Bahan Ajar

prime mover teknik listrik bandar udara

PENDAHULUAN

URAIAN MATERI

Kebutuhan umat manusia akan Energi terus bertambah dari tahun ketahun,

bahkan cenderung sulit dapat diprediksi seperti kebutuhan akan energi listrik.

Pertumbuhan akan energi listrik itu terus bertambah tapi tidak diikuti oleh pertumbungan

pembangunan pembangkit listrik, sehingga krisis akan energi ini melanda tidak hanya

Indonesia bahkan Negara-negara maju mengalami krisis energi listrik tersebut.

Di abad modern ini, listrik sangatlah penting dalam kehidupan sehari-hari.

Begitu pentingnya hampir tidak ada teknologi tanpa menggunakan listrik, dengan kata

lain listrik sudah menjadi bagian penting dalam kehidupan sehari-hari. Di Pusat

Pembangkit Listrik, energi primer (seperti minyak, batubara, gas, panas bumi dan lain-

lain) di ubah menjadi energi listrik, alat pengubah energi tersebut adalah generator /

alternator, generator mengubah energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik. Adanya

perpindahan energi dalam suatu rangkaian akan membangkitkan medan listrik (elektro

magnetik) sehingga timbullah apa yang disebut dengan arus listrik

Pada tahun 1821 pencipta Michael Faraday membalik percobaan Oersted dan

menemukan induksi listrik. Dia mampu memperoleh aliran arus listrik lemah dalam

kawat yang mengellingi sebuah magnet permanent. Dengan kata lain, medan magnet

menyebabkan arus listrik mengalir dalam kawat yang ada di dekatnya. Kemudian

Teknologi Listrik terus berkembang sesuai dengan kebutuhannya terlebih dengan

ditemukannya Steam Engine (mesin uap) oleh James Watt perkembangan pembangkit

tenaga listrik kapasitas besar dimulai. Energi listrik bisa dihasilkan karena adanya

sumber energi listrik, dimana Energi listrik DC bisa didapatkan dari Battery dan AC dari

Generator.

Battery adalah alat untuk menyimpan energi listrik yang sewaktu-waktu bisa

digunakan.

Sedangkan Generator/ Altenator adalah alat untuk menghasilkan listrik yang

membutuhka alat atau energi lain untuk membantu memutarnya. Alat bantu untuk

created by albert panjaitan, st 1


memutar generator listrik biasa disebut dengan nama PENGGERAK MULA ATAU

PRIME MOVER.

Prime Mover ini berfungsi untuk menggerakkan generator listrik yang kemudian

kan menghasilkan energi listrik sesuai dengan kapasitas dari generator tersebut.

Dalam perkembangannya ada beberapa jenis dari Prime Mover yaitu yang

mengunakan Turbin, Kincir dan Motor Bakar.

A. TURBIN

Adalah sebuah baling-baling yang terdiri dari sirip-sirip memfokus. Turbin dapat

mengontrol aliran fluid. "Casing" dan baling-baling mungkin memiliki geometri

variabel yang dapat membuat operasi efisien untuk beberapa kondisi aliran fluid.

Gambar 1. Turbin

Prime Mover yang digunakan untuk memutar generator yang mengunakan turbin

adalah ;

1. Steam Engine (Mesin Uap)

Pertama kali dikembangkan oleh James Watt dengan menyempurnakan

mesin uap yang sudah ada yang kemudian banyak digunakan untuk menggerakan



mesin, kendaraan, kereta api, kapal dll. Mesin uap juga digunakan sebagai

pembangkit listrik yang biasa disebut PLTU atau Pembangkit Listrik Tenaga Uap.

Prinsip kerja dari PLTU adalah dengan memanfaatkan tekanan uap air. PLTU

menggunakan cara pembakaran luar dimana bahan bakar berupa batu-bara, minyak

bumi atau gas dibakar untuk memanaskan ketel uap yang berisi air. Kemudian uap

air yang bertekanan tinggi dialirkan untuk memutar turbin yang kemudian turbin

tersebut menggerakkan atau memutar generator untuk menghasilkan tenaga listrik.

2. Tenaga Nuklir

Prinsip kerja Tenaga Nuklir sebagai Prime Mover hampir sama dengan Tenaga

Uap yaitu panas yang dihasilkan bahan bakar digunakan untuk menghasilkan uap

dari air yang dipanaskan Perbedaannya Tenaga Uap dengan Tenaga Nuklir adalah

apabila tenaga uap atau PLTU menggunakan Ketel Uap sedangkan Tenaga Nuklir

menggunakan Reaktor. Tenaga Nuklir juga digunakan sebagai tenaga penggerak

pada pembangkit listrik yang disebut Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

Dalam reaktor nuklir PLTN, reaksi fisi berantai dipertahankan kontinuitasnya dalam

bahan bakar sehingga bahan bakar menjadi panas, panas ini kemudian ditransfer ke

pendingin reaktor yang kemudian secara langsung atau tak langsung digunakan

untuk membangkitkan uap. Pembangkitan uap langsung dilakukan dengan membuat

pendingin reaktor (biasanya airbiasa, H2O) mendidih dan menghasilkan uap, yang

kemudian uap yang bertekanan tinggi disalurkan untuk menggerakan turbin.

Gambar 2. Prinsip kerja PLTU dan PLTN



a. Jenis-Jenis Reaktor Nuklir

1) Reaktor Air Ringan (Light Water Reactor)

- Reaktor Air Tekan (Pressurized Water Reactor)

- Reaktor Air Didih (Boiling Water Reactor)

2) Reaktor Air Berat (Heavy Water Reactor)

- Reaktor Air Berat Tekan (Pressurized Heavy Water Reactor)

- Reaktor Air Berat Pendingin Gas (Heavy Water Gas Cooled Reactor)

- Reaktor Air Berat Pembangkit Uap ( Steam Generate Heavy Water

Reactor)

3) Reaktor Grafit

- Reaktro Pendingin Gas

- Raktor Pendingin Gas Maju

- Reaktor Pendingin Gas Suhu Tinggi

- Raktor Pipa Tekan Air didih Moderator Grafit

4) Reaktor Cepat, Rektor Pembiak Cepat

3. Tenaga Air

Salah satu pembangkit yang murah dan populer di dunia adalah pembangkit

bertenaga air. Pembangkit listrik yang memanfaatkan aliran air sebagai sebagai

sumber tenaga disebut Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dimana cara kerjanya

adalah dengan memanfaatkan aliran air yang diakibatkan perbedaan ketinggian dari

smber airnya. Di wilayah yang bergunung-gunung dengan banyak sumber air, di

Indonesia berarti wilayah seperti Jawa, Sumatera, atau Sulawesi, pembangkit listrik

sangat ideal. Pembangkit listrik ini biasanya disatukan dengan proyek waduk yang

digunakan untuk pertanian dan penanggulangan banjir. Jangan bayangkan

pembangkit listrik ini menggunakan kincir model kuno, yang bentuknya seperti roda

dengan air melaju di atasnya. Sebagian besar pembangkit listrik menggunakan

turbin. Air disalurkan ke bawah. Di sana sudah siap turbin jumlahnya bisa puluhan di

satu waduk yang menggerakkan generator yang kemudian menghasilkan listrik.



Gambar 3. Prinsip kerja PLTA

4. Tenaga Angin

Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit

Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan

menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi

angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator

dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi

Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

Di Indonesia Pembangkit Listrik yang memanfaatkan angin sebagai

pemnggerak utama perkembangannya masih lambat walaupun dibeberap daerah

sudah meulai dibangun tapi masih bersifat percobaan atau penelitian padahal Negara

kita termasuk negara yang kaya akan sumber energi angin. Secara sederhana sketsa

kincir angin adalah sebagai berikut :



Gambar 4. Pembangkit Listrik Tenaga Angin

B. ENGINE

Engine (Mesin) adalah gabungan dari alat-alat yang bergerak (dinamis) dan alat-alat

yang tidak bergerak (Statis) yang bila bekerja dapat menimbulkan tenaga energi.

1. Klasifikasi Motor Penggerak

Salah satu jenis penggerak mula adalah motor kalor dan juga biasa disebut Motor

Bakar. Adalah engine yang menggunakan energi panas untuk melakukan proses

pembakaran bahan bakar.

2. Pembagian Motor penggerak Ditinjau dari Proses Pembakaran Energi

a. External Combustion Engine (Mesin Pembakaran Dalam)

Ialah suatu pesawat yang energinya untuk kerja mekanik yang diperoleh

dengan proses pembakaran bahan bakar terjadi diluar engine, biasanya

digunakan untk mesin uap (steam engine).

b. Internal Combustion Engine (Mesin Pembakaran Dalam)



Ialah suatu pesawat yang energinya untuk kerja mekanik yang diperoleh

dengan proses pembakaran bahan bakar di dalam engine itu sendiri.

Sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai media

kerja.

Adapun engine pembakaran dalam ini banyak dipergunakan pada : Petrol

Engine (Motor Bensin), Diesel Engine, Engine Turbin Gas.

3. Konstruksi Internal Combustion Engine terdiri atas :

a. Konstruksi Motor Statis

Motor yang diam ditempat yang banyak dipergunakan di pabrik-pabrik

sebagai pembangkit tenaga listrik.

b. Konstruksi Motor Dinamis

Motor yang dapat bergerak berpindah tempat.

Contoh : Automobil, Sepeda Motor, Pesawat Terbang, Kapal laut.

Pada External Combustion sudah dibahas dalam uraian di atas yaitu pada PLTU,

selanjutnya yang akan kita pelajari adalah jenis Engine dengan Internal Combustion

yaitu Diesel Engine dan Petrol Engine.

Baik Diesel Engine maupun Petrol Engine juga dibagi dua jenis yaitu Engine 4 Tak

dan Engine 2 Tak atau langkah.



PISTON ENGINE

A. PETROL ENGINE (BENSIN)

Petrol Engine adalah jenis Piston Engine dengan Internal Combustion dimana dalam

pembakarannya menggunakan system pengapian. Dimana energi panas yang terjadi

pada proses pembakaran memberikan tekanan pada piston untuk bergerak ke bawah

kemudian diteruskan oleh Conecting rod ke Crank Shafat yang merubah menjadi

gerakan berputar. Engine semacam ini disebut dengan Piston Engine.

1. Engine 2 Tak (Langkah)

Engine jenis dua langkah adalah engine dengan system kerja dua kali langkah

piston naik turun dan satu kali pengapian.

Cara kerja dari Engine piston dua langkah hádala sebagai berikut :

a. Power Stroke (Langkah Kerja)

Pada saat piston berada hampir mendekati Top Dead Centre (TDC) ke

Bottom Dead Centre (BDC), campuran Bahan Bakar dan Udara masuk ke

combustion camber.

b. SLangkah Exhaust (Buang)

Piston bergerak dari BDC ke TDC, campuran bahan bakar dan udara

mendapat tekanan, ketika kan mencapai TDC, terjadi igniton (pembakaran)

yaitu Spark Plug mengeluarkan percikan api membakar campuran bahan

bakar dan udara yang mengakibatkan piston terdorong kembali ke BDC

sambil melakukan langkah hisap. Langkah pembuangan hasil pembakaran

terjadi ketika piston kembali ke atas.

2. Engine 4 Tak (Langkah)

Antara Engine 4 tak dan 2 tak mempunyai berbedaan baik system kerjanya

maupun konstruksi pada enginenya. Cara kerja engine 4 tak adalah empat kali

piston bergerak turun naik satu kali pembakaran.

a. Suction Stroke (Langkah Hisap)

Pada saat piston bergerak dari TDC ke BDC, terjadi perbedaan tekanan

antara di dalam cylinder dengan diluar mengakibatkan campuran bahan bakar



dengan udara berupa kabut terhisap masuk ke dalam Cylinder melalui intake

valve yang terbuka. Exhaust Valve tertutup.

Gambar 5. Cara kerja Suction Stroke pada engine 4 tak

b. Compression Stroke (Langkah Kompresi)

Piston kembali bergerak naik dari BDC ke TDC menekan campuran fuel dan

udara sehingga kompres. Pada saat Compression Stroke baik intake valve

maupun exhaust valve dalam kondisi tertutup.

Gambar 6 . Cara kerja Compression Stroke dari engine 4 tak



c. Power Stroke

Sebelum piston mencapai TDC pada langkah kompresi tadi, terjadi

pengapian (Ignition) dimana spark plug menyala mengeluarkan percikan api

yang membakar campuran bahan bakar dan udara sehingga terjadi ledakan

dimana panas yang tinggi memberikan tekanan pada piston untuk bergerak

turun dari TDC ke BDC, pada langkah ini kedua valave dalam kondisi

tertutup.

Gambar 7. Cara kerja Power Stroke pada engine 4 tak

d. Exhaust Stroke

Pada langkah keempat piston kembali bergerak naik dari BDC ke TDC

mendorong sisa pembakaran keluar melalui exhaust valve yang terbuka,

sedangkan intake valve tertutup. Demikian langkah keempat atau langkah

pembuangan dan seterusnya diulang selama engine bekerja.

Gambar 8. Cara kerja langkah Exhaust pada engine 4 tak



B. DIESEL ENGINE

Pada Diesel Engine baik cara kerja maupun konstruksi ada beberapa perbedaan

dibanding Petrol Engine, Misalnya pada Diesel Engine prinsip kerjanya adalah bahan

bakar solar disemprotkan menggunakan alat yang bernama injector ke dalam cylinder

udara yang berisi udara bertemperatur dan bertekanan tinggi, sehingga bahan bakar

terbakar dengan sedirinya atau dengan kata lain terjadi proses penyalaan sendiri

(Compression Ignition Engine). Gas-gas ini akan mengembang yang menekan dan

mendorong piston uantuk bergerak ke bawah.

Gerak dari piston yang lurus itu diteruskan melalui Conecting rod ke Crank Shaft

yang merubah menjadi gerak berputar.

1. Engine 2 Takt

Pada engine jenis ini dipergunakan Blower yang berfungsi sebagai kompresor

udara, berguna untuk menghisap udara dan memampatkan udara sebelum masuk

ke dalam cylinder.

a. Langkah Pertama

Pada akhir dari gerakam kompresi, kedudukan piston mendekati TDC, pada

saat bersamaan injector menyemprotkan bahan bakar berbentuk kabut

kedalam udara yang sedang dikompresi oleh piston yang memiliki suhu

ruang cukup tinggi samapai 500 – 7000C.

Bagian partikel yang halus dari bahan bakar yang disemprotan akan

mengambil panas, selanjutnya bahan bakar menguap dan membentuk gas dan

mengakibatkan bahan bakar menyala dan terbakar habis. Terbakarnya bahan

bakar menimbulkan panas yang tinggi dan panas yang tinggi mempunyai

tekanan sangat tinggi sampai 50 Kg/cm2.

Tekanan panas akan menekan piston bergerak turun ke bawah sehingga

piston menggerakkan connecting rod dan memutar crak shaft.

b. Langkah Kedua

Setelah piston melampaui BDC dan mulai piston bergerak dari BDC ke TDC,

pemasukan udara segar dari blower ke dalam cylinder berlangsung terus,

melalui exhaust valve. Sampai piston bagian atas menutup Intake dan

Exhaust valve



2. Engine 4 Takt

Prinsip kerjanya hampir sama dengan jenis petrol engine hanya sistem

pembakaran yang menggunakan tekanan.

a. Suction Stroke (Langkah Hisap)

Pada saat piston bergerak dari TDC ke BDC, terjadi perbedaan tekanan

antara di dalam cylinder dengan diluar mengakibatkan udara terhisap masuk

ke dalam Cylinder melalui intake valve yang terbuka. Exhaust Valve

tertutup.

b. Compression Stroke (Langkah Kompresi)

Piston kembali bergerak naik dari BDC ke TDC menekan udara sehingga

kompres dimana kekompresian udara mencapaitekanan tinggi antara 35 – 40

Kg/Cm2. Pada saat Compression Stroke baik intake valve maupun exhaust

valve dalam kondisi tertutup.

c. Power Stroke

Sebelum piston mencapai TDC pada langkah kompresi tadi, panas udara

yang dikompres/dipadatkan tadi mencapai suhu 500 – 7000 C, kemudian pada

saat bersamaan Injector (injection Nozzle) menyemprotkan bahan bakar solar

yang berbentuk kabut dimana sifatnya mudah terbakar.

Maka karena panas yang tersefia di dalam cylinder cukup tinggi segera

mengadakan pembajkaran terhadapa bahan bakar yang dikabutkan oleh

injector.

Setelah terjadi pembakaran bahan bakar tersebut, maka tekanan gas di dalam

cylinder naik dengan cepat sampai mencapai tekanan 50 Kg/Cm2 dan

mendorong piston dar TDC ke BDC menghasilkan langkah kerja dari engine

tersebut, pada langkah ini kedua valave dalam kondisi tertutup.

d. Exhaust Stroke

Pada langkah keempat piston kembali bergerak naik dari BDC ke TDC

mendorong sisa pembakaran keluar melalui exhaust valve yang terbuka,

sedangkan intake valve tertutup. Demikian langkah keempat atau langkah

pembuangan dan seterusnya diulang selama engine bekerja.



C. Type Engine Berdadarkan Konstruksinya

1. In Line Engine

Pada Jenis In Line Engine mempunyai beberapa bentuk dan jumlah cylinder ,

tetapi pada prinsipnya adalah cylindernya segaris satu sama lain.

2. V-Type Engine

Engine jenis ini mempunyai susunan cylinder seperti huruf V adalah merupakan

dua susunan cylinder dan ri jeni in line yang dibuat dua baris. Secara umum

mempunyai sudut 60 derajat . Engine ini mempunyai pendingin air dan udara .

3. Opposed Type Engine

Engine jenis ini mempunyai susunan cylinder bertolak belakan satu sama lain dan

lebih banyak dibunakan pada pesawat terbang.



KONTRUKSI PISTON ENGINE

A. PETROL ENGINE

Engine dibagi dalam tiga bagian utama yaitu Cylinder Head, Cylinder Block dan

Crank Case. Ketiga bagian utama ini masing-masing mempunyai komponen dengan

fungsinya masing-masing dalam mendukung kinerja engine tersebut.

1. Cylinder Head

Cylinder Head adalah bagian kepala dari dari Cylinder yang terdiri dari :

a. Combustion Camber

Adalah bagian dari Cylinder Head berupa raungan yang berfungsi sebagai

tempat pembakaran.

b. Valve

Valve terdiri dari dua jenis yaitu Intake Valve dan Exhaust Valve.

1). Intake valve berfungsi sebagai tempat masuknya campuran bahan bakar

dan udara. Intake valve akan terbuka pada saat langkah intake atau

hisap sehingga bahan bakar bisa masuk ke dalam combustion camber.

2). Exhaust Valve berfungsi sebagai saluran pembuangan sisa pembakaran

yang akan terbuka ketika proses exhaust terjadi. Kontruksi Exhaust

valve tebuat dari bahan yang lebih kuat dan tahan panas dari pada

intake valve sebab dilalui oleh hasil pembakaran yang sangat panas.

Gambar 9. Cylinder Head



c. Cam Shaft

Cam Shaft adalah as yang berfungsi menggerakkan intake dan exhaust

valve secara bergantian sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan.

Gambar 10. Cam Shaft

d. Rocker Arm

Rocker Arm berfungsi untuk menekan valve terbuka dan tertutup.

Gambar 11. Rocker Arm

e. Ring Valve

Ring Valve berfungsi untuk menekan valve selalu tertutup, dan akan

terbuka apabila mendapat tekanan dari rocker arm



Gambar 12. Valve Ring

f. Push Rod

Adalah sebuah batangan logam yang berfungsi mendorong rocker arm

dalam bergerak menekan valve.

Gambar 13. Push Rod

g. Timing Chain

Berupa rantai yang dihubungkan dengan Crangk Shaft berfungsi untuk

memutar Cam Shaft.



Gambar 14. Timing Chain

h. Spark Plug

Komponen pada engine yang berfungsi sebagai alat pemicu percikan api

pada proses pembakaran. Spark Plug ini juga banyak dikenal dengan nama

busi.

2. Cylinder Block

Cylnder Block adalah bentuk dasar dari kerja suatu engine, dan biasanya

terbuat dari Cast Iron atau baja tuang karbon rendah (Low Carbon Cast Steel).

Tetapi ada juga yang terbuat dari paduan Aluminium dengan maksud mengurangi

berat serta menambh panas radiasi. Beberapa Clinder disusun pada Cylinder

Blolck, dan bagian dan bagian atasnya ditutup oleh Head Cylinder. Bagian bawah

Cylinder Block membentuk ruang engkol untuk pemasangan Crank Case. Pada

sisinya dibuatkan bagian-bagian untuk tempat pemasangan kelengkapan, seperti

Injector Pump, motor stater, Alernator, Fuel Filter dan Oil Filter.

a. Cylinder



Cylinder adalah ruangan tempat Piston bekerja dan bergerak turun anik

memadatkan udara serta memilndahkan tenaga panas menjadi tenaga

listrik. Untuk memeperoleh tenaga engne sebesar mungkin diusahakan

tidak terdapat kebocoran-kebocoran pada gas-gas yang dibakar diantara

piston dan cylinder, juga gesekan dan keausan sekecil mungkin denan

adanya gerakan-gerakan meluncur dari piston.

Cylinder motor dapat dilepaskan dari block dari block cylinder dan ada

pula yang disenyawakan langsung pada block motor. Untuk cylinder yang

disenyawakan lang sung dengan block cylinder bila diding cylinder telah

aus, dapat diperbaiki dengan jalan mengbor kembali dan dibuat overzise.

Cylinder yang telah di oversize memerlukan piston ukuran yang lebih

besar, disebabkan besarnya diameter cylinder.

Gambar 15. Cylinder Block

b. Cylinder Liner (Tabung Cylinder)

Cylinder Liner adalah cylinder yang dapat dilepaskan dari cylinder block,

fungsinya sebagai tempat berlangsungnya proses kerja engine lengkap

dengan hisap, kompresi, kerja dan buang. Keuntungannya adalah apabila

terjadi kerusakan atau aus tidak perlu oversize tapi cukup dengan

mengganti tabungnya dengan ukuran yang sama sehingga pistonnyapun

ukurannya sama, tidak perlu yang lebih besar.

c. Piston



Adalah komponen pada engine yang berfungsi menerima tenaga

pembakaran dan diteruskan ke Crank Shaft dengan melalui conectin rod,

terbuat dari baja tuang (cast steel), baja tempa (forged steel), aluminium

tuang campuran (Allow Cast Aluminium) yang lebih baik dalam menyerap

panas dan ringan dibanding besi tuang.

Gambar 16. Piston

d. Ring Piston

Ring Piston berfungsi untuk sebagai seal perapat agar gas tidak keluar

selama proses compression den kerja dalam combustion camber, untk

mengikis minyak pelumas dari dinding cylinder, mencegah minyak

pelumas masuk ke combustion camber dan memindahkan sebagian panas

piston ke dinding-dinding cylinder.

Ring dipasang pada alur piston dan biasanya teridiri dari 2 atau tiga ring

dengan fungsi masing-masing.

1). Compression ring

Sebagai penyekat antara piston dan dinding cylilnder, mencegah gas

pembakaran bertekanan tinggi masuk ke crank case, dan memberikan

tekanan pada saat compression. Terbuat dari besi tuangkelabu dan

disisipi bronze.

2). Oil control ring

Berfungsi untuk mengikis kelebihan minyak pelumas dari dinding

cylinder, dan untuk mencegah minyak pelumas memasuki combustion



camber. Celah-celah yang terdapat dalam piston untuk dilalui oli yang

kembali ke crang case.

3). Oil Scraper ring

Adalah ring ketiga yang berfungsi untuk menyapu sisa minyak pelums

yang menempel di dinding cylinder.

Gambar 17. Piston Ring

e. Conecing Rod

Adalah komponen yang menghubungkan antara piston dengan crank shaft,

untuk mengubah gerakan turun naik menjadi gerakan berputar.

1). Bushing, adalah bagian pada conecing rod yang kecil (small end)

tempat pin piston agar tidak bergesekan langsung dengan connecting

rod.

2). Insert Bearing, adalah bantalan metal yang ditempatkan pada bagian

connecting rod yang besar (big end) yang berfungsi membatasi

keausan.



Gambar 18. Conecting Rod

3. Crank Case (Karter)

Crank Case atau Karter adalah bagian dari engine yang dibuat sedemikian rupa

untuk pemasangan Crank Shaft dan juga sebagai tempat penampungan minyak

pelumas (oli) terbuat dari baja yang dipres. Pada engine yang bergerak misalnya

mobil biasanya bentuknya agak lebih mendalam ke bawah dan diberi pemisah,

dengan maksud agar kembalinya oli sempurna ke dasarnya bila kendaraan miring

fan juga mencegah minyak berombak bila kendaraan di rem mendadak.

Pada bagian crak case dilengkapi pula dengan pipa ventilasi untuk

menghubungkan ruang dalam dengan udara bebas atau udara luar.

Pada Crank case juga berfungsi untuk tempat system gear pada engine.

a. Crank Shaft

As pada engine yang dihubungkan dengan piston oleh connecting rod yang

berfungsi mengubah gerakan turun naik dari piston menjadi gerakan

berputar.

b. Damper (Peredam Getaran)

Bagian dari Crank Shaft yang berfungsi sebagai peredam getaran pada

waktu menerima tekanan dari piston.

c. Pulley

Berhubungan dengan tali kipas untuk menggerakkan water pump dan

generator.

d. Oil Pump

Oil pump berfungsi untuk menyalurkan minyak pelumas kedalam system

engine terutama pada komponen yngbegerak dan bergesekan. Oli yang

sudah dialirkan akan turun kembali kedalam crank case.

e. Oil Filter

Oil Filter berfungsi untuk menyaring minyak pelumas yang mengalir di

dalam system pelumasan agar semua kotoran tidak masuk system engine.

f. Fuel Filter



Fuel Filter berfungsi untuk menyaring kotoran didalam saluran bahan bakar

agar tidak ada kotoran dalam system yang dapat menghambat aliran bahan

bakar ke dalam engine.

Pada petrol engine terdapat komponen-komponen yang lain yang berfungsi

mendukung kerja dari engine yaitu :

h. System kelistrikan

Petrol engine bekerja berdasarkan api yang menyala pada sparkplug yang

ditimbulkan oleh listrik tegangan tinggi yang dibangkitkan oleh beberapa

komponen yaitu magnet, coil, distribusi, platina atau CDI, battery yang

terdapat dalam system kelistrikan .

Ketika engine distart baik melalui starter otomatis dengan battery maupun

manual dengan engkol, magnet akan berputar kemudian gelombang elektro

magnet dipotong oleh coil yang menghasilkan energi listrik, dialirken ke

system distribusi dimana akan diatur silinder mana terlebih dahulu yang

kan menyala secara bergantian.

Gambar 19. system pengapian

Keterangan :



1. Battery

2. Switch

3. Coil

4. Platina

5. Condensor

6. Distribution system (mengatur giliran pengapian pada spsrkplug)

B. Diesel Engine

Pada prinsipnya diesel engine dan petrol engine hampir sama konstruksinya, hanya

ada beberapa bagian dan komponen dari engine diesel yang berbeda termasuk prinsip

kerjanya, misalnya system pembakaran yang tidak menggunakan spark plug tapi

menggunakan system tekanan oleh piston yang menghasilkan panas yang tinggi

sehingga campuran fuel dan udara meledak. Hal ini menyebabkan pada diesel engine

tidak mempunyai spark plug. Pada diesel engine juga ada jenis 2 Tak dan 4 Tak.

Perbedaan pada system pembakaran diesel engine dengan petrol engine yaitu pada

diesel engine terdapat beberapa komponen tambahan antara lain :

1. Injector (pengabut)

Injector berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar kedalam combustion camber

dengan cara pengabutan, jadi tidak menggunakan karburator seperti pada petrol

engine.

2. Fuel Injection pump (Pompa bahan bakar)

Injection pump ini adalah alat yang berfungsi memompa bahan bakar dengan

tekanan yang kuat kedalam injector.

3. Governor pump (pengatur pompa bahan bakar)

Governor adalah alat pengatur kecepatan putaran engine dengan cara mengatur

jumlah bahan bakar yang disalurkan. Ada beberapa jenis governor seperti

Pneumatic governor( bekerja berdasarkan tekanan) , Centrifugal governor (bekerja

berdasarkan putaran atau gerakan centrifugal),

Governoor dihubungkan dengan putaran engine, terdapat bagian yang disebut

butterfly (kupu-kupu) yang bekerja berdasarkan gaya centrifugal, akan

mengembang ketika governoor berputar sesuai dnegan kecepatan putaran engine,



ketika bagian butterfly mengembang akan menarik atau menggerakan bagian yang

disebut rotating shaft dimana rotating shaft ini dihubungkan dengan saluran bahan

bakar. Apabila kecepatan engine terlalu cepat butterfly akan mengembang lebih

besar sehingga menggerakkan rotating shaft yang akan menutup saluran bahan

bakar, kemudian aliran bahan bakar ke engine berkurang mengakibatkan hasil

pembakaran berkurang dan putaran akan melemah demikian sebaliknya sehingga

putaran engine akan terjaga stabil.

Gambar 20. Governoor

Fuel filter (saringan bahan bakar)

Fuel transfer pump(pompa pemindah bahan bakar)

Fuel tank (tangki bahan bakar)

Fuel pipe line (pipa-pipa aliran bahan bakar)



Pada komponen lainnya terdapat

4. Fly Whell (Roda Gila)

Fly Whell adalah komponen yang dihubungkan langsung dengan Crank Shaft

dibagian luar dari Crank Case, berfungsi untuk meneruskan putran dari crank shaft

supaya piston tidak berhenti pada TDC atau BDC, juga untuk tempat melekatnya

gigi starter dengan gigi roda penerus, tempat kedudukan kopling penghubung, dan

untuk menghidupkan mesin pertama kali dengan menggunakan starter motor.

Ukuran dari fly whell tergantung dari besar kecilnya ukuran mesin, dapat

mengimbangi tekanan piston di waktu langkah kerja (power stroke) mesin, serta

mengimbangi putaran crank shaft agar rata dan lancer pada waktu mesin hidup.

Bahan dari fly whell dari besi tuang yang telah diuji dan diteliti akan

keseimbangannya dengan panduan chrome nikel.

4. Solenoid

Pada Petrol Engine sistem pembakaran menggunakanpengapian pada spark plug

yang dihasilkan oleh energi listrik pada coil sehingga dalam mematikan engine

cukup dengan mematikan aliran listrik ke spark plug sehingga proses pengapian

terhenti dan akhirnya engine mati. Berbeda pad Diesel engine system

pembakarannya dengan menggunakan tekanan sehingga tidak memerlukan aliran

listirik. Untuk mematikan diesel engine caranya adalah dengan menghentikan

aliran bahan bakar ke engine.

Dalam menghentikan aliran bahan bakar bisa dengan cara manual berupa handle

ditekan yang akan menghentikan aliran bahan bakar sehingga engine akan mati.

Dengan cara lain yaitu dengan menggunakan Solenoid yang mana bila hendak

mematikan engine starter switch diputar ke posisi OFF, maka tegangan dari

battery sebesar 12 V akanmengalir ke Solenoid Coil, Elektro magnet pada solenoid

akan terbentuk dan menarik valve solenoid ke atas melawan tegangan pegas,

sehingga menutup saluran bahan bakar sehingga supply bahan bakar ke engine

akan terhenti yang mengakibatkan engine mati.



Solenoid ini juga banyak dihubungkan dengan System pengaman pada engine

seperti Over Load, Over Heat, Over Pressure, Over Speed dll.

Solenoid akan bekerja apabila sensor pada salah satu pengaman bekerja sehingga

kan mematikan engine.

Gambar 21. Prinsip Kerja Solenoid

Gambar 22. Solenoid



C. Valve Location

Letak valve yang terpasang pada engine menurut konstruksinya terdiri atas :

1. I- Head Engine

Adalah engine dengan valve dikepala, susunan valve ini membuat combustion

camber lebih kompak serta valve lebih luas sehingga memperoleh kemampuan

kerja yang tinggi. Keuntungan ini menyebabkan sebagian besar mesin dewasa ini

menggunakan I-Head Engine.

Keuntungannya

a. Bentuk Combustion Camber sangat menguntukngkan, karena bahan bakar

sangat cepat dan tidak ada detonasi serta putaran mesin tenang.

b. Tekanan kompresinya nagat besar

c. Tenaga engine besar

d. Valve mudah dibongkar

Kerugiannya

a. Tenaga tidak melebihi dari engine yang berkatup disisi

b. Membutuhkan banyak alat

c. Bila valve pecah atau patah besar kemungkinan piston dan head cylinder

retak.

2. L-Head Engine

Dalam susunan ini, valve terletak pada block Cylinder. Keduia Valve bekerja

langsung didorong keatas oleh camshaft yang ditempatkan pada sisi crankshaft dan

digerakkan dengan perantara valve lifter.

Konstruksi Engine jenis ini sangat sederhana dan untuk memperbaikinya

perlengkapan komponennya tidak begitu banyak, oleh karena itu dari dulu hingga

sekarang engine dengan valve disisi masih banyak digunakan.

3. F-Head Engine (Engine dengan valve kombinasi)



Valve terpasang pada posisi berbeda, salah satu pada head cylinder dan yang satu

terpasang pada bloc cyilinder .

Keuntungannya :

a. Pemasukan udara ke da;am cylinder lebih sempurna

b. Tekanan kompresinya lebih baik

c. Dapat mencapai perbandingan kompresi yanga tinggi tetepi membuituhkan

perawatan tambahan.

D. Bearing

Bearing adalah yang berfungsi untuk membatasi permukaan yang sama sama

bergerak ataupun antara permukaan yang bergerak dan ang tidak bergerak. Bearing yang

baik harus terbuat dari bahan yang cukup kuat, ini dimaksudkan untuk dapat menahan

tekanan, hentakan, tarikan baik dari permukaan yang bergerak ataupun dari permukaan

yang tidak bergerak. Dan harus seminimal mungkin gesekan yang ditimbulkan. Pada

setiap bearing tidak ada toleransi kerenggangan, tujuannya adalah agas didapat

keefisienan dari semua bagian yang bergerak dan tidak berisik akibat gesekan yang

ditimbulkan oleh tioap-tiap bagian, sehingga tidak terlalu banyak tenaga yang terbuang.

Pelumasan pada setiap bearing adalah sangat penting dimaksudkan untuk menghambat

keausan dari bearing tersebut.

Ada bebeapa jenis bearing sesuai dengan kegunaannya diantarannya adalah :

a. Radial Load bearing (bearing beban putar)

b. Thrust load bearing (Bering untuk beban tarik)

c. Kombinasi dari kedua jenis tersebut

Berdasarkan fungsinya pergerakan bearing adalah :

a. Bearing yang bergerak antara permukaan yang satu dnegan yang lainnya dnegan

cara sliding terhadap permuakaan yang tidak bergerak.

b. Bearing yang bergerak antar permukaan yang sama-sama bergerak.

Beraing dalam jenisnya terdiari dari :

a. Plain bearing type

b. Ball bearing type

c. Roller bearing type



Jenis plain bearing digunakan pada engine untuk bagian : Crankshaft, Camshaft,

Conecting Rood, dan bagian kelengkapan engine lainnya. Jenis ini diutamakan hanya

untuk menahan beban putaran. Plain bearing terbuat dari bahan non Ferrouze (tidak

mengandung besi) dan biasanya terbuat dari semacam perak, Bronze, aluminium dan

beberapa jenis varian lainnya seperti Cooper, Tin atau lead (timah hitam. Penggunaan

pada Master Rod atau Crankpin, Bearing yang digunakan adalah jenis Tin Shells of

Steel yang dilapisi perak (sebagai lapisan pertama) pada kedua permukaanya dilapisi

timah hitam (lead). Untuk m\penggunaaanya pada bearing-bearing kecil dan

semacamnya dipasangkan pada suport kelengkapan engine dan disebut Bushing. Pada

bushing dilengkapi dengan alur-alur yang berguna untuk menyalurkan pelumasan yang

dimaksudkan untuk mencegah tejadinya panas yang berlebihan dan gesekan pda saat

engine beroperasi.

Ball bearing dalam konstruksinya adalah dengan adanya dua celah pada sisi bagian

liar dan bagian dalam,pada celah tersebut dipasang beberapa buah ball di dalamnya,

pemasangan ball tesebut dielngkapi dngan pegangan yag dimaksudkan agar ball

berjalan sesuai dengan alurnya. Bearing jenis ini biasanya digunakan pada bagian Super

charger impeller shaft, roda mobil, landing gear pada pesawat terbang, dan beberapa

bagian engine.

Rooler bearing dibuat dengan banyak tipe dan bentuk, tetapi yang umum ada dua

jenis yaitu : Straight roller dan Tappered Roller bearing.

Straight roller bearing hanyadipergunakan pada beban putaran, sedangkan Tappered

roller bearing pada bagian dalam dan luarnya berbentuk kerucut, jenis in digunakan

untuk menahan bebanpuntiran dan beban tarik.



Gambar 23. Bearing

Gamabr 24. Bearing

E. Bantalan Crankshaft (Main Bearing Insert)

Crankpin dan journal crankshaft menerima beban yang besar berasal dari tekanan

gas pembakaran dari piston dan berputar pada putaran tingggi. Oleh sebabitu digunakan

bantalan-bantalan antarar pin dan journal yang dilumasi dengan oli untuk mencegah

keausan serta pengurangi gesekan.

Crankshaft atau bagian-bagian lainnya yang berputar pada kecepatan tingggi

(insdert type bearing), tipe ini mempunyai daya tahan serta kemampuan mencegah

keausan yang baik. Tipe bantalan sisipan ini terdiri dari lapisan baja (steel shell) dan

lapisan metal didalamnya. Bantalan ini brhubungan langsung dengan crankpin atau

journal.

Lapisan baja (steel shell) mempunyai bibir pengunci (locking lip) untuk mencegah

agar bantalan tidak berputar. Tipe bantalan sisipan ini ada beberapa macam . Masing-



masing mempunyai lapisan metal berbeda, umunya bantalan model sisipan ini dibuat

dari metal (logam) putih, kelmet metal atau aluminium.

Tiap bantalan mempunyai tanda nomor bantalan diatasnya, bila akan mengganti

bantalan, gunakan bantalan dengan nomor bantalan yang serupa.

Gamabr 25. Main Bearing Insert

F. Carburator

1. Fungsi Carburator

Fungsi daro pada Carburator adalah mengatur campuran bahan bakar dan udara

(Fuel/air mixture) dengan perbandingan (ratio) yang proporsional sesuai dengan

kebutuhan pembakaran pada engine. Carburator hanya digunakn pada engine jenis

petrol atau yan gberbahan bakara Gasoline (bensin) atau pada engine piston

pesawat udara yang menggunakan bahan bakar Aviation Turbin (Avgas).

4. Fuel/Air Mixtrue

Perbandingan dan komposisi udara bahan bakar dikenal dengan istilah Mixture

Ratio. Contoh penulisan mixture ratio adalah 8 : 1, 12 : 1 dan seterusnya.

Mixture Ratio merupakan perbandingan berat antara udara dan bahan bakar.

Adapun satuan berat tersebut dinyakan dalam satuan metris (Kg, gr dsb) dan

satuan British (lbs atau pound) ata dalam satuan lainnya.



Sebagai contoh bila angka mixture 12 : 1 jika kita tetapkan dalam satuan British

maka, Angka 12 berarti berat udara dalam campuran tesebut adalah 12 lbs dan

angka 1 berarti berat bahan bakar dalam campuran tersebut adlah 1 lbs.

Dalam campuran bahan bakar dan udara ada beberapa istilah antara lain :

campuran kaya (Rich Nixture arau Rich Blow Out), campuran miskin atau (Poor

Mixture atau lean die out). Campuran kaya adalah campuran dimana komposisi

jumlah bahan bakar dibanding udara adalah lebih besar dari kondisi normalnya.

Untuk campuran udara dan gasoline angka : 1 merupakan campuran kaya, 16 : 1

adalah merupakan campuran miskin, sedangkan 12 : 1 merupakan campuran yang

dapat menghasilkan maximumpower dan dianggap campuran efisien.

Angka Mixture Ratio juga bisa dinyatakan dalam decimal misalnya 0.083, 0.067,

0.0725 dan seterusnya.

Untuk mengukur efisiensi bahan bakar maka digunakan istilah Specific Fuel

Concumtiom (SFC), dimana SFC = lbs fuel/hour/Horse Power.

Artinya berapa berat bahan bakar dlam (lbs) yang diohabiskan dalam 1 jam (hour)

untuk menghasilkan tenaga atau daya 1 HP.

5. Prinsip Kerja Carburator

Dasar awal dari Carburator adalah prinsip kerja pipa Venturi yaitu menggunakan

sebuah pipa yang pada bagian tengah dari pipa tersebut dibuat menyempit atau

dengankata lain bagian depan besar kemudian menyempit di bagian tengah dan

pada bagian ujungnya membesar kembali segingga dalam ilmu fisika dpat

diterangkan “As the Velocity of gas or liquid increases, the preasure decreases”

atau jika suatu gas atau cairan dialirkan ke dalam pipa venturi maka akan didapat

keksimpoulan : Jika kecepatanmeningkat maka tekanan akan menurun dan jika

tekanan meningkat maka kecepatan akan menurun.

Carburator terdapat pad bagian accessoriis engine,sebelum masuk ke engine, udara

tersebut akanmelalui saluran pada carburator yang disebut Throat (tenggorokan)



Gambar 26. Prinsip Kerja Pipa Venturi

Gambar 27. Penyemprotan bahan bakar pada Carburator



6. Jenis Carburator (Carburetor Type)

Secar umum jenis atau tie dari carburator terdiri dari dua tipe yaitu Float Type

Carburetore (Carburator jenis pelampung) dan Pressure Type Injection Carburetor

(Carburator jenis tekanan/injeksi)

7. Sistem Dalam Carburator

Untuk memenuhi kebutuhan operasi engine dengan berbagai jenis beban dan

kecepatan, maka masing-masing carburator memiliki 6 system utama yaitu :

1). Main metering

2). Idling

3). Accelating

4). Mixture Control

5). Idle Cutoff

6). Power Enrichment of Economizer.

8. Float Type Carburator( Carburator Jenis Pelampung)

Fungsi utama dari bagian carburator

1). Pelampung (float) berfungsi untuk mengatur gerakan needle valve untuk

membuka ata menutup saluran pemasukanbahan bakar (supplu line),

pelampung bergerak berdasarkan [erubahan volume permukaan (level) bahan

bakar di dalam ruangan pelampung.

2). Main metering system, berfungsi untuk mensupply bahan bakar ke engine pada

semua tingkat kecepatan di atas kondisi idle, main metering system terdiri

dari :

Venturi, mempunyai 3 fungsi :

- Mengatur campuran bahan bakar dan udara

- Menurunkan tekanan pada discharge nozzle

- Membatsi aliran bahan bakar pada kondisi full throtle.

Main Metering System, ditempatkan pada fuel passage diantara float chamber

dan discharge nozzle yang berfungsi membatasi/mengaur aliran bahan bakjar

saat throttle valve terbuka.



Main Discharge Nozzle, befungsiuntuk menyemprotkan bahan bakar

berbentuk partikel kecil (kabut) sehingga dapat dengan mudah bercampur

dengan udara .

Passage leading to idling system, adalah berupa saluran yang

menghubungkan antara ruangan pelampung dan float ke venturi.

Throttle Valve, adalah berfungsi untuk mengatur besar kecilnya bukaan

throttle buterfly Blade dan membatasi campuran aliran bahan bakar dan udara

yang akan masuk ke dalam engine.

Gambar 28. Idling System



Idling System, Yang dimaksud dengan idlind system adlah supply bahan

bakar melalui idlin jet pada kondisi engine idle.

KETENTUAN DARI ENGINE

Biasanya pabrik engine memberikan keterangan-keterangan mngenai data

spesifikasi ketentuan terhadap engine sperti :

b. Bore and stroke (Diameter dan langkah)

c.Compresion Ratio

d. Piston Displacment

e.Valve Location

A. BORE AND STROKE

Dalam ketentuan teknik untuk pembuatan engine Bore and Stroke selalu disebut-

sebut. Hal ini disebabkan karena ukuran Bore and Stroke menentikan Volume/isi

silinder dan besarnya tenaga mesin yang dihasilkan.

Bore adalah guardian atau garis tengah dari cylinder pada engine sedangkan Stroke

adalah gerak tempuh atau langkah dari piston dari Top Dead Centre ke Bottom Dead

Centre, dengan satuan atau ukura menggunakan Inchi untuk USA da Inggris dan

milimeter untuk Jepang dan Eropa.

B. Compresion Ratio

Perbandingan dari kompresi dari engine diukur dari berapa banyak udara dan

bahan bakar yang masuk kedalam cylinder selama gerak hisap dan dimampatkan pada

gerak kompresi, atau dengan kata lain perbandingan si cylinder ditambah isi ruang bakar

dengan volume sisa pada bagian ats cylinder bila piston berada pada TDC.

Isi Cylinder + Isi ruang bakarPerbandingan Kompresi =

Isi ruang bakar



Volume langkah + Volume ruang bakar=

Volume ruang bakarPerbandingan kompresi ini mempengaruhi akan keadaan tenaga motor , kalau

perbandinan kecil maka motoer akan berputar dengan tenaga lemah. Sebaliknya bila

perbandingan kompreis dipertinggi, tekanan pembakaran akan bertambah dan dai engine

akan diperoleh tenaga (power) yang besar.

Bila perbandingan kompresi pada diesel engine terlalu tinggi, hal ini tidak baik

karena dapat menimbulkan ledakan sendiri dan berdetonasi didalam cylinder engine

tersebut

C. Piston Displacement (Isi Cylinder)

Dalam ketentuan teknik isi cylinder diebut disebut Volume langkah total yang

dihitung pada saat toral bergerak dati TDC ke BDC.

Isi Cylilnder dapat ditentukan dengan menghitung Volume langkah dikalikan

dengan jumlah cylinder yang terdapat pada engine, dan besarnya isi cylinder dinyatakan

dalam liter atau Centimeter Cubic (CC) untuk Eropa dan Cubic Inches untuk USA dan

Inggris.

Isi cylinder (V) = Luas head pistom x gerak tempuh

Dimana ; V = x (D/2)2 x L x Z

D = Diameter cylinder (cm)

L = Langkah piston (cm)

A = Luas cylnder

Z = Jumlah cylinder

D. Daya Output Engine

Daya poutput engine adalah rata-rata kerja yang dilakukan dalam satu waktu.

Satuan yang umum adalah Kilowatt (KW), satuan lain adalah maksimum daya kuda

(DK) dalam istilah lain digunakan (HP) (Horse Power) dan PS (German Horse

Power),Satuan konvensional ini mempunyai hubingandengan unit Kilowatt sebagai

berikut :



1 PS = 0.7355 KW

1 HP = 0.7457 KW

1 Cal = 4.186 Joule

1 PS = 735.5 W = 735.5 Joule/detik

= 735.5 X 1/4,186 X 3600 X 1/1000 Kcal/jam

= 632 Kcal/jam

1. Work (kerja)

Ilmu fisika menjelaskan bahwa Usaha adalah : Kerja (work) adalah hasil gaya

(force) yang bergerak kali jarak (distance) yang ditempuh.

Kerja (W) = Gaya (F) X Jarak (D)

Satuan kerja adalah Foot Pound (Ft lb)

Satuan tenaga adalah \Horse Power (HP)

2. Horse Power

Dalam perhitungan mekanika dihitung dalam satuan HP (Horse Power) yang

diawali pada pertengahan abad ke 18 James Watt yang menemukan mesin uap

melakukan perhitungan tenaga pada mesing uap ciptaannya. James Watt mendasarkan

perhitungannya dengan menggunakan tenaga kuda dan yang dipakai adalah kuda

England dihitung dari mulai awal bekerja sampai akhir bekerja rata-rata menghasilkan

jarak 550 Ft lb/persetik atau setara dengan 33.00 Ft lb permenit dalam waktu yang

panjang.

Dari hasil tersebut maka didapat dalam perhitungan menggunakan standar Horse

Power sebagai standar pada perhitungan negara Inggris.

Untuk mengetahui berapa kekuatan Engine adalah dengan membagi tenaga yang

dihasilkan :

1 HP = 550 ftlb perdetik atau

= 550 x 60 ft lb permenit

= 33000 ft lb permenit



Sejak ditetapkannya perhitungan dari kekuatan dan jarak “ Tenaga adaklah usaha yang

dihasilkan denan ketetapan” .

Jika 33.000 lb mampu mengangkat beban sejauh 1 foot Vertikal dalam 1 menit maka

dalam perhitungan 1 tenaga kuda adalah setara dengan 33.000 Ft lb permenit. Atau

merupakan 1 Horse Power. Peforma usaha tidak hanya bergerak secara vertikal tetapi

kekuatan tenaga bekerja dan bergerak kesemua arah.

Contoh : Suatu benda berat 100 lb ditarik sepanjang lantai dengan gaya tarik 90 lb,

maka jumlah kerja yang dialkukan, bila jarak yang ditempuh 660 ft adalah :

W = F x D = 90 x 660 = 59.400 Ft lb

Dan bila kerja tersebut dilakukan dala 2 menit, maka tenaga yang terpakai

adalah :

59.400hp = 0.9 HP2 x 33.000

2. Area Of Cycles

Suatu kepastian dalam satuan penghitungan Area Of Cycles adalah dengan

menggunakan (phi) yang merupakan dasar dari nilai unatuk garis tengah (diameter)

dari sebuah cylinder, tidak dapat dituliskan dengan suatu bilangan, karena adalah

angka decimal yant tidak berujung, tetapi dapat ditetapkan dengan suatu bilangan

decimal menggunakan empat angka dibelakang koma, yaitu 3,1416. Angka ini dianggap

cukup akurat untuk suatu perhitungan.

Area Of Ctcles adalah dihitung dalam satuan Sguare unit dimana jaraknya adalah suatu

garis yang menghubungkan antara sisi kiri dan kanan sama besar dalam sebuah

lingkaran. Phi dilambangkan dengan . Dengan rumus sebagai berikut :

A = R2

Dimana : A = Luas penampang lingkaran

= Amngka tetap

R = Radius atau jari-jari lingkaran.

3. Compresion Ratio



Semua Egnine pembakaran dalam menggunakan cara dengan mengkompresikan

Fuel/Air mixture yang akan menghasilakn langkah usaha. Fuel/air mixture masuk ke

dalam cylinder. Perbandingan jumlah F/A yang masuk ke dalam cylinder adalah

dimanaposisi piston berada di BDC, jumlah inilah yang akan dijadikan sebagai

perhitungan Campresion Ratio.

Compresion Ratio adalah yang mengontrol Factor Horse Power secae\ra

maksimum dari sebuah engine. Tetapi terdapat batasan yaitu dari kadar bahan bakar,

kecepatan dari pada engine, dan tekanan manifold.

Contoh : Sebuah Engine mempunyai Volume tabung bakar sebesar 140 Cubic dimana

tiap cylindernya adalah 20 cubic inches pada saat piston berada di BDC,

berapa tenaga yang dihasilkan oeh piston tersebut ketika piston berada di

TDC.

Compresion ratio adalah 140 berbanding 20 jika dihitung secara praktis

adalah 140/20 atau 7 berbanding 1 disederhanakan menjadi 7 : 1,

Compresion Ratio mempunyai batasan batasan lain, selain tekanan pada

manifold, yang mempengaruhi efek dari compresi yaitu takanan udara atau

F/A yang masuk ke dalam cylinder melalui manifold dan hitungannya

menggunakan satuan mercury (Air Raksa) Hg. Tekanan pada manifold

kecepatannya dipengaruhi oleh besarnya bukaan trotle atau saluran bahan

bakar.

Untuk Engine yang menggunakan super cahrger internal disebut juga Blower, dan

untuk yang dilengkapi super charger eksternal pada exhaust port disebut denganturbo

charger. Kesemuanya adalah merupakan Centrifugal type air compresor. Operasinya

adalah dengan mengisi lebih banyak lagi udara yang masuk ke dalam cylinder, dimana

peralatan ini digunakan pada beberapa jebis engine. Tekanan di dalam manifold akan

menjadi sangat jauh lebih besar jika dibandingkan dengan tekanan udara disekitar

(atmosphere), tekanan ini menambah ju,lah udara yang masuk kedalam cylinder dan

secar otomatis akan menambah tekanan.



Compresion Ratio dan tekanan manifold akan masuk ke dalam cylinder untuk kemudian

semua valve tertutup, tekanan yang akan masuk ke dalam cylinder akan tertahan pada

saluran manifold intake.

4. Indicated Horse Power

Indicated Horse Power (IHP) dihasilkan oleh engine dengan penghitungan : Horse

Power dikalkulasikan dari tekeanan efektif dan dari faktor lain yaitu efek dari tenaga

sebuah engine. IHP dihailkan dari combustion chamber tanpa memperhitungkan tenaga

yang hilang akibat dari bagian engine yang saling bergesekan. Horse Power dihitung

dari funggsi yang actual dari tiap cylinder pada saat engine beroperasi.

IHP untuk piston 4 langkah adalah dengan menggunakan hitungan yang memakai

rumus tulisan untuk memudahkan mengingatnya yaitu PLANK :

PLANKIndicated Horse Power =

33.000

Dimana :

P = Indicated mean effective Preasure in P.s.i

L = Length of the stroke in Ft

A = Area of Piston head or cross sectional area of the cylinder in Sq inch

N = Numbre of power stroke perminute : RPM/2

K = Number of cylinder

Dalam perhitungan area dari piston dikali indicated on the piston pound, kekuatan itu

tergantung dari panjanag langkah dalam foot, hasil dari pada langkah usaha

denganperhitungan menit dan hasil dari proses dalam satu cylinder.

Telah kitaketahui bahwa sat Horse Power adalah setara dengan 33.000 Ft-lb permenit

total dari peforma sebuah engine dibagi dengan 33.000 to fine the indicated horse power.

5. Brake Horse Power

Brake Horse Power adalah tentang sesuatu bagian engine yang saling bergesekan,

total horse power akan berkurang karena adanya saling bergesekan. Pergeseka antara



piston dengan diding cylinder, gesekan yang terjadi antara Crankshaft terhadap

Crankcase dan bagian mekanikal lainnya yang bergerak. (Torque = Force x Jarak).

Untuk suatu pengujian kita menggunakan Engine Power, yaitu dengan memasang Colar

pada poros engine atau crankshaft, Colar tersebut adalah berfungsi sbagai rem dan pada

colar dilengkapi dengan pengatur gesekan yang dapat diatur/diset. Colar dilengkapi

dengan lengan yang pada ujungnya dipasang alat pengukur gesekan.

Kerugian akibat gesekan ini dapat diperkecil dengan menggunakanminyak pelumas yang

baik atau sistem pelumasan yang sempurna. Indicated Horse Power dikurangai dengan

kerugian karena gesekan-gesekan akan menghasilkan daya efektif. Besar kecilnya

kerugian karena gesekan akan menmpengaruhi rendemen mekanis.

Power = Work per revolution x RPM

Work per revolution x RPMBHP =

33.0002 x Force on the scale (lbs) x Length of arm (Ft) x RPM

atau BHP = 33.000

Contoh :

Diketahui

Force on Scale = 200 Lbs

Length of Arm = 3,18 Ft

RPM = 3000

(phi) = 3,1416

Jawab :

6.2832 x 200 x 3.18 x 3000BHP =

33.000= 363.2

Dibulatkan = 363 BHP



Dalam jangka waktu yang lama gesekan antara Brake Colar terhadap Shaft akan menjadi

beban bagi engine. Dan tidak menutup kemungkinan engine akan berhenti, karena

disebabkan gesekan antara Colar belt terhadapa Shaft sehingga dapat dihutng BHPnya.

Tetapi jika beban tersebut dilepas dan engine akan kembali berputar normal. Jadi

penghitungan BHP hanya dapat diukur jika engine brputar tetapi jika engine berhenti

maka BHP tidak dapat diukur. Dimana pergesekan antara Colar dan Shaft yang dapat

dihitung pada skala beban dengan ketentuan 2 dan 33.000 adalah merupakan suatu

bilangan constan, yang berubah adalah RPM.

6. Friction Horse Power

Friction Horse Power dapat dinyatakan dengan HP dikurangi BHP, dimana HP

dihasilkan oleh ebngine dikurangi dengan gesekan gesekan yang terjadi pada bagian

engine yang bergerak. Pada piston engine modern tenaga yang hilang akibat dari

pergesekan adalah sebesar 10 sampai dengan 15% dari total Horse power.

7. Rugi Kalor dan Mekanik

Tenaga sebenaarnya yang dihailkan oleh Engine, yaitu BHp adalah IHP setelah

dikurangi oleh kerugian-kerugian akibat daya yang hilang untuk mengatasi kerugian

panas dan kerugian mekanis

Kerugian mekanis ini, yaitu kekrugian yag hilang karena gesekan bermacam-

macam bagian dari mesin yang saling bersinggungan, antara lain :

a. Gesekan antara piston dan ring piston tehadap dinding cylinder

b. Gesekan antara Crankshaft dan bantalan (bearing)

c. Kerugian mekanik karena tenaga hilang untuk menggerakan alat-alat seperti

untuk menggerakan mekanis valve, Injection Pump, Pompa pendingin dan

blower injector dll.

d. Kerugian ini juga dapat terjadi karena sebagian panas yang dihasilkan dari

pembakaran bahan bakar hilang terbawa gas bekas, air pendingin, minyak

pelumas.

8. Trust Horse Power



Trust Horse Power adalah tenga yang dihasilkan engine untuk diteruskan ke beban,

jika beban dalam kondisi efisien maka dapat dianggap 100 % sebagai tenaga penggerak

dan BHPnya juga sama dimana dimana efisiensi tenaga pada beban sangat bervariasi

tergantung dari kecepatan putaran engine, temperature, juga ratio pad HP dan BHP

terhadap Shaft.

E. Firing Order (Urutan pengapian)

Pada engine 4 takt, hanya ada satu langkah kerja yang diperoleh dari empat

langkah (stroke) daria tiap satu cylinder. Karena itulah untuk memperoleh putaran yang

lembut pada engine yang bercylinder banyak, pembakaran pada tiap cylinder dibuat

pada jarak waktu yagn sama selama tiap dua putaran crankshaft . Karena kedudukan

crankpin tidak disusun pada satu garis melainkan ditempatkan pada sust-sudut tertentu

terhadap journal, menurut kebiasaan dalam praktek, ururtan kejadian pembakaran pada

engine disebut firing order (urutan pengapian ) dan dinyatakan dalam bentuk nomor

cylinder, dimana pengapian pertama terjadi pada cylinder nomor satu.

Pembagian kerja di dalam engine 4 takt yang bercylinder empat, piston engine yag

bercylinder empat mengadakan tekanan kepada shaft setiap 180 derajat (1/2 putaran).

Setelah gerakan kerj a di dalam cyilnder pertama selesai, gerakan kerja di dalam

cylinder berikutnya dimulai.

Oleh letaknya kedudukan sudut shaft, firing order engine 4 cyinder terdiri dari dua

macam yaitu :

a.1 – 2 – 3 – 4 b. 1 – 3 – 4 – 2

Sedangkan untuk engine bercyinder 6 supaya gerakan kerja di dalam engine

terbagi rata, shaftnya disearahkan dua berdua. Maka dengan demikian terbentuk tiga

pasang shaft yang letaknya searah,

1 – 6 : 2 – 5 : 3 – 4 dan 1 – 4 : 3 – 4 : 2 – 5

Sedangkan firing order untuk engine 6 cyinder adalah

a. 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4 b. 1 – 4 2 – 6 – 3 – 5

Engine bercylinder delapan atau lebih sering kali dibuat dalambentuk model V

Engine. Tiap blocknya masing-masing bercyinder empat, jadi block engine ini agak

pendek, tidak terlallu memakan tempat. Shaft yang satu berbentuk sudut 900 dengan



shaft lainnya.Setiap crankshaft berputar 900, maka terjadi satu langkah kerja dislah satu

cylinder.

Pada engine model V-engine ini sumbu shaftnya tidak panjang dibandingkan

dengan yang bercyinder empat atau type in-line engine, oelh sebab itu ia tidak memakai

peredam getaran. Engnine 8 cyilnder bentuk model V dibagi atas dua bagian yaitu block

kiri (L) dengan urutan cylinder ganjil dan block kanan ® dengan urutan cyinder genap

sebgai berukut :

Block Kiri (L) urutan cylinder : 1 – 3 – 5 – 7

Block kanan (R) urutan cylindernya : 2 – 4 – 6 – 8

Firing Order engine 8 cyinder model V block adalah :

1 – 8 – 4 – 3 – 6 – 5 – 7 – 2

L1- R4 – R2 – L2- R3- L3 – L4 – R1

F. Gangguan Pada Crankshaft

Pada Crankshaft yagn terjadi adlah shaft menjadi gugus dan bengkok serta

bantalan (metal) kemungkinan mengelupas, melelh, terbakar sehinggga dapat

menimbulkan suara.

Untuk memperbaiki dengan jalan di undersize yang artinya diameter pporos

dibulatkan lagi dengan memperkecil diameter shaft (berkurang dari aslinya) serta

bantalan (metal) harus diganti dngan yagn baru.

Tiap-tiap undersize diameter shaft berkurang 0.010 inch, ukuran undersize : 10,

20, 30, 40 dan 50 atau 0,05 : 0,25 : 0,50 : 0,75.



NERACA PANAS PADA ENGINE

A. Pengertian Neraca Panas

Panas hasil pembakaran bahan bakar di dalam cylinder hanya sebagian usaha

yang diolah menjadi kerja efektif.

Bagian terbesar justru merupakan panas terbuang dan terakhir ini merupakan

kerugian yang tidak mungkin dihilangkan sama sekali.

Kerugian panas tersebut meliputi krugian panas yang terbawa gas asap

pembuangan, kerugian panas yang terbawa oleh air pendingin dan kerugian panas oleh

karena gesekan.

Panas hasil pembakaran di combustion camber disatu sisi dan panas berguna

ditambah kerugian-kerugian di sisi lain, merupakan suatu neraca keseimbangan sebagai

berikut :

NO JENIS KERJA PROSENTASI PANAS (%)

1

2

3

4

Kerja Efektif

Kerugian Mekanis

Kerugian Pendingin

Kerugian Pembuangan

30 - 45

11 – 4

25 – 11

34 – 40

NO PEMBAGIAN PANASDIESEL

ENGINE

PETROL

ENGINE

1

2

3

Panas yang diubah menjadi kerjaguna

Panas yang terbawa oleh air pendingin

Panas yang terbawa hilang oleh gas-gas

32 – 40%

30 – 33%

20 – 28%

31 – 34%



4

bekas pembakaran

Panas yang terbawa karena gesekan dan

pancaran

23 – 32%

2 – 3%

33 – 40%

1 – 32%

B. Kerja dan Tenaga

Daya Indikator adalah daya gas pembakaran yang bekerja diatas piston. Teknan

gas yang diambil dari harga P maksimum dan minimum disebut tekanan rata-rata Pi

Kg/cm2.

Luas penampang Piston X Tekanan rata-rata

K (gaya) = /4 D2 x Pi ………………….(Kg)

Volume = luas penampang piston x langkah

V = /4 D2 x L…………………………..( cm3 atau cc)

D = Diameter cylinder……………………(cm)

L = Panjang langkah piston………………(cm)

Usaha kerja yang terjadi sejauh piston bergerak dari TDC ke BDC yang besarnya :

A = K x L (tenaga x jalan)

= /4 D2 x Pi x L ………………………(Kg cm)

Tenaga = Usaha kerja /waktu



MINYAK PELUMAS

Pelumas dapat didefinisikan sebagai suatu zat yang berada atau disisipan diantara

dua permukaan yang bergerak secara relatif agar dapat mengurangi gesekan antar

permukaan tersebut. Tidak diketahui dengan pasti kapan Pelumas mulai digunakan,

namun bermacam bentuk bearing telah ditemukan di Timur Tengah beberapa ribu tahun

sebelum

masehi. Konsep pelumas sudah mulai sejak itu walaupun hanya menggunakan

air. Pelumas modern pada saat ini sudah sangat khusus dan kompleks.

Minyak dasar dari minyak bumi secara konvensional sudah tidak dapat

lagi memenuhi kebutuhan peralatan-peralatan modern, khususnya untuk pemakaian pada

temperature tinggi, serta penambahan bahan sintetis atau bahan dasar minyak bumi

yang sudah diproses sekarang ini sudah cukup banyak digunakan pada kendaraan

penumpang. Di waktu yang akan datang, kebanyakan minyak dasar harus digunakan

hampir secara keseluruhan dengan minyak dasar sintetis atau minyak dasar dari minyak

bumi dengan cara pemrosesan baru.

A. Fungsi Minyak Pelumas.

Fungsi-fungsi dasar pelumas tentu saja adalah mengurangi gesekan dan mencegah

wear. Dalam realitanya, pelumas harus juga dapat memenuhi faktor lainnya yang juga

vital dalam pengoperasian peralatan. Mercedes-Benz sebagai manufaktur otomobil dan

engine telah membuat list, lebih dari 40 sifat-sifat yang diperlukan agar dapat memenuhi

persyaratan sebagai engine oil. Minyak pelumas yang khusus seperti

minyak hidrolik dan minyak transmisi juga mempunyai persyaratan lainnya

yang harus dipertimbangkan, sedangkan produk padatan atau semi-padatan


http://id.shvoong.com/tags/sifat/

http://id.shvoong.com/tags/juga/

http://id.shvoong.com/tags/dari/

http://id.shvoong.com/tags/pelumas/

http://id.shvoong.com/tags/tidak/

http://id.shvoong.com/tags/atau/

http://id.shvoong.com/tags/dapat/


seperti gemuk juga mempunyai persyaratan khusus dan diukur dengan cara

yang lain pula. Sifat-sifat pelumas yang diharapkan yaitu dapat

menimbulkan aspek positif (seperti mencegah wear dll.) sedangkan sifat yang tidak

diharapkan yaitu menimbulkan aspek negatif (seperti minyak menyebabkan bagian-

bagian engine terkorosi dll.). Sifat-sifat positif pelumas secara praktis untuk pelumasan

kendaraan adalah sebagai berikut: Mengurangi gesekan - Dengan mengurangi gesekan

berarti akan mengurangi juga energy dan juga mengurangi pemanasan lokal.

Mengurangi ear - Adalah suatu kebutuhan menjaga peralatan agar tetap bisa beroperasi

untuk periode yang lama dan bekerja secara efisien. Pendingin - Di dalam engine,

pelumas juga berfungsi sebagai zat penukar panas antara bagian-bagian yang terpanasi

akibat pembakaran (misal: piston) dan sistem pelepas panas (misal: jacket pendingin

dll.). Pada sistem yang lain, pelumas sebagai pelepas panas dari hasil gesekan atau kerja

mekanik lainnya.

Anti korosi - Baik dari hasil degradasi pelumas atau akibat kontaminasi hasil

pembakaran, pelumas bisa bersifat asam dan menjadikan korosi pada logam. Adanya

uap air dapat juga menyebabkan karat pada besi. Oleh sebab itu pelumas harus bisa

menanggulangi efek-efek tersebut. Pembersih - Pelumas juga sebaiknya bisa mencegah

terjadinya fouling serpihan-serpihan yang dihasilkan dari proses mekanis, dari hasil

degradasi pelumas itu sendiri maupun dari hasil proses pembakaran. Apa yang disebut

deposit adalah seperti karbon padat, varnish atau endapan. Ini dapat mengganggu

pengoperasian alat. Kasus ekstrem adalah ring piston tidak bisa bergerak, dan aliran

minyak tersumbat, hal ini bisa terjadi jika minyak pelumas tidak mampu mencegah hal

ini. Pencegahan deposit dan juga dispersi kontaminan termasuk dalam kategori ini.

Minyak pelumas seharusnya dapat juga menjadi seal antara piston dan silinder

(piston ke ring dan ring ke dinding silinder). Untuk mendapatkan fungsi-fungsi tersebut

di atas berdasarkan tinjauan ekonomi, pelumas haruslah mempunyai sifat-sifat tertentu

sesuai dengan alat dimana pelumas itu digunakan. Perlu ada kesesuaian antara

persyaratan-persyaratan yang saling bertentangan, beberapa batasan negatif terangkum

sebagai berikut dibawah ini, pelumas tidak boleh: Mempunyai viskositas yang terlalu

rendah. Hal ini akan memungkinkan kontak antara logam dengan logam menyebabkan

terjadinya wear serta dapat meningkatkan lepasnya/hilangnya pelumas. Mempunyai



viskositas yang terlalu tinggi. Hal ini akan meningkatkan tenaga dan, dalam kasus

engine, dapat menyulitkan pada saat start. Mempunyai indeks viskositas yang terlalu

rendah. Hal ini berarti bahwa lapisan film pelumas tidak terlalu tipis pada saat

temperatur tinggi (atau tidak terlalu tebal pada saat temperatur rendah). Terlalu mudah

menguap. Tingkat penguapan tinggi (high volatility) akan menyebabkan tingkat

konsumsi pelumas naik akibat teruapkannya kandungan ringan dari pelumas tersebut.

Berbusa saat digunakan. Jika berbusa, minyak akan kehilangan sifat pelumasannya,

dan/atau berkurangnya minyak itu sendiri dari engine. Menjadi tidak stabil karena

terhadap oksidasi ataupun reaksi kimia.

B. Klasifikasi Minyak Pelumas

Penggolongan kemampuan minyak pelumas mesin umumnya diatur berdasarkan

API (The Amerikan Petroleum Institut) atau berdasarkan US Military Spesification dan

pengujiannya harus menggunakan mesin-mesin penguji.

Dalam panduan yang dikeluarkan Agip, salah satu merek oli, disebutkan, pada

setiap oli yang beredar di pasaran akan dijumpai dua istilah karakteristik oli, yakni

Society of Automotive Engineers (SAE) dan API. SAE adalah untuk menandai tingkat

kekentalan (viskositas). Misalnya, SAE 20W-50. Huruf W berarti winter (musim

dingin). Itu berarti dalam suhu dingin (pada musim dingin), kekentalan oli berada pada

angka viskositas SAE 20. Sementara angka 50 berarti pada udara panas tingkat

kekentalan oli akan berubah menjadi 50. Inilah yang disebut oli multigrade atau oli yang

memiliki beberapa tingkat (grade) kekentalan. Sedangkan karakteristik oli monograde

hanya memiliki satu tingkat kekentalan, misalnya SAE 40 dan SAE 50.

Kualitas oli disimbolkan oleh API (American Petroleum Insitute). Simbol terakhir

SL mulai diperkenalkan 1 Juli 2001. Walau begitu, simbol makin baru tetap bisa dipakai

untuk katagori sebelumnya. Seperti API SJ baik untuk SH, SG, SF dan seterusnya.

Sebaliknya jika mesin kendaraan menuntut SJ maka tidak bisa menggunakan tipe SH

karena mesin tidak akan mendapatkan proteksi maksimal sebab oli SH didesain untuk

mesin yang lebih lama.

C. Jenis Minyak Pelumas



1. Oli Mineral

Oli mineral berbahan bakar oli dasar (base oil) yang diambil dari minyak bumi

yang telah diolah dan disempurnakan. Beberapa pakar mesin memberikan saran

agar jika telah biasa menggunakan oli mineral selama bertahun-tahun maka jangan

langsung menggantinya dengan oli sintetis dikarenakan oli sintetis umumnya

mengikis deposit (sisa) yang ditinggalkan oli mineral sehingga deposit tadi

terangkat dari tempatnya dan mengalir ke celah-celah mesin sehingga mengganggu

pemakaian mesin.

2. Oli Sintetis

Oli Sintetis biasanya terdiri atas Polyalphaolifins yang datang dari bagian terbersih

dari pemilahan dari oli mineral, yakni gas. Senyawa ini kemudian dicampur

dengan oli mineral. Inilah mengapa oli sintetis bisa dicampur dengan oli mineral

dan sebaliknya. Basis yang paling stabil adalah polyol-ester (bukan bahan baju

polyester), yang paling sedikit bereaksi bila dicampur dengan bahan lain. Oli

sintetis cenderung tidak mengandung bahan karbon reaktif, senyawa yang sangat

tidak bagus untuk oli karena cenderung bergabung dengan oksigen sehingga

menghasilkan acid (asam). Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan

kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral.



DAFTAR PUSTAKA

1. E. Karyanto, Panduan Reparasi Mesin Diesel, Pedoman Ilmu Jaya Jakarta, 2000

2. Sutrisno, B.Sc. Motor Pesawat Terbang, Departmen Pendidikan dn Kebudayaan,

1982

3. Toyota, Materi Pelajaran Engine Group, PT. Toyota Astra Motor.

4. www.batan.go. id, Berbagai Tipe Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

5. Handromi,Kelistrikan Engine, Universitas Negeri Semarang

6. Piston Engine Hand Book, SMK Penerbangan Dirgantara


Bahan Ajar

Documents

Transcript of Bahan Ajar