PENYALURAN BAHAN BAKAR DAN PENGAPIAN PADA MOTOR BENSIN

1. Karburator motor-motor campur

• Karburator menghasilkan: campuran kabut bahan bakar + udara.

• Perbandingan campuran ditentukan oleh beban motor.

Campuran bensin-udarakg udara/kg bensin

kg bensin /kg udara MS

Campuran termiskin yang masih dapat diuapkan

20,0 : 1 0,050 0,73

Ekonomis maksimal 15,7 : 1 0,064 0,94Benar secara kimia 14,7 : 1 0,068 1,00Daya maksimal 14,4 : 1 0,070 1,02Campuran terkaya yang masih dapat diapikan

8 : 1 0,125 1,84

(bobot udara pada 16 cm Hg dan 15oC = 1,226 kg/m3).

Nilai-nilai tersebut di atas berlaku untuk motor bensin 1 silinder.

Karburator yang diterapkan• Karburator penguapan ternyata tak dapat diterapkan

karena mutu campurannya tak dapat dijamin dalam jangka lama.

• Kini dipakai perbedaan tekanan yang terjadi bila udara dialirkan pada bagian yang menyempit (venturi) atau pada dan sekitar katup kupu-kupu.

• Jenis karburator (arah udara yang mengalir): karburator arus jatuh, arus naik dan arus lintang.

Suplay bensin - 1

• Dalam gambar dibawah dapat terlihat karburator arus jatuh yang disederhanakan.

• Ia mempunyai ruang pelampung yang berpermukaan 1 – 3 mm di bawah mulut nosel (menghindari kekosongan pada motor yang berhenti).

• Pada motor yang sedang jalan terjadi pengurangan tekanan pada bagian yang menyempit hal mana akan menyebabkan bensin mengalir.

• Bagaimana perubahan tekanan pada motor yang sedang berjalan terhadap beban dan jumlah putaran dapat kita libat dalam grafik di bawah.

• Makin tinggi pembebanan motor dan makin tinggi putarannya, makin banyak udara yang mengalir melalui karburator.

• Semakin kuat arus, udara per satuan waktu ini akan semakin pakum dalam venturi. Pengaruh peningkatan pakum, maka udara akan lebih banyak dan bahan bakar juga akan lebih banyak harus dialirkan dengan perbandingan campuran yang harus relatif konstan (bahan bakar - udara).

• Hukum aliran untuk gas dan cairan (dari lubang yang kecil) ternyata berbeda. Pada peningkatan pakum, bahan bakar relatif lebih hanyak yang akan mengalir.

Suplay bensin - 2

uap/udara

karburator penguapan

udara

Katup trotel

Katup choke

• Perbandingan campuran untuk karburator sederhana ini bila dipakai pada perubahan beban dapat dilihat pada sketsa di bawah.

• Pengaliran bahan bakar yang relatif kaya dapat dicegah dengan prinsip udara pengerem.

• Dalam karburator-karburator dibuat nosel-nosel tersendiri (nosel pembantu) dengan prinsip di atas dalam suatu susunan pipa-pipa kecil konsentris (berlubang).

• Dalam gambar karburator di bawah ini dapat dilihat secara skematis prinsip udara pengerem.

• Nosel utama I mempunyai lubang tersempit didekat venturi. Jalannya perbandingan campuran yang kurang tepat dapat dilihat dalam grafik.

• Untuk nosel pembantu II berlaku bahwa lubang udara terkecil terletak segera setelah ruang pelampung.

• Antara lubang udara ini dan lubang keluar dalam venturi ditempatkan sebuah pipa kecil yang tegak dan cukup ketinggiannya (di atas permukaan dalam kamar pelampung) sedemikian hingga ia berhubungan dengan udara luar.

Suplay bensin - 3

Terlampau miskin

Terlampau kaya

• Dengan pakum yang meningkat maka pengeluaran bahan bakar, paling tidak akan terpengaruh oleh pakum dalam venturi karena ada udara (udara pengerem) yang dapat masuk melalui pipa vertikal itu.

• Karenanya akan mengalir bahan bakar yang kurang lebih konstan.

• Dalam grafik terlihat bahwa makin tinggi beban, perbandingan campuran oleh nosel pembantu menjadi semakin miskin. Kedua nosel bersama-sama memberikan perbandingan campuran yang boleh dikatakan sama (tak bergantung pada beban).

• Untuk pemakaiannya dalam praktek karburator tersebut mempunyai beberapa keberatan. Batas-batas perbandingan campuran tersebut tetap berlaku untuk motor berbeban penuh.

• Pada beban rendah atau waktu start letak batas-batas itu dekat satu sama lain dan membutuhkan campuran yang kaya.

• Pada beban maksimal pendinginan ekstra tidak diinginkan.

Suplay bensin - 4

• Terjadi kecendurangan bahwa pada beban penuh terjadi campuran yang kaya (pendinginan ekstra akibat bahan bakar). Pada grafik daya terlihat bahwa pemakaian minimum tidak pada daya mininum.

• Pada motor-motor traktor merupakan kebutuhan bahwa pada penaikan beban yang cepat (akselerasi) selama waktu singkat dipakai campuran yang kaya. Jadi dari pemikiran semula dalam praktek sudah

Suplay bensin - 5

menyimpang dari perbandingan-perbandingan campuran yang konstan (lihat contoh motor mobil).

Nesel stasioner• Untuk memperkaya perbandingan campuran pada

keadaan tanpa beban (dimana katup kupu-kupu praktis tertutup sama sekali), dipakai nosel yang dapat diatur dengan konstruksi yang sangat sederhana.

• Pada sketza karburator Zenith yang lalu, ditempatkan sebuah pipa kecil dalam saluran udara pengerem yang tegak. Pipa kecil ini bermuara lewat sebuah sekrup pertyetel yang berlubang pada ruang tutup dari katup smoor.

• Dengan menutup katup choke dapat diperoleh campuran kaya yang dibutuhkan pada waktu start.

Perkayaan beban penuh• Diperoleh dengan menambahkan nosel

(penyemprot) disebelah dalam atau dengan memperbesar lubang udara pada nosel yang telah ada.

• Ada bubungan dengan susunan setang dari katup kupu-kupu dimana digunakan bila katup dibuka maksimal.

Pompa akselerasi (percepatan), • Dilayani lewat katup kupu-kupu akan menyemprotkan

benzin secara berlebiban secara radial dalam tabung hisap.

• Prinsip yang lebih tepat pengaturan perbandingan campuran kita jumpai pada karburator AMAL untuk

Suplay bensin - 6

sepeda motor. Secara bersamaan akan terbuka arus untuk udara maupun bahan bakar. Tetapi realisasinya sukar untuk dapat dibuat terpercaya.

• Untuk motor mobil sport pengaturan ini dicobakan dalam apa yang disebut karburator SU. Disini pakum motor (ukuran beban) mempengaruhi kedudukan pintu udara dan bahan bakar.

2. Pompa bensin• Pompa membran ini dengan hisapan dan tekanannya

digerakkan oleh poros nok. • Agar tidak bergantung pada putaran tetapi masih

mengikuti beban maka dipasangkan setang pengikut antara nok dan membran yang memakai engsel.

Suplay bensin - 7

• Membran hanya menyalurkan bensin secukupnya ke karburator berkat adanya pen pelampung dikarburator dan pegas pada membran. (Tipe pompa ini juga terdapat pada motor diesel dan disebut pompa bahan bakar awal).

Lempeng pemanas• Untuk menghindari pendinginan yang hebat pada pipa

akibat penguapan bahan bakar (malah terkadang terjadi es) maka dijumpai konstruksi-konstruksi dimana panas dialirkan ke pipa hisap itu.

• Kebutuhan pemanasan ini makin terasa pada permulaan mesin hidup dicuaca dingin.

• Dengan perantaraan bimetal-spiral maka panas dari gas buang dimanfaatkan dan secara otomatis (akibat pekerjaan bimetal tersebut), terhenti pengaliran panas apabila sudah tidak dibutuhkan.

• Motor-motor minyak tanah mempunyai konstruksi lempeng pemanas yang besar untak mendapatkan uap bahan bakar yang cukup bagi silinder-silindemya.

3. Saringan udara• Udara yang dihisap motor mengandung

kotoran-kotoran yang apabila ukurannya melebihi

Suplay bensin - 8

tebal lapisan pelumas dapat menimbulkan keausan yang berlebihan.

• Tanpa saringan udara, motor yang bergerak dalam udara berdebu akan aus dalam 100 – 150 jam saja (dalam keadaan ekstrim malahan hanya 15 jam).

• Dengan filter yang baik motor dapat bertahan selama 3000 jam dalam udara berdebu.

• Suatu saringan dapat mengurangi keausan sampai tinggal 1/2 - 1/4 % dari nilai tanpa saringan.

Perkiraan jumlah debu

Kepadatan debu◦ Dalam badai pasir; dibelakang

kendaraan di atas pasir; ditanah tanah berpasir, di tempat gilingan semen dan pembakaran kapur.

2 g/m3

◦ Di lapang bebas pada angin yang cukup (lihat sketsa bawah)

0,1-0,5g/m3

◦ Kendaraan yang berurutan jalan yang berdebu, dipenggalian batu dan waktu merontok

0,03 - 0,1g/m3

◦ Kendaraan (sendiri) di jalan berdebu

0,01 - 0,03g/m3

◦ Jalan desa dengan lapis yang dikeraskan

0,003 - 0,01g/m3

◦ Jalan yang dikeraskan 0,01- 0,003 g/m3

◦ Jalan aspal, beton 0,001 - 0,01 g/m3

◦ Jalan lintas cepat (high-way) 0,0001 g/m3

• Banyak udara terhisap adalah:

Vn = volume langkah dari motor dalam litervol = efek kegunaan volumetrikvol motor bensin = 75 - 80%, diesel = 85 - 90%.

Suplay bensin - 9

• Udara yang terhisap dapat juga dihitung lewat perbandingan bahan bakar/udara (motor bensin 1 : 14 dan motor diesel 1 : 14,5 dengan dasar bobot).

• Banyaknya udara pada;motor bensin ± 10,75 Nm3/kg bahan bakar motor diesel ± 11,1 Nm3/kg bahan bakar(bobot udara pada 0oC dan 76 cm Hg = 1,229 kg/m3).

• Melalui pemakaian bahan bakar spesifik 300 g/epk/h, diperlukan 3,6 m3 udara/pk jam.

Bobot partikel debupasir kering = 1,4 – 1,6 g/cm3 liat kering = 1,5 – 2,5 g/cm3 butir kwarsa = 2,3 g/cm3

Waktu jatuh partikel• Karena bentuknya yang tak teratur maka hukum jatuh

stokes tidak bedaku. • Pembuat-pembuat saringan memberikan pegangan:

besarnya parti kel dalam mikron (g)

2 5 10 20 40 80 150 300

Itecepatan jatuh cm/det

0,025 0,15 0,6 2,4 9,3 30 62 108

waktu jatuh se tinggi 1 m dalam detik

4100 760 170 42 11 3,3 1,6 0,9

Penyaringan debu pada traktor pertanian

Suplay bensin - 10

a. Sisa tanaman, sekam dan lain-lain dapat ditahan oleh saringan kasa biasa. Untuk memperluas bidang saring dalam ruangan yang kecil seringkali kasa itu dilipat. Pembersihannya dilakukan dengan menggosok atau menyikat.

b. Partikel >50 cepat jatuh. Jarang partikel dapat mencapai ketinggian lubang penghisap motor. Partikel ini mudah dielakan dengan pembengkokan saluran pemasukan atau memutarkan udara yang masuk (sentrifusi). Kecepatan udara waktu memasuki motor dapat mencapai 40 - 50 m/det dalam filter.

c. Partikel 10 – 50 sering terdapat dan 2 x lebih berbahaya dari pada partikel pada d. Partikel antara 10 - 50 ini dipisaahkan dengan pemakaian saringan tipe siklon.

d. Partikel antara 2 - 10 menyebabkan banyak kesulitan karena lamanya melayang diudara. Untuk menghilangkan dibutuhkan saringan yang baik misalnya material yang dibasahi oli; saringan rendam oli dan saringan kertas. (1 kg oli dapat menahan ± 1 kg debu jenis ini).

e. Partikel <2 selalu melayang di udara. Ia kurang merugikan karena ukurannya yang lebih kecil dari tebal pelumasan.

Syarat yang harus dipenuhi oleh saringan

1. mempunyai kemampuan menyaring tinggi.2. kemampuannya kurang bergantung pada putaran

motor dan pembebanan motor.3. menimbulkan kehilangan tekanan yang kecil (11-2%

kehilangan terhadap daya).

Suplay bensin - 11

4. berkapasitas mengumpulkan debu tinggi (pemelibaraan rendah misal: waktu ganti 100 jam).

5. volume yang kecil.6. berkemampuan meredam suara.7. berkernampuan memadamkan api balik (pada motor-

motor bensin).

Tipe saringan dan rendemen saringan

Tipe saringanRendemen saringan

I Saringan kasa baikII Saringan siklon atau sentrifugal 95%III Material yang dibasahi minyak 95-97%IV Saringan berisi minyak atau kertas 98-99,5%V Saringan kombinasi (rendam

minyak siklon)98-99,5%

4. Tangki saluran bahan bakar

Suplay bensin - 12

• Tangki penampungan perlu ditempatkan seperti posisi dalam gambar sebelum diambil isinya agar air dan endapan lainnya sejauh mungkin letaknya dari keran pengeluaran.

• Tangki bensin perlu terbuat dari pelat berlapis timah. Pada pemakaian pelat logam kuningan, adanya Cu pada pelat mempercepat terjadinya zat yang lengket dan berbentuk sele yang pada waktu lama akan menyebabkan penyumbatan.

• Pelat seng dihindari pada motor diesel karena logam seng atau ikatan sering merusak pompa bahan bakar atau penyemprot solar akibat kelonggaran yang sangat kecil dari onderdil-onderdil alat tersebut.

• Semua tempat penyimpanan bahan bakar harus dilengkapi dengan lubang aliran udara (lubang kecil pada tutup tangki).

• Tetapi udara yang terhisap mengandung uap air dan akan berkumpul nantinya sebagai tetesan air didasar tangki baban bakar.

• Adanya tempat-tempat pemhuangan air atau tempat penangkap air dan kotoran sangat dianjurkan pada konstruksi tangki.

• Untuk tangki bahan bakar solar dianjurkan agar selalu diisi penuh lagi setelah begitu selesai dipekerjakan. Hal ini untuk menjaga agar tidak ada uap air yang mengembun dalam tangki.

• Saluran hisap lebih disukai ditaruh di bagian atas tangki (untuk menghindari kebocoran yang berbahaya

Suplay bensin - 13

bila terguncang-guncang) dan berjarak beberapa cm di atas dasar tangki (tetapi juga tak sampai menghisap air dan kotoran).

Suplay bensin - 14

Pengapian motor-motor berbahan bakar campur

• Pada motor-motor ini permulaan pembakaran dicapai dengan loncatan api listrik. Percobaan api listrik ini didapat dari sumber luar yaitu accu atau maknit permanen.

• Dapat dibedakan antara pengapian accu (atau bobin) dan pengapian maknit (pengapian maknit roda gila).

5. Busi• Pada tegangan antara 12000 - 20000 volt akan terjadi

percikan api pada elektroda-elektroda yang berjarak 0,7 – 0,8 cm satu terhadap lainnya. Satu elektroda (massa) dihubungkan dengan logam motor.

• Busi harus dapat bertahan terhadap perbedaan suhu yang besar (3000 oC dan 60 oC) dan tekanan yang tinggi (50 atm dan 0,9 atm). Bergantung pada jenis busi dan cara penggunaan motor dapat dicapai suhu membersihkan sendiri yang berkisar antara 500 oC dan 600 oC.

Suplay bensin - 15

• Jenis ulir sekrup busi yang banyak dijampai adalah: 7/8”WW (agak tua); ¾”G (agak tua), M 18 x 1,5; M 14 x 1,25; M 12 x 1,25 dan M 10 x 1.

• Bahan isolasinya adalah korundum (Al2O3) yang dibakar.

• Pembuangan panas dari elektroda sentral dipengaruhi oleh bentuk busi itu.

• Busi dapat dijual dalam beberapa macam derajat-panas.

• Dari warna busi dapat diketahui apakah derajat panas yang dipilih sudah betul dan apakah bagi motor yang dicobakan sudah sesuai.

6. Bagan pengapian aki (bobin)

Aki• Tentang hal ini dibahas pada bab instalasi listrik. Kini

makin hanyak orang memakai aki 12 volt.

Saklar pengapian• Hal ini mutlak perlu karena pada keadaan motor diam,

titik kontak pemutus arus dapat berada pada keadaan tertutup sehingga aki akan habis muatannya (atau bobin terbakar).

• Disamping itu sakelar pengapian juga berfungsi untuk mematikan mesin.

Suplay bensin - 16

Bobine• Sekitar teras besi lunak dililitkan kumparan primer

(kawatnya kasar dan lilitannya sedikit) dan kumparan sekunder (lilitan banyak dengan kawat halus).

• Kumparan primer dihubungkan pada aki. • Bila lingkar arus itu tiba-tiba terputus karena titik

kontak pemutus arus membuka maka terjadi induksi pada lilitan sekunder yang membangkitkan tegangan tinggi (12000 - 20000 volt) yang menimbulkan loncatan api pada busi.

Pemutus arus• Dengan perantaraan beberapa nok pada sumbu

pemutus arus maka lengan pemutus arus akan terangkat pada saat yang tepat dan dengan demikian titik kontak akan mmjauh satu sama lain.

• Pemilihan jumlah nok pada poros pemutus arus dan jumlah putaran dari poros bergantung pada tipe motor (4 atau 2 langkah) dan jumlah silinder.

• Pada motor 4 langkah putaran poros, pemutus arus dapat diambil dari poros nok.

Titik kontak

Suplay bensin - 17

• Pemutus-arus terbuat dari logarn yang bermutu tinggi agar tidak cepat aus. Yang menentukan permulaan pembakaran adalah saat membukanya.

• Penyetelan yang cermat terjadi dengan menyetel jarak kontak saat membuka (0,4 –0,5 mm) dan penyetelan rumah pemutus arus (rotasi).

• Dalam rumah pemutus arus terdapat sebuah kondensator (0,15 – 0,40 F), yang dihubungkan terhadap titik-titik kontak.

• Adanya kondensator memperbaiki sifat lingkar listrik primer yang dapat diartikan sebagai sedikit mungkin timbulnya loncatan api pada titik kontak dan dengan demikian mengurangi terbakarnya titik kontak tersebut.

Pembagi (distributor).• Pada motor bersilinder banyak, rumah pemutus arus

masih dilengkapi dengan alat pembagi (distributor). • Kumparan sekunder dari bobin dihubungkan dengan

bagian tengah dari apa yang disebut tutup distributor (terbuat dari bakelit).

• Pada keliling tutup tadi terdapat titik-titik penghubung yang jumlahnya sebanyak silinder motor itu.

• Titik-titik penghubung ini dibubungkan dengan memakai kabel busi pada masing-masing silinder.

Rotor• Ditempatkan pada poros yang sama dengan poros

pemutus arus* berputar di dalam tutup distributor. • Rotor menghubungkan lingkar arus sekunder dari

bobin dengan silinder secara bergantian.

Suplay bensin - 18

Penyetelan waktu pengapian bergantung pada kendaraan bekerjanya

• Motor campur bekerja pada putaran yang berbeda-beda (misal: 300 rpm stasioner dan 3000 rpm putaran berbeban).

• Waktu dimana tekanan gas setelah percikan api terjadi, mencapai nilai maksimumnya sangat bergantung pada jumlah putaran.

• Diusahakan selalu agar tekanan maksimum ini terjadi sekitar posisi piston pada titik tertinggi mendekati tutup silinder.

• Apabila putaran dari stasioner kearah putaran berbeban bertambah maka saat pengapian harus dimajukan (disetel 2o pengapian muka pada n = 300 rpm dan + 20o pengapian muka pada n = 3000 rpm).

• Penyetelan terjadi dengan pemutaran nok dari poros pemutus terhadap sumbu itu sendiri dengan perantaraan pemberat sentrifugal.

Suplay bensin - 19

• Di samping penyetelan sentrifugal ini ada pula penyetelan pakum. Pakum yang tinggi terjadi akibat motor berbeban rendah dan pakum rendah pada motor berbeban tinggi.

• Pakum dari pipa hisap motor menyetel rumah pemutus arus (atau pelat pemutus arus) sedemikian sehingga pada motor berbeban tinggi, waktu pengapian akan diperlambat.

• Dengan demikian maka pada pembebanan yang lebih besar (dibanding dengan campuran miskin pada pembebanan rendah) disesuaikan secara otomatis pada perbedaan-perbedaan saat pembakarannya.

7. Pengapian maknit• Keberatan pengapian aki yang sebelumnya dirasakan

terhadap pengapian maknit kini sangat kurang dirasakan. Hal ini terutama disebabkan karena mutu aki makin lama makin baik dan senantiasa tersedia tenaga untuk menghidupkan motor maupun penerangan.

• Pengapian maknit mempunyai banyak persamaan dengan pengapian aki.

• Keberatan pada instalasi pengapian maknit adalah kurangnya enersi pada putaran yang sangat rendah

Suplay bensin - 20

(start) dan hal ini ditolong dengan instalasi ini ada pegas yang direnggangkan dan dengan demikian saat pengapian diperlambat.

• Dengan pelepasan palnya, poros akan berputar dengan cepat menuju posisi normal. Dengan gerakan yang cepat ini medan maknit akan cukup menimbulkan enersi.

Pengapian roda gila• Bentuk pengapian ini sangat cocok untak motor-motor

industri kecil, sepeda motor dan sepeda kumbang.

Pengapian elektronis (transistor)• Usaha terus diadakan untak membuat suatu sistem

pengapian tanpa mempergunakan titik pemutus kontak yang mempunyai beberapa kerugian.

• Cara yang dicapai adalah pemakaian fotosel atau starter magnetis pada lingkar tegangan tinggi atau pula dengan pembebanan yang rendah pada titik-titik kontak yang konvensional sehingga derajat keausan menjadi rendah.

• Ada beberapa sistim yang beredar di pasaran, kebanyakan masih dalam taraf percobaan.

Suplay bensin - 21

Suplay bensin - 22