internal combustion engine

Created by : [email protected]

INTERNAL COMBUSTION ENGINECONFIGURATION

INTERNAL COMBUSTION ENGINECONFIGURATION

Jurusan Teknik Mesin

Universitas Diponegoro Semarang

2008

Jurusan Teknik Mesin

Universitas Diponegoro Semarang

2008

MESIN MULTISILINDERMESIN MULTISILINDER

Mesin multisilinder merupakan mesin motor dengan lebih dari satu silinder untuk menghasilkan tenaga.

Susunan silinder :- In Line (Segaris)- Konfigurasi V- Horisontal- Radial


Pemilihan letak & jumlah silinder :• Ketersediaan tempat/ruangan yang dibutuhkan dari

desain mesin, dimensi yang minim, kemudahan dalam mekanisme dan perakitan.

• Keinginan untuk mendesain dengan massa kecil, kekakuan yang baik pada cetakan utama yang dimaksudkan untuk pemakaian liners yang lama, perakitan piston/torak dan poros engkol dengan bantalannya.

• Keseimbangan dari gaya inersia dari perputaran dan gerakan bolak-balik massa dan momennya serta kestabilan torsi.

• Tipe sistem pendinginan (cair atau udara)• Material yang digunakan untuk cetakan utama,

cylinder head, gasket dan perakitan silinder dengan piston.


Jumlah silinder

Nilai daya, Kecepatan mesin, Gaya inersia serta

Kestabilan torsi.

Transmisi, Suspensi.

(Kenyamanan, Kestabilan, Keseimbangan)

IN-LINE ENGINEIN-LINE ENGINE

Mesin sejajar atau segaris adalah sebuah mesin pembakaran dalam dengan susunan silinder lurus dalam satu baris.

V-TYPE ENGINEV-TYPE ENGINE

Mesin V adalah mesin dengan konfigurasi piston yang susunannya diatur sedemikian rupa hingga membentuk huruf V.

KARAKTERISTIK IN-LINE - ENGINEKARAKTERISTIK IN-LINE - ENGINE

1. Lebih mudah untuk dibuat dibandingkan dengan mesin horisontal berlawanan atau mesin V karena blok silinder dapat dibuat dari pengecoran logam tunggal serta membutuhkan camshaft dan kepala silinder yang lebh sedikit.

2. Volumenya jauh lebih kecil daripada desain seperti radial, dan dapat diletakkan di sembarang arah.

3. Lebih sederhana dibanding bentuk V. 4. Tenaga mesin yang lebih merata pada

berbagai kecepatan dan mesin bisa dipacu pada putaran lebih tinggi. Selain itu, sistem pembuka/tutup klepnya lebih sederhana. Akan tetapi gaya tarik bumi cukup besar.

KARAKTERISTIK V – ENGINEKARAKTERISTIK V – ENGINE

1. Mempunyai daya tarik bumi yang tak sebesar mesin sejajar, sehingga putaran piston lebih efisien sehingga lebih hemat bahan bakar.

2. Komponen untuk memutar klep lebih rumit sehingga menambah berat.

3. Memiliki ukuran dan berat yang lebih kecil dibanding tipe segaris untuk kapasitas yang sama

4. Getaran yang dihasilkan lebih kecil.

SUSUNAN ENGKOL & URUTAN PENGAPIAN


• Interval ApiYang dimaksud disini adalah jumlah derajat perputaran poros engkol yang terletak antara waktu pengapian pada silinder – silinder sebuah motor.

Jumlah Silinder

Urutan Pengapian

3 1 – 3 – 2

4 1 – 3 – 4 – 2

5 1 – 2 – 4 – 5 – 3

6 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4 1 – 6 – 5 – 4 – 3 – 2

7 (Radial)

1 – 3 – 5 – 7 – 2 – 4 – 6

8 1 – 8 – 4 – 3 – 6 – 5 – 7 – 2 1 – 8 – 7 – 2 –

6 – 5 – 4 – 3

• Penentuan Interval Api ( θ )Untuk mesin 2 langkah

Untuk mesin 4 langkahθ = ——72

00N

3600N

θ = ——



• Mesin Segaris 4 Silinder

FO : 1 – 3 – 4 – 2

oo

1804

720

No. Silinder

Sudut engkol

1 Usaha Buang Isap Kompresi

2 Buang Isap Kompresi Usaha

3 Kompresi Usaha Buang Isap

4 Isap Kompresi Usaha Buang

1 4

3 2

1

23

4

00 1800 3600 5400 7200



• Mesin V 6 Silinder

oo

1206

720

No. Silinde

r

Sudut engkol

1 U B I K

2 B I K U B

3 I K U B I

4 U B I K U

5 K U B I K

6 I K U B

00 1800 3600 5400 7200

FO : 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4

Keterangan :

U = Usaha

B = Buang

I = Isap

K = Kompresi

KONFIGURASI ENGKOL SEGARIS V

KONFIGURASI ENGKOL SEGARIS V

1

5

2

3

6

4

600

300

300

1

5

2

3

6

4

120

0



1

2

3 4

5

6

1

5

2

3

6

4

600

300

300

ROTARY ENGINEROTARY ENGINE

Mesin Rotari merupakan mesin pembakaran dalam dimana langkah intake, kompresi, combustion dan exhaust terjadi dalam sebuah ruang yang terbentuk antara housing dengan salah satu dari sisi rotor yang berfungsi seperti halnya piston.

http://auto.howstuffworks.com/enlarge-image.htm?terms=car+engines&gallery=1&page=2


Bagian – bagian mesin rotari :

• RotorRotor mempunyai tiga sisi berbentuk cembung yang bekerja seperti piston. Masing – masing mempunyai sebuah pocket ( lekukan ) untuk menaikkan displacement dari mesin sehingga diperoleh campuran udara bahan bakar masuk ke mesin lebih banyak.

• HousingBentuk ruang bakar di desain sedemikian rupa sehingga 3 puncak dari rotor akan selalu kontak dengan dinding housing, membentuk 3 volum gas yang terpisah. Tiap bagian dari housing digunakan untuk tiap proses siklus, yaitu intake, kompresi, kerja dan exhaust. Saluran intake dan exhaust berada di housing. Saluran intake langsung ke throttle dan saluran buang langsung ke exhaust tanpa melalui katup.


Bagian – bagian mesin rotari :

• Output shaftOutput shaft mempunyai lobe ( cuping ) yang dipasang secara eksentris. Lobes dipasang menyatu dengan rotor. lobe inilah yang bergerak seperti halnya crankshaft pada mesin piston. gaya dari rotor dikenakan pada lobes sehingga mendorong outputshaft dan menciptakan torsi yang menyebabkan berputar.

ROTARY ENGINEROTARY ENGINEPrinsip Kerja :

• IntakePada saat intake port terbuka, volume dari ruang bakar mendekati volume minimumnya. Selama rotor melewati intake port volume ruang bakar akan bertambah besar, menghisap campuran udara dan bahan bakar. Ketika puncak rotor melewati intake port, ruang bakar tersekat dan langkah kompresi dimulai.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Wankel_Cycle_anim_en.gif


• KompresiPada saat rotor berputar pada housing, volume dari ruang bakar akan mengecil dan mengkompresi campuran udara bahan bakar.

• CombustionPada saat ruang bakar mencapai volume minimumnya, busi dinyalakan. Kebanyakan mesin rotari mempunyai 2 busi. Ketka busi membakar campuran udara bahan bakar, menciptakan tekanan dan mendorong rotor untuk berputar.Tekanan pembakaran mendorong rotor sehingga ruang bakar berekspansi sampai puncak dari rotor melewati exhaust port.


• ExhaustKetika puncak rotor melewati exhaust port, gas tekanan tinggi hasil pembakaran dengan bebas akan keluar. selama rotor terus bergarak, ruang bakar mulai kontraksi, mendorong gas sisa keluar. Pada saat volume ruang bakar mendekati minimum, puncak dari rotor melewati intake port dan siklus akan terulang lagi.

• Hal yang penting dari mesin rotari adalah bahwa masing – masing sisi rotor selalu melakukan salah satu fase dari siklus. Pada putaran penuh rotor, akan ada tiga langkah pembakaran. Perlu diingat, outputshaft berputar 3 kali untuk tiap putaran penuh dari rotor, yang berarti ada sekali langkah pembakaran pada tiap putaran dari output shaft.

Karakteristik Mesin Rotari :

• Bagian yang bergerak lebih sedikit.Sebuahmesin rotari mempunyai 2 bagian pokok yang bergerak yaitu : rotor dan output shaft. Sedangkan untuk mesin piston 4 langkah yang paling sederhana sekalipun mempunyai paling tidak 40 bagian yang bergerak antara lain piston, conectingroad, camshaft, katup, pegas katup, rocker, timing belt, timing gear, crankshaft dan lain –lain.Minimnya bagian yang bergerak akan berdampak pada reliability mesin. Hal ini mendasari kenapa beberapa pembuat pesawat terbang memilih rotary engine.

• Lebih halusSemua bagian pada rotary engine berputar kontinyu dalam satu arah, tidak seperti pada mesin piston yang bergerak bolak balik sehingga menimbulkan getaran yang besar.Daya pada mesin rotari juga berlangsung dengan lembut karena outputshaft berputar 3 kali untuk tiap putaran rotor. Yang berarti daya dihasilkan tiap sepertiga putaran rotor. Sedangkan pada mesin piston daya dihasilkan tiap 2 putaran dari crankshaft.


Karakteristik Mesin Rotari :

• Lebih lambatKarena rotor berputar sepertiga dari kecepatan outputshaft, sehingga mesin berputar lebih lambat dari mesin piston. Tapi hal ini berguna untuk menjamin reliability dari mesin.

• Biaya produksi tinggiHal ini dikarenakan jumlah yang diproduksi tidak sebanyak dibanding mesin piston.

• Boros bahan bakarRotari engine memiliki efisiensi termodinamis yang rendah diakibatkan bentuk ruang bakar yang panjang dan rasio kompresi yang rendah.


RADIAL ENGINERADIAL ENGINE

Mesin Radial adalah konfigurasi mesin pembakaran dalam dimana silinder mengarah keluar dari titik pusat poros engkol seperti halnya ruji pada sebuah roda. Konfigurasi ini merupakan mesin torak, dan sering digunakan pada mesin pesawat terbang sebelum digantikan oleh mesin turbo.


Prinsip Kerja :

Pada dasarnya komponen-komponen dan prinsip kerja mesin radial sama halnya seperti pada mesin torak pada umumnya, hanya pada konfigurasi posisi silinder yang tersusun secara radial.

Silinder Mesin :Mesin radial dibuat dengan jumlah silinder ganjil untuk memberikan urutan pengapian yang lebih baik dan hubungannya dengan kehalusan serta getaran yang minim.


Multi-row radialsSebenarnya mesin radial hanya memiliki satu baris silinder, tetapi dengan bertambahnya kapasitas mesin maka diperlukan lenih banyak baris. Jumlah baris paling banyak tidak melebihi 2 baris, tetapi mesin radial terbesar yang pernah dibuat adalah 28 silinder 4 baris yang digunakan pada pesawat di masa PD II.

BOXER ENGINEBOXER ENGINE

Tinjauan Umum :

Mesin flat (flat engine) adalah sebuah mesin pembakaran dalam dimana silindernya disusun dalam konfigurasi mendatar horisontal berlawanan.

Piston-piston pada silinder yang berlawanan tersebut dapat dihubungkan dengan satu tap engkol atau pada engkol yang berbeda, yang secara lebih detail dapat dibedakan sebagai berikut :


• Mesin Boxer (juga dikenal dengan mesin berlawnaan horisontal), dimana piston-piston yang bersesuaian dihubungkan pada pin / tap engkol yang berbeda dan mencapai TMA secara simultan. Konsep ini berbeda dengan mesin dengan piston berlawanan.

• Mesin V 180°, dimana piston yang bersesuaian dihubungkan pada satu pin / tap engkol.

http://auto.howstuffworks.com/enlarge-image.htm?terms=boxer+engine&page=6


Kelebihan :• Memiliki titik berat yang rendah, sehingga memberikan

stabilitas dan pengendalian yang lebih baik. • Sesuai untuk peletakan tipe mesin tengah atau mesin

belakang• Kesetimbangan yang baik karena momentum masing-masing

piston diimbangi oleh gerakan piston yang berlawanan

Kelemahan :• Dikarenakan memiliki 2 ruang silinder sehingga

membutuhkan 2 kali jumlah camshaft dibanding in-line dan crankshaft lebih rumit untuk dibuat.

• Pada mesin depan akan menyulitkan roda depan dalam hal pengemudian.

• Cenderung menghasilkan suara yang lebih bising dibanding in-line dan tipe V karena gemeretak katup tidak diredam begitu baik.

• Lebih lebar ukurannya dan lebih mahal dalam pembuatannya


Contoh peletakan posisi piston mesin Boxer :• Mesin Belakang pada Mesin VW (pandangan atas)

Depan

transmisi penggerak belakang --------- 3 | []--I--[] | 1

| I | 4 | []-I-[] | 2

---------

Volkswagen firing order: 1-4-3-2


Contoh peletakan posisi piston mesin Boxer :• Mesin Depan pada Mesin Subaru (pandangan

atas)

Depan

--------- 2 | []--I--[] | 1 | I | 4 | []-I-[] | 3 ---------

Transmisi penggerak depan

Subaru firing order: 1-3-2-4

Sekian&

Terima Kasih

Sekian&

Terima Kasih

internal combustion engine

Documents