Post on 19-Jul-2015
TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Siswa mampu menjelaskan pengertian
motor bakar
2. Siswa mampu menyebutkan pembagian
dan klasifikasi motor bakar
3. Siswa mampu menyebutkan cara kerja
motor bakar
4. Siswa mampu menyebutkan komponen-
komponen utama motor bakar dan
fungsinya
A. Pengertian Motor Bakar
•Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi Mekanik pada gerakan naik turun piston.
PEMBAGIAN DAN KLASIFIKASIMOTOR BAKAR
1. Ditinjau dari cara memperolah energi thermal /
Proses pembakaran bahan bakar
a. Motor Pembakaran Luar
b. Motor pembakaran Dalam
2. Berdasarkan Prinsip kerjanya motor bakar
a. Motor Bakar Otto (Motor Bensin)
b. Motor Bakar Diesel
c. Motor Bakar Wankel
Powerpoint TemplatesPage 6
1. Ditinjau dari cara memperolah energi
thermal (Proses pembakaran bahan bakar)
a. Motor Pembakaran Luar
Yaitu proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga unt melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri.
Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin uap
Powerpoint TemplatesPage 8
Cara Kerja Kereta Api Uap
Untuk menggerakkan roda kereta api uap air dari ketel uap dialirkan ke ruang di mana piston diletakkan, uap air masuk akan menekan piston untuk bergerak dan di sisi lain diruang piston uap air yang berada diruang tersebut didorong keluar demikian seterusnya. Uap air diatur masuk kedalam ruang piston oleh suatu mekanime langsung seperti ditunjukkan dalam gambar. Selanjutnya piston akan menggerakkan roda mealui mekanisme gerakan maju mundur menjadi gerak putar.
Powerpoint TemplatesPage 9
b. Motor pembakaran Dalam
Proses pembakaran bahan bakar terjadi didalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik.
Misalnya : pada turbin gas, motor bakar torak
Powerpoint TemplatesPage 10
Penggunaan Turbin Gas pada Tank
Tank M1A.1 Abrams
Powerpoint TemplatesPage 12
Bagian-bagian Mesin Motor Bakar
2 Stroke
Powerpoint TemplatesPage 13
Fungsi bagian-bagian motor bakar:
1. Blok Silinder (Cylinder Block)Fungsi : Sebagai tempat untuk menghasilkan energi panas dari proses pembakaran
Powerpoint TemplatesPage 14
2. Ruang Bakar (Combustion Chamber)
Berfungsi sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara yang telah di kompresikan oleh torak didalam silinder.
Powerpoint TemplatesPage 15
3. Torak (Piston)Fungsi : memindahkan tenaga yg diperoleh dari pembakaran, ke poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod)
Powerpoint TemplatesPage 16
4. Cincin Torak (Ring Piston)Fungsi :
- Mencegah kebocoran gas saat langkah kompresi dan usaha- Mencegah oli masuk keruang bakar- Memindahkan panas dari piston ke dinding silinder
Powerpoint TemplatesPage 17
5. Batang Torak (Connecting Rod)Fungsi : Menerima tenaga dari piston yg diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol (crank shaft)
Powerpoint TemplatesPage 18
6. Poros Engkol (Crankshaft)Fungsi : Merubah gerak turun naik piston menjadi gerak putar yg akhirnya menggerakkan roda-roda
Powerpoint TemplatesPage 19
7. Roda Penerus (Flywheel)Fungsi : Menyimpan tenaga putar (inertia) yang dihasilkan pada langkah usaha, agar poros engkol (crank shaft) tetap berputar terus pada langkah lain nya
Powerpoint TemplatesPage 20
8. Katup (Valve/kelep)Fungsi : Membuka dan menutup saluran masuk dan saluran buang
Powerpoint TemplatesPage 21
9. Pegas Katup (Valve Spring)Fungsi : Mengembalikan katup pada kedudukan/posisi semula
Powerpoint TemplatesPage 22
10. Tuas Katup (Rocker arm)Fungsi : Menekan katup-katup sehingga dapat membuka
Powerpoint TemplatesPage 23
11. Batang penumbuk (Push rod)Fungsi : Meneruskan gerak lifter ke rocker arm
Powerpoint TemplatesPage 24
12. Poros Bubungan (Camshaft)Fungsi : Membuka dan menutup katup sesuai timming yang ditentukan
Powerpoint TemplatesPage 25
13. Karter (Oil Pan)Fungsi : Menampung oli untuk pelumasan
Powerpoint TemplatesPage 26
14. Piston PinFungsi : Menghubungkan piston dengan connecting rod melalui lubang bushing
Powerpoint TemplatesPage 27
15. Timing Chain / Timing BeltFungsi : Menghubungkan gerakan putar poros engkol (crank shaft) ke poros cam shaft
Powerpoint TemplatesPage 28
16. Kepala Silinder (Cylinder Head)Fungsi : Menempatkan mekanisme katup, ruang bakar dan juga sebagai tutup silinder
Powerpoint TemplatesPage 29
17. Dudukan Katup (Valve Seat).Fungsi : Merapatkan (mencegah kebocoran) pada saat katup menutup
Powerpoint TemplatesPage 30
18. Busi (Spark Plug)
Fungsi busi adalah:
menyalakan campuran bahan bakar dan udara yang masuk kedalam ruang pembakaran,
menghantar panas keluar dari ruang pembakaran
menutup lubang dikepala silinder agar gas
pembakaran tidak bocor.
KOMPONEN DASAR MESIN :
• Silinder beserta kepala silinder
• Torak / piston
• Batang penghubung / Batang torak
• Poros engkol / kruk as
Powerpoint TemplatesPage 32
2. Berdasarkan prinsip Kerjanya Motor
bakar ada 3 macam:
a. Motor Bakar Otto (Motor Bensin)
b. Motor Bakar Diesel
c. Motor Wankel
Powerpoint TemplatesPage 33
a. Motor Bakar Otto (Motor Bensin)Pada motor Otto/ Motor bensin, bensin dibakar
untuk memperoleh energi termal. Energi ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik.
Motor bakar otto (Motor bensin) adalah jenis yang paling banyak digunakan terutama pada kendaraan ringan, seperti : Sepeda motor, dan mobil.
Jenis motor bakar ini diciptakan
oleh seorang insinyur
berkebangsaan Jerman,
Nicholas Otto
ASAL MULA TENAGA
Tenaga Panas
Kalori
Motor Bakar Tenaga Gerak
Hasil pembakaran
bahan bakar.
Sarana untuk mengubah tenaga panas
menjadi tenaga gerak.
Untuk menimbulkan tenaga gerak dibutuhkan
beberapa elemen pendukung yaitu :
• Udara , bahan bakar, pembakaran
• Gerak bolak balik & gerak berputar
• Kompresi pada campuran udara - bahan bakar
• Siklus mesin
Istilah-istilah baku yang harus diketahui untuk
bisa memahami prinsip kerja mesin ini:
TMA (titik mati atas) atau TDC
(top dead centre) adalah:
Posisi piston berada pada titik paling
atas dalam silinder mesin atau piston
berada pada titik paling jauh dari
poros engkol (crankshaft).
TMB (titik mati bawah) atau BDC
(bottom dead centre) adalah:
Posisi piston berada pada titik paling
bawah dalam silinder mesin atau
piston berada pada titik paling dekat
dengan poros engkol (crankshaft)
SIKLUS MESIN
1
2
3
4
Mengisi silinder dengan campuran yang
mudah terbakar
Menekan campuran tersebut sampai pada
volume tertentu
Menyalakan campuran sehingga
mengembang dan menghasilkan tenaga
Mengeluarkan gas - gas yang telah terbakar
dari dalam silinder
Urut - urutan siklus mesin tersebut dinyatakan
sebagai berikut :
1
2
3
4
Langkah Isap
Langkah Kompresi
Langkah Usaha
Langkah Buang
Siklus
Mesin 4 langkah
Mesin 2 langkah
Siklus
Satu siklus terdapat 4 kali
langkah piston , 2 ke atas
dan 2 ke bawah. Sehingga
dalam satu siklusnya
tercapai dalam 2 putaran
poros engkol.
Satu siklus terdapat 2 kali
langkah piston , 1 ke atas
dan 1 ke bawah. Sehingga
dalam satu siklusnya
tercapai dalam 1 putaran
poros engkol..
PRINSIP KERJA MOTOR BAKAR
4 LANGKAH
Langkah Isap
Langkah Kompresi
Langkah Usaha
Langkah Buang
Langkah Isap / Suction Stroke
• Katup masuk terbuka
• Katup buang tertutup
• Piston bergerak dari TMA ke TMB
1
• Campuran udara dan bensin
masuk kedalam ruang bakar
Langkah Kompresi /
Compression Stroke
• Katup masuk tertutup
• Katup buang tertutup
• Piston bergerak dari TMB ke TMA
2
• Gas dalam ruang bakar
terkompresi, beberapa saat sebelum
piston sampai pada posisi TMA, busi
menyala dan terjadi proses
pembakaran.
Langkah Usaha / Power
Stroke
• Katup masuk tertutup
• Katup buang tertutup
• Piston bergerak dari TMA ke TMB
3
• Gas yang terbakar dalam ruang
bakar akan meningkatkan tekanan
dalam ruang bakar, mengakibatkan
piston terdorong dari TMA ke TMB.
Langkah ini adalah proses yang
akan menghasilkan tenaga.
Langkah Buang / Exhaust
Stroke
• Katup masuk tertutup
• Katup buang terbuka
• Piston bergerak dari TMB ke TMA
4
• Piston mendorong sisa gas
pembakaran menuju ke katup
buang yang sedang terbuka untuk
diteruskan ke saluran pembuangan.
Langkah isap & kompresi
• Dibawah piston
Setengah putaran pertama atau 180°
piston bergerak dari TMB ke TMA.
• Langkah isap/pengisian ruang
engkol
• Diatas piston
• Langkah kompresi
1
• Dibawah piston
Setengah putaran kedua atau 360o ,
piston bergerak dari TMA ke TMB
• Langkah pembilasan
• Diatas piston
• Langkah usaha & buang
Langkah Usaha dan Buang2
KELEBIHAN
4 Tak1. Irit bahan bakar2. Tidak mengeluarkan
asap pada knalpot3. Tidak perlu
menambahkan oli samping
2 Tak
1. Mudah Perawatannya karena tidak perlu mengatur ktup / klep
2. Tenaga yang dihasilkan lebih besar
KEKURANGAN
4 Tak1. Harus menyetel katup
/ klep2. Suara mekanisme
mesin lebih berisik
2 Tak1. Membutuhkan oli
samping2. Menghasilkan asap pada
knalpot
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN MESIN 4 TAK & 2 TAK
Powerpoint TemplatesPage 49
Motor diesel disebut dengan Motor Penyalaan Kompresi (Compression Ignition Engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar.
b. Motor Bakar DIESEL
Motor diesel ditemukan oleh Rudolf Diesel, pada tahun 1872.
Powerpoint TemplatesPage 50
Cara pembakaran dan pengatomisasian (atomizing) bahan
bakar pada motor diesel tidak sama dengan motor bensin.
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
Powerpoint TemplatesPage 55
PRINSIP KERJA PADA MESIN DIESEL
Prinsip kerja pada mesin Diesel ada 2, yaitu:
1. Mesin Diesel 2 Tak
2. Mesin Diesel 4 Tak
Powerpoint TemplatesPage 56
1. PRINSIP KERJA MESIN DIESEL 2 TAK
A. Langkah Hisap dan Kompresi
Udara bersih masuk kedalam ruang silinder dengan bantuan pompa hisap.
Piston bergerak dari TMB (titik mati bawah) ke TMA (titik mati atas).
Saluran masuk membuka sehingga udarabersih masuk ke dalam ruang bakar dengan bantuanpompa udara.
Sesaat setelah saluran hisap menutup dan saluran buang menutup maka mulaidilakukan langkah kompresi hingga tekananudara mencapai 600-900 C.
Powerpoint TemplatesPage 58
B. Langkah Usaha dan Buang
Sebelum piston mencapai TMA (titik mati atas), injector akan menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar dan ini sebagai pembakaran awal
Bahan bakar bercampur dengan udara bersih dan bertekanan tinggi akan terjadi proses pembakaran sempurna.
Karena proses pembakaran maka akan mendorong piston dan piston pun bergerak dari TMA ke TMB
Sesaat piston belum mencapai TMB (titik mati bawah) katup buang sudah mulai membuka. Dan bila saluran hisap membuka maka udara bersih akan membantu mendorong gas sisa hasil pembakaran keluar
Powerpoint TemplatesPage 60
2. PRINSIP KERJA MESIN DIESEL 4 TAK
A. Langkah Hisap
Pada langkah ini piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah).
Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara.
Powerpoint TemplatesPage 61
B. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup.
Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston,menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur,sehingga udara di dalam silinder menjadi sangat panas.
Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut.
Powerpoint TemplatesPage 62
C. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup
masih tertutup, akibat
semprotan bahan bakar di
ruang bakar akan menyebabkan
terjadi ledakan pembakaran
yang akan meningkatkan suhu
dan tekanan di ruang bakar.
Tekanan yang besar tersebut
akan mendorong piston ke
bawah yang menyebkan terjadi
gaya aksial. Gaya aksial ini
dirubah dan diteruskan oleh
poros engkol menjadi gaya
radial (putar)
Powerpoint TemplatesPage 63
D. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA.
Bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust manifold dan langsung menuju knalpot.
Powerpoint TemplatesPage 64
Motor Bakar ini pertama kali diciptakan oleh seoranginsiyur berkebangsaan Jerman Dr. Felix Wankel pada tahun 1954. Dikenal juga dengan nama mesin rotari ( rotary engine), yaitu tipe mesin yang trdiri atas rotor berbentuk segitiga sama sisi yang berputar dalam stator
c. Motor Bakar WANKEL
Powerpoint TemplatesPage 65
Kelebihan dan kekurangan Motor Bakar Wankel dibandingkan motor torak:
Kelebihan:• Getaran motor wankel lebih halus, karena tidakbanyak bagian yang bergerak. • Lebih ringan dan lebih kecil ukurannya• Dapat menghasilkan tenaga gerak dua kali lebih besar dari motor bakar torak
Kekurangan:
-Boros pemakaian bahan bakar-Emisi gas buang yang cukup tinggi- Over Heating / panas yang berlebihan pada mesin
Powerpoint TemplatesPage 66
Secara umum, bagian utama dari mesin Wankel:
1. Rotor segitiga sama sisi
2. Ruang pembakaran berbentuk
epitrokoida.
Powerpoint TemplatesPage 67
Siklus Kerja Motor Wankel
1. Langkah Induksi / Isap
Pada saat ujung rotor (triangular rotor)
melewati pintu masuk, campuran bahan
bakar dengan udara (gas) masuk ke kamar
akibat hisapan/tekanan tinggi dari gaya/orbit
eksentrik perputaran rotor mengelilingi gigi
sumbu (central gear).
2. Langkah Kompresi / tekanan
Seketika rotor melanjutkan putaran,campuran bahan bakar (gas) dibawa kekamar/sisi yang berikutnya , campuran bahan bakar dan udara (gas) pada kamar/sisi ini termampatkan / dikompresikan oleh kekuatan/gaya/orbitperputaran rotor.
Powerpoint TemplatesPage 68
3. Langkah Tenaga / Usaha:
Pada saat campuran bahan bakar (gas)
dalam keadaan mampat/terkompressi busi
memercikkan api dan membakar bahan
bakar (gas), sehingga terjadi peningkatan
tekanan udara dan menekan sisi rotor
sehingga berputar kedepan dan juga
rotor memutar roda gigi sumbu (central
gear) kedepan.
4. Langkah Buang (exhaust) :
Sewaktu rotor berputar kearah atau
kekamar/sisi berikut,
lobang atau pintu gas buang terbuka
sehingga sisa pembakaran
keluar
Powerpoint TemplatesPage 71
Mazda RX8 pada saat ini adalah satu-satunya mobil yang menggunakan mesin wankel atau populer dengan nama mesin rotari. kapasitas mesin Mazda RX-8 hanya 1.3 Liter, harga jualnya yakni Rp 653,6 juta.
Penggunaan Mesin Wankel
Powerpoint TemplatesPage 72
Untuk mobil yang menyandang mesin 1.3 Liter, akselerasi Mazda RX-8 cukup mengesankan. Kecepatan 100 kilometer per jam dari posisi berhenti dapat dicapai dalam waktu 6,4 detik dan kecepatan maksimum RX-8 mencapai 232 kilometer per jam.
Powerpoint TemplatesPage 73
Walaupun hanya menyandang mesin berkapasitas 1.3 Liter, tenaga maksimum yang dihasilkan oleh mesin rotari itu 232 PK pada 8.500 rpm dan torsi maksimum 216 Nm pada 5.500 rpm.
Hal itu dapat terjadi karena mesin rotari langsung bekerja menurut gerak putar sehingga tidak ada tenaga atau torsi yang terbuang saat memindahkan tenaga dan torsi dari mesin ke roda.
Powerpoint TemplatesPage 74
Selain untuk mobil, mesin rotary juga dipergunakan untuk kapal, mesin pabrik, pembangkit listrik dan tentu saja sepeda motor. Berikut ini beberapa sepeda motor yang sukses menggunakan mesin rotary.
Suzuki RE5 500cc 1975-77,
Powerpoint TemplatesPage 75
Van Veen OCR1000 1977 buatan Belanda, mesin twin rotary 1.000cc (2x498 cc) Wankel dipasok dari Comotor SA, perusahaan patungan antara NSU dan Citroën :
Powerpoint TemplatesPage 77
Norton dengan mesin rotary-nya pernah turun di balap paling bergengsi Grand Prix 500 (sekarang MotoGP), pada musim balap 1990 -1994. Brian Crighton, bekas pembalap motor tahun 70-an adalah orang yang membidani lahirnya Norton rotary.