Sistem Pengapian Pada Motor Bakar
SISTEM
PENGAPIAN PADA 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
Motor bakar merupakan
sumber penggerak yang sering dipakai di bidang pertanian. Motor bakar yang
sering digunakan untuk pertanian antara lain seperti traktor, dan traktor
tangan. Contoh pemanfaatan motor bakar pada pertanian yaitu sebagai alat untuk
membajak. Motor bakar tentunya terdapat mesin di dalamnya. Dan motor bakar
tersebut tidak bisa dipakai secara terus menerus. Karena apabila motor bakar
bekerja terus menerus maka akan menyebabkan mesinnya panas, menyebabkan
keausan, motor kehilangan daya dan juga menyebabkan mesin akan cepet rusak
bahkan dapat terbakar. Oleh karena itu mesin biasanya dilengkapi dengan sistem pendinginan, untuk mengawetkan
mesin motor serta melancarkan ataupun menstabilkan kerja motor.
Sistem pengapian pada motor bensin
berfungsi mengatur proses pembakaran campuran bensin dan udara di dalam
silinder sesuai waktu yang sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah kompresi.
Permulaan pembakaran diperlukan karena, pada motor bensin pembakaran tidak bisa
terjadi dengan sendirinya. Pembakaran campuran bensin-udara yang dikompresikan
terjadi di dalam silinder setelah busi memercikkan bunga api, sehingga
diperoleh tenaga akibat pemuaian gas (eksplosif) hasil pembakaran, mendorong
piston ke TMB menjadi langkah usaha.
Agar busi dapat memercikkan bunga api,
maka diperlukan suatu sistem yang bekerja secara akurat. Sistem pengapian
terdiri dari berbagai komponen, yang bekerja bersama-sama dalam waktu yang
sangat cepat dan singkat.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari
praktikum ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari mekanisme kerja sistem pengapian pada motor bakar.
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).
Proses pengapian dan pembakaran pada mesin berbahan bakar bensin berbeda
dengan mesin diesel. Pada mesin berbahan bakar bensin, bahan bakar dipompa ke
dalam karburator atau injektor, dicampur dengan udara (O2) dan dikirimkan
ke mesin untuk dinyalakan di dalam ruang bakar. Pembakaran terjadi karena
campuran antara bahan bakar, udara (O2) dan dinyalakan oleh percikan
bunga api listrik di dalam silinder oleh busi.
Komponen mobil yang berfungsi sebagai penyedia listrik adalah baterai
(accu), altenator, koil (berfungsi untuk mengubah tegangan rendah menjadi
tinggi dari 12 volt sampai hampir 30.000 volt), distributor (berfungsi untuk
mengirimkan bunga api ke dalam silinder melalui busi). Distributor digunakan
sebagai sistem mekanis pada mobil-mobil konvensional, sedangkan mobil-mobil
modern sudah meninggalkan teknologi ini, dan menggunakan Electronic Control
Unit (ECU) untuk mengatur sistem penyalaannya. (Jacobs,1983).
Syarat
sistem pengapian ada tiga yang harus dimiliki oleh motor bensin, agar mesin
dapat bekerja dengan efisien yaitu:
1.
Tekanan kompresi yang
tinggi.
2.
Saat pengapian yang tepat
dan percikan bunga api yang kuat.
3.
Perbandingan campuran
bensin dan udara yang tepat.
Agar sistem pengapian bisa berfungsi
secara optimal, maka sistem pengapian harus memiliki kriteria seperti di bawah
ini:
1. Percikan Bunga Api
Harus Kuat
Pada saat campuran bensin-udara
dikompresi di dalam silinder, maka kesulitan utama yang terjadi adalah bunga
api meloncat di antara celah elektroda busi sangat sulit, hal ini disebabkan
udara merupakan tahanan listrik dan tahanannya akan naik pada saat
dikompresikan. Tegangan listrik yang diperlukan harus cukup tinggi, sehingga
dapat membangkitkan bunga api yang kuat di antara celah elektroda busi. Terjadinya
percikan bunga api yang kuat antara lain dipengaruhi oleh pembentukan tegangan
induksi yang dihasilkan oleh sistem pengapian. Semakin tinggi tegangan yang
dihasilkan, maka bunga api yang dihasilkan bisa semakin kuat. Penjelasan lebih
jauh tentang pembentukan tegangan induksi yang baik dibahas pada bagian E
sampai H (koil pengapian sampai busi). Namun secara garis besar agar
diperoleh tegangan induksi yang baik dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut
ini:
a. Pemakaian koil pengapian yang sesuai
b. Pemakaian kondensor yang tepat
c. Penyetelan saat pengapian yang
sesuai
d. Penyetelan celah busi yang tepat
e. Pemakaian tingkat panas busi yang
tepat
f. Pemakaian kabel tegangan yang tepat
2. Saat Pengapian Harus
Tepat
Untuk memperoleh pembakaran, maka
campuran bensin-udara yang paling tepat, maka saat pengapian harus sesuai dan
tidak statis pada titik tertentu, saat pengapian harus dapat berubah mengikuti berbagai
perubahan kondisi operasional mesin. Saat
Pengapian (Ignition Timing) saat pengapian dari campuran bensin dan
udara adalah saatterjadinya percikan bunga api busi beberapa derajat sebelum
Titik MatiAtas (TMA) pada akhir langkah kompresi. Saat terjadinya percikan waktunya harus ditentukan dengan
tepat supaya dapat membakar dengan
sempurna campuran bensin dan udara agar dicapai energy maksimum. Setelah
campuran bahan bakar dibakar oleh bunga api, maka diperlukan waktu tertentu
bagi api untuk merambat di dalam ruangan bakar. Oleh sebab itu akan terjadi
sedikit keterlambatan antara awal pembakaran dengan pencapaian tekanan
pembakaran maksimum. Dengan demikian, agar diperoleh output maksimum pada
engine dengan tekanan pembakaran mencapai titik tertinggi (sekitar 100
setelah TMA), periode perambatan api harus diperhitungkan pada saat menentukan
saat pengapian (ignition timing). Karena diperlukannya waktu untuk perambatan
api, maka campuran bahan bakar – udara harus sudah dibakar sebelum TMA. Saat mulai
terjadinya pembakaran campuran bahan bakar dan udara tersebut disebut dengan
saat pengapian (ignition timing). Agar saat pengapian dapat disesuaikan
dengan kecepatan, beban mesin dan lainnya diperlukan peralatan untuk merubah
(memajukan atau memundurkan) saat pengapian. Salah satu diantaranya adalah
dengan menggunakan vacum advancer dan governor advancer untuk pengapian
konvensional. Dalam sepeda motor biasanya disebut dengan unit pengatur saat pengapian
otomatis atau ATU (Automatic Timing Unit). ATU akan mengatur pemajuan saat
pengapian. Pada sepeda motor dengan sistem pengapian konvensional (menggunakan
platina) ATU diatur secara mekanik sedangkan pada sistem pengapian elektronik
ATU diatur secara elektronik. Penjelasan lebih jauh tentang ATU dibahas pada
bagian I (Tipe Sistem Pengapian Pada Sepeda Motor).
Bila saat pengapian dimajukan terlalu
jauh maka tekanan pembakaran maksimum akan tercapai sebelum 100 sesudah
TMA. Karena tekanan di dalam silinder akan menjadi lebih tinggi dari pada
pembakaran dengan waktu yang tepat, pembakaran campuran udara bahan bakar yang
spontan akan terjadi dan akhirnya akan terjadi knocking atau detonasi. Knocking
merupakan ledakan yang menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan
karena naiknya tekanan yang besar dan kuat yang terjadi pada akhir pembakaran.
Knocking yang berlebihan akan mengakibatkan katup, busi dan torak terbakar.
Saat pengapian yang terlalu maju juga bisa menyebabkan suhu mesin menjadi
terlalu tinggi. Sedangkan bila saat pengapian dimundurkan terlalu jauh maka
tekanan pembakaran maksimum akan terjadi setelah 100 setelah TMA (saat dimana
torak telah turun cukup jauh). Bila dibandingkan dengan pengapian yang waktunya
maka tekanan di dalam silinder agak rendah sehingga output mesin menurun, dan
masalah pemborosan bahan bakar dan lainnya akan terjadi. Saat pengapian yang
tepat dapat menghasilkan tekanan pembakaran yang optimal.
3. Sistem Pengapian Harus
Kuat dan Tahan
Sisem pengapian harus kuat dan tahan
terhadap perubahan yang terjadi setiap saat pada ruang mesin atau perubahan
kondisi operasional kendaraan; harus tahan terhadap getaran, panas, atau tahan
terhadap tegangan tinggi yang dibangkitkan oleh sistem pengapian itu sendiri. Komponen-komponen
sistem pengapian seperti koil pengapian, kondensor, kabel busi (kabel tegangan
tinggi) dan busi harus dibuat sedemikan rupa sehingga tahan pada berbagai
kondisi. Misalnya dengan naiknya suhu di sekitar mesin, busi harus tetap tahan
(tidak meleleh) agar bisa terus memberikan loncatan bunga api yang baik. Oleh
karena itu, pemilihan tipe busi harus benar-benar tepat. Begitu pula dengan
koil pengapian maupun kabel busi, walaupun terjadi perubahan suhu yang cukup
tinggi (misalnya karena mesin bekerja pada putaran tinggi yang cukup lama),
komponen tersebut harus mampu menghasilkan dan menyalurkan tegangan tinggi
(induksi) yang cukup. Pemilihan tipe koil hendaknya tepat sesuai kondisi
operasional sepeda motor yang digunakan.
Sistem pengapian baterai adalah pengapian yang
menggunakan baterai sebagai sumber arus, sistem pengapian (ignition system)
merupakan salah satu sistem yang ada pada sebuah kendaraan bermotor. sistem ini
berfungsi merubah arus listrik DC 12 Volt yang diterima dari baterai menjadi
tegangan tinggi (20 KV atau lebih) untuk menghasilkan loncatan bunga api yang
kuat pada celah busi. Sistem pengapian ini digunakan khusunya kendaraan
berbahan bakar bensin. Hal ini disebabkan karena pada motor bensin, campuran
bahan bakar dengan udara yang dikompresikan pada ruang bakar tidak bisa
terbakar jika tidak ada percikan bunga api. Dengan demikian pada motor bensin
diperlukan sistem pengapian agar dapat menghasilkan percikan bunga api busi
melalui busi.Namun pada kendaraan berbahan bakar diesel, itu tidak memakai
sistem pengapian karena udara yang dikompresi dapat menghasilkan panas yang
tinggi, sehingga pada akhir kompresi diinjeksikan bahan bakar, maka langsung
dapat terbakar oleh panas yang dihasilkan oleh udara yang dikompresi tersebut.(Heldman,
2001).
1.
Sistem
pengapian magnet adalah pengapian yang menggunakan
generator sebagaai sumber arus.
Prinsip terbentuknya bunga api listrik alat penyala magnet: Ketika stop contact
pada posisi on dan pemutus arus atau platina (breaker points) tertutup, maka
pada saat jangkar bersama-sama kumparan primer berputar atau magnet berputar,
akan terjadi medan magnet pada koil.
2.
Ketika
arus primer diputus karena bagian platina terbuka oleh gerakan berputar dari
nok (cam) maka medan magnet akan hilang dan timbul arus induksi pada kumparan
sekunder yang mampu menghasilkan tegangan hingga ±5.000 – 25.000Volt sehingga
menimbulkan loncatan bunga api listrik (spark) pada busi.
3.
Ketika
terjadi spark maka pada setiap gap juga akan terjadi spark, termasuk di
platina, untuk itu dipasang kondensor guna menyerap arus induksi, sehingga
tidak timbul spark pada platina.(Carey, 1968).
Starter adalah alat yang menggunakan tenaga
luar untuk menghidupkan mesin
sisiterm starter berfungsi sebagai penggerak
awal supaya mesin bisa bekerja
Ada tiga jenis starter yaitu :
Ada tiga jenis starter yaitu :
1.
Starter mekanik adalah starter yang sumber tenaga asanlya
dari tenaga mausia. Contohnya kick starter (starter kaki), slenger ( starter
untuk mesin diesel dan beberapa type mobil lama). Mesin akan mulai berputar
karena adanya tenaga mnusia
2.
Starter listrik ( starter elektrik) adalah
starter yang sumber tenaganya dari arus listrik. Starter ini banyak digunakan
pada mobil dan saat ini sudah merembet
pada sepeda motor.
3.
Starter pneumatic adalah starter yang sumber
tenaganya dari udara bertekanan. Starter ini banyak dipakai pada mesin – mesin kapal laut. Karena mesin kapal laut
cukup besar, ala menggunakan starter jenis ini.
Komponen Sistem
Starter Elektrik dan Fungsinya
Sistem starter elektrik memiliki beberapa
komponen yaitu sebagai berikut:
1.
Baterai / aki fungsinya sebagai sumber energi listrik
2.
Sekering berfungsi untuk mencegah terjadinya arus yang
berlebihan dan mencegah terjadinya keonsleting.
3.
Kunci kontak untuk memutuskan dan mengubungkan arus listrik.
4.
Relay starter atau orang bengkel menyebutnya bendik fungsinya
untuk
5.
mengalilrkan arus listrik yang besar, dari beterai ke starter
motor pada sirkuit motor starter.
6.
Sakelar starter untuk menghidupkan mesin mesin kendaraan.
7.
Motor starter berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi
momen putar (Jama, 1979).
III. METODOLOGI
3.1 Waktu dan
Tempat
Praktikum mata kuliah Motor Bakar dan Traktor Pertanian
dengan judul Sistem Pengapian pada Motor Bakar ini dilaksanakan pada hari Senin
tanggal 6 Oktober 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 Sistem Pengapian Pada Motor Bakar yaitu buku atau
kertas untuk mencatat komponen-komponen
dan sistem pengapian pada motor bakar.
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
 |
|||
 |
|||
IV. HASIL
DAN PEMBAHSAN
3.1 Hasil
Adapun
hasil praktikum kali ini dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
Tabel
1.Macam-Macam Sistem Pengapian.
No
|
Sistem
|
Macam-macam
|
1
|
Pengapian
|
1. Sistem Pengapian Baterai
|
2. Sistem Pengapian Magnet
|
3.2 Pembahasan
Komponen
Sistem Pengapian
Tabel 2.Komponen Sistem
Pengapian
NO.
|
Penjelasan
|
Gambar
|
1.
|
Baterai/aki berfungsi
sebagai sumber arus tegangan rendah.
|
 |
2.
|
Kunci kontak diperlukan
untuk memutus hubungkan rangkaian tegangan baterai ke koil pengapian terminal
(15/IG/+) saat menghidupkan atau mematikan mesin.
|
  |
3.
|
Ignition Coil (Koil Pengapian) untuk
menghasilkan percikan, listrik harus melompat melewati celah udara yang
terdapat di antara dua elektroda pada busi.
|
 |
4.
|
Contact Breaker (Platina) berfungsi
untuk memutushubungkan tegangan
baterai ke kumparan primer.
|
 |
5.
|
Kondensor untuk mencegah
terjadinya loncatan bunga api pada platina seperti percikan api pada busi,
maka dipasang kondensor pada
rangkaian pengapian.
|
 |
6.
|
Busi merupakan bagian
(komponen) sistem pengapian yang bisa habis, dirancang untuk melakukan tugas
dalam waktu tertentu dan harus diganti dengan yang baru jika busi sudah aus
atau terkikis.
|
 |
Pengapian
Pada Motor Bakar
Sistem pengapian pada motor bensin
berfungsi mengatur proses pembakaran campuran bensin dan udara di dalam
silinder sesuai waktu yang sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah kompresi.
Permulaan pembakaran diperlukan karena, pada motor bensin pembakaran tidak bisa
terjadi dengan sendirinya. Pembakaran campuran bensin-udara yang dikompresikan
terjadi di dalam silinder setelah busi memercikkan bunga api, sehingga
diperoleh tenaga akibat pemuaian gas (eksplosif) hasil pembakaran, mendorong
piston ke TMB menjadi langkah usaha. Agar busi dapat memercikkan bunga api,
maka diperlukan suatu sistem yang bekerja secara akurat. Sistem pengapian
terdiri dari berbagai komponen, yang bekerja bersama-sama dalam waktu yang
sangat cepat dan singkat.
1. Sistem Pengapian Magnet
Bentuk yang paling sederhana sumber
tegangan pengapian adalah dengan menyediakan source coil (koil sumber
pengapian) yang tergabung langsung dengan generator utama (alternator atau
flywheel magneto). Keuntungannya adalah sumber tegangan tidak dipengaruhi oleh
beban sistem kelistrikan mesin. Sedangkan kekurangannya adalah pada kecepatan
mesin rendah, seperti pada saat menghidupkan (starting) mesin, tegangan yang
keluar dari koil sumber berkemungkinan tidak cukup untuk menghasilkan percikan
yang kuat.
Arus listrik yang dihasilkan oleh
alternator atau flywheel magneto adalah arus listrik AC (Alternating
Currrent). Prinsip kerja alternator dan flywheel magneto sebenarnya
adalah sama, perbedaannya hanyalah terletak pada penempatan atau
konstruksi magnetnya. Pada flywheel magneto bagian magnet ditempatkan di
sebelah luar spool (kumparan). Magnet tersebut berputar untuk
membangkitkan listrik pada spool(kumparan) dan juga sebagai roda gila (flywheel)
agar putaran poros engkol tidak mudah berhenti atau berat. Sedangkan
pada alternator magnet ditempatkan di bagian dalam spool (kumparan).
2.
Sistem Pengapian Baterai
Sistem pengapian
baterai adalah pengapian yang menggunakan baterai sebagai sumber arus, sistem
pengapian (ignition system) merupakan salah satu sistem yang ada pada sebuah
kendaraan bermotor. sistem ini berfungsi merubah arus listrik DC 12 Volt yang
diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi (20 KV atau lebih) untuk
menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi. Sistem pengapian ini
digunakan khusunya kendaraan berbahan bakar bensin. Hal ini disebabkan karena
pada motor bensin, campuran bahan bakar dengan udara yang dikompresikan pada
ruang bakar tidak bisa terbakar jika tidak ada percikan bunga api. Dengan
demikian pada motor bensin diperlukan sistem pengapian agar dapat menghasilkan
percikan bunga api busi melalui busi. Namun pada kendaraan berbahan bakar
diesel, itu tidak memakai sistem pengapian karena udara yang dikompresi dapat
menghasilkan panas yang tinggi, sehingga pada akhir kompresi diinjeksikan bahan
bakar, maka langsung dapat terbakar oleh panas yang dihasilkan oleh udara yang
dikompresi tersebut.
3.
Jenis-Jenis Starter
1.
Starter mekanik adalah starter yang sumber tenaga asanlya
dari tenaga mausia. Contohnya kick starter (starter kaki), slenger (
starter untuk mesin diesel dan beberapa type mobil lama). Mesin akan mulai berputar
karena adanya tenaga mnusia
2.
Starter listrik ( starter elektrik) adalah
starter yang sumber tenaganya dari arus listrik. Starter ini banyak digunakan
pada mobil dan saat ini sudah merembet
pada sepeda motor.
3.
Starter pneumatic adalah starter yang sumber
tenaganya dari udara bertekanan. Starter ini banyak dipakai pada mesin – mesin kapal laut. Karena mesin kapal laut
cukup besar, ala menggunakan starter jenis ini.
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari praktikum ini
adalah sebagai berikut:
1.
Sistem pengapian pada
motor bensin berfungsi mengatur proses pembakaran campuran bensin dan udara di
dalam silinder sesuai waktu yang sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah
kompresi
2.
Sistem
Pengapian ada dua macam yaitu Sistem Pengapian Magnet dan Sistem Pengapian
Baterai.
3.
Syarat sistem pengapian
ada tiga yang harus dimiliki oleh motor bensin, agar mesin dapat bekerja dengan
efisien yaitu: Tekanan kompresi yang tinggi, Saat pengapian yang tepat dan
percikan bunga api yang kuat, dan Perbandingan campuran bensin dan udara yang
tepat.
4.
Jenis Starter ada tiga macam yaitu:
Starter Mekanik, Starter Lisrik, dan Starter Pneumatic.
DAFTAR
PUSTAKA
Carey, David. 1968. How It Work: The Locomotive. England :
Ladybird Ltd.
Loughborough.
Jama, Jalius Drs. 1979.
Motor Bensin . Jakarta : Balai
aksara-Yudhistira.
Jacobs O.Clinton dan
Harrel R. William.1983.Agricultural Power and Machinery.
Mc
Graw-Hill Company. USA.
Saleh, Marie r.a. 1972. Teknik
Pemeliharaan Mobil. Jakarta : Kanisius.
Singh, R.P., dan
Heldman, D.R. 2001. Introduction to Food Engineering 3 rd
edition.
California:
Academic Press. San Diego.
0 comments:
Post a Comment