MOTOR BAKAR

BAB I

MOTOR BAKAR

A. ASAL MULA TENAGA

Tenaga yang kita perlukan untuk melakukan suatu kegiatan di dapat dari

tenaga panas/kalori yang di kandung dalam makanan, yang kita makan tiap hari.

Demikian pula kendaraan di jalan yang memerlukan daya khususnya sepeda

motor, untuk menggerakkan sepeda motor dan mengendarainya dijalan diperlukan

daya gerak tersendiri dan daya untuk melawan tahanan yang diperoleh dari udara,

gesekan ban dengan jalan dan sebagainya. Daya gerak dan daya melawan tahanan

tersebut didapat dari Motor sepeda motor itu sendiri. Tenaga atau daya untuk

menggerakkan kendaraan tersebut diperoleh dari panas hasil pembakaran,

walaupun demikian tanpa adanya bahan bakar seperti misalnya bensin maka daya

serta tenaga tersebut tidak akan didapat dari Motor secara mudah.

Pada trem kota, motor yang dipakai adalah motor listrik yang dipergunakan

tenaga llistrik kota melalui troli, sedangkan pada sepeda motor, tanaga didapat

dari hasil pembakaran bensin atau premium bercampur dengan udara didalam

suatu ruang bakar yang kemudian akan menimbulkan panas. Panas ini akan

dirubah menjadi tenaga gerak (mekanis ) didalam suatu Motor yang disebut

”motor bakar“. Jadi panas yang timbul karena adanya pembakaran itulah yang

digunakan untuk mengerakkan sepeda motor itu. Alat untuk membangkitkan

tenaga ini disebut penggerak utama.

Gambar 1.1. Asal Mula Tenaga

Umumnya penggerak utama ini lazim disebut Motor atau yang kita kenal

motor, yang dapat merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanis (gerak)

Asal mula tenaga pada motor bakar khususnya motor bakar torak yang

digunakan sepeda motor atau mobil ialah berasal dari bahan bakar yang dirubah

menjadi tenaga. Pada umumnya sepeda motor menggunakan bahan bakar bensin,

tenaga diproleh dari campuran udara dan bensin diisap ke dalam silinder,

kemudian dikompresikan oleh torak saat bergerak naik. Bila campuran udara dan

bensin terbakar dengan adanya api dari busi yang panas sekali, maka akan

menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di dalam silinder. Tekanan gas

pembakaran ini mendorong torak kebawah, yang meggerakkan torak turun naik

dengan bebas di dalam silinder. Dari gerak lurus (maju mundur) torak dirubah

menjadi gerak putar pada poros engkol melalui batang torak. Gerak putar inilah

yang menghasilkan tenaga pada motor.

B. JENIS MOTOR BAKAR.

Motor bakar adalah motor yang mengubah energi panas menjadi energi

mekanis yang digunakan sebagai tenaga penggerak. Motor bakar kalor terbagi dua

jenis yaitu Motor Pembakaran Luar (external Combution Engine) dan Motor

Pembakaran Dalam (Internal Combution Engine).

Gambar 1.2. Jenis-jenis Motor Bakar

1. Motor Pembakaran Luar (External Combustion Engine).

Motor pembakaran luar adalah tenaga panas yang dihasilkan dari

bahan bakar diproses diluar dari motor itu sendiri kemudian digunakan untuk

keperluan lainnya. Misalnya pada instalasi uap bahan bakar itu dibakar dalam

sebuah pesawat yang terpisah, yang dinamakan ketel uap dan tenaga yang

keluar sebagian panas pada waktu pembakaran dipakai dahulu untuk

membuat uap. Uap ini membawa panas itu (tenaga) kedalam Motor uap dan

dalam Motor ini tenaga itu diubah lagi sebagian dalam bentuk mekanik,

contoh Motor uap dan turbin uap.

Gambar 1.3. Turbin Uap

Pada Motor uap dan turbin uap bahan bakar dibakar diruang

pembakaran tersendiri dengan katel untuk menghasilkan uap. Jadi Motornya

tidak digerakkan oleh gas yang terbakar tetapi oleh uap air. Untuk membuat

uap air maka bahan bakar yang dipergunakan dapat batu bara atau kayu dan

pembakarannya terus menerus. Lagi pula uap tidak langsung dipanasi oleh

nyala api, tetapi dengan perantaraan dinding ruang pembakaran, maka dari itu

tidak mungkin memanasi uap sampai suhu yang tinggi.

Secara singkat Motor uap dan turbin uap mempunyai karakter yang

hanya dapat dipergunakan sebagai penggerak mula ukuran besar, misalnya

lokomotip, kapal dan power plant.

2. Motor Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine).

Motor pembakaran dalam adalah pesawat kalor, yang dapat mengubah

tenaga yang berupa panas yang dihasilkan melalui pembakaran bahan bakar dalam

Motor sendiri menjadi energi mekanis atau motor pembakaran dalam adalah

pesawat kalor (gambar 1.3) yang merubah bahan bakar menjadi tenaga termis

dalam ruang bakar (1) yang selanjutnya berubah lagi menjadi tenaga mekanik

dalam hal ini gerak lurus atau bolak balik torak (2) didalam silinder (3), gerakan

bolak balik pada torak dirubah menjadi gerak berputar melalui perantara batang

penggerak (4) ke poros engkol (5), sehingga motor pembakaran dalam biasa juga

disebut Motor Bakar Torak, misalnya, Motor bensin dan Motor diesel.

Gambar 1.4. Motor Bakar Torak

Motor bakar torak juga dapat digolongkan menurut susunan silindernya.

Apabila sumbu silinder itu terletak pada sebuah bidang datar, motor tersebut

dinamai motor satu baris. Apabila terletak pada dua bidang yang berpotongan,

motor itu dinamai motor V , sumbu poros engkol motor V berimpit dengan garis

potong kedua bidang itu.

Ada beberapa macam susunan Silinder, yaitu:

1. Motor satu silinder

merupakan Motor yang sangat sederhana susunannya

2. Motor silinder kembar

3. Motor 3 silinder

4. Motor 4 silinder

5. Motor yang silindernya lebih dari 4 silinder

Motor 2 langkah tipe satu silinder Motor 4 langkah tipe 1 silinder

Motor 4 langkah dengan silinder kembar parallel 1800

Motor 4 langkah dengan silinder kembar parallel 3600

Motor 4 langkah dengan silinder kembar -V

Motor 2 langkah dengan silinder kembar-V

Motor yang lebih dari 4 silinder

Gambar 1.5. Susunan silinder

Susunan silinder itu menentukan bentuk dan ukuran motor. Motor satu

baris misalnya, bentuknya panjang tetapi berpenampang melintang kecil. Motor

jenis lain akan lebih pendek dari motor satu baris, akan tetapi penampang

melintangnya lebih besar.

Motor 4 langkah dengan 3 silinder Mesin 4 silinder

Motor 4 langkah dengan silinder kembar horizontal berlawanan

Motor 2 langkah dengan 3 silinder tipe - V

C. DASAR KERJA MOTOR BAKAR

Supaya motor bakar dapat bekerja, maka motor bakar harus menyelesaikan

siklus sebagai berikut:

1. Mengisap campuran bahan bakar dan udara (motor bensin) masuk ke dalam

ruang bakar.

2. Menaikan tekanan gas campuran bahan bakar dan udara agar diperoleh

tekanan hasil pembakaran yang cukup tinggi dan melakukan penyalaan.

3. Meneruskan gaya tekanan hasil pembakaran sedemikian rupa, sehingga dapat

dipakai sebagai tenaga penggerak.

4. Membuang gas-gas hasil pembakaran keluar dari ruang pembakaran.

Keempat hal tersebut terjadi dalam 1 proses kerja motor bakar yang di

sebut satu siklus kerja.

Gambar 1.6. Siklus Motor Bakar

Pada motor bakar torak, alat yang melakukan satu siklus di atas adalah

torak yang bergerak naik turun di dalam sebuah tabung yang disebut silinder.

Pergerakan torak dibatasi didalam silinder, batas paling atas di dalam silinder

disebut Titik Mati Atas (TMA) dan batas paling bawah di dalam silinder

dinamakan Titik Mati Bawah (TMB). Jarak antara TMA dan TMB dinamakan

panjang langkah gerak torak atau stroke.

Gambar 1. 7. Langkah Torak

Berdasarkan langkah torak, motor bakar dibedakan menjadi dua jenis yaitu

Motor Empat Langkah dan Motor Dua Langkah. Motor empat langkah

memerlukan 4 (empat) langkah gerakan torak dan 2 (dua) kali putaran engkol

untuk menyelesaikan 1 (satu) proses kerja, sedangkan motor dua langkah

memerlukan 2 (dua) langkah gerakan torak dan 1 (satu) kali putaran engkol untuk

menyelesaikan 1 (satu) proses kerja .

1. Motor Empat Langkah (4 Tak)

Gambar 1. 8. Konstruksi Dasar Motor 4 Langkah

a. Sifat-sifat yang terpenting dari motor 4 Langkah:

1) Untuk pengisian silinder tersedia satu langkah penuh

2) Tersedia satu langkah penuh untuk mengeluarkan sisa gas pembakaran

3) Terdapat sekurang-kurangnya 2 buah katup pada kepala silinder

4) Pada 1 x usaha di dalam silinder 2 x poros engkol berputar dan 1 x

poros bubungan berputar dengan 4 langkah (isap, kompresi, usaha,

dan buang).

b. Ciri-ciri umum sepeda motor 4 langkah:

1) Gas buang tidak berwarna (kecuali ada kerusakan)

2) Bahan bakar lebih irit

3) Menggunakan satu minyak pelumas untuk melumasi ruang engkol,

piston, dinding silinder dan transmisi

4) Memiliki mekanisme penggerak katup

c. Proses kerja motor 4 langkah

Untuk melakukan satu siklus motor empat langkah pada prinsipnya

melakukan 4 kali langkah torak, yaitu satu kali pengisapan, pemampatan,

usaha, dan pembuangan, dua kali putaran poros engkol.

Untuk lebih jelasnya, proses kerja motor 4 langkah dijelaskan sebagai

berikut:

1) Langkah Isap (Gambar. a)

a) Torak bergerak dari TMA menuju TMB.

b) Katup isap terbuka sedangkan katup buang tertutup.

c) Campuran bahan bakar dan udara yang telah bercampur dalam

karburator terisap ke dalam silinder.

Ini diakibat oleh gerakan torak yang bergerak turun, menyebabkan

ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran bahan bakar

dan udara ke dalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar

(atmospheric pressure).

d) Beberapa derajat setelah TMB katub masuk akan tertutup.

2) Langkah kompresi (Gambar. b)

a) Torak bergerak dari TMB ke TMA.

b) Katup isap dan katup buang keduanya tertutup, sehingga gas tidak

dapat keluar.

c) Campuran gas ditekan oleh torak, akibatnya tekanan dan

temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar.

d) Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA, busi mengeluarkan

percikan bunga api listrik.

Sehingga gas akan terbakar dan tekanannya akan meningkat.

3) Langkah usaha (Gambar. c)

a) Saat ini kedua katup masih dalam keadaan tertutup.

b) Gas yang terbakar dalam ruang bakar tadi akan menekan torak

bergerak turun dari TMA ke TMB.

c) Saat inilah pertama kali tenaga panas diubah menjadi tenaga

mekanis.

d) Tenaga ini disalurkan melalui batang torak keporos engkol untuk

diubah menjadi gerak putar.

Sehingga motor menghasilkan tenaga untuk menggerakkan

kendaraan.

4) Langkah buang (Gambar. d)

a) Torak bergerak dari TMB ke TMA.

b) Katup buang terbuka dan katup masuk tertutup.

c) Gas sisa pembakaran dibuang dari dalam silinder.

Gas ini terdorong oleh torak keluar melalui katup buang menuju udara

bebas

Dengan terbuangnya gas sisa pembakaran dari dalam sislinder, maka

kerja ke empat langkah dari motor 4 langkah telah selesai untuk satu siklus.

Kesimpulannya: satu siklus = dua kali putaran poros engkol, empat kali

gerakan torak. Hal ini berlangsung berulang sehingga motor dapat bergerak

terus menerus.

Langkah Isap Langkah Kompresi

Langkah Usaha Langkah Buang

Gambar 1.9. Langkah Kerja Motor 4 Langkah

d. Keuntungan dan kerugian motor empat langkah

1) Keuntungan motor empat langkah:

a) Karena proses pemasukan, kompresi, kerja, dan buang prosesnya

berdiri sendiri-sendiri sehingga lebih presisi, efisien dan stabil,

jarak putaran dari rendah ke tinggi lebih lebar (500-10000 rpm).

b) Kerugian langkah karena tekanan balik lebih kecil dibanding

motor dua langkah sehingga pemakaian bahan bakar lebih hemat.

c) Putaran rendah lebih baik dan panas motor lebih dapat

didinginkan oleh sirkulasi oli

d) Langkah pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi

pemasukan dan tekanan efektif rata-rata lebih baik

e) Panas motor lebih rendah dibanding motor dua langkah

2) Kerugian motor empat langkah:

a) Memiliki komponen dan mekanisme gerak katup lebih banyak,

sehingga perawatan lebih sulit

b) Suara mekanis lebih gaduh

c) Langkah kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga

keseimbangan putar tidak stabil, perlu jumlah silinder lebih dari

satu dan sebagai peredam getaran.

2. Motor Dua Langkah (2 Tak)

Pada bagian awal dijelaskan bahwa motor dua langkah hanya

memerlukan satu kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan satu siklus

di dalam silinder. Usaha (langkah tenaga) dihasilkan pada setiap putaran

poros engkol.

Gambar 1.10. Konstruksi Dasar Motor 2 Langkah

a. Sifat-sifat yang terpenting dari motor 2 langkah:

1) Terjadi dua atau lebih proses dalam satu langkah torak

2) Bahan bakar dimasukkan ke bak engkol terlebih dahulu sebelum

dimasukkan ke ruang bakar

3) Pada 1 x usaha di dalam silinder 1 x poros engkol berputar dan 2

langkah torak.

b. Ciri umum sepeda motor 2 langkah:

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 boros

4) 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.

c. Proses kerja motor 2 langkah

Pada motor dua langkah campuran udara dan bahan bakar dikompresi dua

kali setiap putaran. Kompresi pertama (kompresi pendahuluan di dalam

crankcase). Campuran diisap kedalam crankcase dan dikompresi, selanjutnya

masuk ke dalam ruang pembakaran.

Kompresi kedua (kompresi di dalam silinder dan ruang pembakaran).

Campuran yang dikompresi dan takanannya meningkat sehingga sangat mudah

dinyalakan dan terbakar dan menghasilkan tekanan yang tinggi untuk mendesak

torak bergerak ke TMB. Campuran yang dikompresikan di dalam crankcase

mengalir ke dalam silinder melalui lubang bilas mendorong sisa-sisa gas

pembakaran keluar dari silinder dan ini disebut sebagai langkah bilas.

Untuk lebih jelasnya, proses kerja motor 4 langkah dijelaskan sebagai

berikut:

1) Langkah Isap dan Kompresi a) Kejadian di bawah torak

Torak bergerak dari TMB ke TMA.

Ruang engkol akan membesar dan menjadikan ruang tersebut

hampa (vakum).

Saluran pemasukan terbuka.

Dengan perbedaan tekanan ini, maka udara luar dapat mengalir dan

bercampur dengan bahan bakar di karburator yang selanjutnya

masuk ke ruang engkol. (langkah isap/pengisian bak engkol)

b) Kejadian di atas torak

Saat torak masih bergerak dari TMB ke TMA.

Saluran bilas dan saluran buang tertutup oleh torak, sehingga

terjadi proses langkah kompresi.

Dengan gerakan torak yang terus ke atas mendesak gas baru yang

sudah masuk sebelumnya, membuat suhu dan tekanan gas

meningkat. (langkah kompresi)

Beberapa derajat sebelum torak mencapai TMA, busi akan

memercikkan bunga api dan mulai membakar campuran gas.

(pengapian)

Gambar 1.11. Langkah Isap dan Kompresi Motor 2 Langkah

2) Langkah Usaha dan Buang

a) Kejadian di atas torak

Akibat gas yang terbakar mengakibatkan tekanan pada ruang

kompresi meningkat dan menghasilkan tenaga untuk mendorong

torak bergerak dari TMA ke TMB. (langkah usaha)

Beberapa derajat setelah piston bergerak ke TMB saluran buang

terbuka oleh kepala piston, gas-gas bekas keluar melalui saluran

buang. (langkah buang)

b) Kejadian di bawah torak

Torak bergerak dari TMA ke TMB, dan mengkompresi gas baru di

dalam bak engkol. (kompresi bak engkol)

Beberapa derajat selanjutnya setelah saluran buang terbuka, maka

saluran bilas mulai terbuka oleh tepi torak.

Ketika torak membuka saluran bilas, campuran gas baru yang

dikompresikan tersebut mengalir dari bak engkol ke dalam silinder

melalui saluran bilas dan mendorong gas sisa pembakaran keluar.

(langkah pembilasan).

Gambar 1.12. Langkah Usaha dan Pembuangan Motor 2 Langkah

d. Keuntungan dan kerugian motor motor langkah

1) Keuntungan :

a) Proses pembakaran terjadi setiap putaran poros engkol, sehingga

putaran poros engkol lebih halus untuk itu putaran lebih rata.

b) Tidak memerlukan klep, komponen part lebih sedikit, perawatan

lebih mudah dan relatif murah

c) Momen puntir untuk putaran lanjutan poros lebih kecil sehingga

menghasilkan gerakan yang halus

d) Bila dibandingkan dengan mesin empat langkah dalam kapasitas

yang sama, tenaga yang dihasilkan lebih besar

e) Proses pembakaran terjadi 2 kali, sehingga tenaga lebih besar

2) Kerugian :

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 akibatnya ring piston akan

lebih cepat aus.

c) Karena lubang buang terdapat pada bagian silinder maka akan

mudah timbul panas

d) Putaran rendah sulit diperoleh

e) Konsumsi pelumas lebih banyak.

D. UKURAN-UKURAN PENTING DALAM MOTOR BAKAR

1. Bore dan Langkah Berdasarkan Bore atau diameter silinder (D) dan Panjang Langkah Torak (s),

Motor diklasifikasikan menjadi tiga tipe:

Gambar 1.8. Tipe Motor

1) Motor dengan long-stroke Motor dimana langkah torak lebih besar daripada silinder bore.

2) Motor persegi(square engine) Motor dimana silinder bore dan langkah torak memiliki ukuran yang

sama.

3) Motor dengan short-stroke Motor dimana langkah torak lebih kecil daripada silinder bore.

2. Sudut Engkol (Crank Angle)

Gambar 1.9. Sudut Engkol

Sudut engkol (crank angle) adalah sudut yang terbentuk antara posisi

Crank pin terhadap garis tegak lurus Conecting rod pada waktu torak

berada pada porisi TMA. Satuan sudut engkol dinyatakan dengan

derajat(O)

3. Volume Langkah (Vl)

Volume langkah di dalam silinder atau biasa disebut isi/kapasitas silinder

dalam satuan CC, ditentukan oleh langkah torak dan diameter silinder,

semakin besar volume langkah torak, maka output tenaga motor semakin

besar.

Volume langkah torak didapat dari hasil kali luas lingkaran silinder (D)

dengan panjang langkah torak (s). = 𝜋𝑟2 × s

Gambar 1. 10. Volume Langkah

Yang dimaksud disini adalah volume dari silinder antara TMA – TMB.

Dengan demikian isi silinder atau volume langkah dapat di hitung dengan

rumus :

Vl = 𝜋𝑟2 × s

Vl = 𝜋 (1

2D)

2

× s

Vl = 22

28 × D2 × s cc

Contoh : Honda CB-100

Diameter silinder D = 50,5 mm = 5,05 cm

Panjang langkah gerak torak S = 49,5 mm = 4,95 cm

Vl = 22

28 × 5,05 × 5,05 × 4,95

Vl = 99, 19 cc dibulatkan menjadi 100 cc.

Untuk motor yang memiliki lebih dari 1 (satu) silinder, maka isi dari

silinder di kali dengan jumlah silinder yang dimiliki.

Contoh : Honda CB-750

Diameter silinder D = 61 mm = 6,1 cm

Panjang langkah gerak torak S = 63 mm = 6,3 cm

Jumlah silinder = 4

Vl = 22

28 × 6,1 × 6,1 × 6,3

Vl = 184, 19 cc

Oleh karena jumlah silindernya 4, maka

Vl = 184,19 x 4 = 736,759 dibulatkan menjadi 750 cc.

4. Volume Ruang Bakar (V1)

Volume ruang bakar adalah volume dari ruangan yang terbentuk antara

kepala silinder dan kepala torak yang mencapai TMA.

5. Volume Silinder (V2)

Volume silinder adalah jumlah total dari pertambahan antara volume

langkah dengan volume ruang bakar.

6. Perbandingan Kompresi (E)

Perbandingan kompresi adalah rasio dimana percampuran udara dan

bahan bakar yang dimampatkan oleh torak. Perbandingan Kompresi

(Compression Ratio) adalah perbandingan antara isi silinder pada saat

torak berada di TMB dengan isi silinder pada saat torak berada di TMA

jadi perbandingan kompresi dapat dihitung dengan rumus:

E=V1+V2

V1

Gambar 1.11. Perbandingan Kompresi

Untuk motor bakar bensin perbandingan kompresi antara 6 s/d 11, sedang

pada motor diesel antara 12 s/d 25. Makin besar perbandingan kompresi

maka tenaga motor akan bertambah besar. Tetapi perbandingan kompresi

ini di batasi oleh factor bahan bakar. Apabila bahan bakar kurang baik

akan terjadi apa yang disebut dengan detonasi(ngelitik) di mana tenaga

motor akan menjadi turun.

7. Efisiensi Bahan Bakar dan Efisiensi Panas

Nilai kalor (panas) bahan bakar perlu kita ketahui, agar neraca kalor dari

motor dapat dibuat. Efisiensi atau tidak kerjanya suatu motor, ditinjau

atas dasar nilai kalor bahan bakarnya. Nilai kalor mempunyai hubungan

dengan berat jenis. Pada umumnya makin tinggi berat jenis maka makin

rendah nilai kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna,

tetapi juga dapat tidak sempurna.

Pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat:

a) Kerugian panas dalam motor menjadi besar, sehingga efisiensi motor

menjadi turun, usaha dari motor menjadi turun pula pada penggunaan

bahan bakar yang tetap.

b) Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas Torak melekat pada

alurnya, sehingga ia tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak.

c) Sisa pembakaran dapat pula melekat pada lubang pembuangan antara

katup dan dudukannya, terutama pada katup buang, sehingga katup

tidak dapat menutup dengan rapat.

d) Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara Torak

dan dinding silinder, menghalangi pelumasan, sehingga Torak dan

silinder mudah aus.

Efisiensi bahan bakar dan efisiensi panas sangat menentukan bagi

efisiensi motor itu sendiri. Masing-masing motor mempunyai efisiensi

yang berbeda.

8. Kecepatan Torak

Sewaktu motor berputar, kecepatan Torak di TMA dan TMB adalah nol

dan pada bagian tengah lebih cepat, oleh karenanya kecepatan Torak

diambil rata – rata. Kecepatan Torak dapat dihitung dengan rumus sebagai

berikut:

V = 2LN

60=

LN

30

V = Kecepatan Torak rata-rata

L = Langkah (m).

N = Putaran motor (rpm).

Dari TMB, Torak akan bergerak kembali keatas karena putaran poros

engkol, dengan demikian pada 2x gerakan Torak, akan menghasilkan 1

putaran poros engkol, jika poros engkol membuat N putaran, maka Torak

bergerak 2LN. Karena dinyatakan dalam detik maka dibagi 60.

9. Torsi

Gaya tekan putar pada bagian yang berputar disebut Torsi, sepeda motor

digerakan oleh torsi dari crankshaft

Torsi = gaya x jarak

Makin banyak jumlah gigi pada roda gigi, makin besar torsi yang terjadi.

Sehingga kecepatan direduksi menjadi separuhnya.

10. Torsi Maksimum

Besarnya Torsi maksimum setiap sepeda motor berbeda-beda. Ketika

sepeda motor bekerja dengan torsi maximum, gaya gerak roda belakang

juga maximum. Semakin besar torsinya, semakin besar tenaga sepeda

motor tersebut. Besarnya torsi biasanya dicantumkan dalam data

spesifikasi teknik, buku pedoman servis atau dalam brosur pemasaran

suatu produk motor.

11. Tenaga Kuda (Horse Power)

Kerja rata-rata diukur berdasarkan tenaga akhir (Torsi dari crank saft

menggerakan sepeda motor, tapi ini hanya gaya untuk menggerakan

sepeda motor dan kecepatan yang menggerakan sepeda motor tidak

diperhitungkan. Tenaga adalah kecepatan yang menimbulkan kerja).

Tenaga = kerja

waktu = Kg.m/sec. (kerja perdetik)

Satuan tenaga

PS (Prerd strarke in Jerman) 1 PS - 75 Kg m/sec adalah tenaga untuk

menggerakan obyek seberat 75 Kg sejauh 1 m dalam 1 secon (makin

besar tenaga makin besar jurnlah kerja persatuan waktu).

Perhitungan tenaga crankshaft

Untuk menghitung berapa kali pena engkol berputar bergerak oleh gaya

specifik persatuan waktu (detik)

Kerja (Q) = Gaya (F) x jarak (r)

Torsi (T) = Gaya (F) x jarak (r)

Gaya (F) = Torsi (T) : jarak (r)

Jarak (r) yang ditempuh oleh perputaran crank pin permenit =2 .rN

Tenaga = kerja

waktu = Kg.m/sec. (kerja perdetik)

Q= F x S

= r

Tx 2 x rN

= 2 x NT Tenaga (PS)

= 60x75

T .N 2

= 716

NT

= 0, 0014NT (satuan kerja)

Hubungan antara putaran motor dan horsepower (Tenaga) Tenaga

motor berubah-ubah tergantung dari torsi dan kecepatan putar motor.

Motor dengan putaran tinggi, biasanya tenaga yang dihasilkan juga besar

tapi jika putaran terlalu tinggi tenaga yang dihasilkan akan menurun.

Jika pada putaran tertentu tenaga maksimum di hasilkan, maka hal itu

disebut "Maksimum power".

Keterangan SI (satuan)

Isi atau kapasitas motor 1 L (1,000 cm3)

Tekanan 1 kPa (0,01Kg/cm2)

Tenaga 1 kW (1.360 PS)

Torsi 1 Nm (0,1 Kg.m)

E. JENIS BAHAN BAKAR

Ditinjau dari sudut teknis dan ekonomis, bahan bakar diartikan sebagai

bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan

sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor. Bahan bakar dibakar dengan tujuan

untuk memperoleh kalor tersebut, untuk digunakan baik secara langsung maupun

tak langsung. Sebagai contoh penggunan kalor dari proses pembakaran secara

langsung adalah sebagai berikut:

1. Untuk memasak di dapur-dapur rumah tangga,

2. Untuk instalasi pemanas,

Sedang contoh penggunaan kalor secara tidak langsung adalah:

1. Kalor diubah menjadi energi mekanik, misalnya pada motor bakar,

2. Kalor diubah menjadi energi listrik, misalnya pada pembangkit listrik

tenaga diesel,tenaga gas dan tenaga uap.

Beberapa macam bahan bakar yang dikenal adalah:

1. Bahan bakar fosil, seperti: batubara, minyak bumi, dan gas bumi.

2. Bahan bakar nuklir, seperti: uranium dan plutonium.

Pada bahan bakar nuklir, kalor diperoleh dari hasil reaksi rantai

penguraian atom-atom melalui peristiwa radioaktif.

3. Bahan bakar lain, seperti: sisa tumbuh-tumbuhan, minyak nabati, minyak

hewani.

1. Komposisi dan Spesifikasi Bahan Bakar

Komposisi bahan bakar fosil dan bahan bakar organik lainnya

umumnya tersusun dari unsur-unsur C (karbon), H (hidrogen), O

(oksigen), N (nitrogen), S (belerang), P (fosfor) dan unsur-unsur lainnya

dalam jumlah kecil, namun unsur-unsur kimia yang penting adalah C, H

dan S, yaitu unsur-unsur yang jika terbakar menghasilkan kalor, dan

disebut sebagai “bahan yang dapat terbakar” atau “combustible matter”,

disingkat dengan BDT.

Unsur-unsur lain yang terkandung dalam bahan bakar namun tidak

dapat terbakar adalah O, N, bahan mineral atau abu dan air. Komponen-

komponen ini disebut sebagai “bahan yang tidak dapat terbakar” atau

“non-combustible matter”, disingkat dengan non-BDT.

Bahan bakar konvensional, ditinjau dari keadaannnya dan

wujudnya dapat padat, cair atau gas, sedang ditinjau dari cara terjadinya

dapat alamiah dan non-alamiah atau buatan atau “manuvactured”.

Termasuk bahan bakar padat alamiah ialah: antrasit, batubara bitumen,

lignit, kayu api, sisa tumbuhan. Termasuk bahan bakar padat nonalamiah

antara lain: kokas, semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir.

Bahan bakar cair terdiri dari seyawa hidrokarbon atau campuran

beberapa macam senyawa hidrokarbon. Pada minyak bumi, kandungan

hidrokarbon terdiri dari C5 sampai C16, meliputi seri parafin, napftena,

olefin dan aromatik. Hidrokarbon-hidrokarbon tersebut kadang-kadang

merupakan senyawa ikatan dengan belerang, oksigen dan nitrogen, yang

jumlahnya beragam.

Bahan-bahan gas terdiri dari campuran senyawa-senyawa C dan H

yang mudah terbakar (CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CO, H2 dan lain-lain),

serta gas -gas yang tidak terbakar (N2, CO2, SO2). Senyawa C dan H

tersebut tidak selalu senyawa hidrokarbon (CO, H2). Contoh bahan bakar

gas:

Kandungan air di dalam bahan bakar cair dan bahan bakar gas

terbats pada harga nisbi menurut kelarutanair di dalam cairan dan dalam

gas tersebut. Kandungan air, kandungan abu dan kandungan belerang

dalam bahan bakar sangat menentukan mutu bahan bakar tersebut, karena

bahan-bahan tersebut mempengaruhi besarnya nilai kalor dan sekaligus

menentukan spesifikasinya.

2. Macam-macam bahan bakar

a. Bahan Bakar Padat

Bahan bakar padat yang biasa dipakai dalam industri dan transportasi

adalah batubara. Batubara termasuk bahan bakar fosil karena terbentuk

dari sisa tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses geologis dalam jangka

waktu jutaan tahun. Berdasarkan perbedaan umur geologis, berturut-turut

dari yang paling tua, batubara dibagi sebagai:

1) Antrasit,

2) Semi -bitumen,

3) Bitumen,

4) Sub-bitumen,

5) Lignit.

Selain batu bara, masih ada bahan bakar padat lain seperti arang, dan

kayu.

b. Bahan Bakar Cair

Bahan bakar cair yang biasa dipakai dalam industri, transportasi

maupun rumah tangga adalah fraksi minyak bumi. Minyak bumi adalah

campuran berbagai hidrokarbon yang termasuk dalam kelompok senyawa:

(1) parafin, (2) naphtena, (3) olefin, dan (4) aromatik. Kelompok senyawa

ini berbeda dari yang lain dalam kandungan hidrogennya.

Minyak mentah, jika disuling akan menghasilkan beberapa macam

fraksi, seperti: bensin atau premium, kerosen atau minyak tanah, minyak

solar, minyak bakar, dan lain-lain. Setiap minyak petroleum mentah

mengandung keempat kelompok senyawa tersebut, tetapi perbandingannya

berbeda. Perbedaan minyak mentah yang utama ialah:

1) minyak aspaltik, yang terdiri sebagian besar naphtena dan aromatik,

2) minyak prafin, sebagian besar berupa parafin (lilin).

Berdasarkan penggunaannya bahan bakar cair dapat dibedakan

sebagai berikut:

1) Bensin atau Gasolin atau Premium

Gasolin dibuat menurut kebutuhan motor, seperti avgas

(aviation gasoline), premium dan gasolin biasa, terdiri dari C4 sampai

C12. Sifat yang terpenting pada gasolin adalah “angka oktana”. Angka

oktana adalah angka yang menyatakan besarnya kadar isooktana

dalam campurannya dengan normal heptana. Isooktana mempunyai

angka oktana = 100, sedang normal heptana mempunyai angka oktana

= 0. Makin tinggi angka oktana gasolin semakin baik unjuk kerjanya.

2) Bahan Bakar Diesel

Bahan bakar diesel atau minyak diesel dipakai untuk

mengoperasikan motor diesel atau “compression ignition engine”.

Mutunya ditentukan oleh angka cetana. Makin tinggi angka cetana,

makin tinggi unjuk kerja yang iberikan oleh bahan bakar diesel.

Angka cetana adalah besarnya kadar volume cetana dalam

campurannya dengan metilnaphtalen. Cetan murni mempunyai angka

cetana = 100, sedang aromatic mempunyai angka cetana = 0. Unjuk

kerja adalah persentase rata-rata daya yang dapat diperoleh dari motor

dengan bahan bakar tertentu dibandingkan dengan daya yang

diperoleh dari bahan bakar yang mempunyai angka cetana = 100.

3) Minyak Residu

Minyak residu biasa digunakan pada ketel uap, baik yang

stasioner maupun yang bergerak. Dalam hal instalasinya, pemakaian

minyak residu dalam ketel uap akan lebih murah dibanding batubara.

Disamping itu, pemakaian minyak residu tidak menimbulkan masalah

abu. Akan tetapi pada ketel uap tekanan tinggi dan suhu tinggi dapat

menimbulkan korosi dan kerusakan pada “superheater tube”.

c. Bahan bakar gas

Termasuk dalam bahan bakar gas antara lain:

1) Asetilin

Gas asetilin digunakan dalam pengelasan dan pemotongan logam,

yang memerlukan suhu nyala yang tinggi, dapat juga dipakai untuk

lampu karbida. Gas asetilin dapat membentuk asetilida yang

eksplosif jika dicampur dengan tembaga (Cu), terlebih-lebih

dengan udara.

2) Blast Furnace Gas

Gas ini merupakan hasil samping peleburan biji besi dengan kokas

dan udara panas di dalam “blast furnace”.

3) Gas Air Biru (Blue Water Gas)

Dibuat dari reaksi antara kukus (steam) dengan karbon padat yang

dipanasi pada suhu tinggi, merupakan campuran antara gas H2 dan

gas CO.

4) Gas Batubara

Gas batubara disebut juga gas kota, dibuat dari distilasi destruktif

batubara dalam retort tertutup dengan pemanasan tinggi.

5) Gas Alam

Gas alam tersusun dari parafin hidrokarbon, khususnya gas metana

bercampur dengan nitrogen, N2 , dan karbon dioksida, CO2,

diperoleh dari tambang dengan pengeboran tanah melalui batuan

kapur atau batuan pasir. Kandungan metananya di atas 90%.

6) Liquit Petroleum Gas (LPG)

Gas petroleum diperoleh dari fraksionasi minyak bumi mentah, dan

dapat juga dari gas alam, mengandung propana dan butana sebagai

komponen terbesar.