MAKALAH MESIN BENSIN
DISUSUN OLEH :
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
PROGRAM STUDI TEKNIK EKSPLORASI PRODUKSI
MIGAS
POLITEKNIK AKAMIGAS CEPU
2010/2011
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT,
karena dengan rahmat dan karunia-Nya kami
masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan makalah ini.Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada dosen
pembimbing dan teman-teman yang telah memberikan dukungan dalam menyelesaikan
makalah ini.Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak
kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Semoga dengan selesainya makalah ini
dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman- teman.
DAFTAR
PUSTAKA
KATA PENGANTAR .....................................................................................................
DAFTAR ISI ...................................................................................................................
BAB 1. PENDAHULUAN................................................................................................
A.
Latar
Belakang
B.
Pembatasan
Masalah
C.
Tujuan
BAB II. PEMBAHASAN..................................................................................................
A.
Pengertian
Mesin Bensin
B.
Siklus
Otto
C.
Prinsip
Kerja Mesin Bensin
D.
Sistem
Pengapian Motor Bensin
E.
Mesin
Bensin 4 Tak
F.
Mesin
Bensin 2 Tak
BAB III. PENUTUP...........................................................................................................
A.
Kesimpulan
B.
Saran
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak sekali menjumpai
atau bahkan menggunakan peralatan-peralatan yang bermesin. Salah satu diantara
mesin-mesin tersebut adalah mesin Bensin. MotorBensin dikategorikan dalammesin pembakaran dalam (internalcombustionengine).Mesin Bensin dapat
diklasifikasikan menjadi 2 yaitu mesin Bensin 4 tak dan 2 tak.
Melalui makalah ini, kami mencoba untuk membahastentang mesin bensin, prinsip kerja, kelebihan dan kekurangan
dari mesin bensin itu sendiri, baik mesin bensin 4 tak ataupun mesin bensin 2
tak.
B.
Pembatasan
Masalah
Melihat
dari latar belakang masalah serta memahami pembahasannya maka penulis
dapat memberikan batasan-batasan pada :
1.
Pengertian
mesin bensin
2.
Siklus otto
3.
Prinsip kerja
mesin bensin 4 tak dan 2 tak
4.
Sistem
pengapian mesin bensin
5.
Mesin bensin 4
tak
6.
Mesin bensin 2
tak
C.
Tujuan
1. Mengetahui definisi mesin bensin.
2.
Mengetahui
siklus otto pada mesin bensin.
3.
Mengetahui
prinsip kerja mesin bensin 4 tak dan 2 tak.
4. Mengetahui sistem pengapian pada mesin bensin.
BAB
II
PEMBAHASAN
a.
Pengertian Mesin Bensin
Motor
bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang banyak dipakai saat ini.
Sedangkan mesin kalor adalah mesin yang menggunakan energi panas untuk melakukan
kerja mekanis atau mengubah tenaga panas menjadi tenaga mekanis. Energi atau
tenaga panas tersebut diperoleh dari hasil pembakaran.Ditinjau dari cara
memperoleh tenaga panas, mesin kalor dapat dibedakan menjadi dua yaitu mesin
dengan pembakaran dalam dan mesin dengan pembakaran luar.
Mesin
pembakaran dalam adalah mesin yang melakukan proses pembakaran bahan bakar di
dalam mesin tersebut dan gas pembakaran yang terjadi berfungsi sebagai fluida
kerja. Mesin pembakaran dalam umumnya disebut motor bakar. Jadi motor bakar
adalah mesin kalor yang menggunakan gas panas hasil pembakaran bahan bakar di
dalam mesin untuk melakukan kerja mekanis. Mesin pembakaran luar adalah mesin
di mana proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin dan energi panas
dari gas pembakaran dipindahkan ke fluida mesin melalui beberapa dinding
pemisah, misal ketel uap.
Mesin bensin merupakan salah satu jenis
motor bakar dalam yang menggunakan bahan bakar bensin dengan sistem pengapian
menggunakan busi.
b. Siklus
Otto
Siklus Otto adalah
siklus thermodinamika yang paling banyak digunakan dalam kehidupan manusia.
Mobil dan sepeda motor berbahan bakar bensin (Petrol Fuel) adalah contoh
penerapan dari sebuah siklus Otto.
Secara
thermodinamika, siklus ini memiliki 4 buah proses thermodinamika yang terdiri
dari 2 buah proses isokhorik (volume tetap) dan 2 buah proses adiabatis (kalor
tetap). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram tekanan (p) vs temperatur
(V) berikut:
Proses yang terjadi adalah :
1-2 : Kompresi adiabatis
2-3 : Pembakaran isokhorik
3-4 : Ekspansi / langkah kerja adiabatis
4-1 : Langkah buang isokhorik
Beberapa rumus yang digunakan untuk menganalisa
sebuah siklus Otto adalah sebagai berikut :
1. Proses Kompresi Adiabatis
T2/T1 = r^(k-1); p2/p1 = r^k
2. Proses
Pembakaran Isokhorik
T3 = T2 + (f x Q / Cv) ; p3 = p2 ( T3 /
T2)
3. Proses
Ekspansi / Langkah Kerja
T4/T3 = r^(1-k) ; p4/p3 = r^(-k)
4. Kerja
Siklus
W = Cv [(T3 - T2) - (T4 - T1)]
5. Tekanan
Efektif Rata-rata (Mean Effective Pressure)
pme = W / (V1 – V2)
6. Daya
Indikasi Motor
Pe = pme . n . i . (V1-V2) . z
Dimana parameter – parameternya adalah :
p = Tekanan gas (Kg/m^3)
T = Temperatur gas (K; Kelvin)
V = Volume gas (m^3)
r = Rasio kompresi (V1 – V2)
Cv = Panas jenis gas pada volume tetap ( kj/kg
K)
k = Rasio panas jenis gas (Cp/Cv)
f = Rasio bahan bakar / udara
Q = Nilai panas bahan bakar (kj/kg)
W = Kerja (Joule)
n = Putaran mesin per detik (rps)
i = Index pengali; i=1 untuk 2 tak dan i=0.5
untuk 4 tak
z = Jumlah silinder
P = Daya ( Watt )
c. Prinsip
Kerja Mesin Bensin
Berikut
akan diterangkan mengenai prinsip kerja mesin bensin. Pertama, campuran udara dan bensin di hisap kedalam silinder,
kemudian dikompresikan oleh torak saat begerak naik, apabila 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 menggerakan torak turun naik dengan bebas di dalam silinder. Dari
gerak lurus (naik turun) torak dirubah menjadi gerak putar pada poros engkol
melalui batang torak. Gerak putar inilah yang menghasilkan tenaga pada mesin.
Posisi
tertinggi yang di capai torak di dalam silinder di sebut titik mati atas (TMA),
dan posisi terendah yang di capai torak disebut
titik mati bawah (TMB). Jarak bergeraknya torak antara TMA dan TMB di
sebut langkah torak (stroke).
Campuran
udara dan bensin dihisap kedalam silinder dan gas yang telah terbakar harus
keluar, dan ini harus berlangsung secara tetap. Pekerjaan ini dilakukan dengan
adanya gerak torak yang turun naik di dalam silinder. Proses menghisap campuran
udara dan bensin kedalam silinder, mengkompresikan, membakarnya, dan
mengeluarkan gas bekas dari silinder, disebut satu siklus.
Sistem bahan bakar
Sistem bahan bakar (fuel system) terdiri dari beberapa komponen, dimulai dari
tangki bahan bakar (fuel tank) sampai pada charcoal canister. Bahan bakar yang tersimpan dalam
tangki dikirim oleh pompa bahan bakar (fuel pump) ke karburator melalui
pipa-pipa dan selang-selang.kotoran dan
benda-benda lainya dikeluarkan dari bahan bakar oleh saringan (fuel filter).
Karburator menyalurkan
ke mesin sejumlah bahan bakar yang dibutuhkan berupa campuran udara dan bahan
bakar. Sejumlah gas HC yang timbul di dalam tangki dikurangi oleh charcoal
canister. Bensin di alirkan dari tangki melalui saringan, selang dan pipa-pipa hisap (suction tube). Bensin yang sudah disaring
dikirim ke karburator oleh pompa bahan bakar, dan karburator mencampurnya
dengan udara dengan suatu perbandingan tertentu menjadi campuran udara dan bahan bakar. Sebagian campuran udara
dan bahan bakar menguap dan menjadi kabut saat mengalir melalui intake manifold
ke silinder.
Campuran Udara dan Bahan Bakar
Bahan bakar yang dikirim
kedalam silinder untuk mesin harus ada dalam Kondisi mudah terbakar agar dapat
menghasilkan efesiensi tenaga yang maksimum. Bensin
sedikit sulit terbakar, bila tidak dirubah kedalam bentuk gas. Bensin tidak
dapat terbakar dengan sendirinya, harus dicampur dengan udara dalam
perbandingan yang tepat. Untuk mendapatkan campuran udara dan bahan bakar yang
baik, uap bensin harus bercampur dengan sejumlah udara yang tepat. Perbandingan
campuran udara juga mempengaruhi pemakaian bahan bakar.
Perbandingan Udara Dengan Bahan Bakar
Perbandingan udara
dengan bahan bakar dinyatakan dalam volume atau berat dari bagian udara dan
bahan bakar. Pada umumnya, perbandingan udara
dan bahan bakar dinyatakan berdasarkan perbandingan berat udara dengan berat
bahan bakar. Bensin harus dapat terbakar keseluruhannya di dalam ruang bakar
untuk menghasilkan tenaga yang besar pada mesin. Perbandingan udara dan bahan
bakar dalam teorinya adalah 15:1, yaitu 15 untuk udara berbanding 1 untuk
bensin.
Tetapi
pada kenyataannya, mesin menghendaki campuran udara dan bahan bakar dalam
perbandingan yang berbeda-beda tergantung pada temperatur, kecepatan mesin,
beban, dan kondisi lainya. Pada table di bawah ini diperlihatkan perbandingan
udara dan bahan bakar yang dibutuhkan sesuai dengan kondisi mesin.
Proses pembakaran
Campuran bahan
bakar-udara didalam selinder motor bensin harus sesuai dengan syarat busi,
yaitu jangan terbakar sendiri. Ketika busi mengeluarkan api listrik, yaitu pada
saat beberapa derajat engkol sebelum torak mencapai TMA, campuran bahan
bakar-udara disekitar itulah mula-mula terbakar. Kemudian nyala api merambat
kesegala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi (25-50 m/detik), menyalakan
campuran yang dilaluinya sehingga tekanan gas didalam silinder naik, sesuai dengan jumlah bahan bakar yang terbakar.
Pembakaran yang merambat
dengan cepat itu, temperaturnya dapat melampaui temperatur penyalaan sendiri
sehingga akan terbakar dengan cepatnya. Proses terbakar sendiri dari bagian
campuran yang terakhir (terjatuh dari busi) dinamai detonasi.
Detonasi yang
berulang-ulang dalam waktu yang cukup lama dapat merusak bagian ruang bakar,
terutama bagian tepi dari kepala torak tempat detonasi terjadi.Disamping itu
detonasi mengakibatkan bagian ruang bakar (misalnya busi atau kerak yang ada)sangat tinggi temperaturnyaatau pijar,
sehingga dapat menyalakan campuran bahan bakar-udara sebelum
waktunya (pranyala). Detonasidapat mengurangi daya
dan efisiensi mesin, sedangkan tekanan maksimum gas pembakaranpun akan bertambah
tinggi. Karena itu, detonasi yang dahsyat tidak di kehendaki dan harus dicegah. Maka dari itu seluruh campuran bahan bakar-udara harus
dinyalakan oleh nyala api yang berasal dari busi.
Berikut ini beberapa
cara untuk mencegah detonasi :
1. Mengurangi
tekanan dan temperatur bahan bakar-udara yang masuk kedalam silinder.
2. Mengurangi perbandingan kompresi.
3. Memperlambat saat penyalaan.
4. Memperkaya yaitu menaikan perbandingan campuran bahan
bakar-udara
5. Menaikan kecepatan torak atau putaran
poros engkol, untuk memperoleh arusturbulen pada campuran didalam
silinder yang mempercepat rambatan nyala api.
6. Memperkecil diameter torak untuk memperpendek
jarak yangdi tempuh olehnyala api dari busi kebagian yang terjauh. Hal ini bias juga di capai jikadipergunakan
busi lebih dari satu.
Sistem Pengapian Pada Mesin Bensin
Sistem pengapian motor bensin
memilik prinsip kerja yang beragam sesuai dengan jenis dan model sistem
pengapian yang digunakan. Untuk sistem pengapian Motor biasanya terdiri atas 2
macam yakni Sistem Pengapian ACdan Sistem Pengapian DC.
Untuk sistem pengapian Motor sebenarnya bisa kita modifikasi dari sistem
pengapian AC ke sistem pengapian DC atau sebaliknya.
1. Sistem Pengapian AC atau yang lebih kita kenal
dengan CDI(Capasitor Discharge Ignition) merupakan sistem dimana pengapian ke
busi dibangkitkan dari tegangan AC dari spul motor yang di triger oleh sirkuit
elektronik(CDI) sesuai signal yang di terima dari pulser.
2. Sistem Pengapian DC. Pada sistem pengapian Dc ini lebih
mirip dengan sistem pengapian mobil secara elektronik, yakni TCI(transistorized
Ignition System), dengan sistem TCI tegangan tinggi yang di bangkitkan dari
koil benar2 tegangan DC 12volt yang di driver oleh sebuah transistor sesuai
data dari sumber signal alias pulser.
Semua sistem
pengapian motor yang peletakan pulser berada pada askruk pasti menimbulkan
percikan busi secara 2 kali proses yang berbeda dalam 1 siklus kerja motor 4
tak, yakni pada proses kompresi dan proses buang.
Mesin Bensin 4 Tak dan 2 Tak
Klasifikasi Motor Bensin
Menurut prinsip
kerjanya motor bensin dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu motor bensin 2
langkah dan motor bensin 4 langkah.
1. Motor Bensin 2 Langkah
Motor bensin 2 langkah
adalah motor bensin yang setiap siklus kerjanya dalam 2 langkah torak atau 1
kali putaran poros. Prinsip kerja motor bensin 2 langkah dalam
1 kali siklus kerja dapat dijelaskan sebagai berikut :
HISAP & KOMPRESI EKSPANSI
BUANG
Torak bergerak
dari TMB ke TMA, saluran masuk terbuka dan campuran bensin dan udara masuk ke
ruang engkol. Sementara itu di atas torak terjadi langkah kompresi sehingga
menghasilkan suhu dan tekanan yang tinggi dan mengakibatkan torak terdorong ke
TMB. Pada saat torak menuju TMB, torak menutup saluran masuk dan memperkecil
ruang engkol. Hal ini mengakibatkan campuran bensin dan udara bergerak ke atas
torak melalui saluran bilas. Pada saat torak sampai TMB, saluran bilas dan
saluran buang terbuka sehingga campuran bensin dan udara dari ruang engkol
masuk ke ruang bakar.
Sifat-sifat motor bensin 2 langkah :
·
Konstruksi
lebih sederhana dan biaya pembuatan lebih murah.
·
Pembuangan
gas kurang sempurna dan kesulitan untuk mempertinggi kecepatan.
·
Dengan
ukuran langkah torak dan kecepatan yang sama akan menghasilkan daya yang lebih
besar.
2. Motor Bensin 4 Langkah
Motor Bensin 4 Langkah
adalah motor bensin yang setiap siklus kerjanya dalam 4 langkah torak atau 2
kali putaran poros. Adapun rangkaian proses dan langkah-langkah torak adalah
sebagai berikut :
1.
Proses
Pengisian
Pengisian campuran bensin dan udara terjadi pada langkah pertama yaitu saat
torak bergerak dari TMA ke TMB, di mana katup masuk terbuka dan katup buang
tertutup.
2.
Proses
Kompresi
Terjadi pada langkah kedua. Yaitu torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada
langkah ini kedua katup tertutup.
3.
Proses
Pembakaran
Beberapa saat menjelang akhir kompresi, saat sebelum torak mencapai TMA,
busi memercikkan bunga api dan membakar campuran bensin dan udara. Akibatnya
temperatur dan tekanan gas pembakaran dalam silinder meningkat.
4.
Proses
Kerja/Ekspansi
Proses ini terjadi pada langkah ketiga yaitu torak bergerak dari TMA ke
TMB. Tekanan yang tinggi hasil pembakaran digunakan untuk mendorong torak ke
bawah dan memutar poros engkol untuk melakukan kerja mekanik.
5.
Proses
Pembuangan
Terjadi pada langkah keempat, torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada langkah
ini katup buang terbuka dan katup masuk tertutup. Gas hasil pembakaran dibuang
keluar silinder melalui katup buang.
Sifat-sifat motor bensin 4 langkah :
·
Dalam
4 langkah torak terdapat 1 langkah ekspansi.
·
Pemakaian
bahan bakar lebih hemat dan kerugian dari gas-gas yang terbuang kecil sekali.
·
Konstruksinya
lebih rumit dan biaya pembuatan lebih mahal.
·
Dengan
ukuran piston dan putaran yang sama menghasilkan daya yang lebih kecil.
·
Pembuangan
gas lebih sempurna.
2.4. Keuntungan Motor Bensin
Dibandingkan dengan motor diesel, motor bensin
memiliki beberapa keuntungan di antaranya :
1. Tekanan kompresi yang dibutuhkan lebih kecil.
2.
Konstruksi
mesin lebih kecil dan tidak perlu sekokoh mesin diesel.
3.
Berat
mesin lebih ringan.
4. Getaran yang dihasilkan lebih kecil dengan suara yang halus.
5.
Tidak
memerlukan baterai terlalu besar pada awal penyalaan.
6.
Konstruksi
ruang bakar lebih sederhana.
2.5. Proses Keliling Motor Bensin
4 Langkah
Yang dimaksud dengan proses keliling pada motor
bensin 4 langkah berdasarkan proses kerja motor adalah suatu keadaan gas di
dalam silinder motor dimulai dari pengisian gas di dalam silinder dan diakhiri
dengan pembuangan gas hasil pembakaran. Di dalam silinder hasil pembakaran yang
berupa panas diubah menjadi usaha desak di atas penghisap. Oleh karena volume
dan tekanan di dalam silinder besarnya tidak sama, maka keadaan di dalam
silinder itu dapat dilukiskan dalam bentuk diagram P-V. Diagram P-V yaitu
garis-garis yang melukiskan hubungan antara tekanan dan volume gas dengan
segala perubahannya.
2.5.1. Diagram P-V Teoritis Motor Bensin 4 Langkah
Diagram P-V teoritis pada proses pembakaran bahan
bakar motor bensin 4 langkah adalah sebagai berikut:
0 – 1 : Garis Hisap
Torak bergerak ke kanan untuk langkah isap. Pada kecepatan pengisap tertentu, garis
akan berada di bawah garis atm, jadi ada tekanan bawah atau vakum.
1 – 2 : Garis Kompresi
Volume gas dimampatkan pada waktu penghisap bergerak ke sisi tutup. Tekanan naik hingga mencapai 7 atm
sebelum titik mati atas (TMA) busi dinyalakan.
2 – 3 : Garis Pembakaran
Pembakaran terjadi dengan cepat sekali, suhu gas naik, sedangkan dalam
waktu yang sangat cepat volume gas hanya berubah sedikit. Tekanan meningkat
maksimum 28 atm.
3 – 4 : Garis Usaha atau
Garis Ekspansi
Selama ini gas pembakaran mendesak penghisap dan volume gas tersebut
membesar maka tekanan akan turun.
4 – 1 : Pembuangan
Pendahuluan
Tekanan turun sesuai dengan tekanan atmosfer, sedangkan besar gas pembakaran (70 %) telah
dikeluarkan.
1 – 0 : Gas Pembuangan
Sisa gas didesak keluar oleh penghisap, karena kecepatan gerak penghisap,
terjadilah kenaikan tekanan sedikit di atas 1 atm.
Diagram P-V Sebenarnya Motor Bensin 4 Langkah
Proses ini sering disebut proses otto yaitu proses yang terdapat pada
motor bensin 4 langkah, di mana pembakarannya menggunakan busi dan proses dan
proses pembakaran terjadi dengan volume tetap.
Keterangan:
0 – a : Langkah hisap
Pada waktu torak bergerak ke kanan, udara bercampur bahan bakar masuk ke
dalam silinder. Karena torak dalam keadaan bergerak, maka tekanannya turun
sehingga lebih kecil daripada tekanan udara luar, begitu juga suhunya. Garis
langkah hisap dapat dilihat pada diagram di atas. Penurunan tekanan ini
bergantung pada kecepatan aliran. Pada motor yang tidak menggunakan super
charge tekanan terletak antara 0,85-0,9 atm terhadap tekanan udara luar.
a – b : Langkah kompresi
Dalam proses ini kompresi berjalan adiabatik.
b – c : Langkah
Pembakaran
Pembakaran terjadi pada volume tetapsehingga suhu naik.
c – d : Langkah Ekspansi atau Langkah Kerja
Pada langkah ini terjadi proses adiabatik karena cepatnya gerak torak
sehingga dianggap tidak ada panas yang keluar maupun masuk.
d – a : Langkah
Pembuangan Pendahuluan
Terjadi proses isokhorik yaitu panas keluar dari katup pembuangan.
a – 0 : Langkah Pembuangan
Sisa gas pembakaran didesak keluar oleh torak. Karena kecepatan gerak
torak, terjadilah kenaikan tekanan sedikit di atas 1 atm.
2.6. Termodinamika
Dalam perhitungan thermodinamika, maka kita harus
mengetahui diagram proses pembakaran.
1.
Keadaan
titik a
Keadaan awal kompresi, di mana torak bergerak dari
TMA ke TMB dan mendorong udara pembakaran.
1. Temperatur awal kompresi (Ta)
Adalah temperatur campuran bahan bakar yang berada dalam silinder saat
torak melakukan langkah kompresi.
Dimana :
Ta = Temperatur awal kompresi ( oK)
To = Temperatur udara luar ( oK)
Tr = temperatur gas bekas ( oK)
γr = koefisien gas bekas
∆tw = Kenaikan udara karena menerima suhu dari
dinding
2.
Efisiensi
pemasukan (Charge Efficiency)
Adalah perbandingan jumlah pemasukan udara segar sebenarnya yang
dikompresikan di dalam silinder mesin yang sedang bekerja dan jumlah volume
langkah pada tekanan dan temperatur udara luar (Po dan To).
Dimana :
ε = Perbandingan kompresi
Po = Tekanan udara luar (kg/cm2)
Pa = Tekanan awal kompresi (kg/cm2)
2.
Keadaan
titik b
Adalah akhir langkah kompresi di mana tekanan dan
temperatur udara pembakaran sangat tinggi dan merupakan awal proses pembakaran
bahan bakar.
1. Tekanan Akhir Kompresi
Adalah tekanan campuran bahan bakar silinder pada akhir langkah kompresi.
Dimana :
Pc = Tekanan akhir kompresi
(kg/cm2)
n1 = Koefisien Polytropic
2. Temperatur Akhir Kompresi
Adalah temperatur campuran bahan bakar silinder pada akhir langkah
kompresi.
3.
Keadaan
titik puncak c
Pada keadaan ini proses pembakaran terus
berlangsung pada volume tetap.
1.
Nilai
Kalor Pembakaran Bahan Bakar (Ql)
Adalah jumlah panas yang mampu dihasilkan dalam pembakaran 1 Kg bahan
bakar. Untuk bensin (gasoline) besarnya Ql = 9530 Kkal/ Kg.
2.
Kebutuhan
Udara Teoritis
Adalah kebutuhan udara yang diperlukan untuk membakar bahan bakar jika
jumlah oksigen di udara sebesar 21 % sesuai dengan perhitungan.
Dimana :
Lo = Kebutuhan udara teoritis (mol/kg)
C = Kandungan Karbon (%)
H = Kandungan Hydrogen (%)
O = Kandungan Oksigen (%)
3.
Koefisien
Pembakaran
Adalah koefisien yang menunjukkan perubahan molekul yang terjadi selama
proses pembakaran bahan bakar.
Dimana:
μO = Koefisien pembakaran
Mg = Jumlah molekul yang
terbakar
Lo’ = Jumlah udara sebenarnya untuk pembakaran
bahan bakar (mol/kg)
α=
koefisien kelebihan udara
4.
Koefisien
Pembakaran Molekul
Menunjukkan perubahan molekul yang terjadi sebelum dan sesudah pembakaran.
5.
Temperatur
Pembakaran Pada Volume Tetap
Adalah temperatur hasil gas pembakaran campuran bahan bakar untuk motor
bensin.
Dimana :
Tz = Temperatur pembakaran pada volume tetap atau
temperatur pada akhir pembakaran (oK)
Ï‚2 = Heat Utilization Coefficient
(Koefisien Perbandingan Panas)
Q1 = Nilai pembakaran bahan bakar (Kkal/kg)
Mcv = Kapasitas udara panas pada volume tetap
(Kkal/mol per oC)
Mcp = Kapasitas panas dari gas pada tekanan tetap
(Kkal/mol per oC)
6. Tekanan Akhir Pembakaran
Dimana :
Pz = Tekanan akhir (kg/cm2)
7.
Perbandingan
Tekanan Dalam Silinder Selama Pembakaran
Adalah rasio yang menunjukkan perbandingan tekanan akhir pembakaran dengan
tekanan awal pembakaran.
4.
Keadaan
titik d
Keadaan ini merupakan langkah akhir kompresi.
1.
Perbandingan
Ekspansi Pendahuluan
Adalah rasio yang menunjukkan perubahan yang terjadi pada gas hasil
pembakaran campuran bahan bakar pada awal langkah kompresi.
2.
Perbandingan
Kompresi Selanjutnya
Adalah rasio yang menunjukkan perubahan pada gas hasil pembakaran selama
langkah ekspansi.
3.
Tekanan
Gas Pada Akhir Ekspansi
4.
Temperatur
Akhir Ekspansi
5. Tekanan Rata-rata Indikator Teoritis
Adalah besarnya tekanan rata-rata yang dihasilkan oleh pembakaran campuran
bahan bakar yang bekerja pada torak.
6. Tekanan Rata-rata Indikator Sebenarnya
Adalah besar tekanan rata-rata yang dihasilkan dari pembakaran campuran
bahan bakar.
Dimana :
φ = faktor koreksi (0,95 – 0,98)
7. Tekanan Efektif Rata-rata
Adalah besarnya tekanan rata-rata efektif yang bekerja pada permukaan torak
Dimana :
ηm = rendemen mekanik
2.7. Faktor-faktor Kemampuan Motor
Faktor-faktor yang menentukan motor dalam
beroperasiadalah sebagai berikut:
1.
Volume
Silinder
Volume Silinder pada motor adalah volume dari jumlah silinder pada motor
tersebut. Volume silinder ditentukan ketika torak pada posisi TMB.
Dimana :
Vd = Volume yang ditempuh oleh torak selama melakukan langkah kerja
D = Diameter silinder
L = Langkah torak
z = Jumlah silinder
2.
Daya
Indikator
Adalah panas pembakaran bahan bakar di atas torak yang dikurangi
kerugian-kerugian panas karena gas buang.
Dimana :
Ni = Daya indikator (HP)
Pi = Tekanan rata-rata indikator (kg/cm2)
D = Diameter silinder (m)
L = Langkah torak (m)
N = Putaran mesin
i = Jumlah silinder
z =
Jumlah pembakaran tiap langkah, untuk motor 4 langkah = 2
3.
Daya
Efektif
Adalah daya indikator dikurangi dengan kerugian-kerugian gesekan, di mana
besar kecilnya kerugian akan mempengaruhi rendemen mekanik. Daya efektif ini
merupakan tenaga yang menggerakkan poros engkol.
4. Pemakaian Bahan Bakar
1.
Pemakain
Bahan Bakar Indikator
Adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan indikator.
2.
Konsumsi
bahan bakar spesifik efektif (F)
Adalah jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan kerja efektif.
3.
Pemakain
Bahan Bakar Tiap Jam
2.8. Perhitungan Neraca Panas
Persamaan keseimbangan neraca panas pada mesin adalah :
1. Panas yang didapat dari pembakaran
Dimana :
Q1 = Nilai pembakaran terendah bahan bakar (Kkal/ kg)
Fh = Kebutuhan bahan bakar tiap jam
2. Panas yang berguna pada efektif mesin
3. Panas yang terbawa oleh media pendingin
4. Panas yang terbawa karena pancaran dan gesekan (sisa)
Kelebihan dan Kekurangan Mesin Bensin 4 tak dan 2 tak
KONSTRUKSI
DASAR MESIN 2 TAK
Mesin 2 langkah hanya memerlukan satu kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan satu siklus pembakaran.Campuran bahan bakar dan udara dikompresikan 2 kali setiap putaran.
Pada mesin 2
tak piston juga berfungsi sebagai katup.
KEUNTUNGAN
DAN KERUGIAN MESIN 2 TAK
Keuntungan:
1. Pembakaran terjadi pada setiap
putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih halus dan putaran
mesin menjadi lebih halus.
2. Konstruksinya sederhana (tidak
terdapat mekanisme katup)
3. Tenaga yang dihasilkan lebih besar
Kerugian:
1. Langkah masuk dan buang lebih
pendek, sehingga terjadi kerugian langkah tekanan kembali gas buang lebih
tinggi.
2. Karena pada bagian silinder terdapat
lubang-lubang, timbul gesekan antara ring piston dan lubang, sehingga ring
piston lebih cepat aus.
3. Mudah terjadi panas pada silinder
karena lubang buang terdapat pada bagian silinder
4. Konsumsi bahan bakar dan pelumas
lebih banyak
KONSTRUKSI
DASAR MOTOR 4 TAK
Mesin 4 tak memerlukan dua kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan
satu siklus pembakaran di dalam silinder.Terdapat mekanisme katup.
KEUNTUNGAN
DAN KERUGIAN MOTOR 4 TAK
Keuntungan:
1. Kerugian langkah karena tekanan
balik lebih kecil, sehingga pemakaian bahan bakar lebih hemat
2. Pada putaran rendah lebih baik dan
panas lebih rendah
3. Langkah pemasukan dan buang lebih
panjang sehingga efisiensi pemasukan lebih baik
Kerugian
1. Mekanisme katup lebih banyak,
sehingga perawatannya lebih sulit
2. Suara mekanis lebih gaduh
3. Langkah kerja terjadi dengan 2
putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak stabil
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
·
Mesin
bensin adalah jenis motor pembakaran dalam yang menggunakan bahan bakar bensin
dengan sistem pengapian menggunakan busi.
·
Mesin bensin adalah mesin yang dikategorikan
dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internalcombustionengine).
·
Prinsip kerja mesin bensin secara umum
dibagi menjadi :
1.
Mesin
bensin 4 tak
2.
Mesin
bensin 2 tak
·
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MESIN 2 TAK
Keuntungan:
1. Pembakaran
terjadi pada setiap putaran poros engkol, sehingga putaran poros engkol lebih
halus dan putaran mesin menjadi lebih halus.
2. Konstruksinya
sederhana (tidak terdapat mekanisme katup)
3. Tenaga yang
dihasilkan lebih besar
Kerugian:
1.
Langkah masuk dan buang lebih pendek, sehingga terjadi
kerugian langkah tekanan kembali gas buang lebih tinggi.
2.
Karena pada bagian silinder terdapat lubang-lubang,
timbul gesekan antara ring piston dan lubang, sehingga ring piston lebih cepat
aus.
3.
Mudah terjadi panas pada silinder karena lubang buang
terdapat pada bagian silinder
4.
Konsumsi bahan bakar dan pelumas lebih banyak
·
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MOTOR 4 TAK
Keuntungan:
1. Kerugian langkah
karena tekanan balik lebih kecil, sehingga pemakaian bahan bakar lebih hemat
2.
Pada putaran rendah lebih baik dan panas lebih rendah
3. Langkah
pemasukan dan buang lebih panjang sehingga efisiensi pemasukan lebih baik
Kerugian
1. Mekanisme
katup lebih banyak, sehingga perawatannya lebih sulit
2.
Suara mekanis lebih gaduh
3. Langkah
kerja terjadi dengan 2 putaran poros engkol, sehingga keseimbangan putar tidak
stabil
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA