Prinsip Kerja Motor Bakar
PRINSIP
KERJA MOTOR BAKAR
(
Laporan Praktikum Motor Bakar dan Traktor Pertanian )
Oleh:
Kelompok
V (Lima)
1. Fanya
Alfacia Arafat 1314071022
2. Fery
Yanto 1314071025
3. Galih
Pratama 1314071026
4. Haposan
Simorangkir 1314071027
5. Hendri
Setiawan 1314071028
LABORATORIUM
DAYA ALAT DAN MESIN PERTANIAN
JURUSAN
TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
LAMPUNG
2014
I. PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Dalam menjalankan roda
pertanian tentunya kita membutuhkan suatu teknologi. Semua itu tentunya membutuhkan
biaya yang cukup mahal. Namun, bagi para petani akan sulit untuk menjangkaunya
sehingga mereka akan kesulitan menjalankan roda pertanian mereka. Jangankan
mesin pertanian, alat-alat yang mendasar pun mereka masih ragu menggunakannya.
Banyak alsintan impor dari China dan hal itu membuat petani hanya bias menjadi
konsumen. Sementara itu belum tentu kualitas standarisasi alsintan impor lebih
baik dibandingkan dengan alsintan lokal.
Motor
bakar merupakan salah satu sumber tenaga penggerak yang banyak dipakai di
bidang pertanian. Motor bakar mempunyai
peran penting di bidang pertanian.
Motor bakar banyak dipakai pada berbagai pemanfaatan, antara lain: traktor,
pompa air, bengkel pertanian, gilingan padi / gabah / beras, penggerak
pada mesin-mesin pengolah hasil pertanian, sarana angkut di perkebunan untuk
pengangkutan alat, bahan, dan hasil pertanian. Seperti namanya (motor bakar)
menghasilkan kerja melalui proses pembakaran. Dalam proses pembakaran tersebut
tentunya melalui prinsip atau langkah-langkah kerja motor bakar dalam
menghasilkan energy untuk melakukan suatu pekerjaan misalnya traktor untuk
membajak. Oleh sebab itu, praktikum kali ini kita akan melakukan pengenalan
terhadap prinsi-prinsip kerja motor bakar 2 tak dan 4 tak dari motor bakar bensin
maupun diesel.
2.1 Tujuan
Praktikum
Untuk
memahami prinsip kerja motor bakar dilihat dari tahapan proses atau
langkah-langkah untuk menghasilkan daya kerja mekanis.
II. TINJAUAN
PUSTAKA
Motor
bakar dalam bekerja dengan cara membakar bahan bakar dengan campuran udara
dalam ruang bakar. Proses ini menghasikan kerja dan panas. Panas berlebih yang
ditimbulkan dari proses ini dapat mengganggu kinerja mesin. Oleh karena itu
motor bakar atau mesin memerlukan sebuah sistem pendingin untuk mencgah panas
berlebih yang mungkin timbul. Selain dari proses pembakaran, panas juga
ditimbulkan oleh gesekan antara komponen-komponen mesin yang bergerak. Hal ini
sesuai dengan hukum fisika, dimana energi gerak pada benda yang bergesekan
sebagian akan diubah menjadi panas
(Carey,1968).
Pendinginan motor
adalah usaha untuk menghindarkan kenaikan temperatur yang tinggi disebabkan
oleh adanya pembakaran yang terjadi di dalam silinder, katup, dan bagian
lainnya termasuk minyak pelumas yang seharusnya berfungsi untuk melumasi
bagian-bagian tersebut. Pendinginan juga berfungsi untuk mengontrol temperatur
kerja pada beemacam-macam keadaan, kecepatan, muatan, dan kalau diperlukan
membantu menaikkan temperatur motor dengan cepat jika temperatur terlalu rendah.
Jika dilihat dari bahan pendingin, pendinginan motor dibedakan atas dua
macam, yaitu (Jama, 1979):
a.
Pendinginan air (pendinginan tidak
lansung)
b.
Pendinginan udara (pendinginan langsung)
Motor-motor yang
menggunakan udara sebagai pendinginnya, pada blok motornya tidak dilengkapi
dengan celah-celah air (water jacket), tapi pada bagian luar blok motornya
dilengkapi rusuk-rusuk pendingin. Pada pendinginan mesin secara langsung
digunakan hembusan udara pada sirip-sirip pendingin mesin yang dibuat pada bagian
silinder dan kepala silinder, sedangkan pada mesin yang menggunakan pendinginan
tidak langsung digunakan air pendingin (Saleh, 1972).Untuk
mengurangi bunyi-bunyian yang ditimbulkan oleh bagian-bagian yang bergesekan
maka diperlukan adanya pelumasan yang sempurna. Dengan adanya pelumasan ini
bagian-bagian yang bergesekan seperti metal-metal, roda-roda gigi, dan
sebagainya tidak menjadi terlalu panas, sehingga tidak lekas menjadi aus
(Saleh, 1972).
Motorbakar torak terbagi menjadi 2 jenis utama ialah motor bensin dan motor diesel. Perbedaan yang utama dari kedua
jenis motor bakar torak tersebut ialah pada sistem penyalaannya. Pada motor
bensin, bahan bakar dinyalakan dengan loncatan bunga api listrik. Pada motor
diesel, penyalaan terjadi karena bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang
silinder yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Proses pembakaran yang terjadi
pada motor bensin sedikit berbeda dengan pada motor diesel. Karena penyalaannya
terjadi dengan cara diberikannya percik api kepada campuran bahan bakar dan udara yang bertekanan dan
bersuhu tinggi, maka proses pembakarannya berlangsung secara sangat cepat.
Sedangkan pada motor diesel,
proses penyalaan bahan bakar
terjadi dengan cara disemprotkannya bahan bakar ke dalam ruang silinder berisi udara panas yang suhunya
melebihi titik nyala bahan bakar
tersebut. Dengan demikian ketika bahan bakar
disemprotkan, bahan bakar
tersebut akan bercampur dengan udara panas dan seketika terjadi penyalaan.
Namun pembakaran seluruh bahan bakar
tidak bisa berlangsung secara seketika karena proses penyemprotan bahan bakar memerlukan waktu yang relatif
lama. Pada saat berlangsung penyemprotan bahan bakar tersebut, torak sudah bergerak menjauh dari TMA (Tasliman, 2001).
Proses pembakaran akan terjadi bila ada bahan bakar, ada
oksigen, dan adanya suhu yang tinggi. Suhu yang tinggi tersebut harus mencapai
titik bakar bahan bakar, walaupun suhu tinggi tetapi bila titik bakar tidak
tercapai, maka tidak akan terjadi pembakaran. Pada motor bensin, suhu yang
tinggi ditimbulkan oleh udara dan bahan bakar yang ditekan dalam silinder
kemudian titik bakar dicapai dengan memercikkan bunga api listrik, sedang pada
motor diesel suhu yang tinggi diakibatkan karena adanya udara yang dimampatkan
dalam silinder sehingga titik bakar dapat dicapai dengan pemampatan udara ini (Munandar, 1979).
III. METODOLOGI
3.1 Waktu dan
Tempat
Praktikum mata kuliah Motor Bakar dan Traktor Pertanian
dengan judul Prinsip Kerja Motor Bakar ini dilaksanakan pada hari Senin tanggal
15 September 2014 pukul 15.00 – 16.40
WIB, di Laboratorium Daya Alat dan Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian,
Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
3.2 Alat
dan Bahan
Adapun bahan yang digunakan pada praktikum Prinsip Kerja Motor Bakar yaitu buku atau
kertas untuk mencatat Prinsip
kerja atau langkah-langkah bekerjanya motor bakar dan mesin traktor.
Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu contoh mesin motor bakar bensin 2
tak dan 4 tak, serta
motor bakar diesel.
3.3 Diagram
Alir
Motor Bakar Bensin 2 tak
Motor Bakar Bensin 4 tak
 |
|||
 |
|||
 |
|||
Motor Bakar Diesel
IV. HASIL
DAN PEMBAHSAN
4.1 Hasil
Adapun
hasil dari pengamatan praktikum Prinsip Kerja Motor bakar adalah:
No
|
Motor Bakar
|
Mesin
|
Langkah
|
1
|
Bensin
|
2 tak
|
Motor bakar 2 tak memiliki proses kerja lebih
simple yaitu hanya 2 kali langkah dan lebih boros dalam penggunaan bahan
bakar
|
4 tak
|
Motor bakar 4 tak memilki proses kerja lebih
panjang dibandingkan dengan 2 tak karena memiliki 4 langkah kerja untuk
menghasilkan energy dan lebih irit penggunaan bahan bakarnya
|
||
2
|
Diesel
|
4 tak
|
Motor bakar 4 tak pada motor bakar diesel
memiliki proses kerja sama dengan motor 4 tak bensin yaitu memilki proses
kerja 4 langkah untuk menghasilkan energy dan lebih irit penggunaan bahan
bakarnya
|
4.2 Pembahasan
Dalam
praktikum ini dilakukan pengamatan terhadap prinsip kerja motor bensin 2 tak, 4
tak dan motor diesel.
Motor bakar bensin 2 tak
Sepada motor dua tak adalah sepeda
motor yang bermesin dua langkah, artinya dalam satu siklus kerja dibutuhkan dua
langkah, yaitu langkah isap dan langkah buang. Dengan kata lain mesin 2 tak
adalah mesin yang memiliki siklus kerja dua gerakan piston dalam satu kali
putaran poros engkol.Titik tertinggi yang dicapai piston adalah titik mati atas
(TMA). Dan titik terendah yang dicapai piston adalah titik mati bawah (TMB).
Gerakan seher dari TMB ke TMA disebut satu langkah piston (stroke) atau sama
dengan setengah putaran poros engkol.
1. Langkah
Isap (Up Ward Stroke)
Pada langkah isap piston bergerak
naik dari TMB menuju TMA. Pada saat piston diposisi TMB, bahan bakar yang
berada di bawah piston didorong dan keluar dari saluran pembilasan. Proses
selanjutnya, bahan bakar yang keluar dari saluran pemblasan didorong piston
sampai mencapai posoisi TMA. Pada saat hamper mencapai TMA, piston menutup
saluran pembuangan dan saluran pembilasan. Akibatnya, saluran pemasukan bahan
bakar terbuka yang menyebabkan bahan bakar secara otomatis masuk melalui
saluran pemasukan di bawah piston. Bahan bakar yang telah ada disilinder
ditekan naik oleh piston sampai mencapai posisi TMA. Tekanan di silinder meningkat,
kemudian bunga api dari busi membakar bahan bakar dan udara menjadi letusan.
2. Langkah
Buang (Down Ward Stroke)
Letusan tersebut menghasilkan tenaga
yang digunakan untuk mendorong piston bergerak turun dari TMA menuju TMB.
Piston bergerak turun akan mendorong bahan bakar yang berada di bawah piston
menuju saluran pembilasan. Saat piston bergerak turun saluran buang dan saluran pembilasan dalam keadaan terbuka.
Gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui saluran pembuangan menuju
knalpot akibat desakan bahan bakar dan udara yang masuk dalam silinder
melalui saluran pembilasan. Dengan terbuangnya gas sisa hasil pembakaran, kerja
mesin 2 tak selesai untuk satu proses kerja (Siklus). Proses up ward stroke dan down ward stroke akan terus bekerja silih berganti.
Mesin motor 2
tak ini terkena boros ini dikarenakan bensin akan terbuang saat kompresi,
karena bensin akan keluar pada saluran pembuangan. Karena bensin sudah masuk di
ruang pembakaran dan pada saluran pembuangan sejajar dengan piston saat TMB,
dan tidak ada katubnya.
Motor bakar bensin 4 tak
Disebut motor 4 tak karena ada 4 tahap
dalam satu siklus kerjanya yaitu intake (penghisapan), Kompresi, Combustion
(pembakaran), Exhaust (pembuangan). Jadi dalam satu kali proses ada 4 langkah
gerakan piston dalam 2 kali putaran poros engkol.
Proses motor 4 tak:
1.
Intake
(Penghisapan)
Piston pertaa
kali berada di posisi TMA. Lalu piston menghisap bahan bakar yang sudah
disetting/dicampur antara bensin dan udara di karburator. Piston lalu mundur
menghisap bahan bakar. Untuk membuka, diperlukanklep atau valve inlet yang akan
membuka pada saat piston turun/menghisap ke arah bawah. Pada proses ini
dinamakan ekspansivitas pertama.
2.
Kompresi
Setelah piston
menapai titik terbawah ditahapan intake, lalu valve intake tertutup, dan
dilakukan proses kompresi. Yakni, bahan bakar yang sudah ada diruang bakar
dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve (intake dan
exhaust) tertutup. Proses ini terus berjalan sampai langkah berikut yakni
meledakan busi.
3.
Combustion
Tahap berikut
adalah busi pada titik tertentu akan meledak setelah piston bergerak mencapai
TMA dan mundur beberapa derajat. Jadi, busi tidak meledak pada saat piston di
titik paling atas (disebut titik 0 derajat), tetapi piston mundur dulu, baru
meledak. Hal ini karena untuk menghindari adanya energi yang terbuang sia-sia
karena pada saat piston dititik TMA, masih ada energi laten (yang tersimpan
akibat dorongan proses kompresi).
Setelah
pembakaran, piston akan turun akibat ledakan saat pembakaran. Turunnya piston
tersebut bisa dinamakan ekspansivitas 2.
4.
Exhaut
(Pembuangan)
Langkah
terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat pembakaran akan
terdorong hingga titik yang paling bawah atau TMB. Setelah itu, piston akan
mendorong ke depan dan klep exhaust membuka sementara klep intake tertutup.
Oleh karena itu, maka gas buang akan terdorong masuk ke lubang Exhaust Port
(atau kita bilang lubang sambungan ke knalpot). Dengan demikian, maka mesin
bisa membuang semua sisa gas buang akibat pembakaran. Dan setelah bersih
kembali, lalu akan masuk lagi mengulangi langkah ke 1 lagi.
Motor Bakar Diesel
Motor diesel
dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal
combution engine). Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi menjadi
energi mekanis. Energi kimia didapat melalui proses reaksi kimia (Pembakaran)
dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).
Pembakaran pada mesin diesel terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara
dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala.
Langkah kerja motor diesel 4 tak adalah
sebagai berikut:
a)
Langkah
Hisap/Pemasukan
Piston (torak)
bergerak dari TMA ke TMB, katub masuk terbuka. Udara murni terhisap masuk
kedalam silinder akibat terjadinya kevakuman dalam ruang silinder karena
terjadi pembesaran volume ruang di atas torak (gerak dari TMA ke TMB). Langkah
Hisap ini berhenti ketika langkah torak ini mencapai TMB.
b)
Langkah
Kompresi
Poros engkol
terus berputar, piston bergerak dari TMB ke TMA, kedua katub tertutup. Udara
murni yang terhisap tadi terkompresi dalam ruang bakar (ruang silinder di atas
torak). Karena terkompresi suhu dan tekanan udara tersebut naik hingga mencapai
hingga 35 atm dengan temperatur 500-80000C (pada perbandingan
kompresi 20:1).
c)
Langkah Usaha
Poros engkol
masih terus berputar, beberapa derajar sebelum torak mencapai TMA di
akhirlangkah kompresi, bahan bakar diinjeksi/disemprotkan ke dalam ruangan
bakar. Karena suhu udara kompresi yang tinggi terjadilah pembakaran yang
menghasilkan tekanan eksplosif yang mendorong piston bergerak dari TMA ke TMB.
Kedua katub masih dalam keadaan tertutup. Gaya dorong ke bawah diteruskan oleh
batang piston ke poros engkol untuk dirubah menjadi gerak putar. Gerak inilah
yang kemudian dimanfaatkan untuk menggerakkan beban (generator) melalui puli
(pulley) dan sabuk penggerak (belt). Langkah usaha ini berhenti ketika katup
buang mulai membuka beberapa derajat sebelum torak mencapai TMB.
d)
Langkah Buang
Poros engkol
masih terus berputar, piston (torak) bergerak dari TMB ke TMA, katub buang
terbuka. Gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar dari ruang bakar (ruang
silinder di atas torak) menuju udara luar melalui katub buang yang terbuka.
Karena gas sisa tersebut masih bertekanan tinggi, maka diperlukan alat
peredamnya. Karena itu saluran keluar motor diesel selalu dilengapi dengan
knalpot (muffler).
V. KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum
yang telah dilakukan, maka dapat kita ambil kesimpulan sebagai berikut :
1.
Motor dibedakan dari proses kerjanya
yaitu motor 4 tak dan motor 2 tak. Sedangkan berdasarkan penyalaan bahan
bakarnya motor juga dibedakan menjadi 2 yaitu motor bensin dan motor diesel.
2.
Motor bakar 4 memiliki prinsip dan
langkah kerja yang lebih baik dan ramah lingkungan disbanding motor bakar 2
tak.
3.
Motor
4 tak ialah motor yang memiliki 4 langkah pada satu siklus pembakarannya yaitu
intake (penghisapan), Kompresi, Combustion (pembakaran), Exhaust (Pembuangan).
4.
Motor
2 tak ialah motor yang mempunyai 2 langkah pada satu siklus pembakaran yaitu
Isap (Up Ward Stroke) dan Buang (Down Ward Stroke).
DAFTAR
PUSTAKA
Carey, David. 1968. How It Work: The Locomotive. England :
Ladybird Ltd.
Loughborough.
Jama, Jalius Drs. 1979.
Motor Bensin . Jakarta : Balai
aksara-Yudhistira.
Munandar, Aris. 1979. Motor Diesel Putaran Tinggi.
Pradnya Paramita. Jakarta.
Saleh, Marie r.a. 1972.
Teknik Pemeliharaan Mobil. Jakarta:
Kanisius.
Tasliman. 2001. Naskah Ajar untuk
Mata Kuliah MotorBakar
dan Traktor.
http://syairpuisiku.wordpress.com/2008/09/18/motor-bakar-dan-traktor-pertanian/(Diakses pada tanggal 21 September 2014 pada pukul 13.30 WIB)
0 comments:
Post a Comment