BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar Belakang Kendaraan bermotor sudah tidak asing lagi digunakan oleh masyarakat Indonesia. Dari kalangan muda sampai dewasa, dari kaum adam sampai kalangan wanita tidak mau ketinggalan untuk bisa mengendarai motor. Terlebih di era modern seperti saat ini, motor mampu menjawab kendala-kendala yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Seperti halnya mengantar anak ke sekolah, membeli sayur di pasar yang letaknya sangat jauh, sampai pergi ke kantor. Motor telah menjadi kebutuhan bagi masyarakat Indonesia oleh semua kalangan.Selain menjadi andalan dan sarana yang mampu mempermudah urusan manusia, sepeda motor juga memiliki dampak negative bagi kehidupan manusia dan lingkungan. Dampak yang paling terasa adalah kesehatan. Hal ini karena sepeda motor mengeluarkan asap yang merupakan gas polutan (sumber polusi) yang mampu merusak kesehatan manusia. Gas yang dikeluarkan sepeda motor mengandung CO yang akan lebih mudah berikatan dengan sel darah merah ketika kita hirup dan sampai ke paru-paru. Selain itu, gas buang yang lain adalah CO2 yang mampu mengakibatkan efek rumah kaca. Semua gas polutan tersebut dihasilkan akibat dari pembakaran mesin sepeda motor. Menjadi tugas besar bagi para insinyur untuk mendesain mesin yang mampu menghasilkan gas polutan seminimal mungkin dan menghasilkan tenaga yang besar dengan bahan bakar yang sedikit. Data Kementerian Lingkungan Hidup mencatat, polusi udara dari kendaraan bermotor angkanya cukup tinggi dan sudah melampaui ambang batas yang ditetapkan dalam PP Nomor 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara. Salah satu penyebabnya, di antaranya karena sistem pembakaran dalam mesin kurang sempurna dan bahan bakar yang bertimbal sehingga meninggalkan sisa-sisa pembakaran berbentuk polutan. Jadi, jenis mesin motor berpengaruh terhadap gas polutan dan tenaga yang dihasilkan.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Teknologi Motor Bakar 2 Tak Pada Sepeda MotorDi dunia otomotif, dikenal beberapa teknologi mesin sumber tenaga kendaraan berbahan bakar bensin, yaitu 2 tak (dua langkah) dan 4 tak (empat langkah). Namun sejak dua dekade terakhir ini, beberapa negara maju telah menetapkan pembatasan penggunaan mesin 2 tak. Bahkan AS telah melarang penjualan sepeda motor 2 tak yang berkapasitas mesin 100cc ke atas sejak 1985. Hal ini dikarenakan motor bakar 2 tak tidak ramah lingkungan. Asap yang ditimbulkan dari mesin ini lebih berbahaya dibandingkan dengan motor bakar 4 tak. Meskipun demikian, keduanya tetap menghasilkan asap polutan yang dapat merusak kesehatan dan lingkungan. Melalui paper ilmiah ini, penulis akan menyajikan informasi terkait inovasi terhadap mesin motor bakar 2 tak yang lebih ramah lingkungan dan efisien dalam penggunaan bahan bakarnya. Inovasi tersebut dinamakan OPOC (Opposed Piston Opposed Cylinder) yang dikembangkan oleh EcoMotor. Sebelum membahas OPOC, penulis akan menjelaskan mesin motor bakar 2 tak. Mesin motor bakar 2 tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran akan mengalami dua langkah piston. Ciri-ciri motor yang menggunakan mesin 2 tak adalah : 1. Sistem pelumasannya dicampurkan kedalam bensin maka gas buang mesin dua langkah bewarna putih,2. Suara mesin lebih halus karena setiap dua langkah terjadi satu kali pembakaran bensin.3. Pemakaian bahan bakar lebih boros4. Menggunakan dua fungsi pelumasan yaitu untuk melumasi ruang engkol, piston, dan dinding silinder serta untuk melumasi transmisi. 5. Memiliki dua buah ring piston, yaitu ring kompresi pertama dan ring kompresi kedua.

2.2. Prinsip Kerja Motor Bakar 2 TakPada prinsipnya, motor bakar 2 tak memiliki 2 langkah artinya dalam satu siklus kerja 2 tak hanya terdiri dari 1 kali gerakan naik dan 1 gerakan turun dari piston saja. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Langkah 1 (Downstroke) Langkah Masuk (Intake).Campuran bahan bakar dan udara dihisap masuk ke dalam rumah engkol akibat tekanan vakum yang terjadi pada saat piston bergerak ke atas. Langkah Penyaluran (Transfer/Exhaust). Pada saat mendekati posisititik mati bawah, saluran masuk terbuka dan campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam silinder. Pada saat yang sama masuknya campuran bahan bakar dan udara tersebut mendorong sisa hasil pembakaran keluar melalui saluran pengeluaran pada sisi yang berlawanan dari lubang pemasukan. Langkah Masuk (Intake) Langkah Penyaluran (Transfer/Exhaust)

2. Langkah 2 (Upstroke) Langkah Tekan (Compression).Selanjutnya piston bergerak ke atas dan menekan campuran bahan bakar dan udara. (pada saat yang sama terjadi langkah masuk yang berikutnya di bagian bawah piston). Langkah Tenaga (Power).Pada saat pendekati posisi titik mati atas busi akan menyala dan menyundut campuran bahan bakar dan udara sehingga terjadi ledakan yang mendorong piston ke bawah. Langkah Tekan (Compression) Langkah Tenaga (Power)

2.3. Analisa Termodinamika pada Motor Bakar 2 TakAnalisis termodinamika untuk kondisi aktual tersebut dapat disederhanakan bila digunakan asumsi udara-standar yang berlaku sebagai gas-ideal. Karenaitu, siklus untuk kondisi aktual dimodifikasi menjadi sistem tertutup yang disebut sebagai siklus Otto ideal. Skema dan pernyataan prosesnya pada diagram P-v dan T-s seperti terlihat pada gambar berikut, Siklus Otto ideal terdiri dari empat proses reversibel internal, yaitu proses 1-2 kompresi isentropik, proses 2-3 penambahan kalor pada volume tetap, proses 3-4 ekspansi isentropik, dan proses 4-1 pelepasan kalor pada volume tetap. Karena siklus Otto ideal ini merupakan sistem tertutup, maka ada beberapa asumsi yang digunakan yaitu (1) mengabaikan perubahan energi kinetik dan potensial, dan (2) tidak ada kerja yang timbul selama proses perpindahan kalor.Persamaan untuk siklus otto :,,Sehingga kerja netto dari siklus dapat ditulis menjadi

2.4. Keuntungan dan Kerugian Motor Bakar 2 TakMotor bakar 2 tak memiliki keuntungan dan kerugian seperti tabel dibawah ini :KeuntunganKerugian

Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih halus, jadi putaran lebih rataLangkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan kembali gas buang lebih tinggi

Tidak memerlukan klep, komponen part lebih sedikit, perawatan lebih mudah dan relatif murahring piston akan lebih cepat aus akibat gesekan antara ring piston dan lubang

Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga menghasilkan gerakan yang halusmudah timbul panas Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder

KeuntunganKerugian

tenaga yang dihasilkan lebih besarPutaran rendah sulit diperoleh

Konsumsi pelumas dan bensin lebih banyak.

Asap yang ditimbulkan lebih pekat

2.5. Mesin 2 Tak OPOC (Opposed Piston Opposed Cylinder)Mesin 2 tak kini sering dipandang sebelah mata karena dianggap boros dan tidak ramah lingkungan. Terlebih perusahaan sepeda motor asal Jepang sudah jarang memproduksi mesin dengan jenis ini. Namun, lain halnya di negeri Eropa. Tidak seperi di Jepang dan Indonesia, baru-baru ini insinyur Jerman telah mengembangkan konsep mesin 2 tak ini menjadi OPOC (Opposed Piston Opposed Cylinder). Peter Hofbauer, seorang engineer asal Jerman, memiliki ide untuk menggunakan konsep mesin baru ketika dia sedang bekerja di perusahaan otomotif asal Jerman, Volkswagen. Beliau mengajukan konsep mesin Opposed-Piston Opposed-Cylinder (OPOC), sebuah konsep mesin yang sebenarnya sudah pernah dibuat pada tahun 1900 oleh Gobron-Brilli (perusahaan asal Prancis) namun tidak mendapat banyak perhatian ketika itu.

Mesin ini dinamakan OPOC Engine karena arah piston yang saling berhadapan dan bergerak mendekat-menjauh (Opposed-Piston, Opposed-Cylinder). Pada OPOC Engine, terdapat dua buah piston pada satu silinder. Busi (untuk mesin bensin) atau nozzle injector (untuk mesin diesel) dapat diletakkan diantara dua piston pada satu silinder, sehingga OPOC Engine bisa diaplikasikan untuk mesin bensin dan mesin diesel.

2.6. Prinsip Kerja Mesin OPOCSama halnya dengan mesin 2 tak biasa, OPOC juga memiliki 2 langkah yaitu:1. Langkah Compression-Combustion

Pada langkah ini, campuran bahan bakar masuk ke dalam silinder kiri dan pada saat yang bersamaan gas buang hasil pembakaran sebelumnya bergerak keluar menuju saluran gas buang. Selanjutnya, kedua piston akan bergerak mendekat untuk melakukan proses kompresi agar terjadi pembakaran. Pada silinder kanan, piston sedang bergerak menjauh akibat proses pembakaran.

2. Langkah Combustion-Compression

Pada tahap ini, dua buah piston pada silinder kiri sedang bergerak menjauh akibat gaya dorong yang dihasilkan oleh proses pembakaran. Pada saat yang bersamaan, dua buah piston pada silinder kanan sudah selesai proses pembakarannya. Gas buang hasil pembakaran bergerak keluar menuju saluran gas buang dan campuran bahan bakar baru mulai masuk ke silinder. Mesin ini dinamakan OPOC Engine karena arah piston yang saling berhadapan dan bergerak mendekat-menjauh (Opposed-Piston, Opposed-Cylinder).2.7. Keunggulan dan Kelemahan Mesin OPOCMesin OPOC memiliki keunggulan dan kelemahan dibandingkan dengan mesin 2 tak biasa. Adapun keunggulannya antara lain :1. OPOC Engine bisa dikatakan lebih irit bahan bakar karena bila dibandingkan dengan mesin biasa (dengan kapasitas mesin yang sama), ruang silinder yang terpakai untuk proses pembakaran hanya setengah dari mesin biasa tetapi dapat menghasilkan daya yang sama dengan bahan bakar yang lebih sedikit.2. OPOC Engine lebih ramah lingkungan bila dibandingkan dengan mesin 2-tak biasa.3. Komponen yang dibutuhkan dalam OPOC Engine tidak banyak, sehingga lebih mudah dirawat.

Selain keunggulan, OPOC juga memiliki kelemahan disbanding dengan mesin 2 tak biasa yaitu :1. Konstruksinya yang membutuhkan ruang yang lebar2. Untuk pengaplikasian pada sepeda motor cukup sulit, karena mesin motor biasanya terletak di bawah sehingga akan sulit ketika motor berbelok dengan kecepatan tinggi (khawatir mesinnya menggesek aspal).

2.8. Penerapan Mesin OPOC pada Teknologi ModernMobil Listrik EcoMotors mengharapkan mesin OPOC bisa digunakan untuk keperluan komersial dan militer (menggunakan bahan bakar diesel). Karena itu pula, sudah ada perusahaan tertarik menggunakannya untuk truk ukuran sedang. Sedangkan mesin OPOC berkapasitas kecil, dinilai cocok untuk mobil listrik dengan tambahan genset (hibrida seri).Dikatakan pula, industri ruang angkasa juga memperoleh keuntungan dari mesin ini. Selain dari densitas tenaganya yang tinggi, bobot enteng, irit bahan bakar, jumlah material yang digunakan jauh lebih sedikit.Saat ini, dua mesin OPOC diesel sudah digunakan pada helikopter konsep yang disebut bluecopter hibrida-elektrik oleh konsorsium helikopter Eropa, EADS dan diperkenalkan pada Berlin Air Show, Juni lalu.

BAB IIIPENUTUP

3.1. Kesimpulan Mesin 2 tak secara umum menghasilkan energi yang besar jika disbanding dengan mesin 4 tak. Namun, bahan bakar yang digunakan cukup banyak karena sekali mengambil bahan bakar hanya terdapat 2 langkah piston kemudian bahan bakar yang telah dipakai langsung dibuang bersama-sama dengan oli mesin. Selain itu, penggunaan oli yang dicampur dengan bensin pada mesin 2 tak berdampak negatif bagi lingkungan. Karena gas buang yang dihasilkan dari motor bakar 2 tak lebih hitam dan pekat karena mengandung oli mesin. Pada mesin 2 tak yang telah dimodifikasi menjadi OPOC (Opposed-Piston, Opposed-Cylinder), lebih irit bahan bakar karena bila dibandingkan dengan mesin biasa (dengan kapasitas mesin yang sama), ruang silinder yang terpakai untuk proses pembakaran hanya setengah dari mesin biasa tetapi dapat menghasilkan daya yang sama dengan bahan bakar yang lebih sedikit. Namun, pada mesin OPOC membutuhkan ruang mesin yang cukup besar untuk bisa beroperasi. Karena pada mesin ini terdapat 4 buah silinder yang bekerja satu garis lurus, sehingga tidak cocok digunakan pada jenis kendaraan roda 2.

DAFTAR PUSTAKA

Hadi P, Anggah. 2009. Makalah Pengenalan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Perbedaan Sistem Kerja Mesin 2 Tak dan Mesin 4 Tak. Universitas Darul Ulum Jombang.Kompas.com (Rabu, 18 Agustus 2010 | 13:51 WIB)http://id.wikipedia.org/wiki/Motor_bakar_dua_langkah (Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)http://eckonopianto.blogspot.com/2010/03/prinsip-kerja-mesin-2-tak-two-strike.html (Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)http://tutorialteknik.blogspot.com/2011/05/siklus-otto-ideal.html (Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)http://www.slideshare.net/RyanRori1/presentasi-sistem-tenaga-gas-termodinamika(Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)http://auto.howstuffworks.com/inside-opoc-engine.htm (Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)https://rifkyhimself.wordpress.com/ (Diakses pada Minggu, 22 Maret 2015)

10