blok silinder

28
BLOK SILINDER Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian pokok motor. Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung pada beberapa faktor, antara lain : Jumlah silinder, susunan silinder, susunan katup, jenis pendinginan, letak poros kam, tempat dudukan motor, bahan serta pembuatannya. Blok silinder harus memenuhi persyaratan Kaku, pembebanan tekan tidak boleh mengakibatkan perubahan elatisitas pada bentuknya Ringan dan kuat Konstruksi blok dan silinder harus memperoleh pendinginan yang merata Pemuaian panas harus sesuai dengan bagian-bagian yang terpasang pada blok tersebut (misal poros engkol, kepala silinder). Silinder harus memenuhi persyaratan Sifat luncur yang baik pada permukaan lurusnya dan tahan aus Kuat terhadap tekanan tinggi Tidak boleh mengalami perubahan bentuk akibat waktu pemakaian yang lama Konstruksi silinder harus memperoleh pendinginan yang merata Mudah dioverhoul atau diganti. Jenis Konstruksi Berdasarkan susunan silinder :

Upload: muhammad-jafar-ibrahim

Post on 27-Dec-2015

213 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

penjelasan tentang Blok silinder dan ruang engkol yang merupakan bagian pokok motor. Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung pada beberapa faktor

TRANSCRIPT

Page 1: Blok Silinder

BLOK SILINDER

Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian pokok motor. Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung pada beberapa faktor, antara lain :Jumlah silinder, susunan silinder, susunan katup, jenis pendinginan, letak poros kam, tempat dudukan motor, bahan serta pembuatannya.

Blok silinder harus memenuhi persyaratan Kaku, pembebanan tekan tidak boleh mengakibatkan perubahan elatisitas pada

bentuknya Ringan dan kuat Konstruksi blok dan silinder harus memperoleh pendinginan yang merata Pemuaian panas harus sesuai dengan bagian-bagian yang terpasang pada blok

tersebut (misal poros engkol, kepala silinder).Silinder harus memenuhi persyaratan Sifat luncur yang baik pada permukaan lurusnya dan tahan aus Kuat terhadap tekanan tinggi Tidak boleh mengalami perubahan bentuk akibat waktu pemakaian yang lama Konstruksi silinder harus memperoleh pendinginan yang merata Mudah dioverhoul atau diganti.

Jenis Konstruksi

Berdasarkan susunan silinder :

Sebaris Konstruksi sederhana, baik untuk motor 2 s.d 6 silinder

Page 2: Blok Silinder

Konstruksi Blok Silinder

Blok silinder utuh Pendinginan air Konstruksi sederhana Overhoul silinder perlu pengerjaan khusus

(mengebor, menghorning, memasang torak “oversial”)

Lapisan luncur khusus

Silinder dan torak yang terbuat dari bahan aluminium mempunyai sifat gesek yang sangat jelek. Untuk mengatasi hal tersebut, silinder aluminium harus mempunyai lapisan luncur khusus.a) Lapisan logam keras (misalnya : krom, nikel, campuran nikel,/ silisium)

Sifat luncur paling baik Proses pelapisan perlu ketelitian tinggi Sering digunakan pada motor kecil ( sepeda motor )

b) Penggunaan campuran aluminium dan silisium ( alusil )Struktur permukaan setelah dituangO Silisium murni# Campuran aluminium/ silisium

Struktur permukaan setelah pengerjaan akhir ( pengasahan )

Permukaan luncur merupakan puncak-puncak kristal silisium yang sangat keras dan tahan aus.

Page 3: Blok Silinder

1 Poros Engkol

FungsiGerakan lurus / bolak-balik torak sebagai akibat tekanan gas pembakaran dirubah menjadi gerakan putar dengan perantaraan batang torak.Pembebanan pokok Pembebanan puntir Pembebanan bengkok

Persyaratan bahan Kuat, tahan terhadap pembebanan yang berubah-ubah (misal : getaran puntir) Permukaan pena bantalan harus tahan tekanan tinggi dan keausan.

Bahan dan cara pembuatan Tuntutan tinggi(Motor diesel)

: Poros engkol ditempa dari baja khusus diikuti perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan

Tuntutan sedang(Motor bensin dan diesel kecil)

: Poros engkol dituang dari besi tuang khusus yang dapat menerima perlakuan panas

Pengerasan permukaan pena-pena(Jurnal)

: Permukaan pena diperkeras dengan perlakuan panas atau kimia kemudian digerinda dengan tekanan kecil.Tebal lapisan keras : 0,05 – 0,5mm

2. Bagian-bagian utama poros engkol

Page 4: Blok Silinder

Keterangan 1 Jurnal batang torak : Jurnal dan batang torak dihubungkan dengan

bantalan luncur Jurnal batang torak menerima langsung tekanan

pembakaran2 Jurnal poros engkol : Didukung langsung bantalan utama dengan blok

silinder3 Bobot balans : untuk menyeimbang gaya-gaya yang tidak seimbang

dari mekanisme poros engkol4 Lubang oli : Dengan pelumasan tekan oli dari bantalan utama

poros engkol ke bantalan luncur batang torak Lubang dibuat besar untuk mengurangi berat poros

engkol.BANTALAN POROS ENGKOL

Fungsi Bantalan poros engkol melindungi dan menghantarkan poros engkol. Dengan demikian bantalan harus membatasi sekecil mungkin gesekan dan keausan yang timbul, dengan bantalan sistem pelumasan.

Page 5: Blok Silinder

Pembebanan Ditinjau dari arahnya, beban yang harus dipikul bantalan dibedakan :

Gaya aksial

Arah beban yang ditumpu sejajar poros

Gaya radial

Arah beban yang ditumpu tegak lurus sumbu poros.

Gaya kombinasi

Arah beban sejajar dan tegak lurus sumbu poros (terjadi saat tertentu).

Bantalan luncur

Prinsip kerja Apabila dua bagian logam yang bersinggungan saling bergeser satu sama lain, akan timbul panas dan keausanBerdasarkan efek pelumasan, gesekan dibedakan menjadi 3 macam :Gesekan kering Titik kontak antara bantalan dan poros terjadi

dibanyak tempat. Kondisi ini tidak pernah terjadi pada motor

dengan sistem pelumasan yang baik. Tingkat keausan tinggi

Gesekan setengah cair Titik kontak antara bantalan dan poros terjadi hanya di beberapa tempat.

Kondisi ini terjadi pada saat lapisan oli tidak sempurna, karena temperatur oli terlalu tinggi, tekanan oli kurang (pompa oli bekerja tidak baik, awal motor berputar).

Page 6: Blok Silinder

Tingkat keausan rendah.

Gesekan cair Tidak terjadi kontak langsung antara bantalan dan poros

Gesekan terjadi antara lapisan oli pada permukaan luncur bantalan dan poros.

Kondisi ini dicapai pada setiap keadaan kerja motor yang baik

Tingkat keausan rendah sekali.

Jenis-jenis bantalan luncur a. Berdasarkan konstruksinya

Bantalan luncur radial Fungsi :Mendukung gaya radial dalam hubungan antara batang torak dan poros engkol

Konstruksi :Terbagi menjadi dua bagian, agar bisa dipasang pada poros engkol utuh.

Bantalan luncur aksial Fungsi :Mengantarkan poros engkol saat menerima gaya aksial, yaitu pada saat terjadi hubungan/pelepasan kopling.

Konstruksi : Terbagi dalam dua bagian yang

menyatu atau terpisah dari bantalan luncur radial.

Terpasang pada bagian tengah dari panjang pors engkol.

b. Berdasarkan bahanBantalan satu bahan Terbuat dari besi tuang kelabu (c 2%)

atau perunggu. Pemakaian hanya untuk beban kecil.

Page 7: Blok Silinder

Bantalan dua bahan Bahan bajaa. Pendukung luar terbuat dari baja atau

paduan Cu Pb Snb. Permukaan luncur terbuat dari paduan

Pb – Sn

Bahan aluminium Pelindung luar terbuat dari paduan

aluminium Permukaan luncur terbuat dari paduan

aluminium khusus.

Bantalan tiga bahan a. Pelindung luar terbuat dari bajab. Pendukung terbuat dari paduan Cu Pb Sn.

Tebal lapisan 0,3 – 1,5mmc. Permukaan luncur terbuat dari logam putih

(contoh : paduan Pb Sn10) secara galvaris.Tebal lapisan 0,01 – 0,03 mm

Keterangan : Apabila keausan permukaan luncur besar,

maka pendukung akan berfungsi sebagai permukaan luncur.

Page 8: Blok Silinder

Pengikatan bantalan luncur

Penempatan

Pengencangan (pre-load) Untuk mendapatkan tekanan bidang

kontak yang sesuai antara bantalan dan dudukannya, diukur melalui pengencangan pendahuluan (pre-load).

Besarnya momen pengencangan serta ukuran celah, lihat spesifikasi yang benar.

Bantalan gelindingPenggunaan Bantalan gelinding dipakai pada : Motor menggunakan sistem pelumasan campur Motor dengan konstruksi poros engkol terbagi.Contoh-contoh konstruksi

Bantalan peluru radial Bantalan peluru kotak sudut

Bantalan rol jarum

Pasak pemegang

Pasak pemegang

Page 9: Blok Silinder

Pelumasan bantalan poros engkol

Bantalan gelindingBantalan jenis ini tidak menuntut banyak pelumasan.Dalam praktik, cukup pelumasan ciprat atau pelumasan campur.

Bantalan luncur

Bantalan luncur memerlukan pelumasan tekan Aliran oli : Saluran utama alur pelumas pada bantalan poros engkol saluran

penghubung bantalan pangkal batang torak.

Jenis dan jumlah tergantung pada sistem pelumasan :Pelumasan tekan sirkuit pompa bantalan luncurPelumasan campuran/autolube bantalan gelinding

Page 10: Blok Silinder

BATANG TORAK DAN RODA GAYA

1. Batang TorakFungsi menghubungkan torak dan poros engkol merubah gerak lurus torak menjadi gerak putar pada poros engkol. Memindahkan gaya torak ke poros engkol dan membangkitkan momen putar

pada poros engkol.

PembebananPembebanan yang terjadi pada batang torak antara lain :a. Tekanb. Reganganc. Tekukan

BahanBatang torak terutama terbuat dari bahan baja dengan perbaikan mutu, contoh 34 CR MO 4, atau besi tuang (misal GGG 50). Batang torak untuk motor balap terbuat dari paduan titan, karena sifatnya ringan dan kekuatan tinggi.Pada motor-motor kecil, batang torak terbuat dari paduan aluminium.

Nama bagian-bagian pada batang torak

Persyaratan bahan Ringan supaya kelembaman massa kecil Bentuknya harus kaku, kuat terhadap tekanan atau tekukan.

Konstruksi dan bentuk profilTutup pangkal batang torak, terdapat 2 jenis yaitu :a) Bentuk lurus b) Bentuk miring

B

Page 11: Blok Silinder

Keterangan gambar : (b) Penampang dibuat miring (bergigi), untuk mempermudah kedudukan yang baik

pada saat pemasangan Pengkal batang torak dibuat miring, supaya batang torak dapat dibongkar pasang

melalui diameter silinder.

Bentuk profil batang torak Karena bentuk ini mempunyai kekuatan tinggi dan stabil, dengan berat yang relatif ringan.

2. Roda gaya

Fungsi primer menyimpan energi, untuk mengatasi hambatan/ tahanan diantara langkah-langkah

kerja (silinder tunggal) menyeimbangkan ketidakstabilan putaran/memperhalus variasi putaran motor

(silinder banyak).

Fungsi sekunder (pada motor mobil) sebagai pembawa roda gigi untuk starter permukaan gesek, untuk tempat kedudukan plat kopling.

B

Page 12: Blok Silinder

TORAK

Fungsi torak Mengisap, mengkompresi gas baru dan membuang gas bekas Merubah tekanan hasil pembakaran menjadi gaya dorong pada batang torak Mengatur pemasukan dan pembuangan gas pada motor 2 tak

Bagian/ ukuran utama pada torakPuncak torakBidang apiBidang cincinPinggang torak

D = Diameter torak (diukur melintang terhadap pena, pada bagian bawah pinggang)

Tk = Tinggi komponenDp = Diameter mata pena torak

Pembebanan torak Menerima tekanan dan temperatur gas pembakaran yang tinggi Menerima gaya percepatan yang tinggi Menerima gaya gesek dan gaya samping

Bahan dan pembuatan torak

Persyaratan bahan torak Kuat terhadap tekanan tinggi Tahan terhadap temperatur tinggi Tahan terhadap keausan dan mempunyai sifat luncur yang baik Mempunyai koefesien muai panas kecil Ringan

Macam-macam paduan Paduan Al – Si Si 12 – 25% Paduan Al – Cu Cu 5% Si < 1% Paduan al – Si – Cu Si & Cu masing-masing 5% Paduan Al – Ni Ni 25%

Keterangan Silikon (Si) : Makin tinggi kadar Si, makin kecil muai panas dan

gesekan. Tetapi makin sulit pengerjaan/ pembuatannya Tembaga (Cu) : Tahan terhadap karat dan kemampuan memindahkan

panas baik.

D

1

2

3

4

Page 13: Blok Silinder

Nikel (Ni) : Memiliki kekenyalan yang tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, muai panas kecil dan tahan terhadap karat.

Pembuatan torak Penuangan yang diikuti pendinginan secara cepat

Paling umum, paling murah, juga dipakai pada penuangan torak dengan bentuk yang rumit.

Percetakan dengan cara tekan Memerlukan paduan khusus, menghasilkan torak dengan kekuatan dan ketahanan terhadap temperatur lebih baik. Bentuk torak harus sederhana supaya mal cetak dapat dikeluarkan lagi dari bagian dalam torak. Hanya dipergunakan untuk motor berprestasi tinggi (diesel-turbo).

Perbaikan permukaan luar torak1. Pinggang torak

Untuk memperoleh sifat luncur yang baik, pinggang torak sering dilapisi, misalnya dengan timah, grafit (karbon) atau molybden

2. Puncak torakUntuk mengurangi penyerapan panas dan untuk mempertinggi ketahana tehadap panas, permukaan puncak torak sering dieloxasi. Eloxasi adalah perlakuan kimia yang mempertebal lapisan aluminiumoxid yang sudah terdapat secara alami pada semua bagian luar aluminium. Aluminiumoxid mempunyai titik lebur yang jauh lebih tinggi daripada campuran aluminium dasar, sedangkan sifat hantar panas berkurang.

Pelumasan torak Oli yang keluar pada bantalan pangkal batang torak terlempar akibat putaran poros engkol

Page 14: Blok Silinder

Lubang semprot khusus pada pangkal batang torak, diarahkan ke sisi torak yang menerima gaya samping pada langkah usaha.

Pendinginan torak

Nosel penyemprot pada blok motor

Saluran penyemprot yang melewati batang torak

Kedudukan sumbu pena torakUntuk memperkecil gerakan tamparan torak pada posisi TMA dan TMB, sumbu pena torak sering digeser kearah samping (0,3 s.d 1mm), ke sisi yang menerima gaya samping pada langkah usaha.

Page 15: Blok Silinder

Posisi torak mendekati TMA

Posisi torak pada TMA

Posisi torak setelah TMA

Masalah pemuaian torakTemperatur tinggi yang terjadi pada torak dari bahan logam ringan akan mengakibatkan muai panas yang besar.Pemecahan 1 Bentuk torak tirus dan lonjong

Page 16: Blok Silinder

Bentuk torak

Saat dingin : Tirus (A<B) Lonjong (C< D)

Saat panas : Silindris, karena muai panas

puncak torak lebih besar dari pada pinggang torak

Bulat, karena pemuaian diarahkan ke sumbu pena torak.

2. Konstruksi torak1. Torak dengan pembatas perpindahan panas

a. Torak dengan pinggang bercelahMacam-macam celah : Celah melintang Celah memanjang Celah “U” Celah “T” Celah kombinasi

Keterangan Fungsi celah untuk membatasi pemuaian panas pinggang torak dengan cara memperkecil perpindahan panas dari puncak ke pinggang torak (pada bagian melintang sumbu pena torak). Torak jenis ini harus dibuat dari campuran logam dengan koefesien muai panas kecil mahal.

1. Torak berpasangan

A

Lengkung tirus

Tirus lurus

B

C

Page 17: Blok Silinder

Torak terdiri dari 2 bagian yang dapat dipisahkan, yaitu puncak torak dan badan torak. Puncak torak terbuat dari baja tuang dan badan torak terbuat dari aluminium. Perpindahan panas dari puncak ke pinggang torak akan terhambat dengan adanya pemisahan 2 bagian tsb.Pemakaian :Pada motor diesel dengan tuntutan panas tinggi.

Page 18: Blok Silinder

2 Torak dengan kontrol pemuaiana. Pemuaian dibatasi

Torak – baja invar

Penambahan baja akan mereduksi pemuaian panas.Invar = nama pembuatnya (baja dengan pemuaian panas rendah)

Torak dengan cincin pemikulCincin pemikul dibuat dari besi tuang khusus dan dipasang pada alur cincin torak pertama. Pemuaian panas diperkecil Keausan pada alur cincin torak berkurang.

b. Pemuaian diarahkan ke sisi sumbu pena torak Torak – bimetal

Strip baja disisipkan disekitar mata pena torak. Torak akan memuai ke arah sumbu pena torak, dengan penambahan strip baja ini akan mengatur pemuaian panas (efek dari bimetal).

Torak – bimetal juga sering disebut Autotermik.

Pemeriksaan Torak ukur diameter torak

Tujuan pengukuran :Untuk menentukan celah/selisih antara torak dan dinding silinder.

Posisi pengukuran : terhadap sumbu pena torak bagian bawah.

Arah pengukuran : terhadap sumbu pena torak

Besar celah : 0,15 mm ukur alur cincin torak

Tujuan pengukuran :Untuk memperoleh celah yang diinginkan sesuai dengn data.

Page 19: Blok Silinder

Celah aksial terlalu besar :Terjadi pemompaan oli ke ruang bakar oli boros.

Celah aksial terlalu kecil :Terlalu rapat, tidak bisa mengembang bisa patah.

Gerak bebas normal : 0,03 – 0,15 mm

Keseimbangan beratTorak harus dibalans untuk mendapatkan putaran motor yang stabil/halus. Perbedaan berat yang besar antar torak pada motor dapat menimbulkan getaran pada saat kerja.

CINCIN TORAK1. Cincin Kompresi

Fungsi Sebagai perapat antara torak dengan silinder, agar tidak terjadi kebocoran gas dari

ruang bakar ke rumah poros engkol. Sebagai penyekat oli, agar tidak masuk ke ruang bakar Memindahkan panas torak ke dinding silinder.

Cara kerja Langkah buangTorak bergerak dari TMB ke TMA. Posisi cincin berada pada bagian bawah alur, akibat tekanan gas bekas dan gesekan cincin dengan dinding silinder.

Langkah hisapTorak bergerak dari TMA ke TMB. Posisi cincin berada pada bagian atas alur, akibat dari gesekan cincin dengan dinding silinder.

Langkah kompresiTorak bergerak dari TMB ke TMA. Posisi cincin seperti pada langkah buang, sehingga gas dapat dimampatkan dengan sempurna.

Page 20: Blok Silinder

Langkah usahaPada awal langkah usaha posisi cincin berada pada bagian bawah alur, akibat tekanan gas pembakaran. Selanjutnya akan berada di tengah akibat dari gesekan.

Persyaratan bahan Tahan aus, liat dan mempunyai sifat luncur yang baik Mempunyai kualitas pemegasan (defleksi) yang baik Kelentingan pegas tidak berubah akibat temperatur tinggi.Contoh-contoh cincin kompresi.

Bentuk-bentuk Keterangan

Cincin persegi panjang

Kuat, bentuk sederhana Pembuatan mudah Kadang-kadang permukaannya sedikit

cembung

Cincin bidang tirus(cincin menit)

Dimaksudkan agar supaya pada saat masa percobaan (running in) dalam waktu singkat diperoleh kerapatan permukaan yang baik.

Cincin trapezium

Dengan adanya sudut kemiringan cincin, pada gerakan radial akan memperoleh kelonggaran sehingga dapat bergerak bebas pada alur apabila terjadi perubahan bentuk (distorsi) atau noda-noda pada dinding silinder.

Kemungkinan macet kecil sekali

Cincin bentuk L

Memperbaiki kedudukan sisi – sisinya pada dinding silinder

Dipakai pada motor 2 tak dan motor-motor balap

Ringan dan kuat mahal

2 Cincin oli

Fungsi Mengikis kelebihan oli pada dinding silinder Membentuk lapisan oli tipis dan merata pada dinding silinder agar dinding silinder

tidak cepat aus.

Page 21: Blok Silinder

Cara kerja

Pada saat torak bergerak dari TMB ke TMA, oli akan melumasi dinding silinder melalui saluran/perlengkapan dari sistem pelumasan. Pada saat torak bergerak dari TMA ke TMB, cincin akan mengikis sebagian oli pada dinding silinder dan membentuk lapisan oli yang tipis dan merata di sekeliling dinding silinder.

Persyaratan bahan Mempunyai sifat luncur yang baik Pada cincin oli tanpa peregang harus mempunyai kualitas pemegasan yang baik

(defleksi) Kelentingan pegas harus mampu membentuk lapisan oli yang sesuai dengan

dinding silinder.

Jenis-jenis cincin oli

Bentuk-bentuk Keterangan Akibat pemakaian yang lama,

keausan permukaan luncur dinding silinder bagian atas dan bawah tidak sama. Maka perlu adanya peregang agar cincin oli dapat meregang pada setiap kedudukan dalam silinder.

Untuk menghindari tersumbatnya lubang-lubang pengembali pada cincin oli, maka cincin dilengkapi dengan peregang pegas cacing

Masalah-masalah pada cincin torak

Cincin patah dan terbakar Deposit yang diakibatkan oleh panas yang berlebihan, bahan bakar yang tidak terbakar dan oli yang kotor, akan menempel dan menyumbat alur cincin.Deposit membeku dan mengeras cincin menjadi macet akhirnya patah.

Peregang

Pegas cacing

Page 22: Blok Silinder

Keausan setempat akibat dari kotoran /karatan pada tabung silinder kering

Keausan yang besar disebabkan panas setempat.

Kotoran/karatan antara tabung dan silinder akan menghambat / menghindari perpindahan poros.

Pemeriksaan/pengukuran Pemeriksaan :

Periksa cincin torak secara visual terhadap cacat yang mungkin ada

Pengukuran :Tempatkan cincin torak dengan tangan pada silinder dan dorong ke dalam silinder dengan bantuan torak.

Celah terlalu kecil : Macet Goresan pada bidang silinderlebih besar Cincin bisa patah.

Pemasangan Ketentuan pemasangan cincin torak pada torak : Tanda/nomor dipasang menghadap ke atas

dan dipasang pada alur dengan urutan yang benar.

Posisi celah masing-masing cincin torak diatur bersilangan.

Page 23: Blok Silinder
Page 24: Blok Silinder

PENA TORAK

FungsiPena torak berfungsi sebagai pemindah gaya dalam hubungan antara torak dan batang torak.

Bahan Pena torak biasanya dibuat dari baja nikel. Diameternya dibuat besar agar luas bidang gesek menjadi besar sehingga tahan terhadap keausan. Pena torak juga dibuat berlubang agar lebih ringan, sehingga bobot keseluruhan torak menjadi lebih ringan.

Macam-macam pengikatan pena torak1. Pengikatan dengan sekrup

Yang bergerak bebas adalah :Pena torak dengan batang torak . pena torak terikat mati terhadap torak.

2. Pengikatan dengan baut klemYang bergerak bebas adalah torak dengan pena torak . pena torak terikat mati pada batang torak.

3. Pengikatan tekanYang bergerak bebas adalah pena torak dengan torak.Yang diikat tekan / press antara pena torak dengan batang torak

4. Pengikatan dengan cincin penjaminYang bergerak bebas adalah : Pena torak dengan batang torak. Pena torak dengan torak.

Pemeriksaan pena torak Kontrol gerak bebas Pengukuran gerak bebas antara pena torak

dan busingnya dilakukan dengan perasaan.Pena torak dapat bergeser pada busingnya, tetapi tidak longgar.

Cincin penjamin

Page 25: Blok Silinder