MESIN MOTOR DAN MESIN DIESSEL

PRINSIP KERJA MOTOR BENSIN 4 TAK DAN 2 TAK

Motor Bensin

PRINSIP KERJA MOTOR BENSIN 4 TAK DAN 2 TAK

Pada dasarnya prinsip kerja pada motor bensin terdiri dari 5 hal yaitu:

1.                      Pengisian campuran udara dan bahan bakar

2.                      Pemampatan/pengkompresian campuran udara dan bahan bakar

3.                      Pembakaran campuran udara dan bahan bakar

4.                      Pengembangan gas hasil pembakaran

5.                      Pembuangan gas bekas

Prinsip kerja motor bensin diatas pada:

* pada motor 4 tak,

Diselesaikan dalam: empat gerakan piston atau dua putaran poros engkol.

* Pada motor 2 tak,

Diselesaikan dalam dua gerakan piston atau satu putaran poros engkol.

LANGKAH KERJA MOTOR

Langkah kerja motor terdiri dari :

1.                      Langkah isap

2.                      Langkah kompresi

3.                      Langkah usaha

4.                      Langkah buang

CARA KERJA MOTOR 4 TAK

Membaca Selengkapnya ..
1. Langkah isap

Piston bergerak dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah). Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar diisap ke dalam silinder. Katup isap terbuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu piston bergerak ke bawah,  

menyebabkan ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar (atmospheric pressure).

2. Langkah kompresi

Piston bergerak dari TMB ke TMA. Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan/dimampatkan. Katup isap dan katup buang tertutup. Waktu torak mulai naik dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) campuran udara dan bahan bakar yang diisap tadi dikompresikan. Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar.

3. Langkah usaha

Piston bergerak dari TMA ke TMB. Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakan kendaraan. Sesaat sebelum torak mencapai TMA pada saat langkah kompresi, busi memberi loncatan bunga api pada campuran yang telah dikompresikan. Dengan terjadinya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas pembakaran yang tinggi mendorong torak kebawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin (engine power).

4. Langkah buang

Piston bergerak dari TMB ke TMA. Dalam langkah ini, gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder.  Katup buang terbuka, piston bergerak dari TMB ke TMA mendorong gas bekas pembakaran ke luar dari silinder.
Ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah isap.

CARA KERJA MOTOR 2 TAK

Prinsip Kerja Motor 2 tak

1. langkah isap dan kompresi

Piston bergerak ke atas. Ruang dibawah piston menjadi vakum/hampa udara, akibatnya udara dan campuran bahan bakar terisap masuk ke dalam ruang dibawah piston. Sementara dibagian ruang atas piston terjadi langkah kompresi, sehingga udara dan campuran bahan bakar yang sudah berada di ruang atas piston suhu dan tekanannya menjadi naik. Pada saat 10-5 derajat sebelum TMA, busi memercikan bunga api, sehingga campuran udara dan bahan bakar yang telah naik temperatur dan tekanannya menjadi terbakar dan meledak.

2. Langkah usaha dan buang

Hasil dari pembakaran tadi membuat piston bergerak ke bawah. Pada saat piston terdorong ke bawah/bergerak ke bawah, ruang di bawah piston menjadi dimampatkan/dikompresikan. Sehingga campuran udara dan bahan bakar yang berada di ruang bawah piston menjadi terdesak keluar dan naik ke ruang diatas piston melalui saluran bilas. Sementara sisa hasil pembakaran tadi akan terdorong ke luar dan keluar menuju saluran buang, kemudian menuju knalpot.
Langkah kerja ini terjadi berulang-ulang selama mesin hidup.

Keterangan : Pada saat piston bergerak ke bawah, udara dan campuran bahan bakar yang berada di ruang bawah piston tidak dapat keluar menuju saluran masuk, karena adanyareed valve. 

KEUNGGULAN DAN KEKURANGAN MOTOR 2 TAK DIBANDING MOTOR 4 TAK

KEUNGGULAN MOTOR 2 TAK DIBANDING 4 TAK

1. Untuk ukuran dan putaran yang sama daya yang dihasilkan lebih besar

oSecara teoritis daya motor 2 tak dua kali lebih besar dibanding motor 4 tak

oKenyatannya tidak demikian, sebab: setiap kali akhir langkah usaha lubang buang sudah terbuka, Proses pembilasan sangat singkat sehingga masih ada sisa gas buang.

(Akhir Langkah Usaha Port Buang Sudah Terbuka)  (Proses pembilasan sangat singkat)

2. Konstruksinya lebih sederhana
3. Getarannya lebih kecil
4. Bobot mesin untuk setiap satuan daya lebih kecil
5. Knalpot lebih awet
6. Perawatan lebih mudah

KELEMAHAN MOTOR 2 TAK DIBANDING 4 TAK

1. Pemakaian bahan bakar lebih boros
2. Knalpot/port mudah buntu
3. Pelumasan pada dinding silinder kurang sempurna (exhaust port)
4. Polusi yang ditimbulkan lebih banyak (asap dan emisi)

CARA MENGATASI KELEMAHAN MOTOR 2 TAK

Upaya yang dilakukan untuk mengurangi kelemahan motor 2 tak antara lain dengan :

oKIS (kawasaki integrated system)

oRIS (resonator intake system)

oKIPS (kawasaki integrated power valve system)

oRC VALVE (revolutinary controled exhaust system)

oYPVS (yamaha power valve system)

oYEIS (yamaha energy induction system)

KIS

Penambahan suatu ruangan yang pintu masuknya berdekatan dengan lubang pembuangan. KIS diterapkan pada kawasaki ninja RR

Fungsi: memblokir campuran udara dan bahan bakar segar agar tidak keluar ke saluran pembuangan pada saat langkah isap.

KIPS

Merupakan pengembangan dari KIS. Berfungsi mengatur lubang pembuangan sesuai dengan putaran mesin.
Pada RPM tinggi: Katup membuka sehingga pengeluaran gas buang lebih sempurna.

Pada RPM rendah: Katup menutup untuk mencegah keluarnya campuran udara dan bahan bakar yang baru masuk ke ruang bakar.

YPVS DAN RC VALVE

YPVS diterapkan oleh yamaha TZM
RC VALVE diterapkan pada NSR 150 R

Kelemahan menggunakan YPVS dan RC VALVE, pada saat lalu lintas padat motor cepat panas karena saluran buang tertutup.

Prinsip kerja YPVS dan RC VALVE:

1.                      Katup akan tertutup penuh pada putaran 2000-6000 rpm

2.                      Pada putaran 6000-8500 rpm, katup mulai membuka

3.                      Diatas putaran 8500, katup membuka penuh

RIS

Penambahan suatu ruangan antara karburator dengan karter. Komponen yang memiliki fungsi serupa dengan RIS pada yamaha disebut dengan YEIS.
Fungsi:

1.                      menampung udara dan bahan bakar yang belum sempat masuk keruang bakar dan tersedak keluar akibat tekanan balik.

2.                      Menyetabilkan aliran campuran udara dan bahan bakar kedalam ruang karter.

KIS DAN RIS

Prinsip: Berat jenis gas buang lebih berat dibanding gas baru karena telah tercampur carbon. sehingga bahan bakar murni cendrung diatas dan masuk ke ruang KIS.
Kelemahan: tidak dapat distel untuk berbagai putaran motor.

PERBANDINGAN OUT PUT DENGAN RPM

Sekilas tentang mesin Diesel

I.  Prinsip Kerja Mesin Diesel

Mesin diesel ( juga dikenal sebagai mesin kompresi / Compression) adalah sebuah mesin pembakaran internal yang menggunakan panas kompresi untuk memulai pengapian dan membakar bahan bakar yang telah disuntikkan ke dalam ruang pembakaran. Ini berbeda dengan mesin busi seperti mesin bensin  atau mesin gas, yang menggunakan busi untuk menyalakan campuran udara-bahan bakar.

Pada motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri  (self ignition). Penampang mesin diesel secara sederhana dapat dilihat pada Gambar.

Mesin diesel memiliki efisiensi termal tertinggi dari jenis-jenis mesin lainnya karena rasio kompresi yang sangat tinggi. Sebagai contoh; mesin diesel kecepatan rendah ( seperti yang digunakan dalam kapal dan aplikasi lain di mana berat mesin secara keseluruhan relatif tidak penting ) dapat memiliki efisiensi termal yang melebihi 50%.

Pada mesin diesel awalnya hanya udara yang dipadatkan dengan rasio 15:01-22:01 yang dimasukkan kedalam ruang pembakaran. Tekanan yang dihasilkan biasanya berkisar  40 -bar (4.0 MPa ; 580 psi ) - bandingkan dengan 8 sampai 14 bar ( 0,80-1,4 MPa , 120-200 psi ) pada mesin bensin. Kompresi tinggi ini memanaskan udara sampai  550° C ( 1.022 ° F). Pada bagian atas kompressor, bahan bakar diinjeksikan langsung ke udara yang dipadatkan tersebut.  Hal ini mungkin menyebabkan (toroidal) kekosongan/ kehampaan di bagian atas piston (tergantung pada desain mesin).

Injeksi bahan bakar harus disemprotkan secara merata, panas udara di dalam kabin kemudian akan membuat tetesan bahan bakar ini berubah menjadi uap dan membakarnya pada saat telah menjadi uap. Pengapian tidak akan terjadi langsung karena proses penguapan tersebut.  

Setelah terjadi pembakara, Suhu akan meningkat drastis diatas piston dan mendorong piston kebawah untuk memasok tenaga ke Crakshaft.

karakteristik mesin diesel adalah suara letupan yang terjadi ketika  uap bahan bakar terbakar dan menyebabkan peningkatan mendadak tekanan di atas piston .

Setelah terjadi pembakaran, Suhu akan meningkat drastis diatas piston dan pemuaian akan mendorong piston kebawah untuk memasok tenaga ke Crakshaft.

Tingkat kompresi yang tinggi memungkinkan pembakaran berlangsung tanpa sistem pengapian terpisah , rasio kompresi yang tinggi juga sangat meningkatkan efisiensi mesin .

Peningkatan rasio kompresi dalam mesin busi mana bahan bakar dan udara dicampur sebelum masuk ke silinder dibatasi oleh kebutuhan untuk mencegah rusaknya ruang pencampuran.

Apabila hanya udara yang dikompresikan ke dalam mesin diesel tanpa campuran bahan bakar, maka  ledakan prematur tidak akan menjadi masalah dan rasio kompresi bisa menjadi jauh lebih tinggi .

Mesin diesel diproduksi dalam versi dua - stroke(tak atau silinder) dan empat-stroke.

    I.      II. Proses pembakaran mesin diesel

Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode:

1.    Periode 1: Waktu pembakaran tertunda (ignition delay) (A-B)

Periode ini disebut fase persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar. 

2.    Periode 2: Perambatan api (B-C)

Pada periode 2 ini campuran bahan bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seolah-olah campuran terbakar sekaligus, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik.  Periode ini sering disebut periode ini sering disebut pembakaran letup.

3.    Periode 3: Pembakaran langsung (C-D)

Akibat nyala api dalam silinder, maka bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.

4.    Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E)

        Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.

Secara singkat prinsip kerja motor diesel 4 tak adalah sebagai berikut:

a.    Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.

b.    Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap dan katup buang tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut akan naik.

c.    Langkah usaha, ketika  katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara bertekanan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai bergerak dari TMA ke TMB karena pembakaran berlangsung bertahap,

d.    Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas pembakaran terdorong keluar. 

III.        Keuntungan dan Kerugian mesin diesel

Kelebihan Motor Diesel dibandingkan dengan motor Bensin:

a)    Pemakaian bahan bakar lebih hemat, karena efisiensi panas lebih baik.

b)   Daya tahan lebih lama dan gangguan lebih sedikit, karena tidak menggunakan sistem pengapian.

c)    Operasi lebih mudah dan cocok untuk kendaraan besar, karena variasi momen yang terjadi pada perubahan tingkat kecepatan lebih kecil.

Di samping itu motor diesel memiliki kerugian, yaitu:

a.    Suara dan getaran yang timbul lebih besar (hampir 2 kali) daripada motor bensin. Hal ini disebabkan tekanan yang sangat tinggi (hampir 60 kg/cm2) pada saat pembakaran.

b.    Bobot per satuan daya dan biaya produksi lebih besar, karena bahan dan konstruksi lebih rumit untuk rasio kompresi yang tinggi.

c.    Pembuatan pompa injeksi lebih teliti sehingga perawatan lebih sulit.

d.    Memerlukan kapasitas baterai dan motor starter yang besar agar dapat memutar poros engkol dengan kompresi yang tinggi.

  

CARA KERJA MESIN DIESEL (BELAJAR OTOMOTIF IV)

Sekilas tentang Mesin Diesel
(How Diesel Engine Work)

1)  Prinsip Kerja Mesin Diesel

Mesin/motor diesel (diesel engine) merupakan salah satu bentuk motor pembakaran dalam (internal combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas. Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar. Dilain pihak motor  
bensin disebut motor penyalaan busi (spark ignition engine)  karena penyalaan bahan bakar diakibatkan oleh percikan bunga api listrik dari busi. Cara pembakaran dan pengatomisasian (atomizing) bahan bakar pada motor diesel tidak sama dengan motor bensin.  Pada motor bensin campuran bahan bakar dan udara melelui karburator dimasukkan ke dalam silinder dan dibakar oleh nyala listrik dari busi. Pada motor diesel yang diisap oleh torak dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan sampai mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa saat sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) bahan bakar solar diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup tinggi maka partikel-partikel bahan bakar akan menyala dengan sendirinya sehingga membentuk proses pembakaran. Agar bahan bakar solar dapat terbakar sendiri, maka diperlukan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi kira-kira 600ºC. Meskipun untuk motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri  (self ignition). Penampang mesin diesel secara sederhana dapat dilihat pada Gambar.

2)  Keuntungan dan Kerugian mesin diesel 

Motor diesel juga mempunyai keuntungan dibanding motor bensin, yaitu:

a) Pemakaian bahan bakar lebih hemat, karena efisiensi panas lebih baik, biaya operasi lebih hemat karena solar lebih murah.

b) Daya tahan lebih lama dan gangguan lebih sedikit, karena tidak menggunakan sistem pengapian

c) Jenis bahan bakar yang digunakan lebih banyak

d) Operasi lebih mudah dan cocok untuk kendaraan besar, karena variasi momen yang terjadi pada perubahan tingkat kecepatan lebih kecil.

Di samping itu motor diesel memiliki kerugian, yaitu:

a) Suara dan getaran yang timbul lebih besar (hampir 2 kali) daripada motor bensin. Hal ini disebabkan tekanan yang sangat tinggi (hampir 60 kg/cm2) pada saat pembakaran

b) Bobot per satuan daya dan biaya produksi lebih besar, karena bahan dan konstruksi lebih rumit untuk rasio kompresi yang tinggi

c) Pembuatan pompa injeksi lebih teliti sehingga perawatan lebih sulit

d) Memerlukan kapasitas baterai dan motor starter yang besar agar dapat memutar poros engkol dengan kompresi yang tinggi.

Secara singkat prinsip kerja motor diesel 4 tak adalah sebagai berikut:

a) Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.

b) Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap dan katup buang tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut akan naik.

c) Langkah usaha, ketika  katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara bertekanan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai bergerak dari TMA ke TMB karena pembakaran berlangsung bertahap,

d) Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas pembakaran terdorong keluar. 

 3)  Proses pembakaran mesin diesel

Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode:

a) Periode 1: Waktu pembakaran tertunda (ignition delay) (A-B)

Pada periode ini disebut fase persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar. 

b) Periode 2: Perambatan api (B-C)

Pada periode 2 ini campuran bahan bakar dan udara tersebut akan terbakar di beberapa tempat. Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi sehingga seolah-olah campuran terbakar sekaligus, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik.  Periode ini sering disebut periode ini sering disebut pembakaran letup.

c) Periode 3: Pembakaran langsung (C-D)

Akibat nyala api dalam silinder, maka bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.

d) Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E)

Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Jadi walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang akan tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.