mesin konversi energi - motor bensin

MOTOR BENSINKelompok 1 :

Ana Sri Zunifa Sari

Ahmad Arbi Trihatmojo

Muhammad Charis

MESIN KONVERSI ENERGI (MKE) II

Prinsip Dasar

Pada mulanya perkembangan motor bakar bensin bertorakditemukan oleh Nichollus Otto pada tahun 1876yang dinamakan Otto Engine

Motor bensin merubah energi kimia (bahan bakar) menjadi energi panas (thermal), dari energi thermal di konversikan kembali menjadi energi gerak (naik turun torak). Dari energi gerak torak di konversikan lagi melalui batang engkol dan ke poros engkol menjadi energi putar.

Motor bensin disebut juga Internal Combustion Engine karena melakukan proses pembakaran di dalam silinder motor itu sendiri.

Selai itu motor bensin juga disebut Spark Plug Ignition Engine karena dalam proses penyalaan motor menggunakan busi (Spark Plug)

Cara Kerja

1. Campuran udara dan bahan bakar (gas) terhisap masuk kedalam silinder

2. Gas terkompresi oleh gerakan torak ke TMA

3. Terjadi letupan bunga api oleh busi yang memicupembakaran

4. Torak bergerak turun ke TMB karena dorongan daripembakaran gas di dalam silinder

5. Gas bekas pembakaran terdorong keluar menuju saluranbuang oleh gerakan torak ke TMA

YANG MEMPENGARUHI KERJA MOTOR BENSIN

1. SISTEM BAHAN BAKAR

2. CAMPURAN UDARA DAN BAHAN BAKAR

3. PENGAPIAN

MASALAH YANG SERING TERJADI PADA MOTOR BENSIN ADALAH DETONASI

DETONASI ???

Detonasi = Engine Knocking adalah peristiwa terbakarnyabagian-bagian yang belum di kenai oleh percikan api busidalam ruang pembakaran

Ciri – ciri terjadinya detonasi adalah timbul bunyi ngelitikpada motor yang lama kelamaan akan semakin keras.

Efek : Bunyi ngelitik yang mengganggu, akan timbul bopel-bopel pada ujung silinder atau ujung torak dan efek terparahnya torak bisa berlubang

Penyebab : penggunaan bbm dengan oktan yang lebih rendah daripada anjuran, penggunaan gigi tuning yang tidak sesuai dan penumpukan kerak karbon pada ruang bakar/salurannya

KLASIFIKASI

Berdasarkan penggerak motor :

Bourke, Controlled Combustion, Deltic Orbital, Piston, Wankel, Rotary, Radial, Single, Split Cycle, Stelzer, dan Tschudi

Berdasarkan langkah kerja pada setiap siklus :

Motor bensin 2 langkah (2 TAKT) dan 4 langkah (4 TAKT)

Berdasarkan konfigurasi torak pada motor :

Segaris (Inline) kode I, Boxer (Flat) kode F, Konfigurasi V, W, H, U, X, VR6, Square Four dan Opposed

MOTOR BENSIN TORAK (PISTON)

Bila ditinjau dari langkah kerja pada setiap siklus maka akan ada 2 macam motor bensin torak yaitu

Motor Bensin 2 langkah atau 2 stroke (2 TAKT)

Motor Bensin 4 langkah atau 4 stroke (4 TAKT)

2 TAKT

KONSTRUKSI MESIN BENSIN 2 TAKT

12

3

45

6

78

910

Keterangan :

1. Busi

2. Kepala Silinder

3. Silinder

4. Saluran Bilas

5. Saluran Buang

6. Piston (Torak)

7. Saluran Hisap

8. Batang Engkol

9. Poros Engkol

10.Bak Engkol

LANGKAH KERJA

1. Pembilasan

Lubang bilas dan lubang buang keduanya terbuka bersamaan karena torak bergerak ke TMB (Titik Mati Bawah). Tekanan gas baru yang masuk melalui lubang bilas memiliki tekanan yang lebih besar di bandingkan dengan gas bekas pembakaran dan mendesak gas bekas untuk keluar ruang bakar.

LANGKAH KERJA2. Kompresi

Gas baru yang masuk kedalam silinder di mampatkan oleh torak yang bergerak naik menuju ke TMA (Titik Mati Atas). Tekanan pada ruang bak engkol lebih kecil daripada tekanan di luar bak sehingga terjadi aliran udara dan bahan bakar dari saluran hisap menuju ke bak engkol.

Di akhir kompresi terjadi loncatan bunga api oleh busi sehingga terjadi proses pembakaran.

LANGKAH KERJA3. Ekspansi

Karena terjadi pembakaran, temperatur dan tekanan gas yang tinggi mendorong piston bergerak ke TMB, saluran buang terbuka terlebih dahulu sehingga membuat gas bekas pembakaran bergerak sangat cepat keluar silinder dan membuat tekanan di dalam silinder dan di luar hampir sama.

LANGKAH KERJA

4. Exhaust Blow Down

Gerakan torak ke TMB akan membuka saluraan buang, saat saluran buang terbuka maka gas bekas yang ada di dalam silinder akan segera keluar dengans dengat cepat. Tekanan gas di dalam silinder akan turun mendekati atau bahkan sama dengan tekanan atmosfer. Exhaust blow downakan terjadi sampai pintu bilas terbuka.

SIFAT-SIFAT MOTOR BENSIN

2 TAKT• Konstruksi motor lebih sederhana dan biaya produksi lebih murah

• Karena gerak torak dan putaran poros engkol ukurannya hampir sama maka daya dan kecepatan yang di hasilkan besar

• Ukuran motor kecil namun daya yang di hasilkan besar

• Kurang efisien karena masih terdapat gas baru yang ikut terbuang bersama dengan gas bekas

• Pembuangan gas bekas kurang sempurna akibatnya sering timbul asap pada pembuangan gas bekas

• Sistem pelumasan pada piston harus di campurkan dengan bahan bakar dan udara (gas baru) yang masuk ke dalam silinder

• DAN MASIH BANYAK LAGI.

4 TAKTKONSTRUKSI MESIN BENSIN 4 TAKT

12 3

45

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Keterangan :

1. Busi

2. Katup Isap

3. Katup Buang

4. Saluran Masuk

5. Saluran Buang

6. Kepala Silinder

7. Torak

8. Silinder

9. Batang Engkol

10. Poros Engkol

11. Kondensor

12. Platina

13. Poros Nok

14. Push Rod

15. Battery

16. Coil

Gambar 1.8 Konstruksi Mesin Bensin 4 TAKT

LANGKAH KERJA

1. Langkah Isap (Intake Stroke)

Torak bergerak turun dari TMA menuju ke TMB dan katup isap membuka. Karena tekanan di dalam silinder lebih besar daripada tekanan di luar maka gas baru masuk kedalamsilinder. Saat torak mencapai TMB maka katup isap menutup dan langkah isap selesai.

LANGKAH KERJA2. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Torak bergerak naik dari TMB ke TMA, kedua katup menutup. Gerakan torak menuju TMA membuat gas baru di dalam silinder termampatkan (terkompresi) dan temperatur gas naik, beberapa derajat menjelang TMA terjadi loncatan bunga api oleh busi yang mengakibatkan terjadinya proses pembakaran.

LANGKAH KERJA3. Langkah Ekspansi (Expansion Stroke)

Karena terjadi proses pembakaran maka temperatur dan tekanan gas di dalam silinder naik dan mendesak torak bergerak turun ke TMB. Kedua katup isap dan buang menutup. Karena pada langkah ekspansi maka temperatur dan tekanan gas turun dan diperoleh daya motor.

LANGKAH KERJA4. Langkah Buang (Exhaust Stroke)

Torak bergerak naik dari TMB ke TMB, katup isap menutup dan katup buang membuka. Gas bekas pembakaran terdorong keluar oleh gerakan naik torak melalui katup buang dan melewati saluran buang. Setelah torak mencapai TMA, proses kembali lagi ke langkah hisap.

SIFAT-SIFAT MOTOR BENSIN

4 TAKT• Konsumsi bahan bakar lebih irit dan lebih efisien karena tidak ada gas

baru yang ikut terbuang

• Getaran yang dihasilkan motor cenderung lebih halus

• Gas buang yang dibuang lebih sempurna bila dibandingkan dengan motor bensin 2 TAKT

• Konstruksi ruang bakar lebih sederhana

• Pelumasan torak tidak bercampur dengan bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder

• Memerlukan rangkaian kelistrikan dan rangkaian katup yang rumit

• Daya yang di hasilkan lebih kecil apabila dibandingkan dengan motor bensin 2 TAKT

• DAN MASIH BANYAK LAGI.

MOTOR BENSIN ROTARY (WANKEL)

Ditemukan pertama kali oleh insinyur mesin asal Jerman bernama Felix Wankel yang bekerja sama dengan produsen sepeda motor NSU pada tahun 1958. motor wankelpertama memiliki sistem pendingin air dan oli untuk rotornya.

Motor rotary memiliki rotor berbentuk segitiga dan rumah rotor berbentuk kepompong.

Motor rotary memiliki langkah kerja yang sama dengan motor bensin torak 4 TAKT.

KOMPONEN MOTOR BENSIN ROTARY

RUANG BAKAR

ROTOR

LANGKAH KERJA

LANGKAH 1 : IsapLANGKAH 2 : KompresiLANGKAH 3 : EkspansiLANGKAH 4 : Buang

Siklus Otto (Siklus Udara Volume Konstan)

• Proses 1-2 = proses kompresi isentropic (adiabatic reversible)

• Proses 2-3 = pemasukan kalor konstan,

• Proses 3-4 = proses isentropik

• Proses 4-1 = proses pelepasan kalor

Unjuk Kerja Motor Bensin

Diameter Silinder dan Langkah Torak

Menurut Toyota dalam buku Teori Motor Bensin (1989:31) mengemukakan bahwa diameter silinder adalah diameter dimana torak atau piston akan berada untuk bergerak bolakbalik sedangkan langkah torak adalah jarak antara TMA dengan TMB.

UNJUK KERJA MOTOR BENSIN

• Volume Silinder

• Vt = Vi + Vs

• Vi = luas lingkaran × panjang langkah

• Vi = π. r2. L .s Vi = π1

2D

2. L.. s

• S = jumlah torak

• Perbandingan kompresi

• C =Vi+Vs

Vs= 1 +

V𝑖

Vs

• Dimana:

• Vi = volume langkah torak

• Vs = volume sisa

UNJUK KERJA MOTOR BENSIN

• Torsi dan Daya Poros

• P =2.π.n.T

6.000kW

• Dimana:

• P = Daya (kW)

• n = putaran mesin (rpm)

• T = torsi (Nm) = Gaya x Jarak

• Tekanan Indikator (Pi)

• Tekanan indikator adalah tekanan teoritis yang bekerja pada torak dalam setiap langkah yang menghasilkan tenaga indikator.

UNJUK KERJA MOTOR BENSIN

Tekanan Efektif Rata-rata (Bmep = Pe)

Daya Indikator (IHP = Ni)

UNJUK KERJA MOTOR BENSIN

• Daya Efektif (BHP = Ne)

• Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (Bsfc)

UNJUK KERJA MOTOR BENSIN

Efisiensi Volumetrik

E. vol =jumlah cam𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟

• Efisiensi Thermis

• Efisiensi Mekanik