1

TEKNOLOGI OTOMOTIF DASAR

(2 sks TEORI)

* Siklus Kerja Motor 2 & 4 Tak

BENI SETYA NUGRAHA, M.Pd.

2

Topik Minggu LaluBagian Utama KendaraanKonsep ICE & ECEKlasifikasi ICEKonstruksi Dasar ICEPrinsip Kerja ICEProses Pembakaran (Syarat, Diagram, Faktor-

faktor)Campuran BB & Udara (Komposisi &

Pengaruh)

3

Macam Proses Pembakaran

Pembakaran Normal Pembakaran Tidak Normal (Knocking, Detonasi)

4

Hubungan Saat Penyalaan Dg Temperatur dan Daya Mesin

DetonasiDetonasi merupakan suara pukulan pada piston dan dinding silinder akibat tekanan

pembakaran yang tidak stabil. Tekanan tersebut disebabkan oleh benturan tekanan hasil

pembakaran di dalam silinder, karena didalam silinder terdapat lebih dari satu titik awal

pembakaran

MACAM PEMBAKARAN

WARNA HASIL PEMBAKARAN PADA BUSI

1. Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna coklat atau abu-abu. Kondisi

mesin normal dan penggunaan nilai panas busi yang tepat.

2. Tidak Normal : Terdapat kerak berwarna putih pada ujung insulator dan elektroda

akibat kebocoran oli pelumas ke ruang bakar atau karena penggunaan

oli pelumas yang berkualitas rendah.

3. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam disebabkan campuran

bahan bakar & udara terlalu kaya atau kesalahan pengapian. Setel

ulang, apabila tidak ada perubahan naikkan nilai panas busi.

4. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam dan basah disebabkan

kebocoran oli pelumas atau kesalahan pengapian.

5. Tidak Normal : Ujung insulator berwarna putih mengkilat dan elektroda meleleh

disebabkan pengapian terlalu maju atau overheating. Coba atasi

dengan menyetel ulang sistem pengapian, campuran bahan bakar &

udara ataupun sistem pendinginan. Apabila tidak ada perubahan, ganti

busi yang lebih dingin.

8

Siklus KerjaProses/urutan langkah yang berkesinambungan untuk

mendapatkan tenaga dengan pembakaran bahan bakar:(1) Langkah isap (2) langkah kompresi (3) langkah tenaga (4) langkah buang

9

Crank shaft

90o

180o

BC

TC

0o

270o

q

Engine Operating Cycle

Spark plug for SI engine

Fuel injector for CI engine

Top Center

(TC)

Bottom

Center

(BC)

Valves

Clearance

volume

Cylinder wall

Piston

Stroke

CArev

revsCA

360 1

speedcrank anglescrank time

10

LatihanHitunglah berapa waktu yang dibutuhkan dari busi mulai

memercikkan bunga api sampai terjadi tekanan pembakaran maksimum! Timing= 10 CA-BTDC, Tekanan maksimum terjadi pada 15 CA-ATDC, putaran motor 5000 rpm.

11

Siklus Kerja Motor Bensin 4 Tak

(Four stroke Spark Ignition (SI) Engine)

Stroke 1: Fuel-air mixture introduced into cylinder through intake valve

Stroke 2: Fuel-air mixture compressed

Stroke 3: Combustion (roughly constant volume) occurs and product gases expand doing work

Stroke 4: Product gases pushed out of the cylinder through the exhaust valve

Compression

Stroke

Power

Stroke

Exhaust

Stroke

A

I

R

Combustion

Products

Ignition

Intake

Stroke

FUEL

Fuel/Air

Mixture

12

Animasi Motor 4 Tak

13

Diagram PV (Pressure-Volume Graph) 4-stroke SI engine

One power stroke for every two crank shaft revolutions

1 atm

Spark

TC

Cylinder volume

BC

Pressure

Exhaust valve

opens

Intake valve

closes

Exhaust

valve

closes

Intake

valve

opens

14

IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closes

EVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opens

Xb – burned gas mole fraction

Motored Four-Stroke Engine

10

Pressure (bar)

100

Intake Exhaust

TC

BC

15

IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closes

EVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opens

Xb – burned gas mole fraction

Four-Stroke SI Engine

Valve overlap

Exhaust gas

residual

10

Pressure (bar)

100

Intake Exhaust

16

Compression

Stroke

Power

Stroke

Exhaust

Stroke

A

I

R

Combustion

Products

Intake

Stroke

Air

Fuel Injector

Siklus Kerja Motor Diesel 4 Tak

(Four stroke Compression Ignition (CI) Engine)

Stroke 1: Air is introduced into cylinder through intake valve

Stroke 2: Air is compressed

Stroke 3: Combustion (roughly constant pressure) occurs and product gases expand doing work

Stroke 4: Product gases pushed out of the cylinder through the exhaust valve

17

SOI – start of injection

EOI – end of injection

SOC – start of combustion

EOC – end of combustion

Four-Stroke CI Engine

Fuel mass

flow rate

Fuel mass

burn rate

Cylinder

volume

Cylinder

pressure

18

Siklus Kerja Motor Bensin 2 Tak

(Modern Two-Stroke Spark Ignition Engine)

Stroke 1: Fuel-air mixture is introduced into the cylinder and is then compressed, combustion

initiated at the end of the stroke

Stroke 2: Combustion products expand doing work and then exhausted

* Power delivered to the crankshaft on every revolution

19

Two Stroke Spark Ignition Engine

Intake (“Scavenging”)

Compression Ignition

ExhaustExpansion

Fuel-air-oil

mixture

Fuel-air-oil

mixture

Crank

shaft

Reed

valve

Exhaust

Port*

Transfer

Port*

*No valves and

thus no camshaft

20

Animasi Motor 2 Tak

21

EPO – exhaust port open

EPC – exhaust port closed

IPO – intake port open

IPC – intake port closed

Two-Stroke CI Engine

scavenging

Ai

Ae

Intake area (Ai)

Exhaust area (Ae)

PiPe

Exhaust Press (Pe)

Intake Press (Pi)

Cylinder Press (P)

110 CA

22

Cross Loop Uniflow

Pembilasan pada Motor 2 Tak

(Scavenging in Two-Stroke Engine)

23

Kelebihan Motor 2 Tak:

Power to weight ratio (PWR) lebih besar dibandingkan motor 4 tak

karena menghasilkan tenaga setiap putaran poros engkol.

Konstruksi sederhana, hanya ada saluran (ports) - tidak perlu mekanisme katup yang rumit

Perawatan lebih mudah

Banyak diaplikasikan pada motor kecil : sepeda motor, motor tempel, kompressor, pemotong rumput, gergaji mesin (chin

saw), .............

Kekurangan Motor 2 Tak:

Pembilasan kurang sempurna (tidak selesai/terlalu bersih) Emisi tinggi, bahan bakar tidak ekonomis

Proses pembakaran tidak bersih karena membakar oli Emisi tinggi

24

Single Cylinder Engine

Motor 2 Tak menghasilkan Power (Langkah Usaha) setiap 1 putaran poros engkol (360 CA).

Motor 4 Tak menghasilkan Power (Langkah Usaha) setiap 2 putaran poros engkol (720 CA).

Interval torsi yang dihasilkan motor cukup jauh, menyebabkan getaran pada mesin.

Dimensi mesin sangat kompak sehingga motor 1 silinder umumnya diaplikasikan pada kendaraan kecil .

180 CA

(BDC)

0 CA

(TDC)

720 CA

(TDC)

540 CA

(BDC)

360 CA

(TDC)

4-stroke

2-stroke

25

Multi-cylinder Engines

Multi-cylinder engines digunakan untuk mendistribusikan volume silinder motor pada beberapa silinder.

Keuntungannya memperpendek interval torsi yang dihasilkan motor, sehingga mengurangi getaran dan menghasilkan karakter

torsi yang dihasilkan lebih rata/halus.

Konfigurasi yang umum digunakan:

a. Inline b. V c. Boxer

26

DIAGRAM PROSES KERJAMenghitung:Panjang Proses (=Langkah): Jumlah Derajat Putaran 1 Siklus

Jml Proses (=Langkah)Jarak Proses (=Langkah): Jumlah Derajat Putaran 1 Siklus

Jml Silinder MotorContoh:Motor 4 Tak 4 Silinder FO (Firing Order): 1-3-4-2

Gambarlah:Diagram EngkolDiagram Proses Kerja

27

DIAGRAM PROSES KERJAPanjang Proses (=Langkah) = 2 x 360 CA

4= 720 CA 4= 180 CA

Jarak Proses (=Langkah) = 2 x 360 CA4= 720 CA 4= 180 CA

28

DIAGRAM PROSES KERJAFO: 1-3-4-2Diagram Engkol:

Cyl: 1 , 4

CA: 0 , 720

(TDC)

Cyl: 2 , 3

CA: 180 , 540

(BDC)

29

DIAGRAM PROSES KERJA

CYL/CA 0 180 360 540 720

1 INTAKE COMPRESSION POWER EXHAUST

2 COMPRESSION POWER EXHAUST INTAKE

3 EXHAUST INTAKE COMPRESSION POWER

4 POWER EXHAUST INTAKE COMPRESSION

1

2

3

4

30

TUGASGambarlah Diagram Engkol & Diagram

Proses KerjaMotor 4 Tak 6 Silinder, FO: 1-5-3-6-2-4Motor 4 Tak 6 Silinder, FO: 1-3-5-6-4-2Motor 2 Tak 6 Silinder, FO: 1-5-3-6-2-4

Lengkap dengan perhitungannya!

31

SEKIAN

See U Next Week,

Wassalaam...