ENGINE

Definisi: Engine adalah suatu alat yang memiliki kemampuan untuk merubah energi panas yang dimiliki oleh bahan bakar menjadi energi gerak dan berfungsi sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan atau mengoperasikan kendaraan.

Contoh Engine :

Klasifikasi Engine

Dari bagan diatas Engine dapat digolongkan menjadi sebagai berikut :

Berdasarkan tempat terjadinya proses pembakaran, Engine dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Internal Combustion (Pembakaran Dalam)Adalah engine yang melakukan proses pembakaran bahan bakar didalam engine itu sendiri dan gas pembakaran yang terjadi berfungsi sebagai fluida kerja. Ex : Mesin pancar gas, turbin gas, motor bakar torak, dll.

2. External Combustion (Pembakaran Luar)

Adalah engine yang melakukan proses pembakaran diluar engine dan energi panas dari hasil pembakaran tersebut dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah.Ex : Mesin uap, nuklir.

MESIN dan MOTOR Mesin tidak sama dengan Motor. Mesin dalam arti umum: alat / pesawat

yang membantu / meringankan pekerjaan manusia.

Macam-macam mesin:1. Mesin Produksi2. Mesin Perkakas3. Mesin Konversi Energi

Mesin Konversi Energi, inilah yang disebut dengan nama lain MOTOR

Motor = Mesin Pengubah Energi Atau Mesin Penghasil Energi / Tenaga

Jenis-jenis Motor:1.Motor Listrik2.Generator Listrik3.Motor Bakar4.Motor Pendingin ( Refrigerasi)5.Pompa6.Kompresor

KONSTRUKSI MOTOR

Oil Pan

Crank Shaft

Cylinder Block

Piston

Cylinder Head

Cylinder Head Cover

Cam Shaft

Conecting Rod

MOTOR BAKAR

Definisi : motor bakar merupakan mesin kalor yang menggunakan gas panas hasil pembakaran bahan bakar didalam mesin itu untuk melakukan kerja mekanis.

Motor Bakar digolongkan menjadi 2 kelompok, yaitu:

1. Motor Bakar TorakPada motor bakar torak mempergunakan silinder yang didalamnya terdapat torak yang bergerak translasi dan didalam silinder tersebut terjadi pembakaran bahan bakar dengan oksigen.

2. Motor Bakar Sistem Turbin GasPada motor bakar sistem turbin gas tidak menggunakan silinder dan torak, melainkan menggunakan gas yang berfungsi sebagai fluida kerja (memutar roda turbin).

Motor Bakar Torak

Dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1. Motor BensinBahan bakar pada motor bensin dibakar oleh

loncatan bunga api listrik (busi) maka motor bensin juga dinamakan spark ignition engines.

2. Motor DieselPada motor diesel bahan bakar terbakar dengan

sendirinya karena disemprotkan kedalam silinder yang berisi udara yang dikompresikan sehingga bertekanan dan bersuhu tinggi. Oleh karena itu, motor diesel juga disebut compression ignition engines.

Motor Bakar Torak dapat pula digolongkan sesuai dengan keadaannya, sebagai berikut : Menurut bahan bakar yang digunakan :

- Motor gas- Motor bensin- Motor minyak tanah- Motor diesel

Menurut proses kerjanya :- Motor kerja tunggal - Motor kerja ganda (apabila pada kedua sisi torak masing- masing terjadi pembakaran)

Menurut tujuan dan pemakaiannya :- Motor stasioner- Motor tidak stasioner (mobil)

Menurut yang dikompresikan :- Motor dengan kompresi udara- Motor dengan kompresi campuran udara dan bahan bakar

Menurut cara penyalaan bahan bakar :- Spark ignition - Compression ignition

Menurut langkah torak :- Motor 2 Tak- Motor 4 Tak

Menurut susunan silindernya : - Motor mendatar- Motor tegak- Motor sebaris- Motor V- Motor X atau V bertolak belakang- Motor radial- Motor bintang- Motor bokser

Menurut gerakan mesin :- Translasi- Rotasi

ISTILAH-ISTILAH PADA ENGINE

• Top dead center/titik mati atas: Posisi paling atas dari gerakan piston.

• Bottom dead center/titik mati bawah: Posisi paling bawah dari gerakan piston.

• Bore: Diameter combustion chamber (ruang bakar).

• Stroke: menunjukkan jarak yang ditempuh oleh piston untukbergerak dari BDC menuju TDC atau sebaliknya.

• Friction/gesekan: Friction adalah tahanan yang timbul dari gesekan antara dua permukaan yang saling bergerak relatif satu sama lain. Ex: Friction yang terjadi antara piston dan dinding silinder padasaat piston bergerak ke atas dan ke bawah. Friction menimbulkanpanas yang merupakan salah satu penyebab utama keausan dankerusakan pada komponen.

• Inertia/kelembaman: Inertia adalah kecenderungan dari suatubenda yang bila diam akan tetap diam atau benda yang bergerakakan tetap bergerak. Engine harus menggunakan tenaga untukmelawan inertia tersebut.

• Force/gaya: Force adalah dorongan atau tarikan yangmenggerakkan, menghentikan atau merubah gerakan suatu benda.Daya yang ditimbulkan oleh pembakaran pada saat langkah kerja.Semakin besar gaya yang ditimbulkan semakin besar pula tenagayang dihasilkan.

• Pressure/tekanan: Tekanan adalah ukuran gaya yang terjadi setiapsatuan luas. Sewaktu siklus empat langkah berjalan maka tekananterjadi di atas piston pada saat langkah kompresi dan langkahtenaga.

Komponen Engine Pembentuk Ruang Bakar

No 1: Cylinder LinerNo 2: PistonNo 3: Intake valveNo 4: Exhaust valveNo 5: Cylinder Head

ENGINE CYCLE

Gerakan secara periodik di dalam cylinder, dari pipa campuran air-fuel ke dalam cylinder, ke penekanan, pembakaran dan ke pembuangan gas yang telah dibakar keluar dari cylinder disebut engine cycle.

Berdasarkan Prinsip Kerjanya, Motor Bensin maupun Motor Diesel dapat dibedakan menjadi 2 jenis.

1. Motor 2 Tak (dua langkah), adalah motor yang setiap siklus kerja diselesaikan dalam dua langkah torak atau satu kali putaran poros engkol.

2. Motor 4 Tak (empat langkah), adalah motor yang setiap siklus kerjanya diselesaikan dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol.

PROSES KERJA GASOLINE ENGINE 4 LANGKAH1. Langkah Hisap

Piston bergerak dari TMA ke TMB.Katup hisap terbuka menghisap campuran bahan bakar dan udara dari karburator hingga masuk kedalam silinder dan ruang bakar.

2.Langkah Kompresi

Piston bergerak dari TMB ke TMA.Kedua katup tertutup.Campuran bahan bakar dan udara dimampatkan oleh gerakan piston keatas sehingga tekanan dan temperaturnya menjadi tinggi.

3. Langkah Usaha

Sesaat sebelum torak mencapai TMA, busi memercikkan bunga api sehingga campuran bahan bakar dan udara yang telah dikompresi terbakar dengan ledakan. Ledakan tersebut menghasilkan tekanan yang tinggi untuk mendorong torak ke bawah (dari TMA ke TMB). Pada proses ini kedua katup masih tertutup.

4. Langkah Buang

Piston bergerak dari TMB ke TMA.Katup Buang terbuka , piston mendorong gas bekas sisa pembakaran keluar.

PROSES KERJA DIESEL ENGINE 4 LANGKAH

1. Intake Stroke (Langkah Isap)Mula-mula,intake valve terbuka. Bersamaan dengan itu, pistonBergerak dari TMA menuju TMB dan udara murni akan terhisap masuk ke dalam ruang pembakaran. Crankshaft berputar setengah putaran, sementara exhaust valve tetap tertutup.

2. Compression Stroke (Langkah Kompresi)Pada langkah kompresi (compression stroke) intake dan exhaust valve menutup. Piston bergerak dari TMB menuju TMA. Udara yang berada dalam ruang bakar akan tertekan/termampatkan sehingga temperaturnya menjadi sangat panas/tinggi.

3. Power Stroke (Langkah Tenaga)Bahan bakar diesel (solar) disemprotkan oleh injector menjelang akhir compression stroke. Ini menghasilkan pembakaran dandimulainya langkah tenaga (power stroke). Intake dan exhaust valve tetap tertutup. Gaya dari hasil pembakaran mendorong piston turun dan menyebabkan connecting rod memutar crankshaft dari TMA ke TMB.

4. Exhaust Stroke (Langkah Buang)Exhaust stroke adalah langkah terakhir dari Siklus 4 Langkah. Pada langkah buang (exhaust stroke), exhaust valve terbuka dan intake valve tertutup. Piston bergerak naik (dari TMB ke TMA) dan mendorong gas hasil pembakaran keluar dari cylinder. Pada posisi TMA, exhaust valve menutup, intake valve membuka, dan siklus dimulai dari awal lagi.

PROSES KERJA GASOLINE ENGINE 2 LANGKAH

1. Intake & Compression Stroke Piston bergerak menuju TMA, saluran masuk terbuka sehingga mengakibatkan tekanan diruang engkol menurun. Campuran udara + bahan bakar dari karburator masuk keruang engkol. Sementara itu, diatas torak terjadi langkah kompresi. Sampai akhir langkah kompresi (beberapa derajat sebelum TMA) busi menyala dan membakar campuran bahan bakar + udara dan menghasilkan tekanan dan suhu yang tinggi.

2. Power & Exhaust StrokeTekanan gas hasil pembakaran menekan piston bergerak ke arah TMB, menutup saluran masuk dan memperkecil ruang engkol sehingga pada ruang engkol tekanannya bertambah besar yang mengakibatkan campuran bahan bakar + udara yang berada diruang engkol cenderung naik ke atas torak melalui saluran bilas. Dengan bergeraknya piston kebawah saluran buang akan terbuka dan sisa pembakaran akan keluar.

PROSES KERJA DIESEL ENGINE 2 LANGKAH

1. Langkah Ekspansi/Kerja

Pada langkah ini piston bergerak dari TMA ke TMB. Sesaat sebelum torak mencapai TMA injektor enyemprotkan bahan bakar dalam bentuk kabut kedalam silinder yang sudah berisi udara yang sangat panas karena kompresi sehingga bahan bakar tersebut terbakar dengan sendirinya. Setelah pembakaran dan terjadi ekspansi gas pembakaran, diatas torak berlangsung kerja mekanis. Gas bekas akna mulai keluar pada saat piston mencapai sisi atas lubang pembuangan dan apabila piston sudah mencapai sisi atas lubang pembilas maka pembilasan dimulai. Pada akhir langkah, lubang pembuangan dan lubang pembilas terbuka. Udara pembilas yang masuk kedalam silinder melalui lubang pembilas mendesak gas bekas melalui lubang pembuangan ke saluran pembuangan.

Pada langkah ini piston bergerak dari TMB ke TMA. Pada awal langkah piston menuju TMA, pembilasan masih berlangsung sampai sisi atas dari lubang pembilas tertutup oleh piston. Setelah itu, giliran lubang pembuangan tertutup dan selanjutnya dimulai awal kompresi. Kompresi berlangsung sampai torak mencapai TMA. Namun, beberapa saat sebelum piston mengakhiri langkah kompresi bahan bakar disemprotkan oleh injektor dalam bnetuk kabut kedalam silinder yang sudah berisi udara yang dikompresikan dengan tekanan dan temperatur tinggi. Tekanan yang besra tersebut digunakan untuk mendorong torak kebawah melakukan langkah kerja menggerakkan poros engkol.

2. Langkah Kompresi

Perbandingan Motor 2 tak & 4 tak

Perbandingan Motor Bensin & Motor Diesel

ROTARY ENGINE / MOTOR WANKEL

Pengertian Motor Wankel :Motor wankel atau disebut juga motor rotary adalah motor pembakaran dalam yang digerakkan oleh tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran dirubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakkan sumbu.  Bagian –bagian Motor Wankel : Rotor berbentuk segitiga cembung (mempunyai gigi dalam), Poros utama (mempunyai gigi luar), Karburator, Saluran Buang,Saluran pengisi, dan Alat pengapian.

Prinsip Kerja Motor Wankel : Prinsip kerja motor Wankel sama dengan motor 4 langkah (four stroke engine). Campuran bahan bakar dan udara (gas) masuk dan dimampatkan. Pada saat kompressi terjadi, busi mencetuskan api dan membakar bahan bakar (gas) sehingga terjadi tekanan gas sehingga menekan sisi dan memutar triangular rotor (sejenis roda terbang/fly wheel pada mesin piston) selanjutnya memutar roda gigi pusat atau roda sumbu. Putaran rotor (triangular rotor) meneruskan kepada gigi-gigi perseneling dan akhirnya memutar roda-roda lainnya. Semuanya ini adalah kombinasi tiga langkah tenaga (power stroke) mendorong secara serempak tiga sisi/kamar sehingga menjadikan motor Wankel ini lebih kuat dibandingkan dengan jenis motor rotary lainnya.

PRINSIP KERJA ENGINE ROTARY Langkah Induksi :Sewaktu ujung rotor (triangular rotor) melewati pintu masuk, campuran bahan bakar dengan udara (gas) (berwarna hijau pada gambar) masuk ke ruang akibat hisapan/tekanan tinggi dari gaya/orbit eksentrik perputaran rotor mengelilingi gigi sumbu (central gear). Langkah Tekanan :Seketika rotor melanjutkan putaran, campuran bahan bakar (gas) dibawa ke ruang/sisi yang berikutnya (berwarna biru pd. gambar), campuran bahan bakar dan udara (gas) pada ruang/sisi ini termampatkan oleh kekuatan/gaya/orbit perputaran

rotor.

Langkah Tenaga :Pada saat campuran bahan bakar (gas) dalam keadaan mampat/terkompressi busi mencetuskan api dan membakar bahan bakar (gas), sehingga terjadi peningkatan tekanan udara dan menekan sisi rotor sehingga berputar kedepan dan juga rotor memutar roda gigi sumbu (central gear) kedepan.

Langkah Buang (Exhaust) :Sewaktu rotor berputar kearah atau keruang/sisi berikut, lobang atau pintu gas buang terbuka sehingga sisa pembakaran keluar.

KOMPONEN-KOMPONEN ENGINE

CYLINDER BLOCK Fungsi : Sebagai

tempat untuk menghasilkan energi panas dari proses pembakaran.

CYLINDER CYLINDER LINER

PISTON Torak (Piston)Fungsi : memindahkan tenaga yang diperoleh dari pembakaran ke poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod).

Cincin Torak (Ring Piston)Fungsi : - Mencegah kebocoran gas saat langkah kompressi dan usaha.- Mencegah oli masuk keruang bakar- Memindahkan panas dari piston ke dinding silinder

Compression Ring

Oil Control Ring

CONNECTING ROD Fungsi : Menerima tenaga

dari piston yang diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol (crank shaft)

CRANKSHAFT

Poros Engkol (Crankshaft)Fungsi : Merubah gerak turun naik piston menjadi gerak putar yang akhirnya menggerakkan roda-roda.

FLYWHEEL

Roda Penerus (Flywheel)Fungsi : Menyimpan tenaga putar (inertia) yang dihasilkan pada langkah usaha, agar poros engkol (crank shaft) tetap berputar terus pada langkah lain nya

CAMSHAFT

Fungsi: Untuk Membuka & menutup katup sesuai dengan timing yang ditentukan

VALVE Katup (Valve)

Fungsi : Membuka dan menutup saluran masuk dan saluran buang

Keeper Groove

Valve Stem

Valve Fillet Valve Seat Face

Valve Head

MEKANISME VALVE

Tipe side valve Tipe overhead valve

Membedakan Diesel Engine dengan Gasoline Engine

Pemantik/Busi – SparkPerbedaan yang paling mencolok antara kedua engine ituadalah bahwa diesel engine tidak membutuhkan pemantik(ignition) untuk menyalakan engine.Seperti diketahui bahwa diesel engine menggunakantekanan udara dengan compression ratio yang tinggiuntuk memanaskan udara di dalam ruang pembakaransampai cukup panas untuk menyalakan bahan bakar.

Desain Ruang Pembakaran Diesel EnginePerbedaan antara diesel engine dengan gasoline enginejuga terletak pada desain ruang pembakarannya.Pada diesel engine, ruangan antara cylinder head denganpiston pada saat di posisi TMA adalah sangat kecil,sehingga menghasilkan rasio kompresi yang tinggi.Kebanyakan piston untuk diesel engine memiliki ruangpembakaran yang terletak tepat di atas piston.

Desain Ruang Pembakaran Gasoline EngineGasoline engine memiliki ruang pembakaran yang terletakpada cylinder head. Ruangan antara piston dengancylinder head lebih luas daripada diesel engine, sehinggarasio kompresinya lebih rendah

Tenaga EnginePerbedaan lain yang mencolok adalah kemampuan engine untuk dibebani pada rpm rendah. Umumnya, diesel engine biasa beroperasi antara 800 rpm dan 2200 rpm, menghasilkan torque yang lebih besar danmenghasilkan tenaga yang lebih besar pula.

4-Stroke CyclesKedua engine tersebut mengubah energi panas menjadienergi gerak melalui siklus 4 langkah.Bahan BakarDiesel engine umumnya lebih efisien dalam penggunaanbahan bakar daripada gasoline engine. Rata-rata outputhorsepower-nya membutuhkan bahan bakar yang relatiflebih sedikit.

Bobot EngineDiesel engine lebih berat daripada gasoline enginekarena ia harus mampu menahan tekanan dan suhu tinggipada saat proses pembakaran.

Perbandingan KompressiDiesel Engine menggunakan rasio kompresi yang lebihtinggi untuk memanaskan udara ke suhu pembakaranyang dibutuhkan. Umumnya berkisar antara 13:1 sampa20:1. Sementara gasoline engine hanya menggunakanrasio kompresi antara 8:1 sampai 11:1.

end