Motor Bakar Guru 1020 0102
-
Upload
gebing-sinaive -
Category
Documents
-
view
95 -
download
1
Transcript of Motor Bakar Guru 1020 0102
Engine
Motor Bakar
Tujuan Instruksional Umum :
Peserta training dapat mengetahui dengan jelas apa yang dimaksud dengan motor bakar.
Tujuan Instruksional Khusus :
1. Peserta training dapat menjelaskan sistem pada motor bensin 4 tak dan 2 tak.2. Peserta training dapat menjelaskan sistem pada motor diesel 4 tak dan 2 tak.3. Peserta training dapat menjelaskan secara umum perbedaan antara motor
bakar bensin dan motor bakar diesel.4. Peserta training dapat menjelaskan apa yang dimaksud dengan rotary engine.
Waktu : 240 menit
Alat bantu :
1. OHP2. Transparant3. Alat peraga rotary engine4. Papan tulis dan kelengkapannya
Kepustakaan :
1. Automotive Mechanic2. Training Material Toyota Step I
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Struktur materi
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Komponen mekanisme katup
Valve timing diagram
Celah katup
Motor rotary
Motor bakar
Metode menggerakkan katup
Mekanisme katup
Motor diesel
Motor bensin
Hidrolic valve lifeter
Instruktur Guidance
Tahapan Mengajar Metode Alat bantu Waktu
1. Mentality
2. Motivasi 1.1 Apa yang dimaksud dengan
motor bakar ?
3. Elaborasi
Instruktur menjelaskan : 3.1 Pengertian motor bakar 3.2 Motor bensin 3.3 Motor diesel 3.4 Mekanisme katup 3.5 Metode menggerakkan katup
3.6 Komponen mekanisme katup3.7 Valve timing diagram3.8 Celah katup3.9 Hidrolic valve lifter3.10Motor Rotary
4. Konsolidasi Memberikan kesempatan tanya
5. Evaluasi
CeramahCeramahCeramahCeramahCeramahCeramahCeramahCeramahCeramahCeramah
TransparantTransparant TransparantTransparantTransparantTransparantTransparantTransparantTransparantTransparant
Soal
5 menit
5 menit
15 menit45 menit60 menit30 menit15 menit30 menit20 menit10 menit15 menit30 menit
20 menit
60 menit
Test kompetensi
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
1. Sebutkan definisi motor bakar ?2. Jelaskan bagaimana terjadinya energi panas ?3. Sebutkan jenis-jenis motor bakar ?4. Jelaskan prinsip kerja motor bakar bensin 4 tak dan 2 tak ?5. Jelaskan 5 perbedaan motor bensin dan motor diesel ?6. Hal-hal apa saja yang mempengaruhi kemampuan mesin, sebutkan ?7. Diketahui diameter silinder 91 mm, langkah piston 104 mm, jumlah silinder 4,
volume ruang bakar 1/20 volume langkah, berapa total displacement dan perbandingan kompresinya ?
8. Sebutkan type mekanisme katup ?9. Sebutkan metode menggerakkan katup ?10.Sebutkan komponen-komponen mekanisme katup ?11.Apa yang dimaksud dengan :
a. Mekanisme katupb. Katup melayangc. Katup macetd. Diagram katupe. Celah katupf. Valve overlaping
12.Kapan valve overlap terjadi ?
MOTOR BAKAR
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Definisi motor bakar :Suatu mekanisme / konstruksi mesin yang merubah energi panas menjadi energi mekanis
Bagaimana dapat terjadinya energi panas :Terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, adanya bahan bakar, udara dan adanya suatu sistem pengapian.
Bagaimana dapat terjadinya perubahan energi panas menjadi energi mekanik :Dengan adanya suatu konstruksi mesin sehingga memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin untuk usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.
Jenis Motor Bakar
1. Motor pembakaran luar (External combustion chamber) Motor pembakaran luar adalah suatu motor bakar dimana proses pembakaran atau perubahan energi panas dilakukan diluar dari mekanisme / kontruksi mesin. Dari ruang pembakaran energi panas tersebut dialirkan ke kontruksi mesin melalui media penghubung lagi .
Contohnya :- Mesin uap / turbin uap- Mesin nuklir / turbin nuklir.
2. Motor pembakaran dalam (Internal combustion chamber)Motor pembakaran dalam suatu motor bakar dimana proses pembakaran atau perubahan energi panas di mana dilakukan di dalam kontruksi mesin itu sendiri dan tempat terjadinya proses pembakaran itu disebut ruang bakar ( combustion chamber ).
Contohnya :
- Motor bensin- Motor diesel- Mesin Jet
Prinsip kerja, motor bakar dalam melakukan siklus kerjanya dibagi menjadi :
A. Prinsip kerja motor 4 takB. Prinsip kerja motor 2 tak
A. Prinsip kerja motor 4 tak
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Dimana setiap dua kali putaran poros engkol atau empat kali gerakan turun dan naik piston menghasilkan satu kali langkah usaha.
B. Prinsip kerja motor 2 tak
Dimana setiap satu kali putaran poros engkol atau dua kali gerakan turun dan naik piston menghasilkan satu kali langkah.
MOTOR BAKAR BENSIN (MOTOR BENSIN)
Langkah kerja motor bakar bensin 4 tak
1. Langkah Hisap
- Piston bergerak dari TMA ke TMB
- Katup hisap membuka
- Karena piston bergerak ke bawah maka di dalam ruang silinder timbul kevacuman sehingga campuran antara udara dan bensin terhisap masuk ke dalam silinder.
2. Langkah Kompresi
- Akhir dari langkah hisap
- Piston bergerak dari TMB ke TMA
- Kedua katup menutup
- 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
3. Langkah Usaha
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
- Akhir dari langkah kompresi
- Sesaat piston belum mencapai TMA busi memercikan bunga api listrik ke dalam ruang bakar, sehingga campuran udara dan bensin yang sudah dipampat-kan akan terbakar dan akan menimbulkan tenaga gerak atau mekanik.
4. Langkah buang
- Akhir dari langkah usaha
- Piston bergerak dari TMB ke TMA
- Karena piston bergerak keatas maka gas hasil pembakaran di dalam silinder akan terdorong ke luar melalui katup buang.
Catatan :
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)
Langkah kerja motor bakar bensin 2 tak.
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
1. Langkah kompresi dan langkah hisap.
- Torak bergerak dari TMB ke TMA
- Pada saat saluran pembiasan tertutup mulai dilakukan Langkah kompresi
- Pada saat saluran hisap membuka maka campuran udara dan bensin akan masuk ke dalam ruang poros engkol
2. Langkah usaha dan buang
Sebelum piston mencapai TMA,busi akan memercikan bunga api listrik sehingga campuran udara dan bahan bakar akan terbakar dan menyebabkan timbulnya daya dorong, sehingga piston akan bergerak dari TMA ke TMB. Sesaat saluran hisap tertutup dan saluran bilas dan saluran buang membuka.maka campuran udara dan bahan bakar yang berada di ruang engkol akan mendorong gas sisa hasil pembakaran melalui saluran bilas ke saluran buang
MOTOR BAKAR DIESEL ( MOTOR DIESEL )
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
A. Langkah kerja motor diesel 4 tak
1. Langkah hisap
- Piston bergerak dari TMA ke TMB
- Katup masuk membuka
- Karena piston bergerak ke bawah maka di dalam silinder terjadi kevacuman sehingga udara bersih akan mengalir masuk ke dalam melalui katup masuk.
2. Langkah kompresi
- Piston akan bergerak dari TMB ke TMA kedua katup menutup karena piston bergerak keatas maka udara bersih di dalam silinder akan terdorong dan dipampatkan di ruang bakar, akibatnya tekanan dan temperature udara menjadi tinggi.
3. Langkah Usaha
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Pada langkah ini terjadi dua proses pembakaran.
a. Pembakaran awal :
- Sebelum piston mencapai TMA, injector akan mengabutkan bahan bakar dan akan bercampur dengan udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi
( 7000 - 9000 C, 70 - 90 kg/cm2 ).
b. Pembakaran Sempurna
- Karena tekanan dan temperatur yang tinggi maka bahan bakar akan terbakar dengan sendirinya. Hal ini akan menimbulkan daya dorong sehingga piston akan bergerak dari TMA ke TMB
4. Langkah buang
Piston bergerak dari TMB ke TMA katup buang membuka karena piston bergerak ke atas maka gas sisa hasil pembakaran akan terdorong ke luar melalui katup buang.
B. Langkah motor bakar diesel 2 (dua) tak.
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
(A) (B) (C) (D)
Keterangan :A. Udara masuk C. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam ruang gas.B. Udara dikompresikan D. Gas bekas keluar
1. Langkah kompresi dan hisap
Piston bergerak dari TMB ke TMA, saluran masuk membuka sehingga udara bersih masuk ke dalam, sesaat setelah saluran hisap menutup dan saluran buang menutup maka mulai dilakukan langkah kompresi hingga tekanan udara mencapai 70 - 90 kg/cm2.
2. Langkah usaha dan buang
Sebelum piston mencapai TMA injector akan mengabutkan bahan bakar dan ini sebagai proses pembakaran awal, karena bahan bakar bercampur dengan udara bersuhu dan bertekanan tinggi maka akan terjadi proses pembakaran sempurna. Akibatnya akan mendorong piston bergerak dari TMA ke TMB. Sesaat piston belum mencapai TMB katup buang sudah mulai membuka. Dan bila saluran hisap membuka maka udara bersih akan membantu mendorong gas sisa hasil pembakaran keluar.
Perbandingan antara motor 4 tak dan 2 tak
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Motor 4 Tak Motor 2 Tak
Prinsip kerja 2 kali putaran poros engkol 1 kali usaha
1 kali putaran poros engkol menghasilkan 1 kali usaha
Mekanisme Katup Lebih rumit Tidak mengunakan mekanisme katup
Putaran rpm yang dihasilkan
Lebih lambat Lebih cepat
Sistem pelumasan mesin Tidak mengunakan oli samping
Mengunakan oli samping untuk melumasi ruang engkol
Suara yang dihasilkan karena hasil pembakaran
Lebih halus Lebih kasar
Tingkat polusi yang ditimbulkan
Lebih kecil Lebih besar
Pengunaan mesin untukjenis kendaraan
Mobil Motor
Perbandingan antara Motor Diesel dengan Motor Bensin
Motor Bensin Motor Diesel
Bahan bakar yang di-gunakan
Bensin Solar
Jenis yang dikompresikan Campuran udara dan bensin
Udara bensin
Sistem pembakaran Mengunakan busi Pembakaran sendiri
Tingkat perbandingan kompresi
Lebih rendah Lebih tinggi
Momen / torsi yang di-hasilkan
Lebih kecil Lebih besar
Getaran dan suara yang timbul karena proses pembakaran
Lebih halus Lebih kasar
Harga bahan bakar yang dipakai
Lebih mahal Lebih murah
Tingkat harga perawatan mesin
Lebih murah Lebih mahal
MEKANISME KATUP
Pada sistem motor bakar 4 tak untuk memasukkan campuran bahan bakar dan membuang gas sisa hasil pembakaran maka di dalam silinder diperlukan adanya MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
3
2
1
katup masuk dan katup buang. Untuk mengontrol kapan katup masuk dan kapan katup buang menutup atau membuka disebut mekanisme katup
Jenis-jenis mekanisme katup
• Tipe Over Head Valve
Mekanisme katup ini sederhana dan dapat diandalkan. Penempatan camshaftnya pada blok silinder, dibantu oleh :
1. Valve lifter2. Push rod3. Rocker arm
• Tipe Over Head Camshaft
Camshaft ditempatkan pada kepala si-linder, dan camshaft langsung meng-gerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan push rod
• Keuntungan OHC :
- Berat bagian yang bergerak menjadi berkurang
- Kemampuan pada kecepatan tinggi cukup baik, karena katup-katup membuka dan menutup lebih tetap (stabil)
• Kerugian OHC :
- Lebih rumit dibandingkan dengan OHV
• Tipe Double Over Head Camshaft
Pada kepala silinder terdapat dua camshaft, yang satu untuk menggerak-
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
kan katup masuk, dan yang lainnya menggerakkan katup buangCamshaft membuka dan menu-tup katup secara langsung, dan tidak memerlukan rocker arm
Keuntungan DOHC :
- Berat bagian yang bergerak menjadi berkurang
- Kemampuan pada kecepatan tinggi cukup baik, karena katup-katup membuka dan menutup lebih presisi
Kerugian DOHC :
- Konstruksi sangat rumit- Harganya mahal atau biaya
produksi mahal
Untuk tipe DOHC biasanya menggu-nakan multi valve, dimana setiap satu silinder menggunakan 2 buah katup masuk dan 2 buah katup buang
Keuntungan penggunaan multi valve dibandingkan dengan single valve :
a. Beban katup lebih kecilKarena kepala katup cenderung lebih kecil sehingga mengurangi beban katup dan umur katup cenderung lebih lama
b. Ruang buka lebih besarDengan menggunakan dua buah katup masuk atau katup buang secara bersamaan, otomatis jumlah campuran udara dan bahan bakar lebih banyak dan pada saat langkah buang gas sisa hasil pembakaran lebih mudah terbuang
c. Efisiensi lebih tinggiTenaga yang dihasilkan cenderung lebih besar karena dengan banyak-nya campuran udara dan bahan bakar yang masuk menyebabkan tinggi-nya tekanan kompresi, sehingga pembakaran menjadi lebih sempurna
Kerugian penggunaan multi valve dibandingkan single valve :a. Konstruksi lebih rumitb. Membutuhkan dua buah camshaftc. Suara mesin cenderung lebih kasar
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
d. Untuk yang non hidrolis penyetelan katup lebih lama
METODE MENGGERAKKAN KATUP
Camshaft digerakkan oleh crankshaft dengan beberapa metode. Berikut ini metode-metode menggerakkan katup :
Timing Gear
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHV (Over Head Valve).
Keuntungan :
- Lebih kuat dan tahan lama.
Kerugian :
- Menimbulkan bunyi yang besar.
Timing Chain
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHV (Over Head Valve) dan OHC (Over Head camshaft).
Keuntungan :
-Menimbulkan bunyi yang lebih kecil dibanding tipe timing gear.
Kerugian :
-Umur lebih pendek dibanding tipe timing gear.
Timing Belt
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHC (Over Head camshaft)
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
dan DOHC (Double Over Head Camshaft).Timing belt terbuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga mem-punyai daya renggang yang baik dan hanya mempunyai penguluran yang ke-cil karena panas.
Keuntungan :- Tidak menimbulkan bunyi.- Tidak memerlukan pelumasan.
Kerugian :- Umur lebih pendek dibanding tipe
timing chain.
KOMPONEN-KOMPONEN MEKANISME KATUP
Poros Nok
Poros nok berfungsi untuk menggerak-kan mekanisme katup, pompa oli, pom-pa bahan bakar dan distributor.
Pengangkat Katup
Pengangkat katup (valve lifter) berfungsi untuk meneruskan gerakan camshaft ke push rod.Pada mesin yang menggunakan lifter konvensional celah katupnya harus di-stel, tetapi ada mesin yang mengguna-kan hydraulic lifter tidak perlu melaku-kan penyetelan celah katup karena ce-lahnya selalu 0 mm.
Batang Penekan
Batang penekan (push rod) berfungsi untuk meneruskan gerakan lifter ke rocker arm.
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Rocker Arm dan Shaft
Rocker arm berfungsi untuk menekan katup saat tertekan ke atas oleh push rod.Rocker arm dilengkapi skrup dan mur pengunci untuk penyetelan celah katup.Pada mesin yang menggunakan lifter hidraulis tidak dilengkapi skrup dan mur pengunci
Katup
Katup terbuat dari baja khusus (special steel). karena katup berhubungan deng-an tekanan dan temperatur tinggi Pada umumnya katup masuk lebih besar dari katup buang. Agar katup menutup rapat pada dudukannya, maka permukaan sudut katup (valve face angle) dibuat pada 44,5° atau 45,5°
Pegas Katup
Pegas katup (valve spring) digunakan untuk menutup katup
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Pada umumnya mesin menggunakan 1 pegas untuk tiap katupnya, tetapi ada juga yang menggunakan 2 pegas.Penggunaan pegas yang jarak pitchnya berbeda (uneven pitch spring) / pegas ganda (double spring) adalah untuk mencegah katup melayang Katup melayang adalah gerakan katup yang tidak seirama dengan gerakan cam saat putaran tinggi.Pegas dengan jarak pitch berbeda tipe asymetrical dipasang dengan bagian yang lebih renggang pada posisi atas
Dudukan Katup
Dudukan katup (valve seat) dipasang dengan jalan dipres pada kepala silin-der. Valve seat berfungsi untuk dudukan katup sekaligus memindahkan panas dari katup ke kepala silinder.Dudukan katup terbuat dari baja khusus tahan panas dan aus. Lebar persinggungan katup adalah 1,2 – 1,8 mm.
Bushing Pengantar Katup dan Oil Seal
Bushing penghantar katup terbuat dari besi tuang dan berfungsi untuk meng-arahkan katup agar duduk tepat pada valve seat. Gerakan katup yang tidak lembut atau batang katup yang macet pada bushing penghantar katup disebut katup macet (valve stinking).
Oil seal berfungsi untuk mencegah oli mesin masuk ke ruang bakar melalui bushing katup, bila oil seal rusak akan menyebabkan oli masuk ke dalam ruang bakar, akibatnya oli menjadi boros. Biasanya lebih mudah masuk ke ruang bakar melalui katup masuk
VALVE TIMING DIAGRAM
Valve timing diagram adalah diagram waktu kerja katupValve timing diagram dipengaruhi oleh bentuk cam dan celah katup.
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Valve overlap adalah saat dimana katup hisap (intake valve) dan katup buang (exhaust valve) sama-sama membuka. Valve overlap berfungsi sebagai langkah pembilasan (campuran udara bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran). Valve overlap terjadi saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap. Overlap yang besar menghasilkan kemampuan kecepatan tinggi yang lebih baik, tetapi idling menjadi kurang stabil.
Lamanya katup hisap (intake valve) membuka = 6° + 180° + 40° = 226°
Lamanya katup buang (exhaust valve) membuka = 31° + 180° + 9° = 220°
Lamanya valve overlap = 6° + 9° = 15°
CELAH KATUP
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Celah katup adalah celah yang terdapat pada mekanisme katup (dari camshaft sampai katup)Apabila tidak terdapat celah katup akan menyebabkan katup tidak menutup rapat saat mesin panas, karena pada komponen-komponen mekanisme katup terjadi pemuaian
Pada mekanisme katup DOHC (Double Over Head Camshaft) katup distel dengan menggunakan adjusting shim (shim penyetel) pada saat mesin dingin.
HYDRAULIC VALVE LIFTER
Penggunaan pengangkat katup hidraulis (hydraulic valve lifter) mempunyai keun-
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
tungan tidak memerlukan penyetelan katup dan mengurangi suara berisik.
Cara Kerja
Oli yang bertekanan dari pompa memasuki plunger dalam lifter melalui saluran oli (oil passage).
Katup Menutup
Plunger spring selalu menekan plunger ke atas, maka celah katup selalu nol.Oli yang bertekanan juga mendorong check ball melawan check ball spring dan mengalir ke working chamber.
Katup Membuka
Cam mendorong lifter body, maka teka-nan oli di dalam working chamber naik sehingga check ball menutup saluran oli, dan lifter body terdorong ke atas dengan plunger, menyebabkan katup membuka dengan adanya gerakan rocker arm melalui push rod.
Rotary Engine ( Motor Rotary)
Rotary engine adalah suatu konstruksi mesin dimana untuk melakukan sebuah langkah usaha dengan mengunakan rotor. Setiap sisi luar rotor berfungsi sebagai
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
piston. Sedangkan rotor berbentuk segitiga dan berarti bahwa pada rotor terdapat tiga buah piston. Rumah rotor dibuat sedemikian rupa sehingga apabila rotor berputar akan dapat melakukan langkah usaha. Langkah usaha yang timbul akibat proses pembakaran pada rotor akan diteruskan ke crankshaft melalui roda gigi.
Oil Filter Alternator Distributor
Fan Rotor
EccentricShaft Front of
Eccentric Shaft
Flywheel
Intake Port Oil Pump
Exhaust Ports
Tension Bolt Oil Pan
ROTARY ENGINE
Prinsip dasar rotary engine
- Prinsip kerja rotary engine menggunakan prinsip dasar motor bakar 4 tak untuk setiap sisi rotor ( piston )
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
- Setiap sisi rotor ( piston ) bekerjanya saling berkaitan / berhubungan, jika sisi rotor yang satu melakukan langkah usaha maka sisi rotor yang lain melakukan langkah hisap dan buang
Langkah kerja rotary engine
1. Langkah hisap A
Rotor berputar searah jarum jam. Sisi rotor A akan bergerak dan pada saat saluran hisap terbuka maka campuran udara dan bahan bakar akan terhisap masuk ke ruang hisap
2. Langkah kompresi
Perputaran rotor akan menyebabkan sisi rotor A akan memperkecil volume ruang hisap sehingga campuran udara dan bahan bakar tekanannya menjadi tinggi
3. Langkah usaha
Setelah mencapai top kompresi volume ruang kerja menjadi lebih kecil dan pada saat itu busi memercikkan bunga api, akibatnya campuran udara dan bahan bakar yang yang sudah dikompresikan akan terbakar dan menimbulkan daya atau tenaga untuk memutar motor
4. Langkah buang
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA
Rotor berputar, menyebabkan sisi rotor A akan membawa gas sisa hasil pembakaran ke saluran pembuangan
A
Sisi kerja rotor yang saling berkaitan C
Sisi A ( piston A ) = Sedang melakukan langkah usaha
Sisi B ( piston B ) = Sedang melakukan langkah buang
Sisi C ( piston C ) = Sedang melakukan langkah hisap
A
B
MATERI BASIC OTOMOTIFSMK NEGERI 39 JAKARTA