2.
Mahasiswa dapat menjelaskan komponen utama motor bakar torak dan fungsi komponen.
Nomenklatur Mesin Diesel
Waktu: 1x pertemuan @100 menit
Ѵ
Ѵ
Ѵ
-
-
Metode Evaluasi dan Penilaian
Metode Ajar
Aktivitas Mahasiswa
Web
Soal-tugas
Gambar
(pokok, subpokok bahasan, alokasi waktu)
Media Ajar
Audio/Video
Topik
Presentasi
Capaian Pembelajaran
Teks
Pertemuan ke
Rencana Pembelajaran Kegiatan Mingguan (RPKPM)
-
-
Mahasiswa Menerima materi dan diskusi di kelas
-Menerima materi sesuai kontrak pembelajaran -Diskusi materi kuliah
Aktivitas Dosen/ Nama Pengajar
Sumber Ajar (pustaka)
-Menyampai
Wiranto A M., 1979, Motor Diesel Putaran Tinggi, Ed. 3, Pradnya Paramita, Jakarta
kan materi kuliah dan mengaktifka n mahasiswa berdiskusi di kelas
Pengajar: Greg. Sukartono
1
Bab II. Nomenklatur Mesin Diesel Diskripsi singkat : Mesin diesel terdiri dari mesin itu sendiri dan berbagai macam alat bantu lainnya. Mesin itu sendiri terdiri dari blok silinder, kepala silinder, torak, batang torak, poros engkol, fly wheel dan mekanisme katup. Alat bantu lainnya dirancang untuk melengkapi kerja dari mesin yaitu pelumasan, pendinginan, pemasukan dan pembuangan udara, dan sistem bahan bakar. Untuk mekanisme katup komponen utama adalah cam shaft, rocker arm, valve, timing chain, timing belt, gear, sprocket, push- rod. Berdasarkan konstruksi (lokasi) katup dan cam shaft, mesin dapat diklasifikasikan yaitu Under head valve, Overhead-valve (OHV), Over Head Cam-shaft (OHC), dan Variable Valve Timing (VVT). a. Manfaat :
Mahasiswa dapat menjelaskan komponen mesin diesel
b. Learning Outcomes :
Mahasiswa dapat menjelaskan fungsi tiap komponen mesin diesel
c. Relevansi :
Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja mesin diesel yang ada pada mesin mobil dan alat-alat pertanian.
PENYAJIAN URAIAN: a. Contoh : Memberikan contoh bagian-bagian mesin dan contoh yang lebih nyata pada mesin yang banyak dipergunakan. b. Ilustrasi : Memberikan penjelasan bagian-bagian mesin
disertai dengan gambar, ataupun
komponen mesin tersebut di dalam kelas. c. Aktivitas Berdiskusi dengan mahasiswa tentang materi nomenklatur mesin di dalam kelas dengan benar-benar menghadapai komponen yang sebenarnya d. Tugas Mahasiswa mencari contoh komponen mesin dengan internet dengan disertai sumber yang jelas dan mengumpulkan salah satu komponen mesin. e. Rangkuman 2
Dengan penjelasan dari dosen waktu kuliah dan diskusi serta tugas yang harus dikumpulkan kemudian dapat dibuat rangkuman tentang materi nomenklatur mesin.
3
BAB II NOMENKLATUR MESIN DIESEL
2. 1 Nomenklatur Silinder ( Cylinder ) satu atau lebih dari satu silinder, ditumpu oleh silinder blok ( cylinder block ) dan ditutup oleh kepala silinder ( cylinder head ). Didalam silinder terdapat torak (piston ) yang dilengkapi dengan cincin2 torak ( piston rings ) bergerak translasi maju mundur ( reciprocating ). Ruangan antara kepala silinder dan permukaan torak disebut ruang bakar (combustion chamber ). Pada kepala silinder
motor 4 langkah terdapat katup – katup ( valves ) dan
mekanismenya, serta busi ( spark pluk ) dan nosel ( nozle / injector ). Poros engkol (crankshaft ) terdapat didalam ruang engkol ( crankcase ) dan roda daya ( fly wheel ) dipasang pada ujung poros engkol. Poros engkol dengan torak dihubungkan oleh lengan engkol ( crank ), batang penggerak ( connecting rod ) dan pena torak ( piston pin ) serta pena engkol ( crang pin ). Pada motor penyalaan api, udara diisap masuk dan di dalam karburator (carburettor) atau oleh injector ( pada sistim injeksi ) dicampur dengan bahan bakar yang kemudian masuk ke dalam silinder / ruang bakar dan kemudian dinyalakan oleh nyala api busi maka terjadilah proses pembakaran. Pada motor penyalaan kompresi ( mesin Diesel ) udara diisap masuk ke dalam silinder kemudian dikompresi dan menjelang akhir dari kompresi, bahan bakar disemprotkan masuk kedalam silinder / ruang bakar oleh pompa tekanan tinggi dan dikabutkan oleh nosel maka terjadilah proses pembakaran. Setelah terjadi pembakaran maka gas panas yang dihasilkan mempunyai energi termal dan akan menaikan energi potensial tekanan dari
gas didalam silinder dan
menekan torak, kemudian torak akan bergerak menjauhi titik mati atas menuju titik mati bawah. Gerakan torak tersebut menghasilkan energi mekanis dan menggerakkan batang torak dan engkol sehingga memutar poros engkol serta roda dayanya, dan ditransmisikan ke mekanisme yang digerakkan.
4
Karena sifat lembamnya maka roda daya dan poros engkol akan ganti menggerakkan torak untuk melakukan langkah-langkah yang lain yaitu langkah buang, isap dan kompresi serta menggerakkan mekanisme katup untuk pengaturan pembukaan dan penutupannya. 2.2 Istilah – Istilah Dalam Motor Bakar :
1. Cylinder Bore Diameter dalam dari silinder atau cylinder liner 2. Top Dead Centre ( TDC ) atau Titik Mati Atas ( TMA ) Titik pada permukaan torak dimana torak berada paling jauh dari poros engkol 3. Bottom Dead Centre ( BDC ) atau Titik Mati Bawah ( TMB ) Titik pada permukaan torak dimana torak berada pada jarak yang paling dekat dengan poros engkol 4. Stroke, atau Langkah Torak, jarak dari TMA sampai TMB 5. Displacement Volume atau Stroke volume atau Volume Langkah ( Vs ) Volume yang dibuat oleh gerakan piston dari TMA ke TMB 6. Clearance Volume atau Volume Sisa adalah volume antara silinder head dengan piston ketika berada pada TMA ( Vc ) 7. Volume silinder atau Cylinder Volume ( Vl ) atau total volume adalah Jumlah dari volume langkah ( Vs ) dan volume sisa ( Vc ) 8. Compression Ratio ( r ) atau Perbandingan Kompresi atau angka kompresi adalah perbandingan antara volume silinder dengan volume sisa atau perbandingan volume ketika piston berada di Titik mati bawah dengan volume ketika piston berada di Titik mati atas.
r =
=
9. Firing order ( urutan penyalaan ) Untuk mesin dengan silinder lebih dari satu maka urutan penyalaan dilakukan untuk memperoleh proses kerja yang halus ( balance ) dengan getaran terkecil dengan demikian kostruksi poros engkol didesign sesuai dengan urutan penyalaan.
5
Gb. 3.1 Konstruksi Poros Engkol dengan Firing Order
2. 3 Silinder Silinder berfungsi sebagai tempat / bejana terjadinya pembakaran bahan bakar dengan udara atau tempat terjadinya konversi energy panas pembakaran bahan bakar menjadi energi potensial tekanan dan kemudian menjadi energy mekanis. Silinder juga berfungsi sebagai pengarah dan bantalan untuk piston dalam melakukan gerak translasi maju mundur.
6
Gambar Blok silinder
Ditinjau dari konstruksinya maka silinder dapat dibedakan : a. Tidak menggunakan lapisan (cylinder liner) Pada mesin-mesin yang kecil dan kecepatan rendah silinder tidak dilapisi dengan liner jadi dibuat menjadi satu kesatuan dengan silinder bloknya yaitu dibuat satu kali penuangan. b. Menggunakan liner Pada mesin-mesin yang lebih besar dan kecepatan tinggi silinder liner dibuat tersendiri atau tidak menjadi satu kesatuan dengan silinder bloknya, hal tersebut mempunyai tujuan agar : Dapat dibongkar untuk diperbaiki atau diganti yang baru bila terjadi keausan yang berlebih atau terjadi rusak karena pemakaian dengan tanpa mengambil silinder bloknya. Dapat dibuat dari bahan yang lebih baik dari silinder bloknya agar lebih kuat. Jenis ini dapat digolongkan menjadi 2 tipe : 1. Tipe Basah ( Wet type ) Pada tipe ini media pendingin ( air atau coolant ) berkontak langsung dengan dinding silinder liner bagian luar, jadi terdapat jaket air (water jacket ). 2. Tipe Kering ( Dry Type ) Pada tipe ini tidak terjadi kontak langsung dengan media pendingin. Cara pemasangan silinder liner tipe ini dengan ditekan masuk kedalam silinder bloknya, jika pendinginan dengan air maka Water jacket dibuat dengan membuat 7
rongga – rongga dalam silinder blok, pada tipe ini, pendinginan biasanya menggunakan udara.
Gambar Liner
Ditinjau dari susunan silinder mesin dapat diklasifikasikan. 1. Tipe segaris 2. Tipe V 3. Tipe W 4. Tipe radial 5. Opposed cylinder type. 6. Opposed piston type
2. 4 Torak Torak berfungsi menyekat antara ruang bakar dengan ruang engkol dan mengadakan langkah-langkah isap, kompresi, daya dan pembuangan. Agar dapat berfungsi maka torak dilengkapi dengan cincin kompresi dan cincin minyak pelumas atau cincin oli. Cincin kompresi (dua atau lebih) berfungsi sebagai perapat antara torak dan dinding silinder liner dan juga sebagai penerus atau mengalirkan panas dari torak ke silinder. Cincin oli (satu atau satu set) berfungsi sebagai pengatur / pembatas banyaknya oli yang masuk kedalam ruang bakar yang akan membuat lapisan tipis (film) minyak lumas pada dinding silinder.
8
Gambar Klasifikasi motor bakar menurut susunan silinder
2. 5 Poros Engkol Poros engkol berfungsi untuk mengubah gerak translasi menjadi gerak rotasi / berputar dan sebaliknya dan juga berfungsi sebagi penerus daya, bentuk geometris dan konfigurasi tergantung jumlah silinder dan firing order dan susunan silindernya. Poros engkol terdiri dari dua poros yaitu poros duduk dan poros jalan yang dihubungkan oleh lengan engkol.Pada salah satu ujung dipasang roda daya (fly wheel) berfungsi sebagai penyimpan energy mekanis putar, balancing dan juga dapat berfungsi sebagai bidang gesek kopling, dan roda gigi untuk stater.
9
Gambar Poros engkol
2. 6 Batang Torak Berfungsi sebagai penghubung torak dengan poros engkol, sehingga daya dari torak dapat diteruskan ke poros engkol pada langkah daya dan sebaliknya poros engkol menggerakkan torak pada langkah buang, isap dan kompresi.
Gambar Batang torak 2. 7 Kepala Silinder Kepala silinder atau tutup silinder adalah salah satu dinding ruang bakar disamping silinder liner dan torak. Pada cylinder head terdapat katup-katup dan mekanismenya, busi atau nosel, saluran buang serta saluran isap, dan pada motor Diesel tipe devided chamber terdapat ruang bakar bantu (precombustion chamber).
10
Gambar Kepala silinder motor diesel
2. 8 Peralatan Bantu Mekanisme Katup Berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutup katup-katup tepat pada saatnya, ada beberapa macam konstruksi dengan berbagai jenis komponennya. Komponen utama : cam shaft, rocker arm, valve, timing chain, timing belt, gear, sprocket, push- rod.
Berdasarkan konstruksi (lokasi) katup dan cam shaft, mesin dapat diklasifikasikan : 1. Under head valve, katup dan cam shaft ada disamping silinder, dibawah cylinder head, juga disebut I- head type, mesin tipe ini sudah jarang digunakan. 2. Overhead-valve (OHV), katup ada di silinder head, Cam shaft ada di cylinder block. 3. Over Head Cam-shaft (OHC), katup dan cam-shaft ada di cylinder head Mesin dengan satu cam-shaft disebut Single Over Head Cam-shaft (SOHC), sedang mesin dengan dua cam-shaft disebut Double Over Head Cam-shaft ( DOHC ). Untuk tipe ini jumlah katup masing-masing lebih dari satu. 4. Variable Valve Timing (VVT), mesin dengan control dan pengaturan dengan computer (ECU), dengan dua katup isap (atau lebih), dengan pengaturan: katup isap yang pertama selalu aktif sedang katup kedua dapat di non-aktifkan pada saat mesin hanya memerlukan pemasukan sedikit, sehingga cukup dengan satu katup sehingga pengaturan pemakaian bahan bakar lebih tepat. 11
Gb. 3.3 klasifikasi Mesin berdasar mekanisme katup Pada mesin Diesel dengan kapasitas yang besar untuk memperoleh kekuatan yang tinggi, pada umumnya dibuat dengan mekanisme katup tipe OHV.
12
Rangkuman Nomenklatur Mesin Diesel Komponen mesin diesel adalah silinder, yang ditumpu oleh silinder blok dan ditutup oleh kepala silinder. Didalam silinder terdapat torak yang dilengkapi dengan cincin2 torak bergerak translasi maju mundur. Ruangan antara kepala silinder dan permukaan torak disebut ruang bakar. Pada kepala silinder motor 4 langkah terdapat katup – katup dan mekanismenya, serta busi dan nosel. Poros engkol terdapat didalam ruang engkol dan roda daya dipasang pada ujung poros engkol. Poros engkol dengan torak dihubungkan oleh lengan engkol batang penggerak dan pena torak serta pena engkol. Istilah-istilah dalam motor bakar adalah Top Dead Centre ( TDC ) atau Titik Mati Atas ( TMA ), Bottom Dead Centre ( BDC ) atau Titik Mati Bawah ( TMB ), Stroke, atau Langkah Torak, jarak dari TMA sampai TMB, Displacement Volume atau Volume Langkah ( Vs ), Volume silinder atau Cylinder Volume ( Vl ) atau total volume adalah Jumlah dari volume langkah ( Vs ) dan volume sisa ( Vc ). Perbandingan Kompresi atau angka kompresi adalah perbandingan antara volume silinder dengan volume sisa atau perbandingan volume ketika piston berada di Titik mati bawah dengan volume ketika piston berada di Titik mati atas. Firing order atau urutan penyalaan adalah urutan penyalaan dilakukan untuk memperoleh proses kerja yang halus.
Latihan soal : 1. Jelaskan dengan singkat fungsi komponen motor bakar yaitu silinder , torak, batang torak, poros engkol dan katup. 2. nSebutkan dan jelaskan jenis silinder pada motor bakar ditinjau dari konstruksinya. 3. Jelaskan tentang silinder tipe basah (wet type) dan silinder tipe kering (dry type). 4. Sebutkan komponen utama pada mekanisme katup 5. Sebutkan klasifikasi mekanisme katup berdasarkan konstruksi (lokasi) katup dan camshaft.
Jawaban soal akan didiskusikan di kelas 13
14
