BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Motor bakar salah satu jenis mesin pembakaran dalam, yaitu mesin tenaga dengan ruang bakar yang terdapat di dalam mesin itu sendiri (internal combustion engine), sedangkan mesin dengan pembakaran luar disebut (external combustion engine). Dimana orang untuk tujuan tertentu perlu mengubah energi dari suatu bentuk ke bentuk lain dan alatnya yang disebut pesawat atau mesin. Motor bakar adalah mesin atau pesawat tenaga yang merupakan mesin kalor dengan menggunakan energi thermal dan potensial untuk melakukan kerja mekanik dengan merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas (thermal) dan potensial sehingga menghasilkan energi mekanik. Cara memperoleh energi thermal tersebut dari hasil proses pembakaran bahan bakar di dalam mesin itu sendiri, maka dapat dibagi menjadi 2 bagian dengan kelebihan masing-masing, yaitu : 1. Mesin Pembakaran Luar (External Combustion Engine) Contohnya : Steam engine (mesin uap torak), panas pembakaran di dalam ruang bakar akan memanasi air yang kemudian menjadi uap sehingga uap tersebut akan menggerakkan torak. Kelebihannya : a. Dapat digunakan bahan bakar berkualitas rendah baik bahan bakar padat, cair maupun gas. b. Kapasitas besar, seperti : pusat pembangkit tenaga listrik, pusat pembangkit tenaga uap, dalam hal ini untuk penggerak turbin dan proses produksi. c. Pada umumnya tidak terdapat bagian yang bergerak translasi bolak-balik sehingga getaran yang terjadi kecil. 2. Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine) Contohnya : a. Motor bakar torak : motor bensin dengan penyalaan loncatan bunga api, motor diesel dengan penyalaan kompresi, motor wankel dengan gerak torak berputar (rotary).
Universitas Sumatera Utara
b. Turbin gas : pesawat terbang. c. Mesin propulsi pancar gas : roket, mesin jet dan sebagainya. Kelebihannya : a. Sederhana/simple. b. Bahan bakar lebih irit. c. Investasi awal lebih kecil. d. Cocok untuk tenaga penggerak pada kendaraan. Dalam pengamatan yang dilakukan dewasa ini bahwa motor bakar mempunyai peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia seperti : transportasi, penerangan dan pertanian. Berdasarkan
dari
pengalaman
dan
penemuan
para
peneliti
serta
pengembangannya, antara lain : 1. Pada tahun 1862, Beau De Rochas, Jerman, Siklus Motor Bakar. 2. Pada tahun 1876, dilanjutkan oleh Otto dan Langen, Jerman, Motor 4 langkah Siklus Otto. 3. Pada tahun 1890, Herbert Acekyord, Inggris, telah mendapatkan hak paten membuat motor bakar dengan minyak sebagai bahan bakar dengan dilengkapi tabung bulat yang dipasang pada kepala silinder serta tabung dipanasi dengan lampu. Pada tiap akhir langkah kompresi minyak disemprotkan ke dalam tabung yang pijar tersebut. Dilihat dari pengalaman dan penemuan para peneliti serta pengembangannya maka sarana transportasi bagi masyarakat yang berada di desa maupun di kota dapat merasakan kemajuan
serta perkembangan teknologi yang
sangat
membantu
meringankan pekerjaan dan meningkatkan efisiensi kerja dalam kehidupan sekarang ini. Maka sebagian besar yang terkandung di bumi telah dikonversikan melalui pesawatpesawat konversi berupa motor bakar yang dapat merubah energi thermal atau energi gas menjadi energi mekanis. Sesuai dengan rancangan skripsi ini yaitu motor bakar penggerak kendaraan penumpang pribadi yang dibuat guna mengangkut penumpang dengan kapasitas 5 orang, disamping itu motor bakar ini juga menggunakan sistem penyuplaian bahan bakar dengan menggunakan sistem Electric Fuel Injection (EFI), selanjutnya hanya difokuskan pada jenis mesin pembakaran dalam yang memperoleh energi dari hasil
Universitas Sumatera Utara
pembakaran di dalam mesin motor bakar itu sendiri dan gas pembakaran sebagai fluida kerja. 1.2. Tujuan dan Manfaat Penulisan Secara akademis skripsi ini adalah untuk memenuhi syarat kurikulum guna menyelesaikan Program Stara Satu (S1) di Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Secara teknik tujuan dalam rancangan mesin pembakaran dalam ini : •
Mengetahui salah satu aplikasi dari motor bakar, khususnya dalam penyuplaian bahan bakar yaitu pada sistem EFI.
•
Mengetahui kerja dari sistem EFI.
•
Menghitung dan mendapatkan hasil analisa termodinamika.
•
Mengetahui serta membuat perhitungan ukuran dan bagian utama motor bakar.
Adapun manfaat yang diharapkan dari skripsi ini antara lain : •
Bagi penulis untuk menambah pengetahuan dan mengenal lebih dalam mengenai motor bakar torak serta proses-proses yang terjadi pada motor bakar tersebut.
•
Dapat membedakan beberapa klasifikasi dari mesin pembakaran dalam, bila ditinjau dari : a. Jenis bahan bakar. b. Penyalaan bahan bakar. c. Gerak mesin serta susunan silindernya.
1.3. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam penulisan skripsi ini sesuai dengan spesifikasi yang telah diberikan, maka pembahasan yang akan dibuat meliputi : a. Cara kerja dari sistem EFI. b. Pemilihan jenis motor penggerak. c. Perhitungan daya dan putaran motor bakar. d. Perhitungan thermodinamika pada siklus otto. e. Perhitungan ukuran dan bagian utama motor bakar. f. Sistem pelumasan dan pendinginan. 1.4. Metodologi Penulisan Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisantulisan yang terkait. b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan. c. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunujuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. 1.5. Sistematika Penulisan Skripsi ini dibagi menjadi beberapa bab dan masing-masing terdiri dari sub bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisikan latar belakang, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisikan landasan teori mengenai defenisi motor bakar, klasifikasi motor bakar, pemilihan jenis motor bakar dan bahan bakar. BAB III : SISTEM KERJA EFI Bab ini berisikan landasan teori mengenai sistem kerja EFI, tipe EFI, cara kerja EFI dan komponen penyalur bahan bakar. BAB IV : PERHITUNGAN MOTOR BAKAR Bab ini berisikan perhitungan daya motor penggerak, perhitungan putaran motor penggerak dan pemilihan jumlah silinder. BAB V : ANALISA THERMODINAMIKA Bab ini berisikan pemilihan siklus motor bakar, analisa diagram P-V dan perbandingan kompressi. BAB VI : UKURAN DAN BAGIAN UTAMA MOTOR BAKAR Bab ini berisikan data-data motor bakar mengenai volume langkah (displacement volume), diameter silinder dan panjang langkah piston, faktor briks (factor of angularity), ruang bakar, silinder, piston, pena piston, ring piston, batang peggerak (connecting rod), poros engkol (crank shaft), fly wheel, katup, cam serta pegas katup. BAB VII : DINAMIKA BAGIAN YANG BERGERAK Bab ini berisikan gerak translasi, gerak rotasi dan gaya-gaya yang bekerja pada motor bakar.
Universitas Sumatera Utara
BAB VIII : PELUMASAN DAN PENDINGINAN Bab ini berisikan sistem pelumasan dan sistem pendinginan yang digunakan pada motor bakar yang telah dibahas tersebut. BAB IX : KESIMPULAN Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran dari hasil-hasil perhitungan didalam perencanaan mesin pembakaran dalam.
Universitas Sumatera Utara