BAB I

PENDAHULUAN

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

merupakan alat yang merubah sumber tenaga panas menjadi tenaga mekanik. Mesin

yang mengubah energi panas dari proses pembakaran bahan bakar di dalam maupun

di luar mesin menjadi tenaga mekanik yang digunakan untuk melakukan kerja

umumnya disebut motor bakar atau mesin kerja. Motor bakar terbagi menjadi dua

yaitu motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) dimana tenaga panas

dihasilkan dalam mesin itu sendiri. Sebagai contoh mesin bensin, mesin diesel.

Motor pembakaran luar (External Combustion Engine), dimana tenaga panas yang

dihasilkan dari luar mesin, akan tetapi masih dalam satu unit mesin. Contohnya mesin

uap, mesin turbin dan lain lain.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Motor Bensin atau Otto

Motor bensin merupakan salah satu jenis motor bakar dalam yang

menggunakan bahan bakar bensin dengan sistem pengapian menggunakan busi.

Motor otto atau bensin menggunakan bahan bakar yang mudah terbakar atau

menguap. Pada dasarnya motor bensin bekerja dengan konsep mengubah energi

pada bahan bakar menjadi energi gerak dengan cara membakarnya di dalam

ruang bakar. Oleh karena itu motor bensin termasuk Internal Combustion

Engine. Prinsip kerjanya adalah dengan menempatkan sejumlah bahan bakar

pada ruangan tertutup kemudian menyalakannya. Pada motor bensin penyalaan

bahan bakar ini dilakukan oleh percikan listrik (spark ignition), yang kemudian

menyebabkan pelepasan energi yang besar melalui ekspansi udara yang terdapat

di ruang bakar tersebut sehingga dapat diubah menjadi energi kinetik. Energi

kinetik ini berupa gerak translasi torak yang kemudian diubah menjadi rotasi

oleh poros engkol (crankshaft). Gambar motor bensin:

Motor bensin dapat diklasifikasikan menjadi 2 yaitu:

Motor bensin 2 tak

Motor bensin 4 tak

B. Motor Bensin 2 Tak

Pada motor bensin 2 tak ini, satu kali tenaga hanya memelukan 2 langkah

atau gerakan piston dimana pada setiap langkah terjadi 2 langkah proses,yaitu:

1. Langkah Pertama

a. Di atas Piston (Langkah Hisap atau Pengisian Ruang Engkol)

Sewaktu piston bergerak ke atas menuju TMA (Titik Mati Atas), ruang

engkol akan membesar dan menjadikan ruang tersebut hampa (vakum).

Lubang pemasukan terbuka. Dengan perbedaan tekanan ini, maka udara

luar dapat mengalir dan bercampur dengan bahan bakar di karburator

yang selanjutnya masuk ke ruang engkol.

Gambar:

b. Di bawah piston (Langkah Kompresi)

Lubang pemasukan dan lubang buang tertutup oleh piston , sehingga

terjadi proses kompresi di sini. Gerakan piston yang terus ke atas,

mendesak gas baru yang sudah masuk sebelumnya, membuat suhu dan

tekanan gas meningkat. Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA,

busi akan memercikkan bunga api dan membakar campuran gas tersebut.

Gambar:

2. Langkah Kedua

a. Di atas piston (Langkah Buang)

Ketika Piston mencapai TMA, busi akan memercikkan api dan

membakar campuran gas sehingga menghasilkan tenaga yang mendorong

piston memutar poros engkol sewaktu piston bergerak menuju TMB

(Titik Mati Bawah). Beberapa derajat setelah piston bergerak ke TMB,

lubang buang terbuka dan gas-gas bekas pembakaran keluar melalui

saluran buang.

b. Di bawah piston (Langkah Pembilasan)

Setelah saluran buang terbuka, maka saluran bilas atau saluran transfer

mulai terbuka oleh tepi piston. Gas baru yang berada di bawah piston

terdesak, campuran yang dikompresikan tersebut mengalir melalui

saluran bilas menuju puncak ruang bakar sambil membantu mendorong

gas bekas keluar.

Gambar:

Kelebihan motor bensin 2 tak:

a. Pembakaran terjadi pada setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros

engkol lebih halus dan putaran mesin menjadi lebih halus.

b. Konstruksinya sederhana (tidak terdapat mekanisme katup).

c. Tenaga yang dihasilkan lebih besar.

Kekurangan motor bensin 2 tak:

a. Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah

tekanan kembali gas buang lebih tinggi.

b. Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang, timbul gesekan antara

ring piston dan lubang, sehingga ring piston lebih cepat aus.

c. Mudah terjadi panas pada silinder karena lubang buang terdapat pada bagian

silinder.

d. Konsumsi bahan bakar dan pelumas lebih banyak.

C. Motor Bensin 4 Tak

Motor bensin 4 tak adalah motor bensin yang setiap siklus kerjanya

dalam 4 langkah torak atau 2 kali putaran poros. Cara kerja dari motor bensin 4

tak tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

1. Gerak Hisap

Pada gerak hisap campuran udara bensin ke dalam silinder. Torak dalam

gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabakan kevakuman di dalam

silinder, dengan demikian campuran udara bensin dihisap ke dalam silinder.

Selama langkah hisap ini katup hisap terbuka dan katup buang tertutup.

2. Gerak Kompresi

Pada gerak ini, campuran udara dan bensin yang telah berada di dalam

silinder dipampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA.

Katup hisap dan katup buang tertutup, bila tekanan bertambah besar maka

ledakan akan semakin besar, dengan ledakan ini akan mendorong torak ke

bawah.

3. Gerak Kerja/ usaha

Dalam gerak ini campuran udara dan bensin yang dihisap akan terbakar

oleh api busi, menyebabkan timbul ledakan yang sangat kuat sehingga

mampu mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga gerak yang nyata.

Selama gerak ini katup hisap dan katup buang masih tertutup.

4. Gerak Buang

Pada gerak ini torak bergerak ke bawah dari TMB ke TMA, mula-mula

katup buang terbuka dan gas bekas sisa pembakaran didorong oleh torak

keluar, selama gerak ini katup hisap tertutup. Bila torak mencapai TMA,

torak akan mulai gerakan hisap kembali, yaitu torak akan bergerak dari TMA

ke TMB.

Kelebihan motor bensin 4 tak:

a. Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil, sehingga pemakaian

bahan bakar lebih hemat.

b. Pada putaran rendah lebih baik dan panas lebih rendah.

c. Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan

lebih baik.

Kerugian motor bensin 4 tak:

a. Mekanisme katup lebih banyak, sehingga perawatannya lebih sulit.

b. Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga

keseimbangan putar tidak stabil

D. Siklus Otto

Siklus Otto adalah siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan

dalam kehidupan manusia. Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin

(Petrol Fuel) adalah contoh penerapan dari sebuah siklus Otto. Secara

thermodinamika, siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri

dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor

tetap). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur (V)

berikut:

Proses yang terjadi adalah :

1-2 : Kompresi adiabatis

2-3 : Pembakaran isokhorik

3-4 : Ekspansi / langkah kerja adiabatis

4-1 : Langkah buang isokhorik

Dalam daur otto yang ideal proses kompresi dan ekspansi diumpamakan

reversibel dan adiabat, yaitu isentropik, sedangkan selama langkah-langkah

pemasukan dan pengeluaran tekanan dalam silinder diandaikan sama dengan

tekanan atmosfer. Kerja oleh torak terhadap gas di dalam silinder selama langkah

pembuangan secara eksak sama dengan kerja yang dilakukan oleh gas terhadap

torak selama langkah hisap, sehingga kerja yang dihasikan dan merupakan

output dari mesin semata-mata oleh kelebihan kerja yang dilakukan terhadap gas

selama langkah kompresi dan ekspansi. Dalam kenyataannya pada proses

kompresi maupun ekspansi perpindahan panas terjadi, sehingga proses-proses

tersebut tidaklah isentropik.

E. Bilangan Oktan