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