Aditya Praba Saputra: komponen utama motor bakar

A. POROS ENGKOL

1. Konstruksi Poros Engkol

Bagian-bagian poros engkol terdiri atas:

► Sumbu utama (crank jurnal), yang dilengkapi dengan dudukan bantalan dan metal sehingga dapat berputar dengan mudah.

►Crank-pin, yaitu poros yang menghubungkan engkol dengan batang torak; jumlah crank-pin sesuai dengan jumlah silindernya.

► Crank-arm, yaitu yang menghubungkan crank-pin dengan crank jurnal.

Gambar 4.1. Poros Engkol

►Balance weigh (bobot kontra), yang dipasang untuk menstabilkan putaran poros engkol.

►Bagian depan dan poros engkol, dibuat sedemikian rupa sehingga dapat dipasang timing gear untuk menggerakkan sumbu nok, puli untuk menggerakkan pompa air-pendingin, dan puli untuk menggerakkan generator.

►Bagian ujung belakang poros engkol, dilengkapi dengan flens untuk memasang roda penerus.

Poros engkol motor bensin 2 langkah dapat dilihat pada gambar di bawah.

Ujung kiri dan kanan dilengkapi poros yang mempunyai pasak untuk menghubungkan alat-alat transmisi (roda gigi dan alat-alat pengapian). Sedangkan pena engkol dipasang dengan engkol kiri dan kanan yang dipres setelah batang torak dan kelengkapannya terpasang pada pena engkol.

Gambar 4.2. Poros Engkol Motor Bensin 2 Tak

B. TORAK DAN KELENGKAPANNYA

Gambar 4.3. Torak

Torak dapat digolongkan menurut :

a) Bahannya : besi tuang, semi baja dan campuran aluminium.

b) Bentuk puncak atau tamengnya : rata, cembung, miring atau cekung.

c) Konstruksi pinggangnya : padat, berbelah vertikal atau horizontal.

d) Jumlah cincinnya : dua, tiga, empat, dan seterusnya.

e) Kelonggaran silinder : konstan atau berubah-ubah.

f) Penguatnya : baja patri tunggal atau berganda.

g) Bentuk celah : I atau T.

C. KATUP

1. Fungsi Katup

Pada motor 4 langkah, baik motor bensin maupun motor diesel, diperlukan katup-katup yang terdiri atas katup masuk dan katup buang.

a. Katup masuk berfungsi untuk mengatur pemasukan bahan bakar atau udara murni pada motor diesel, menutupnya harus sempurna agar saat kompresi atau kerja tidak terjadi kebocoran.

b. Katup buang berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas sisa pembakaran dan menutupnya kembali saat pemasukan udara/bahan bakar, juga saat kompresi dan kerja harus dalam keadaan tertutup rapat.

2. Bagian-bagian Katup

Bagian-bagian katup terdiri atas :

a. Batang dengan ujung yang beralur, yaitu untuk menempatkan cincin penjamin. Batang katup terdiri atas batang katup pejal dan berongga.

b. Bagian kepala katup yang berbentuk payung disebut tameng terdiri atas tameng kaku (rata), tameng cekung, dan tameng cembung. Katup bentuk tameng cekung digunakan pada katup hisap, sedang katup dengan bentuk .tameng cembung digunakan untuk katup buang.

Gambar 4.4. Katup

3. Bahan katup

Katup terbuat dari baja paduan, yaitu:

a. Katup masuk, baja paduan dengan Carbon 0,45 — 0,8%, Crom 0,5 — 20%, Mangan 0,4 — 0,9%, Nikel 0,55 — 1,3%, dan Silisium 0,3 — 3,3%.

b. Katup buang, baja paduan dengan Carbon 0,2 — 0,7%, Chrom 15 — 21%, Mangan 0,6 — 9%, Nikel 1,9 — 11,5%, dan Silisium 0,15 — 3%.

4. Mekanisme Katup

Katup masuk dan katup buang, harus terbuka pada saat yang tepat, yaitu dengan perantaraan noken as (kam), lihat gambar 4.5.

Gambar 4.5. Mekanisme Katup

Cara kerjanya :

Putaran dari poros engkol diteruskan oleh roda gigi timing ke poros nok, nok menekan batang tekan dan mendorong tuas ungkit hingga katup terbuka. Mekanisme katup secara langsung, yaitu tanpa tuas ungkit. Putaran dari poros nok langsung menekan katup, sehingga katup terbuka. Katup masuk dan katup keluar dapat tertutup kembali karena adanya gaya pegas yang dipasang pada katup.

Selama satu siklus kerja, katup masuk dan buang terbuka satu kali. Oleh karena itu perbandingan putaran poros engkol dengan putaran poros nok harus 2 : 1, yaitu 2 putaran poros engkol, satu kali putaran poros nok. Dengan kata lain, roda gigi timing harus mempunyai angka transmisi i = 2.

5. Pengaturan Pembukaan dan Penutupan Katup

contoh 1.

Motor 4 tak pembukaan dan penutupan katup seperti tabel di bawah :

Tabel 4.1. Pembukaan dan Penutupan Katup

Keadaan	Katup isap	Katup buang
Terbuka	15 d.e. sblm TMA	22,5 d.e. sblm TMB
Tertutup	30 d.e. stlh TMB	20 d.e. stlh TMA

Gambarkan diagram pengaturan pembukaan dan penutupan katup, berapa d.e. katup isap dan buang terbuka ?.

Cara melukis : lintasan engkol tiap langkah torak 180 d.e., jadi besar sudut yang ditempuh selama : Katup isap terbuka : 15 + 180^o + 30 = 225 d.e.

Katup buang terbuka : 22,5 + 180^o + 20 = 222,5 d.e.

Katup isap dibuka saat torak hampir mencapai TMA dengan harapan pada pengisian awal luas pembukaan saluran muatan cukup besar dan tertutup beberapa saat setelah torak mencapai TMB dengan harapan hambatan muatan pada akhir pengisian kecil. Sedang katup buang diberi pembukaan dan penutupan awal agar saluran gas lebar pada akhir langkah buang sehingga tahanan alirannya kecil dan pengeluaran gas lebih bersih.

Proses kompresi dimulai pada titik B, penyalaan pada titik C. Demikian juga halnya katup buang diberikan pembukaan awal dan penutupan susulan. Katup buang dibuka beberapa saat sebelum torak mencapai TMB dan ditutup beberapa saat sesudah torak mencapai TMA. Dari gambar kedua katup pernah terbuka bersama-sama sebesar sudut AOE, sudut ini disebut sudut impitan katup. Kita buat lingkaran orbit misal 50 bagian dan tiap bagian 1mm, serta lintasan pena engkol dinyatakan dalam persen.

TMA

TMB

Gambar 4.6. Pengaturan Pembukaan dan Penutupan Katup

Contoh 2.

Motor bensin 4 tak berputar 1080 rpm. Katup isap terbuka selama 210 d.e. dan katup buang selama 220 d.e. Hitung lama pembukaan kedua katup tersebut dalam detik.

Perhitungan :

Waktu yang diperlukan untuk tiap putaran 1 menit atau 60 detik

1080 1080

sudut lintasan engkol tiap putaran engkol 360 d.e. jadi waktu pembukaan :

katup isap : 60 x 210 = 0,03 detik.

1080 360

katup buang : 60 x 220 = 0,03 detik.

1080 360

Contoh 3.

Motor 2 tak dengan pembilasan ruang engkol 1080 rpm. Lubang buang terbuka 50 d.e. sebelum TMA dan lubang masuk 40 d.e. sebelum TMB. Hitung waktu pembukaan masing-masing lubang tersebut.

Perhitungan :

Waktu yang diperlukan untuk setiap putaran 1 menit atau 60 detik, yaitu untuk

1080 1080

lintasan engkol 360 d.e. Lintasan pena engkol selama katup buang terbuka adalah

2 x 50 = 100 d.e., yaitu selama 60 x 100 = 0,015 detik.

1080 360

Lintasan pena engkol selama katup masuk terbuka adalah 2 x 40 = 80 d.e., yaitu

selama 60 x 80 = 0,012 detik

1080 360

D. BLOK SILINDER

Blok silinder terbuat dari cast-iron, atau paduan aluminium, dengan tujuan untuk

mengurangi berat dari motor itu sendiri dan untuk memperlancar perpindahan panasnya.

Blok silinder dibentuk untuk dudukan poros engkol dan ruang geraknya, dudukan kepala silinder, ruang pelumasan, rongga rongga air pendingin maupun pelumasan. Sedangkan pada bagian sisi luarnya dibuatkan bagian-bagian untuk memasangkan kelengkapan, misalnya: dudukan pompa bensin / pompa oli, dudukan distributor, motor starter, dan semacamnya.

Gambar 4.7. Blok Silinder Sepada Motor

Gambar 4.8. Blok Silinder Mobil

E. SILINDER

Silinder terpasang pada blok silinder dirancang sebagai media untuk menghasilkan mekanisme kerja meliputi langkah dan proses, yaitu langkah isap, kompresi, proses pembakaran, usaha dan proses pembuangan. Silinder juga dirancang mencegah kebocoran-kebocoran sehingga energi yang dihasilkan berupa panas dan tekanan tidak berkurang akibat konstruksi silinder yang tidak kokoh dan bocor.

Silinder pada mobil umumnya berjumlah lebih dari satu. Banyaknya silinder pada kendaraan dapat memberikan indikator tentang jenis mobil dan kelas (daya mobil). Semakin banyak silinder (contoh ada 2 sampai ada yang 12) menunjukkan tingkat kemampuan performa engine suatu kendaraan. Dewasa ini pemakaian silinder pada kendaraan menggunakan 4 silinder ke atas. Tiap silinder menentukan berapa besar cc kendaraan (Volume langkah). Berdasarkan susunannya, silinder terbagi menjadi beberapa model, diantaranya sebagai berikut.

1. Model satu garis

Model ini tersusun dalam satu garis memanjang pada blok silinder dan sangat sederhana serta umumnya berjenis 4 dan 6 silinder. Letak silinder pertama dan selanjutnya bisa diketahui dari letak/kedudukan puli dan yang dekat dengan puli silinder pertama. Model ini tersusun seperti huruf V agar putaran mesin lebih seimbang (balance). Susunannya terdiri 4 silinder dan tiap sisi-sisinya menghadap poros engkol.

Gambar 4.9. Model Segaris

2. Model V

Gambar 4.10. Model V

3. Model horizontal berlawanan arah

Model ini letak silindernya horizontal dan letak torak berlawanan arah. Kedudukan mesin lebih rendah dan biasanya digunakan untuk mesin-mesin yang berpendingin udara.

4. Model horizontal

Susunan model horizontal letak silindernya secara horizontal. Biasanya model ini digunakan untuk mesin-mesin kendaraan berat.

Gambar 4.11. Model Horizontal

F. PELAPIS SILINDER

Pelapis silinder terletak pada bagian dalam silinder berfungsi mencegah keausan dan panas. Pelapis silinder harus selalu didinginkan agar temperaturnya tidak menyebabkan perubahan bentuk, sehingga mekanis gerak translasi torak akan terganggu. Ada dua macam pelapis silinder, yaitu :

1. Pelapis silinder model basah (wet type cylinder liner)

2. Pelapis silinder model kering (dry type cylinder liner)

Pelapis silinder model basah bagian sisi luarnya berhubungan langsung dengan air pendingin. Pelapis ini terpasang pada dudukan silinder ada yang bisa dilepas dan ada yang bersatu-padu dengan blok silinder. Sedangkan pelapis silinder model kering, bagian luar dan dinding silindernya tidak berhubungan langsung dengan air pendingin, sebab dilapisi dulu oleh pelapis silinder setebal 2 sampai 4 mm. Pelapis silinder model ini bahan yang digunakan berbeda dengan blok silinder, dibuat dengan kekerasan tertentu sehingga tahan gesekan. Penggunaan pelapis silinder model kering untuk silinder-silinder yang mempunyai diameter dalam sudah melampaui limit.

Gambar 4.12. Pelapis Silinder

G. KEPALA SILINDER

Gambar 4.13. Kepala Silinder

H. SALURAN ISAP DAN SALURAN BUANG.

Saluran ini gunanya untuk menyalurkan gas ke dalam dan keluar dari silinder. Saluran masuk dipasang diantara karburator dan lubang-lubang katup masuk. Saluran buang menghubungkan lubang-lubang katup buang dengan pipa buang. Kedua saluran tersebut dapat berupa satu benda tuang atau terpisah.