Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
BAHAN AJAR
KURSUS DAN PELATIHAN
KOMPONEN UTAMA
MESIN BENSIN
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
SAMBUTAN
DIREKTUR JENDERAL PENDIDIKAN ANAK USIA DINI,
NONFORMAL DAN INFORMAL
Sejalan dengan visi Direktorat Jenderal Pendidikan Anak Usia Dini, Nonformal dan lnformal, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, yakni “Terselenggaranya layanan pendidikan anak usia dini, nonformal dan informal untuk mewujudkan insan lndonesia yang berakhlak mulia, berkarakter, cerdas, terampil, mandiri dan kreatif, dan profesional”, diperlukan sistem pelayanan yang prima.
Dalam rangka melaksanakan ketentuan Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik lndonesia Nomor 1 Tahun 2012 tentang Organisasi dan Tata Kerja Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal pendidikan Anak Usia Dini, Nonformal dan lnformal menyusun norma, standar, prosedur, dan kriteria sebagai penguatan sistem manajemen dan dukungan teknis pendidikan anak usia dini, nonformal dan informal.
Upaya yang dilakukan Direktorat Pembinaan Kursus dan Pelatihan Direktorat Jenderal Pendidikan Anak Usia Dini, Nonformal dan lnformal bersama konsorsium kursus dan pelatihan untuk menyusun bahan ajar kursus dan pelatihan dalam bentuk buku cetak perlu diapresiasi. Selain sebagai norma, standar, prosedur, dan kriteria, bahan ajar ini sebagai salah satu upaya meningkatkan mutu, relevansi, dan daya saing lulusan kursus dan pelatihan serta satuan pendidikan nonformal lainnya sesuai dengan standar nasional pendidikan.
Semoga, bahan ajar ini dapat memberikan manfaat dan memenuhi kebutuhan peserta didik serta mudah diperoleh sehingga proses pembelajaran diharapkan dapat berhasil lebih baik.
Jakarta, 24 Juni 2013 Direktur Jenderal,
KATA PENGANTAR
DIREKTUR PEMBINAAN KURSUS DAN PELATIHAN
Pertama-tama kami menyampaikan puji syukur ke Hadirat Allah yang Maha Kuasa serta terima kasih dan penghargaan kepada tim penyusun bahan ajar kursus dan pelatihan yang telah meluangkan waktu, pikiran, tenaga dan bekerja keras, sehingga bahan ajar kursus dan pelatihan selesai disusun dan siap dipergunakan oleh peserta didik, penyelenggara kursus dan pelatihan serta satuan pendidikan nonformal lainnya.
Kebijakan menerbitkan bahan ajar kursus dan pelatihan merupakan salah satu upaya yang dilakukan oleh Direktorat Pembinaan Kursus dan Pelatihan, Direktorat Jenderal Pendidikan Anak Usia Dini, Nonformal dan lnformal (Ditjen PAUDNI), Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan (Kemdikbud), agar kegiatan pembelajaran pada lembaga kursus dan pelatihan serta satuan pendidikan nonformal lainnya dapat didukung oleh tersedianya bahan ajar sesuai dengan kebutuhan peserta didik dan mudah diperoleh sehingga diharapkan proses pembelajaran dapat berhasil lebih baik dan efektif.
Bahan ajar ini merupakan sarana untuk lebih mengoperasionalkan substansi kurikulum berbasis kompetensi pada masing-masing jenis keahlian, agar peserta didik kursus dan pelatihan serta satuan pendidikan nonformal lainnya lebih cepat dalam menguasai materi pembelajaran. Penerapan bahan ajar yang relevan dan kontekstual dengan kebutuhan peserta didik akan sangat membantu mereka dalam mempersiapkan diri untuk mengikuti uji kompetensi yang diselenggarakan oleh Lembaga Sertifikasi Kompetensi (LSK) atau lembaga kursus dan pelatihan yang sudah terakreditasi lembaga oleh Badan Akreditasi Nasional Pendidikan Nonformal (BAN.PNF).
pembelajaran yang berpusat pada peserta didik, menyenangkan, kreatif, dinamis, dan dialogis, serta didukung oleh tersedianya sarana dan prasarana yang memenuhi kebutuhan pembelajaran.
Akhirnya saya berharap, bahan ajar ini akan menjadi salah satu me-dia pembelajaran yang efektif untuk meningkatkan kinerja lembaga-lembaga kursus dan pelatihan serta satuan pendidikan nonformal lainnya.
Jakarta, 24 Juni 2013 Direktur,
Dr. Wartanto
SEKAPUR SIRIH
Puji Syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karuniaNya, sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan bahan ajar Program Kursus dan Pelatihan Mekanik Otomotif.
Bahan Ajar ini disusun mengacu kepada Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI), Standar Kompetensi Lulusan (SKL) dengan menggunakan pendekatan pembelajaran berbasis kompetensi (Compe-tency Based Training/CBT). Diharapkan bahan ajar ini dapat digunakan sebagai sumber belajar pokok peserta pendidikan dan pelatihan (Diklat) Kejuruan khususnya Lembaga Kursus dan Pelatihan otomotif, dan Pendidikan otomotif pada umumnya dalam mencapai standar kompetensi kerja yang diharapkan oleh pasar kerja. Bahan ajar yang disusun adalah Komponen Utama Mesin Bensin. Hal ini dilakukan untuk melengkapi bahan ajar yang telah di susun sebelumnya, yang telah membahas Sistem Kelistrikan dan Motor Otomotif dan system chasis dan pemindahan tenaga.
Penyusunan bahan ajar ini dilakukan melalui beberapa tahap pengerjaan termasuk diskusi dan pengkajian pustaka, serta meminta tanggapan oleh beberapa kalangan secara terbatas dalam bidang otomotif. Penyusun menyadari sepenuhnya, masih terdapat banyak kelemahan dalam penyusunan bahan ajar ini, oleh karena itu saran dan masukan sangat kami harapkan guna perbaikan dan penyrmpurnaannya.
Ucapan terima kasih, kami sampaikan kepada Direktorat Pembinaan Kursus dan Pelatihan dan jajarannya yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk berpartisipasi dalam program ini. Semoga naskah bahan ajar ini, dapat memperkaya dan memberikan konstribusi yang positif bagi pengembangan kursus dan pelatihan nasional Indonesia.
DAFTAR ISI
Sambutan ... i
Kata Pengantar ... iii
Sekapur Sirih ... v
Daftar Isi ... vii
BAB I KENDARAAN BERMOTOR RODA EMPAT ... 1
A. Bagian Utama Kendaraan... 1
1. Motor / Engine ... 1
2. Kelistrikan Kendaraan ... 2
3. Chasis... ... 3
4. Bodi ... 4
B. Jenis Motor Bakar Berdasarkan Proses Pembakaran... 5
1. Motor pembakaran luar ... 5
2. Motor pembakaran dalam ... 5
C. Prinsip Motor Bakar... 5
D. Jenis Motor Bakar Berdasarkan Bahan Bakar yang digunakan... 6
1. Motor bakar bensin 4 Tak ... 6
2. Motor bakar Diesel 4 Tak ... 10
3. Motor bakar Diesel 2 Tak ... 12
E. Bagian utama motor... 15
1. Blok Silinder ... 15
2. Kepala Silinder ... 16
3. Gasket cylinder Head... 17
4. Poros Engkol ... 18
6. Panci Oli (Oil Pan/Carter)... 21
7. Piston dan Batang Penghubung ... 21
8. Silinder ... 24
9. Poros Bubungan dan Katup ... 25
10. Tutup Kepala Silinder ... 25
11. Rantai Timing dan Pulley ……… ... 26
BAB II SISTEM BAHAN BAKAR DAN PENGAPIAN PADA MESIN BENSIN... 27
A. Mekanisme Suplay Bahan Bakar ... 27
1. Fungsi dan Komponen ... 27
2. Perawatan Sistem Bahan Bakar Bensin ... 31
B. Mekanisme Pemasukan dan Pembuangan... 32
1. Saringan Udara ... 32
2. Saluran Masuk (intake Manifold) ... 33
3. Saluran Buang dan Knalpot ... 33
C. Mekanisme Katub... 34
1. Kelengkapan dan Cara Kerja ... 34
2. Jenis Jenis Mekanisme Katub ... 35
3. Diagram Katub ... 38
4. Penegang Rantai/Tensioner ... 41
5. Metode-Metode Menggerakkan Katup ... 41
6. Komponen-Komponen Mekanisme Katup ... 43
D. Kelistrikan... 48
1. Sistem Starter... ... 48
2. Sistem Pengapian ... 49
BAB III SISTEM PELUMASAN... 51
1. Fungsi ... 51
2. Komponen ... 52
3. Jenis ... 52
4. Cara Kerja ... 53
5. Klasifikasi Oli dan Gemuk ... 53
6. Perawatan sistem pelumasan ... 55
7. Sistem Ventilasi Karter ... 55
BAB IV SISTEM PENDINGIN MESIN... 57
1. Fungsi ... 59
2. Cara Kerja ... 60
3. Perawatan sistem pendingin... ... 61
BAB V PERAWATAN BERKALA KENDARAAN... 62
1. Perawatan kendaraan ... 62
2. Perawatan motor ... 62
BAB VI PENUTUP... 63
DAFTAR PUSTAKA... 65
Dashboard: Adalah kontrol panel kendaraan yang terpasang di bagian
muka kabin penumpang. Lajur sepanjang
lebar kabin itu banyak memuat
perlengkapan untuk kontrol kendaraan,
seperti roda setir, speedometer,
tombol-tombol dan lain-lain.
Sebaiknya Anda Tahu
I. KENDARAAN BERMOTOR RODA EMPAT
Kendaraan, agar dapat dan layak beroperasi pada dasarnya terdiri ata s be bera pa u nit
uta ma yang
me mben tuk sua tu sistem. Sistem inilah ya ng sela lu m e m u n g k i n k a n
kendaraan dapat beroperasi sesuai dengan kebutuhan penguna. Kendaraan secara umum memiliki prinsip kerja dan komponen utama yang hampir bersamaan, hanya saja kemudian muncul banyak perbedaan pada komponen-komponen tambahan. Perbedaan yang terjadi disebabkan oleh banyak faktor, diantaranya adalah: perkembangan teknologi dalam bidang otomotif, kebutuhan pengguna yang semakin beragam, dan perbedaan yang disebabkan oleh berbagai jenis fungsi kendaraan itu sendiri.
A. Bagian Utama Kendaraan
Perbedaan untuk setiap jenis kendaraan, dalam hal ini adalah kendaraan roda empat, seperti yang diuraikan di atas disebabkan oleh banyak faktor, namun pada bagian utama sesungguhnya terjadi banyak persamaan antara satu mesin dengan mesin lainnya. Bagian utama mesin bensin dan mesin disel juga memiliki banyak persamaan, karena banyaknya persamaan itu, pembahasan berikut akan lebih banyak mengulas bagian utama mesin bensin. Komponen utama mesin bensin terdiri dari beberapa bagian berikut ini:
1. Motor/Engine
Gambar 1. Motor/engine Sumber: www.arthursclipart.org
2. Kelistrikan Kendaraan
Kelistrikan kendaraan adalah seluruh rangkaian kelistrikan yang ada pada kendaraan. Kelistrikan kendaraan berfungsi sebagai pendukung unjuk kerja kendaraan, yang mencakup kelistrikan bodi, seperti sistem penerangan, lampu panel/indikator dan kelengkapan kelistrikan lainnya (acessories).
3. Chasis
Chasis berfungsi sebagai dudukan (penempatan) seluruh komponen yang membentuk kendaraan serta mengontrol jalannya kendaraan. Chasis terdiri dari beberapa unit, yaitu:
a. Rangka
Rangka berfungsi sebagai dudukan/penempatan seluruh bagian kendaraan, seperti engine, badan kendaraan, sistem kelistrikan, unit pengendali, dan lain-lain.
b. Pemindah Tenaga (Power Train)
Pemindah tenaga berfungsi untuk memindahkan tenaga motor ke roda. Dalam prosesnya, pemindah tenaga melakukan peningkatan daya dan merubah arah putaran motor sehingga sesuai dengan arah perputaran roda.
c. Kemudi
Kemudi berfungsi untuk mengarahkan jalannya kendaraan. Pengendalian arah kendaraan dilakukan dengan mengatur posisi roda. Umumnya kendaraan menggunakan roda depan sebagai penentu arah kendaraan. Pada kendaraan jenis tertentu (fork-lift) menggunakan roda belakang sebagai pengendali arah kendaraan.
d. Suspensi
Suspensi berfungsi untuk mengurangi getaran yang terjadi pada kendaraan, terutama pada saat kendaraan beroperasi pada jalan yang tidak rata. Suspensi terdiri dari pegas dan peredam kejut.
e. Rem
Body Mobil : berhubungan dengan
ketentuan umum, yaitu semakin
baik nilai aerodinamik anya,
semakin sedikit hambatan angin
yang terjadi selama tunggangan
dipac u. Pada ak hirnya, tentu
efisiensi bahan bak ar akan
tercapai.
Sebaiknya Anda Tahu
4. Bodi
sebagai pelindung dan untuk memperindah tampilan kendaraan (dekoratif). Komponen bodi mencakup rangka bodi, lapisan luar dan lapisan dalam.
Gambar 3. Body Mobil Sumber: www.image.google.com
Sebelum kita membahas lebih lanjut materi tentang “Komponen Utama Pada Mesin Bensin” kita perhatikan beberapa hal dibawah ini:
• Definisi motor bakar:
Suatu mekanisme/konstruksi mesin yang merubah energi panas menjadi energi mekanis
• Bagaimana dapat terjadinya energi panas:
• Bagaimana terjadinya perubahan energi panas menjadi energi mekanik:
Dengan adanya konstruksi mesin yang di desain sedemikian rupa, memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin yang mengakibatkan terjadinya usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran, dan hasil ledakan itu diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.
B. Jenis Motor Bakar Berdasarkan Proses Pembakaran
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.
Contohnya :
- Mesin uap / turbin uap - Mesin nuklir / turbin nuklir.
2. Motor pembakaran dalam (Internal combustion chamber)
Motor pembakaran dalam adalah suatu motor bakar dimana proses pembakaran atau perubahan energi panas 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
C. Prinsip Motor Bakar
1. Prinsip kerja motor 4 tak
Dimana setiap dua kali putaran poros engkol atau empat kali gerakan turun dan naik piston menghasilkan satu kali langkah usaha.
2. Prinsip kerja motor 2 tak
Dimana setiap satu kali putaran poros engkol atau dua kali gerakan turun dan naik piston menghasilkan satu kali langkah usaha.
D. Jenis Motor Bakar Berdasarkan Bahan Bakar yang digunakan
Selain dibedakan berdasarkan proses pembakaran, Jenis Motor Bakar juga dapat dibedakan berdasarkan bahan bakar yang digunakan yaitu motor dengan bahan bakar bensin dan motor dengan bahan bakar disel/solar.
1. Motor Dengan Bahan Bakar Bensin (Motor Bensin) Langkah kerja / siklus motor bakar bensin 4 tak 1. Langkah Hisap
Langkah hisab terjadi karena kombinasi kerja beberapa komponen, diantaranya: piston, mekanisme katub, poros engkol dan poros cam. Piston bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), dalam keadaan ini posisi katup hisap membuka dan katup buang tertutup karena piston bergerak ke bawah maka di dalam-- ruang silinder timbul kevakuman sehingga campuran antara udara dan bahan bakar bensin terhisap masuk ke dalam ruang silinder.
COMPRESSION STROKE
Sebagai ilustari adalah jarum suntik, ketika tuas ditarik akan terjadi tekanan udara rendah yang mengakibatkan cairan obat terhisap kedalam tabung.
2. Langkah Kompresi
Langkah kompresi terjadi akibat dari gaya putar balik poros engkol. Akhir dari langkah hisap, piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA). Katub hisap dan katup buang tertutup, pergerakan piston menuju titik mati atas menyebabkan campuran udara dan bahan bakar tertekan dan mengakibatkan kenaikan suhu menjadi sangat tinggi
Gambar. 5 Langkah Kompresi
3. Langkah Usaha
Langkah usaha terjadi akibat dari adanya tekanan dan suhu yang tinggi pada saat langkah kompresi oleh piston, sesaat sebelum akhir langkah kompresi dan poros engkol belum berputar satu putran penuh atau piston belum mencapai TMA, busi memercikan bunga api listrik ke dalam ruang bakar, sehingga campuran udara dan bensin yang sudah dipampatkan akan terbakar dan akan menimbulkan tenaga gerak yang kuat dan mendorong piston menuju titik mati bawah (TMB)
Gambar 6. Langkah Usaha
Pada keadaan ini posisi katub hisab dan katub buang masih tertutup rapat, dimana sistem harus terhindar dari kebocoran. Untuk memastikan ledakan campuran bahan bakar dan udara dapat menghasilkan daya yang maksimal, dan ledakan tidak keluar melalui karburator sebagai awal saluran hisab, atau keluar melalui kenalpot, maka sistem harus betul-betul tertutup dengan rapat.
POWER STROKE
INTAKE VALVE CLOSED
EXHAUST VALVE CLOSED TOP-DEAD-CENTER
(T.D.C)
4. Langkah buang
Langkah buang terjadi saat katub buang terbuka dan piston bergerak ke atas menuju TMA setelah menyelesaikan langkah usaha atau langkah kerja. Piston bergerak kembali ke atas diakibatkan oleh adanya gaya lebih dari putaran poros engkol, saat piston bergerak menuju puncak, katub buang terbuka dan katub hisab tertutup. Ilustrasinya adalah tuas pijakan kaki mesin jahit, jika telapak kaki berada pada tuas mesin jahit, kaki akan sulit menghentikan gerakan tuas karena adanya poros yang berbentuk engkol sebagai mekanisme penggeraknya.
Gambar 7. Langkah Buang
Karena piston bergerak keatas maka gas hasil pembakaran di dalam silinder akan terdorong ke luar melalui katup buang, dan pada bagian ini siklus telah bekerja satu kali dengan empat tahapan langkah, untuk kemudian berulang kembali ke siklus awal
Catatan :
2. Motor Bakar Diesel (Motor Diesel 4 Tak) 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.
Gambar 8. Langkah Hisab Motor Disel
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
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.
Gambar 11. Langkah Buang Motor Disel
3. Motor Bakar Diesel (Motor Diesel) Langkah motor bakar diesel 2 (dua) tak.
Mesin diesel juga ada yang proses kerjanya menggunakan sistem 2 langkah. Pada mesin diesel 2 langkah ini bisanya dipergunakan blower yang khusus menyediakan udara bilas. Blower itu terdiri dari pasangan sayap yang saling bersinggungan rapat sesamanya dan dapat berputar dalam rumahnya. Salah satu dari sayap digerakkan oleh motor itu sendiri atau bersumber dari luar.
Lubang-lubang tersebut dibuka dan ditutup oleh torak. Pada tutup silinder terdapat dua katup buang. Gas buang dikeluarkan melalui kedua katup tersebut dan muatan bilas masuk melalui lubang masuk yang ada pada pinggang silinder tadi. Katup itu terbuka pada saat yang sama dengan yang terjadi pada motor dua langkah dengan pembilasan engkol.
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.
Gambar 12.A , Langkah kompresi dan Hisab
Sumber: www.roymech.co.uk
2. Langkah usaha dan buang
Sebelum piston mencapai TMA injector akan mengabutkan bahan bakar dan ini merupakan 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.
Combustion Exhaust
Perbandingan antara motor 4 tak dan 2 tak
Objek Motor 4 Tak Motor 2 Tak
Prinsip kerja 2 kali putaran poros 1 kali putaran poros
engkol 1 kali usaha engkol menghasilkan 1 kali usaha
Mekanisme Katup Lebih rumit Tidak mengunakan
mekanisme katup
Putaran rpm yang Lebih lambat Lebih cepat
dihasilkan
Sistem pelumasan Tidak menggunakan Menggunakan oli
mesin oli samping samping untuk
melumasi ruang engkol
Suara yang dihasilkan Lebih halus Lebih kasar
karena hasil pembakaran
Tingkat polusi yang Lebih kecil Lebih besar
ditimbulkan
Pengunaan mesin untuk Mobil Motor
Perbandingan antara Motor Diesel dengan Motor Bensin
Objek Motor Bensin Motor Diesel
Bahan bakar yang Bensin Solar
digunakan
Jenis yang Campuran udara dan Udara Solar
dikompresikan bensin
Sistem pembakaran Menggunakan busi Pembakaran sendiri
Tingkat perbandingan Lebih rendah Lebih tinggi
kompresi
Momen / torsi yang Lebih kecil Lebih besar
dihasilkan
Getaran dan suara yang Lebih halus Lebih kasar
timbul karena proses pembakaran
Harga bahan bakar yang Lebih mahal Lebih murah
dipakai
Tingkat harga perawatan Lebih murah Lebih mahal
mesin
E. Bagian utama motor
1. Blok Silinder
Gambar 13. Blok Silinder Sumber: www.e-autonaprawa.pl
Blok silinder mempunyai lubang yang presisi sebagai tempat piston bekerja. Pada bagian bawah blok mesin, yang disebut juga “crankcase” mempunyai dudukan bantalan untuk penempatan poros engkol. Bagian silinder dikelilingi oleh mantel pendingin (water jacket) yaitu saluran air pendingin.
Pada blok silinder ini terdapat beberapa buah silinder mesin, pada tiap silinder terdapat sebuah torak/piston yang dipasangkan pada salah satu ujung batang piston, sedangkan ujung piston yang lain berhubungan langsung dengan poros engkol/crank shaft, maka dengan demikian gerak naik turunnya piston dapat menggerakan poros engkol. Sedangkan dibagian atas kepala silinder pada bagian dalamnya berbentuk sebuah ruang bakar dan dilengkapi dengan katup-katup hisap dan buang.
Beberapa silinder disusun pada blok silinder, bagian atasnya ditutup dengan kepala silinder sedangkan bagian bawah blok silinder membentuk ruang engkol untuk penempatan dan pemasangan kelengkapan, seperti dinamo starter untuk start awal gerak poros engkol, alternator, pompa bensin serta distributor.
2. Kepala Silinder
saluran masuk dan saluran keluar. Katup masuk mengatur pemasukan gas bahan bakar ke dalam silinder dan katup buang mengeluarkan gas bekas hasil pembakaran.
Gambar 14. Kepala Silinder Sumber: www..hotrod.com
Kepala silinder pada umumnya terbuat dari besi tuang atau campuran alumunium yang bertujuan untuk membatasi pemuaian juga dilengkapi mantel pendingin yang berhubungan dengan blok silinder untuk memberikan pendinginan pada katup-katup dan busi busi. Kepala silinder dibaut dengan blok silinder dibagian atas dan diantaranya juga diberikan gasket, sehingga benar-benar rapat dengan silinder, terdapat lubang-lubang untuk pemasangan busi dan mekanik katup yang dilengkapi pada mesin.
3. Gasket cylinder Head
Gasket Cylinder head terletak diantara kepala silinder dan blok silinder. Berfungsi sebagai perapat agar tidak terjadi kebocoran kompresi, kebocoran oli, dan kebocoran air pendingin.
Gambar 15. Gasket Cylinder Head
Untuk mencegah kebocoran fluida (oli dan air) pada motor, digunakan gasket dan seal. Secara umum gasket dan seal disebut “perapat”. Gasket digunakan untuk mencegah kebocoran pada sambungan yang tidak bergerak (statis), contohnya antara kepala silinder dan blok silinder, pompa pendingin dan blok silinder dan lain-lain.
Seal digunakan untuk mencegah kebocoran pada komponen yang bergerak/berputar, contohnya antara poros engkol dan blok silinder, pada pompa air dan lain-lain. Untuk dapat merakit satu unit engine diperlukan komponen lain, seperti mur, baut, ring, spacer, dudukan, penahan pegas dan lain-lain. Komponen-komponen kecil inilah yang membentuk satu kesatuan motor.
4. Poros Engkol
Poros engkol ditempatkan pada bantalan dan diikat pada bagian bawah blok silinder (crankcase). Poros engkol bersama-sama dengan batang penghubung (connection rod) merubah gerak lurus piston menjadi gerak putar pada poros engkol. Poros engkol mempunyai dua jenis bantalan, yaitu bantalan tetap dan bantalan putar.
Gambar 16. Crankshaft
Sumber: www.image.google.com
Poros engkol/crankshaft, mempunyai tugas penting yaitu mengubah gerakan lurus piston yang berada dalam silinder pada gerak kerja menjadi gerak putar dengan melalui batang-batang piston serta menjaga pergerakan piston dalam lengkah-langkah selanjutnya. Poros engkol terdiri atas pusat putaran dimana pada pena engkol dipasangkan batang piston.
Differensial : Rancangan gigi (gardan) yang memungkinkan dua roda (sejajar) berputar dengan jumlah putaran berbeda. Satu lebih cepat lainnya lambat, misalnya saat berbelok. Gunanya untuk m e n g h u b u n g k a n perputaran mesin dengan roda belakang.
Sebaiknya Anda Tahu
berfungsi untuk menggerakan sumbu nok dan puli untuk menggerakan pompa air/alternator (waterpump). Sedangkan bagian ujung belakang dipasangkan dengan flens untuk pemasangan roda penerus (roda gila).
5. Roda Penerus (fly-wheel)
Roda penerus terbuat dari besi tuang yang kuat, dihubungkan di salah satu ujung poros engkol. Roda penerus mengurangi getaran mesin dengan cara memperhalus daya yang dihasilkan piston. Pada saat langkah usaha, roda penerus menerima gaya puntir yang besar, daya yang besar ini dimanfaatkan untuk menggerakkan piston pada ketiga langkah lainnya (buang, isap dan kompresi), dengan demikian putaran mesin menjadi lebih halus. Semakin banyak jumlah silinder, roda penerus akan semakin ringan/kecil. Roda penerus dilengkapi/ dipasang roda gigi, sehingga memungkinkan motor dihidupkan dengan menggunakan motor starter.
Roda gaya atau roda penerus/Flywheel, merupakan piringan yang terbuat dari besi tuang dan dibaut pada ujung belakang poros engkol.
Poros engkol hanya mendapatkan tenaga putaran dari langkah kerja saja, agar supaya dapat bekerja pada langkah yang lainnya maka poros engkol harus dapat menyimpan daya putaran yang diperolehnya. Bagian yang menyimpan tenaga putaran ini adalah roda penerus yang juga dilengkapi dengan gigi ring yang dipasangkan di bagian luar untuk perkatian dengan starter pinion.
Roda gila sering disebut juga roda gaya atau roda penerus, adalah sebuah komponen berupa sebuah piringan yang dipasangkan pada flensa di ujung roda poros engkol. Bagian tepi roda gila biasanya memiliki cincin bergerigi untuk pertautan dengan roda gigi motor starter pada saat motor dihidupkan. Karena itu tanpa roda gila hampir tidak mungkin menghidupkan mesin. Kalaupun hidup, putaran mesin menjadi tidak teratur. Bobot yang dimiliki roda gila inilah yang menyebabkan putaran poros engkol mantap dan halus. Bobot roda gila pada mesin mobil penumpang berkisar 7.5-50 KG.
Sirip pengimbang pada poros engkol sering dimanfaatkan untuk membuat putaran mesin menjadi lebih merata. Beberapa merek mobil juga memakai mesin yang dilengkapi alat peredam getaran sehingga putaran mesin menjadi sangat halus. Bentuk peranti ini mirip roda gila, tetapi ukurannya lebih kecil dan dipasang diujung poros engkol bagian depan.
Roda gila dipasang kokoh pada ujung poros engkol sehingga tidak mudah bergeser dari dudukannya. Ini untuk menjamin agar roda gila, mesin, dan kode penyalaan tetap pada posisi yang benar. Selain itu, tepat ditengah roda gila ada lubang kecil. Bantalan peluru ini bertugas menahan ujung bagian depan poros kopling.
6. Panci Oli (Oil Pan/Carter)
Panci oli diikat ke bagian bawah blok silinder, sehingga dapat menutupi poros engkol. Panci oli juga sebagai wadah pelumas untuk pelumasan seluruh komponen motor.
(Carter), terletak dibawah blok silinder digunakan sebagai penampung oli mesin yang terbuat dari baja press. Pada karter ini juga dilengkapi ventilasi untuk menghubungkan ruang dalam dengan udara luar. Karter dibaut dibawah bak engkol dan diantaranya diberikan gasket (pelapis karet) untuk menghindari kebocoran pada sambungan tersebut sehingga oli mesin tidak bocor /merembes keluar.
Gambar 18. Oli Pan/Carter Sumber: www.image.google.com
7. Piston dan Batang Penghubung
Piston dan kelengkapannya berfungsi untuk meneruskan tenaga hasil pembakaran. Selain itu juga bersama kepala silinder membentuk ruang bakar. Piston dalam kerjanya menerima panas dan perubahan temperatur yang sangat tinggi, oleh sebab itu piston dibuat dari bahan yang tahan terhadap kondisi ini.
piston). Piston kebanyakan terbuat dari almunium alloy. Namun pada mesin yang berteknologi tinggi piston banyak yang menggunakan bahan lain.
Gambar 19. Piston Sumber: www.image.google.com
Piston umumnya menggunakan bahan campuran alumunium (alumunium alloy). Piston dilengkapi dengan dua jenis ring yaitu ring kompresi dan ring oli. Ring kompresi sebagai perapat untuk mencegah kebocoran gas, terutama saat pembakaran.
Ring minyak berfungsi untuk mengendalikan pelumasan dinding silinder dan piston serta kelengkapannya. Bagian bawah batang penghubung mempunyai ujung yang dapat dilepas yang digunakan untuk mengikat batang penghubung dengan poros engkol, bagian atas dilengkapi dengan lubang pasak sebagai dudukan piston.
Bahan dasar piston adalah campuran besi tuang dan aluminium karena ringan dan mempunyai penghantar panas yang baik. Paduan yang tidak seimbang akan berakibat buruk dimana pada suhu yang sangat tinggi akan membuat piston memuai dan berubah bentuk oleh sebab itu dijumpai diameter bagian atas torak agak lebih kecil dari bagian bawahnya, dimana dalam keadaan suhu tinggi maka bagian atas dan bawah akan menjadi sama besar.
Antara piston dan dinding harus diberikan kerenggangan tertentu karena adanya pemuaian pada waktu mesin bekerja yang mana disebut renggang piston/torak, bila terlalu besar maka akan terjadi kebocoran gas yang keluar dan minyak oli mesin akan masuk ke ruang piston dan silinder, sehingga suara piston berisik. Perhatikan jika asap kenalpot (gas buang) terdapat asap putih, berarti kemungkinan oli mesin ikut terbakar karena terlalu besar kerenggangannya. Bila terlalu kecil akan menimbulkan gesekan yang akan lebih besar sehingga pelumasan tidak sempurna.
Gambar 20. Piston dan Kelengkapannya Sumber: freeasestudyguides.com
Pena piston, berguna untuk menghubungkan piston dengan ujung batang piston, berbentuk pipa untuk mengurangi berat dan pada kedua sisinya disangga oleh bos-bos yang terdapat pada piston. Pegas piston, berguna untuk perapat dan menjaga agar gas-gas tidak keluar selama langkah kompresi dan langkah kerja dalam
I wouldn’t want to mark the connecting rod on the shaft.
Mark the base instead. But only if you have to though.
Crankshaft rides in here
ruang bakar. Dan juga untuk mengikis oli pelumas dari dinding silinder, mencegah oli masuk ke ruang bakar. Pegas piston umumnya terbuat dari besi cor khusus dan diberi potongan untuk memudahkan pemasangan ke dalam alur pegas yang terdapat pada piston. Diameternya sedikit lebih besar dari diameter piston, dan setelah terpasang maka kekenyalan pegas piston ini menekan dinding silinder.
8. Silinder
Silinder merupakan bagian yang memindahkan tenaga panas ke tenaga mekanik dan untuk tujuan ini piston bergerak naik memadatkan gas. Untuk memperoleh tenaga maksimum diusahakan tidak terdapat kebocoran-kebocoran pada gas-gas yang dibakar diantara piston dan silinder.
Gesekan dan keausan yang diakibatkan oleh gerakan-gerakan meluncur dari piston diusahakan seminim mungkin. Untuk memperkecil hal ini, dinding silinder diperkeras dengan besi tuang/ cor, atau dengan diberikan khrom pada dinding-dinding silinder untuk membatasi keausan akibat gesekan dan panas.
Jika dinding silinder telah aus, maka perbaikan yang dilakukan adalah dengan mengebor kembali dinding silinder dengan bore tune, sehingga silinder ruang menjadi lebih besar maka membutuhkan piston/torak juga lebih besar karena bertambahnya diameter ukuran silinder (berhubungan dengan kecepatan pada saat dragrace, dimana ruang silinder dan piston semakin besar dibutuhkan suplay bahan bakar lebih besar sehingga digunakan karburator minimal 2 barrel atau 4 barrel).
Untuk menghindari semakin tipisnya dinding dalam dan dinding luar silinder (ketebalan silinder) maka sebaiknya dinding dalam diberikan pela pis khro m se hing ga p erma nen kare na meminimalisasi keausan, dan piston bisa dipertahankan tidak memerlukan penggantian piston dengan ukuran yang lebih besar.
9. Poros Bubungan dan Katup
Poros bubungan dan mekanisme katup berfungsi untuk membuka dan menutup katup pada saat yang tepat. Poros bubungan digerakkan oleh poros engkol dengan perbandingan putaran 1:2, dengan perantara roda gigi atau rantai/sabuk.
10. Tutup Kepala Silinder
Tutup kepala silinder dipasang diatas katup, di bagian atas kepala silinder. Ini berfungsi untuk menutupi mekanisme katup, sehingga komponen katup tidak berhubungan dengan kotoran dan pelumas tida terbuang.
11. Rantai Timing dan Pulley
Rantai timing dan pulley menggerakkan poros bubungan setengah dari putaran poros engkol (putaran motor). Penggerak timing, dewasa ini banyak menggunakan sabuk (belt), namun masih ada yang menggunakan rantai atau roda gigi.
II. SISTEM BAHAN BAKAR DAN PENGAPIAN
PADA MESIN BENSIN
A. Mekanisme Suplay Bahan Bakar
Ada 4 jenis sistem bahan bakar yang digunakan pada bidang otomotif 1. Sistem karburator untuk motor bensin
2. Sistem injeksi bahan bakar untuk motor bensin
3. Sistem yang menggunakan bahan bakar gas cair (LPG-Liquid Petroleum gas) atau gas alam untuk kendaraan (NVG-Natural Gas for Vichicles)
4. Sistem injeksi bahan bakar untuk motor diesel
Seluruh sistem diatas tidak sama, namun secara umum semuanya mempunyai kesamaan, yaitu memiliki tangki bahan bakar, dan cara mensuplai bahan bakar. Sistem tersebut berfungsi mencampur bahan bakar dan udara dengan campuran yang tepat sehingga dapat terbakar di dalam ruang bakar.
1. Fungsi dan Komponen
Secara umum fungsi sistem bahan bakar ialah mensuplai kebutuhan bahan bakar yang sudah siap bakar kepada motor sehingga motor dapat bekerja normal pada setiap tingkat kecepatan putar/daya motor. Sistem ini mempunyai tiga komponen utama, yaitu tangki bahan bakar, pompa bahan bakar dan karburator.
a. Tangki bahan bakar
Sebagai tempat penyimpanan/cadangan bensin untuk motor. b. Pompa bahan bakar
c. Karburator
Karburator berfungsi untuk merubah fisik bahan bakar cair menjadi uap dalam perbandingan yang tepat sehingga uap bahan bakar tersebut mudah/siap dibakar.
Dalam pelaksanaanya, tidak semudah itu. Untuk dapat menghasilkan campuran yang tepat pada setiap kondisi beban dibutuhkan beberapa saluran, misalnya pada saat start, putaran idle, putaran menengah, putaran tinggi, dan lain-lain.
Gambar 24 : Karburator Sumber: www.arthursclipart.org
Bagian-bagian karburator secara umum adalah sebagai berikut :
1. Saluran Udara Masuk 2. Katup Choke
3. Venturi Kecil 4. Venturi Utama 5. Saluran Utama 6. Pelampung
7. Saluran Masuk Bahan Bakar 8. Ruang Bahan Bakar
9. Skrup Penyetel Putaran Idle 10. Saluran Idle
1. Prinsip Kerja
Pada prinsipnya karburator bekerja berdasarkan pada kecepatan aliran udara dan perbedaan tekanan. Semakin ce pat aliran u dara maka a kan sema kin rend ah tekanannya, khususnya pada suatu saluran/pipa. Untuk menciptakan perbedaan kecepatan udara pada saluran, karburator menggunakan venturi (penyempitan saluran). Perhatikan gambar, setelah udara mengalir dengan kecepatan tertentu, maka udara mampu “menarik” bahan bakar hingga terbawa bersama udara masuk, sehingga out-putnya dihasilkan uap bahan bakar. Aliran udara dihasilkan akibat gerakan turun piston pada saat langkah isap dimana katup isap terbuka dan katup buang tertutup. Gerakan turun piston mengakibatkan terjadinya tekanan rendah (kevakuman) di dalam silinder, perbedaan tekanan uda ra luar, dan tekanan di dala m silind er a kan mengakibatkan terjadinya aliran udara.
2. Sistem Pelampung
Pelampung bersama-sama dengan katup jarum dan dudukannya menjaga permukaan/jumlah bahan bakar di ruang bahan bakar. Ruang bahan bakar adalah tempat penampungan bahan bakar di dalam karburator. Permukaan/jumlah bahan bakar di ruang bahan bakar harus sesuai agar dapat memenuhi kebutuhan bahan bakar pada saat putaran tinggi dan tidak masuk ke saluran masuk pada saat putaran rendah (banjir).
3. Sistem start dingin
masuk), kevacuman tinggi terjadi pada saluran di bawah katup cuk, akibatnya akan lebih banyak bahan bakar yang ditarik dari ruang pelampung sehingga campuran menjadi kaya.
Penambahan bahan bakar diperlukan untuk menghidupkan motor yang dingin disebabkan temperatur kompresi pada campuran normal belum memadai untuk pembakaran bahan bakar, di sisi lain, akibat dinginnya saluran masuk, sebagian bahan bakar menempel pada saluran masuk (tidak masuk ke dalam silinder).
4. Sistem idle
Suplai bahan bakar pada saat motor dalam keadaan putaran rendah (idle speed) diperoleh dari saluran idle. Bahan bakar yang diberikan hanya cukup untuk mempertahankan agar motor tetap hidup. Pada kondisi ini, tutup throttle dalam keadaan tertututup.
5. Sistem utama
Sistem utama mensuplai campuran bahan bakar dan udara ke dalam motor pada semua tingkatan putaran/beban di atas putaran rendah. Sistem utama mulai bekerja pada saat katup throttle mulai membuka.
6. Sistem percepatan
2. Perawatan Sistem Bahan Bakar Bensin
Sistem bahan bakar merupakan bagian yang sangat vital. Gangguan pada sistem bahan bakar akan berdampak langsung terhadap unjuk kerja motor. Agar sistem bahan bakar dapat berfungsi optimal perlu diperhatikan hal-hal berikut:
a. Bahan bakar harus bersih.
Untuk itu diperlukan saringan bahan bakar. Saringan bahan bakar tidak boleh tersumbat, saringan yang tersumbat akan menghambat aliran bahan bakar. Untuk itu perlu dilakukan pemeriksaan/penggantian saringan bahan bakar secara berkala.
b. Menyetel karburator
Karburator dirancang untuk memberikan uap bahan bakar dengan campuran/perbandingan yang pas, sesuai dengan kondisi kerja motor. Seringkali setelah pemakaian yang cukup lama, atau setelah dilakukan service, kondisinya berubah. Untuk itu perlu dilakukan penyetelan-penyetelan agar kondisi kerja karburator kembali seperti semula.
Penyetelan yang umum dilakukan ada dua, yaitu : 1) Penyetelan mekanis
2) Penyetelan jarak bebas pedal gas dengan komponen mekanik karburator
3) Penyetelan jarak bebas cuk. Saat tuas cuk ditarik maksimum, katup cuk harus tertutup rapat 4) Penyetelan gerak pompa percepatan agar gerak
pompa sesuai dengan gerak pedal gas. 5) Penyetelan saluran
• penyetelan saluran bahan bakar putaran rendah (idle screw)
Kedua saluran ini disetel agar diperoleh putaran rendah yang stabil dengan komposisi campuran yang tepat.
B. Mekanisme Pemasukan dan Pembuangan
Sistem Pemasukan Udara
Sistem pemasukan udara berfungsi untuk menyediakan udara bersih dan menyalurkannya ke dalam silinder motor. Pada motor bensin yang disuplai adalah campuran udara dan bahan bakar, sedangkan pada motor diesel hanya udara bersih.
Sistem Pembuangan Gas Bekas
Sistem pembuangan gas bekas berfungsi untuk menyalurkan gas bekas (hasil pembakaran) ke luar silinder motor dan sekaligus mengurangi kebisingan. Sistem ini terdiri dari saluran buang, pipa buang dan peredam. Pada motor yang menggunakan bahan bakar yang tidak mengandung timah dilengkapi dengan katalik konverter (catalytic converter).
Sistem pemasukan dan pembuangan berfungsi untuk membersihkan udara masuk dan meredam suara gas bekas waktu keluar. Adapun komponen-komponen sistem pemasukan dan pembuangan sebagai berikut:
1. Saringan Udara
Saringan berfungsi untuk memisahkan kotoran dari udara. Saringan yang digunakan ada dua jenis, yaitu saringan udara kering dan saringan udara basah.
Saringan-saringan yang digunakan umumnya dapat dibersihkan. Kotoran yang menumpuk pada dinding saringan akan menghambat aliran udara, sehingga motor akan boros bahan bakar. Untuk membersihkan saringan udara, secara umum dapat dilakukan dengan meniupkan udara bertekanan dari arah dalam saringan. Sebagian besar saringan udara dapat dibersihkan, beberapa jenis saringan udara perlu dicuci terlebih dahulu sebelum di tiup. Namun untuk kepastian cara membersihkan saringan udara dapat dilihat pada buku service manual. Bila saringan udara tidak mungkin lagi untuk dibersihkan (misalnya sobek), saringan udara harus diganti.
2. Saluran Masuk (intake Manifold)
Saluran masuk, sesuai dengan namanya, berfungsi sebagai saluran pemasukan uap bahan bakar dari karburator ke dalam silinder. Pada saluran masuk tidak boleh terdapat kebocoran, bila ada kebococran, udara murni akan masuk ke dalam saluran, hal ini akan merubah komposisi campuran yang dihasilkan karburator. Kebocoran saluran masuk memungkinkan udara kotor masuk ke ruang bakar.
3. Saluran Buang dan Knalpot
C. Mekanisme Katub
Pada sistem motor bakar 4 tak untuk memasukkan campuran bahan bakar dan membuang gas sisa hasil pembakaran maka di dalam silinder diperlukan adanya katup masuk dan katup buang. Untuk mengontrol kapan katup masuk dan kapan katup buang menutup atau membuka disebut mekanisme katup Jenis-jenis mekanisme katup
1. Kelengkapan dan Cara Kerja
Untuk dapat berjalan, motor harus memasukkan udara atau campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder serta membuang gas hasil pembakaran dan kegiatan ini harus dilakukan secara tepat. Untuk mengatur pemasukan dan pembuangan ini digunakan katup serta kelengkapan penggeraknya. Pengaturan pemasukan dan pembuangan di lakukan dengan membuka dan menutup saluran ke dalam silinder. Adapun cara kerja mekanisme katup sebagai berikut :
Gambar 25. Mekanisme Katup Sumber: www.arthursclipart.org
Cara kerja katup pada proses yang sebenarnya (motor) sebagai berikut:
a. Langkah Isap
Pada saat langkah isap, piston bergerak turun, katup isap terbuka dan katup buang tertutup.
b. Langkah Kompresi
Saat langkah kompresi, piston bergerak ke atas dan kedua katup menutup.
c. Langkah Usaha
Sama seperti pada langkah kompresi, kedua katup tetap menutup tapi piston bergerak ke bawah.
d. Langkah Buang
Pada langkah ini, piston bergerak ke atas, katup isap tertutup dan katup buang terbuka. Demikian siklus terus berulang selama motor hidup.
2. Jenis-jenis Mekanisme Katup
Katup-katup yang digunakan pada motor dewasa ini umumnya ditempatkan pada kepala silinder. Katup yang ditempatkan di kepala silinder lebih mudah disetel dibanding katup di sisi. Mekanisme penggerak katup di kepala ada tiga jenis yaitu :
• Tipe Over Head Valve
Mekanisme katup ini sederhana dan dapat diandalkan. Penempatan camshaftnya pada blok silinder, dibantu oleh:
1. Valve lifter 2. Push rod 3. Rocker arm
Gambar 26. Over Head Valve Sumber: New Step 1
• Tipe Over Head Camshaft
Camshaft ditempatkan pada kepala silinder, dan camshaft langsung menggerakkan rocker arm tanpa melalui lifter dan push rod
Gambar 27. Over Head Camshaft Sumber: New Step 1
• 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 menggerakkan katup masuk, dan yang lainnya menggerakkan katup buang.
Camshaft membuka dan menutup katup secara langsung, dan tidak memerlukan rocker arm
Camshaft Rocker arm
Katup
Gambar 28. DOHC Sumber: New Step 1
• 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 menggunakan 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 kecil
Karena kepala katup cenderung lebih kecil sehingga mengurangi beban katup dan umur katup cenderung lebih lama
b. Ruang buka lebih besar
Dengan menggunakan dua buah katup masuk atau katup buang secara bersamaan, otomatis jumlah campuran udara
Camshafts
Katup exhaust Katup intake
KEDUA CAMSHAFTS DIGERAKKAN OLEH SABUK (BELT)
CAMSHAFT INTAKE DIGERAKKAN OLEH RODA GIGI
Katup exhaust Katup
dan bahan bakar lebih banyak dan pada saat langkah buang gas sisa hasil pembakaran lebih mudah terbuang
c. Efisiensi lebih tinggi
Tenaga yang dihasilkan cenderung lebih besar karena dengan banyaknya campuran udara dan bahan bakar yang masuk menyebabkan tingginya tekanan kompresi, sehingga pembakaran menjadi lebih sempurna.
Kerugian penggunaan multi valve dibandingkan single valve :
a. Konstruksi lebih rumit
b. Membutuhkan dua buah camshaft c. Suara mesin cenderung lebih kasar
d. Untuk yang non hidrolis penyetelan katup lebih lama
3. Diagram Katup
Dalam penjelasan (teori) tentang cara kerja motor empat langkah katup dianggap membuka dan menutup tepat pada posisi titik mati atas (TMA) dan titik mati bawah (TMB). Namun pada kondisi yang sebenarnya tidak demikian, kedua katup membuka lebih awal dan menutup lebih lambat. Katup isap membuka sebelum TMA dan menutup sesudah TMB, dan katup buang membuka sebelum TMB dan menutup sesudah TMA. Hal ini diperlukan untuk memberikan waktu yang cukup untuk memasukkan atau mengeluarkan muatan silinder (gas baru atau gas bekas).
ditentukan oleh bentuk bubungan poros bubungan, bila diagram katup berubah (misalnya akibat celah katup yang tidak sesuai), maka akan dapat mempengaruhi unjuk kerja motor.
Valve timing diagram adalah diagram waktu kerja katup. Valve timing diagram dipengaruhi oleh bentuk cam dan celah katup. Valve overlap adalah saat dimana katup hisap (intake valve) dan katup buang (exhaust valve) sama-sama membuka. Valve overlap berfungsi sebagai langkah pembilasan (campuran ud ara baha n ba kar baru me ndorong 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.
Gambar 29. Diagram Katup Sumber: www.arthursclipart.org
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°
Compression stroke
Intake valve opens
TDC
Exhaust stroke (power) strokeCombustion
Celah Katup
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 keuntungan 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
4. Penegang Rantai (Tensioner)
Pada mekanisme katup yang digerakkan oleh rantai atau sabuk selalu dilengkapi dengan penegang rantai/sabuk. Penegang ini berfungsi untuk mencegah rantai/sabuk bervibrasi. Vibrasi (terutama pada jenis rantai) akan menimbulkan suara ribut, terutama pada saat terjadi perubahan kecepatan putar motor.
Gambar 30. Tensioner / Penegang Rantai Sumber: www.arthursclipart.org
Penempatan penegang ditentukan oleh arah putaran poros engkol. Bila arah putaran poros engkol searah dengan putaran jarum jam, penegang ditempatkan sebelah kiri dan di sebelah kanan pada poros engkol yang arah putarannya berlawanan arah putaran jarum jam.
5. Metode-Metode Menggerakkan Katup
• Timing Gear
Gambar 31. Timing Gear Sumber: New Step 1
• Timing Chain
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHV (Over Head Valve) dan OHC (Over Head camshaft), keuntungannya: menimbulkan bunyi yang lebih kecil dibanding tipe timing gear, tapi kerugiannya umur lebih pendek dibanding tipe timing gear.
Gambar 32. Timing Chain Sumber: New Step 1
Camshaft
Timing gear
Camshaft
Crankshaft timing sprocket
Timing chain
Camshaft timing pulley
Timing belt
Timing belt idler pulley
Crankshaft timing pulley
• Timing Belt
Gambar 33. Timing Belt Sumber: New Step 1
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis OHC (Over Head camshaft) dan DOHC (Double Over Head Camshaft). Timing belt terbuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga mempunyai daya renggang yang baik dan hanya mempunyai penguluran yang kecil karena panas.
Keuntungan :
- Tidak menimbulkan bunyi. - Tidak memerlukan pelumasan. Kerugian :
Umur lebih pendek dibanding tipe timing chain.
6. Komponen-Komponen Mekanisme Katup
• Poros Nok
Gambar 34. Poros Cam Sumber: www.google.com
• 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 menggunakan hydraulic lifter tidak perlu melakukan penyetelan celah katup karena celahnya selalu 0 mm.
Gambar 35. Kelengkapan Mekanisme Katup Sumber: New Step 1
Upper rocker arm Opening lobe
Closing lobe
Camshaft
Return spring
Lower rocker arm
• Batang Penekan
Batang penekan (push rod) berfungsi untuk meneruskan gerakan lifter ke rocker arm.
Gambar 36. Batang Penekan Sumber: New Step 1
• 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 dengan 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°
Gambar 38. Katup Sumber: New Step 1
• Pegas Katup
Gambar 39. Pegas Katup Sumber: New Step 1
• Dudukan Katup
Dudukan katup (valve seat) dipasang dengan jalan dipres pada kepala silinder. 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 mengarahkan 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
D. Kelistrikan
Motor tidak dapat berfungsi hanya dengan kelengkapan-kelengkapan yang telah dijelaskan sebelumnya. Diperlukan dukungan kelengkapan lain untuk dapat mempertahankan kerja motor agar layak beroperasi.
1. Sistem Starter
Gambar 41. Motor Starter Sumber: www.arthursclipart.org
2. Sistem Pengapian
Motor bensin dan motor dengan bahan bakar gas mempunyai sistem pengapian. Sistem ini diperlukan untuk membentuk percikan bunga api yang akan membakar bahan bakar di ruang bakar. Oleh sebab itu, motor bensin disebut juga motor dengan penyalaan busi (Spark Ignition Engine). Hal ini yang membedakan motor bensin dengan motor diesel, motor diesel tidak
memerlukan penyalaan busi melainkan penyalaan dengan kompresi (Compression engine). Pembakaran pada motor diesel terjadi pada saat bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder. Temperatur udara yang di kompresi di dalam silinder menjadi tinggi, cukup panas untuk membakar bahan bakar yang disemprotkan injektor.
3. Sistem Pengisian
III. SISTEM PELUMASAN
Sistem pelumasan motor terdiri dari pompa oli, pipa-pipa, saringan oli serta saluran-saluran di dalam motor. Oli dari panci minyak disalurkan melalui saluran-saluran ke seluruh komponen motor yang dialirkan dengan menggunakan pompa. Pelumasan ini tidak hanya mengurangi gesekan tetapi juga mencegah keausan dan mengurangi panas komponen.
Gambar 43. Sistem Pelumasan Sumber: www.arthursclipart.org
1. Fungsi
Secara umum fungsi sistem pelumas adalah :
a. Mengurangi gesekan pada komponen yang bergerak b. Membantu mendinginkan motor
c. Membersihkan komponen d. Meredam suara
e. Sebagai perapat antara piston dan dinding silinder
Sistem pelumasan melaksanakan seluruh kegiatan di atas secara bersamaan dan segera setelah motor hidup. Tanpa pelumasan piston akan cepat aus dan rusak.
pump (circulates oil)
rocker arms rocker shaft
2. Komponen
Komponen sistem pelumas antara lain : a. Saringan primer
b. Pompa oli
c. Saringan sekunder d. Saluran-saluran
e. Pengendali tekanan (relief valve) f. Alat ukur tekanan atau lampu indikator.
Seluruh komponen ini bekerja dalam satu kesatuan membentuk sistem pelumasan. Pompa oli digerakkan oleh roda gigi yang terdapat pada poros
Gambar 44. Pompa Oli Jenis Roda Gigi Sumber: www.arthursclipart.org
3. Jenis
Jenis pelumasan yang umum digunakan ada dua, yaitu :
a. Jenis tekan dan Percik
b. Jenis Tekan
Belakangan ini sudah banyak motor yang menggunakan sistem pelumasan tekan. Secara umum, kelengkapannya sama dengan sistem tekan dan percik. Perbedaannya adalah untuk mendinginkan piston dan pelumasan dinding silinder dikenakan tekanan yang disalurkan melalui sebuah nozzle/jet. Karena sistem ini mengandalkan tekanan untuk mencapai seluruh komponen, umumnya sisitem ini menggunakan tekanan yang lebih tinggi dari sistem tekan dan percik, yaitu 4-5 kg/cm. bubungan.
4. Cara Kerja
Pada saat pompa berputar, pompa akan menghisap oli dari panci minyak dan menyalurkan ke seluruh komponen setelah melalui filler. Bila tekanan melebihi batas yang di tentukan, maka relief velve akan terbuka, sehingga sebagian oli yang dipompakan dikembalikan ke panci minyak. Bila tekanan terlalu rendah, dapat dilihat pada alat ukur atau lampu indikator akan tetap menyala.
5. Klasifikasi Oli dan Gemuk
Awal penggunaan oli pada motor hanya mempunyai satu tujuan, yaitu mengurangi gesekan dan panas sehingga memperkecil dampak keausan yang diakibatkan oleh gesekan. Pemilihan jenis dan merek oli tidak menjadi masalah, tetapi harus disesuaikan dengan persyaratan yang ada, karena semua oli yang beredar di pasaran telah melalui pengujian untuk menjamin standar mutu dalam penggunaanya.
a. Oli Mesin
Oli mesin yang digunakan dewasa ini ada dua jenis yaitu, oli mesin untuk motor bensin (SI = Spark Ignition) dan motor diesel (CI = Compression Ignition). Masing-masing oli masih dikelompokkan lagi berdasarkan beban/konsi kerja, sehingga kita mengenal kode-kode SA, SB, SC, SD, SE, CA, CB, CC, CD dan CE pada wadah oli. Tingkat kekentalan oli yang digunakan mengacu kepada standar SAE (Society of Automotive Engine).
b. Oli Roda Gigi
Oli roda gigi digunakan pada transmisi manual, difrensial dan roda gigi sistem kemudi. Oli roda gigi umumnya diperkaya dengan sifat “anti gesek” dan “anti lelah”. Hal ini diperlukan karena tekanan yang kuat dapat menghancurkan oli sehingga memungkinkan terjadinya kontak langsung antar roda gigi, khususnya pada roda gigi spiral.
c. Oli Transmisi (Hidrolik)
Oli ini digunakan pada transmisi otomatis dan sistem hidrolik. Salah satu fungsi tambahan pada oli ini adalah “dapat meneruskan tenaga dengan baik.” Sebagai penerus tenaga, oli ini harus tahan terhadap temperatur tinggi dan tidak terlalu kental. Kekentalan yang tinggi akan menimbulkan hambatan terhadap perpindahan tenaga, sehingga efisiensi motor berkurang. Oli ini umumnya disebut ATF (Automatic Transmission Fluid).
d. Gemuk
6. Perawatan Sistem Pelumasan
Pada motor terdapat dua sumber utama yang dapat mencemari oli, yaitu partikel-partikel logam akibat gesekan serta karbon akibat kebocoran gas bekas.
Filter, dalam fungsinya, menyaring kotoran-kotoran ini. Pada jangka waktu tertentu, filter akan tersumbat (buntu) akibatnya filter tidak dapat berfungsi dengan baik.
Bila demikian, sebagian besar oli yang disalurkan ke dalam sistem mengalir dalam keadaan kotor. Hal ini akan mempercepat tingkat keausan komponen. Untuk menanggulangi hal ini, perlu dilakukan penggantian filter secara berkala. Di sisi lain, oli yang telah dipakai pada waktu tertentu (berdasarkan jarak tempuh atau waktu kerja) juga harus di ganti sebab kekentalan oli umumnya telah berubah (bertambah encer). Hal lain yang yang perlu diperhatikan adalah jumlah oli di dalam motor. Jumlah oli yang tidak sesuai akan mengganggu sistem pelumasan dan unjuk kerja motor.
7. Sistem Ventilasi Carter
Ruang poros engkol harus diberi ventilasi untuk menyalurkan gas yang terbentuk di dalam ruang poros engkol serta mencegah terjadinya/ terbentuknya tekanan di ruang tersebut. Tekanan ini dapat menghambat gerak piston dan kerusakan motor (seal bocor dan lain-lain). Sebagian bahan bakar yang tidak terbakar juga akan masuk ke ruang poros engkol melalui celah-celah
sehingga terbakar bersama uap bahan bakar baru, kemudian dibuang ke saluran buang.
Untuk meningkatkan unjuk kerja sistem PVC, sistem dilengkapi dengan katup PVC. Katup ini berfungsi untuk mengendalikan aliran udara bersih dan uap oli yang masuk ke saluran masuk, sehingga tidak mengganggu kerja motor.
Adapun cara kerja katup PVC sebagai berikut :
1. Pada saat motor mati, plunyer pada posisi menutup akibat tekanan pegas. Hal ini mencegah udara mengalir memasuki saluran masuk pada saat motor distart.
2. Pada saat putaran rendah (idle speed), pada saat kevakuman saluran tinggi, plunyer tertarik ke sisi yang satu lagi dan ini membuat aliran gas tertahan.
IV. SISTEM PENDINGINAN MESIN
Motor, sewaktu beroperasi, menghasilkan panas yang cukup tinggi, akibat pembakaran campuran udara dan bahan bakar. Sebagian panas yang dihasilkan digunakan sebagai daya penggerak (out-put motor), sebagian didistribusikan ke komponen-komponen motor dan sebagian lagi terbuang bersama gas bekas. Panas yang diterima komponen motor cukup tinggi, hingga dapat merusak motor, oleh sebab itu panas yang diterima komponen harus dikurangi.
Gambar 45. Sistem Pendingin Sumber: www.arthursclipart.org
Sistem pendingin berfungsi mengurangi panas yang diterima motor. Dalam kerjanya, sistem pendingin tidak hanya menyerap panas motor, tetapi juga menjaga suhu motor agar tetap stabil pada tingkat yang telah ditentukan. Pada sistem pendingin yang menggunakan media air, pendingin dilakukan dengan mensirkulasikan air melalui saluran-saluran (water jacket) yang terdapat di dalam motor. Pada sistem yang menggunakan udara, pendinginan dilakukan dengan mensirkulasikan udara melalui sirip-sirip pendingin.
Pipa radiator: Pipa ini berfungsi sebagai penyalur air pendingin menuju motor bakar. Fungsi pipa radiator ini berkait erat dengan radiator itu sendiri. Maksudnya, kondisi radiator harus selalu terjaga. Kondisikan kisi-kisi radiator terjaga kebersihannya. Bila harus dibersihkan, gunakan peralatan yang serba lunak, Misalnya kuas halus.
Sambungan-sambungan pipa: Bagian ini rentan terhadap kebocoran. Maklum saja, temperatur air yang melalui pipa sangat tinggi. Sehingga menimbulkan warna karat yang dapat menyebabkan korosi.
Gambar 46. Radiator, Motor dan Fan Motor Sumber: www.image.google.com
Selang radiator : Karena tekanan dan suhu air yang begitu tinggi dan berlangsung terus-menerus, maka dapat membuat slang yang terbuat dari bahan karet itu mengembang. Bila hal itu yang terjadi, maka harus segera diganti. Terlambat melakukan penggantian dapat berakibat fatal. Yaitu menghambat peredaran air pendingin dan berakibat pada peningkatan temperatur mesin yang berlebihan.
Tutup radiator: Jangan meremehkan peranti ini. Karena bila fungsi penutup radiator ini tidak maksimal, maka kenaikan temperatur mesin juga akan luar biasa. Maka periksalah karet penyekat dan pegasnya. Pastikan keduanya masih berfungsi baik.
Bracket radiator: Antara radiator dan mesin dihubungkan dengan slang yang berfungsi mengalirkan air pendingin. Antar keduanya diikat dengan klem pengikat yang terbuat dari kawat baja. Karena temperatur yang sangat
Cooling Fan Shroud Radiator
tinggi, maka kawat baja pengikat itu dapat berubah menjadi ‘pisau’ yang dapat memotong slang karet tersebut. Untuk menghindari keadaan ‘darurat,’ ganti pengikat dari kawat baja itu dengan lempengan/lembaran kaleng.
Motor fan radiator dan kipas radiator : Selain dibantu dengan air pendingin, sistem pendinginan mesin didukung pula oleh udara. Yaitu dengan kipas pendingin yang bekerja secara otomatis pada saat temperatur mesin bergerak ke posisi 90 derajat celcius. Agar peranti ini tetap dapat bekerja dengan baik, periksalah kondisi cairan silikon dan tali kipas. Pastikan keduanya memiliki kondisi baik.
Pompa oli: Yang tidak kalah penting untuk diperhatikan dalam sistem pendinginan mesin adalah pompa oli. Karena melalui alat ini pendinginan mesin dengan cara pelumas dilakukan. Bila kondisi pompa oli tidak prima, maka temperatur mesin akan cepat naik.
1. Fungsi
Fungsi utama sistem pendingin ada dua yaitu mencegah terjadinya over heating dan kedua, menjaga agar motor selalu bekerja pada temperatur kerja yang telah ditentukan. Over heating dapat menyebabkan komponen-komponen motor terbakar. Bila motor bekerja pada kondisi over heating, dapat menyebabkan:
a. Pembakaran awal b. Denotasi
c. Ketukan
d. Piston dan katup terbakar
e. Gangguan pada sistem pelumasan
Dan bila motor bekerja pada kondisi yang terlalu dingin akan menimbulkan:
a. Keausan lebih cepat b. Boros bahan bakar
Itulah sebabnya (kedua kondisi di atas) mengapa suhu kerja motor perlu dikendalikan. Dengan mengatur temperatur kerja motor sesuai dengan ketentuan akan membuat motor selalu menghasilkan efisiensi yang tinggi. Pada saat start, motor akan dipanaskan dengan cepat dan pada saat beban puncak motor harus di dinginkan.
2. Cara Kerja
Perhatikan gambar pompa air satu poros dengan kipas pendingin. Bila kipas berputar maka pompa juga akan berputar. Putaran pompa akan membuat air bersirkulasi. Air yang telah panas di sekitar blok silinder akan dialirkan menuju radiator. Radiator akan mendinginkan air pan as terse but deng an b antu an kipas pen ding in yang mensirkulasikan udara dingin di sekitar radiator.
Gambar 47. Diagram dan Fungsi Sistem Pendingin Sumber: New Step 1
Air yang telah dingin akan mengalir kembali ke mantel pendingin dan siklusnya kembali berulang. Thermostat berfungsi mengendalikan agar motor tetap berada pada temperatur kerja. Bila temperatur terlalu dingin, maka thermostat akan menutup dan bila terlalu panas thermostat akan membuka maksimum.
katup vakum berfungsi mencegah kevakuman pada sistem pendingin. Kevakuman pada sistem pendingin dapat merusak radiator.
3. Perawatan Sistem Pendingin
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perawatan sistem pendingin, antara lain:
a. Memeriksa jumlah air pendingin b. Memeriksa kekencangan tali kipas c. Memeriksa kondisi tutup radiator
V. PERAWATAN BERKALA KENDARAAN
1. Perawatan Kendaraan
Yang dimaksud dengan perawatan berkala adalah pemeriksaan dan perawatan yang dilakukan secara berkala (periodic). Tujuannya adalah untuk mengetahui kemungkinan kerusakan atau menghindari kerusakan yang lebih jauh. Perawatan berkala kendaraan umumnya mencakup pelumasan (greassing) bantalan-bantalan/poros ayun, engsel-engsel dan termasuk pemeriksaan tekanan ban. Tune-up motor merupakan bagian dari perawatan kendaraan secara umum, pengertian tune-up ialah pengkondisian kembali motor agar sesuai dengan standar yang telah ditentukan.
2. Perawatan Motor
Pengertian perawatan berkaitan dengan kegiatan yang dilakukan untuk merawat motor agar selalu dapat beroperasi normal. Hal ini mencakup pemeriksaan, penyetelan, pelumasan, penggantian oli, dan lain-lain.
