Modul KD 3.6 Memahami Cara Kerja Engine 2 & 4 Langkah (TDO) SMK TEKNIK OTOMOTIF

MEMAHAMI CARA KERJA ENGINE 2 LANGKAH (STROKE) 

DAN 4 LANGKAH (STROKE)

Pembakaran

    Dibutuhkan 3 unsur atau kompoenen agar terjadi proses pembakaran pada tipe mesin pembakaran didalam yaitu:

1. Udara
2. Bahan bakar
3. Pengapian

Pada mesin bensin lentikan bunga api dari busi akan menyebabkan campuran bahan bakar dengan udara terbakar didalam ruang bakar. Tekanan yang tinggi akan terjadi akibat dari pembakaran tersebut sehingga mendorong torak bergerak kebagian bawah silinder.

Pada mesin disel udara yang ada didalam silinder dikompresikan hingga pada tekanan yang tinggi dan menghasilkan temperatur yang dapat membakar bahan bakar disel yang disemprotkan ke udara yang bertemperatur tinggi tersebut, dan pembakaran terjadi pada ruang bakar  Tekanan yang tinggi akibat pembakaran akan mendorong torak kebagian bawah silinder.

Akibat proses pembakaran maka pipa pengeluaran (knalpot) akan mengeluarkan unsur-unsur seperti berikut:

1. Air
2. Karbon dioksid
3. Karbon monoksid
4. Nitrogen oksid

Karbon monoksid, adalah sangat berbahaya pada kesehatan sebab pada batas tertentu dapat menyebabkan kematian. Campuran Stoisiometrik adalah keadaan gambaran ketepatan perbandingan udara dan bahan bakar yang diukur berdasarkan berat, bilamana diharapkan bensin dapat terbakar secara sempurna. Perbandingan antara bahan bakar dengan udara adalah 

14,7 : 1 artinya adalah 14,7 kg udara bercampur dengan 1kg bahan bakar.

Campuran kurus adalah gambaran keadaan bilamana udara yang masuk kedalam silinder terlalu banyak ataupun bahan bakar yang masuk terlalu sedikit pada tahapan pembakaran. (Temperatur nyala bakar akan sangat tinggi dan menyebabkan mesin rusak.)

Campuran gemuk adalah gambaran keadaan bilamana udara yang masuk kedalam silinder terlalu sedikit ataupun bahan bakar yang masuk terlalu banyak pada tahapan pembakaran. (Pembakaran dengan temperatur yang rendah akan menhasilkan karbon hitam yang tidak terbakar.)

Keselamatan

Apabila mesin dihidupkan pada ruang terbatas, didalam bengkel, maka system pembuangan gas bekas harus dipasangkan pada pipa buang mesin (knalpot) agar gas bekas tersebut dapat terbuang ke udara bebas (diluar).

Gambar 1. Karbon monoksid adalah berbahaya

Hal-hal yang perlu diperhatikan dan dilakukan dalam tindakan pencegahan kecelakaan kerja sebelum maupun pada saat bekerja pada kenderaan adalah:

1.    Apabila mesin dalam keadaan bekerja (hidup) maka sambungkanlah system pembuangan gas bekas pada pipa pembuangan kenderaan (knalpot)

2    Memberi ganjal pada roda dan yakinkan rem tangan dalam keadaan bekerja juga gigi transmisi pada posisi bebas (untuk transmisi manual posisi netral dan untuk transmisi otomatis pada posisi parkir)

3      Menggunakan pembungkus bodi.

4      Hati-hati dan hindarilah komponen yang bergerak maupun komponen yang panas.

5`   Menghindari adanya benda logam yang terkena atau tersambung pada terminal batere.

6      Apabila jenis kenderaan yang dikerjakan adalah jenis kabnya dapat diangkat maka berilah batang penyanggah pada kab tersebut.

 

Gambar 2. Selalu menggunakan batang penyangga untuk pengamanan

     Komponen-komponen yang dapat menyebabkan kecelakaan bagi pekerja pada saat mesin beroperasi (hidup) adalah:

1. Kipas pendingin mesin.
2. Tali kipas dan fuly
3. Manifol buang dan pipa buang
4. Sistem pendinginan mesin (radiator dan slang panas)
5. Tegangan tinggi pada sistem pengapia

      Bilamana diperlukan kenderaan harus didongkrak karena akan bekerja dibawah kenderaan tersebut maka sebelum kenderaan diangkat maka roda harus terlebih dahulu diganjal, dan memasang penyanggah untuk menahan beratnya kenderaan.

Gambar 3. Mendongkrak dan mengganjal kenderaan

Apabila terdapat pekerjaan yang menggunakan nyala api didalam bengkel tempat mengerjakan kenderaan yang menggunakan bahan bakar LPG, maka tindakan pencegahan kecelakaan kerja berikut ini harus diikuti:

 

Kenderaan yang menggunakan bahan bakar LPG harus diparkir dengan jarak 3 meter dari sumber nyala api. Apabila kita bekerja pada daerah yang terdapat nyala api yang berjarak 2 meter dan pekerjaan yang menggunakan nyala api tersebut tidak mungkin dihentikan maka tangki  LPG harus dilepaskan dari kenderaan secara benar

Apabila mengontrol jumlah air pendingin dalam kondisi mesin panas, maka ikutilah hal-hal berikut guna mencegah kecelakaan kerja.

1.  Jika memungkinkan tunggulah mesin kenderaan hingga dingin setelah itu periksalah air pendingin.

2.    Menutup tutup radiator dengan kain penutup yang sesuai untuk mencegah panas yang keluar dari tutup radiator, dan secara perlahan-lahan bukalah tutup radiator dengan memutarnya searah jarum jam hingga tekanan didalam radiator telah terlepas.

3.    Menekan tutup radiator kebagian bawah berlawanan dengan pegas penekan dan selanjutnya putarlah tutup radiator searah jarum jam dan lepaskanlah tutup radiator tersebut.

Didalam bengkel sebaiknya mesin jangan dihidupkan tanpa saringan udara terpasang, karena dapat saja ada benda yang terisap masuk dan merusak mesin. Apabila terjadi nyala balik dari karburator maka saringan udara akan mencegah kemungkinan kejadian kebakaran pada mesin tersebut.

Istilah (Mesin Reciprocating)

Istilah Titik Mati Atas (TMA) adalah bilamana torak berada pada bagian atas suatu langkah didalam silinder,yang mana posisi torak dekat pada kepala silinder.

Istilah Titik Mati Bawah (TMB) adalah bilamana torak berada pada bagian bawah suatu langkah didalam silinder, yang mana posisi torak dekat dengan poros engkol.

Istilah Langkah adalah berhubungan dengan operasi mesin yaitu jarak yang dilintasi torak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Satu langkah torak adalah 180 derajat putaran poros engkol.

Cycle/Putaran adalah berhubungan dengan operasi mesin, yaitu suatu kerja dari star hingga berakhir dalam satu kejadian. Pada pengertian lain adalah suatu proses pada mesin hingga didapat satu kali usaha.

Penyelesaian dua langkah putaran adalah 360 derajat dari putaran poros engkol atau satu kali putaran poros engkol.

 

Konstruksi Mesin – Kepala silinder

Bahan yang digunakan pada kepala silinder kebanyakan adalah paduan aluminium atau besi tuang kelabu.

Paking kepala silinder digunakan/dipasang diantara kepala silinder dengan blok silinder untuk mencegah kebocoran gas ( pada langkah kompresi maupun langkah usaha), minyak pelumas dan air pendingin.

Gambar4. Penempatan paking kepala silinder

 

Banyaknya katup yang dipasang pada mesin dapat saja bervariasi, tetapi sekurang-kurangnya ada satu katup masuk dan satu katup buang, namun pada beberapa pabrik otomotif memasang dua atau lebih untuk setiap jenis katup tersebut.

Katup masuk pada umumnya dibuat lebih besar sebab katup ini berfungsi sebagai saluran pemasukan udara/campuran bahan bakar kedalam silinder.

 

Gambar5. Fungsi pegas katup

 

 

Gambar6. Bubungan diatas kepala (OHC)

 

Katup terbuka akibat dari gerakan bubungan yang terdapat pada poros bubungan yang langsung menekan ujung batang katup, atau melalui lengan penekan maupun batang pendorong. Katup dilengkapi dengan pegas katup yang berfungsi untuk membuat katup menutup kembali setelah katup membuka dan bubungan berputar pada posisi tidak menekan lagi ujung batang katup, sehingga tekanan pegas akan mengakibatkan katup kembali pada posisi dudukan (menutup).

 

Pada umumnya ada juga yang menggunakan dua buah pegas untuk setiap katup.

 

Baji pengunci digunakan agar katup dan pegas katup dapat terpasang dalam satu kesatuan, dan baji ini dipasangkan pada alur yang terdapat pada batang katup.

Gambar 7. Pemasangan katup

 

Penghantar katup dicor menjadi satu dengan kepala silinder (Integral), tetapi ada juga yang dipasang tidak dicor menjadi satu dengan kepala silinder, tetapi terpisah dan dibuat dari bahan yang kuat agar tidak mudah aus (Dapat dilepas).

 

Untuk mencegah oli pelumas yang masuk melalui penghantar katup maka dipasangkan oli sil, yang ditempatkan pada batang katup didepan baji pengunci, selanjutnya akan mencegah oli dari lengan penekan masuk kedalam ruang bakar.

 

Gambar 8. Oli Sil

Pada sebagian besar mesin penetelan dilakukan pada celah katup, tetapi untuk jenis mesin yang menggunakan tappet hidrolik celah tersebut tidak perlu distel, karena telah menyetel sendiri, namun untuk jenis mesin yang celahnya harus distel adakalanya penyetelan dilakukan pada mur penyetel atau dengan menggunakan sim.

Gambar 9. Pengikut Bubungan

 

 

Konstruksi Mesin – Blok Silinder

 

Komponen mesin yang bekerja secara bolak balik (Naik turun) adalah:

 

1. Torak
2. Batang Torak
3. Katup
4. Batang Pendorong (Jika ada)

 

Komponen mesin yang bekerja  dengan gerakan putar adalah:

 

1. Poros Engkol
2. Poros Bubungan
3. Roda Penerus

 

Pada sisi salah satu bantalan utama dipasangkan bantalan thrust (bantalan bulan) yang berfungsi untuk mengontrol gerak ambang (gerak ujung) poros engkol.

 

Tappet atau lifter bekerja mengikuti gerak dan bentuk poros bubungan.

 

Jenis tappet atau lifter yang umum digunakan adalah:

 

1.    Jenis mekanik (solid)

2.    Jenis Hidrolik

 

Roda penerus berfungsi untuk menyimpan energi kinetik, juga sebagai tempat duduknya kopling dan ring gear untuk starter.

Gambar 10. Penempatan cincin torak

 

Fungsi cincin torak adalah untuk mencegah kebocaran gas dari ruang bakar ke ruang engkol. Pada umumnya terdapat dua buah cincin kompresi untuk setiap torak.

Gambar 11. Cincin torak

 

Fungsi cincin oli adalah untuk mengontrol dan mengikis oli dari dinding silinder dan selanjutnya oli tersebut jatuh kembali kedalam panic oli (karter). Untuk setiap torak dipasangkan satu buah cincin oli. Lobang atau coakan yang terdapat dibagian belakang cincin oli berguna untuk mempermudah pengaliran oli yang dikikis cincin dari dinding silinder kembali ke panci oli.

Mesin 4 langkah adalah mesin yang membutuhkan 720 derajat engkol atau membutuhkan dua kali putaran poros engkol untuk memperoleh satu kali usaha.

 

 

Operasional – Mesin Bensin 4 Langkah

 

 

Gambar 12. Mesin dengan pengapian busi (mesin bensin)

 

 

 

Gambar 13. Proses kerja mesin dengan pengapian busi (mesin bensin)

Langkah	Pemasukan	Kompresi	Usaha	Pembuangan
Arah gerakan torak	Kebawah	Keatas	Kebawah	Keatas
Posisi katup buang	Menutup	Menutup	Menutup	Membuka
Posisi katup masuk	Membuka	Menutup	Menutup	Menutup
Muatan didalam silinder	Campuran bahan bakar dengan udara	Campuran bahan bakar dengan udara	Pembakaran gas	Gas bekas pembakaran
Volume didalam silinder	Bertambah	Berkurang	Bertambah	Berkurang
Temperatur di dalam silinder	Rendah	Tinggi	Sangat tinggi	Tinggi
Tekanan didalam silinder	Dibawah atmospir	Diatas atmospir	Sangat tinggi	tinggi

Operasional - Mesin Disel 4 Langkah

 

 

Gambar 14. Mesin dengan pengapian kompresi (mesin disel)

 

Langkah	Pemasukan	Kompresi	Usaha	Pembuangan
Arah gerakan torak	Keatas	Kebawah	Keatas	Keatas
Posisi katup buang	Menutup	Menutup	Menutup	Membuka
Posisi katup masuk	Membuka	Menutup	Menutup	Menutup
Muatan didalam silinder	Campuran bahan bakar dengan udara	Campuran bahan bakar dengan udara	Pembakaran gas	Gas bekas pembakaran
Volume didalam silinder	Bertambah	Berkurang	Bertambah	Berkurang
Temperatur di dalam silinder	Rendah	Tinggi	Sangat tinggi	Tinggi
Tekanan didalam silinder	Dibawah atmospir	Diatas atmospir	Sangat tinggi	tinggi

Konstruksi Mesin Rotari

 

Perbedaan utama antara mesin rotari dengan mesin gerak bolak-balik adalah, jenis mesin rotary menggunakan rotor segitiga (torak berputar) dengan 3 buah ruang bakar untuk setiap rotor. Jenis ini tidak memiliki komponen dengan cara kerja bolak balik.

 

Jenis mesin dengan cara kerja bolak balik menggunakan cincin torak sebagai perapat antara torak dengan dinding silinder, sementara mesin rotary  menggunakan sil apek pada setiap ujung segitiga dari rotor . Sisi dari rotor adalah sebagai perapat antara rotor dengan rumah rotor.

 

Gambar 15. Mesin rotary wankel

Didalam satu kali putaran penuh pada mesin rotary, akan menghasilkan 3 langkah usaha.

 

Mesin rotary 4 langkah:

 

1. Pemasukan
2. Kompresi
3. Ekspansi (usaha)
4. Pembuangan

Mesin rotary menggunakan lobang saluran sebagai pengganti katup masuk dan katup buang

Bentuk geometris dari rumah rotor pada mesin rotary dikenal dengan epitrochoid.

Poros ecentris pada mesin rotary berperan hampir sama dengan poros engkol pada mesin dengan cara kerja bolak balik.

 

 

Operasional  Kerja  Mesin  Rotari

 

Gambar 16. Cara kerja mesin rotary

 

 

Konstruksi  Mesin  2  Langkah

 

Gambar 17. Mesin 2 langkah

Bantalan gulung atau tipe busing lunak dipasangkan pada ujung kecil (small end) batang torak dan bantalan gulung pada ujung besar (big end) batang torak. Bantalan gulung juga dipasang pada poros engkol (main journal).

 

Cincin torak pada mesin 2 langkah dicegah agar tidak dapat berputar pada alurnya hal ini untuk mencegah agar ujung cincin torak, tidak tersangkut pada saluran-saluran yang terdapat pada blok mesin karena akan mengakibatkan kerusakan.

 

Derajat putaran engkol pada mesin 2 langkah adalah 360 derajat,atau satu putaran penuh poros engkol untuk menhasilkan satu kali usaha.

 

Pelumasan pada mesin 2 langkah ada yang dicampur langsung dengan bahan bakar didalam tangki dan ada juga yang diinjeksikan pada campuran bahan bakar udara dari karburator.

 

Perbedaan pokok antara ruang engkol mesin bensin 2 langkah dengan mesin bensin 4 langkah adalah pada mesin bensin 4 langkah oli pelumas disimpan/ditampung pada ruang engkol dan gas diruang engkolnya tidak diperlukan. Pada tipe mesin 2 langkah oli pelumas tidak disimpan atau ditampung pada ruang engkol dan gas yang ada didalam ruang engkol tidak boleh bocor (di sil rapat).

 

 

Cara  Kerja  Mesin  2  Langkah

 

Gambar 18. Proses mesin 2 langkah

Share this post