LABORATORIUM MOTOR BAKAR
TEORI DASARA. KOPLING
Kopling adalah suatu mekanisme yang dirancang mampu
menghubungkan dan melepas/memutuskan perpindahan tenaga
dari suatu benda yang berputar kebenda lainnya.
Pada bidang otomotif, kopling digunakan untuk
memindahkan tenaga motor keunit transmisi. dengan
menggunakan kopling, pemindahan gigi-gigi trasmisi dapat
dilakukan, kopling juga memungkinkan motor juga dapat
berputar walaupun transmisi tidak dalam posisi netral.
Secara garis besar penggunaan kopling antara lain
sebagai berikut:
1. Untuk menjamin mekanisme dan karakteristik getaran
yang terjadi akibat bagian – bagian mesin berputar.
2. Untuk menjamin hubungan antara poros yang digerakkan
yang dibuat secara terpisah.
3. Untuk mengurangi beban lanjut atau hentakan pada
saat melakukan transmisi dari poros penggerak ke
poros yang akan digerakkan.
Dalam penggunaan kopling sering kita jumpai beberapa
gangguan–gangguan atau masalah, antara lain:
1. Biasanya pada kopling sering terjadi keausan antara
kedua permukaan kontak dan akan mengakibatkan
kehilangan tenaga.
2. Beban yang terlalu besar atau pegas tidak dapat lagi
menjadi gigi – gigi yang tetap tertekan, maka
kopling akan menggelincir dan bersamaan dengan
terdengarnya suara menyentak.
Akibat dari penggunaan kopling pada permesinan,
poros yang digerakkan selalu mendapat tekanan yang
melewati batas ketentuan dari kemampuan sebuah kopling
dan berakibat kopling akan cacat, patah atau sebagainya
Untuk mengatasi masalah yang terjadi tersebut, maka dalam
perencanaan kontruksi kopling kita harus memperhatikan
hal – hal sebagai berikut:
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1. Aman pada putaran tinggi, getaran dan tumbukan
kecil.
2. Kopling harus dapat dipasang dan dilepas dengan
mudah.
3. Dapat mencegah pembebanan lebih.
4. Kopling harus ringan, sederhana dan semurah mungkin
dan mempunyai garis tengah yang sekecil mungkin.
5. Bagian yang menonjol harus dicegah dan ditutupi
sedemikian rupa sehingga tak berbahaya.
6. Garis sumbu yang hendak harus sejajar dan disambung
dengan tepat terutama apabila kopling tidak
fleksibel atau tidak elastis.
7. Titik berat kopling sebanyak mungkin harus terletak
pada garis sumbu poros, dan kopling harus mengalami
keseimbangan dinamis kalau tidak kopling akan
berayun (apabila titik berat terletak pada garis
sumbu .maka kopling telah diseimbangkan secara
statik)
8. Pada ukuran–ukuran aksial dan radial harus
ditentukan batas–batasnya.
Klasifikasi KoplingDitinjau dari bentuk dan cara kerjanya, kopling
dapat dibedakan atas tiga golongan yaitu :
1. Kopling TetapKopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi
sebagai penerus dan pemutus putaran dan daya, namun tidak
dapat memutuskan hubungan kerja antara poros penggerak
dan poros yang digerakkan bila salah satu sedang bekerja,
dan sumbu kedua poros harus terletak pada satu garis
lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Kopling tetap
terdiri dari:
1.1 Kopling KakuKopling kaku digunakan apabila kedua poros harus
dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini dipakai
pada poros mesin dan transmisi umum di pabrik – pabrik.
kopling ini terdiri dari beberapa macam antara lain :
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1.1.1 Kopling BusKopling bus terdiri atas sebuah selongsong ( bus )
dan baut – baut yang dibenamkan pada kedua poros. Dan
sering juga dipakai berupa pasak yang dibenamkan pada
ujung – ujung poros.
Pada saat pemasangannya harus dijaga agar sumbu kedua
porosnya berada pada satu garis lurus. Kopling ini
mempunyai kontruksi yang sangat sederhana dan harganya
murah. Kopling ini hanya digunakan untuk mentrasmisikan
daya – daya kecil.
Gambar 2.1 kopling bus (Sumber; sularso 2000. Hal 30)
1.1.2Kopling Flens KakuKopling flens kaku terdiri dari atas naf dengan
flens yang terbuat dari besi cor atau baja cor dan
dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta
diikat dengan baut pada flensnya. Kopling ini tidak
mengizinkan sedikitpun ketidaklurusan sumbu kedua poros
serta tidak dapat mengurangi tumbukan getaran transmisi.
Pada saat pemasangan sumbu kedua poros harus terlebih
dahulu diusahakan segaris dengan tepat sebelum baut –
baut flens dikeraskan.
Gambar 2.2 kopling flens kaku (Sumber; sularso 2000. Hal
30)
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1.1.3 Kopling Flens Tempa Pada kopling flens tempa masing – masing ujung poros
terdapat flens yang dilas atau ditempa dan kedua flens
diikat dengan baut – baut. Pada kopling ini momen
dipindahkan melalui pergeseran baut atau pergesaran
antara kedua flens.
Gambar 2.3 Kopling flens tempa (Sumber; sularso 2000. Hal
30)
1.1.4 Kopling Bumbungan Tekan MinyakKopling bumbungan tekan minyak terdiri dari sebuah
bumbungan yang bagian dalamnya berbentuk lurus dan tabung
yang bagian luarnya juga berbentuk tirus yang sama dengan
bagian dalam silinder. Minyak atau gemuk dipres dengan
tekanan tinggi melalui tabung berulir ditengah – tengah
bus (bumbungan) sehingga batang tertekan. Sambungan jepit
yang ditimbulkan dapat memindahkan momen – momen putaran
yang besar karena gesekan.
Gambar 2.4 kopling bubungan tekan minyak (Sumber; sularso
2000. Hal 30)
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
1.2 Kopling Luwes (Fleksibel)Kopling luwes atau fleksibel ini digunakan apabila
kedudukan yang baik antara kedua ujung poros satu sama
lain tidak dapat diharapkan sehingga kedua ujung poros
itu disambungkan sedemikian rupa sehingga dapat bergerak
satu sama lain.
Dalam hal ini kita dapat mengenal tiga bentuk
kefleksibelan yaitu dalam arah aksial, radial, dan poros
satu sama lain mengepit kedua sudut.
Kopling ini terdiri dari : kopling roda gigi, kopling
universal.
1.2.1 Kopling Roda GigiKopling roda gigi kedua poros dilengkapi dengan naf
bergigi, dimana sisi gigi dan puncak gigi sedikit banyak
berbentuk bulatan. Gigi ini merangkap didalam sistem gigi
dalam sebuah longsongan yang cocok dan menyambung kedua
naf, lubang ulir dalam naf berfungsi untuk melepas baut.
Kopling seperti pada gambar memperbolehkan kefleksibelan
sedikit arah aksial dan radial, disamping itu poros dapat
membuat sudut kecil satu dengan yang lain dan mampu
memindahkan momen yang sangat besar.
Gambar 2.5 kopling roda gigi (Sumber; sularso 2000. Hal
30)
1.2.2 Kopling UniversalKopling universal dipakai untuk menyambung dua poros yang
tidak terletak dalam sebuah garis lurus atau yang garis
sumbunya saling memotong
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 2.6 kopling universal (Sumber; sularso 2000. Hal
30)
1.3 Kopling ElastisPada kopling ini elemennya terbuat dari karet buatan
atau pegas baja yang menyambung kedua bagian yang
dipasang pada poros yang hendak disambung.
Dengan kopling elastis dicoba untuk diperoleh:
a. Mengatasi timbulnya kejutan-kejutan pada saat
pemindahan momen putaran.
b. Peredam getaran torsi
c. Koreksi terhadap penyimpangan kecil pada letak
poros.
d. Meredam getaran – getaran yang timbul dalam mesin
beban.
e. Isolasi listrik untuk poros yang disambung.
Dari kontruksinya kebanyakan kopling–kopling elastis
juga fleksibel sehingga pergeseran memanjang, melintang
dan posisi serong poros–poros itu dalam keadaan terbatas
juga memungkinkan dan dapat juga memberikan putaran sudut
kecil antara sambungan ujung–ujung poros. Kerugian yang
timbul adalah berupa panas, sehingga sifat–sifatnya
berubah atau elastisitasnya hilang.
Kopling ini terdiri dari kopling piringan karet,
kopling piringan karet, kopling cincin karet, kopling ban
karet, kopling selongsong pena.
1.3.1 Kopling Piring KaretPada kopling ini momen dipindahkan lewat sebuah
elemen yang berbentuk bintang dari karet. Kedua perubahan
kopling adalah identik dan dilengkapi dengan cakar yang
sesuai dalam rumpangan dalam ban
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Gambar 2.7 Kopling Piring Karet (Sumber; sularso 2000.
Hal 30)
1.3.2 Kopling Ban KaretKopling ini sebuah ban yang sangat elastis yang terdiri
dari karet dengan lapisan yang ditenun dan ditekan oleh
dua buah cincin penekan pada flens kedua paruhan kopling.
Kopling ini dapat bekerja dengan baik meskipun sumbu
kedua poros yang dihubungkan tidak lurus dan dapat
meredam tumbukan dan gesekan yang terjadi pada transmisi.
Di samping itu pemasangan dan penukaran ban karet dapat
dilakukan tampa banyak kesulitan, jika daya elastisnya
telah berkurang dan hubungan listrik antara kedua poros
dapat dicegah.
Gambar 2.8 Kopling karet ban (Sumber; sularso 2000. Hal
30)
1.3.3 Kopling Selongsong PenaKopling ini terdiri dari dua paruh yang identik
dilengkapi dengan pena penggerak dan lubang dalam jumlah
yang sama. Dalam lubang ini dipasang pena dengan
selongsong untuk paruhan kopling yang lain. Keuntungan
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
kopling ini yaitu aman tembusan aliran, artinya bahwa
tidak memungkinkan aliran berjalan dari bagian kopling
yang satu ke bagian kopling yang lain.
Kopling ini juga memiliki keburukan yaitu tidak
cocok dalam lingkungan yang sangat panas. Prinsip kerja
kopling ini yaitu mengambil daya elastis pada perubahan
bentuk elemen – elemen yang elastis dan peredam terjadi
oleh gesekan pada waktu terjadi perubahan bentuk.
Gambar 2.9 kopling selongsong pena (karet bintang)
(Sumber; sularso 2000. Hal 30)
2. Kopling FluidaKopling fluida yaitu kopling yang meneruskan dan
memutuskan daya melalui fluida sebagai zat perantara dan
diantara kedua poros tidak terdapat hubungan mekanis.
Kopling ini sangat cocok untuk memindahkan putaran tinggi
dan daya yang besar. Keuntungan kopling ini yaitu getaran
dari sisi penggerak dan tumbukan dari sisi beban tidak
saling diteruskan demikian juga pada saat pembebanan
lebih, penggerak mulanya tidak akan terkena momen yang
melebihi batas kemampuannya sehingga umur mesin menjadi
lebih panjang.
Gambar 2.10 kopling fluida (Sumber; sularso 2000. Hal 44)
3. Kopling Tak Tetap
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Kopling tak tetap adalah suatu elemen mesin yang
dapat memutuskan dan menghubungkan dari poros penggerak
ke poros yang digerakkan dengan putaran yang sama dalam
meneruskan daya, serta dapat melepaskan kedua hubungan
poros tersebut pada keadaan diam maupun berputar.
Sifat – sifat kopling ini adalah:
1. Poros output relatif bergerak terhadap poros input
2. Pemutusan hubungan dapat terjadi pada saat kedua
poros berputar maupun tidak berputar.
Klasifikasi kopling ini adalah sebagai berikut :
kopling cakar, kopling plat, kopling kerucut, kopling
friwil.
3.1 Kopling CakarKopling ini digunakan untuk meneruskan momen yang kontak
positif atau tanpa ada gesekan sehingga tidak ada terjadi
slip. Pada tiap bagian kopling mempunyai cakar yang satu
sama lain sesuai dan salah satu dari separuh itu harus
dapat disorongkan secara aksial.
Gambar 2.11 kopling cakar spiral (sumber; sularso, 2000
hal 58)
3.2 Kopling PlatKopling plat adalah kopling yang menggunakan satu
plat atau lebih yang dipasang diantara kedua poros serta
membuat kontak dengan poros tersebut sehingga terjadi
penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya.
Kontruksi kopling ini cukup sederhana dan dapat dihubung
dan lepaskan dalam keadaan berputar kopling plat ini
dapat dibagi atas kopling plat tunggal, dan kopling plat
banyak.yatu berdasarkan banyaknya plat gesek yang
dipakai, kopling ini juga dibedakan atas kopling kering
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
dan kopling basah, serta atas dasar kerjanya yaitu :
manual, hidrolik, numatik, dan elektromagnetik.
Gambar 2.12 kopling plat (Sumber; sularso 2000. Hal 62)
3.3 Kopling KerucutKopling kerucut adalah suatu kopling gesek dengan
kontruksi sederhana dan mempunyai keuntungan dimana
dengan gaya aksial yang kecil dapat memindahkan momen
yang besar.
Gambar 2.13 kopling kerucut (sumber; sularso.2000. hal
73)
3.4 Kopling FriwelKopling ini adalah kopling yang dapat lepas dengan
sendirinya, bila poros penggerak berputar lebih lambat
atau dalam arah berlawanan dari poros yang digerakkan.
Gambar 2.14 kopling friwel (Sumber; sularso 2000. Hal 76)
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Komponen Utama Kopling1. Roda Penerus
Selain sebagai penstabil putaran motor,roda penerus
juga berfungsi sebagai dudukan hampir seluruh komponen
kopling.
2. Pelat Kopling Kopling berbentuk bulat dan tipis terbuat dari plat
baja berkualitaas tinggi. Kedua sisi plat kopling
dilapisi dengan bahan yang memiliki koefesien gesek
tinggi. Bahan gesek ini disatukan dengan plat kopling
dengan menggunakan keling (rivet)
3. Pelat Tekan Pelat tekan kopling terbuat dari besi tuang.pelat
tekan berbentuk bulat dan diameternya hampir sama dengan
diameter plat kopling. salah satu sisinya (sisi yang
berhubungan dengan plat kopling) dibuat halus, sisi ini
akan menekan plat kopling dan roda penerus, sisi lainnya
mempunyai bentuk yang disesuaikan dengan kebutuhan
penempatan komponen kopling lainnya.
4. Unit Plat Penekan Sebagai satu kesatuan dengan plat penekan, pelat
penekan dilengkapi dengan sejumlah pegas spiral atau
pegas diaphragma. tutup dan tuas penekan. Pegas digunakan
untuk memberikan tekanan terhadap pelat tekan, pelat
kopling dan roda penerus. jumlah pegas (kekuatan tekan)
disesuikan dengan besar daya yang harus dipindahkan
5. Mekanisme Penggerak Komponen penting lainnya pada kopling ialah
mekanisme pemutusan hubungan (tuas tekan). mekanisme ini
di lengkapi dengan bantalan bola, bantalan bola diikat
pada bantalan luncur yang akan bergerak maju/mundur pada
sambungan. Bantalan bola yang dilengkapi dengan permukaan
tekan akan mendorong tuas tekan
6. Rumah Kopling Rumah kopling terbuat dari besi tuang atau
aluminium. rumah kopling menutupi seluruh unit kopling
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
dan mekanisme penggerak. rumah kopling umumnya mempunyai
daerah terbuka yang berfungsi sebagai saluran sirkulasi
udara.
Cara Kerja Kopling Pada saat pedal kopling ditekan/diinjak, ujung tuas
akan mendorong bantalan luncur kebelakang. bantalan
luncur akan menarik plat tekan melawan tekanan pegas
Pada saat pelat tekan bergerak mundur, pelat kopling
terbebas dari roda penerus dan perpindahan daya terputus.
bila tekanan pedal kopling dilepas, pegas kopling akan
mendorong pelat tekan maju dan menjepit pelat kopling
dengan roda penerus dan terjadi perpindahan daya.
Pada saat pelat tekan bergerak kedepan,pelat kopling
akan menarik bantalan luncur, sehingga pedal kopling
kembali ke posisi semula. selain secara mekanik, sebagai
mekanisme pelepas hubungan.
Sekarang sudah banyak digunakan sistem hidrolik dan
booster. secara umum, sistem hidrolik dan hidrolik
booster adalah sama. perbedaannya adalah pada sistem
hidrolik booster , digunakan booster untuk memperkecil
daya tekan pada pedal kopling. pemilihan sistem yang
digunakan disesuikan dengan kebutuhan. Pada sistem
hidrolik, pada saat pedal kopling ditekan, maka batang
penerus akan mendorong piston pada master silinder
kopling, fluidapada sistem akan meneruskan daya ini
keselinder pada unit kopling, dan piston silinder unit
kopling akan mendorong tuas, dan seperti pada sistem
mekanik, pelat kopling terlepas, sehingga penerusan daya
dari motor ke transmisi terputus.
B. DIFFERENSIALDifferential atau sering dikenal dengan nama gardan
adalah komponen pada mobil yang berfungsi untuk
meneruskan tenaga mesin ke poros roda. Sekedar untuk
mengingatkan anda bahwa putaran roda semuanya berasal
dari proses pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar.
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
proses pembakaran inilah yang kemudian akan menggerakkan
piston untuk bergerak naik turun . Lalu gerak naik turun
piston ini akan diteruskan untuk memutar poros engkol.
Gerak putar poros engkol ini akan diteruskan untuk
memutar roda gila/flywheel. Putaran roda gila akan
diteruskan untuk memutar kopling kemudian diteruskan
memutar transmisi ke as kopel lalu ke gardan.
gardan akan meneruskan putaran ini ke as roda dan as
roda akan memutar roda, sehingga kendaraan dapat
berjalan. Jadi dapat anda ingat kembali urutan
perpindahan tenaga dan putaran dari mesin sampai ke roda,
sehingga kendaraan atau mobil dapat berjalan.
Fungsi differential pada mobil adalah:
1. Merubah arah putaran mesin
sebagaimana anda ketahui bahwa posisi mesin pada
mobil untuk truck atau khusunya mobil yang menggunakan as
kopel, memiliki posisi mesin yang memanjang ke depan .
Sehingga arah putaran dari roda gila jelas tidak searah
dengan arah putaran roda. Maka gardan inilah yang membuat
arah dari putaran mesin menjadi searah dengan arah
putaran roda (yaitu maju ke depan).
2. Memperbesar momen
Momen adalah tenaga putaran dari sebuah benda yang
berputar. Putaran poros engkol mempunyai tenaga atau
momen. Tenaga dari suatu benda yang berputar dengan cepat
adalah kecil, sedangkan tenaga dari benda yang berputar
lambat adalah besar. Seperti kita ketahui bahwa selambat–
lambatnya mesin berputar memiliki kecepatan minimal 600
rpm. Maksudnya adalah dalam satu menit poros engkol
berputar 600 kali. Sedangkan pada kecepatan tinggii
memiliki kecepatan hingga 12.000 rpm, berarti poros
engkol berputar 12.000 kali dalam 1 menit. Agar tenaga
dari poros engkol ini menjadi besar, maka kecepatan
putaran dari poros engkol ini harus diperlambat. Di
sisnlah gardan memperlambat kecepatan putaran dari poros
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
engkol tersebut, sehingga tenaga putar atau momen menjadi
besar dan mobil dapat bergerak atau berjalan.
3. Membedakan putaran roda kiri dan kanan saat membelok
pada saat mobil berbelok, putaran roda bagian dalam
cenderung lebih lambat daripada putaran roda bagian luar.
Hal ini dimaksudkan agar mobil dapat berbelok dengan baik
dan tidak slip. Jika kedua roda antara yang kiri dan
kanan selalu sama, maka mobil tak akan membelok. Di
sinilah gardan membuat putaran roda kiri dan kanan tidak
sama, sehingga mobil dapat membelok dengan baik.
Jadi jelaslah bahwa gardan memiliki fungsi yang sangat
penting pada mobil, sehingga mobil tersebut dapat
berjalan dengan baik. Adapun komponen – komponen utama
gardan adalah sebagai berikut:
a. Final gear: terdiri atas ring gear dan drive pinion.
b. Differential gear: terdiri atas pinion gear, side
gear dan differential carrier.
Cara kerja gardanFungsi utama gardan adalah membedakan putaran roda
kiri dan kanan pada saat mobil sedang membelok. hal itu
dimaksudkan agar mobil dapat membelok dengan baik tanpa
membuat kedua ban menjadi slip atau tergelincir. Untuk
mempelajari cara kerja gardan berikut ini, sebaiknya anda
baca terlebih dahulu postingan saya tentang mengenal
gardan. Adapun cara kerja gardan adalah sebagai berikut:
1. Pada saat mobil berjalan lurus: pada saat mobil berjalan lurus keadaan kedua ban
roda kiri dan kanan sama-sama dalam kecepatan putaran
yang sama.dan juga beban yang ditanggung roda kiri dan
roda kanan adalah sama. Sehingga urutan perpindahan
putaran dari as kopel akan diteruskan untuk memutar drive
pinion. Drive pinion akan memutar ring gear, dan ring
gear bersama-sama dengan differential case akan berputar.
dengan berputarnya differential case, maka pinion gear
akan terbawa berputar bersama dengan differential case
karena antara differential case dan pinion gear
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
dihubungkan dengan pinion shaft. Karena beban antara roda
kiri dan roda kanan adalah sama saat jalan lurus, maka
pinion gear akan membawa side gear kanan dan side gear
kiri untuk berputar dalam satu kesatuan.
jadi dalam keadaan jalan lurus sebenarnya pinion
gear tidak berputar , pinion gear hanaya membawa side
gear untuk berputar bersama - sama dengan differential
case dalam kecepatan putaran yang sama. Bila differential
case berputar satu kali, maka side gear juga berputar
satu kali juga , demikian seterusnya dalam keadaan lurus.
Putaran side gear ini kemudian akan diteruskan untuk
menggerakkan as roda dan kemudian menggerakkan roda.
2. pada saat kendaraan membelokPada saat mobil sedang membelok beban yang
ditanggung pada roda bagian dalam adalah lebih besar
daripada beban yang ditanggung roda bagian luar. Misalkan
sebuah mobil sedang belok ke kiri, maka beban pada roda
kiri akan lebih besar daripada beban roda kanan. Dengan
demikian urutan perpindahan tenaganya adalah sebagai
berikut: putaran dari as kopel akan diteruskan untuk
memutar drive pinion. Drive pinion akan memutar ring
gear.nDengan berputarnya ring gear maka differential case
akan terbawa juga untuk berputar. Karena beban roda kiri
lebih besar dari roda kanan saat belok ke kiri, maka side
gear sebelah kiri akan memberi perlawanan terhadap pinion
gear untuk tidak berputar. Gaya perlawanan dari side gear
kiri ini akan membuat pinion gear menjadi berputar
mengitari side gear kiri. Dengan berputarnya pininon
gear, maka side gear kanan akan diputar oleh pinion gear.
Sehingga side gear kanan akan berputar lebih cepat dari
side gear kiri. Gerakan side gear ini akan diteruskan ke
as roda kemudian ke roda. Untuk roda kanan akan berputar
lebih cepat daripada roda kiri karena side gear kanan
berputar lebih cepat.
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
C. SISTEM PENGINJEKSIAN DIESElMotor diesel termasuk jenis kelompok motor
pembakaran dalam (internal combustion engines), dimana
proses pembakarannya didalam silinder. Motor diesel ini
menggunakan bahan bakar cair yang dimasukkan ke dalam
ruang pembakaran silinder motor dengan diinjeksikan
menggunakan pompa injeksi.
Bahan bakar masuk ke dalam silinder atau ruang
pembakaran dalam bentuk yang lebih halus maka
dipergunakan pengabut (nozzle). Masukkan kedalam silinder
pada langkah pemasukkan adalah udara murni. Pada langkah
kompresi, udara murni ini dimampatkan hingga menghasilkan
panas yang cukup untuk menyalakan bahan bakar yang
diinjeksikan ke dalam ruang pembakaran motor. Motor
diesel sering disebut juga motor penyalan kompresi
(compression ignition engines).
a. Motor Diesel Empat Langkah.
Pada motor diesel empat langkah prinsip kerjanya
untuk menyelesaikan satu siklus atau satu rangkaian
proses kerja hingga menghasilkan pembakaran dan satu kali
langkah usaha diperlukan empat langkah piston. Langkah
pertama adalah langkah pemasukan. Pada langkah ini yang
dimasukkan kedalam silinder adalah udara murni. Katup
masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup. Piston
bergerak dari TMA ke TMB. Langkah kedua adalah langkah
kompresi. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang
sama-sama tertutup. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Yang
dikompresikan adalah udara murni. Perbandingan
kompresinya cukup besar yaitu 15-22. kompresi udara akan
menghasilkan panas yang mampu menyalakan bahan bakar yang
dimasukkan kedalam silinder pada akhir kompresi. Bahan
bakar yang dimasukkan kedalam silinder adalah bahan bakar
cair dalam bentuk kabut menggunakan pompa injeksi dan
pengabut (nozzle). Setelah penginjeksian bahan bakar
terjadilah percampuran udara dan bahan bakar dan disusul
pembakaran bahan bakar. Langkah berikutnya adalah langkah
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
usaha. Proses pembakaran dan ekspansi merupakan langkah
yang menghasilkan tenaga motor. Kedua katup yaitu katup
masuk dan katup buang tertutup semuanya. Karena adanya
proses pembakaran didalam silinder terjadilah kenaikan
tekanan dan ekspansi dari gas (campuran udara dan bahan
bakar). Piston didorong dari TMA ke TMB. Langkah
selanjutnya adalah langkah pembuangan. Piston bergerak
dari TMB ke TMA. Katup buang terbuka sedangkan katup
masuk tetap tertutup. Gas bekas hasil pembakaran didorong
keluar oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA. Gas
bekas keluar silinder melalui saluran buang (exhaust
manifold).
b. Motor Diesel Dua Langkah
Pada motor diesel dua langkah untuk menyelesaikan satu
siklus proses kerja diperlukan dua langkah piston. Piston
bergerak dari TMB ke TMA dan dari TMA ke TMB. Pada
langkah pertama terjadi proses pemasukkan dan kompresi.
Pada langkah kedua terjadi proses usaha dan pembuangan.
Yang dimasukkan ke dalam silinder adalah udara murni.
Proses kerja motor diesel dua langkah adalah sebagai
berikut. Dimulai dari piston berada di TMB. Udara murni
dimasukkan kedalam silinder motor melalui katup masuk .
untuk menghindari bentuk puncak piston pada motor dua
langkah dibuat miring, hal tersebut berguna untuk
mengarahkan aliran atau gerak dari udara yang baru masuk
sekaligus untuk pembilasan ruang siinder dari gas bekas
yang tadinya berada di dalam silinder. Selanjutnya piston
bergerak dari TMB ke TMA. Lubang masuk belum tertutup
oleh piston pemasukkan udara baru masih tetap
berlangsung. Setelah lubang pemasukan tertutup oleh
piston kemudian disusul pula tertutup lubang buang oleh
piston yang bergerak dari TMB ke TMA lalu proses kompresi
terjadi. Udara yang dimampatkan atau dikompresikan dengan
perbandingan yang cukup besar (15-22). Karena itu pada
akhir kompresi dihasilkan panas yang cukup mampu memulai
pembakaran bahan bakar. Penginjeksian ini menggunakan
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
pompa injeksi yang dialirkan melalui pengabut (nozzle).
Percampuran bahan bakar dengan udara dan disusul
terjadinya pembakaran. Proses pembakaran dan ekspansi
campuran udara dan bahan bakar menghasilkan tenaga panas
dan naiknya tekanan daam silinder motor. Selanjutnya pada
langkah kedua terjadi langkah usaha. Hasil proses
pembakaran mendorong piston bergerak dari TMA ke TMB.
Gerakan piston dari TMA ke TMB akhirnya membuka lubang
buang yang berada pada dinding sisi TMB. Lubang buang
terbuka maka gas yang bertekanan itu segea keluar melalui
lubang buang kesaluran buang (exhaust manifold). Ada
kemungkinan masih adanya gas yang tertinggal dalam
silinder karena adanya pojok-pojok yang tidak terjangkau
oleh udara yang masuk dan membilas ruang silinder.
Ketidaksempurnaan pembilasan ini tentunya mengurangi
jumlah udara baru yang masuk kedalam silinder. Hal
tersebut mengurangi efisiensi volumetrik dari pengisian
silinder dengan udara yang baru.
D. Sistem pengabutan
Proses pengabutan bahan bakar diesel melalui
injektor ini diperlukan agar terjadi proses pembakaran
yang sempurna di dalam silinder, kendati pada Motor
Diesel ini pembakaran diberikan melalui panas yang
dihasilkan oleh pemampatan udara luar namun nyala api
tidak akan terjadi tanpa adanya penambahan oksigen.
Oleh karena itu dalam proses pengabutan ini pada
dasarnya adalah mencampur bahan bakar dengan oksigen.
Untuk itu proses pengabutan untuk memperoleh gas bahan
bakar yang sempurna pada injektor dapat dilakukan
dengan tiga sistem pengabutan, yaitu:
1. Pengabutan udara
Proses pengabutan udara terjadi dimana bahan
bakar yang bertekanan 60 sampai 85 kg/cm² mengakibatkan
tekanan pada rumah pengabut sebesar 60 kg/cm² yang
selalu berhubungan langsung dengan tabung udara, dengan
tekanan bahan bakar dari pompa mencapai 70 kg/cm² pada
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
volume tertentu akan tertampung pada cincin pembagi
dari pengabut tersebut. Tekanan bahan bakar dari pompa
tadi juga akan mengangkat jarum pengabut, dengan
demikian udara yang bertekanan tadi akan mengalir
bersama bahan bakar melalui lubang-lubang halus pada
cincin pembagi sehingga membentuk gas bahan bakar dan
masuk ke dalam silinder. Gas bahan bakar yang terbentuk
karena proses persenyawaan antara udara dengan bahan
bakar maka akan sangat mudah terbakar bila berhubungan
dengan udara panas dan bertekanan tinggi. Dengan
plunger pompa injeksi yang digerakan oleh poros
bubungan dan distel sedemikian rupa maka pengabutan
hanya terjadi pada akhir kompresi.
2. Pengabutan tekan
Pada prosaes pengabut tekan ini saluran bahan
bakar dan ruangan dalam rumah pengabut harus selalu
terisi penuh oleh bahan bakar, dengan jarum pengabut
yang tertekan oleh pegas sehingga saluran akan
tertutup, namun ketika bahan bakar dari injection pump
yang beterkanan 250 kg/cm² mengalir ke bagian takikan
jarum pengabut, pengabut akan tertekan ke atas sehingga
saluran akan terbuka, dengan demikian bahan bakar akan
terdesak melalui celah diantara jarum pengabut dalam
bentuk gas. Untuk memperoleh proses pembakaran yang
sempurna di dalam silinder maka proses pemampatan udara
di dalam silinder diusahakan menghasilkan turbulensi
udara.
3. Pengabutan gas
Pengabut ini dikonstruksi sedemikian rupa dengan
komponen-komponen yang terdiri atas rumah pengabut,
katup dan bak pengabut yang ditempatkan di bagian bawah
dari pengabut dan berada di dalam ruang bakar. Dalam
proses pengabutan ini bahan bakar telah berada dalam
keadaan bertekanan tinggi dan katup injeksi sudah
terbuka sejak langkah pengisapan oleh torak dan pada
kondisi yang demikan ini sebagian bahan bakar telah
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
menetes ke bak pengabut yang di bagian sisinya terdapat
lubang-lubang kecil, keadaan ini akan mengakibatkan
motor menjadi sangat panas sehingga bahan bakar tadi
akan berubah mnenjadi kabut. Pada akhir langkah
kompresi udara yang bertekanan akan menerobos masuk ke
bak pengabut tersebut melalui lubang-lubang kecil dari
bak pengabut tersebut dan mengakibatkan letusan, namun
hal ini tidak cukup membakar bahan bakar secara
keseluruhan karena tidak cukup oksigen sehingga sisa
bahan bakar yang tidak terbakar akan keluar masuk di
dalam ruang bakar dan terbakar pada ruangan ini, oleh
kerena itu pada sistem pengabutan ini askan terjadi dua
kali proses pembakaran yaitu proses pembakaran mula dan
prose pembakaran yang sebenarnya, kendati sistem ini
jarang digunakan namun proses pengabutan dengan cara
ini dapat menghasilkan kabut bahan bakar yang memenuhi
syarat dalam kebutuhan proses pembakaran.
E. INJECTOR PUMPPompa injeksi dalam motor diesel memiliki peran yang
sangat penting terutama dalam menyediakan bahan bakar
yang dibutuhkan untuk proses pembakaran yang menghendaki
bahan bakar memiliki jumlah yang tepat, waktu yang tepat,
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
kualitas yang baik dan tekanan yang tinggi agar mudah
dikabutkan oleh nozzle.
Oleh karenanya konstruksi pompa injeksi dibuat lebih
rigid dan kuat, rumah pompa dibuat dari bahan aluminium
tuang (atau besi tuang). Agar mampu menghasilkan tekanan
bahan bakar yang tinggi dan memiliki keandalan tinggi
pula.
Pada pompa injeksi in-line memiliki konstruksi
elemen pompa sebaris, dimana masing-masing silinder
dilayani oleh satu plunger. Camshaft/poros nok pompa
disangga oleh dua bantalan roler tirus (tapered roller
bearings) dan digerakkan oleh mesin melalui rangkaian
roda gigi. Elemen pompa, terdiri dari plunyer dan
silinder (barrel), adalah bagian pompa yang paling
penting. Plunyer dan silinder ini dikerjakan dengan
penyelesaian/finishing presisi tinggi, dan ditempatkan
dalam toleransi kecil sekali untuk memungkinkan elemen
pompa bertahan dalam tekanan tinggi sekali tanpa adanya
kebocoran. Untuk alasan ini, plunyer dan silinder harus
tidak pernah diganti sendiri-sendiri secara terpisah,
tetapi diganti satu set.
Rak (rack) pengontrol dirangkaikan/dipasangkan ke
akhir regulator (governor), melalui roda gigi pengontrol
mengelilingi plunyer untuk mengontrol kwantitas pemberian
bahan bakar (dan waktu injeksi dalam beberapa
tipe/model). Katup-katup delivery berfungsi untuk
menghentikan bahan bakar dari aliran balik sementara
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
plunyer bergerak turun, dan juga mencegah penetesan
“after-dripping“ bahan bakar dari nozel.
Jenis-jenis pompa In-Line yaitu:
a. Jenis pompa in-line ukuran M, memiliki kapasitas yang
paling kecil yaitu mampu menghasilkan tekanan hingga 400
bar.
b. Jenis pompa in-line ukuran A, kapasitas penyaluran
bahan bakar lebih besar dari jenis pompa injeksi in-line
ukuran M. Tekanan injeksi jenis pompa ukuran A ini
mencapai 600 bar
c. Jenis pompa in-line ukuran MW, Jenis pompa injeksi in-
line ukuran MW dirancang untuk mampu memberi tekanan
sampai 900 bar. Berlainan dengan jenis pompa injeksi in-
line ukuran A atau M, maka pompa injeksi ukuran MW ini
disebut dengan tipe tertutup karena pada jenis pompa
injeksi ini unit plunyer dan barel serta unit katup
deliverinya dipresskan melalui bagian atas rumah pompa
dan diikatkan dengan dua buah baut dan flens. Pompa
injkesi tipe ini dibuat dengan kapasitas sampai 8
barel/untuk mesin 8 silinder
d. Jenis pompa in-line ukuran P, seperti pada jenis pompa
injeksi in-line lainnya, pada pompa jenis ini memiliki
kapasitas yang lebih besar, sehingga biasanya banyak
digunakan untuk kendaraan dengan kapasitas engine lebih
besar.
F. DINAMO STARTER Pada sebuah kendaraan komponen yang satu ini tidak
kalah penting dan merupakan komponen vital bagi
kendaraan. saat anda mulai menyalakan mesin mobil,
komponen yang satu ini berkerja sebagai penggerak untuk
menyalakan mesin mobil.. Stater, stater pada kendaraan
berfungsi untuk memutar mesin pertama kalinya, dengan
ditemukan nya stater maka anda tidak perlu lagi
menghidupkan mesin mobil anda dengan engkol atau dengan
mendorong nya.
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
Saat ingin menyalakan mesin, stater mobil hendaknya
dengan di barangi menginjak pedal kopling, hal ini di
maksudkan untuk mengingatkan kita sebagai pengendara agar
tidak lupa memastikan bahwa sebelum stater mesin, gigi
persneleng harus dalam keadaan netral. Agar mobil tidak
langsung jalandan mental pada saat stater dalam kondisi
gigi persneleng atau transmisi sedang masuk.
System diatas di maksudkan untuk anda pengendara yang
punya kebiasaan parkir kendaraan dalam kondisi gigi
persneleng dimasukan. Untuk membantu pengereman,
kebiasaan yang tidak perlu di lakukan, sebab telah ada
hand rem.
Cara kerja stater secara umum:
Pada saat starter switch atau kunci kontak dalam
posisi start, arah aliran arus, pull-in-coil akan menarik
kontak untuk menghubungkan terminal “30” dengan terminal
“C”, jika arus listrik sampai ke ground.
Tidak ada jalur yang terputus antara Pull-in-coil
sampai ke ground, tapi jika arus listrik terputus mungkin
disebabkan karbon brush habis ”karbon brush terletak
sebelum dan sesudah armature”, pull-in-coil tidak akan
bekerja dan motor stater tidak akan berkerja. Tanda untuk
mobil dengan relay stater, hanya akan terdengar kontak
relay stater terhubung saat stater tetapi dinamo stater
atau motor starter tidak bekerja, ini kalau karbon brush
habis.
Pada kondisi normal setelah Pull-in-coil menarik
kontak sekaligus plunger dan shift lever mendorong pinion
Diesel Engine I Internal Combustion Engine
LABORATORIUM MOTOR BAKAR
untuk menghubungkan putaran motor stater dengan roda gila
atau flywheel, secara elektrikal berikut arah aliran arus
listriknya.
Setelah kontak selenoid atau terminal “30″ dan
terminal “C” terhubung, pull-in-coil tidak bekerja lagi
karena tegangan atau voltase antara terminal “50″ dengan
terminal “C” hampir sama.
Pada saat motor stater memutar roda gila, Hold-in-
coil memegang peranan utama untuk menahan kontak untuk
menghubungkan terminal “30″ dan terminal “C” dan menahan
gigi pinion yang memutar flywheel atau roda gila, sampai
mesin hidup.
Diesel Engine I Internal Combustion Engine