BAB II LANDASAN TEORI
2.1.
MOTOR 2 LANGKAH Motor 2 langkah melengkapi siklusnya dalam dua gerakan torak (TMB-TMA-TMB)
dalam satu putaran poros engkol. Langkah buang dan langkah hisap terjadi saat torak berada sekitar TMB. Lubang hisap dan lubang buang pada silinder dibuka dan ditutup oleh torak itu sendiri. Proses pemasukan udara atau campuran bahan bakar-udara kedalam silinder tidak dilakukan oleh gerakan hisap dari torak seperti pada motor empat langkah, melainkan oleh lubang pembilas. Pembilasan ialah proses pembersihan silinder dari gas buang dengan udara atau campuran bahan bakar-udara segar dan juga bersamaan dengan proses pemasukan. Motor 2 langkah bekerja dengan siklus dua kali jumlah siklus motor 4 langkah, untuk putaran yang sama. Karena itu pada putaran poros dan ukuran serta pada jumlah silinder yang sama, motor 2 langkah dapat menghasilkan tenaga dua kali motor 4 langkah dengan tekanan efektif rata-rata yang sama. Dengan demikian konstruksinya menjadi lebih kompak dan juga lebih sederhana karena beberapa bagian mesin yang bergerak dapat ditiadakan. Pembilasan Konstruksi motor 2 langkah dengan pembilasan ruang engkol adalah yang paling sederhrana. Udara pembilasan yang ada di dalam ruang engkol di tekan oleh torak setiap kali torak itu bergerak dari TMA ke TMB. Pada suatu saat torak akan membuka lubang buang, karena pada saat itu tekanan gas buang lebih besar daripada tekanan udara atmosfir, gas buang akan keluar dari silinder sementara itu torak berangsur-angsur membuka lubang hisap dan mengalirkan udara, campuran bahan bakar-udara segar dari ruang engkol ke dalam silinder melalui lubang tersebut. Dalam gerakannya dari TMB ke TMA berangsur torak menutup lubang hisap dan sesudah itu menutup lubang buang sehingga terjadi proses kompresi. Sementara itu volume ruang engkol bertambah besar sehingga tekanannya turun lebh rendah dari pada tekanan udara atmosfir. Maka terhisaplah udara atau campuran bahan bakar-udara segar masuk kedalam ruang engkol dalam keadaan tidak tertutup oleh torak. Selama ini terdapat hubungan antara saluran hisap dengan ruang engkol (torak berada di sebelah atas lubang hisap). 6
Proses penghisapan udara kedalam ruang engkol akan terhenti setelah lubang hisap tertutup kembali oleh dinding torak, yaitu pada waktu torak bergerak kembali dari TMA ke TMB. Pada umumnya pembilasan ruang engkol hanya digunakan pada motor bensin berukuran kecil saja, bahan bakarnya (bensin) dicampur dengan minyak pelumas dengan perbandingan volume sekitar 30 : 1 ( 30cc oli, 1 liter bensin). Maksudnya supaya campuran itu sekaligus berfungsi sebagai pelumas piston, ring piston dan dinding silinder. Sudah tentu gas pembakaran tidak dapat diharapkan bersih, suatu hal yang tidak menguntungkan pada motor 2 langkah dengan pembilasan ruang engkol, tekanan dari campuran yang masuk kedalam silinder tidak banyak berbeda dengan tekanan buang oleh karena itu perbandingan pembilasan selalu lebih kecil dari pada satu. Sifat ideal yang digunakan serta keterangan mengenai proses siklusnya adalah sebagai berikut : 1. Proses awal langkah hisap ( 1-2 ) gas baru dan proses awal kompresi. 2. Proses pembakaran ( 2-3 ). 3. Langkah kerja atau usaha ( 3-4 ) proses awal pembuangan gas bekas dan proses awal transfer pemasukan gas baru. 4. Proses pelepasan kalor ( 4-1 ). 2.2.
CARA KERJA MOTOR 2 LANGKAH DAN MOTOR 4 LANGKAH
2.2.1. Cara kerja motor 2 langkah Langkah 1 Piston bergerak dari TMA ke TMB maka akan terjadi penekanan pada ruang Bilas yang ada di bawah piston. Pada lubang linier terdapat lubang dari Intake dan Exhaust. saat piston bergerak melewati lubang exhaust, gas yang berada pada ruang bakar akan keluar melalui lubang exhaust. saat piston melalui lubang intake maka gas dalam ruang bilas yang terpompa oleh piston akan masuk ke dalam ruang bakar, dan saat langkah ini gas dari sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui exhaust.
7
Langkah 2 Piston yang bergerak dari TMB ke TMA akan melakukan penghisapan campuran bahan bakar, udara, dan pelumas (oli samping). setelah piston melewati lubang intake dan lubang exhaust maka piston akan melakukan langkah kompresi yang akan menghasilkan tekanan pada ruang bakar. piston akan terus menekan sampai TMA, dan pada tepat berada di TMA. campuran bahan bakar dan udara yang sudah mendapat tekanan yang dasyat dari piston akan terbakar oleh api yang dipercikkan oleh busi. setelah terjadi ledakan pada ruang bakar maka akan diteruskan ke langkah tenaga, dan tenaga disalurkan ke sistem transmisi.
Sumber referensi dari http://klikauto.blogspot.com/2009/08/perbedaan-teknis-motor-2-tak-dan-4-tak.html
Gambar 2.1. Siklus Motor 2 Langkah
8
2.2.2 Cara kerja motor 4 langkah Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran noken as (camshaft). Empat proses tersebut terbagi dalam siklus : Langkah hisap Bertujuan untuk memasukkan kabut udara – bahan bakar ke dalam silinder. Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang terbakar selama proses pembakaran. Prosesnya adalah ; 1.Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB). 2.Klep in take terbuka, bahan bakar masuk ke silinder 3.Kruk As berputar 180 derajat 4.Noken As berputar 90 derajat 5.Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder
LANGKAH KOMPRESI Langkah Kompresi dimulai saat klep in take menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk as. Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dengan produksi tenaga. Prosesnya sebagai berikut : 1. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA 2. Klep In take menutup, Klep Ex house tetap tertutup 3. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber) 4. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai proses pembakaran 5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat) 6. Noken as mencapai 180 derajat
9
LANGKAH TENAGA Langkah Tenaga dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga menimbulkan tendangan balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as. Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu piston melakukan siklus berikutnya.
Prosesnya sebagai berikut : 1. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar 2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB 3. Klep in take menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai sedikit terbuka. 4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as 5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat 6. Putaran Noken As 270 derajat
LANGKAH BUANG Langkah buang menjadi sangat penting untuk menghasilkan operasi kinerja mesin yang lembut dan efisien. Piston bergerak mendorong gas sisa pembakaran keluar dari silinder menuju pipa knalpot. Proses ini harus dilakukan dengan total, dikarenakan sedikit saja terdapat gas sisa pembakaran yang tercampur bersama pemasukkan gas baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan. Prosesnya adalah : 1. Counter balance weight pada kruk as memberikan gaya normal untuk menggerakkan piston dari TMB ke TMA 2. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh 3. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju knalpot 10
4. Kruk as melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat) 5. Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)
2.3.
PERBEDAAN TEKNIS MOTOR 2 LANGKAH DENGAN 4 LANGKAH
2.3.1. MOTOR 2 LANGKAH Untuk mendapatkan ledakan tenaga hasil dari pembakaran gas, di perlukan 2 kali gerakan piston naik dan turun (1 kali proses) dengan sekali putaran kruk as. TAK 1 : Proses masuknya gas, pemampatan dan pembakaran gas (piston bergerak keatas, TMB menuju TMA). TAK 2 : Proses kerja, kompresi karter, buang dan cuci/bilas (piston bergerak kebawah, TMA menuju TMB).
2.3.2. MOTOR 4 LANGKAH Untuk mendapatkan ledakan tenaga hasil dari pembakaran gas, diperlukan 4 kali gerakanpiston naik dan turun (2 kali proses) dengan 2 kali putaran kruk as disertai buka tutup klep sekali. TAK 1 : Gerak hisap (piston bergerak dari TMA menuju TMB) TAK 2 : Gerak kompresi/pemampatan (piston bergerak dari TMB menuju TMA TAK 3 : Gerak tenaga (piston bergerak dari TMA menuju TMB) TAk 4 : Gerak buang sisa pembakaran (piston bergerak dari TMB menuju TMA) Keterangan :
TMA : Titik Mati Atas, piston berada pada posisi paling atas TMB : Titik Mati Bawah, piston berada pada posisi paling bawah 11
Langkah Hisap
Langkah Tenaga
Langkah Kompresi
Langkah Buang
Sumber referensi dari http://ratmotorsport.wordpress.com/2009/04/28/mengenali-cara-kerja-mesin-4-tak/
Gambar 2.2. Siklus Motor 4 Langkah
12
2.4
KONSTRUSI MOTOR 2 LANGKAH
2.4.1. Silinder Head Silinder head juga merupakan ruang pembakaran, yang terbuat dari almunium campuran yang mempunyai ketahanan panas yang tinggi. Pada dinding silinder diberikan sirip-sirip adapun ukuran dan bentuk ruang bakar ditentukan oleh efesiensi pendinginan untuk efesiensi pembakaran dan pembilasan biasanya dengan bentuk kubah dan posisi busi tepat berada ditengahnya. Volume ruang bakar berpengaruh langsung dengan perbandingan kompresi.
Gambar 2.3. Silinder Kop (Cylinder Head) 2.4.2. Silinder Silinder adalah tempat piston bekerja mengubah energi panas yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran menjadi energi kinetik dalam bentuk gerakan mesin. Silinder mempunyai saluran masuk dan keluar yang mana ukuran bentuk dan posisinya berpengaruh besar terhadap prestasi mesin. Untuk mencegah panas yang berlebihan (overheat) dibuat sirip-sirip pelepas panas disekelilingnya. Silinder harus mempunyai ketahanan terhadap panas dan tekanan yang tinggi, serta cepat membuang panas berlebih kepada lingkungan.
13
Gambar 2.4. Silinder 2.4.3. Piston Piston bergerak naik turun didalam silinder, dan bersama dengan silinder kop membentuk ruang pembakaran. Piston mengkonversi tekanan yang timbul didalam ruang bakar sebagai akibat reaksi pembakaran menjadi gerakan memutar poros engkol melalui connecting rod. Piston juga bertugas membuka dan menutup lubang-lubang transfer yang terdapat di dinding silinder yang memungkinkan terjadinya proses penghisapan campuran udara-bahan bakar, pembilasan ruang bakar dan pembuangan gas hasil pembakaran. Hampir semua piston dibuat dari almunium campuran, tetapi material ini kurang bagus dalam menerima tekanan panas, jika dibandingkan dengan silinder logam campuran. Untuk menutupi kekurangan ini, berbagai cara telah dilakukan untuk memperoleh material yang sesuai dan untuk memperoleh cara-cara yang baik untuk memproduksi piston motor bakar.
Gambar 2.5. Piston
14
2.4.4. Ring Piston Ring piston terbuat besi cor special, dimana diameter ring piston sedikit lebih besar daripada diameter luar piston, ring piston dipasang pada alur piston, dimana bagian luar ring berhubungan dengan silinder. Fungsinya sebagai daya pegas dan menahan tekanan pembakaran. Oleh karena itu, antara dinding silinder dan piston tidak terjadi kebocoran, dan dalam hal ini ring piston juga mentranfer panas kesilinder. Pada umumnya digunakan dua ring kompresi, yang diatas disebut “Top Ring” dan yang dibawah disebut “Second Ring”.
Gambar 2.6. Ring Piston 2.4.5. Crankshaft dan Connecting Rod Crankshaft atau poros engkol merubah gerakan lurus menjadi gerakan berputar, dan dalam waktu yang sama membantu flywheel mengurangi fluktuasi kecepatan poros engkol, susunan poros engkol terdiri dari (gabungan dari flywheel), connecting rod, crankpin dan bearing. 2.4.6 Crankcase Crankcase terbuat dari almunium dengan sedikit campuran logam. Crankcase terdiri dari dua bagian yang dapat dipisahkan separuh kekanan dan separuh kekiri atau separuh keatas dan kebawah. Berfungsi untuk menutup poros engkol, kopling, dan transmisi. Permukaan yang terpasang pada silinder dan case cover harus sama baiknya dengan permukaan pasangannya, pemasangan crankcase diberi paking atau seal untuk mencegah kebocoran kompresi dan oli. Berputarnya part-part pada crankcase disanggah oleh bearing dan bushing. Adapun seal oli juga berfungsi untuk mencegah kebocoran kompresi.
15
2.4.7. Bearing dan Seal oli Friksi akan selalu terjadi pada dua obyek yang bergerak atau satu sama lainnya. Friksi ini akan menyebabkan beban dan timbulnya panas yang dapat menghambat gerakan. Besarnya hambatan ini tergantung dari luas permukaan singgung, beban dan kecepatan gerak, karena inilah fungsi bearing untuk memegang AS, menjaga agar tetap pada posisinya (stabil). Menjaga friksi dari batas minimum dan menjamin kelancaran operasi. Beban yang ditopang oleh bearing adalah beban radial (tegak lurus dengan arah poros) dan beban tekan (sejajar dengan poros) beban ini dapat terjadi secara terpisah atau dalam satu rangkaian. 2.3.8 Karburator Karburator adalah komponen pada suatu motor bakar yang berfungsi untuk mencampurkan udara dan bahan bakar sehingga diperoleh suatu campuran yang homogen yang memungkinkan terjadinya pembakaran sempurna. Prestasi motor bakar sangat dipengaruhi oleh kualitas campuran udara-bahan bakar untuk setiap kondisi pembebanan motor bakar dan kualitas campuran udara-bahan bakar ditentukan oleh proses pencampuran di karburator. Pengetahuan yang memadai mengenai fungsi, komponen-komponen dan penyetelan karburator sangat penting untuk memperoleh prestasi motor bakar yang optimal. Tugas karburator BENSIN KABUT BAHAN BAKAR UDARA
Gambar 2.7. Karburator
Konstruksi Karburator Konstruksi karburator sepeda motor terlihat lebih kompleks, namun dengan sedikit teori, anda dapat mengatur/menyetel motor anda untuk mendapatkan kecepatan maksimum. Semua tipe karburator bekerja dibawah prinsip dasar tekanan atmosfir. Tekanan atmosfir adalah sebuah gaya yang besar dimana gaya tersebut menggunakan tekanan terhadap sesuatu. Ada perbedaan yang tipis antara tekanan biasa dengan tekanan atmosfir namun secara umum biasa dikatakan niainya 15 pounds per square inch (PSI). dengan perbedaannya tekanan 16
atmosfir didalam mesin dan karburator, kita dapat merubah tekanan dan membuat bahan bakar serta udara mengalir kedalamnya. Tekanan atmosfir akan bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Sebagaimana yang terjadi pada piston di motor 2 langkah yang bergerak naik (piston yang bergerak turun pada mesin 4 langkah), sebuah tekanan yang lebih rendah terbentuk dalam crankcase (ruang bakar mesin) atau diatas kepala pistondalam motor 4 langkah. Tekanan rendah ini juga menyebabkan sebuah tekanan yang rendah didalam karburator. Selama tekanan diluar mesin dan karburator lebih tinggi. Maka udara akan segera masuk/tertekan kedalam karburator dan mesin hingga tekanan didalamnya seimbang. Pergerakan udara melalui karburator akan mengangkat bahan bakar dan mencampurnya dengan udara dalam hal ini terjadi pengkabutan.
Sumber referensi dari http://www.yamaha-vega.or.id/article.php?action=viewarticle&id=AR0810300001
Gambar 2.8. Konstruksi Karburator
17
Sistem Pada Karburator 1.
Sistem Choke Normalnya bahan bakar disemburkan oleh karburator, pengkabutan pada saluran
pemasukan, silinder, ke bagian lain hingga terbakar. Saat mesin masih dingin dengan demikian pengkabutan menjadi sangat sedikit, konsekuensinya bila menghidupkan mesin pada kondisi dingin, penggunaan choke akan membantu menambah volume bahan bakar di mesin/ruang bakar untuk menggantikan bahan bakar yang lengket didinding silinder. Sekali mesin mulai menghangat, kondensasi bukan menjadi permasalahan lagi, dan choke tidak diperlukan lagi. Singkat kata sistem choke membantu campuran kaya bahan bakar agar mesin dapat dihidupkan pada temperatur rendah. 2.
Sistem Idle (pilot jet, pilot air jet) Rangkaian /perangkat idle memiliki 2 komponen pengatur penyesuaian, sekrup pilot
udara dan pilot jet. Sekrup udara biasa juga diletakan dekat sisi belakang karburator atau dekat sisi depan karburator. Jika sekrup terletak dekat sisi belakang, sekrup ini akan mengatur banyaknya udara yang masuk kedalam rangkaian karburaor. Jika sekrup diputar masuk kedalam, hal ini akan mengurangi jumlah volume udara dan menjadi campuran kaya. Namun jika diputar kabalikannya (keluar) maka hal ini akan membuka lintasan lebih banyak dan membiarkan udara yang banyak masuk kedalam karburator yang mana hasilnya adalah campuran menjadi miskin. Dan jika sekrup posisinya terletak disisi depan karburator, hal ini mengatur aliran BBM. Campurannya akan semakin kurus jika sekrup diputar masuk dan campuran kaya jika diputar keluar. Jika sekrup udara harus diputar lebih dari 2 kali putaran keluar untuk mendapatkan langsam yang bagus/ideal, selanjutnya yang diperlukan adalah ukuran pilot jet yang lebih kecil. Sistem idle ini juga membentuk campuran pada saat idle dan beban menengah.
18
Sumber referensi dari http://www.yamaha-vega.or.id/article.php?action=viewarticle&id=AR0810300001
Gambar 2.9. Sistem Choke dan Sistem Idle
3.
Sistem Utama (main jet, jet nedle, nedle jet) Main jet berfungsi mengatur aliran bahan bakar dari ¼ bukaan hingga bukaan gas
penuh (full throttle). Sekali gas dibuka sebesar mungkin, jet needle tertarik cukup tinggi dari needle jetnya dan besarnya ukuran lubang dimain jet memulai kerjanya mengatur aliran BBM. Main jet memiliki ukuran yang berbeda-beda khususnya pada lubangnya dan semakin besar lubangnya semakin banyak BBM yang akan mengalir dan akhirnya campuran menjadi kaya. Semakin tinggi tingkatan angka pada main jet, semakin besar pula peluang BBM dapat mengalir melalui lubang main jet dan campurannya semakin kaya. Sedangkan Jet needle (jarum skep) dan needle jet mempengaruhi dari ¼ bukaan hingga ¾ bukaan penuh. Jet needle adalah sebuah batang penyadap/penyumbat panjang yang berfungsi mengontrol besaran BBM yang dapat ditarik kedalam venture karburator. Semakin tipis batangnya, semakin kaya campurannya. Semakin tebal batangnya maka semakin miskin campurannya selama batang itu menghalangi aliran BBM yang banyak kedalam venture maka dikatakan miskin.Jarumjarum itu dibuat sangat presisi agar memberikan perbedaan campuran disetiap perbedaan bukaan gas.
19
Sumber referensi dari http://www.yamaha-vega.or.id/article.php?action=viewarticle&id=AR0810300001
Gambar 2.10. Sistem Utama
4.
Sistem Pelampung (float sistem) Sistem pelampung terdiri dari pelampung, klep pelampung yang dibuat untuk
menjaga ketinggian bahan bakar agar stabil. Bahan bakar dikontrol melalui pelampung dan klep pelampung, jika pelampung turun bahan bakar mengalir kedalam ruang pelampung dan jika bahan bakar sudah terisi dalam jumlah yang mencukupi pelampung terangkat keatas dan menekan klep pada rumah klep maka aliran bahan bakar tertutup.
Sumber referensi dari http://www.yamaha-vega.or.id/article.php?action=viewarticle&id=AR0810300001
Gambar 2.11. Sistem Pelampung
20
2.5.
SISTEM PELUMASAN MOTOR 2 LANGKAH Tidak seperti mesin 4 langkah, mesin 2 langkah ruang pembakaran dan crankcase
terpisah crankcase menggunakan oli yang terpisah dari oli mesin, tidak seperti mesin 4 langkah. Oleh karena itu oli harus dicampur dengan bahan bakar dan dimasukan kedalam crankcase (poros engkol, connecting rod, dan bearing) dan ruang pembakaran/combustion chamber (silinder, piston, dan ring piston). Hal ini mengakibatkan sebagian oli terbakar bersama-sama dengan bahan bakar, sehingga terlihat asap pada knalpot. Fungsi Pelumasan :
Anti Gesek (Anti Friction Effect) Jika dua benda bergesekan saling berhubungan, permukaan yang berhubungan akan
terjadi gesekan meskipun permukaan yang bergesekan kelihatan sangat halus, sebenarnya kedua permukaan tersebut sangat kasar jika kita lihat dengan kaca pembesar. Untuk mengurangi gesekan ini, diperlukan lapisan oli pada permukaan singgung yang saling bergesekan.
Pendingin (cooling Effect) Gesekan akan menimbulkan panas seperti halnya piston dan silinder dalam
melakukan pembakaran akan timbul panas. Untuk itu oli akan mendinginkan panas yang timbul, dan oli yang panas akan didinginkan di penampungan oli dan kemudian dipakai kembali sebagai pendingin mesin.
Perapat (Sealing Effect) Perapatan kompresi didalam silinder, dilakukan oleh ring piston yang terpasang pada
piston dan oli yang mengalir didinding dan piston akan menjadi “sealing”/perapat yang bagus antara piston dan silinder sehingga kebocoran kompresi dapat dikurangi. Fungsi sealing ini salah satu syarat yang harus ada pada oli.
Anti Karat (Anti Corossion Effect) Oli membentuk lapisan tipis untuk menjaga logam dari udara, air, dan gas yang
membentuk karat.
21
Pembersih (Cleaning Effect) Tekanan oli dari pompa oli mengalir ke mesin dan menjaga debu-debu logam, Oxides
dan Hydrocarbon sehingga permukaan gesekan dapat dijaga kebersihannya. Untuk pelumasan ini diperlukan saringan oli untuk menyaring kotoran yang dibawa oleh oli.
2.5.1. Macam-macam Sistem Pelumasan a) Pelumasan campur langsung Oli dicampur bensin dengan perbandingan tertentu dan dicampur dalam tanki bensin, campuran ini masuk ke karburator secara otomatis dan selanjutnya masuk ke crankcase dan silinder. Setelah melumasi komponen-komponen mesin, semua oli yang tercampur dalam bensin terbakar dan mengalir keluar. Perbandingan campuran oli dan bensin untuk pelumasan adalah 1:30 (1 liter bensin:30 cc oli) oleh karenanya pada kcepatan rendah dan menengah oli terlalu banyak sehingga pemakain oli sangat boros. b) Pelumasan terpisah (sistem pompa/auto lube) Sistem pelumasan ini dikembangkan untuk mengurangi kelemahan sistem pelumasan campur. Oli ditempatkan pada tanki oli dan disuplai melalui pompa oli tergantung dari kecepatan mesin. Oli dikontrol oleh pompa oli dialirkan ke silinder dan karburator bercampur dengan bensin dan udara, oli secara otomatis mengalir kedalam crankcase dan selanjutnya melumasi komponen-komponen yang bergerak. Sistem ini dihubungkan dengan handel gas atau trothel valve, sehingga perbandingan campuran oli berbeda-beda tergantung kecepatan mesin dan bebannya.
(a)
(b)
Sumber referensi dari http://www.suzuki-2wheels.or.id/main/index.php?id=artikel&action=view&art=23
Gambar 2.12. Sistem Pelumasan Motor 2 Tak 22
2.6.
EMISI GAS BUANG Emisi gas buang dari kendaraan bermotor merupakan bagian terbesar dari polutan
udara didaerah perkotaan. Baik motor 2 langkah maupun motor 4 langkah keduannya menyumbangkan emisi gas buang yang berupa Hidrokarbon (HC), Oksida Nitrogen (NOx), dan CO. Sebagian besar emisi NOx adalah merupakan senyawa NO dan sebagian kecil berupa NO2 tetapi dalam regulasi idle gas NOx tidak termasuk dalam parameter yang diatur. Selain berasal dari gas buang hasil pembakaran yang dikeluarkan knalpot sebagai sumber terbesar polusi udara juga bisa berasal dari penguapan bahan bakar pada tangki bahan bakar dikendaraan maupun dari blow by gas yang keluar dari crankcase. 2.6.1 Polutan Dalam Bentuk Gas & partikel Pada umumnya kadar polutan udara dinyatakan dalam konsentrasi gas sebagai perbandingan campuran yaitu dengan satuan “parts per million” (ppm). Satu ppm adalah satu satuan volume dari gas tertentu dicampur dengan satu juta volume total polutan gas 1 ppm = 1 volume gas atau 1.000.000 volume total gas polutan
Walaupun atsmosfir dapat tercemar oleh ratusan jenis polutan, hanya sejumlah kecil yang telah diidentifikasi memiliki tingkat yang merupakan ancaman bagi kesehatan dan kesejahteraan makhluk hidup. Gas polutan yang dianggap dapat menjadi ancaman bagi kesehatan makhluk hidup ini antara lain: Oksida Karbon, Campuran Nitrogen, Campuran Sulfur, Hydrocarbon, Halogenated hydrocarbon, dan partikel. Gas sisa pembakaran tersebut akan mengalir dari manifold, pipa knalpot, muffler dan akhirnya keluar ke udara, kandungan polutan tersebut sangat ditentukan oleh setelan mesin, seperti campuran udara dan bahan bakar. 2.6.2. Karbon Monoksida (CO) Karbon monoksida atau CO merupakan gas yang sangat beracun yang dihasilkan diruang bakar saat terjadi pembakaran tidak sempurna. Jika pembakaran terjadi pada campuran kaya dimana bahan bakar lebih banyak daripada udara, maka sejumlah udara yang dibutuhkan untuk mengubah CO menjadi CO2 berkurang sehingga : CO + 0.5 O2 = CO2
23
Untuk mengurangi jumlah CO2 maka campuran bahan bakar-udara dibuat miskin, sehingga udara cukup untuk membakar CO menjadi CO2. Usahakan agar kandungan CO kurang dari 4% volume gas buang. Dengan demikian pelepasan gas CO dan CO2 dari mesin mempunyai hubungan yang erat dengan rasio perbandingan udara dan bahan bakar (yang masuk ke mesin). Secara jelas dapat disimpulkan gas Co sangat berpengaruh oleh perbandingan bahan bakar dan udara sehingga kadar CO dapat dikurangi dengan menanbah jumlah udara yang diperlukan dalam pembakaran. Tetapi jika udara terlalu miskin, maka akan terjadi kegagalan pembakaran yang menaikan HC dan tenaga mesin menjadi drop. 2.6.3. Hidrokarbon (HC) Hidrokarbon atau HC merupakan salah satu polutan yang dihasilkan emisi dan berbentuk gas. HC berasal dari bahan bakar atau bensin yang tidak terbakar dan terdiri dari beberapa senyawa yang disebabkan oleh : -
Adanya bahan bakar yang tersimpan maupun terlepas dari deposit atau lapisan oli di celah silinder.
-
Terjadinya perbandingan nyala dicelah antara piston dan dinding silinder sehingga bahan bakar yang terdapat dicelah tersebut tidak terbakar.
-
Terjadinya kompresi yang lemah sehingga pembakaran kurang baik dan menyebabkan banyak bensin yang tidak terbakar dan keluar menjadi HC.
-
Api yang dihasilkan busi pada ruang pembakaran bergerak sangat cepat sekali, tetapi suhu disekitar dinding ruang pembakaran rendah, sehingga terjadi kegagalan pembakaran. Daerah tempat terjadinya kegagalan pembakaran disebut dengan “quenching zone” campuran udara dan bahan bakar yang tidak terbakar dari “quenching zone” tadi didorong keluar oleh piston ke exhaust manifold lalu ke knalpot.
Secara teori bila pembakaran terjadi secara sempurna, maka tidak akan ada HC di emisi yang ada hanya CO2 dan uap air. Tetapi pada prakteknya pembakaran sempurna jarang terjadi. Untuk mengurangi emisi HC dapat dilakukan dengan cara : -
Hindari terjadinya detonasi atau “ngelitik” diantaranya dengan menjaga kebersihan ruang bakar dari deposit.
-
Saluran udara harus bersih dan juga timing pengapian yang tepat.
24
-
Diusahakan agar kadar HC berada diantara 100 ppm – 400 ppm (part per million).
2.6.4. Oksida Nitrogen (NOx) 95% dari NOx di dalam gas bekas ialah Nitric oxid (NO) yang terbentuk di dalam ruang bakar sesuai dengan persamaan berikut : N2 + O2 = 2NO PANAS
Nitricoxide ini kemudian bereaksi dengan oksigen di atmosfir untuk membentuk nitrogen dioxide (NO2) : 2NO + O2 = 2NO2 PANAS
Molekul nitrogen (N2) yang memenuhi 80% pada atmosfir kita agar dapat bereaksi dengan oksigen untuk membentuk NO diperlukan temperature 1800 oC dan konsentrasi oksigen yang tinggi. Dengan demikian NOx terbentuk selama berlangsungnya pembakaran yang sempurna dari pada pembakaran yang tidak sempurna seperti dalam hal CO dan HC, karena untuk reaksi kimia membentuk NO diperlukan temperatur yang cukup tinggi. Bila temperatur tidak naik sampai di atas 1800 oC, kemudian N2 dan O2 dibuang ketika langkah buang tanpa bergabung membentuk NO. Ini berarti bahwa faktor yang mempunyai efek terbesar terhadap konsentrasi NOx yang terbentuk selama pembakaran ialah temperatur maksimum di ruang bakar dan perbandingan udara dan bahan bakar. Jalan terbaik untuk mengurangi jumlah NOx ialah dengan mencegah temperatur di ruang bakar mencapai 1800 o
C atau memperpendek waktu dalam mencapai temperatur tinggi dan kemungkinan lainnya
ialah menurunkan konsentrasi oksigen. 1. Perbandingan udara bahan bakar dan temperatur ruang bakar Konsentrasi NOx yang paling besar dihasilkan pada perbandingan udara-bahan bakar 16:1. Perbandingan yang aktual di atas atau dibawah nilai ini menghasilkan NOx yang lebih rendah. Konsentrasi NOx pada campuran yang lebih kaya dari 16:1 turun drastic kerena konsentrasinya oksigen rendah, sedangkan untuk campuran yang lebih kurus dari 16:1 ialah karena pembakarannya lambat, sehingga dapat menghambat kenaikan temperatur api di dalam ruang bakarsampai tingkat maksimum. 25
2. Saat pengapian Disamping itu terdapat hubungan yang kuat antara saat pengapian dengan besarnya NOx yang dihasilkan, hal ini karena maju atau lambatnya saat pengapian yang mempengaruhi temperatur maksimum yang dapat dicapai didalam ruang bakar. Pada perbandingan udara-bahan bakar teoritis, konsentrasi NOx menjadi lebih besar karena temperatur pembakaran tinggi saat pengapian dimajukan (dipercepat).
26
