, Tdb, Tip, Top, manometer, beban, debit air pendingin dan temperatur gas buang dalam tabel.
h. Keran bahan bakar dibuka setelah waktu pemakaian bahan bakar dicatat agar bahan bakar kembali mengisi gelas ukur.
i. Mengulangi poin 5 – 8 untuk bukaan trottle yang lain yaitu 20%,25%,30%,35% dan 40%.
j. Setelah pengambilan data selesai, beban diputar keposisi nol dengan menurunkan bukaan throttel.
k. Mesin dimatikan dengan dikembalikan ke posisi nol.


B. Lengkapi gambar Motor Diesel serta Fungsi dan Kegunaannya


















Keterangan gambar :
1.    Reservoir bahan bakar
2.    Pembuangan bahn bakar
3.    Selang penduga
4.    Selang pengembalian
5.    Kepala silinder
6.    Saluran gas buang (exhaust)
7.    Katup buang (outlet valve)
8.    Nosel
9.    Katup isap (inlet valve)
10.  Penyaring udara
11.  Penyaring bahan bakar
12.  Selang bahan bakar
13.  Blok silinder
14.  Water jacket
15.  piston
16.  Cincin kompresi
17.  Cincin pelumas
18.  Pena piston
19.  Batang piston (connecting rod)
20.  Pompa bahan bakar
21.  Selang tekanan tinggi
22.  Transmisi
23.  Gigi cam
24.  Poros cam
25.  Poros engkol
26.  Pena engkol
27.  Penduga pelumas
28.  Pembuang pelumas
29.  Bak uji
30.  Roda gila (fly wheel)
Fungsi alat :
  1. Tempat bahan bakar,  digunakan untuk menyimpan bahan bakar sebelum digunakan untuk pemakaian pada mesin
  2. Kran bahan bakar, digunakan untuk menutup dan membuka saluran dari tangki bahan bakar ke ruang mesin.
  3.  Selang penduga, digunakan untuk melihat jumlah bahan bakar yang masih tersisa di dalam tangki bahan bakar.
  4. Kran Selang pengembalian,  digunakan untuk mengembalikan  sisa bahan bakar yang tidak digunakan dalam proses pembakaran .
  5. Tutup silinder, digunakan sebagai tempat kedudukan dari busi (motor bensin), pengabut (motor diesel), katup-katup silinder, saluran isap, saluran buang dan lainnya .
  6. Saluran gas buang, digunakan untuk membuang sisa hasil pembakaran.
  7.  Katup buang, digunakan sebagai katup untuk membuang sisa hasil pembakaran yang kemudian disalurkan ke saluran buang.
  8. Pengabut, digunakan untuk mengabutkan bahan bakar agar bahan bakar dapat menghasilkan tekanan yang tinggi yang dapat terjadi proses pembakaran dalam ruang mesin.
  9. Katup isap,  digunakan sebagai katup yang mengisap udara dari atmosfer yang digunakan bersama-sama bahan bakar untuk melakukan proses pembakaran.
10.  Penyaring udara, digunakan untuk menyaring udara yang msuk kedalam ruang bakar agar kotoran tidak masuk.
11.  Penyaring bahan bakar, digunakan untuk menyaring bahan bakar sebelum masuk ruang bakar.   
12.  Selang bahan bakar, digunakan untuk menyaluran bahan bakar dari tangki ke ruang mesin.
13.  Blok silinder, digunakan untuk tempat perpindahantenaga panas menjadi tenaga mekanik dengan gerakn bolak-balik karena ekspansi dan kompresi.
14.  Air pendingin, digunakan untuk flida pendingin agar mesin tidak mengalami overheating.
15.  Torak, digunakan untuk menekan campuran bahan bakar dengan udara agar dapat terjadi proses pembakaran dalam silinder.
16.  Cicin kompresi, digunakan untuk mencegah kebocoran pada tekanan tinggi dalam ruang bakar.
17.  Cincin pelumas, digunakan untuk mengikis kelebihan oli pada dinding silinder dan mencegah minyak pelumas tidak masuk ke dalam ruang bakar.
18.  Pena torak, digunakan untuk menghubungkan torak dengan ujung batang torak.
19.  Batang torak, digunakan untuk menghubungkan torak dengan poros engkol.
20.  Pompa bahan bakar, digunakan untuk memompa abahn bakar dari tangki ke ruang bakar.
21.  Selang tekanan tinggi, digunakan untuk menyalurkan tekanan tinggi dari ruang mesin.
22.  Regulator, digunakan untuk mengatur tekanan dalam ruang bakar.
23.  Gigi kam, untuk mentransmisi daya dari poros engkol.
24.  Poros lonjong /camshaft, untuk mengatur buka tutup katup.
25.  Poros engkol,digunakan untuk mengubah gerakan lurus torak yang diperoleh torak didalam silinder pada gerak kerja menjadi gerak putar dengan melalui batang-batang torak dan menjaga pergerakan torak dalam langkah-langkah selanjutnya
26.  Pena engkol, menghubungkan batang torak dengan poros engkol.
27.  Penduga pelumas, alat untuk mengecek tinggi rendahnya pelumas dalam mesin.
28.  Pembuang pelumas, untuk membuang pelumas saat akan diadakan penggantian pelumas.
29.  Kotak engkol, tempat meletakkan poros engkol.
30.  Roda gila,berfungsi untuk menyimpan energi untuk membsntu poros engkol berputar dalam melakukan gerakan putar.









BAGIAN-BAGIAN UTAMA MESIN
Secara kasar mesin ini dibagi menjadi dua bagian yaitu mesin itu sendiri dan kelengkapan mesin. Dalam bab ini dibahas mengenai unit yang merupakan bagian langsung yang menghasilkan tenaga terdiri atas blok silinder, kepala silinder, torak dan poros engkol serta bagian-bagian lainnya.














A. Komponen yang tidak bergerak
1. Blok silinder
Blok silinder sebagai bentuk dasar kerja mesin dan biasanya dibuat dari cast iron tetapi belakangan ini banyak juga blok silinder yang terbuat dari aluminium dengan maksud untuk mengurangi berat dan menambah panas radiasi.
Beberapa silinder disusun pada blok mesin yakni blok silinder yang bagian atasnya ditutup dengan kepala silinder dan bagian bawahnya membentuk ruang engkol ( crankase ) untuk pemasangan poros engkol, sumbu nok dan mekanisme katup. Pada sisi blok silinder dibuatkan bagian-bagian untuk pemasangan kelengkapan seperti starter, alternator, pompa bensin, dan distributor.






a. Silinder
Silinder merupakan bagian yang memindahkan tenaga panas ke tenaga mekanik dan untuk tujuan ini torak bergerak naik turun memadatkan gas, untuk memperoleh tenaga mesin yang sebesar mungkin diusahakan agar tidak terjadi kebocoran-kebocoran pada gas yang dibakar diantara torak dan kepala silinder.





b. Pelapis silinder
      Bila dinding silinder yang terbuat dari cast iron telah menjadi aus dan pengeboran tak mungkin dilakukan maka pelapis silinder ditambahkan. Adapun bebarapa macam pelapis silinder yakni :  Pelapis silinder basah dan pelapis silinder kering.
 







c. Jumlah silinder
Mesin digolongkan atas dua macam berdasarkan jumlah silindernya yakni mesin yang bersilinder tunggal dan mesin yang bersilinder banyak. Pada umunya mesin memiliki jumlah silinder 2 sampai 12. Mesin dibawah 1000 cc mempunyai 2 atau 4 silinder, 1900 sampai dengan 2000 cc mempunyai 4 atau 6 silinder.
d. Susunan silinder
Silinder ini tersusun dalam satu garis memanjang, model v dan model horizontal ataupun modelnya berlawanan arah.
a. Model satu garis
Silinder disusun satu garis pada sebuah blok silinder dan biasanya terdapat pada mesin dengan jumlah silinder 4 atau 6 buah.
 






b. Model V
Blok silinder dibuat dalam bentuk V dan pada blok ini silinder tersusun lurus pada kedua bagian blok silinder. Silinder – silinder yang ada pada kedua belah pihak menghadap ke arah poros engkol, 8 silinder dan terdiri atas 4 silinder tiap sisinya.
 







c. Model horizontal berlawanan arah
Silinder silinder ini disusun dalam satu garis horizontal dan mesin model ini umumya banyak digunakan pada bis-bis yang dipasangkan di bawah lantai.

 







  1. Bak engkol
Bagian bawah blok silinder disebut bak engkol (crankcase) pada bagian atasnya dibuat sedemikian rupa untuk pemasangan bantalan poros engkol, yang dijamin oleh bantalan-bantalan poros engkol bagian bawah  dan kapnya sebagian besar pada mesin, sumbu nok (camshaft) juga dipasang searah (paralel) dengan poros engkol dan dan dijamin dengan bantalan-bantalan sumbu nok (camsahft bearing). Kegunaan dari karter adalah untuk menampung minyak mesin, terbuat dari baja yang dipress. Pada bak engkol juga dilengkapi dengan pipa ventilasi untuk menghubungkan ruang dalam dengan udara. Karter dibaut di bagian bawah bak engkol dan diantaranya diselipkan gasket.



   

2. Kepala silinder
Kepala silinder dibuat dibagian atas blok silinder dan diantaranya diselipkan gasket. Bagian bawah kepala silinder dibuat berbentuk cekung sebagai ruang bakarnya. Selain dilengkapi dengan ruang bakar juga dilengkapi dengan lubang untuk pemasangan busi dan pemasangan untuk katup-katup.
 





B. Komponen yang bergerak
1. Torak (Piston)
  1. Konstruksi torak
Konstruksi torak seperti terlihat pada gambar. Kepala torak biasanya berbentuk datar tetapi ada juga yang berbentuk cekung yakni untuk mesin 2 tak dan pada sisinya diberikan celah untuk  pemasangan cincin dengan jumlah 2 atau 3 celah, diberikan bos pada bagian engah torak untuk duduknya pen torak.
 





                                                   
  1. Model torak
Sudah banyak usaha yang telah dilakukan agar piston itu dapat berfungsi  seefektif mungkin.
    1. Torak model tepi
Torak ini dilengkapi dengan parit berbentuk T atau U untuk menampung ekspansi panas dan membentuk celah sisi ( side trust )

    1. Torak model slop
Torak model  ini dipotong bagian bawahnya tetapi tidak pada side trust. Hal ni dilakukan untuk mengurangi bobotnya dan seminimal mungkin untuk mengurangi gesekan.
    1. Torak autotermis
Pada bagian atas torak terdapat sebuah cincin baja yang  mempunyai pemuaian rendah untuk membatasi perubahan bentuk yang disebabkan oleh panas.
    1. Torak lonjong
Torak memuai lebih sedikit dibagian bos disebabkan pemakaian metal pada bos-bos dan sisi torak. Oleh sebab itu diameter torak dibuat agak lebih kecil dibagian bos dengan demikian torak akan menjadi bulat benar bila dalam keadaan  memuai.
2. Pen Torak
       Guna pena torak untuk menghubungkan torak dengan ujung batang torak. Pen torak ini terbuat dari pipa untuk mengurangi berat, dan pada kedua sisinya dijamin oleh bos-bos yang terdapat pada torak.
Untuk mencegah agar pen torak tidak keluar dari torakdipasangkan sesuatu dengan beberapa metode sebagai berikut.
  1. model bebas mimikul (full floting)
  2. model setengah bebas memikul (semi floting type)
  3. fyxed type
3. Ring Piston (cincin torak)
Ring piston berfungsi sebagai alat perapat menjaga agar gas tidak keluar selama langkah kompresi dan kerja dalam ruang bakar, untuk mengikis minyak pelumas dari dinding silinder, mencegah minyak pelumas masuk kedalam ruang bakar dan memindahkan sebagian besar panas torak ke dinding silinder.
Ring piston ini dibuat dari besi khusus dan diberi potongan untuk memudahkan pemasangan kedalam alur pegas yang terdapat pada torak. Diameter luar pegas sedikit besar dari diameter torak.
Ring piston pada mesin diesel menggunakan tiga ring piston yakni dua ring kompressi dan satu ring pelumas.

 




4. Batang torak
Merupakan bagian yang menghubungkan torak dengan poros engkol.
  1. Konstruksi batang torak
Batang torak secara berulang-ulang bekerja dengan penuh kekuatan menerima beban oleh karena itu batang torak dibuat dari baja spesial.
Bagian batang torak yang berhubungan dengan pen torak disebut small end dan bagian yang besar disebut big end. Big end dibuat dalam bentuk split yang dipasangkan pada kranpin yang diikatkan dengan baut-baut yang terbuat dari logam khusus. Pada batang torak ini dari small end ke big end dibuatkan lubang pelumas. Lubang pelumas baru akan terbuka apabila torak berada di TMA.
  1. Bearing cap
Tutup bantalan adalah tengah bagian bawah dari ujung besar bagian torak yang mempunyai sisi pelapis bantalan (bearing linear). Tutup bantalan disebut juga tutup batang torak .
 








5. Poros engkol ( crank shaft )
Poros engkol merupakan bagian yang mempunyai tugas penting untuk mengubah gerakan lurus torak yang diperoleh torak didalam silinder pada gerak kerja menjadi gerak putar dengan melalui batang-batang torak dan menjaga pergerakan torak dalam langkah-langkah selanjutnya.

  1. Konstruksi poros engkol
Poros engkol terdiri atas crank journal yang didukung oleh bantalan-bantalan utama crankase bermain dan merupakan pusat putaran  yang mana pada crank pin ini dipasangkan batang torak dan crank arm yang menghubungkan antara crankjournal dan crankpin. Sebagai tambahan diberikan balance weight untuk menjamin keseimbangan perputaran.
 





  1. Bentuk  poros engkol dan urutan pengapian
Pada mesin 4 tak hanya ada satu kali langkah kerja yang diperoleh dari empat kali langkah dalam satu silinder. Untuk itulah perlu dibentuk poros engkol agar menjamin perputaran poros tetap lembut yang disesuaikan dengan urutan pengapiannya pada mesin yang bersilinder banyak.
Urutan terjadinya pembakaran disebut urutan pengapian. Urutan ini dinyatakan dalam bentuk nomor silinder dimana pengapian pertama terjadi pada silinder no 1 .
Terdapat banyak urutan pengapian yang berbeda beda pada mesin 4 langkah yang bersilinder banyak diantaranya, yaitu
a. tipe pertama 1-2-4-3
b. tipe kedua 1-3-4-2
 







6. Penyemprot Bahan Bakar
Penyemprotan bahan bakar ke dalam silinder dilaksanakan dengan menggunakan sebuah alat yang dinamai penyemprot bahan bakar. Di samping beberapa persyaratan lain yang diperlukan, bahan bakar yang disemprotkan itu harus habis terbakar sesuai dengan prestasi yang diharapkan. Dapat dikatakan fungsi penyemprot bahan bakar adalah:
1.    memasukkan bahan bakar ke dalam silinder sesuai dengan kebutuhan;
2.    mengabutkan bahan bakar sesuai dengan derajat pengabutan yang diminta; dan
3.    mendistribusikan bahan bakar untuk memperoleh pembakaran sempurna dalam waktu yang ditetapkan.
    Tekanan udara di dalam silinder sudah sangat tinggi (35-50) ketika bahan bakar disemprotkan. Dengan sendirinya tekanan penyemprotan haruslah lebih tinggi dari tekanan udara tersebut. Kelebihan tekanan itu juga diperlukan untuk memperoleh kecepatan penyemprotan (kecepatan bahan bakar keluar dari penyemprot) tertentu, yaitu sesuai dengan derajat pengabutan yang diinginkan. Besarnya kecepatan penyemprotan ini dapat dinyatakan dengan persamaan,

C = CDD
   
          di mana,
C    = kecepatan penyemprotan, m/detik
CD      = koefisien aliran
g    = percepatan grafitasi, m/detik2
P   = kelebihan tekanan penyemprotan, kg/m2   
gf      =  berat jenis bahan bakar, kg/m3
    Makin besar kecepatan penyemprotan makin tinggi derajat pengabutannya. Kecepatan tersebut dapat mencapai 400 m/detik dengan tekanan penyemprotan 70 – 1000 kg/cm2. Dengan sendirinya konstruksi dan harga system penyemprotan bertambah mahal, sesuai dengan tekanan penyemprotan yang digunakan. Komponen penyemprot yang mengatur bentuk pancaran bahan bakar dinamai nosel. Ada beberapa macam nosel; dua diantaranya, yang banyak digunakan pada motor Diesel modern adalah nosel katup jarum dan  nosel pasak seperti terlukis pada gambar di bawah ini :  
   Kedua jenis nosel ini berbeda bentuk ujung katupnya. Kabut bahan bakar yang keluar dari nosel katup jarum berbentuk kerucut sedangkan dari nosel pasak berbentuk selubung kerucut. Nosel katup jarum dapat berlubang satu atau lebih, berdiameter sangat kecil kira-kira 0,25 mm atau lebih sedikit. Diameter lubang nosel pasak bisa sampai 3 mm.
Boleh dikatakan, nosel katup jarum pada umumnya digunakan pada motor Diesel dengan ruang bakar terbuka sedangkan nosel pasak banyak digunakan pada motor Diesel dengan ruang bakar kamar muka.
Tekanan penyemprotan dihasilkan oleh pompa bahan bakar tekanan tinggi. Melalui pipa tekanan tinggi yang berdiameter antara 1,5 – 4 mm (bergantung pada jumlah bahan bakar yang harus disemprotkan) bahan bakar mengalir ke penyemprot dan akhirnya masuk ke ruang tekanan di dalam nosel.
   Di dalam nosel, katup menutup lubang nosel karena adanya gaya pegas yang besarnya dapat diatur sesuai dengan tekanan penyemprotan yang dikehendaki. Apabila gaya bahan bakar yang ada di dalam ruang tekanan tersebut lebih besar daripada gaya pegas, katup nosel akan terangkat sehingga lubang nosel terbuka. Dengan kecepatan tinggi mengalirlah bahan bakar ke dalam silinder melalui lubang nosel.
Jadi, bahan bakar barulah dapat masuk ke dalam ruang bakar apabila tekanannya cukup besar untuk melawan gaya pegas yang menekan katup nosel itu.
7. Pompa Bahan Bakar Tekanan Tinggi
     Berikut ini adalah pompa bahan bakar tekanan tinggi yang banyak dipakai pada system pompa pribadi. Fungsi pompa bahan bakar adalah memasukkan bahan bakar ke dalam ruang bakar pada saat yang telah ditetapkan dalam jumlah sesuai dengan daya yang harus dihasilkan.
                       







                           








Penekanan akan terjadi apabila hubungan antara ruang disebelah atas plunyer dan ruang isap ada dalam tertutup.Kapasitas pompa diatur dengan jalan mengubah (memutar) posisi plunyer terhadap lubang hisap,yaitu mengatur posisi plunyer terhadap lubang hisap.Jdi panjang langkah plunyer,adalah konstan;tetapi dengan jalan memutar plunyer,kita mengaturnya saat berrakhirnya langkah tekan.Pada kapasitas (lihat gambar),ruang di atas plunyer selalu berhubungan dengan ruang isap.Sedangkan saat penyemprotan bahan bakar ke dalam ruang bakar dapat diatur dengan jalan mengubah posisi poros (kam) pompa relatif terhadap poros engkol.
8. Busi Pemanas
Busi atau glow plug adalah peranti untuk mengabutkan bahan bakar agar mudah bercampur dengan udara dan mudah terjadi proses pembakaran. Busi pemanas ini terletak dekat dengan ujung nossel.













9. Pompa Minyak
Pompa minyak menghisap minyak dari bak oli dan menyalurkan ke seluruh bagian-bagian mesin. Saringan minyak dipasangkan pada lubang masuk pompa oli (Oil Pump Inlet) untuk menyaring kotoran-kotoran. Pompa minyak digerakkan oleh batang distributor atau sumbu nok (camshaft gear). Pompa minyak yang banyak digunakan antara lain :
a.  Pompa model roda gigi (Gear Pump Type)
Pompa model roda gigi ini terdiri dari body dan dua buah roda gigi yang berkaitan di dalam body. Bila salah satu dari roda gigi ini berputar, maka roda gigi lainnya akan berputar berlawanan arah. Karena itu minyak pelumas yang terdapat di antara celah-celah roda gigi dan body didesak keluar dari lubang masuk (inlet) ke lubang buang (outlet). Pompa minyak ini mempunyai konstruksi yang sederhana dan dapat bekerja dengan baik.
 




b. Pompa Model Rotor (Rotor Type Pump)
Pada pompa model rotor ini, driver gear dan driven gear berkaitan bersama dalam bodi pompa. Poros drive gear dibuat eksentrik terhadap bodinya dengan demikian pada waktu drive gear berputar, driven gear juga akan berputar dan volume ruangan di antara drive gear dan driven gear akan berubah-ubah. Minyak pelumas melalui celah masuk (inlet port) yang terdapat di antara gear dan diteruskan ke bagian lainnya dengan jalan memperkecil ruang drive dan driven gear. Pompa minyak ini mempunyai kemampuan kerja yang sama dengan pompa minyak model roda  gigi (Gear Type Pump) dan keuntungan lainnya ialah mempunyai bentuk yang lebih kecil sehingga banyak digunakan.



  9.1 Pengatur Tekanan Minyak (Oil Pressure Regulatror)
Bila mesin bekerja dengan putaran tinggi, maka pompa minyak akan menyalurkan minyak yang berlebihan. Pengatur tekanan minyak berfungsi mengatur tekanan minyak agar tidak terjadi penyaluran yang berlebihan.
Pengatur tekanan minyak ini terdiri dari katup yang biasanya berbentuk bola (Steel Ball) beserta pegasnya yang dipasangkan pada saluran minyak yang terdapat pada pompa minyak. Bila minyak mengalir dalam keadaan normal, lubang bypass tertutup oleh katup. Tetapi bila jumlah minyak yang mengalir bertambah, tekanan minyak naik dan akan membuka katup sehingga kelebihan minyak akan mengalir kembali ke bak oli melalui lubang bypass.







  9.2 Sistem Ventilasi
Sistem ventilasi ini berfungsi untuk menjaga kekentalan dan kemurnian minyak pelumas. Suhu di dalam bak engkol akan naik pada saat mesin bekerja. Pada keadaan ini bahan-bahan yang tidak terbakar beserta air akan berada dalam kondisi uap (vapor). bahan-bahan tersebut harus segera dibuang. Untuk itu dipasangkan pipa ventilasi yang menghubungkan bak engkol dengan udara luar.
  9.3 Saringan Oli (Oil Filter)
Dalam jangka waktu tertentu minyak pelumas akan kotor. Hal ini diakibtkan adanya partikel-partikel logam, kotoran dari udara (debu), karbon, dan bahan-bahan lainnya yang masuk ke dalam minyak pelumas tersebut. Akibatnya akan memperbesar keausan dan kemungkinan terjadinya panas yang berlebihan (overheating). Saringan minyak biasanya  dipasangkan di bagian luar mesin untuk memudahkan penggantian elemen saringan.








  9.4 Batang pengukur minyak
Pada batang pengukur tersebut terdapat huruf F dan huruf L. Bila minyak terlihat  berada di antara F dan L berarti volumenya cukup. Di atas F berarti berlebihan sedangkan di bawah L berarti kurang dan harus ditambah.

10. Katup
Katup di mana    campuran   udara    bensin   masuk disebut katup hisap   
( Intake Valve ) dan tempat di mana gas buang keluar disebut katup buiang ( Exhaust Valve ). Setiap silinder mempunyai katup hisap dan katup buang. Katup-katup harus tahan terhadap panas, dibuat dari bahan yang tahan terhadap panas, seperti Nickel Chrome ( Baja Chrom Nickel ).Pada umumnya katup berbentuk seperti jamur dan disebut Poppet Valve.
Bagian-bagian Katup
  1. Katup mempunyai bentuk kerucut 45 derajat atas 30 derajat. Bila katup tertutup, katup akan menempel dengan rapat pada dudukan katup. Katup hisap biasanya mempunyai diameter lebih besar daripada katup buang dengan maksud dapat menambah efisiensi pengisian.
  2. Batang katup
Batang katup dibuat untuk bergerak di dalam penghantar batang katup ( Valve Stem Guide ). Karena itulah katup harus dapat bergerak dengan baik. Pada bagian bawah batang katup terdapat alur untuk tempat pemasangan Spring Retainer.
 









Pengerak-pengerak katub
  1. Pegas Katup
Pegas katup adalah sebuah pegas spiral yang bekerja menutupkan katup. Kebanyakan mesin dilengkapi dengan satu pegas pada setiap katup, tetapi ada juga yang menggunakan dua buah pegas yang mempunyai tegangan yang berbeda. Apabila tegangan pegas lemah, kemungkinan gas akan keluar dari katup dan tenaga mesin menjadi kurang.
 







2.Nok dan Sumbu Nok  ( Cam and Camshaft )
Valve Lifter ditempatkan di atas nok dan membuat gesekan turun naik, menurut bentuk nok. Bila gerakan ini dapat dipindahkan ke katup dengan beberapa link, katup juga akan bergerak ke atas dan ke bawah. Bentuk nok menentukan gerak lifternya, atau dengan kata lain, keadaan membuka tutupnya katup.
Camshaft terdiri atas nok yang diperlukan. Banyaknya nok disesuaikan dengan jumlah katup-katup. Nok dibuat sesuai dengan sudut-sudut yang telah ditentukan dengan urutan-urutan pengapian dan masa kerja katup. Camshaft juga dilengkapi deangan sebuah roda gigi untuk menggerakkan distributor dan sebuah nok untuk menggerakkan pompa bensin.
 
Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)