Document1

TUGAS

MOTOR BAKAR

“MOTOR BAKAR 4 DAN 2 TAK”

Disusun Oleh:

Imam Syahputra

120421016

Fakultas Teknik Mesin

Universitas Sumatera Utara

2013

DAFTAR PUSTAKA

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB 1. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

B. Pembatasan Masalah

C. Tujuan

BAB II. PEMBAHASAN

A. Pengertian Mesin Bensin

B. Siklus Otto

C. Prinsip Kerja Mesin Bensin

D. Sistem Pengapian Motor Bensin

E. Mesin Bensin 4 Tak

F. Mesin Bensin 2 Tak

BAB III. PENUTUP

A. Kesimpulan

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak sekali menjumpai atau bahkan menggunakan

peralatan-peralatan yang bermesin. Salah satu diantara mesin-mesin tersebut adalah mesin

Bensin. Motor Bensin dikategorikan dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion

engine). Mesin Bensin dapat diklasifikasikan menjadi 2 yaitu mesin Bensin 4 tak dan 2

tak.

Melalui makalah ini, kami mencoba untuk membahas tentang mesin bensin, prinsip kerja,

kelebihan dan kekurangan dari mesin bensin itu sendiri, baik mesin bensin 4 tak ataupun

mesin bensin 2 tak.

B. Pembatasan Masalah

Melihat dari latar belakang masalah serta memahami pembahasannya maka penulis dapat

memberikan batasan-batasan pada :

1. Pengertian mesin bensin

2. Siklus otto

3. Prinsip kerja mesin bensin 4 tak dan 2 tak

4. Sistem pengapian mesin bensin

5. Mesin bensin 4 tak


C. Tujuan

1. Mengetahui definisi mesin bensin.

2. Mengetahui siklus otto pada mesin bensin.

3. Mengetahui prinsip kerja mesin bensin 4 tak dan 2 tak.

4. Mengetahui sistem pengapian pada mesin bensin.

BAB II

PEMBAHASAN

a. Pengertian Mesin Bensin

Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang banyak dipakai saat ini.

Sedangkan mesin kalor adalah mesin yang menggunakan energi panas untuk melakukan

kerja mekanis atau mengubah tenaga panas menjadi tenaga mekanis. Energi atau tenaga

panas tersebut diperoleh dari hasil pembakaran.Ditinjau dari cara memperoleh tenaga

panas, mesin kalor dapat dibedakan menjadi dua yaitu mesin dengan pembakaran dalam

dan mesin dengan pembakaran luar.

Mesin pembakaran dalam adalah mesin yang melakukan proses pembakaran bahan bakar

di dalam mesin tersebut dan gas pembakaran yang terjadi berfungsi sebagai fluida kerja.

Mesin pembakaran dalam umumnya disebut motor bakar. Jadi motor bakar adalah mesin

kalor yang menggunakan gas panas hasil pembakaran bahan bakar di dalam mesin untuk

melakukan kerja mekanis. Mesin pembakaran luar adalah mesin di mana proses

pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin dan energi panas dari gas pembakaran

dipindahkan ke fluida mesin melalui beberapa dinding pemisah, misal ketel uap.

Mesin bensin merupakan salah satu jenis motor bakar dalam yang menggunakan bahan

bakar bensin dengan sistem pengapian menggunakan busi.

b. Siklus Otto

Siklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan

manusia. Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh

penerapan dari sebuah siklus Otto.

Secara thermodinamika, siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri

dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor tetap).

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V) berikut:

Gambar 6. Hubungan P dan V pada proses pembakaran

Proses yang terjadi adalah :

1-2 : Kompresi adiabatis

2-3 : Pembakaran isokhorik

3-4 : Ekspansi / langkah kerja adiabatis

4-1 : Langkah buang isokhorik

Atau

0-1 : proses pengisapan bahan bakar + udara

2-1 : proses kompresi bahan bakar + udara

2-3 : proses pembakaran (penambahan kalor)

3-4 : proses usaha

1-0 : proses pembuangan

Beberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa sebuah siklus Otto adalah sebagai

berikut :

1. Proses Kompresi Adiabatis

T2/T1 = r^(k-1); p2/p1 = r^k

2. Proses Pembakaran Isokhorik

T3 = T2 + (f x Q / Cv) ; p3 = p2 ( T3 / T2)

3. Proses Ekspansi / Langkah Kerja

T4/T3 = r^(1-k) ; p4/p3 = r^(-k)

4. Kerja Siklus

W = Cv [(T3 - T2) - (T4 - T1)]

5. Tekanan Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure)

pme = W / (V1 – V2)

6. Daya Indikasi Motor

Pe = pme . n . i . (V1-V2) . z

Dimana parameter – parameternya adalah :

p = Tekanan gas (Kg/m^3)

T = Temperatur gas (K; Kelvin)

V = Volume gas (m^3)

r = Rasio kompresi (V1 – V2)

Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kj/kg K)

k = Rasio panas jenis gas (Cp/Cv)

f = Rasio bahan bakar / udara

Q = Nilai panas bahan bakar (kj/kg)

W = Kerja (Joule)

n = Putaran mesin per detik (rps)

i = Index pengali; i=1 untuk 2 tak dan i=0.5 untuk 4 tak

z = Jumlah silinder

P = Daya ( Watt )

c. Prinsip Kerja Mesin Bensin

Berikut akan diterangkan mengenai prinsip kerja mesin bensin. Pertama, campuran udara

dan bensin di hisap kedalam silinder, kemudian dikompresikan oleh torak saat begerak

naik, apabila campuran udara dan bensin terbakar dengan adanya api dari busi yang panas

sekali, maka akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di dalam silinder.

Tekanan gas pembakaran ini mendorong torak kebawah, yang menggerakan torak turun

naik dengan bebas di dalam silinder. Dari gerak lurus (naik turun) torak dirubah menjadi

gerak putar pada poros engkol melalui batang torak. Gerak putar inilah yang menghasilkan

tenaga pada mesin.

Posisi tertinggi yang di capai torak di dalam silinder di sebut titik mati atas (TMA), dan

posisi terendah yang di capai torak disebut titik mati bawah(TMB). Jarak bergeraknya

torak antara TMA dan TMB di sebut langkah torak (stroke).

Campuran udara dan bensin dihisap kedalam silinder dan gas yang telah terbakar harus

keluar, dan ini harus berlangsung secara tetap. Pekerjaan ini dilakukan dengan adanya

gerak torak yang turun naik di dalam silinder. Proses menghisap campuran udara dan

bensin kedalam silinder, mengkompresikan, membakarnya, dan mengeluarkan gas bekas

dari silinder, disebut satu siklus.

Sistem bahan bakar

Sistem bahan bakar (fuel system) terdiri dari beberapa komponen, dimulai dari tangki

bahan bakar (fuel tank) sampai pada charcoal canister. Bahan bakar yang tersimpan dalam

tangki dikirim oleh pompa bahan bakar (fuel pump) ke karburator melalui pipa-pipa dan

selang-selang.kotoran dan benda-benda lainya dikeluarkan dari bahan bakar oleh saringan

(fuel filter).

Karburator menyalurkan ke mesin sejumlah bahan bakar yang dibutuhkan berupa

campuran udara dan bahan bakar. Sejumlah gas HC yang timbul di dalam tangki dikurangi

oleh charcoal canister. Bensin di alirkan dari tangki melalui saringan, selang dan pipa-pipa

hisap (suction tube). Bensin yang sudah disaring dikirim ke karburator oleh pompa bahan

bakar, dan karburator mencampurnya dengan udara dengan suatu perbandingan tertentu

menjadi campuran udara dan bahan bakar. Sebagian campuran udara dan bahan bakar

menguap dan menjadi kabut saat mengalir melalui intake manifold ke silinder.

Campuran Udara dan Bahan Bakar

Bahan bakar yang dikirim kedalam silinder untuk mesin harus ada dalam Kondisi mudah

terbakar agar dapat menghasilkan efesiensi tenaga yang maksimum. Bensin sedikit sulit

terbakar, bila tidak dirubah kedalam bentuk gas. Bensin tidak dapat terbakar dengan

sendirinya, harus dicampur dengan udara dalam perbandingan yang tepat. Untuk

mendapatkan campuran udara dan bahan bakar yang baik, uap bensin harus bercampur

dengan sejumlah udara yang tepat. Perbandingan campuran udara juga mempengaruhi

pemakaian bahan bakar.

Perbandingan Udara Dengan Bahan Bakar

Perbandingan udara dengan bahan bakar dinyatakan dalam volume atau berat dari bagian

udara dan bahan bakar. Pada umumnya, perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan

berdasarkan perbandingan berat udara dengan berat bahan bakar. Bensin harus dapat

terbakar keseluruhannya di dalam ruang bakar untuk menghasilkan tenaga yang besar pada

mesin. Perbandingan udara dan bahan bakar dalam teorinya adalah 15:1, yaitu 15 untuk

udara berbanding 1 untuk bensin.

Tetapi pada kenyataannya, mesin menghendaki campuran udara dan bahan bakar dalam

perbandingan yang berbeda-beda tergantung pada temperatur, kecepatan mesin, beban, dan

kondisi lainya. Pada table di bawah ini diperlihatkan perbandingan udara dan bahan bakar

yang dibutuhkan sesuai dengan kondisi mesin.

Proses Pembakaran

Campuran bahan bakar-udara didalam selinder motor bensin harus sesuai dengan syarat

busi, yaitu jangan terbakar sendiri. Ketika busi mengeluarkan api listrik, yaitu pada saat

beberapa derajat engkol sebelum torak mencapai TMA, campuran bahan bakar-udara

disekitar itulah mula-mula terbakar. Kemudian nyala api merambat kesegala arah dengan

kecepatan yang sangat tinggi (25-50 m/detik), menyalakan campuran yang dilaluinya

sehingga tekanan gas didalam silinder naik, sesuai dengan jumlah bahan bakar yang

terbakar.

Pembakaran yang merambat dengan cepat itu, temperaturnya dapat melampaui temperatur

penyalaan sendiri sehingga akan terbakar dengan cepatnya. Proses terbakar sendiri dari

bagian campuran yang terakhir (terjatuh dari busi) dinamai detonasi.

Detonasi yang berulang-ulang dalam waktu yang cukup lama dapat merusak bagian ruang

bakar, terutama bagian tepi dari kepala torak tempat detonasi terjadi.Disamping itu

detonasi mengakibatkan bagian ruang bakar (misalnya busi atau kerak yang ada)sangat

tinggi temperaturnyaatau pijar, sehingga dapat menyalakan campuran bahan bakar-udara

sebelum waktunya (pranyala). Detonasidapat mengurangi daya dan efisiensi mesin,

sedangkan tekanan maksimum gas pembakaranpun akan bertambah tinggi. Karena itu,

detonasi yang dahsyat tidak di kehendaki dan harus dicegah. Maka dari itu seluruh

campuran bahan bakar-udara harus dinyalakan oleh nyala api yang berasal dari busi.

Berikut ini beberapa cara untuk mencegah detonasi :

1. Mengurangi tekanan dan temperatur bahan bakar-udara yang masuk kedalam silinder.

2. Mengurangi perbandingan kompresi.

3. Memperlambat saat penyalaan.

4. Memperkaya yaitu menaikan perbandingan campuran bahan bakar-udara

5. Menaikan kecepatan torak atau putaran poros engkol, untuk memperoleh arusturbulen

pada campuran didalam silinder yang mempercepat rambatan nyala api.

6. Memperkecil diameter torak untuk memperpendek jarak yangdi tempuh olehnyala api

dari busi kebagian yang terjauh. Hal ini bias juga di capai jikadipergunakan busi lebih

dari satu.

Sistem Pengapian Pada Mesin Bensin

Sistem pengapian motor bensin memilik prinsip kerja yang beragam sesuai dengan jenis

dan model sistem pengapian yang digunakan. Untuk sistem pengapian Motor biasanya

terdiri atas 2 macam yakni Sistem Pengapian ACdan Sistem Pengapian DC. Untuk

sistem pengapian Motor sebenarnya bisa kita modifikasi dari sistem pengapian AC ke

sistem pengapian DC atau sebaliknya.

1. Sistem Pengapian AC atau yang lebih kita kenal dengan CDI(Capasitor Discharge

Ignition) merupakan sistem dimana pengapian ke busi dibangkitkan dari tegangan AC dari

spul motor yang di triger oleh sirkuit elektronik(CDI) sesuai signal yang di terima dari

pulser.

2. Sistem Pengapian DC. Pada sistem pengapian Dc ini lebih mirip dengan sistem

pengapian mobil secara elektronik, yakni TCI(transistorized Ignition System), dengan

sistem TCI tegangan tinggi yang di bangkitkan dari koil benar2 tegangan DC 12volt yang

di driver oleh sebuah transistor sesuai data dari sumber signal alias pulser.

Semua sistem pengapian motor yang peletakan pulser berada pada askruk pasti

menimbulkan percikan busi secara 2 kali proses yang berbeda dalam 1 siklus kerja motor 4

tak, yakni pada proses kompresi dan proses buang.

Mesin Bensin 4 Tak dan 2 Tak

Klasifikasi Motor Bensin

Menurut prinsip kerjanya motor bensin dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu motor

bensin 2 langkah dan motor bensin 4 langkah.

1. Motor Bensin 2 Langkah

Motor bensin 2 langkah adalah motor bensin yang setiap siklus kerjanya dalam 2 langkah

torak atau 1 kali putaran poros. Prinsip kerja motor bensin 2 langkah dalam 1 kali siklus

kerja dapat dijelaskan sebagai berikut :

HISAP & KOMPRESI EKSPANSI BUANG

Torak bergerak dari TMB ke TMA, saluran masuk terbuka dan campuran bensin dan udara

masuk ke ruang engkol. Sementara itu di atas torak terjadi langkah kompresi sehingga

menghasilkan suhu dan tekanan yang tinggi dan mengakibatkan torak terdorong ke TMB.

Pada saat torak menuju TMB, torak menutup saluran masuk dan memperkecil ruang

engkol. Hal ini mengakibatkan campuran bensin dan udara bergerak ke atas torak melalui

saluran bilas. Pada saat torak sampai TMB, saluran bilas dan saluran buang terbuka

sehingga campuran bensin dan udara dari ruang engkol masuk ke ruang bakar.

Sifat-sifat motor bensin 2 langkah :

Konstruksi lebih sederhana dan biaya pembuatan lebih murah.

Pembuangan gas kurang sempurna dan kesulitan untuk mempertinggi kecepatan.

Dengan ukuran langkah torak dan kecepatan yang sama akan menghasilkan daya yang

lebih besar.

2. Motor Bensin 4 Langkah

Motor Bensin 4 Langkah adalah motor bensin yang setiap siklus kerjanya dalam 4 langkah

torak atau 2 kali putaran poros. Adapun rangkaian proses dan langkah-langkah torak

adalah sebagai berikut :

1. Proses Pengisian

Pengisian campuran bensin dan udara terjadi pada langkah pertama yaitu saat torak

bergerak dari TMA ke TMB, di mana katup masuk terbuka dan katup buang tertutup.

2. Proses Kompresi

Terjadi pada langkah kedua. Yaitu torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada langkah ini

kedua katup tertutup.

3. Proses Pembakaran

Beberapa saat menjelang akhir kompresi, saat sebelum torak mencapai TMA, busi

memercikkan bunga api dan membakar campuran bensin dan udara. Akibatnya temperatur

dan tekanan gas pembakaran dalam silinder meningkat.

4. Proses Kerja/Ekspansi

Proses ini terjadi pada langkah ketiga yaitu torak bergerak dari TMA ke TMB. Tekanan

yang tinggi hasil pembakaran digunakan untuk mendorong torak ke bawah dan memutar

poros engkol untuk melakukan kerja mekanik.

5. Proses Pembuangan

Terjadi pada langkah keempat, torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada langkah ini katup

buang terbuka dan katup masuk tertutup. Gas hasil pembakaran dibuang keluar silinder

melalui katup buang.

Sifat-sifat motor bensin 4 langkah :

Dalam 4 langkah torak terdapat 1 langkah ekspansi.

Pemakaian bahan bakar lebih hemat dan kerugian dari gas-gas yang terbuang kecil

sekali.

Konstruksinya lebih rumit dan biaya pembuatan lebih mahal.

Dengan ukuran piston dan putaran yang sama menghasilkan daya yang lebih kecil.

Pembuangan gas lebih sempurna.

2.4. Keuntungan Motor Bensin

Dibandingkan dengan motor diesel, motor bensin memiliki beberapa keuntungan di

antaranya :

1. Tekanan kompresi yang dibutuhkan lebih kecil.

2. Konstruksi mesin lebih kecil dan tidak perlu sekokoh mesin diesel.

3. Berat mesin lebih ringan.

4. Getaran yang dihasilkan lebih kecil dengan suara yang halus.

5. Tidak memerlukan baterai terlalu besar pada awal penyalaan.

6. Konstruksi ruang bakar lebih sederhana.

2.5. Proses Keliling Motor Bensin 4 Langkah

Yang dimaksud dengan proses keliling pada motor bensin 4 langkah berdasarkan proses

kerja motor adalah suatu keadaan gas di dalam silinder motor dimulai dari pengisian gas di

dalam silinder dan diakhiri dengan pembuangan gas hasil pembakaran. Di dalam silinder

hasil pembakaran yang berupa panas diubah menjadi usaha desak di atas penghisap. Oleh

karena volume dan tekanan di dalam silinder besarnya tidak sama, maka keadaan di dalam

silinder itu dapat dilukiskan dalam bentuk diagram P-V. Diagram P-V yaitu garis-garis

yang melukiskan hubungan antara tekanan dan volume gas dengan segala perubahannya.

2.5.1. Diagram P-V Teoritis Motor Bensin 4 Langkah

Diagram P-V teoritis pada proses pembakaran bahan bakar motor bensin 4 langkah adalah

sebagai berikut:

0 – 1 : Garis Hisap

Torak bergerak ke kanan untuk langkah isap. Pada kecepatan pengisap tertentu, garis akan

berada di bawah garis atm, jadi ada tekanan bawah atau vakum.

1 – 2 : Garis Kompresi

Volume gas dimampatkan pada waktu penghisap bergerak ke sisi tutup. Tekanan naik

hingga mencapai 7 atm sebelum titik mati atas (TMA) busi dinyalakan.

2 – 3 : Garis Pembakaran

Pembakaran terjadi dengan cepat sekali, suhu gas naik, sedangkan dalam waktu yang

sangat cepat volume gas hanya berubah sedikit. Tekanan meningkat maksimum 28 atm.

3 – 4 : Garis Usaha atau Garis Ekspansi

Selama ini gas pembakaran mendesak penghisap dan volume gas tersebut membesar maka

tekanan akan turun.

4 – 1 : Pembuangan Pendahuluan

Tekanan turun sesuai dengan tekanan atmosfer, sedangkan besar gas pembakaran (70 %)

telah dikeluarkan.

1 – 0 : Gas Pembuangan

Sisa gas didesak keluar oleh penghisap, karena kecepatan gerak penghisap, terjadilah

kenaikan tekanan sedikit di atas 1 atm.

Diagram P-V Sebenarnya Motor Bensin 4 Langkah

Proses ini sering disebut proses otto yaitu proses yang terdapat pada motor bensin 4

langkah, di mana pembakarannya menggunakan busi dan proses dan proses pembakaran

terjadi dengan volume tetap.

Gambar 2.5. Diagram P-V Sebenarnya Motor Bensin 4 Langkah

Keterangan:

0 – a : Langkah hisap

Pada waktu torak bergerak ke kanan, udara bercampur bahan bakar masuk ke dalam

silinder. Karena torak dalam keadaan bergerak, maka tekanannya turun sehingga lebih

kecil daripada tekanan udara luar, begitu juga suhunya. Garis langkah hisap dapat dilihat

pada diagram di atas. Penurunan tekanan ini bergantung pada kecepatan aliran. Pada motor

yang tidak menggunakan super charge tekanan terletak antara 0,85-0,9 atm terhadap

tekanan udara luar.

a – b : Langkah kompresi

Dalam proses ini kompresi berjalan adiabatik.

b – c : Langkah Pembakaran

Pembakaran terjadi pada volume tetapsehingga suhu naik.

c – d : Langkah Ekspansi atau Langkah Kerja

Pada langkah ini terjadi proses adiabatik karena cepatnya gerak torak sehingga dianggap

tidak ada panas yang keluar maupun masuk.

d – a : Langkah Pembuangan Pendahuluan

Terjadi proses isokhorik yaitu panas keluar dari katup pembuangan.

a – 0 : Langkah Pembuangan

Sisa gas pembakaran didesak keluar oleh torak. Karena kecepatan gerak torak, terjadilah

kenaikan tekanan sedikit di atas 1 atm.

2.6. Termodinamika

Dalam perhitungan thermodinamika, maka kita harus mengetahui diagram proses

pembakaran.

1. Keadaan titik a

Keadaan awal kompresi, di mana torak bergerak dari TMA ke TMB dan mendorong udara

pembakaran.

1. Temperatur awal kompresi (Ta)

Adalah temperatur campuran bahan bakar yang berada dalam silinder saat torak

melakukan langkah kompresi.

Dimana :

Ta = Temperatur awal kompresi ( oK)

To = Temperatur udara luar ( oK)

Tr = temperatur gas bekas ( oK)

γr = koefisien gas bekas

∆tw = Kenaikan udara karena menerima suhu dari dinding

2. Efisiensi pemasukan (Charge Efficiency)

Adalah perbandingan jumlah pemasukan udara segar sebenarnya yang dikompresikan di

dalam silinder mesin yang sedang bekerja dan jumlah volume langkah pada tekanan dan

temperatur udara luar (Po dan To).

Dimana :

ε = Perbandingan kompresi

Po = Tekanan udara luar (kg/cm2)

Pa = Tekanan awal kompresi (kg/cm2)

2. Keadaan titik b

Adalah akhir langkah kompresi di mana tekanan dan temperatur udara pembakaran sangat

tinggi dan merupakan awal proses pembakaran bahan bakar.

1. Tekanan Akhir Kompresi

Adalah tekanan campuran bahan bakar silinder pada akhir langkah kompresi.

Pc = Pa. ε n1

Dimana :

Pc = Tekanan akhir kompresi (kg/cm2)

n1 = Koefisien Polytropic

2. Temperatur Akhir Kompresi

Adalah temperatur campuran bahan bakar silinder pada akhir langkah kompresi.

Tc = Ta. ε (n1 – 1)

3. Keadaan titik puncak c

Pada keadaan ini proses pembakaran terus berlangsung pada volume tetap.

1. Nilai Kalor Pembakaran Bahan Bakar (Ql)

Adalah jumlah panas yang mampu dihasilkan dalam pembakaran 1 Kg bahan bakar. Untuk

bensin (gasoline) besarnya Ql = 9530 Kkal/ Kg.

2. Kebutuhan Udara Teoritis

Adalah kebutuhan udara yang diperlukan untuk membakar bahan bakar jika jumlah

oksigen di udara sebesar 21 % sesuai dengan perhitungan.

Dimana :

Lo = Kebutuhan udara teoritis (mol/kg)

C = Kandungan Karbon (%)

H = Kandungan Hydrogen (%)

O = Kandungan Oksigen (%)

3. Koefisien Pembakaran

Adalah koefisien yang menunjukkan perubahan molekul yang terjadi selama proses

pembakaran bahan bakar.

Dimana:

μO = Koefisien pembakaran

Mg = Jumlah molekul yang terbakar

Lo’ = Jumlah udara sebenarnya untuk pembakaran bahan bakar (mol/kg)

α= koefisien kelebihan udara

4. Koefisien Pembakaran Molekul

Menunjukkan perubahan molekul yang terjadi sebelum dan sesudah pembakaran.

5. Temperatur Pembakaran Pada Volume Tetap

Adalah temperatur hasil gas pembakaran campuran bahan bakar untuk motor bensin.

Dimana :

Tz = Temperatur pembakaran pada volume tetap atau temperatur pada akhir pembakaran

(oK)

ς2 = Heat Utilization Coefficient (Koefisien Perbandingan Panas)

Q1 = Nilai pembakaran bahan bakar (Kkal/kg)

Mcv = Kapasitas udara panas pada volume tetap (Kkal/mol per oC)

Mcp = Kapasitas panas dari gas pada tekanan tetap (Kkal/mol per oC)

6. Tekanan Akhir Pembakaran

Dimana :

Pz = Tekanan akhir (kg/cm2)

7. Perbandingan Tekanan Dalam Silinder Selama Pembakaran

Adalah rasio yang menunjukkan perbandingan tekanan akhir pembakaran dengan tekanan

awal pembakaran.

4. Keadaan titik d

Keadaan ini merupakan langkah akhir kompresi.

1. Perbandingan Ekspansi Pendahuluan

Adalah rasio yang menunjukkan perubahan yang terjadi pada gas hasil pembakaran

campuran bahan bakar pada awal langkah kompresi.

2. Perbandingan Kompresi Selanjutnya

Adalah rasio yang menunjukkan perubahan pada gas hasil pembakaran selama langkah

ekspansi.

3. Tekanan Gas Pada Akhir Ekspansi

4. Temperatur Akhir Ekspansi

5. Tekanan Rata-rata Indikator Teoritis

Adalah besarnya tekanan rata-rata yang dihasilkan oleh pembakaran campuran bahan

bakar yang bekerja pada torak.

6. Tekanan Rata-rata Indikator Sebenarnya

Adalah besar tekanan rata-rata yang dihasilkan dari pembakaran campuran bahan bakar.

Pi = Pit.φ

Dimana :

φ = faktor koreksi (0,95 – 0,98)

7. Tekanan Efektif Rata-rata

Adalah besarnya tekanan rata-rata efektif yang bekerja pada permukaan torak

Pe = ηm. Pi

Dimana :

ηm = rendemen mekanik

2.7. Faktor-faktor Kemampuan Motor

Faktor-faktor yang menentukan motor dalam beroperasiadalah sebagai berikut:

1. Volume Silinder

Volume Silinder pada motor adalah volume dari jumlah silinder pada motor tersebut.

Volume silinder ditentukan ketika torak pada posisi TMB.

Vd = π/4. D2. L. Z

Dimana :

Vd = Volume yang ditempuh oleh torak selama melakukan langkah kerja

D = Diameter silinder

L = Langkah torak

z = Jumlah silinder

2. Daya Indikator

Adalah panas pembakaran bahan bakar di atas torak yang dikurangi kerugian-kerugian

panas karena gas buang.

Dimana :

Ni = Daya indikator (HP)

Pi = Tekanan rata-rata indikator (kg/cm2)

D = Diameter silinder (m)

L = Langkah torak (m)

N = Putaran mesin

i = Jumlah silinder

z = Jumlah pembakaran tiap langkah, untuk motor 4 langkah = 2

3. Daya Efektif

Adalah daya indikator dikurangi dengan kerugian-kerugian gesekan, di mana besar

kecilnya kerugian akan mempengaruhi rendemen mekanik. Daya efektif ini merupakan

tenaga yang menggerakkan poros engkol.

Ne = Ni. ηm

4. Pemakaian Bahan Bakar

1. Pemakain Bahan Bakar Indikator

Adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan indikator.

2. Konsumsi bahan bakar spesifik efektif (F)

Adalah jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan kerja efektif.

3. Pemakain Bahan Bakar Tiap Jam

Fh = Fe. Ne

2.8. Perhitungan Neraca Panas

Persamaan keseimbangan neraca panas pada mesin adalah :

Qf = Qe + Qcool + Qeg + Qrest

1. Panas yang didapat dari pembakaran

Qf = Fh. Q1 (Kkal/jam)

Dimana :

Q1 = Nilai pembakaran terendah bahan bakar (Kkal/ kg)

Fh = Kebutuhan bahan bakar tiap jam

2. Panas yang berguna pada efektif mesin

Qe = 632. Ne (Kkal/jam)

3. Panas yang terbawa oleh media pendingin

Qcool = 0,31 Qf

4. Panas yang terbawa karena pancaran dan gesekan (sisa)

Qres = Qf – Qe – Qcool – Qeg

Kelebihan Dan Kekurangan Mesin Bensin 4 Tak Dan 2 Tak

Konstruksi Dasar Mesin 2 Tak

Mesin 2 langkah hanya memerlukan satu kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan

satu siklus pembakaran.Campuran bahan bakar dan udara dikompresikan 2 kali setiap

putaran.

Pada mesin 2 tak piston juga berfungsi sebagai katup.

Keuntungan Dan Kerugian Mesin 2 Tak

Keuntungan:

1. Pembakaran terjadi pada setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol

lebih halus dan putaran mesin menjadi lebih halus.

2. Konstruksinya sederhana (tidak terdapat mekanisme katup)

3. Tenaga yang dihasilkan lebih besar

Kerugian:

1. Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan

kembali gas buang lebih tinggi.

2. Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston

dan lubang, sehingga ring piston lebih cepat aus.

3. Mudah terjadi panas pada silinder karena lubang buang terdapat pada bagian silinder

4. Konsumsi bahan bakar dan pelumas lebih banyak

Konstruksi Dasar Motor 4 Tak

Mesin 4 tak memerlukan dua kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan satu siklus

pembakaran di dalam silinder.Terdapat mekanisme katup.

Keuntungan Dan Kerugian Motor 4 Tak

Keuntungan:

1. Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil, sehingga pemakaian bahan bakar

lebih hemat

2. Pada putaran rendah lebih baik dan panas lebih rendah

3. Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan lebih baik

Kerugian

1. Mekanisme katup lebih banyak, sehingga perawatannya lebih sulit

2. Suara mekanis lebih gaduh

3. Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar

tidak stabil

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Mesin bensin adalah jenis motor pembakaran dalam yang menggunakan bahan bakar

bensin dengan sistem pengapian menggunakan busi.

Mesin bensin adalah mesin yang dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin

pembakaran dalam (internalcombustionengine).

Prinsip kerja mesin bensin secara umum dibagi menjadi :



Keuntungan Dan Kerugian Mesin 2 Tak

Keuntungan:

1. Pembakaran terjadi pada setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol

lebih halus dan putaran mesin menjadi lebih halus.

2. Konstruksinya sederhana (tidak terdapat mekanisme katup)

3. Tenaga yang dihasilkan lebih besar

Kerugian:

1. Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan

kembali gas buang lebih tinggi.

2. Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston

dan lubang, sehingga ring piston lebih cepat aus.

3. Mudah terjadi panas pada silinder karena lubang buang terdapat pada bagian silinder

4. Konsumsi bahan bakar dan pelumas lebih banyak

Keuntungan Dan Kerugian Motor 4 Tak

Keuntungan:

1. Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil, sehingga pemakaian bahan bakar

lebih hemat

2. Pada putaran rendah lebih baik dan panas lebih rendah

3. Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan lebih baik

Kerugian

1. Mekanisme katup lebih banyak, sehingga perawatannya lebih sulit

2. Suara mekanis lebih gaduh

3. Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar

tidak stabil

Documents

Document1