Bab 2 (motor bakar)

Powerpoint Templates

BAB 2MOTOR BAKAR

http://www.powerpointstyles.com/

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


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



Kereta api



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.



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



Penggunaan Turbin Gas pada Tank

Tank M1A.1 Abrams



Motor Bakar

2 tak 4 tak



Bagian-bagian Mesin Motor Bakar

2 Stroke



Fungsi bagian-bagian motor bakar:

1. Blok Silinder (Cylinder Block)Fungsi : Sebagai tempat untuk menghasilkan energi panas dari proses pembakaran



2. Ruang Bakar (Combustion Chamber)

Berfungsi sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara yang telah di kompresikan oleh torak didalam silinder.



3. Torak (Piston)Fungsi : memindahkan tenaga yg diperoleh dari pembakaran, ke poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod)



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



5. Batang Torak (Connecting Rod)Fungsi : Menerima tenaga dari piston yg diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol (crank shaft)



6. Poros Engkol (Crankshaft)Fungsi : Merubah gerak turun naik piston menjadi gerak putar yg akhirnya menggerakkan roda-roda



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



8. Katup (Valve/kelep)Fungsi : Membuka dan menutup saluran masuk dan saluran buang



9. Pegas Katup (Valve Spring)Fungsi : Mengembalikan katup pada kedudukan/posisi semula



10. Tuas Katup (Rocker arm)Fungsi : Menekan katup-katup sehingga dapat membuka



11. Batang penumbuk (Push rod)Fungsi : Meneruskan gerak lifter ke rocker arm



12. Poros Bubungan (Camshaft)Fungsi : Membuka dan menutup katup sesuai timming yang ditentukan



13. Karter (Oil Pan)Fungsi : Menampung oli untuk pelumasan



14. Piston PinFungsi : Menghubungkan piston dengan connecting rod melalui lubang bushing



15. Timing Chain / Timing BeltFungsi : Menghubungkan gerakan putar poros engkol (crank shaft) ke poros cam shaft



16. Kepala Silinder (Cylinder Head)Fungsi : Menempatkan mekanisme katup, ruang bakar dan juga sebagai tutup silinder



17. Dudukan Katup (Valve Seat).Fungsi : Merapatkan (mencegah kebocoran) pada saat katup menutup



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


2. Berdasarkan prinsip Kerjanya Motor

bakar ada 3 macam:

a. Motor Bakar Otto (Motor Bensin)

b. Motor Bakar Diesel

c. Motor Wankel



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


• 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



• 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 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.


PRINSIP KERJA MESIN 2 LANGKAH


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


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.



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



Bagian-bagian Mesin Diesel



CARA KERJA MESIN DIESEL



Injektor / Nozle



PRINSIP KERJA PADA MESIN DIESEL

Prinsip kerja pada mesin Diesel ada 2, yaitu:

1. Mesin Diesel 2 Tak

2. Mesin Diesel 4 Tak



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.



Langkah Hisap dan Kompresi



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



Langkah Usaha dan Buang



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.



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.



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)



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.



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



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



Secara umum, bagian utama dari mesin Wankel:

1. Rotor segitiga sama sisi

2. Ruang pembakaran berbentuk

epitrokoida.



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.



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



Cara Kerja Motor Wankel



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



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.



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.



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,



Van Veen OCR1000 1977 buatan Belanda, mesin twin rotary 1.000cc (2x498 cc) Wankel dipasok dari Comotor SA, perusahaan patungan antara NSU dan Citroën :



Norton Rotary 100 - 588cc 1988 :



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.


Bab 2 (motor bakar)

Engineering

Transcript of Bab 2 (motor bakar)