BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Mesin merupakan
suatu alat yang dapat merubah energy panas yang dihasilkan dari proses
pembakaran bahan bakar menjadi tenaga gerak sehingga memungkinkan suatu alat
bisa bergerak. Saat ini mesin banyak digunakan dalam segala kegiatan yang
dilakukan oleh manusia, pekerjaan yang biasanya membutuhkan tenaga dan waktu
yang lebih lama menjadi lebih cepat dan lebih mudah dikerjakan dengan mesin.
Salah satu mesin
yang digunakan untuk pergerakan peralatan pertanian adalah motor. Motor
merupakan mesin kalor yang menggunakan enrgi thermal untuk melakukan kerja
mekanik, atau yang mengubah energy thermal menjadi energy mekanik yang
energinya diperoleh dari proses pembakaran, proses visi bahan bakar nuklir dan
proses lainnya. Berdasarkan cara memperoleh energy thermal , mesin kalor
dibedakan menjadi dua golongan yaitu mesin pembakaran luar dan mesin pembakaran
dalam. Mesin pembakaran luar contohnya mesin uap dan mesin turbin, sedangkan
mesin pembakaran dalam contohnya motor bakar dan motor diesel. Oleh Karena itu
perlu dilakukan praktikum tentang system bahan bakar dan system udara pada
motor bakar.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan
dari praktikum ini adalah untuk mempelajari system bahan bakar pada motor
bensin dan motor diesel.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
Mesi uap
tergolong sebagai sebuah teknologi yang masuk ke dalam jenia pesawat kalor.
Yaitu sebuah peralatan yang dipakai untuk mengubah energy termis berupa bahan
bakar menjadi enrgi mekanis melalui proses pembakaran. Secara lebih spesifik
mesin uap termasuk pada jenis peawat kalor external combustion engine atau
proses pembakaran terjadi di luar peralatan dan hanya mengubah tenaga termis
menjadi tenaga mekanis. Yang termasuk ke dalam pesawat kalor external combustion
engine ini adalah mesin uap dan turbin uap ( Anonim, 2012).
Motor bakar
merupakan system yang mengubah energy kimia bahan bakar menjadi energy panas
pada proses pembakaran, kemudian diubah lagi menjadi energi mekanik yang berupa
perputaran poros dan dapat diteruskan untuk menghasilkan gerak alat dan mesin
pertanian. Motor bakar dapat dibedakan menjadi dua, yakni motor bakar
pembakaran di dalam silinder dan di luar silinder. Sedangkan untuk pembakaran
di dalam dapat dibedakan lagi menjadi motor bakar letup dan motor bakar diesel
yang masing-masing terdapat jenis 2 tak dan 4 tak ( Soemodihardjo, 2008).
Bensin merupakan
sumber pengapian untuk menggerakkan piston pada mesin dan selanjutnya
diteruskan oleh tangkai untuk memutar crankshaft. Pada mesin 4 tak, prosesnya
yaitu penghisapan, pemampatan, pembakaran dan pembuangan. Bensin masuk ke
karburator saat proses hisap kemudian mengalami pemampatan untuk menghasilkan
tenaga setelah mengalami pembakaran hingga menghasilkan tenaga untuk
menggerakkan mesin ( Hendra, 2012).
Pada motor
bensin proses pengkabutan dilakukan oleh karburator setelah bahan bakar
bercampur dengan udara, bahan bakar yang digunakan adalah bensin, sedangkan
pada motor diesel proses pengkabutan
dilakukan oleh injektor setelah ditekan oleh pompa injeksi dan bahan
bakar yang digunakan adalah solar (Hendra, 2012).
Antara mesin
diesel dan mesin bensin memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing. Salah
satunya adalah mesin bensin lebih responsif, sementara mesin diesel memiliki
output momen (torsi) yang lebih baik dari pada mesin bensin pada putaran yang
sama. Dilihat dari konstruksinya, mesin diesel lebih besar dan berat dari pada
mesin bensin pada spesifikasi tenaga yang sama (Anonim, 2012).
BAB
III
PELAKSANAAN
PRAKTIKUM
3.1
Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum ini
dilaksanakan pada hari Minggu 7 april 2013, pukul 09.30 – 10.30 WITA, di
laboratorium daya dan mesin pertanian, fakultas teknologi pangan dan
agroindustri, universitas mataram.
3.2
Alat Praktikum
Adapun alat-alat
yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut : (1) prototype mesin
uap; (2) prototype mesin 4 tak; (3) alat tulis; (4) buku gambar.
3.3
Prosedur Kerja
Adapun
langkah-langkah kerja yang dilakukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut
:
1. Dipesiapkan
alat tulis dan buku gambar.
2. Diamati
sistem penguapan dan sistem 4 tak.
3. Digambar
sistem penguapan dan mesin 4 tak motor serta tulis keterangannya.
BAB
IV
HASIL
PENGAMATAN
4.1 Sistem Bahan Bakar
Gambar 2 : mesin
4 tak
Keterangan :
1.
Rantai
2.
Roda transmisi
3.
Katup masuk bahan bakar
4.
Klep
5.
Engkol
6.
Piston
7.
Busi
8.
Tempat pembakaran
9.
Katup keluar
4.2
Mesin Uap
Gambar
3 : Mesin Uap
Keterangan :
1. Tempat
Bahan Bakar
2. Silinder
Tempat Air
3. Silinder
Tempat Torak
4. Tangkai
Torak
5. Tempat
Pemasukan Air
6. Engkol
7. Roda
Transmisi
8. Saluran
Penerus Daya
9. Ventilasi
10. Cerobong
Asap
BAB
V
PEMBAHASAN
Motor bakar adalah
sebuah mesin (pesawat) yang mengubah bentuk energi menjadi energi mekanik
dimana energi kerja mekaniknya diperoleh dengan
pembakaran bahan bakar dalam mangan penghasil tenaga. Berdasarkan cara
memperoleh energi termal mesin kalor dibedakan menjadi dua golongan, yaitu
mesin pembakaran luar (External combustion engine) dan mesin pembakaran dalam
(Internal Combustion Engine). Pada mesin pembakaran luar, proses pembakaran
terjadi di luar mesin, energi termal dari hasil pembakaran dipindahkan ke
fluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah, contohnya adalah mesin
uap. Pada mesin pembakaran dalam proses pembakaran berlangsung di dalam motor
bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi juga
sebagai fluida kerja. Umumnya bahan bakar yang digunakan adalah gas yang
bercampur udara seperti gas kota, gas kokus dan gas tanur, bahan bakar cair
yang diuapkan dari udara missal bensin, bensol, alkohol dan miyak tanah.
Pada mesin uap proses pembakaran terjadi pada
tungku mesin. Panas pembakaran disalurkan melalui dinding ketel ke fluida
kerja, sedangkan gas hasil pembakaran atau sisa-sisa pembakaran dibuang keluar.
Mesin yang dominan digunakan saat ini yang dipakai sebagai pembangkit listrik
serta di pabrik gula adalah mesin uap yaitu jenis turbin uap.
Beroperasinya suatu
motor bakar berdasarkan pengembangan gas sebagai hasil pembakaran campuran
bahan bakar dan udara. Syarat terjadinya reaksi pembakaran adalah dengan adanya
bahan bakar, oksigen (O2), dan suhu yang tinggi untuk proses
pembakaran. Ketika ketiga unsur itu tergabung maka terjadi reaksi pembakaran,
dimana hasil pembakaran adalah panas dan pemuaian gas yang kemudian diteruskan
ke torak dalam silinder dan diteruskan lagi oleh tangkai torak ke poros engkol
sehingga menjadi daya putar. Sistem bahan bakar merupakan bagian yang paling
penting karena pada sistem saluran bahan bakar motor bensin yaitu dari
penyimpanan, bensin mengalir melalui pipa bahan bakar dan sampai pada ruang
karburator. Karburator adalah alat tempat terjadinya pencampuran antara bahan
bakar dan udara dengan perbandingan tertentu agar mudah terbakar dalam ruang
pembakaran.
Berdasarkan gerak
langkah torak, motor pembakaran dalam dapat dibagi menjadi 2 yaitu motor 4 tak
dan motor 2 tak. Motor 4 tak
memerlukan empat langkah untuk menghasilkan daya putar pada poros engkol
sedangkan motor 2 tak hanya dua langkah.
Motor 4 tak terbagi lagi atas dua bagian yaitu motor bensin 4 tak dan motor
diesel 4 tak. Prinsip kerja keduanya hampir sama hanya saja pada motor bensin
yang dihisap kedalam silinder adalah bensin dan udara sedangkan pada motor
diesel hanya udara saja. Cara kerja motor 4 tak ada empat langkah yaitu :
pertama penghisapan bahan bakar yaitu penghisapan
melalui piston dari karburator. Pasokan bahan bakar tidak cukup hanya dari
semprotan karburator. Cara kerjanya adalah piston pertama kali berada di posisi
atas (atau disebut Titik Mati Atas). Lalu piston menghisap bahan bakar yang
sudah disetting/dicampur antara bensin dan udara di karburator. Piston lalu
mundur menghisap bahan bakar. Untuk membuka, diperlukan klep atau valve inlet yang akan membuka pada saat
piston turun/menghisap ke arah bawah.
Gerakan valve atau inlet diatur oleh camshaft secara mekanis. Yakni,
camshaft mengatur besaran bukaan klep dengan cara menekan tuas klep. Camshaft sendiri
digerakan oleh rantai keteng yang disambungkan antara camshaft ke crankshaft.
Kedua, kompresi yaitu langkah ini adalah kelanjutan dari langkah di atas.
Setelah piston mencapai titik terbawah di tahapan intake, lalu valve intake
tertutup, dan dilakukan proses kompresi. Yakni, bahan bakar yang sudah ada di
ruang bakar dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve
(intake dan exhaust) tertutup. Proses ini terus berjalan sampai langkah berikut
yakni meledaknya busi. Ketiga, pembakaran yaitu busi pada titik tertentu akan
meledak setelah piston bergerak mencapai titik mati atas dan mundur beberapa
derajat. Jadi, busi tidak meledak pada saat piston di titik paling atas
(disebut titik 0 derajat), tetapi piston mundur dahulu, baru meledak. Hal ini
karena untuk menghindari adanya energi yang terbuang sia-sia karena pada saat
piston di titik mati atas, masih ada energi laten (yang tersimpan akibat
dorongan proses kompresi). Jika pada titik 0 derajat busi meledak, bisa jadi
piston mundur tetapi mengengkol crankshaft ke arah belakang (motor mundur ke
belakang, bukan memutar roda ke depan). Keempat, pembuangan yaitu langkah yang
terakhir, langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat
pembakaran akan terdorong hingga ke titik yang paling bawah, atau disebut Titik
Mati Bawah. Setelah itu, piston akan mendorong ke depan dan klep exhaust
membuka sementara klep intake tertutup. Oleh karena itu, maka gas buang akan
terdorong masuk ke lubang Exhaust Port (atau kita bilang lubang sambungan ke
knalpot). Dengan demikian, maka mesin bisa membuang semua sisa gas buang akibat
pembakaran. Dan setelah bersih kembali, mesin akan masuk lagi mengulangi
langkah pertama.
Pada motor 2 tak, usaha
diperoleh melalui dua proses perubahan tekanan dan volume dimana proses
kompresi dan pembakaran dilakukan pada langkah pertama, sedang usaha dan
pembuangan serta penghisapan dilakukan pada langkah yang kedua.
Rancangan mesin 4
langkah lebih kompleks dibandingkan mesin 2 langkah. Itu dibuktikan dengan
pergerakan poros engkolnya untuk menghasilkan satu tenaga adalah dua kali putaran.
Sedangkan 2 tak cukup satu putaran saja. Mesin 4 tak, dilengkapi dengan katup
pada masing-masing sistem pasokan bahan bakar dan pembuangan gas buang,
sehingga hampir tidak ada campuran udara dan bensin yang terbuang percuma ke saluran
gas pembuangan (knalpot). Sedangkan pada
motor bensin 2 tak lubang pasokan udara-bensin dan pembuangan tidak dilengkapi
dengan katup. Proses pembakaran pun jadi kurang sempurna. Terutama pada saat
langkah membuang sisa gas pembakaran, bersamaan dengan masuknya campuran
bensin-udara ke ruang bakar. Dampaknya banyak gas murni yang belum terbakar pun
ikut pula terbawa arus melewati lubang buang. Baik dua langkah maupun empat
langkah, sebenarnya tidak benar-benar bersih dari gas polutan. Sebagai sistem
yang membakar bensin pasti mengeluarkan sisa pembakaran. Dari perbandingan dua
mesin yang berkapasitas sama, terlihat bahwa 4 tak memang memiliki kadar
polutan yang lebih rendah dibandingkan 2 tak. Penyebab dari perbedaan sisa
emisi gas buang ini adalah desain ruang bakar dan cara kerja dari masing-masing
mesin. Kelebihan mesin 4 tak pembakaran hanya menghasilkan sedikit asap karena
istem penyimpanan olinya dirancang terpisah. Itu membuat sisa pembakaran 4 tak
tidak menghasilkan asap sepekat motor 2 tak, sementara dilihat dari kontruksinya,
motor 2 tak ringan dan sederhana, motornya memiliki daya yang lebih dari pada
motor 4 tak pada putaran yang sama. Tetapi ada bagian bahan bakar yang terbakar
telah ikut bersama gas buang sehingga efisiensinya rendah dan boros bahan
bakar.
BAB
VI
PENUTUP
6.1
Kesimpulan
Berdasarkan
hasil pengamatan dan pembahasan diatas, dapat ditarik kesimpulan sebagai
berikut :
1.
Motor bakar adalah sebuah pesawat yang
energi untuk tenaga mekaniknya diperoleh dengan pembakaran bahan bakar di dalam
pesawat itu sendiri.
2.
Pada mesin uap, proses pembakaran
terjadi pada tungku mesin.
3.
Syarat terjadinya reaksi pembakaran
adalah dengan adanya bahan bakar, oksigen, dan suhu yang tinggi untuk proses
pembakaran.
4.
Motor 4 tak memerlukan empat langkah
untuk menghasilkan daya putar pada poros engkol sedangkan motor 2 tak hanya dua
langkah.
5.
Rancangan mesin 4 tak lebih kompleks
dibandingkan dengan mesin 2 tak.
6.2 Saran
Untuk
para co.asst agar lebih membimbing dalam proses penggambaran mesin, agar
praktikan juga lebih mudah mengerti dengan materi praktikum yang dijelaskan.
Alat-alat praktikum juga perlu dilengkapi dan di modernisasi agar sesuai dengan
perkembangan zaman.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim. 2012. Cara
Kerja Mesin Uap dalam Menggerakkan Komponen. http://infopanas.com/cara-keerja-mesin-uap-dalam-menggerakkan-komponen.html.
(Diakses pada hari Rabu, 17 april 2013)
Hendra. 2012. Sistem
Bahan Bakar Bensin. http://h3ndr4.heckin/sistem-bahan-bakar-bensin.xhtml.
(Diakses pada hari Selasa, 16 April 2013)
Margana, dkk. 2013. Buku Petunjuk Praktikum Mesin Dan Peralatan. Mataram University Press :
Mataram.
Mubarok. Husni. 2012. Motor Bakar. FTP UGM: Yogyakarta.
Soemodihardjo, Soenjoto. 2008. Motor Bakar Dengan Pembakaran di Dalam. FTP UGM : Yogyakarta.
