147

BAB VII. MESIN (ENGINE)A. KLASIFIKASI MESIN1. Defenisi Motor BakarMotor bakar adalah suatu mekanisme atau konstruksi mesin yang merubah energi panas menjadi energi mekanis. Terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan sistem pengapian. Dengan adanya suatu konstruksi mesin, memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin untuk usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran yang diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.

2. Jenis Motor Bakara. Motor Pembakaran Luar (External Combustion Engine) Motor pembakaran luar adalah suatu motor dimana proses pembakaran atau perubahan energi panas dilakukan di luar dari mekanisme/konstruksi mesin. Dari ruang pembakaran energi panas tersebut dialirkan ke konstruksi mesin melalui media penghubung lagi. Contoh motor pembakaran luar adalah (1) mesin uap/turbin uap dan (2) Mesin Nuklir/Turbin Nuklir. b. Motor Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine) Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran atau perubahan energi panas dilakukan di dalam konstruksi mesin itu sendiri dan tempat terjadinya proses pembakaran itu disebut ruang bakar. Contohnya adalah (1) motor bensin, (2) motor diesel, dan (3) mesin Jet.Motor Bensin Motor DieselMotor Pembakaran Dalam

Mesin Jet

Motor Bakar

Mesin Roket Mesin NuklirMotor Pembakaran Luar

Mesin Uap Turbin Uap

Gambar 7.1. Klasifikasi Motor Bakar

148

B. SPESIFIKASI MESIN1. Susunan SilinderSusunan silinder mesin yang umum digunakan pada mesin adalah sebagai berikut; a. Tipe V Pada tipe ini, blok silinder berbentuk V (V-Shape). memungkinkan lebih tinggi dan panjang mesin menjadi berkurang. Tipe ini

Gambar 7.2. Mesin Tipe V (http://honors.rit.edu/amitraywiki/images/2/27/Engine v .jpg) b. Tipe In-line Pada tipe in-line ini silinder-silinder disusun dalam satu baris, tipe ini banyak digunakan karena konstruksinya sederhana.

Gambar 7.3. Mesin Tipe In-line (http://honors.rit.edu/amitraywiki/images/2/27/Engine-inline-4.jpg)

149c. Tipe Horizontal Berlawanan Silinder pada tipe ini disusun secara horizontal dan berlawanan satu dengan yang lain. Susunan seperti ini dapat menentukan ukuran tinggi mesin.

Gambar 7.4. Mesin Tipe Horizontal Berlawanan (Halderman 2005: 49)

2. Mekanisme KatupMesin 4 langkah mempunyai satu atau dua katup masuk dan katup buang pada setiap ruang bakarnya. Campuran udara dan bahan bakar masuk ke silinder melalui katup masuk dan gas bekas keluar dari dalam silinder melalui katup buang. Mekanisme membuka dan menutup katup-katup ini disebut mekanisme katup. Berikut ini akan diuraikan tipe mekanisme katup yang banyak digunakan pada kendaraan. a. Tipe Over Head Valve (OHV) Pada tipe ini penempatan camshaft-nya pada blok silinder, dibantu dengan valve lifter dan push rod antara rocker arm. Mekanisme katup ini sederhana dan high reliability.

Gambar 7.5. Mekanisme Katup Tipe OHV

150b.Tipe Over Head Camshaft (OHC) Tipe ini sedikit lebih rumit dibandingkan dengan tipe OHV. Namun tipe ini tidak menggunakan lifter dan push rod sehingga berat bagian yang bergerak menjadi berkurang. Kemampuan pada kecepatan tinggi cukup baik, karena katup-katup membuka dan menutup lebih cepat pada kecepatan tinggi. Pada tipe ini camshaft ditempatkan di atas kepala silinder dan cam langsung menggerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan push rod. Camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui rantai atau tali penggerak.

Gambar 7.6. Mekanisme Katup Tipe OHC (http://www.bobcerullo.com/images)

151c. Tipe Double Over Head Camshaft (DOHC) Pada tipe ini, dua camshaft digerakkan langsung dengan sebuah sabuk dan intake camshaft digerakkan oleh exhaust camshaft melalui sebuah roda gigi seperti pada gambar berikut.

Gambar 7.7. Mekanisme Katup Tipe DOHC (http://www.rehermorrison.com/images/engines/Dart%2520) Tipe ini menggunakan dua camshaft yang ditempatkan di atas kepala silinder satu untuk menggerakkan katup masuk dan yang lainnya untuk menggerakkan katup buang. Camshaft secara langsung membuka dan menutup katup-katup tanpa melalui rocker arm. Berat konstruksi menjadi berkurang, membuka dan menutup katup menjadi lebih presisi pada putaran tinggi. Konstruksi tipe ini sangat rumit, namun mempunyai kemampuan yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan tipe lainnya.

3. Klasifikasi MesinBerdasarkan perbandingan diameter lubang silinder (cylinder bore) dengan langkah torak, maka mesin dapat diklasifikasikan atas tiga tipe, yaitu;

152a. Square Engine Pada tipe ini, mesin mempunyai langkah torak yang sama dengan diameter silindernya. Tipe ini banyak digunakan pada mobil penumpang.

Gambar 7.8. Square Engine b. Long Stroke Engine Tipe ini, mesin mempunyai langkah torak yang lebih panjang dari pada diameter silinder.

Gambar 7.9. Long Stroke Engine

153c. Short Stroke Engine Pada tipe ini, mesin mempunyai langkah torak yang lebih pendek dari pada diameter silindernya.

Gambar 7.10. Short Stroke Engine

4. Piston DisplacementPiston displacement atau disingkat dengan displacement sering juga disebut dengan istilah volume langkah, artinya adalah jumlah volume dari posisi piston TMA sampai ke TMB. Untuk mesin yang silindernya lebih dari satu, maka dipakai istilah total displacement. Pada umumnya displacement makin besar akan menghasilkan output mesin yang semakin besar, karena campuran udara dan bahan bakar yang semakin banyak. Total displacement dari sebuah mesin dapat dihitung sebagai berikut;

V=

4

D 2 x L xN

Keterangan; V = Piston Displacement = Perbandingan dari keliling lingkaran terhadap garis tengah lingkaran tersebut ( = 3,14159) D = Diameter Silinder L = Langkah Piston N = Jumlah Silinder

154

Gambar 7.11. Piston Displacement (Toyota 2000: 1-6))

5. Perbandingan KompresiPerbandingan kompresi adalah suatu harga perbandingan yang ditentukan oleh besarnya volume langkah dan volume ruang bakar seperti persamaan berikut.

Perbandingan Kompressi =

Volume Langkah + Volume Ruang Bakar Volume Ruang Bakar

Perbandingan Kompressi =Keterangan: V1 = Volume Ruang Bakar V2 = Volume Langkah Piston

V1 +V 2 V1

155

Gambar 7.12. Perbandingan Kompresi Tekanan kompresi yang tinggi menghasilkan efisiensi termis yang tinggi pula, dengan demikian pemakaian bahan bakar akan lebih hemat. Akan tetapi tekanan kompresi maksimum antara lain dibatasi oleh nilai oktan suatu bahan bakar, makin tinggi nilai oktan makin sesuai dipakai pada motor dengan tekanan kompresi yang lebih tinggi. Detonasi yang terjadi pada saat pembakaran menunjukkan adanya pembakaran yang tidak teratur dalam ruang bakar, salah satu penyebabnya adalah pemakaian bahan bakar yang tidak sesuai nilai oktannya atau disebabkan tekanan kompresi yang terlalu tinggi untuk bahan bakar tersebut. Kemungkinan lain detonasi juga terjadi akibat saat pengapian yang terlalu maju atau perbandingan campuran udara bensin yang tidak homogen, oleh karena itu perlu adanya pengaturan saat penyalaan yang tepat, perbandingan campuran yang sesuai, atau efek-efek aliran dalam saluran masuk serta dikombinasikan dengan nilai oktan bahan bakar menjadikan motor bensin modern saat ini relatif memiliki tekanan kompresi yang tinggi.

6. Momen MesinMomen mesin adalah nilai yang menunjukkan gaya putar atau twisting force pada output mesin (poros engkol). Berputarnya poros engkol ini akan menyebabkan timbulnya tenaga putar atau torsi. Nilainya dapat dihitung sebagai berikut: Torsi = Gaya x Lengan T = F (N) x r (m)

156Untuk kendaraan komersial diperlukan torsi maksimum pada putaran yang rendah, oleh sebab itu mesin yang digunakan adalah mesin dengan langkah panjang (long-stroke engine). Sedangkan untuk kendaraan penumpang diperlukan kecepatan kendaraan yang tinggi dan mesin yang digunakan adalah mesin dengan langkah yang pendek (short stroke engine).

7. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (SFC)Pemakaian Bahan Bakar Spesifik/Spesific Fuel Consumption (SFC) adalah banyaknya bahan bakar yang terpakai perjam untuk menghasilkan setiap daya motor. a) Pamakaian bahan bakar (mf)

mf =

V 3600 x bahan bakar x ( Kg / jam) N 1000

a) Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (SFC)

SFC =

mf Ne

(kg / HP. jam)

157

C. MESIN BENSIN1. Prinsip KerjaPrinsip kerja motor bakar bensin maupun diesel dalam melakukan siklus kerjanya dibagi menjadi dua, yaitu; a. Prinsip Kerja Motor 4 Tak Dalam setiap empat kali gerakan naik dan turun piston atau dua kali putaran poros engkol menghasilkan satu kali langkah usaha. b. Prinsip Kerja Motor 2 Tak Dalam setiap dua kali gerakan naik dan turun piston atau satu kali putaran poros engkol menghasilkan satu kali langkah usaha. Namun dalam pembahasan selanjutnya hanya akan difokuskan pada motor bakar 4 tak, karena untuk masa yang akan datang motor 2 tak jarang digunakan lagi sesuai dengan kesepakatan Euro 2, yaitu menyangkut polusi udara yang dihasilkan gas buang motor bakar 2 tak yang sangat besar. a. Motor Bakar 4 Tak Motor bensin empat langkah termasuk dalam jenis motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) yang menggunakan bensin sebagai bahan bakar. Pada motor bensin, bahan bakar bensin dibakar untuk memperoleh tenaga panas menjadi tenaga gerak. Pada motor bensin empat langkah, torak bergerak bolak-balik di dalam silinder. Titik terjauh yang dapat dicapai oleh torak tersebut dinamakan Titik Mati Atas (TMA), sedangkan titik terdekat disebut Titik Mati Bawah (TMB). Motor empat langkah melakukan 4 gerakan atau langkah torak dalam satu siklus kerja sebagai berikut :

Gambar 7.13. Siklus pada Motor 4 Tak (http://cache.eb.com/eb/image)

1581). Langkah Isap

Campuran Udara Bensin

TMA

TMB

TTA Indo 01/02

Gambar 7.14. Langkah Hisap (TTA Indonesia 2002) Cara Kerja; o Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB) o Katup hisap membuka dan katup buang menutup o Karena piston bergerak ke bawah, maka di dalam ruang silinder timbul kevakuman sehingga campuran antara udara dan bensin terhisap masuk ke dalam silinder.

1592) Langkah Kompresi

TMA

TMB

TTA Indo 01/02

Gambar 7.15. Langkah Kompresi (TTA Indonesia 2002) Cara Kerja; o Akhir dari langkah hisap, piston bergerak dari TMB ke TMA o Katup hisap dan katup buang tertutup o Karena piston bergerak ke atas, maka campuran udara dan bahan bakar yang berada di dalam silinder tertekan ke atas dan ditempatkan di dalam ruang bakar. Saat ini tekanan dan temperatur di dalam ruang bakar akan naik.

160

3) Langkah Usaha

TMA

TMB

TTA Indo 01/02

Gambar 7.16. Langkah Usaha (TTA Indonesia 2002) Cara Kerja; o Akhir dari langkah kompresi o Katup hisap dan katup buang masih tertutup o Sesaat sebelum piston mencapai TMA busi memercikan bunga api listrik ke dalam ruang bakar, sehingga campuran udara dan bensin yang sudah dimampatkan akan terbakar dan akan menimbulkan tenaga gerak atau mekanik.

161

4) Langkah Buang

TMA

TMB

TTA Indo 01/02

Gambar 7.17. Langkah Buang (TTA Indonesia 2002) Cara Kerja; o Akhir dari langkah usaha o Piston bergerak dari TMB ke TMA o Karena piston bergerak ke atas, maka gas hasil pembakaran di dalam silinder akan terdorong ke luar melalui katup buang. o Pada saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap kedua katup akan membuka sedikit (valve over lap) yang berfungsi sebagai langkah pembilasan (campuran udara bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran).

162

2. Konstruksi Mesin BensinMesin bensin terdiri dari mesin itu sendiri dan berbagai macam alat bantu lainnya. Mesin itu sendiri terdiri dari blok silinder, kepala silinder, piston, poros engkol, dan mekanisme katup seperti gambar dan diagram berikut. Alat Bantu lainnya pada mesin dirancang untuk menolong kerja mesin. Diantaranya sistem pelumasan, pendinginan, bahan bakar, dan kelistrikan. Konstruksi motor terutama bentuk ruang bakar, mekanisme katup dan saluran masuk juga menentukan performa motor. Pada umumnya desain dan konstruksi motor dirancang untuk mencapai salah satu aspek yaitu; meningkatkan efisiensi volumetrik dan pencampuran udara bensin yang lebih homogen, oleh karena itu motor-motor modern saat ini hampir memiliki konstruksi khusus seperti: a. Motor dengan multi katup (Multi Valve Engine) b. Motor dengan variabel saluran masuk (Variable Intake Manifold) c. Motor dengan variabel saat pemasukan (Variable Valve Timing) d. Motor dengan super/turbocharger, dll.

Gambar 7.18. Konstruksi Motor Bensin (http://www.rehermorrison.com/images/engines)

163

Blok Silinder Kepala Silinder Piston Batang Piston Komponen Utama Mesin Poros Engkol Poros Cam Roda Penerus Mekanisme Katup Bak Oli Bantalan

Gambar 7.19. Komponen Utama Mesin

Sistem Pelumasan Kelengkapan Mesin Sistem Pendinginan Sistem Pemasukan Sistem Pembuangan Sistem Bahan Bakar Sistem Kelistrikan

Gambar 7.20. Kelengkapan Mesin

164

3. Komponen Mesin Bensina. Blok Silinder Sebagian besar bagian dari mesin dipasangkan pada blok silinder, mulai dari kepala silinder, piston, poros engkol, roda penerus dan sebagainya, sehingga blok silinder ini harus kuat. Fungsi blok silinder adalah sebagai tempat untuk menghasilkan energi panas dari proses pembakaran. Blok silinder merupakan inti dari pada mesin, yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ini ada beberapa blok silinder yang terbuat dari paduan aluminium. Blok silinder dilengkapi dengan rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan kekuatan pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok silinder terdiri dari beberapa lubang tabung silinder, yang di dalamnya terdapat piston yang bergerak naik turun. Tiap silinder ditutup bagian atasnya oleh kepala silinder. Poros engkol terpasang di bagian bawah blok silinder. Untuk mekanisme katup tipe OHV, poros nok juga diletakkan di dalam silinder.

Gambar 7.21. Blok Silinder (http://www.rehermorrison.com/images/engines) Tenaga panas yang dihasilkan oleh pembakaran bensin dirubah menjadi tenaga mekanik, dengan adanya gerak naik turun piston dalam tiap-tiap silinder. Oleh sebab itu, persyaratan suatu silinder adalah; a) Tidak boleh terdapat kebocoran campuran bahan bakar dan udara saat berlangsungnya kompresi atau kebocoran gas pembakaran antara silinder dan piston. b) Tahanan gesek antara piston dan silinder harus sekecil mungkin.

165b. Kepala Silinder 1). Konstruksi Fungsi kepala silinder antara lain untuk menempatkan mekanisme katup, ruang bakar dan juga sebagai tutup silinder. Kepala silinder ditempatkan di atas blok silinder. Salah satu syarat utama kepala silinder adalah harus tahan terhadap tekanan dan temperatur yang tinggi selama mesin bekerja. Oleh sebab itu umumnya kepala silinder dibuat dari bahan besi tuang. Namun akhir-akhir ini banyak kepala silinder dibuat dari paduan aluminium, terutama motor-motor kecil. Kepala silinder yang terbuat dari paduan aluminium memiliki kemampuan pendinginan lebih besar dibandingkan dengan yang terbuat dari besi tuang. Pada kepala silinder juga dilengkapi dengan mantel pendingin yang dialiri air pendingin yang datang dari blok silinder untuk mendinginkan katup-katup dan busi. Pada bagian bawah kepala silinder terdapat katup-katup dan ruang bakar.

Gambar 7.22. Konstruksi Kepala Silinder (http://www.firstdiesel.com/bosch-edc)

1662) Jenis Ruang Bakar Ruang bakar yang umum digunakan pada mesin bensin antara lain; a) Ruang Bakar Model Setengah Bulat Ruang bakar jenis ini mempunyai permukaan yang lebih kecil dibanding dengan jenis ruang bakar lain yang sama kapasitasnya. Hal ini disebabkan karena ruang bakar ini mempunyai efisiensi panas yang tinggi dibandingkan dengan model lainnya. Ruang bakar model setengah bulat mempunyai konstruksi yang lebih sempurna, tetapi penempatan mekanisme katupnya menjadi lebih rumit.

Gambar 7.23. Tipe Setengah Bulat (Toyota 2000: 3-9) b) Ruang Bakar Model Baji

Ruang bakar model baji mempunyai konstruksi mekanisme katup yang lebih sederhana jika dibandingkan dengan model setengah bulat. Pada ruang bakar ini juga kehilangan panas relatif kecil.

Gambar 7.24. Tipe Baji (Toyota 2000: 3-9)

167c) Ruang Bakar Model Bak Mandi

Bentuk ruang bakar ini seperti bak mandi. Ditinjau dari pembuatannya, maka ruang bakar ini konstruksinya sederhana dan mudah dibuat, sehingga biaya produksinya lebih rendah. Hal ini disebabkan karena diameter katupnya lebih kecil. Bentuk ini menyebabkan terjadinya pusaran gas yang selanjutnya akan memperbaiki proses pembakaran gas. Kerugian bentuk ini adalah saat menghisap dan membuang kurang sempurna dibanding dengan jenis ruang bakar setengah bulat.

Gambar 7.25. Tipe Pent Roof (Toyota 2000: 3-9) d) Ruang Bakar Model Pent Roof Ruang bakar ini membentuk segi empat, baik tegak atau mendatar (lihat gambar) dan bila dihubungkan ke titik pusat akan menyerupai atap suatu bangunan, sehingga disebut model pent roof. Ruang bakar ini umumnya digunakan pada mesin yang mempunyai jumlah katup hisap dan katup buang lebih dari dua dalam setiap silinder. Keuntungan model ini adalah memberikan efek semburan gas yang baik dan lebih cepat terbakar, juga penempatan businya di tengah-tengah ruang bakar.

Gambar 7.26. Tipe Bak Mandi (Toyota 2000: 3-8)

168c. Gasket Kepala Silinder Fungsi gasket kepala silinder adalah sebagai perapat antara kepala silinder dengan blok silinder, untuk mencegah terjadinya kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan oli. Syarat suatu gasket kepala silinder harus tahan terhadap panas dan tekanan tinggi dalam setiap perubahan temperatur. Oleh sebab itu umumnya gasket dibuat dari carbon clad sheet steel .

Gambar 7.27. Gasket Kepala (Silinderhttp://www.globaldensoproducts.com/images) d. Bak Oli (Oil Pan) Fungsi bak oli (oil pan) adalah untuk menampung oli untuk pelumasan. Bak oli akan menutup bagian bawah dari blok silinder (bak engkol) yang dibautkan dan diberi paking seal atau gasket. Bak oli dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat (separator) untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi miring. Pada bagian bawah bak oli dipasang penyumbat oli (drain plug) yang berfungsi untuk mengeluarkan oli bekas dari mesin.

Gambar 7.28. Bak Oli

169e. Piston Fungsi piston adalah untuk menerima tekanan hasil pembakaran campuran gas dan meneruskan tekanan untuk memutar poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod). 1) Konstruksi Piston bergerak naik turun terus menerus di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, pembakaran dan pembuangan. Oleh sebab itu piston harus tahan terhadap tekanan tinggi, suhu tinggi, dan putaran yang tinggi. Piston dibuat dari bahan paduan aluminium, besi tuang, dan keramik. Piston dari bahan aluminium paling banyak digunakan, selain lebih ringan, radiasi panasnya juga lebih efisien dibandingkan dengan material lainnya. Gambar berikut menunjukkan konstruksi piston dengan nama komponennya.

Gambar 7.29. Konstruksi Piston (http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview) Bentuk kepala piston ada yang rata, cembung, dan ada juga yang cekung tergantung dari kebutuhannya. Tiap piston biasanya dilengkapi dengan alur-alur untuk penempatan pegas piston dan lubang untuk pemasangan pena piston. Bagian atas piston akan menerima kalor yang lebih besar dari pada bagian bawahnya saat bekerja. Oleh sebab itu pemuaian pada bagian atas juga akan lebih besar dari pada bagian bawahnya, terutama untuk piston yang terbuat dari aluminium. Agar diameter piston sama besar antara bagian atas dengan bagian bawahnya pada saat bekerja, maka diameter atasnya dibuat

170lebih kecil dibanding dengan diameter bagian bawahnya, bila diukur pada saat piston dalam keadaan dingin.

Gambar 7.30. Macam-macam Piston 2) Celah Piston Celah piston (celah antara piston dengan dinding silinder) penting sekali untuk memperbaiki fungsi mesin dan mendapatkan kemampuan mesin yang lebih baik. Bila celah terlalu besar, tekanan kompresi dan tekanan gas pembakarannya menjadi rendah, dan akan menurunkan kemampuan mesin. Sebaliknya bila celah terlalu kecil, maka akibat pemuaian pada piston menyebabkan tidak akan ada celah antara piston dengan silinder ketika mesin panas. Hal ini menyebabkan piston akan menekan dinding silinder dan dapat merusak mesin. Untuk mencegah hal ini pada mesin, maka harus ada celah yaitu jarak antara piston dengan dinding silinder yang disediakan untuk temperatur ruang lebih kurang 25oC. Celah piston bervariasi tergantung pada model mesinnya dan umumnya antara 0,02 mm0,12 mm.

Gambar 7.31. Celah Piston (Toyota 2000: 3-11)

171f. Pegas Piston Fungsi pegas piston adalah; 1) Sebagai perapat antara piston dengan dinding silinder agar tidak terjadi kebocoran gas pada saat langkah kompresi dan langkah usaha berlangsung. 2) Mencegah oli masuk ke ruang bakar 3) Mengikis kelebihan oli pada dinding silinder 4) Memindahkan panas dari piston ke dinding silinder untuk membantu mendinginkan piston Pegas piston bentuknya seperti cincin yang terpotong, dimana bentuk potongannya antara lain berbentuk potongan lurus (straight cut), potongan miring (diagonal cut), dan potongan bertingkat (step cut) seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 7.32. Pegas Piston (http://www.international-auto.com/images/originals/AR) Pegas piston dipasang dalam alur ring pada piston. Diameter luar dari pegas piston ini ukurannya lebih besar dari diameter pistonnya. Tujuannya agar dapat menekan dinding silinder pada saat terpasang. Pada kedua ujung pegas piston harus terdapat celah agar dapat mencegah patahnya pegas pada saat beroperasi. Celah ini tidak boleh terlalu besar karena akan menyebabkan bocornya oli ke ruang bakar dan juga tidak boleh terlalu kecil karena akan menyebabkan patahnya pegas saat bekerja. Pegas piston harus terbuat dari bahan yang tahan aus dan tahan lama. Umumnya pegas piston terbuat dari bahan besi tuang spesial, yang tidak merusak dinding silinder. Jumlah pegas piston bermacam-macam tergantung jenis mesin dan umumnya antara 3-4 pegas untuk setiap pistonnya, yang terdiri dari dua atau lebih pegas kompresi dan satu pegas minyak. Pegas piston akan mengembang bila dipanaskan dan begitu juga halnya dengan piston. Dengan alasan ini, maka pegas piston dipotong pada suatu

172tempat dan celahnya diposisikan pada sebelah kiri ketika terpasang di dalam silinder. Celah ini disebut celah ujung pegas (ring end gap). Besar celah ini bermacam-macam tergantung pada jenis mesin, dan umumnya antara 0,2 mm0,5 mm pada temperatur ruangan. 1) Pegas Kompresi Pegas kompresi berfungsi sebagai perapat antara piston dengan dinding silinder agar tidak terjadi kebocoran campuran bensin dengan udara pada saat langkah kompresi dan langkah usaha berlangsung dari ruang bakar ke bak engkol. Jumlah pegas kompresi ini umumnya ada dua buah untuk masingmasing piston, namun ada juga yang lebih dari dua. Pegas kompresi paling atas disebut Top compression ring dan selanjutnya Second compression ring. Tepi bagian atas pegas kompresi agak runcing dan bersentuhan dengan dinding silinder. Hal ini dirancang; (1) untuk menjamin agar dapat menutup hubungan antara pegas dan silnder dan (2) untuk mengikis oli mesin dari dinding silinder secara efektif.

Gambar 7.33. Pegas Kompresi Piston 2) Pegas Minyak Pegas minyak diperlukan untuk membentuk lapisan oli yang tipis antara piston dengan dinding silinder. Hal ini sangat penting sekali untuk mencegah keausan yang berlebihan antara dinding silinder dengan piston dan juga untuk memperkecil timbulnya panas akibat gesekan antara piston dan ring piston dengan silinder. Ada dua tipe pegas minyak, yaitu tipe integral dan tipe three piece. Pada saat piston bergerak dari TMB ke TMA, minyak akan melumasi dinding silinder melalui lubang-lubang yang ada pada piston dan pegas minyak. Selanjutnya pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB, oli akan terkikis lagi

173oleh ring piston dan mengalir kembali ke oil pan. Hanya sebagian kecil saja dari minyak ini yang masih melapisi antara piston dengan dinding silinder.

Gambar 7.34. Pegas Minyak Piston f. Pin Piston Fungsi pin piston adalah menghubungkan piston dengan bagian ujung yang kecil (small end) pada batang piston (connecting rod) melalui bushing dan meneruskan tekanan pembakaran yang diterima piston ke batang piston. Pin piston umumnya terbuat dari baja nikel. Diameternya dibuat besar agar luas bidang gesek menjadi besar dan tahan terhadap keausan. Selain besar, pin piston juga dibuat berlubang agar lebih ringan sehingga berat keseluruhan piston dapat dibuat lebih ringan dan mudah untuk membalansnya. Untuk mencegah keluarnya pin piston dari lubangnya, maka penempatan pin piston pada piston ada beberapa macam cara, yaitu; (1) tipe fixed, (2) tipe semi floating, dan (3) tipe full floating. Pada model full floating, pin piston tidak terikat pada bushing piston atau batang piston, sehingga dapat bergerak bebas. Pada kedua ujung pin piston ditahan oleh 2 buah pegas pengunci (snap ring). Pada model semi floating pin piston dipasang dan dibaut pada batang piston untuk mencegah lepas keluar atau bagian ujung yang kecil terbagi dalam dua bagian dan pena piston dibaut antara keduanya. Pada model fixed, salah satu ujung pin pistonnya dibautkan pada piston.

174

Gambar 7.35. Pin Piston (Toyota 2000: 3-15) g. Batang Piston Fungsi batang piston adalah menerima tenaga dari piston yang diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol. Bagian ujung batang piston yang berhubungan dengan pin piston disebut small end. Sedangkan yang berhubungan dengan poros engkol disebut big end. Poros engkol berputar pada kecepatan tinggi di dalam big end, dan mengakibatkan temperatur menjadi naik. Untuk menghindari hal tersebut, maka metal dipasangkan dalam big end. Metal ini dilumasi dengan oli dan sebagian dari oli ini dipercikkan dari lubang oli ke bagian dalam piston untuk mendinginkan piston.

Gambar 7.36. Batang Piston

175h. Poros Engkol Fungsi poros engkol adalah untuk merubah gerak turun naik piston menjadi gerak putar yang akhirnya menggerakkan roda penerus. Tenaga (torgue) yang digunakan untuk menggerakkan roda kendaraan dihasilkan oleh gerakan batang torak dan dirubah menjadi gerakan putaran pada poros engkol. Poros engkol menerima beban besar dari piston dan batang piston serta berputar pada kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut, poros engkol umumnya terbuat dari baja karbon dengan tingkatan dan daya tahan yang tinggi.

Gambar 7.37. Poros Engkol Untuk jenis mesin dengan susunan silinder sejajar satu garis (in-line), banyaknya pena engkol (crank pin) sama dengan banyaknya silinder. Mesin dengan susunan silinder yang membentuk sudut atau mesin V dan H, jumlah pena engkol biasanya separuh dari jumlah silindernya. Bentuk poros engkol di samping ditentukan oleh banyak silindernya, juga ditentukan oleh urutan pengapiannya. Dalam menentukan urutan pengapian (firing order) dari suatu mesin yang perlu diperhatikan adalah keseimbangan getaran akibat pembakaran, beban dari bantalan utama dan sudut puntiran yang terjadi pada poros engkol akibat adanya langkah kerja dari tiap silinder. Oli pelumas harus disalurkan dengan cukup untuk mencegah kontak langsung logam dengan logam antara fixed bearing dan poros engkol selama berputar pada bantalan. Diperlukan adanya celah yang tepat antara bantalan dan poros engkol untuk membentuk lapisan oli (oil film). Celah ini disebut celah oli (oil clearance). Ukurannya bermacam-macam tergantung pada jenis mesinnya umumnya berkisar antara 0,02 mm0,06 mm.

176i. Roda Penerus (Flywheel) Fungsi roda penerus adalah menyimpan tenaga putar (inertia) yang dihasilkan pada langkah usaha, agar poros engkol (crank shaft) tetap berputar terus pada langkah lainnya. Roda penerus menyimpan tenaga putar selama langkah lainnya, sehingga poros engkol cenderung berputar terus menerus. Hal ini menyebabkan mesin berputar dengan lembut yang diakibatkan oleh getaran tenaga yang dihasilkan. Roda penerus terbuat dari bahan baja tuang dengan mutu tinggi yang diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol pada kendaraan yang menggunakan transmisi manual. Roda penerus dilengkapi dengan ring gear yang dipasangkan dibagian luar gunanya untuk perkaitan dengan gigi pinion dari motor starter. Pada kendaraan dengan transmisi otomatis, sebagai pengganti roda penerus adalah torgue converter.

Gambar 7.38. Roda Penerus j. Bantalan Fungsi bantalan adalah mencegah keausan dan mengurangi gesekan pada poros engkol. Jurnal poros engkol menerima beban yang besar dari tekanan gas pembakaran dari piston dan berputar pada putaran tinggi. Oleh sebab itu digunakan bantalan-bantalan antara pin dengan jurnal yang dilumasi dengan oli untuk mencegah keausan serta mengurangi gesekan. Bantalan tipe sisipan (insert type bearing) yang banyak digunakan mempunyai daya tahan serta kemampuan mencegah keausan yang baik. Tipe bantalan sisipan ini terdiri dari lapisan baja dan lapisan metal di dalamnya. Lapisan baja mempunyai bibir pengunci untuk mencegah agar bantalan tidak ikut berputar. Tipe bantalan sisipan ini ada beberapa macam, masing-masing mempunyai lapisan metal yang berbeda. Umumnya bantalan sisipan dibuat dari bahan (1) logam putih, (2) logam kelmet, dan (3) logam aluminium.

177

Gambar 7.39. Bantalan (Bearing) k. Mekanisme Katup Pada sistem motor bakar 4 tak untuk memasukkan campuran bahan bakar-udara dan membuang gas bekas hasil pembakaran dari dalam silinder diperlukan adanya katup masuk dan katup buang. Mekanisme yang membuka dan menutup katup-katup ini disebut mekanisme katup. Berikut ini akan diuraikan konstruksi dan komponen mekanisme katup yang banyak digunakan pada kendaraan. 1) Konsrtruksi a) Katup Katup berfungsi untuk membuka dan menutup saluran hisap dan saluran buang. Tiap silinder dilengkapi minimal dengan dua katup yaitu katup masuk dan katup buang. Konstruksi katup terdiri dari kepala katup (valve head) dan batang katup (valve stem). Katup ini menyerupai jamur. Pada kepala katup, bentuknya disesuaikan dengan kebutuhan agar gas yang keluar masuk dapat mengalir dengan lancar. Daun katup masuk diameternya dibuat lebih besar jika dibandingkan dengan daun katup buang. Tujuannya agar pemasukan gas bersih dapat lebih sempurna. Temperatur rata-rata yang terjadi pada daun katup hisap adalah antara 250oC sampai dengan 275oC, sedangkan untuk katup buang berkisar antara 700oC sampai dengan 760oC. Dengan temperatur seperti tersebut di atas, maka daun katup buang dibuat dari bahan yang lebih kuat dari pada daun katup masuk. Agar katup menutup rapat pada dudukannya, maka permukaan sudut katup (valve face angle) dibuat pada 44,5o atau 45,5o.

178

Konfigurasi Satu Silinder Dengan 3 Katup

Gambar 7.40. Katup b) Poros Nok (Camshaft) Poros nok dilengkapi dengan jumlah nok yang sama yaitu untuk katup hisap dan katup buang. Nok ini akan membuka dan menutup katup sesuai dengan timing (saat) yang ditentukan. Gigi penggerak distributor dan nok penggerak pompa bensin juga dihubungkan dengan poros nok.

Gambar 7.41. Poros Nok

179c) Pengangkat Katup (valve Lifter) Pengangkat katup berfungsi untuk membuka dan menutup katup dengan cara memindahkan gerakan dari nok. Pengangkat katup bergerak turun dan naik, karena gerakan pada pengantarnya yang terdapat di dalam blok silinder saat sumbu nok berputar dan menggerakkan katup untuk membuka dan menutup. Mesin yang mempunyai pengangkat katup konvensional celah katupnya harus disetel dengan tepat, sebab tekanan panas mengakibatkan pemuaian pada komponen kerja katup. Namun untuk pengangkat katup hidraulis celah katupnya dipertahankan pada 0 mm setiap saat dan bebas penyetelan. Hal ini dapat dicapai dengan hydraulic lifter atau sealed hydraulic lifter yang terdapat pada mesin tipe OHV atau katup last adjuster yang terdapat pada mesin tipe OHC.

Gambar 7.42. Pengangkat Katup d) Batang Penekan (Push Rod) Batang penekan berbentuk batang kecil yang masing-masing dihubungkan pada pengangkat katup (valve lifter) dan rocker arm pada mesin OHV. Batang katup ini meneruskan gerakan dari pengangkat katup ke rocker arm.

Gambar 7.43. Batang Penekan

180

e) Rocker arm

Gambar 7.44. Rocker arm (http://classichemi.com/HPIM0145A.JPG) Rocker arm dipasang pada rocker arm shaft . Bila rocker arm ditekan ke atas oleh batang penekan (push rod), katup akan tertekan dan membuka. Rocker arm dilengkapi dengan skrup dan mur pengunci (lock nut) untuk penyetelan celah katup. Rocker arm yang menggunakan pengangkat katup hidraulis tidak dilengkapi dengan skrup dan mur penyetelan. 2. Metode Menggerakkan Katup Sumbu nok digerakkan oleh poros engkol dengan beberapa metode, yaitu; (a) metode timing gear, (b) timing chain, dan (c) metode Timing Belt. a) Metode Timing Gear Metode ini digunakan pada mesin dengan mekanisme katup jenis OHV (Over Head Valve), yang letak sumbu noknya di dalam blok silinder. Keuntungan

181model ini adalah lebih kuat dan tahan lama. Sedangkan kerugiannya menimbulkan bunyi yang besar sehingga menjadi kurang populer.

Gambar 7.45. Model Timing Gear b) Metode Timing Chain Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHV dan OHC. Keuntungannya adalah menimbulkan bunyi yang lebih kecil dibanding tipe timing gear. Sedangkan kerugiannya adalah umur lebih pendek dibanding tipe timing gear.

Gambar 7.46. Model Rantai Timing (http://www.familycar.com/CarCare/Images/TimingBelt.jpg)

182c) Model Timing Belt Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHC dan DOHC. Sumbu nok (cam shaft) digerakkan oleh sabuk yang bergigi sebagai pengganti timing chain. Timing Belt terbuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga mempunyai daya renggang yang baik dan hanya mempunyai pemuaian yang kecil karena panas. Keuntungan model Timing Belt adalah tidak menimbulkan bunyi dan tidak memerlukan pelumasan. Sedangkan kerugiannya adalah umur lebih pendek dibanding tipe timing chain.

Gambar 7.47. Model Timing Belt (http://www.familycar.com/CarCare/Images/TimingBelt.jpg) 4. Sistem Pelumasan Mesin terdiri dari bagian-bagian logam yang bergerak, beberapa diantaranya ada yang berhubungan langsung secara tetap satu dengan yang lainnya seperti poros engkol, piston, dan mekanisme katup. a. Fungsi Sistem Pelumasan 1) Melumasi secara kontiyu bagian-bagian mesin yang bergerak untuk mengurangi keausan 2) Untuk membentuk lapisan oli (oil film) mencegah kontak langsung permukaan logam dengan logam. Mengurangi gesekan dan mencegah keausan serta panas. 3) Oli mendinginkan bagian-bagian mesin 4) Sebagai seal antara piston dengan lubang dinding silinder. 5) Mengeluarkan kotoran dari bagian-bagian mesin 6) Mencegah karat pada bagian-bagian mesin.

183b. Macam-macam Sistem Pelumasan Sistem pelumasan yang biasa dikenal dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu; 1) Sistem Pelumasan Kering (Dry Sump System) Sistem pelumasan kering adalah sistem pelumasan dimana tangki oli ditempatkan di luar mesin, sehingga ruangan bak engkol selalu kering. 2) Sistem Pelumasan Basah (Wet Sump System) Sistem pelumasan basah yaitu sistem yang menggunakan tanki oli pada bak engkol. Sistem pelumasan basah dibedakan lagi atas tiga tipe, yaitu (a) sistem percikan, (b) sistem penyaluran dengan tekanan, (c) sistem kombinasi tekanan dan percikan. Umumya kendaraan menggunakan sistem penyaluran dengan tekanan. Dalam sistem ini, oli ditekan oleh gerakan mekanik dari pompa oli dan disalurkan ke bagian-bagian mesin yang bergerak.

Gambar 7.48. Sistem Pelumasan Tekanan (http://cache.eb.com/eb/image id=97216&rendTypeId)

184c. Komponen Sistem Pelumasan 1) Pompa Oli Pompa oli berfungsi untuk menghisap oli dari bak oli dan menekan atau menyalurkan ke bagian-bagian mesin yang bergerak. Pompa oli ada yang digerakan oleh poros engkol dan ada juga yang digerakkan oleh poros nok, Timing Belt dan sebagainya. Saringan oli terpasang pada inlet pompa oli yang berfungsi untuk menyaring kotoran dari oli. Pompa oli yang biasa digunakan pada mesin adalah model roda gigi dan model trochoid. a) Pompa Model Roda Gigi Pada model ini, roda gigi terdiri dari gigi penggerak (drive gear) dan gigi yang digerakan (driven gear) berputar secara bersamaan untuk menghisap dan memompakan oli keluar.

Gambar 7.49. Pompa Model Roda Gigi (Halderman 2005: 113) b) Pompa Model Rotor Pada model ini, pompa oli dilengkapi dengan 1 buah rotor penggerak dan 1 buah rotor yang digerakkan di dalam rumah pompa. Bila rotor penggerak berputar, maka rotor yang digerakkan langsung ikut sama-sama berputar. Poros rotor penggerak tidak satu titik pusat (offset) dengan rotor yang digerakkan. Oleh karena itu besarnya ruangan dibentuk oleh dua ruangan yang berputar. Oli terhisap ke pompa oli saat ruangan membesar dan oli ditekan ke ruangan yang mengecil.

185

Gambar 7.50. Pompa Model Rotor (Halderman 2005: 114) 2) Saringan Oli Fungsi saringan oli adalah untuk menyaring kotoran-kotoran yang terdapat di dalam oli sebelum oli itu melumasi bagian-bagian mesin. Bila bagianbagian yang bergerak dilumasi oleh oli yang kotor, maka akibatnya komponenkomponen akan cepat menjadi aus. Pada saringan oli juga dipasang relief valve. Bila elemen saringan tersumbat oleh kotoran-kotoran, maka akan terjadi perbedaan tekanan antara saluran masuk (inlet) dan saluran keluar (discharge). Apabila melebihi tekanan yang ditetapkan (1kg/cm2, 14 psi, 98 KPa), maka katup bypass akan membuka dan menyalurkan oli langsung ke bagian mesin yang bergerak untuk menghindari kerusakan dan keausan yang lebih fatal.

Gambar 7.51. Saringan Oli

186

5. Sistem PendinginanPada motor bensin hanya 23 % sampai 28% energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar di dalam silinder yang dimanfaatkan secara efektif sebagai tenaga. Sebagian panas keluar menjadi gas bekas dan sebagian lagi hilang dalam berbagai bentuk. Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak dibuang, maka komponen mesin yang berhubungan dengan panas pembakaran tadi akan mengalami kenaikan temperatur yang berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifatnya serta bentuk dari komponen mesin tersebut. Oleh sebab itu, panas yang diserap oleh mesin harus dibuang ke udara dengan segera. Maka sistem pendinginan dilengkapi di dalam mesin untuk mendinginkan dan mencegah panas yang berlebihan.

Gambar 7.52. Keseimbangan Panas

a. Sistem Pendinginan Udara Pada sistem ini, panas yang dihasilkan dari pembakaran gas di dalam silinder didinginkan dengan menggunakan sirip-sirip pendingin yang dipasangkan di bagian luar dari silinder. Sistem pendingin udara ini mempunyai keterbatasan dalam hal kemampuan untuk mendinginkan, sehingga hanya cocok untuk mesin kapasitas kecil seperti sepeda motor.

Gambar 7.53. Sirip Pendingin pada Sistem Pendingin Udara

187b. Sistem Pendingin Air Sistem pendingin air mempunyai konstruksi yang lebih rumit jika dibandingkan dengan sistem pendinginan udara. Namun mempunyai keuntungan, yaitu lebih aman, sebab ruang bakar dikelilingi oleh pendingin. Konstruksi sistem pendinginan air terdiri dari radiator, pompa air, kipas, tutup radiator, tangki reservoir, katup thermostat.

Gambar 7.54. Konstruksi dan Cara Kerja Sistem Pendingin Air (http://www.bobcerullo.com/images)

1881) Radiator Fungsi radiator adalah sebagai alat untuk mendinginkan air yang telah menyerap panas dari mesin dengan cara membuang panas air tersebut melalui sirip-sirip pendinginnya. Konstruksi radiator terdiri dari tangki atas, inti radiator dan tangki bawah. a) Tangki Atas Tangki atas berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. Tangki ini dilengkapi juga dengan lubang pengisian, pipa pembuangan, dan saluran masuk air pendingin dari mesin. Lubang pengisian harus selalu ditutup dengan tutup radiator. b) Inti Radiator Inti radiator berfungsi untuk membuang panas dari air ke udara agar temperatur air menjadi lebih rendah dari sebelumnya. Inti radiator terdiri dari pipa-pipa air untuk mengalirkan air dari tangki atas ke tangki bawah dan sirip pendingin untuk membuang panas air yang berada pada pipa-pipa air.Ada dua tipe inti radiator (radiator core), yaitu tipe plate (flat fin type) dan tipe lekukan (currogated type). Perbedaan antara kedua tipe ini tergantung pada model sirip pendinginnya. c) Tangki Bawah Tangki bawah berfungsi untuk menampung air yang telah didinginkan oleh inti radiator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa air. Pada tangki bawah ini juga dipasangkan saluran air yang akan berhubungan dengan pompa air dan saluran pembuangan untuk membuang air radiator saat membersihkan radiator.

Gambar 7.55. Inti Radiator (Halderman 2005: 85)

189

Gambar 7.56. Fungsi Radiator (http://www.uidaho.edu/bioenergy) 2) Tutup Radiator Fungsi dari tutup radiator adalah (a) untuk menaikkan titik didih air pendingin dengan jalan menahan ekspansi air pada saat air menjadi panas sehingga tekanan air menjadi lebih tinggi dari tekanan udara luar dan (b) untuk mempertahankan air pendingin di dalam sistem agar tetap penuh walaupun mesin dalam keadaan dingin atau panas. Untuk mewujudkan fungsi tersebut, maka pada tutup radiator dilengkapi dengan relief valve dan vacuum valve.

Gambar 7.57. Tutup Radiator (http://www.centuryperformance.com/images/tech/radcap.jpg)

1903) Pompa Air Fungsi pompa air pada sistem pendinginan adalah untuk mensirkulasikan air pendingin dengan jalan membuat perbedaan tekanan antara saluran hisap dengan saluran tekan yang terdapat pada pompa. Umumnya pompa air yang banyak digunakan pada sistem pendingin adalah pompa sentrifugal. Pompa air ditempatkan di bagian depan blok silinder dan digerakkan oleh tali kipas atau Timing Belt.

Gambar 7.58. Pompa Air 4) Thermostat Fungsi katup thermostat adalah untuk menahan air pendingin agar bersirkulasi hanya pada mesin apabila suhunya masih rendah dan membuka saluran dari mesin ke radiator agar terjadi sirkulasi air pendingin dari mesin ke radiator dan dari radiator ke mesin pada saat mesin telah mencapai suhu idealnya. Thermostat dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator tujuannya agar lebih mudah untuk menutup saluran apabila mesin masih dalam keadaan dingin dan membuka saluran apabila mesin sudah panas. Katup thermostat ada dua macam, yaitu model bellow dan model wax.

191

Gambar 7.59. Thermostat dan Tempat Pemasangannya (http://classichemi.com/HPIM0145A.JPG&imgrefurl) 5) Kipas Pendingin Fungsi kipas pendingin adalah untuk mengalirkan udara pada inti radiator agar panas yang terdapat pada inti radiator dapat dirambatkan dengan mudah ke udara. Aliran udara pada mesin-mesin kendaraan selalu parallel dengan gerakan kendaraan, tetapi arahnya berlawanan. Oleh karena itu, pemasangan kipas dan radiator selalu tegak lurus terhadap arah dari gerakan kendaraan. Kipas pendingin ada yang digerakkan oleh poros engkol melalui tali kipas dan dengan motor listrik.

Gambar 7.60. Kipas Angin (http://www.compcams.com/Base/Images/Products)

192

6. Sistem Bahan BakarSecara umum sistem bahan bakar bensin berfungsi untuk mencampur bahan bakar (bensin) yang ditampung dalam tangki dengan udara serta mensuplai campuran tersebut ke dalam ruang bakar mesin dalam bentuk kabut. Sistem bahan bakar konvensional (karburator) maupun sistem Electronic Fuel Injection (EFI) bertujuan untuk membuat campuran bensin dan udara agar bisa terbakar dalam ruang silinder motor. Pada motor bensin yang memakai karburator, percampuran bensin dan udara masih bersifat alami yaitu bensin dapat bercampur dengan udara karena dihisap motor. Kesulitan yang terjadi adalah karena berat jenis bensin tidak sama dengan udara, maka berbandingan campuran yang ideal akan sulit tercapai.

a. Sistem Bahan Bakar KarburatorPipa bahan Bakar

Saluran kembali bensin Saluran bensin dari tangki ke pompa bensin Unit Karburator dan saringan Udara

Tangki Bensin

Filter Bensin

Pompa Bensin

Gambar 7.61. Sistem Bahan Bakar Motor Bensin

1931) Tangki Bahan Bakar

Gambar 7.62. Tangki Bensin

Tangki bahan bakar umumnya dibuat dari lembaran baja yang tipis dan saat ini sudah ada tangki bensin terbuat dari plastik keras (tidak mudah berkarat), pada umumnya/kebanyakan tangki bensin ditempatkan di belakang kendaraan (lebih aman untuk mencegah bocornya bensin bila terjadi benturan/tabrakan). Bila tangki bensin terbuat dari baja maka bagian dalam tangki diberi lapisan pencegah karat. Tangki bensin juga dilengkapi dengan penyekat (separator) untuk mencegah olakan bensin dalam tangki saat kendaraan berjalan sehingga mencegah perubahan permukaan bahan bakar saat kendaraan bergerak. Lubang/pipa saluran isap bensin ke pompa/saluran utama diletakkan 2-3 cm dari dasar tangki untuk mencegah endapan dan air dalam bensin ikut terisap ke dalam saluran menuju ke pompa bensin dan karburator. Bila tangki bensin tidak diisi penuh, uap dalam tangki akan mengembun pada dinding-dinding tangki. Oleh karena air lebih berat dari pada bensin, maka air tersebut langsung turun ke bagian bawah tangki. Bila air terbentuk banyak, ini akan menimbulkan kesukaran pada mesin untuk hidup. Bila pengembunan pada tangki sedikit, akan mengakibatkan karat dan karat ini akan menyumbat saringan dan karburator, sehingga menimbulkan kesukaran pada mesin. Keselamatan kerja pada perawatan dan perbaikan tangki bensin adalah dilarang mengelas, memotong, dan menyolder bila berdekatan dengan tangki bensin, karena dapat menimbulkan kebakaran.

194

Gambar 7.63. Pengembunan pada Tangki Bensin 2) Saringan Bahan Bakar Saringan bahan bakar berfungsi untuk menyaring kotoran atau air yang mungkin terdapat di dalam bensin. Saringan bensin ditempatkan antara tangki dan pompa bahan bakar. Elemen saringan yang terdapat di dalam rumah saringan, yang bisa menurunkan kecepatan aliran bahan bakar, akibatnya air dan partikel kotoran yang lebih berat dari bensin mengendap ke bawah, sedangkan partikel kotoran yang lebih ringan disaring oleh elemen. Saringan bensin tidak dapat diperbaiki, dan harus diganti dalam satu unit.

Gambar 7.64. Saringan Bensin

195Jika saringan bensin tersumbat, maka tahanan di dalam saluran bensin menjadi bertambah. Hal ini akan mengurangi jumlah bensin yang menuju ke karburator saat dibutuhkan mesin pada kecepatan tinggi atau pada beban yang besar. Saringan bensin yang tersumbat juga menambah hambatan pada elemen selama mesin bekerja. Bensin tidak akan dapat mengalir dengan lembut, karena sejumlah besar kotoran tertinggal di dalam saringan. 3) Saluran Bahan Bakar (Pipa dan Selang) Bensin dialirkan dari tangki ke karburator melalui saluran bahan bakar. Minimal ada satu saluran yang menghubungkan pompa bensin dengan tangki, dan kadangkala juga terdapat satu saluran lagi sebagai saluran pengembali bensin. Jika ada tiga saluran bahan bakar maka saluran utama berfungsi menyalurkan bahan bakar dari tangki ke pompa bahan bakar dan saluran pengembali yaitu menyalurkan kembali bahan bakar dari karburator kembali ke tangki. Saluran yang lain adalah saluran uap bensin yang menyalurkan gas HC (uap bensin) dari dalam tangki ke kanister. Umumnya saluran bensin ditempatkan/diinstalasikan sedemikian rupa di bawah lantai atau rangka guna mencegah kerusakan yang disebabkan oleh benturan batu dari permukaan jalan, maka saluran bensin dilengkapi dengan pelindung. Tidak semua saluran bensin dibuat dari logam akan tetapi sebagian disambungkan dengan selang karet yang kuat. 4) Pompa Bahan Bakar Pompa bahan bakar berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar bensin dari tangki ke karburator. Letak tangki bensin pada mobil umumnya lebih rendah dari pada karburator, sehingga bensin tidak akan dapat mengalir dengan sendirinya. Namun untuk kendaraan sepeda motor letak tangki lebih tinggi dari karburator, maka tidak diperlukan adanya pompa bahan bakar. Ada dua tipe pompa bensin, yaitu tipe mekanik dan tipe elektrik. Pompa bahan bakar tipe mekanik menggunakan diafragma dan biasanya digunakan pada mesin yang mengunakan karburator. Pompa bahan bakar tipe elektrik dipakai pada mesin yang menggunakan sistem Electronic Fuel Injection (EFI). a) Pompa Bahan Bakar Tipe Mekanik Pompa bahan bakar tipe mekanik mempunyai sebuah diafragma yang letaknya tepat ditengah-tengah seperti telihat pada gambar di bawah ini.

196

Gambar 7.65. Konstruksi Pompa Bensin Tipe Mekanik Cara Kerja Pompa Mekanik Langkah Hisap

Apabila rocker arm ditekan ke atas oleh nok, diafragma tertarik ke bawah, ruangan di atas diafragma menjadi hampa, katup masuk terbuka dan bensin akan mengalir ke ruangan diafragma. Pada saat katup keluar tetap tertutup karena tekanan pegas.

Gambar 7.66. Langkah Hisap Pompa

197

Langkah PenyaluranApabila nok berputar, maka rocker arm akan kembali ke posisi semula sehingga diafragma didorong ke atas oleh pegas akibatnya bensin terdorong melalui katup keluar dan terus mengalir ke karburator. Dalam keadaan seperti ini katup keluar terbuka dan katup masuk tertutup. Tekanan penyaluran pompa sekitar 0,2 s/d 0,3 kg/cm2

Gambar 7.67. Langkah Penyaluran Pompa

Pump IdlingJika bensin yang tersedia pada karburator sudah cukup, maka diafhragma tidak terdorong ke atas oleh pegas dan pull rod berada pada posisi turun. Hal ini disebabkan tekanan pegas sama dengan tekanan bahan bakar. Pada saat ini rocker arm tidak bekerja walaupun nok berputar, akibatnya diafhragma diam dan pompa tidak bekerja.

Gambar 7.68. Pada Saat Pompa Bensin Tidak Bekerja

198b) Pompa Bahan Bakar Tipe Listrik Pompa bahan bakar tipe listrik ini dapat ditempatkan dimana saja dengan tujuan untuk menghindari panas dari mesin. Namun untuk pompa bensin mesin EFI penempatan pompa bensin listrik berada dalam tangki bahan bakar dan merupakan alternatif pemasangan pompa yang terbaik, karena pompa akan terlindung dari kotoran yang menempel, juga bunyi pompa akan bisa diredam, serta pompa tidak memerlukan perawatan khusus. Pompa bahan bakar tipe listrik menghasilkan 2 kg/cm2 atau lebih dibandingkan dengan pompa bahan bakar tipe mekanik. Selain itu getaran juga akan berkurang, karena pompa bahan bakar tidak digerakkan oleh nok. Pompa bensin listrik harus dapat mensuplai bensin lebih banyak dari kebutuhan pemakaian bahan bakar maksimum, dengan demikian pompa akan mampu selalu menjaga tekanan kerja sistem bahan bakar dalam segala kondisi kerja motor. Rumah pompa terdiri dari sebuah ruang berbentuk silinder dan di dalam rumah tersebut terpasang sebuah piringan rotor yang berputar eksentris terhadap rumah pompa. Pompa bahan bakar digerakkan oleh motor listrik magnet permanen yang konstruksinya menjadi satu unit dengan rumah pompa. Pompa bensin model listrik langsung bekerja setelah kunci kontak diposisikan pada posisi ON. Bila rotor berputar, bensin yang ada dalam saluran masuk akan tertekan melalui keliling rumah pompa dan menimbulkan tekanan bensin dalam saluran tekan. Pompa bahan bakar model listrik dapat dibedakan atas dua tipe, yaitu tipe rotor dan tipe turbin. Pompa bahan bakar tipe turbin tidak menimbulkan bunyi saat beroperasi.

Gambar 7.69. Pompa Bensin Tipe Turbin

1995) Karburator a) Fungsi Karburator Fungsi karburator adalah untuk memperoleh campuran bensin dengan udara sesuai dengan kondisi kerja dari mesin. Bahan bakar yang dikirim ke dalam silinder harus dalam kondisi mudah terbakar agar dapat menghasilkan efisiensi tenaga yang maksimum. Bensin sedikit lebih sulit terbakar, bila tidak dirubah dalam bentuk gas. Bensin tidak dapat terbakar dengan sendirinya, harus dicampur dengan udara dalam perbandingan yang tepat. Perbandingan campuran udara dan bahan bakar juga mempengaruhi pemakaian bahan bakar. b) Perbandingan Campuran Udara dan Bahan Bakar

Gambar 7.70. Perbandingan Bensin dan Udara Pemakaian bahan bakar pada motor bensin sangat tergantung dari perbandingan campuran bahan bakar dan udara, konsumsi bensin akan lebih rendah bila perbandingan campuran dengan udara sekitar 1 : 15, hal ini berarti 1 kg bensin dicampur dengan 15 kg udara. Angka perbandingan tersebut dapat kita hitung sama dengan 11500 liter udara bercampur dengan 1 liter bensin. Perbandingan campuran bensin dan udara yang ideal (campuran bensin udara untuk pembakaran motor dengan tingkat polusi yang paling rendah) adalah 1 : 14,7 atau dalam ukuran liter yaitu 1 liter bensin secara ideal harus bercampur dengan 11500 liter udara.

200Simbol perbandingan udara yang masuk ke silinder motor dengan jumlah udara menurut teori dinyatakan dengan =

= Jumlah udara masukJumlah syarat udara menurut teori

= 1, Jumlah udara masuk ke dalam silinder motor sama dengan jumlah syarat udara dalam teori > 1, Jumlah udara yang masuk lebih banyak dari syarat udara secara teoritis. Hal ini berarti mesin dalam kondisi kelebihan udara atau campuran kurus, dan daya kurang. < 1, Jumlah udara yang masuk lebih kecil dari jumlah syarat udara dalam teori, pada situasi ini motor kekurangan udara, campuran gemuk, dalam batas tertentu dapat meningkatkan tenaga motor. > 1,2, Dalam situasi seperti ini campuran bensin udara sangat kurus sehingga pembakaran tidak dapat terjadi pada tempat yang lebih luas.

Tabel 3.1. Variasi Perbandingan Campuran Udara dan Bensin

Kondisi Kerja Mesin 1 Mesin di Start pada Suhu 0oC

Perbandingan Campuran Udara Bensin 2 1:1

Keterangan 3Bila mesin sangat dingin saat dihidupkan, maka mesin akan sulit hidup karena bensin sukar menguap, bensin bahkan menempel pada saluran masuk/sulit bercampur dengan udara. Keadaan seperti ini; mesin memerlukan penambahan bensin hingga perbandingan campuran gemuk.

Mesin di Start pada Suhu 20oC

1:5

201

1 Saat Putaran Idling

2

3Bila campuran udara-bensin digemukkan pada kaburator maka hampir semua udara yang masuk ke dalarn silinder dapat terbakar.

1 : 11

Saat Akselerasi 1:8

Karena berat jenis bensin dan udara berbeda, maka bensin tidak dapat mengimbangi jumlah udara yang masuk selama akselerasi, hal ini menyebabkan perbandingan campuran menjadi kurus, sehingga diperlukan penambahan bensin sementara, sehingga campuran udara-bensin jadi gemuk.

1 : 1213 Beban Penuh

Pada saat mesin kecepatan tinggi dan daya maksimum, maka aliran campuran udara bensin juga lebih besar jika dibandingkan saat mesin putaran rendah/idel, oleh karena itu tidak semua udara yang masuk dalam silinder terbakar, sebagian keluar melalui saluran buang,

1 : 16-18 Ekonomis

Karburator dirancang untuk memberikan perbandingan campuran udara bensin yang optimal guna menghasilkan pembakaran yang ekonomis dan sempurna dari bensin selama mengendara dengan ekonomis Situasi ini perbandingan campuran udarabensin adalah ideal, sehingga tidak ada bensin atau udara dalam silinder yang tidak terbakar.

202c) Prinsip Kerja Karburator

CAT

Gambar 7.71. Prinsip Kerja Karbuartor Prinsip kerja karburator sama halnya dengan prinsip kerja spray gun pengecatan dan penyemprot cairan obat anti nyamuk. Bila udara ditiupkan dengan kecepatan tinggi pada pipa datar, maka tekanan pada pipa yang tegak lurus akan turun sehingga cairan akan terisap ke atas bahkan bisa bercampur dengan udara (cairan akan terkabutkan). Makin besar kecepatan udara yang mengalir maka tekanan pada pipa yang tegak lurus akan semakin turun dan cairan yang dikabutkan juga semakin banyak. d) Konstruksi Dasar Karburator Gambar berikut ini menunjukkan bentuk dasar karburator. Bila torak bergerak ke bawah di dalam silinder selama langkah hisap mesin pada mesin, akan menyebabkan kevakuman dalam ruang bakar. Dengan terjadinya vakum ini udara masuk ke ruang bakar melalui karburator. Besarnya udara yang masuk ke silinder diatur oleh katup throttle, yang gerakannya diatur oleh pedal akselerasi. Bertambah cepatnya aliran udara yang masuk melalui saluran yang sempit (venturi), maka tekanan pada venturi menjadi rendah. Hal ini menyebabkan bensin dalam ruang pelampung mengalir ke luar melalui saluran utama (main nozzle) ke ruang bakar. Jumlah udara maksimum yang masuk ke karburator terjadi saat mesin berputar pada kecepatan tinggi dengan posisi katup throttle terbuka penuh. Kecepatan udara yang bergerak melalui venturi bertambah dan memperbesar jumlah bensin yang keluar melalui main nozel.

203

Gambar 7.72. Venturi pada Karburator

Gambar 7.73. Konstruksi Dasar Karburator

204

e) Sistem Kerja Karburator Secara umum terdapat dua atau lebih sistem pada karburator; seperti sistem idle dan power, serta yang sudah disesuaikan dengan sifat masing-masing karburator dan jenis mesin. Selain itu karburator juga dilengkapi dengan peralatan pembantu seperti peralatan pengontrol emisi, sehingga karburator menjadi lebih besar dan rumit, diperlukan ketelitian dalam pemeriksaannya. Sistem dasarnya terdiri dari sebuah sistem pelampung, sistem choke dan beberapa sirkuit pengiriman bahan bakar: primer dan sekunder, sirkuit akselerasi dan sirkuit daya (power). Untuk mesin mobil produk terbaru menggunakan karburator dua barel yang terdiri dari beberapa sistem, yaitu; a) Sistem pelampung b) Sistem Stationer dan Kecepatan Lambat c) Primary High Speed System (Sistem Utama) d) Secondary High Speed System e) Power Sistem (Sistem Tenaga) f) Acceleration System (Sistem Percepatan) g) Sistem Cuk h) Fast Idle Mechanisme i) Thermostatic Valve j) PCV (Positive Cranckcase Ventilation) k) Deceleration Fuel Cutt off Sistem f) Tipe dan Bentuk Karburator Jenis karburator venturi tetap saat ini banyak digunakan, karena jenis karburatornya cukup sederhana.. Dewasa ini terdapat beberapa variasi karburator berdasarkan pabrik pembuatnya, seperti: Cater, Stormberg dan Solex. Stromberg pada umumnya lebih sering digunakan. Sifat utama dari karburator yaitu menggunakan sebuah venturi dengan diameter tertentu yang di dalamnya juga terdapat Nozel utama, besarnya kevakuman tergantung dari udara yang mengalir melalui venturi/perubahannya sesuai dengan besarnya udara yang mengalir. Besar kecilnya kevakuman tergantung dari beban mesin/terbukanya katup gas yang mengatur bertambah atau berkurangnya jumlah bahan bakar yang keluar dari Nozel utama. Jenis yang dua barel tidak menggunakan mekanisme yang rumit untuk mengukur jumlah bahan bakar, sehingga dapat mengalirkan bahan bakar dalam jumlah tetap.

205

g) Bentuk Venturi

Venturi Tetap

Venturi VariabelGambar 7.74. Jenis Venturi

Umumnya terdapat dua konstruksi/jenis venturi yaitu venturi tetap dan venturi variabel, yang banyak digunakan saat ini pada mesin-mesin kendaraan roda empat adalah venturi tetap, sedangkan pada sepeda motor umumnya memakai venturi variabel

h) Arah Aliran Campuran

Karburator Arus Datar Karburator Arus Turun

Gambar 7.75. Karburator dan Arah Aliran Gas

206

Gambar 7.76. Jumlah Venturi

Gambar 7.77 Karburator dan Jumlah Barrel b. Sistem Bahan Bakar Electronic Fuel Injection (EFI) 1) Prinsip Kerja Mesin dengan sistem bahan bakar konvensional, jumlah bahan bakar yang diperlukan oleh mesin diatur oleh karburator. Untuk mesin modern dengan menggunakan sistem EFI maka jumlah bahan bakar diatur (dikontrol) lebih akurat oleh komputer dengan mengirimkan bahan bakarnya ke silinder melalui injektor. Sistem EFI dapat menentukan jumlah bahan bakar yang optimal (tepat) sesuai dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin, temperatur air pendingin, posisi katup throttle, pengembunan oksigen di dalam

207exhaust pipe, dan kondisi lainnya. Komputer EFI mengatur jumlah bahan bakar untuk dikirim ke mesin pada saat penginjeksian dengan perbandingan udara dan bahan bakar yang optimal berdasarkan pada karakteristik mesin. Sistem aliran bahan bakar dengan tekanan kerja tertentu akan melalui pompa bensin dan mensuplai bensin dari tangki sampai ke injektor. Injektor menyemprotkan bensin ke setiap saluran masuk silinder motor, dengan jumlah bahan bakar yang disesuaikan dengan kebutuhan unjuk kerja (performa) motor. Electronic Control Unit (ECU/ECM) berfungsi mengatur volume penyemprotan bensin berdasarkan masukan dari sensor-sensor seperti sensor putaran, beban motor, situasi kerja/pengendalian motor, suhu air pendingin dan suhu udara masuk serta variabel lainnya. 2) Keuntungan Sistem Injeksi Dibandingkan dengan Karburator a) Sistem EFI menjamin perbandingan udara dan bahan bakar yang ideal dan efisiensi bahan bakar yang tinggi pada setiap saat. b) Konstruksi ruang bakar dan kepala silinder dapat lebih disempurnakan, agar efisiensi volumetrik motor lebih meningkat, untuk menambah torsi dan daya motor c) Bila kadar racun pada emisi/gas buang dapat diperkecil, karena campuran bensin dan udara dapat diatur mendekati perbandingan campuran yang ideal, secara otomatis torsi dan daya motor dapat lebih meningkat, pemakaian bensin juga lebih hemat. d) Tanpa karburator saluran masuk/isap silinder motor dibuat lebih rata dan sama panjang, dengan demikian setiap silinder akan menerima jumlah campuran bahan bakar yang sama, akibatnya putaran motor lebih halus. e) Perbandingan campuran bensin udara yang dibakar dapat diusahakan selalu mendekati perbandingan campuran yang ideal dengan demikian emisi gas buang relatif lebih bersih. 3) Jenis Sistem EFI a) Sistem D-EFI (Manifold Pressure Control Type) D-EFI disebut D-jetronic merek dagang dari Bosch. D dari kata jerman yaitu Druck yang berarti tekanan. Jetronic adalah istilah Bosch yang berarti penginjeksian. Sistem ini sering juga disebut sistem injeksi kontinyu (K-Jetronic), karena injektor menyemprotkan bensin secara terus-menerus dalam setiap saluran masuk silinder motor. Pengukur udara berfungsi mengukur/menghitung udara yang diisap oleh motor, dan melalui mekanisme khusus, penyesuaian penyemprotan bahan bakar pada setiap saluran masuk dapat ditakar. Sistem D-EFI dapat mengukur tekanan udara dalam intake manifold dan kemudian melakukan perhitungan jumlah udara yang masuk. Tetapi karena tekanan udara dan jumlah udara dalam intake manifold tidak dalam konvensi yang tepat. Sistem D-EFI tidak begitu akurat dibanding dengan L-EFI.

208

Gambar 7.78. Sistem D-EFI (http://www.international-auto.com/images/originals/AR) b) Sistem L-EFI (Air Flow Control Type) L-EFI biasa disebut L-Jetronic, L berasal dari bahasa jerman Luft yang berarti udara. Pada sistem EFI ini volume penyemprotan bahan bakar dikontrol secara elektronik, basis dari sistem ini mengalami banyak pengembangan dan juga banyak dipakai pada berbagai merek kendaraan, baik kendaraan keluaran Eropa, Jepang maupun Amerika. Bekerjanya injektor penyemprot bahan bakar diatur oleh sebuah Electronic Control Unit (ECU), kadang-kadang disebut ECM (Electronic Control Module). Perangkat pengontrol elektronik ini menerima beberapa masukan dari sensor-sensor antara lain sensor volume dan suhu udara yang masuk ke silinder motor, suhu air pendingin, beban dan putaran motor, posisi katup gas dan lainlain sehingga volume penyemprotan bahan bakar bisa disesuaikan secara tepat berdasarkan berbagai masukan/input yang diterima oleh ECU tersebut.

209Prinsip kerja sistem L-EFI adalah air flow meter langsung mengukur jumlah udara yang mengalir melalui intake manifold. Air flow meter mengukur jumlah udara dengan sangat akurat. Sistem L-EFI dapat mengontrol pengijeksian bahan bakar lebih tepat dibanding dengan sistem D-EFI.

TANGKI BENSIN

TTA Indo 01/02

POMPA BENSIN

SARINGAN

PIPA PEMBAGI REGULATOR TEKANAN

INJEKTOR

ECU

Gambar 7.79. Sistem L-EFI (TTA Indonesia 2002)

4) Susunan Dasar Sistem EFI Sistem EFI dapat dibagi menjadi 3 sistem fungsional, yaitu; (a) sistem bahan bakar, (b) sistem induksi udara, dan (c) sistem pengontrol elektronik. a) Sistem bahan bakar Sistem bahan bakar terdiri dari tangki bahan bakar, pompa bahan bakar dengan penggerak motor yang memberikan bahan bakar bertekanan tinggi, injektor jenis electomagnetic, delivery pipe, sebuah pulsation damper, sebuah pressure regulator, dan electronic control unit (ECU) yang mengaktifkan dan

210mengendalikan injektor dan pompa bahan bakar berdasarkan data yang diberikan oleh berbagai sensor. Bahan bakar dihisap dari tangki oleh pompa bahan bakar yang dikirim dengan tekanan ke saringan bahan bakar. Bahan bakar yang telah disaring dikirim ke injektor. Tekanan dalam saluran bahan bakar dikontrol oleh pressure regulator. Kelebihan bahan bakar dialirkan kembali ke tangki melalui fuel return pipe. Getaran pada bahan bakar yang disebabkan oleh adanya penginjeksian diredam oleh pulsation damper. Bahan bakar diinjeksikan oleh injektor ke dalam intake manifold sesuai dengan lamanya arus yang mengalir ke injektor.

Gambar 7.80. Contoh Sistem Bahan Bakar pada Toyota Kijang Innova 1 TR-FE (Toyota 2004: 11-2)

211Tangki Bahan Bakar Pada umumnya tangki bahan bakar dibuat dari pelat baja tipis dan bagian dalam dari tangki juga dilapisi dengan pelapis anti karat. Tangki bahan bakar juga dilengkapi dengan separator/pemisah, pemisah-pemisah ini berfungsi sebagai damper bila kendaraan berhenti secara tiba-tiba atau bila berjalan dijalan yang tidak rata. Goncangan bahan bakar didalam tangki pada saat kendaraan mendapat goncangan. Tangki bahan bakar dilengkapi dengan pipa untuk pengisian bahan bakar. Biasanya tangki bahan bakar diletakkan di bagian belakang kendaraan, ini bertujuan untuk mencegah kebocoran bensin bila tangki terkena benturan.

Gambar 7.81. Tangki Bahan Bakar Toyota Kijang Innova

Pompa Bahan Bakar Ada dua tipe pompa bahan bakar, pompa yang terpasang di dalam tangki (in-tank type) dan pompa yang terpasang di luar tangki tipe segaris (in-line type). Kedua tipe pompa bahan bakar ini biasa disebut wet type, walau pun motor bersatu dengan pompa dan bagian dalam pompa terisi dengan bahan bakar.

In-Tank TypePompa bahan bakar jenis ini diletakkan atau dipasang di dalam tangki bahan bakar dan terendam dalam bahan bakar. Pompa tipe ini memiliki keuntungan yaitu lebih kecil menimbulkan bunyi berisik dibandingkan dengan pompa in-line type, pompa ini juga disebut jenis basah.

212

Gambar 7.82. Pompa Bahan Bakar Toyota Kijang Innova 1 TR-FE Engine Tipe In-tank

(Toyota 2004: 11-21) In-Line Type Pompa bahan bakar tipe ini dipasang pada bagian luar tangki bahan bakar. Sekarang pompa ini jarang digunakan pada kendaraan toyota, karena ditempatkan di luar tangki sehingga kurang aman. Pompa ini terdiri dari motor dan unit pompa, check valve, relief valve, filter dan silencer. Pompa terdiri dari motor yang berputar oleh motor, pump spacer bertindak sebagai flange luar dan roller-roller sebagai seal antara rotor dan pump spacer. Bila motor berputar, maka rotor akan berputar dan roller-roller akan bergerak ke arah luar karena gaya sentrifugal. Pergerakan ini menyebabkan volume menyempit, dan selanjutnya bahan bakar mulai dipompakan. Bahan bakar mengalir melalui unit motor, menekan check valve dan mengalir melalui silencer. Setelah bahan bakar ke luar dari pompa. Silencer menyerap tekanan bahan bakar yang dibentuk oleh pompa dan mengurangi

213suara bising. Relief valve dan check valve fungsinya sama seperti pada pompa in-tank type.

Gambar 7.83. Pompa Bahan Bakar In-line Type

Saringan Bahan Bakar Bahan bakar ada kalanya mengandung kotoran dan air, bila terhisap oleh pompa bahan bakar akan menimbulkan masalah. Elemen saringan bahan bakar menahan aliran bahan bakar dan menyaring air, pasir, dan kotoran. Sedangkan kotoran benda asing yang ringan menempel pada elemen saringan. Saringan bahan bakar dipasang pada bagian saluran tekanan tinggi pada pompa bahan bakar.

Gambar 7.84. Saringan Bahan Bakar

214Pulsation Damper Pulsation damper berfungsi meredam berbagai perubahan tekanan di dalam saluran dengan menggunakan diafragma. Tekanan bahan bakar dipertahankan pada 2,55 atau 2,9 kg/cm2 (36,3 atau 41,2 psi atau 250,1 atau 284 kpa) sesuai kevakuman intake manifold dan pressure regulator. Oleh karena itu terdapat sedikit variasi pada saluran tekanan karena injeksi.

Gambar 7.85. Pulsation Damper Pressure Regulator Pressure regulator berfungsi mengatur tekanan bahan bakar ke injektor. Jumlah injeksi bahan bakar sesuai dengan lamanya signal yang diberikan ke injektor. Tekanan bahan bakar dari delivery pipe menekan diafragma dan membuka valve, sebagian bahan bakar kembali ke tangki melalui pipa pengembali. Jumlah bahan bakar yang kembali ditentukan oleh tingkat ketegangan pegas diafragma, variasi tekanan bahan bakar sesuai dengan volume bahan bakar yang kembali. Vacuum intake manifold yang dihubungkan pada bagian sisi diafragma spring, melemahkan tegangan pegas diafragma, menambah volume kembalinya bahan bakar dan menurunkan tekanan bahan bakar. Bila pompa berhenti, pegas (spring) akan menutup katup. Sebagai akibatnya, check valve dalam pompa bahan bakar dan katup dalam pressure regulator mempertahankan sisa tekanan didalam saluran bahan bakar.

Gambar 7.86. Pressure Regulator

215 Pipa Penyalur Dalam manual servis Kijang Innova (2004:11-2) digambarkan beberapa jenis pipa penyalur, yaitu; a. Fuel Main Pipe b. Feul Return Pipe c. Delivery Pipe Bahan bakar yang dipompakan dari tangki bahan bakar oleh pompa bahan bakar, kemudian mengalir melalui fuel main pipe dan disaring oleh saringan bahan bakar dan disalurkan/dikirim ke injektor melalui delivery pipe. Bahan bakar yang dikirim ke injektor dipertahankan tekanannya lebih tinggi dari intake manifold oleh pressure regulator. Setelah pengaturan tekanan, kelebihan tekanan bahan bakar akan dikembalikan ke tangki melalui feul return pipe.

Gambar 7.87. Delivery Pipe

Injektor Injektor adalah nosel electromagnetic yang akan menginjeksikan bahan bakar sesuai signal yang diberikan ECU. Injektor dipasang melalui insulator ke intake manifold atau cylinder head dekat lubang pemasukan (intake port) dan dijamin oleh delevery pipe.

Coil

Gambar 7.88. Konstruksi Injektor

216Bila signal dari ECU diterima oleh coil selenoid, plunger tertarik melawan tegangan pegas. Karena needle valve dan plunger merupakan satu unit, valve juga tertarik dari dudukan dan bahan bakar akan diinjeksikan seperti tanda panah Gambar 7.90. Pengaturan volume bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan lamanya signal dari ECU. Dikarenakan langkah needle valve tetap, maka injeksi akan berlangsung selama needle valve terbuka. Dalam Toyota Step 2 EFI,(_:31) ada banyak tipe injektor, tetapi secara umum dapat dibagi ke dalam tipe-tipe konstruksi dasar. a. Bentuk Lubang Injeksi 1 ) Tipe Pintle 2 ) Tipe Hole b. Nilai Resistan 1 ) Resistan rendah (2- 3 ohm) 2 ) Resistan tinggi (13,8 ohm) Tabel Tipe Injektor Permukaan Injektor Port Tipe Pintel Tipe Pintel

Bentuk Konektor

Nilai Resistan Rendah Tinggi

Tipe Hole Tipe Hole (sumber : Toyota Step EFI 2,_:31)

Rendah Tinggi

25,9 mmGamar 3.89. Injektor Toyota Kijang Innova dengan Nilai Resistan Tinggi

217

Gambar 7.90. Posisi Injektor b) Sistem Pengontrol Elektronik Sistem pengontrol elektronik terdiri dari Electronic Control Unit (ECU) dan sensor-sensor. Sensor yang akan mendeteksi kondisi kerja mesin dan ECU yang menentukan jumlah penginjeksian bahan bakar sesuai dengan signal yang yang diterima dari sensor-sensor. Electronic Control Unit (ECU) Electronic Control Unit (ECU) yang juga sering disebut dalam hand out ini dengan ECM (Electronic Control Module) berfungsi mengevaluasi/ menghitung/ mengkalkulasi segala masukan dari sensor selama mesin beroperasi dan dengan berbagai perangkat yang ada di dalamnya ECM mengatur keluaran untuk injektor, pengatur putaran idel, saat pengapian atau keluaran yang lain.

Gambar 7.91. ECU EFI Sejalan dengan perkembangan teknologi elektronik otomotif, maka ECU sudah semakin kecil dimensinya, tahan terhadap suhu ruang mesin sehingga

218lebih mudah ditempatkan di ruang mesin atau di ruang kabin kendaraan. Sebagai pusat proses data dan sinyal yang datang dari sensor-sensor sesuai dengan keadaan operasional mesin, maka ECU akan menghitung jumlah/volume penyemprotan bensin oleh injektor sesuai dengan perbandingan campuran yang sesuai dan juga dapat mengatur saat pengapian serta sudut dwell, bahkan bekerjanya pompa bahan bakar saat ini juga diatur oleh ECU. Secara garis besar ECU/ECM dapat dibagi menjadi 5 sistem fungsional, yaitu; 1. Pembentuk Sinyal Bagian ini berfungsi untuk membentuk sinyal yang masuk tapi masih berupa gelombang AC seperti dari sensor putaran mesin, sensor posisi poros engkol ataupun sinyal dari sensor detonasi maupun sinyal lain yang masih berbentuk gelombang AC akan masuk ke bagian ini terlebih dahulu, hasil dari proses di sini barulah bisa diolah oleh Mikrokomputer. 2. Konverter/Perubah Sinyal Analog ke Digital: Kebanyakan dari sinyal yang masuk ke ECU masih berupa analog meskipun tidak berbentuk gelombang AC, karena mikrokomputer hanya bisa bekerja dengan sinyal digital maka perlu suatu perangkat yang dapat merubah sinyal analog menjadi digital. Sinyal dari sensor-sensor seperti; suhu mesin, suhu udara masuk, sinyal dari posisi katup gas, tegangan baterai, pengukur udara dll terlebih dahulu diproses pada bagian ini sebelum diolah lebih lanjut oleh Mikrokomputer. 3. Mikrokomputer terdiri dari bagian-bagian seperti: Bus adalah tempat/wadah semua data terkumpul dan dari sinilah data akan didistribusikan pada bagian-bagian lain dari mikrokomputer. Mikroprosesor (CPU/Central Processor Unit); ini adalah pusat dari proses penghitungan atau pengaturan untuk segala keluaran ECM seperti waktu penyemprotan bahan bakar, saat pengapian dll. Memori (ROM/Read Only Memory): Di bagian ini tersimpan secara permanen program (software) yang dimasukkan ke ECU, seperti, karekteristik mesin, kurva, atau nilai-nilai teoritis lainnya. Memori Data Operasional (RAM/Random Access Memory); Segala data yang terdapat pada setiap operasional mesin seperti dari sensor-sensor diproses pada bagian ini untuk dibandingkan dengan bagian yang lain, data disini akan hilang bila mesin dimatikan dan kembali muncul yang baru bila mesin dijalankan lagi. 4. Aplikasi Sinyal Output/Output Stage: Pada bagian ini terdapat unit penguat agar output dari ECM dapat diperkuat sebelum mengontrol komponen-komponen secara langsung seperti injektor, pengatur putaran idel 5. Unit Input-Output; unit ini menagani segala lalu-lintas sinyal input/masukan dan output/keluaran, sebagai contoh apabila sinyal input yang diberikan berupa frekuensi dan sinyal ini diproses untuk menambah putaran mesin pada bagian output, maka kedua masukan dan keluaran ini disimpan unit ini sampai proses dilakukan.

219

Sensor-sensor Berikut ini diuraikan jenis sensor dan signal beserta fungsinya.No Jenis Sensor dan SignalSensor Film Panas

UraianPengukur masa udara terdapat plat dengan sensor film, serta pengukur suhu udara ditempatkan sedemikian rupa pada saluran masuk dan terpisah dari pengukur udara. Bila rusak tidak dapat diperbaiki tetapi diganti MAP Sensor mengukur perubahan tekanan udara yang terjadi pada saluran masuk yang disebabkan oleh putaran dan beban motor. Perubahan tekanan udara masuk yang terjadi akan menyebabkan perubahan tegangan antara 0 - 5 volt. Tegangan ini berasal dari tegangan referensi ECU/Unit Kontrol Elektronik Sensor temperatur udara masuk biasanya dipasangkan pada saluran masuk atau di rumah pengukur aliran udara. Sensor ini berfungsi mengukur suhu adara yang masuk ke dalam silinder motor. Material sensor berupa thermistor yang bersifat NTC (Negative Temperatur Coefesient). Tegangan referensi 5 Volt dari Kontrol Unit Elektronik/ECU selanjutnya akan berubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya dipengaruhi oleh suhu udara masuk. Dipasang pada throttle shaft yang terdapat pada throttle body yang fungsinya mengontrol jumlah udara yang masuk dan mendeteksi posisi throttle valve dan dirubah menjadi signal tegangan ke ECU, untuk menentukan posisi mesin pada putaran idling, bekerja dengan beban berat atau dengan beban ringan. Sensor tempratur air pendingin mesin merupakan tahanan variabel dengan sifat NTC (Negative Temperatur Coeffecient) yang berfungsi untuk memberi informasi pada ECU tentang suhu air pendingin mesin. Dengan sifat NTC ini maka suhu air pendingin rendah, nilai tahanan sensor tinggi. Suhu air pendingin tinggi, nilai tahanan sensor rendah. Perangkat pemonitor detonasi yang terjadi pada mesin terdiri dari; a. Sensor detonasi biasanya terdapat pada blok mesin bagian bawah di antara silinder 2 dan 3 berfungsi sebagai penangkap getaran yang ditimbulkan oleh detonasi mesin. Sensor ini terbuat dari kristal Piezo yang dapat merubah getaran menjadi sinyal listrik analog. b. Module detonasi biasanya dipasangkan di ruang mesin berfungsi untuk memonitor sinyal yang diberikan oleh sensor detonasi dan merubahnya menjadi sinyal segi empat dan dikirim ke ECU, kebanyakan modul detonasi sudah ditempatkan terintegrasi di dalam ECU ECU akan berfungsi menghitung saat pengapian yang sesuai dengan sinyal yang dikeluarkan oleh sensor detonasi

1

2

Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP Sensor)

3

Sensor Temperatur Udara Masuk

4

Sensor Posisi Katup Gas

5

Sensor Temperatur Air Pendingin

6

Sensor Detonasi

220

7

Sensor Oksigen

8

Ignition Signal

9

Informasi AC

Beban

9

Sensor Kecepatan Kendaraan

10

Sensor Posisi Poros Engkol

Pada awal tulisan hand out ini sudah dijelaskan bahwa untuk memperoleh emisi yang berwawasan lingkungan diperlukan perbandingan campuran yang ideal atau yang mendekati ideal di segala kondisi operasional motor. Untuk mendapatkan perbandingan campuran yang ideal tersebut dibutuhkan informasi keadaan campuran udara bensin yang harus diterima oleh ECU, informasi/sinyal diterima dalam bentuk tegangan berdasarkan kadar oksigen yang ada pada saluran gas buang, fungsi tersebut dilakukan oleh oksigen sensor Perubahan pada tegangan primary pada ignition coil dideteksi dan dikirim ke ECU sebagai suatu signal. ECU menentukan saat penginjeksian sesuai kecepatan mesin Kipas pendingin kondensor dan radiator diatur kerjanya oleh ECU melalui relai yang dimassakan ECU berdasarkan keadaan sebagai berikut: 1. Suhu air pendingin mesin yang sinyalnya dikirimkan oleh ECT ke ECU 2. Permintaan dari swit AC 3. AC on tapi kendaraan berhenti atau berjalan pelan. 4. Swit tekanan tinggi AC menghubung. Pada keadaan tertentu kipas pendingin juga akan dihidupkan oleh ECU apabila ditemui keadaan seperti di bawah ini. 1. Sensor suhu udara masuk mengindikasikan suhu udara masuk melebihi data kalibrasi pada ECU (tidak semua ECU dengan aplikasi seperti ini) 2. Bila ECT mengalami gangguan (pada sebagian kendaraan kondisi ini ECU akan menghidupkan kipas pendingin secara terus menerus. Sensor kecepatan kendaraan biasanya terletak pada poros output transmisi ataupun pada instrumen panel, sensor ini berupa magnet permanen dan kumparan yang membangkitkan tegangan AC. Sensor akan membangkitkan tegangan apabila kendaraan sudah berjalan paling lambat 5 km/jam, Sensor ditempatkan biasanya pada sisi blok motor, gigi sinyal dibuat dari piringan yang dipasangkan pada poros engkol. Apabila poros engkol berputar gigi akan melewati kumparan induktif yang didalamnya terdapat magnet permanen, perubahan garis gaya magnet ini yang dikirim pada ECU untuk menentukan posisi poros engkol silinder nomor satu dan putaran mesin. Kabel rangkaian sensor posisi poros engkol dilengkapi dengan isolasi koaksial, hal ini dimaksudkan untuk mencegah interferensi gelombang elekromagnetis dari luar yang dapat menggangu sinyal yang dibangkitkan oleh sensor.

2217. Analisis Gas Buang Mesin Bensin Istilah gas buang dan gas bekas sering dipahami masyarakat secara berbaur. Gas bekas umumnya terdiri dari gas tidak beracun---seperti N2 (nitrogen), CO2 (gas karbon), dan H2O (uap air)---dan sebagian kecil gas beracun---seperti gas CO, HC dan NOx (oksida nitrogen). Namun, yang sekarang sangat populer dalam gas bekas dan gas buang adalah gas beracun yang dikeluarkan dari kendaraan. a. Karbon Monoksida (CO: Carbon Monoxide) Gas CO merupakan hasil gabungan karbon dan oksigen, di mana gabungan tersebut tidak mencukupi untuk membentuk karbon dioksida (CO2). CO dihasilkan manakala terjadi pembakaran tidak sempurna yang diakibatkan oleh kurangnya oksigen pada proses pembakaran dalam mesin (campuran bensin dan udara kaya). Analisis Emisi Gasa CO 1) Emisi CO tidak beraroma dan tidak berwarna, namun sangat beracun. 2) Emisi CO diukur dalam satuan % volume. 3) Rata-rata emisi CO pada mesin 4 tak dalam kondisi normal: 4) Mesin dengan Karburator 1,53,5% 5) Mesin dengan EFI 0,51,5% 6) Mesin EFI dengan Cat 0,00,2%

Konsentrasi Emisi CO (%)

Campuran Ideal

Kaya

Campuran Udara dan Bensin

Miskin

Gambar 7.92. Hubungan Emisi Co Dan Afr Pada umumnya, emisi CO yang berlebihan diakibatkan oleh sebelas hal, sebagai berikut: 1) Putaran idle terlalu rendah; 2) Sistem choke rusak/menutup terus; 3) Air jet pada karburator tersumbat; 4) Filter udara kotor;

2225) Penyetelan campuran terlalu kaya; 6) Kerusakan pada karburator, misalnya posisi pelampung terlalu tinggi; 7) Penyetelan katup tidak tepat; 8) Tekanan bahan bakar terlalu tinggi (pada mesin EFI); 9) Injektor tidak biasa menutup dengan sempurna; 10) Sensor untuk aliran udara, posisi throttle dan suhu rusak (pada mesin EFI); 11) Prosesor pengolah data di ECU rusak. Akibat yang merugikan yang akan timbul pada mesin apabila CO berlebihan adalah pembentukan deposit karbon yang berlebihan pada katup, ruang bakar, kepala piston dan busi. Deposit yang ditimbulkan tersebut secara alami mengakibatkan fenomena self-ignition (dieseling) dan mempercepat kerusakan mesin. Emisi CO berlebiahan banyak disebabkan oleh faktor kesalahan dari pencampuran udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam mesin, sebagaimana diperlihatkan grafik pada Gambar 7.92. b. Hidrokarbon (HC: Hydrocarbon) Hidrokarbon adalah bahan bakar mentah yang tidak terbakar selama proses pembakaran di dalam ruang bakar. Gas ini berasal dari (1) bahan bakar mentah yang tersisa dekat dengan dinding silinder setelah terjadinya pembakaran dan dikeluarkan saat langkah buang, dan (2) gas yang tidak terbakar dalam ruang bakar setelah terjadi gagal pengapian (misfiring), pada saat mesin diakselerasi ataupun deselerasi. Akibat yang timbul akibat emisi HC adalah beraroma bensin dan terasa perih di mata serta menyebabkan gangguan iritasi mata, hidung, paru-paru dan saluran pernapasan. Selain mengganggu kesehatan, emisi HC yang berlebihan juga menyebabkan fenomena photochemical smog/kabut. Karena HC merupakan sebagian bensin yang tidak terbakar, makin tinggi emisi HC berarti tenaga mesin makin berkurang dan konsumsi bahan bakar semakin meningkat. Penurunan emisi HC bisa dilakukan dengan cara, sebagai berikut (1) bentuk ruang bakar yang sempurna sehingga pembakaran lebih baik, (2) pengapian yang bagus dan tepat waktu, (3) penempatan katalisator pada saluran gas buang. Analisis Gas Hidrokarbon 1) Emisi HC diukur dalam satuan ppm (part per milion). 2) Hubungan antara ppm HC dan persen HC, sebagai berikut. 3) Jika 0,1% campuran tidak terbakar, menghasilkan 20 ppm HC. 4) Jika 1% campuran tidak terbakar, menghasilkan 200 ppm HC. 5) Jika 10% campuran tidak terbakar, menghasilkan 2.000 ppm HC. 6) Jika 100% campuran tidak terbakar, menghasilkan 20.000 ppm HC. 7) Berikut referensi untuk menganalisis kadar HC yang berlebihan dalam gas buang. Masalah Pengapian 1) Disebabkan oleh kerusakan pada koil, distributor atau kabel busi. 2) Celah busi tidak tepat atau elektroda busi rusak.

2233) Timing pengapian terlalu advance/maju/awal. Masalah Pencampuran 1) Penyetelan campuran tidak tepat. 2) Karburator rusak. 3) Kebocoran pada intake manifold. 4) Injektor dripping. 5) Air cleaner tersumbat. Masalah Mekanikal 1) Penyetelan valve clearence tidak tepat. 2) Ring piston aus. 3) Seal valve rusak. Masalah Penyemprotan 1) Injektor menetes (dripping). 2) Waktu pembukaan (durasi) injektor berlebihan. 3) Cold-start injektor dripping. 4) Cold-start timer rusak. 5) Fuel pressure terlalu tinggi atau terlalu rendah.

BUNGAN EMISI HC-AFRKonsentrasi Emisi HC (ppm)

Campuran Ideal

Kaya

Campuran Bensin-Udara

Miskin

Gambar 7.93. Hubungan Emisi HC Dan AFR Rata-rata emisi HC pada mesin 4 tak dalam kondisi normal: 1) Mesin Karburator 200400 ppm 2) Mesin dengan EFI 50200 ppm 3) Mesin EFI dengan Cat 050 ppm

224c. Nitrogen Oksida (NOx: Nitrogen Oxide) Nitrogen dihasilkan akibat adanya N2 (nitrogen) dalam campuran udara dan bahan bakar, serta suhu pembakaran mencapai 1800oC (3300oF) sehingga terjadi pembentukan NOx. Biasanya timbul ketika mesin bekerja pada beban yang berat. Substansi NOx tidak beraroma, namun terasa pedih di mata. Emisi NOx diukur dengan satuan ppm. Kesalahan pencampuran udara-bensin juga sangat mempengaruhi emisi NOx, di mana campuran yang kurus cenderung mengakibatkan NOx meningkat. Perhatikan Gambar 7.94. Rata-rata emisi NOx pada mesin 4 tak dalam kondisi normal: 1) Mesin Karburator 2.0003.000 ppm 2) Mesin EFI 1.5002.500 ppm 3) Mesin EFI dengan Cat 0100 ppm

Konsentrasi Emisi NOx (ppm)

Campuran Ideal

Kaya

Campuran Udara-Bensin

Miskin

Gambar 7.94. Hubungan Emisi Nox-Campuran d. Karbon Dioksida (CO2; Carbon Dioxide) Gas CO2 sangat berguna bagi tumbuhan pada proses asimilasi, dimana substansi CO2 berubah menjadi O2 setelah proses asimilasi. Namun, CO2 juga bersifat menyerap panas sehingga apabila berlebihan akan meningkatkan suhu yang ada di permukaan bumi. Semakin tinggi substansi CO2 dalam gas buang mengindikasikan bahwa semakin baik pembakaran dalam mesin. Sebaliknya, semakin rendah kadar CO2 dalam gas buang menandakan bahwa efisiensi pembakaran tidak bagus dan berarti kinerja mesin tidak bagus. Akibat lainnya, gas buang CO dan HC

225berlebihan dan konsumsi bahan bakar meningkat. Substansi CO2 diukur dalam satuan % volume. Rata-rata substansi CO2 pada mesin 4 tak dalam kondisi normal: 1) Mesin Karburator 1215% 2) Mesin EFI 1216% 3) Mesin EFI dengan Cat 1217% e. Oksigen (O2; Oxygen) Ini merupakan sisa oksigen yang tidak ikut terbakar selama proses pembakaran akibat dari pembakaran yang tidak sempurna. Makin tinggi kadar substansi O2 dalam gas buang mesin mengindikasikan bahwa pembakaran miskin (lean combustion), dan sebaliknya. Pipa knalpot yang bocor juga akan mempengaruhi komposisi substansi O2 dalam gas buang yang terukur. Substansi O2 diukur dalam satuan % volume. Kadar O2 yang berlebihan dalam gas buang mengindikasikan bahwa pembakaran terjadi dengan miskin. Berarti hanya sebagian kecil dari oksigen yang terbakar dan sebagian kecil pula bahan bakar yang terbakar. Keadaan seperti ini menyebabkan hal yang sama sebagaimana jika CO2 rendah. Rata-rata substansi O2 pada mesin 4 tak dalam kondisi normal : 1) Mesin Karburator 0,52 % 2) Mesin EFI 0,52% 3) Mesin EFI dengan Cat 0%

226

D. MESIN DIESELMesin diesel ditemukan pada akhir abad 19 oleh seorang berkebangsaan Jerman bernama Rudolf Diesel. Pada awalnya bahan bakar pada motor diesel disuplaikan ke mesin dengan udara bertekanan tinggi, akan tetapi beberapa waktu kemudian metoda tersebut telah mengalami beberapa perbaikan, salah satunya dengan menginjeksikan bahan bakar langsung ke dalam ruang bakar. Motor bakar ini didesain tanpa menggunakan busi untuk menyalakan bahan bakar. Motor tersebut menggunakan perbandingan kompresi yang tinggi. Disamping itu, bukan menggunakan campuran dan udara melainkan hanya udara segar saja yang dihisap. Jadi, bahan bakar yang disemprotkan ke dalam ruang bakar terbakar dengan sendirinya karena temperatur yang tinggi. Mesin diesel juga disebut Motor Penyalaan Kompresi oleh karena penyalaannya dilakukan dengan menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara yang telah bertekanan dan bertemperatur ringgi sebagai akibat dari proses kompresi di dalam ruang bakar. Agar bahan bakar diesel dapat terbakar dengan sendirinya, maka perbandingan kompresi mesin diesel harus berkisar antara 15 22, sedangkan tekanan kompresinya mencapai 20 40 bar dengan suhu 500 700 oC. Aplikasi dari motor diesel banyak pada industri-industri sebagai motor stasioner ataupun untuk kendaraan-kendaraan dan kapal laut dengan ukuran yang besar. Hal ini dikarenakan motor diesel mengkonsumsi bahan bakar 25% lebih rendah dari motor bensin, lebih murah dan perawatannya lebih sederhana (Kubota, S., dkk, 2001). Mesin diesel menghasilkan tekanan kerja yang tinggi, itu sebabnya konstruksi motor diesel lebih kokoh dan lebih besar. Disamping itu, mesin diesel menghasilkan bunyi yang lebih keras, warna dan bau gas yang kurang menyenangkan. Namun dipandang dari segi ekenomi, bahan bakar serta polusi udara, motor diesel masih lebih disukai (Mathur, 1980).

1. Perbedaan Motor Bensin dengan Motor DieselSecara prinsip perbedaan antara motor diesel dan motor bensin adalah pada bahan bakar yang dipakai, dan cara pensuplaian bahan bakar serta proses pembakarannya. a. Karakteristik Motor Diesel a) Efisiensi panas yang tinggi b) Hemat dalam penggunaan bahan bakar c) Kecepatannya lebih rendah apabila dibandingkan dengan motor bensin d) Getaran mesin lebih besar dan suara mesin lebih keras e) Harganya lebih mahal. f) Umumnya motor diesel yang telah dirancang dengan konstruksi yang lebih dominant digunakan pada kendaraan jarak jauh (kendaraan niaga), truk besar, dsb (Toyota Serbvice Training Team, 1972, hal 3-2).

227b. Perbandingan Mesin Diesel dan Bensin dari Pengontrolan Mesin 1) Mesin Diesel Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder yang di dalamnya telah tersedia udara panas akibat kompresi. Hal tersebut mengakibatkan bahan bakar terbakar dan terjadilah pembakaran. Udara yang masuk ke dalam silinder tidak diatur seperti halnya pada mesin bensin. Masuknya uda