modul engine

17
M O D U L PEMELIHARAAN/SERVIS ENGINE DAN KOMPONEN-KOMPONENNYA untuk kalangan sendiri Oleh: Adit Priyadi, S.Pd.

Upload: adit-priyadi

Post on 20-Jun-2015

831 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Modul Engine

M O D U LPEMELIHARAAN/SERVIS ENGINEDAN KOMPONEN-KOMPONENNYA

untuk kalangan sendiri

Oleh:

Adit Priyadi, S.Pd.

SMK IBU S. SOEMOHARMANTO

Page 2: Modul Engine

JATIPURNOMESINRODA-RODA pada suatu kendaraan memerlukan adanya tenaga luar yang

memungkinkan kendaraan dapat bergerak serta dapat mengatasi keadaan,

jalan, udara dan sebagainya. Sumber dari luar yang menghasilkan tenaga

disebut mesin. Mesin yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik

disebut motor bakar (thermal engine).

Motor bakar ada beberapa macam misalnya mesin bensin, mesin diesel,

mesin turbin dan lain-lain. Motor (engine) yang mampu menghasilkan tenaga

panas dari dalam mesin itu sendiri disebut motor pembakaran dalam (internal

combustion engine) sebaai contohnya adalah mesin bensin, mesin diesel dan

mesin turbin. Sedangkan motor yang menghasilkan tenaga panas dari luar

mesin itu sendiri disebut dengan motor pembakaran luar (External

Combustion Engine), sebagai contohnya adalah mesin uap, mesin nuklir dan

mesin turbin uap.

Mesin yang tenaganya digunakan pada mobil harus kompak, ringan dan

mudah ditempatkan pada ruangan yang terbatas. Selain itu mesin harus

dapat menghasilkan kecepatan yang tinggi dan tenaga yang besar, mudah

dioperasikan dan sedikit menimbulkan bunyi. Oleh sebab itu mesin bensin

dan diesel umumnya lebih banyak digunakan pada kendaraan.

Karakteristik mesin bensin dan diesel:

Mesin Bensin : - Kecepatannya tinggi dan tenaganya besar.

- Mudah pengoperasiannya.

- Pembakarannya sempurna

- Umumnya digunakan untuk mobil penumpang dan

kendaraan truk yang kecil.

Mesin Diesel : - Efisiensi panasnya tinggi

- Hemat bahan bakar.

- Kecepatan lebih rendah dibandingkan mesin bensin.

- Getarannya besar dan agak berisik.

- Harganya lebih mahal.

Page 3: Modul Engine

- Umumnya digunakan untuk kendaraan jarak jauh

(kendaraan niaga, truk besar, bus, dsb.)

Motor (engine) terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi dan

kegunaan masing-masing. Komponen-komponen atau bagian-bagian

tersebut bekerja menjadi satu kesatuan yang kompak sehingga

menghasilkan tenaga mekanis.

MESIN BENSIN

1. PRINSIP KERJA MESIN BENSIN

Mari kita perhatikan bagaimana mesin bensin mengubah bahan bakar

menjadi tenaga. Dalam gambar skema mesin bensin, campuran udara dan

bensin dihisap ke dalam silinder. Kemudian dikompresikan oleh torak saat

bergerak naik. Bila campuran udara dan bensin terbakar dengan adanya api

dari busi yang panas sekali, maka akan menghasilkan tekanan gas

pembakaran yang besar di dalam silinder. Tekanan gas pembakaran ini

mendorong torak ke bawah, yang menggerakkan torak turun naik dengan

bebas di dalam silinder. Dari gerak lurus (naik-turun) torak diubah menjadi

E

N

G

I

N

E

BagianUtama

BagianKelengkapan

Bagian Bergerak:1. Torak dan Ring Torak2. Batang Torak3. Poros Engkol4. Mekanisme Katup5. Fly Wheel (Roda Gila)

Bagian Tak Bergerak:1. Kepala Silinder2. Blok Silinder3. Bak Engkol4. Paking (Perpak)5. Manifold

1. Sistem Bahan Bakar2. Sistem Pendinginan3. Sistem Pengisian4. Sistem Starter5. Sistem Pelumasan6. Sistem Pembakaran7. Sistem Pemasukan & Pembuangan8. Sistem Kelistrikan9. Sistem Penyejuk Ruang (AC)

Page 4: Modul Engine

gerak putar pada poros engkol melalui batang torak. Gerak putar inilah yang

menghasilkan tenaga pada mobil.

Posisi tertinggi yang dicapai oleh torak di dalam

silinder disebut Titik Matik Atas (TMA), dan posisi

terendah yang dicapai torak disebut Titik Mati

Bawah (TMB). Jarak bergeraknya torak antara

TMA dan TMB disebut dengan langkah torak

(stroke).

Campuran udara dan bensin dihisap ke dalam silinder dan gas yang telah

terbakar harus keluar, dan ini harus berlangsung secara tetap. Pekerjaan ini

dilakukan dengan adanya gerak turun-naik torak di dalam silinder. Proses

menghisap campuran udara dan bensin ke dalam silinder, mengkompresikan,

membakarnya dan mengeluarkan gas bekas dari silinder disebut satu siklus.

Ada juga mesin yang tiap siklusnya terdiri dari dua langkah torak. Mesin ini

disebut mesin 2 langkah (two stroke engine). Poros engkolnya berputar satu

kali selama torak menyelesaikan dua langkah. Sedangkan mesin lainnya, tiap

siklusnya terdiri dari empat langkah torak. Mesin ini disebut dengan mesin

empat langkah (four stroke engine). Poros engkol berputar dua putaran

penuh selama torak menyelesaikan empat langkah dalam tiap satu siklus.

Page 5: Modul Engine

2. PRINSIP KERJA MESIN 4 LANGKAH

LANGKAH HISAP

Dalam langkah ini, campuran udara dan bensin dihisap ke dalam silinder.

Katup hisap terbuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu torak bergerak

ke bawah, menyebabkan ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran

udara dan bensin ke dalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar.

LANGKAH KOMPRESI

Dalam langkah ini, campuran udara dan bensin dikompresikan. Katup hisap

dan katup buang tertutup. Waktu torak mulai naik dari titk mati bawah (TMB)

ke titik mati atas (TMA) campuran yang dihisap tadi dikompresikan (ditekan).

Akibatnya tekanan dan temperatur (suhu)nya menjadi naik, sehingga akan

mudah terbakar. Poros engkol berputar satu kali, ketika torak mencapai TMA.

LANGKAH USAHA

Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakkan

kendaraan. Sesaat setelah torak mencapai TMA pada saat langkah

kompresi, busi memberi loncatan api pada campuran yang telah

dikompresikan. Dengan terjadinya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas

pembakaran yang tinggi mendorong torak ke bawah. Usaha inilah yang

menjadi tenaga mesin (engine power).

Page 6: Modul Engine

LANGKAH BUANG

Dalam langkah ini, gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder. Katup

buang terbuka, torak bergerak dari TMB ke TMA, mendorong gas bekar

keluar dari silinder. Ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi

untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah

melakukan 2 putaran penuh dalam 1 siklus terdiri dari 4 langkah, hisap,

kompresi, usaha, buang yang merupakan dasar kerja dari mesin 4 langkah.

3. KOMPONEN MESIN BENSIN

BLOK SILINDER

a. Konstruksi

Blok silinder merupakan inti dari mesin, yang terbuat dari besi tuang.

Belakangan ada beberapa blok silinder yang terbuat dari paduan

alumunium, karena alumunium lebih ringan dan meradiasikan panas yang

lebih efisien dibandingkan dengan besi tuang. Blok silinder dilengkapi

dengan rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan kekuatan

pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok silinder terdiri dari

beberapa lubang tabung silinder, yang didalamnya terdapat torak yang

bergerak turun-naik. Silinder-silinder ditutup bagian atasnya oleh kepala

silinder yang dijamin oleh gasket (perpak) yang terletak diantara blok

silinder dan kepala silinder. Crankcase terpasang di bagian bawah blok

silinder dan poros engkol serta bak oli termasuk dalam crankcase. Poros

nok juga diletakkan di dalam blok silinder (hanya pada tipe OHV). Pada

mesin yang modern poros nok berada di dalam kepala silinder.

Silinder-silinder dikelilingi oleh mantel pendingin (water jacket) untuk

membantu pendinginan. Perlengkapan lainnya seperti starter, alterator,

pompa bensin, distributor dipasangkan pada bagian samping blok silinder.

b. Silinder

Tenaga panas yang dihasilkan oleh pembakaran bensin dirubah ke dalam

tenaga mekanik dengan adanya gerak naik-turun torak dalam tiap-tiap

silinder. Mesin harus memenuhi dua syarat untuk menghasilkan energi

mekanik yang seefisien mungkin, yakni:

Page 7: Modul Engine

Tidak boleh terdapat kebocoran campuran bahan bakar dan udara

saat berlangsungnya kompresi atau kebocoran gas pembakaran

antara silinder dan torak.

Tahanan gesek antara torak dan dinding silinder harus sekecil

mungkin.

KEPALA SILINDER

Kepala silinder (cylinder head) ditempatkan di bagian atas blok silinder. Pada

bagian bawah kepala silinder terdapat ruang bakar dan katup-katup. Kepala

silinder harus tahan terhadap temperatur dan tekanan yang tinggi selama

mesin bekerja. Oleh sebab itu umumnya kepala silinder dibuat dari besi

tuang.

Akhir-akhir ini banyak pula mesin yang kepala silindernya dibuat dari paduan

alumunium. Kepala silinder yang terbuat dari paduan aluminium memiliki

kemampuan pendinginan lebih besar dibanding yang terbuat dari besi tuang.

Pada kepala silinder juga dilengkapi dengan mantel pendingin yang dialiri air

pendingin yang datang dari blok silinder untuk mendinginkan katup-katup dan

busi.

GASKET (PERPAK)

Gasket kepala silinder letaknya antara blok silinder dan kepala silinder,

fungsinya untuk mencegah kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan oli.

Gasket harus tahan panas dan tekanan dalam setiap perubahan temperatur.

Umumnya gasket dibuat dari carbon-clad sheet steel (gabungan carbon

dengan lempengan baja) karbon itu sendiri melekat dengan graphite dan

kedua-duanya berfungsi untuk mencegah kebocoran yang ditimbulkan antara

blok silinder dan kepala silinder, serta untuk menambah kemampuan melekat

pada gasket.

BAK OLI (OIL PAN)

Bagian bawah dari blok silinder disebut bak engkol (crank-case). Bak oli (oil

pan) dibaut pada bak engkol dengan diberi paking seal atau gasket. Bak oli

dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat (separator)

untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi

miring atau jalan yang tidak rata. Selain itu juga dirancang sedemikian rupa

Page 8: Modul Engine

agar oli mesin tidak akan berpindah (berubah posisi permukaannya) pada

saat kendara berhenti secara tiba-tiba dan menjamin bekerjanya pompa oli

tidak akan kekurangan oli pada asetiap saat. Penyumbat oli (drain plug)

letaknya dibagian bawah bak oli dan fungsinya untuk mengeluarkan oli mesin

bekas.

TORAK

a. Konstruksi

Torak bergerak turun naik di dalam silinder untuk melakukan langkah

hisap, kompresi, pembakaran dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk

menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutar

poros engkol melalui batang torak (connecting rod).

Torak terus menerus menerima tekanan dan temperatur yang tinggi

sehingga harus dapat tahan saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi

untuk periode waktu yang lama. Pada umumnya torak dibuat dari paduan

aluminium, selain lebih ringan, radiasi panasnya juga lebih efisien

dibandingkan dengan metal lainnya.

Nama bagian-bagian pada torak, seperti gambar berikut:

Gambar Penampang Torak

b. Celah Torak

Pada saat torak menjadi panas akan terjadi sedikit pemuaian dan

mengakibatkan diameternya akan bertambah. Unutk mencegah hal ini

pada mesin harus ada semacam celah yaitu jarak yang disediakan untuk

temperatur aung lebih kurang 25C, antara torak dengan silinder. Jarak ini

disebut celah torak (piston clearance).

Page 9: Modul Engine

Celah torak bervariasi tergantung dari model mesinya, namun pada

umumnya antara 0,02-0,12 mm. Bentuk torak agak sedikit tirus, diameter

bagian atasnya lebih kecil dibandingkan dengan diameter bagian

bawahnya. Selain itu celah torak bagian atasnya lebih besar dan bagian

bawahnya lebih kecil.

TORAK DINGIN TORAK PANAS

Celah torak penting sekali untuk memperbaiki fungsi mesin dan

mendapatkan kemampuan mesin yang lebih baik. Bila celah terlalu kecil,

maka akan tidak ada celah antara torak dan silinder ketika torak panas,

hal ini akan menyebabkan torak menekan dinding silinder sehingga dapat

merusak mesin. Bila celah torak berlebihan, tekanan kompresi dan

tekanan gas pembakarannya akan menjadi rendah dan akan menurunkan

kemampuan mesin.

CELAH TORAK

c. Pegas Torak

Pegas torak (piston ring) dipasang dalam alur ring (ring groove) pada

torak. Diameter luar ring torak sedikit lebih besar dibanding dengan torak

itu sendiri. Ketika terpasang pada torak, karena pegas torak sifatnya

Page 10: Modul Engine

elastis menyebabkan mengembang, sehingga menutup dengan rapat

pada dinding silinder. Pegas torak terbuat dari bahan yang dapat bertahan

lama. Umumnya dibuat dari baja tuang spesial, yang tidak akan merusak

dinding silinder. Jumlah pegas torak bermacam-macam tergantung jenis

mesin dan umumnya 3 sampai 4 pegas torak untuk setiap toraknya.

Pegas torak mempunyai 3 peranan penting:

Mencegah kebocoran campuran udara dan bensin dan gas

pembakaran yang melalui celah antara torak dengandinding silinder ke

dalam bak engkol selama langkah kompresi dan usaha.

Mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk ke ruang bakar.

Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu

mendinginkan torak.

Pegas torak terbagi menjadi dua, yaitu:

1) Pegas Kompresi (compression ring)

Pegas kompresi berfungsi untuk

mencegah kebocoran campuran

udara dan bensin dan gas

pembakaran dari ruang bakar

ke bak engkol selama langkah

kompresi dan usaha. Jumlah

pegas kompresi ini ada

beberapa macam, umumnya 2

pegas kompresi terpasang pada masing-masing torak. Pegas kompresi

ini disebut “top compression ring” dan second compression ring”.

Tepi bagian atas pegas kompresi agak runcing dan bersentuhan

dengan dinding silinder. Ini dirancang untuk menjamin agar dapat

menutup hubungan antara pegas dan silinder. Selain itu juga utnuk

mengikis oli mesin dari dinding silinder secara efektif.

Page 11: Modul Engine

2) Pegas Pengontrol Oli (oil control ring)

Pegas pengontrol oli diperlukan untuk membentuk lapisan oli (oil film)

antara torak dan dinding silinder. Selain itu juga untuk mengikis

kelebihan oli untuk mencegah masuknya oli ke dalam ruang bakar.

Pegas oli ini disebut pegas ketiga (third ring).

PEGAS PENGONTROL OLI TIPE THREE-PIECE

CELAH UJUNG PEGAS

Pegas torak akan mengembang bila dipanaskan, sama halnya degan

torak. Dengan alasan ini pegas torak dipotong pada satu tempat dan

celahnya diposisikan sebelah kiri ketika terpasang di dalam silinder. Celah

ini disebut celah ujung pegas (ring end gap). Besarnya celah ini

bermacam-macam tergantung pada jenis mesin, dan umumnya antara 0,2

– 0,5 mm pada temperatur ruangan (25 derajat celcius).

Celah ujung pegas yang berlebihan akan menurunkan tekanan

kompresi, sebaliknya celah yang kecil dapat menyebabkan

kerusakan pada mesin bila ujung pegas saling berhubungan akibat

dari pemuaian, pegas menjadi melengkung dan merusak dinding

silinder.

Page 12: Modul Engine

d. Pena Torak

Pena torak (piston pin) menghubungkan torak dengan bagian ujung yang

kecil (small end) pada batang torak. Dan meneruskan tekanan

pembakaran yang berlaku pada torak ke batang torak. Pena torak

berlubang di dalamnya untuk mengurangi berat yang berlebihan dan

kedua ujung ditahan oleh bushing pena torak (piston pin boss).

BATANG TORAK

Batang torak (connecting rod) menghubungkan torak ke poros engkol dan

selanjutnya meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh torak ke poros engkol.

Bagian ujung batang torak yang berhubungan dengan pena torak disebut

small end. Sedang yang lainnya yang berhubungan dengan poros engkol

disebut big end.

Gambar: Batang Torak

POROS ENGKOL

Tenaga (torque) yang digunakan untuk menggerakkan roda kendaraan

dihasilkan oleh gerakan batang torak dan dirubah menjadi gerak putar pada

poros engkol. Poros engkol menerima beban yang besar dari torak dan

batang torak serta berputar pada kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut

poros engkol umumnya dibuat dari baja carbon dengan tingkatan serta

mempunyai daya tahan yang tinggi. Konstruksinya seperti berikut:

Page 13: Modul Engine

Crank journal ditopang oleh bantalan poros engkol pada crankcase dan poros

engkol berputar pada journal. Masing-masing crank journal mempunyai crank

arm, atau arm dan crankpin letaknya dibagian ujung armnya. Poros engkol

dilengkapi lubang oli untuk menyalurkan oli pelumasan pada crank journal,

bantalan batang torak, pena torak dan lain-lain.

RODA PENERUS / RODA GILA

Roda penerus (flywheel) dibuat dari baja tuang dengan mutu yang tinggi yang

diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol pada kendaraan yang

menggunakan transmisi manual. Poros engkol menerima tenaga putar dari

torak selama langkah usaha. Tapi tenaga itu hilang pada langkah-langkah

lainnya. Roda penerus akan menyimpan tenaga putar (inertia) selama proses

langkah lainnya kecuali langkah usaha, oleh sebab itu poros engkol berputar

secara terus menerus. Hal ini menyebabkan mesin berputar dengan lembut

yang diakibatkan getaran tenaga yang dihasilkan.

Roda penerus dilengkapi dengan ring gear yang dipasangkan di bagian luar

gunanya untuk perkaitan dengan gigi pinion dari motor starter. Pada

kendaraan yang menggunakan transmisi otomatis, sebagai pengganti

flywheel digunakan torque converter.