LAPORAN TUGAS AKHIR OVERHAUL ENGINE TRAINER TOYOTA KIJANG 5K
Disusun oleh : ANTIK SUJARWO NIM : 11/314920/NT/14762
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2015
i
ii
iii
iv
Lembar Persembahan Laporan ini kupersembahkan kepada : Bapak dan Ibuku tercinta yang telah merawat, menjaga serta mendidikku dengan penuh kasih sayang, kedisiplinan dan selalu berdoa untuk kebahagiaanku serta dukungan baik material dan spiritual.
Dosen – dosen saya Teknik mesin yang telah banyak memberikan pendidikan kepadaku selama ini.
Untuk kedua temanku yang kelas otomotif e yaitu Widya dan L.Vini tricahyo, terimakasih atas kerjasama dan bantuanya.
Seluruh teman – temanku Teknik Mesin angkatan 2011 kalian luar biasa.
v
MOTTO “Ing Ngarsa Sung Tuladha, Ing Madya Mangun Karsa, Tut Wuri Handayani” ~ Ki Hajar Dewantara ~ “Intelligence is not the determinant of success, but hard work is the real determinant of your success” ~ Anonim ~ “Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin dan hari esok adalah harapan” ~ Anonim ~ “Jangan pernah takut, atau menyerah”
“Terus lakukan dan mencoba tanpa kenal menyerah”
vi
vii
ABSTRACT Indonesia is one of the countries which has many motorists. This is because consumers’ need for motor vehicles is very high. Cars are one of Indonesians people’s favorite vehicles. Cars offers extra comfort and safety it becomes a luxurious vehicles, a lot of people turn to cars for daily transportation. Further, a lot of people want to have cars at affordable prices by buying second-hand cars. However, second-hand cars usually have various problems, particularly with the engines, so the engines should be reconditioned. The aim of this study is doing an overhaul of Toyota Kijang 5K which had engine problem. To conduct this study, two methods were used, first primary method from direct practice and observation and secondary method from internal data and external data. First components that must be replaced is Fullset gasket because it can not be used again and other components that must be replaced is the main bearing journal, crankpin bearings, pistons, while the component to be repaired is a cylindrical hole, main journal, crankshaft, pin crankshaft. after repair and replacement of engine components to function properly.
.
viii
INTISARI Indonesia adalah salah satu Negara yang mempunyai banyak sekali penguna kendaraan bermotor, ini disebabkan karena tingkat kebutuhan konsumen untuk mempunyai kendraan bermotor sanggat tinggi. Mobil adalah salah satu kendaraan favorit bagi warga Negara Indonesia. Karena mobil memberikan kenyamanan dan keamana yang lebih dan sekarng tidak sedikit mobil menjadi barang yang mewah. Jadi banyak orang yang beralih ke mobil sebagai kendaraan sehari – hari. Banyak orang yang ingin memiliki mobil tetapi dengan biaya yang tidak terlampau tinggi, yaitu dengan cara membeli mobil bekas. Disinilah biasanya mobil bekas memiliki berbagai masalah terutama pada bagian mesinnya, maka dari itu perlu adanya rekondisi pada mesin mobil. Pada studi ini berisi tentang overhaul Toyota Kijang 5K yang memiliki masalah pada mesin. Untuk mempelajari studi ini ada dua metode yang digunakan, yaitu yang pertama adalah metode primer yang didapat dari praktek langsung dan observasi. Untuk yang kedua adalah metode sekunder yaitu metode yang diambil dari data internal dan data external. Komponen yang harus diganti adalah gasket full set karena tidak bisa dipergunakan lagi. Komponen yang harus diganti lainnya yaitu bantalan main journal, bantalan crank pin, piston. Sedangkan komponen yang harus diperbaiki adalah lubang silinder, main journal poros engkol, crank pin poros engkol. Setelah dilakukan perbaikan dan penggantian komponen mesin dapat berfungsi dengan baik.
ix
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i HALAMAN NOMOR PERSOALAN .............................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iii LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................... iv LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. v MOTTO .............................................................................................................. vi KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii ABSTRACT ........................................................................................................ viii INTISARI ............................................................................................................ ix DAFTAR ISI ..........................................................................................................x DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvi BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................1 1.1. Latar belakang masalah ..................................................................................1 1.2. Tujuan ............................................................................................................2 1.3. Batasan masalah .............................................................................................2 1.4. Rumusan masalah ..........................................................................................3 1.5. Metodologi .....................................................................................................3 1.6. Sistematika penulisan .....................................................................................3
BAB II DASAR TEORI .......................................................................................5 2.1. Pengertian motor bakar ..................................................................................5 2.2. Prinsip kerja motor 4 langkah ........................................................................5
x
2.3. Prinsip kerja motor 2 langkah ........................................................................8 2.4. Komponen mesin ...........................................................................................9 2.5. Blok silinder .................................................................................................10 2.6. Camshaft ......................................................................................................10 2.7. Ruang bakar .................................................................................................11 2.8. Batang torak ................................................................................................11 2.9. Crankshaft ....................................................................................................12 2.10. Torak (piston) ..............................................................................................12 2.11. katup ............................................................................................................13 2.12. Piston ring ...................................................................................................13 2.13. Rocker Arm ..................................................................................................14 2.14. Kepala silinder ............................................................................................14 2.15. Bantalan poros engkol .................................................................................14 2.16. Gasket kepala silider ...................................................................................15 2.17. Intake manifold ...........................................................................................15 2.18. Exhaust manifold .........................................................................................16 2.19. Roda penerus (fly wheel) ..............................................................................16 2.20. Oli pan / bak oli ..........................................................................................17
BAB III PROSES OVERHAUL .........................................................................18 3.1. Proses overhaul ...........................................................................................18 1. Membongkar sistem komponen utama ...................................................18 2. Membersihkan komponen - komponen yang telah dibongkar ................21 3. Melakukan pemeriksaan dan pengukuran komponen-komponen............22 4. Melakukan perbaikan atau penggantian komponen yang mengalami kerusakan ................................................................................................31 5. Merakit kembali semua komponen utama ..............................................33 6. Memeriksa dan menyetel kembali sistem komponen utama motor setelah dilakukan perakitan ....................................................................38
xi
BAB IV PANGUJIAN DAN PEMBAHASAN .................................................41 4.1. Pengujian ......................................................................................................41 1. Tujuan pengujian ...................................................................................41 2. Prosedur pengujian ................................................................................41 3. Hasil pengujian ......................................................................................42 4. Spesifikasi mobil Kijang 5K...................................................................42 4.2. Pembahasan proses rekondisi .......................................................................43 1. Mekanisme katup ...................................................................................43 2. Mekanisme engkol .................................................................................43 3. Blok silinder ..........................................................................................43 4.3. Pembahasan proses pengujian ......................................................................43 1. Pengukuran kompresi ............................................................................43 2. Kerja mesin ............................................................................................44 4.4. Evaluasi kendala dan hambatan ...................................................................44
BAB V PENUTUP ...............................................................................................45 5.1. Kesimpulan ..................................................................................................45 5.2. Saran .............................................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Langkah hisap .......................................................................................6 Gambar 2. Langkah kompresi .................................................................................6 Gambar 3. Langkah usaha .......................................................................................7 Gambar 4. Langkah buang ......................................................................................7 Gambar 5. Siklus motor dua langkah ......................................................................8 Gambar 6. Komponen mesin ..................................................................................9 Gambar 7. Blok silinder .......................................................................................10 Gambar 8. Camshaft .............................................................................................11 Gambar 9. Batang torak .......................................................................................11 Gambar 10. Penampang torak ...............................................................................12 Gambar 11. Katup ................................................................................................13 Gambar 12. Bantalan poros engkol ......................................................................15 Gambar 13. Intake manifold .................................................................................15 Gambar 14. Exhaust manifold ..............................................................................16 Gambar 15. Fly wheel ...........................................................................................17 Gambar 16. Oil pan / bak oli ................................................................................17 Gambar 17. Melepas kepala silinder ....................................................................19 Gambar 18. Melepas katup-katup .........................................................................19 Gambar 19. Rantai timing dan roda gigi camshaft ................................................20 Gambar 20. Menyusun piston secara berurutan ....................................................21
xiii
Gambar 21. Mengukur tonjolan nok .....................................................................22 Gambar 22. Mengukur diameter jurnal camshaft .................................................23 Gambar 23. Mengukur celah oli rocker arm dan shaft .........................................24 Gambar 24. Mengukur tebal pinggir kepala katup ................................................25 Gambar 25. Mengukur panjang bebas pegas katup ..............................................26 Gambar 26. Mengukur diameter piston ................................................................27 Gambar 27. Mengukur diameter main jurnal poros engkol ..................................27 Gambar 28. Mengatur diameter crank pin poros engkol ......................................28 Gambar 29. Bantalan crank pin poros engkol........................................................29 Gambar 30. Mengukur lubang silinder .................................................................30 Gambar 31. Gasket kepala silinder ......................................................................31 Gambar 32. Poros engkol ......................................................................................32 Gambar 33. Piston yang telah di oversize ............................................................33 Gambar 34. Bantalan main jurnal poros engkol ....................................................33 Gambar 35. Main bearing cap ..............................................................................34 Gambar 36. Mengencangkan main bearing cap ..................................................34 Gambar 37. Memasang bantalan crank pin poros engkol .....................................35 Gambar 38. Memasang piston ke dalam silinder .................................................35 Gambar 39. Meluruskan pin dengan tanda ...........................................................36 Gambar 40. Meluruskan tanda pada roda gigi dan rantai ....................................36 Gambar 41. Urutan pengencangan baut kepala silinder ........................................38
xiv
Gambar 42. Urutan pengencangan baut rakitan rocker shaft ...............................38 Gambar 43. Urutan penyetelan katup pada TMA silinder no.1 ............................39 Gambar 44. Urutan penyetelan katup pada TMA silinder no.4 ............................39 Gambar 45. Pengukuran kompresi ........................................................................41
xv
DAFTAR TABEL Tabel 1. Hasil pengukuran tonjolan nok ...............................................................22 Tabel 2. Hasil pengukuran main journal ...............................................................28 Tabel 3. Hasil pengukuran crank pin poros engkol ..............................................29 Tabel 4. Hasil pengukuran lubang silinder ...........................................................30
xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi semakin pesat dari hari ke hari. Hal ini menyebabkan persaingan dunia teknologi semakin meningkat. Sehingga pemerintah pun berusaha untuk meningkatkan pendidikan, terutama pada bidang teknologi agar sumber daya manusia di Indonesia dapat bersaing di dunia Internasional. Upaya pemerintah adalah dengan meningkatkan keberadaan Program jenjang sekolah vokasi. Universitas Gadjah Mada sebagai salah satu lembaga pendidikan tinggi yang bertanggung jawab mempersiapkan calon penerus bangsa yang handal dan cakap dibidangnya masing-masing yang berkompeten dan profesional. Untuk menunjang pembelajaran, diperlukan peralatan yang memadai. Faktor yang berpengaruh terhadap keberhasilan proses belajar selain faktor intern dari peserta didik dan pendidik juga dipengaruhi faktor ekstern antara lain adalah sarana dan prasarana pembelajaran. Konsentrasi Otomotif Departemen Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada menyediakan media praktik berupa media pembelajaran maupun engine trainer baik sepeda motor maupun mobil. Dari sekian banyak media yang disediakan, masih dijumpai beberapa yang kurang layak dipergunakan. Salah satunya adalah engine trainer Toyota Kijang 5K yang sudah tidak dapat beroperasi normal karena berbagai kerusakan yang ada. Tugas Akhir ini bertujuan memperbaiki engine trainer Toyota Kijang 5K. Perbaikan atau rekondisi yang dilakukan yaitu pada sistem utama mesin. Engine Trainer Toyota Kijang 5K milik konsentrasi Otomotif Program Studi Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada direkondisi supaya dapat dimanfaatkan secara maksimal dalam Proses Belajar Mengajar antara dosen dengan mahasiswa. xvii
Overhaul engine trainner Toyota Kijang 5K ini juga dimaksudkan untuk melengkapi sarana belajar dan dapat digunakan untuk keperluan-keperluan di bengkel konsentrasi otomotif Departemen Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada. Sehingga diharapkan engine trainer Toyota Kijang 5K ini dapat beroperasi normal dan bermanfaat bagi mahasiswa, tetapi tidak digunakan secara optimal di bengkel konsentrasi otomotif Departemen Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada. 1.2. Tujuan Tujuan Overhaul engine trainer Toyota Kijang 5K ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui cara mengidentifikasi kerusakan yang terjadi pada mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder engine trainer Toyota Kijang 5K. 2. Untuk melaksanakan proses overhaul kerusakan yang terjadi pada mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder engine trainer Toyota Kijang 5K. 3. Untuk mengetahui kinerja motor engine trainer Toyota Kijang 5K setelah di overhaul. 1.3. Batasan Masalah Berdasarkan latar belakang dan permasalahan, tugas akhir ini dibatasi pada rekondisi kerusakan komponen utama motor yang meliputi mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder. 1.4. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian yang telah disebutkan di atas maka permasalahan ini dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Bagaimana cara mengidentifikasi kerusakan yang terjadi pada mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder engine stand Toyota Kijang 5K?
xviii
2. Bagaimana proses merekondisi kerusakan yang terjadi pada mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder engine stand Toyota Kijang 5K? 3. Bagaimana kinerja motor engine stand Toyota Kijang 5K setelah di overhaul?
1.5. Metodologi Metode yang digunakan dalam pembuatan laporan ini adalah : 1. Praktik langsung ialah suatu metode dalam memperoleh data dengan cara pelaksanaan tugas akhir itu sendiri. 2. Konsultasi ialah suatu metode untuk memperoleh data dengan cara mewawancarai secara langsung dosen pembimbing terhadap tugas akhir yang dilakukan. 3. Studi kepustakaan ialah suatu metode dengan cara membaca buku-buku kuliah, literatur majalah dan sumber-sumber lainnya yang mendukung dalam pembuatan Laporan Tugas Akhir.
1.6. Sistematika Penulisan Untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas, ringkas, teratur dan mudah dimengerti maka disusunlah sistematika penulisan sebagai berikut : 1. Pendahuluan Berisi tentang latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, rumusan masalah, metodologi dan sistematika penulisan. Dasar teori Berisi tentang pengertian motor bakar, prinsip kerja motor 4 langkah, prinsip kerja motor 2 langkah, komponen mesin, blok silinder, camshaft, ruang bakar, batang torak, crankshaft, torak, push rod, katup, ring piston, rocker arm, kepala silinder, bantalan poros engkol, gasket kepala silinder, intake manifold, exhaust manifold, roda penerus / fly wheel, oil pan / bak oli. 2. Proses overhaul Berisi tentang proses overhaul, pembongkaran engine, pemeriksaann komponen, perbaikan dan penggantian komponen, pemasangan kembali
xix
komponen utama, Memeriksa dan menyetel kembali sistem komponen utama motor. 3. Pengujian dan Pembahasan Membahas tentang prosedur pengujian, hasil pengujian, membahas proses rekondisi, membahas proses pengujian, membahas tentang evaluasi dan kendala. 4. Penutup Berisi tentang kesimpulan dan saran.
xx
BAB II DASAR TEORI
2.1. Pengertian Motor Bakar Motor bakar torak merupakan salah satu mesin pembangkit tenaga yang mengubah energi panas (energi termal) menjadi energi mekanik melalui proses pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar sehingga menghasilkan energi mekanik berupa gerakan translasi piston (connecting rods) menjadi gerak rotasi poros engkol yang untuk selanjutnya diteruskan ke sistem transmisi roda gigi kemudian diteruskan ke roda penggerak sehingga kendaraan dapat berjalan. (Arismunandar, Wiranto, 1988) Menurut siklus kerja ideal, motor bakar torak terbagi menjadi tiga yakni motor bensin (otto) atau yang lebih umum spark ignition engines (SIE), motor diesel atau yang lebih umum compression ignition engine (CIE), dan siklus gabungan. Sedangkan menurut langkah yang ditempuh dalam menghasilkan tenaga, maka motor bakar torak terbagi menjadi motor bakar dua langkah (two strokes engines) dan motor bakar empat langkah (four strokes engines). (Arismunandar, Wiranto,1988)
2.2. Prinsip Kerja Motor 4 Langkah Kerja periodik motor bensin 4 langkah dimulai dari gerak isap, campuran udara dan bensinnya dihisap kedalam silinder, kemudian kompresi, pembakaran dan pembuangan gas-gas bekas yang telah terbakar dalam ruang bakar. Pada motor bensin ini torak bergerak membuat 4 langkah dalam satu siklus, memerlukan 2 kali putaran penuh poros engkol. Titik tertinggi yang dicapai torak disebut titik mati atas (TMA) dan titik terendah yang dicapai torak disebut titik mati bawah (TMB). Berikut ini kerja periodik motor bensin 4 langkah :
xxi
1. Langkah Hisap
Gambar 1. Langkah Hisap Torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), katup masuk dalam keadaan terbuka dan katup buang dalam keadaan tertutup, sehingga di dalam silinder terjadi hampa udara. Oleh karena adanya perbedaan tekanan antara ruangan silinder dengan udara luar, maka campuran udara dan bahan bakar terhisap masuk ke dalam silinder. (Pulkrabek, Willard W,1977)
2. Langkah Kompresi
Gambar 2. Langkah Kompresi Pada langkah kompresi, katup hisap dan katup buang tertutup. Sewaktu torak bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), campuran bahan bakar dan udara yang dihisap tadi ditekan atau dikompresikan. Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar. Ketika torak mencapai TMA, poros engkol telah berputar satu kali.
xxii
(Pulkrabek, Willard W,1977) 3. Langkah Usaha
Gambar 3. Langkah Usaha Katup masuk dan katup buang dalam keadaan tertutup. Torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) Sesaat sebelum torak mencapai TMA pada saat langkah kompresi, busi mengeluarkan loncatan api pada campuran bahan bakar dan udara yang telah dikompresikan. Dengan terjadinya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas pembakaran yang tinggi mendorong torak ke titik mati bawah (TMB). (Pulkrabek, Willard W, 1977)
4. Langkah Buang
Gambar 4. Langkah Buang Dalam langkah buang, gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder. Katup buang terbuka, torak bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), mendorong gas bekas hasil pembakaran keluar dari silinder. Ketika torak mencapai titik mati atas (TMA), akan mulai bergerak lagi untuk persiapan langkah berikutnya, yaitu langkah hisap. (Pulkrabek, Willard W,1977)
xxiii
2.3. Prinsip Kerja Motor 2 Langkah Untuk memperoleh tenaga hanya diperlukan dua langkah piston atau satu kali putaran poros engkol. Tidak terdapat katup seperti pada mesin 4 langkah. Sistem pemasukan campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder melalui lubang yang terdapat pada sisi silinder, begitu juga pada sistem pengeluaran gas sisa pembakaran. Siklus motor bakar dua langkah seperti terlihat pada gambar 5. adalah sebagai berikut :
Gambar 5. Siklus motor dua langkah (Maleev, V.L., 1945)
1. Langkah Kompresi Gerakan piston dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA), gerakan ini menyebabkan tertutupnya lubang pemasukan campuran bahan bakar dan udara terlebih dahulu (karena letak lubang pemasukan yang relative lebih dekat ke titik mati bawah (TMB) dari pada lubang pengeluaran ) dan disusul tertutupnya lubang pembuangan, sehingga untuk selanjutnya gerakan ini akan menekan campurann bahan bakar dan udara di dalam silinder dan campuran dari karburator akan terhisap menuju crank case. Ketika beberapa derajat sebelum titik mati atas (TMA) maka campuran tersebut akan dibakar oleh percikan api yang berasal dari busi. (Maleev, V.L., 1945) xxiv
2. Langkah Ekspansi Gas sisa pembakaran menekan piston sehingga akan bergerak kearah titik mati bawah (TMB), lubang pembuangan yang relative lebih dekat dengan titik mati atas (TMA) akan terbuka menyusul lubang pemasukan juga terbuka. Ketika lubang pembuangan terbuka maka gas sisa pembakaran akan menuju saluran buang (knalpot), dan ketika lubang pemasukan terbuka maka campuran bahan bakar dan udara dari crank case akan masuk silinder. Setelah sampai titik mati bawah (TMB) maka proses (siklus) akan berulang. (Maleev, V.L., 1945) 2.4. Komponen Mesin
Gambar 6. Komponen mesin (Pulkrabek,Willard W, 1977) a. Blok silinder
h. Exhaust manifold
o. Busi
b. Camshaft
i. Kepala silinder
p. Katup
c. Ruang bakar
j. Intake manifold
q. Water jacket
d. Batang torak
k. Karter
e. Crankcase
l. Piston
f. Crankshaft
m. Piston ring
g. Silinder
n. Push rod
xxv
2.5. Blok Silinder Blok silinder merupakan inti dari mesin, yang terbuat dari paduan aluminium atau besi tuang. Blok silinder dilengkapi rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan kekuatan pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok silinder terdiri dari beberapa lubang tabung silinder, yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) atau sebaliknya. Silinder-silinder dikelilingi oleh mantel pendingin (water jacket) untuk membantu pendinginan. Untuk pembuatan silinder diperlukan ketelitian tinggi karena tidak boleh terdapat kebocoran campuran bahan bakar dan udara saat berlangsungnya kompresi atau kebocoran gas pembakaran antara silinder dan torak, tahanan antara torak dan silinder harus sekecil mungkin. (Pulkrabek, Willard W,1977 : 18 )
Gambar 7. Blok Silinder 2.6. Camshaft Sumbu nok dilengkapi dengan sejumlah nok yang sama yaitu untuk katup hisap dan katup buang, dan nok ini membuka dan menutup katup sesuai timing yang telah ditentukan. (Pulkrabek, Willard W,1977 : 18 )
xxvi
Gambar 8. Camshaft
2.7. Ruang Bakar (combustion chamber) Ruang bakar terletak di kepala silinder yang berfungsi sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara yang telah dikompresikan oleh torak didalam silinder. Ruang bakar sendiri terletak dikepala silinder. Ruang bakar terhubung langsung ke katup masuk dan katup buang, juga tempat pemasangan busi. (Pulkrabek, Willard W., 1977 : 20)
2.8. Batang Torak (Connecting Rod) Batang torak menghubungkan torak ke poros engkol dan selanjutnya meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh batang torak ke poros engkol. (Pulkrabek, Willard W., 1977 : 20)
Gambar 9. Batang Torak
xxvii
2.9. Crankshaft Tenaga yang digunakan untuk menggerakkan roda kendaraan dihasilkan oleh gerakan batang torak dan diubah menjadi gerak putaran pada poros engkol. Poros engkol menerima beban yang besar dari torak dan batang torak serta berputar pada kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut poros engkol umumnya dibuat dari baja karbon dengan tingkatan serta mempunyai daya tahan tinggi. (Heywood, John B., 1988 : 15)
2.10.
Torak (piston) Torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) atau
sebaliknya di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, pembakaran dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutar poros engkol melalui batang torak (connecting rod). Torak terus menerus menerima temperatur dan tekanan tinggi sehingga harus dapat tahan saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi untuk periode waktu yang lama. Pada umumnya torak dibuat dari paduan aluminium. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 22).
Gambar 10. Penampang Torak
xxviii
Push Rod (Batang Penekan) Batang penekan berbentuk batang yang kecil masing-masing dihubungkan pada pengangkat katup dan rocker arm pada mesin OHV (overhead valve). Batang katup ini meneruskan gerakan dari pengangkat katup ke rocker arm. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 23).
2.11. Katup Katup pada mesin untuk mengatur pemasukan gas baru dan pengeluaran gas bekas, untuk melaksanakan kerja tersebut katup harus membuka dan menutup tepat pada waktuya. Pada saat katup terbuka poros nok berada pada pengangkatan (high cam), terbukanya katup ditekan oleh rocker arm, pada saat katup tertutup poros nok pada posisi bebas (low cam), pegas katup akan mengembalikan / menarik katup untuk menutup. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 24).
Gambar 11. Katup
2.12. Piston ring Piston ring berfungsi untuk mencegah kebocoran campuran udara dan bensin dan gas pembakaran dari ruang bakar ke bak engkol selama langkah kompresi dan usaha. Piston ring terbuat dari besi tuang perlit dan mempunyai koefisien gesek yang rendah sehingga tidak merusak dinding silinder. Oil ring dipasang untuk membentuk lapisan oli (oil film) antara torak dan dinding silinder. Selain itu juga
xxix
untuk mengikis kelebihan oli untuk mencegah masuknya ke dalam ruang bakar. Konstruksi oil ring berbeda dengan compression ring, di sekeliling oil ring terdapat lubang atau alur-alur agar minyak pelumas yang dikikis dapat dialirkan kembali ke bagian dalam piston. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 22).
2.13. Rocker Arm Rocker arm dipasang pada rocker shaft, bila rocker arm ditekan keatas oleh poros hubungan katup akan tertekan dan membuka. Rocker arm di lengkapi dengan sekrup dan mur pengunci untuk penyetelan katup. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 21).
2.14. Kepala Silinder Kepala silinder ini terbuat dari paduan aluminium yang ditempa keras. Kepala silinder yang tebuat dari paduan aluminium memiliki kemampuan pendinginan yang baik. Pada kepala silinder ini terdapat ruang bakar dan mekanisme katup. Kepala silinder juga dilengkapi mantel pendingin yang dialiri air pendingin yang datang dari blok silinder untuk mendinginkan mekanisme katup dan busi. (Heywood, John B., 1988 : 15)
2.15. Bantalan Poros Engkol Crank pin dan journal poros engkol menerima beban yang besar (dari tekanan gas pembakaran) dari torak dan berputar pada putaran tinggi. Oleh sebab itu digunakan bantalan-bantalan antara pin dan journal yang dilumasi dengan oli untuk mencegah keausan serta mengurangi gesekan. Lapisan baja (steel shell) mempunyai bibir pengunci (locking lip) untuk mencegah agar bantalan tidak ikut berputar. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 22).
xxx
Gambar 12. Bantalan poros engkol.
2.16. Gasket Kepala Silinder Gasket kepala silinder (cylinder head gasket) mencegah kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan oli. Gasket kepala silinder harus tahan panas dan tekanan dalam setiap perubahan temperatur. Terbuat dari gabungan karbon dengan lempengan baja (carbon clad sheet steel) karbon itu melekat dengan ghrapite, dan kedua-duanya berfungsi untuk mencegah kebocoran yang ditimbulkan blok silinder dengan kepala silinder, serta untuk menambah kemampuan melekat pada gasket. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 22).
2.17. Intake manifold Intake manifold mendistribusikan campuran udara bahan bakar yang diproses oleh karburator kesilinder-silinder. Intake manifold dibuat dari paduan aluminium, yang dapat memindahkan panas lebih efektif dibanding dengan logam lainya. (Heywood, John B., 1988 : 15).
Gambar 13. Intake manifold
xxxi
2.18. Exhaust manifold Exhaust manifold menampung gas bekas dari semua silinder dan mengalirkan gas tersebut ke pipa buang (Exhaust pipe). Exhaust manifold dibaut pada kepala silinder, saluran manifold (manifold part) disambungkan langsung pada lubang gas bekas (exhaust port) pada silinder. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 21).
Gambar 14. Exhaust Manifold 2.19. Roda penerus (Fly Wheel) Roda penerus dibuat dari baja tuang dengan mutu tinggi yang diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol. Poros engkol menerima tenaga putar (rotational force) dari torak selama langkah usaha. Tapi tenaga itu hilng pada langkah-langkah lainnya, seperti inertia loss, dan kehilangan akibat gesekan. Roda penerus menyimpan tenaga putar (inertia) selama proses langkah lainnya kecuali langkah usaha oleh sebab itu poros engkol berputar terus menerus. Hal ini menyebabkan mesin berputar dengan lembut yang diakibatkan getaran tenaga yang dihasilkan. Roda penerus dilengkapi dengan ring gear yang dipasangkan di bagian luarnya gunanya untuk perkaitan dengan gigi pinion dari motor stater. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 21).
xxxii
Gambar 15. Fly wheel 2.20. Oil pan / bak oli Bagian bawah dari pada blok silinder disebut bak engkol (crank-case). Bak oli (oil pan) dibaut pada bak engkol dengan diberi paking seal atau gasket. Bak oli dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat (separator) untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi miring. Penyumbat oli (drain plug) letaknya dibagian bawah bak oli dan fungsinya untuk mengeluarkan oli mesin bekas. (Pulkrabek ,Willard W, 1977 : 22)
Gambar 16. Oil Pan atau bak oli
xxxiii
BAB III PROSES OVERHAUL
3.1. Proses Overhaul Proses overhaul dilakukan dengan membongkar seluruh mekanisme komponen mesin, hal tersebut dilakukan guna mengetahui kondisi komponenkomponen didalamnya, serta untuk menganalisa kerusakan yang terjadi didalam mekanisme tersebut. Adapun proses yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Membongkar sistem komponen utama Pembongkaran ini meliputi mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder. a. Membongkar kepala silinder dan mekanisme katup. 1) Air pendingin mesin dikuras. 2) Kabel tegangan tinggi dari busi dilepas. 3) Busi dilepas. 4) Tabung busi dan ring –O dilepas. 5) Selang bahan bakar dan selang vakum dilepas. 6) Selang PVC dari tutup kepala silinder dilepas, 6 baut pengikat manifold dengan kepala silinder dilepas, kemudian rakitan manifold dan karburator serta gasketnya dilepas. 7) Selang bypass air dilepas. 8) Kemudian 2 mur pengikat seal washer pada tutup kepala silinder dilepas, setelah itu tutup kepala silinder dan gasketnya dilepas. 9) Secara merata baut-baut pengikat kepala silinder dikendorkan dan dilepas dalam beberapa tahap, untuk mencegah kebengkokan atau keretakan pada kepala silinder. Kemudian kepala silinder dengan hati-hati diturunkan dari trainer.
xxxiv
Gambar 17. Melepas Kepala Silinder .
10) Secara merata dan berurutan mengendorkan dan melepas 6 baut dan 2 mur bertahap, kemudian rakitan rocker arm dan shaft dilepas. 11) Secara berurutan 8 push rod dilepas dari push rod No.1 dan untuk mencegah push rod tertukar maka push rod disimpan dengan urutan yang benar. 12) Rumah saluran air dan plat belakang dilepas. 13) Untuk melepas katup-katup digunakan valve spring compressor kemudian menyusun pegas katup, dudukan katup, penahan katup dan katup secara berurutan untuk mencegah tertukarnya komponen.
Gambar 18.Melepas Katup-Katup.
xxxv
b. Membongkar rantai timing dan camshaft. 1) Setelah puli pompa air, tali kipas, kepala silinder, distributor, pompa bahan bakar, dan oil pan dilepas. Kemudian puli crankshaft dilepas. 2) 8 buah baut dan mur pada tutup rantai timing dikendorkan dan dilepas, kemudian menggunakan palu plastik tutup rantai timing dan gasketnya dilepas. 3) Penegang rantai dan peredam getaran dilepas. 4) Secara bersama-sama rantai timing
dan roda gigi camshaft
dilepas.
Gambar 19. Rantai Timing dan Roda Gigi Camshaft 5) Roda gigi crankshaft dilepas. 6) valve lifter dilepas dan disimpan secara berurutan agar tidak tertukar. 7) Thrust plate dilepas kemudian baut kepala silinder pada camshaft dipasang. Sambil memutar-mutar baut tersebut, camshaft ditarik perlahan keluar agar bearing tidak rusak. c. Membongkar blok silinder dan mekanisme engkol. 1) Membongkar
blok
silinder
dilakukan
setelah
hampir
keseluruhan sistem dibongkar, pertama flywheel dilepas. 2) Baut penahan oil seal belakang dan gasketnya dilepas 3) Connecting rod cap dan bantalannya dilepas.
xxxvi
4) Piston ditekan
dan connecting rod keluar dari silinder,
kemudian piston, connecting rod, connecting rod cap dan bantalannya disusun secara berurutan.
Gambar 20. Menyusun Piston Secara Berurutan 5) Piston ring dilepas menggunakan piston ring expander. 6) Snapring pada piston pin dilepas, kemudian piston pin, torak dan connecting rod dilepas. 7) 10 baut main bearing cap dikendorkan dan dilepas secara merata dan bertahap, kemudian main bearing cap dan bantalan crankshaft bagian bawah dilepas. Khusus bantalan crankshaft no.3 ada thrust washernya. Kemudian disusun dengan urutan yang benar untuk menghindari komponen yang tertukar. 8) Crankshaft dikeluarkan dari blok silinder dan bantalan crankshaft bagian atas bersama thrust washer atas dilepas, kemudian disusun dengan urutan yang benar.
2. Membersihkan komponen-komponen yang telah dibongkar Proses ini meliputi seluruh komponen yang telah dibongkar, menggunakan campuran dari solar dan detergent sebagai pelarut kotoran, disikat menggunakan sikat yang lembut. Untuk membersihkan material gasket menggunakan gasket scraper dan untuk material karbon yang terdapat pada ruang bakar, piston dan katup-katup dapat dikikis menggunakan sikat kawat. Dalam proses ini harus berhati-hati agar komponen-komponen tidak rusak atau tergores.
xxxvii
3. Melakukan pemeriksaan dan pengukuran komponen-komponen Proses ini meliputi mekanisme katup, kepala silinder, mekanisme engkol, dan blok silinder. Pemeriksaan dan pengukuran menggunakan panduan dari buku manual mesin Toyota Kijang 5K. a. Pemeriksaan dan pengukuran mekanisme katup. 1) Tonjolan nok diukur menggunakan mikrometer (STD in : 36,588 36,688 mm dan ex : 36,403 - 36,503 mm)
Gambar 21. Mengukur tonjolan nok Tabel 1. Hasil pengukuran tonjolan nok IN
EX
Nok 1
36,62 mm
Nok 1
36,42 mm
Nok 2
36,62 mm
Nok 2
36,42 mm
Nok 3
36,62 mm
Nok 3
36,42 mm
Nok 4
36,62 mm
Nok 4
36,42 mm
Kesimpulan : Tonjolan nok masih baik.
xxxviii
2) Mengukur diameter jurnal camshaft.
Gambar 22. Mengukur diameter jurnal camshaft. Hasil ukur : Jurnal camshaft no.1 (STD : 43,209 – 43,225 mm) : 43,21 mm Jurnal camshaft no.2 (STD : 42,954 – 42,970 mm) : 42,96 mm Jurnal camshaft no.3 (STD : 42,704 – 42,720 mm) : 42,71 mm Jurnal camshaft no.4 (STD : 42,459 – 42,475 mm) : 42,47 mm Kesimpulan : Diameter jurnal masih sesuai spesifikasi (baik) 3) Memeriksa celah oli bantalan camshaft, dengan mengukur diameter bantalan camshaft dikurangi diameter jurnal camshaft (STD : 0,070 – 0,3 mm). Hasil ukur : Celah oli no.1 : 43,25 mm – 43,21 mm = 0,04 mm Celah oli no.2 : 43,01 mm – 42,96 mm = 0,05 mm Celah oli no.3 : 42,78 mm – 42,71 mm = 0,06 mm Celah oli no.4 : 42,49 mm – 42,45 mm = 0,04 mm Kesimpulan : Celah oli belum masuk standar harus diperbaiki.
xxxix
4) Memeriksa diameter valve lifter (STD : 21,387 - 21,404 mm). Hasil ukur : in : No.1 : 21,42 mm No.2 : 21,41 mm No.3 : 21,41 mm No.4 : 21,41 mm ex : No.1 : 21,42 mm No.2 : 21,41 mm No.3 : 21,41 mm No.4 : 21,42 mm Kesimpulan : Diameter valve lifter masih masuk (STD). 5) Mengukur celah oli antara rocker arm dan shaft (STD :0,02 mm 0,04 mm). Celah oli maksimum : 0,06 mm.
Gambar 23. Mengukur Celah Oli Rocker Arm dan Shaft Hasil ukur : in : No.1 : 16,00 mm – 15,98 mm = 0,02 mm No.2 : 16,01 mm – 15,97 mm = 0,04 mm No.3 : 16,00 mm – 15,98 mm = 0,02 mm No.4 : 16,02 mm – 15,99 mm = 0,03 mm ex : No.1 : 16,02 mm – 15,97 mm = 0,05 mm No.2 : 16,02 mm – 15,97 mm = 0,05 mm No.3 : 16,01 mm – 15,99 mm = 0,02 mm No.4 : 16,00 mm – 15,99 mm = 0,01 mm
xl
Kesimpulan : Celah oli antara rocker arm dan shaft masih di bawah ukuran maksimum (baik). 6) Sebelum katup-katup dibongkar, dilakukan pemeriksaan kebocoran dengan cara ruang bakar diisi bensin. Kemudian ditunggu beberapa menit. Hasil pemeriksaan : Tidak terjadi kebocoran pada katup in dan ex Kesimpulan : Tidak dibutuhkan pemeriksaan lebih lanjut pada katupkatup . 7) Memeriksa ketebalan margin kepala katup (STD in : 1,0 – 1,6 mm dan ex : 1,2 – 1,8 mm).
Gambar
24.
Mengukur Tebal Margin Kepala Katup
Hasil ukur : in :
No.1 : 0,85 mm
ex : No.1 : 0,95 mm
No.2 : 0,90 mm
No.2 : 1,00 mm
No.3 : 0,80 mm
No.3 : 1,00 mm
No.4 : 0,90 mm
No.4 : 0,90 mm
Kesimpulan : Ketebalan pinggir kepala katup sudah di bawah standar (perlu diganti yang baru).
8) Mengukur panjang bebas pegas katup (STD : 48,0 mm).
xli
Gambar 25. Mengukur Panjang Bebas Pegas Katup Hasil ukur : in :
No.1 : 48,0 mm
ex : No.1 : 48,0 mm
No.2 : 48,0 mm
No.2 : 48,0 mm
No.3 : 48,0 mm
No.3 : 48,0 mm
No.4 : 48,0 mm
No.4 : 48,0 mm
Kesimpulan : Panjang bebas pegas katup sesuai dengan standar (baik). 9) Memeriksa secara visual roda gigi (sprocket) kemungkinan aus, atau giginya gompal. Hasil pemeriksaan : Roda gigi tidak ada yang aus atau gompal giginya. Kesimpulan : Roda gigi dalam keadaan baik.
b. Pemeriksaan kepala silinder. 1) Memeriksa secara visual kepala silinder dari kemungkinan tergores atau retak. Hasil pemeriksaan : Tidak terdapat goresan pada permukaan kepala silinder. Kesimpulan : kepala silinder masih baik.
c. Pemeriksaan dan pengukuran mekanisme engkol. 1) Mengukur diameter torak untuk menentukan apakah torak masih standar atau sudah oversize (STD 80,450 – 80,980 mm).
xlii
Gambar
26.
Mengukur diameter piston. Hasil ukur :
Torak no.1 : 80,430 mm Torak no.2 : 80,440 mm Torak no.3 : 80,430 mm Torak no.4 : 80,430 mm
Kesimpulan : Ukuran torak dibawah standar dan tidak ada tanda di permukaan torak jika sudah di oversize. Maka perlu diganti dan di oversize. 2) Mengukur diameter main journal poros engkol, STD diameter main journal (49,976 mm – 49,984 mm).
Gambar 27.Mengukur diameter main journal poros engkol
xliii
Hasil ukur : Tabel 2. hasil pengukuran main journal Main Jurnal
Hasil Pengukuran
No
(mm)
1
49,720
2
49,640
3
49,600
4
49,700
5
49,540
Kesimpulan : Ukuran main journal dibawah standar, sehingga perlu diperbaiki dan di undersize. 3) Mengukur diameter crank pin poros engkol. STD diameter crank pin (41,976 mm - 41,984 mm).
Gambar 28. Mengukur diameter crank pin poros engkol
xliv
Hasil ukur : Tabel 3. hasil pengukuran crank pin poros engkol Crank pin No
Hasil Pengukuran (mm)
1
41,740
2
41,720
3
41,750
4
41,740
Kesimpulan : Ukuran crank pin poros engkol dibawah standar, sehingga perlu diperbaiki dan di undersize.
4) Memeriksa bantalan main journal poros engkol kemungkinan melengkung atau tergores. Hasil pemeriksaan : Terdapat goresan yang cukup dalam pada bantalan main journal. Kesimpulan : Perlu dilakukan penggantian bantalan main jurnal. 5) Memeriksa bantalan crank pin poros engkol, kemungkinan melengkung atau tergores.
Gambar 29. Bantalan crank pin poros engkol.
Hasil pemeriksaan : Terdapat goresan yang cukup dalam Kesimpulan : Perlu dilakukan penggantian bantalan crank pin.
xlv
d. Pemeriksaan dan pengukuran blok silinder. 1) Mengukur keovalan dan ketirusan lubang silinder menurut arah aksial dan arah dorong di bagian atas, tengah dan bawah menggunakan cylinder bore gauge (ukuran lubang standar 80,500 80,530 mm).
Gambar 30. Mengukur lubang silinder
Gambar
35. Mengukur bagian atas,tengah,bawah lubang silinder
T a Posisi b e
Hasil pengukuran (mm) Ukuran Standar (mm)
Silinder 1
Silinder 2
Silinder 3
silinder 4
80,540
80,540
80,540
80,540
80,500 - 80,530
80,550
80,540
80,560
80,550
80,500 - 80,530
80,550
80,550
80,540
80,550
80,500 - 80,530
l
A (atas) 4B (tengah) C (bawah)
xlvi
. Hasil pengukuran lubang silinder
Kesimpulan : hasil pengukuran menunjukkan bahwa pengukuran diameter lubang silinder telah di atas ukuran standarnya, sehingga lubang silinder perlu pembubutan atau oversize.
4. Melakukan perbaikan atau penggantian komponen yang mengalami kerusakan. Berdasarkan data pemeriksaan dan pengukuran maka dapat disimpulkan komponen mana yang dapat diperbaiki dan yang harus diganti. Komponen yang harus diganti adalah gasket full set karena tidak bisa dipergunakan lagi. Dan komponen yang harus diganti lainya yaitu bantalan main journal, bantalancrank pin, piston. Sedangkan komponen yang harus diperbaiki adalah lubang silinder, main journal poros engkol, crank pin poros engkol. Proses perbaikannya adalah sebagai berikut : a. Penggantian gasket full set.
xlvii
Gambar 31. Gasket kepala silinder Proses ini dilakukan bersamaan saat perakitan. Semua gasket dan seal yang tidak bisa dipakai lagi diganti. Dalam pemasangannya gasket harus sesuai posisinya, tidak boleh terbalik atau sampai menutupi saluran-saluran tertentu.
b. Perbaikan pada main journal dan crank pin poros engkol. Berdasarkan data pengukuran diameter main journal dan crank pin poros engkol sudah melebihi limit, maka perlu dilakukan pembubutan atau undersize dikarenakan keterbatasan alat dan kemampuan dalam pembubutan, maka proses pengerjaannya dilakukan di bengkel bubut luar konsentrasi otomotif.
Gambar 32.Poros engkol
c. Perbaikan pada lubang silinder. Berdasarkan data pengukuran pada lubang silinder sudah melebihi ukuran standarnya, maka perlu dilakukan pembubutan atau oversize dikarenakan keterbatasan alat dan kemampuan dalam pembubutan, maka proses pengerjaannya dilakukan di bengkel bubut luar konsentrasi otomotif.
xlviii
d. Penggantian pada piston. Karena diameter piston dibawah ukuran standar maka piston perlu dilakukan penggantian. Ukuran piston di oversize sebesar 0.50
Gambar 33. Piston yang telah di oversize
e. Penggantian pada bantalan main journal pada poros engkol.
Gambar 34. Bantalan main journal poros engkol.
5. Merakit kembali semua komponen utama a. Merakit blok silinder dan mekanisme engkol. xlix
1) Thrustwasher dipasang dengan permukaan alur olinya menghadap keluar dan bantalan crankshaft atas. 2) Crankshaft dipasang pada blok silinder. 3) Thrust washer bawah dan bantalan crankshaft bawah dipasang kemudian main bearing cap dipasang pada lokasi yang benar.
`
Gambar 35. main bearing cap
4) Baut main bearing cap diolesi oli, kemudian dipasang dan dikencangkan secara bertahap sambil memutar-mutarkan crankshaft, sampai momen spesifikasi (5,4 kg/m – 6,6 kg/m).
Gambar 36. Mengencangkan main bearing cap 5) Piston pin dan lubang piston diolesi oli, kemudian diluruskan tanda depan pada piston dan connecting rod kemudian menekan piston pin masuk lubang piston. 6) Snapring pada piston pin dipasang.
l
7) Ring oli dan 2 rel sisi dipasang menggunakan dengan tangan. 8) 2 ring kompresi dipasang dengan tanda menghadap ke atas menggunakan piston ring expander, ujung-ujung piston ring diposisikan agar tak segaris (bila segaris bisa menyebabkan kebocoran kompresi). 9) Bantalan crank pin poros engkol dipasang.
Gambar 37. Memasang bantalan crank pin poros engkol. 10) Rakitan piston di pasang ke dalam silinder sesuai dengan nomornya dan tanda pemasangannya menghadap ke depan menggunakan piston ring compressor.
Gambar 38. Memasang piston ke dalam silinder.
li
10) Connecting rod cap dipasang sesuai dengan nomor dan tanda pemasangannya menghadap ke depan. 11) Baut connecting rod cap dipasang sesuai momen spesifikasinya (4,0 kg/m – 5,2 kg/cm). 12) Putaran mekanisme engkol diperiksa sampai putarannya lembut. 13) Penahan oil seal belakang dan gasketnya dipasang.
b. Merakit rantai timing dan camshaft. 1) Camshaft diolesi oli kemudian camshaft dipasang pada dudukannya dengan hat-hati agar tidak merusak bantalan camshaft. 2) Thrustplate dipasang. 3) Piston No.1 diposisikan pada titik mati atas(TMA). 4) Pindwel camshaft diluruskan dengan tanda yang ada pada thrust plate.
Gambar 39. Meluruskan Pin dengan Tanda 5) Tanda-tanda timing diluruskan pada rantai timing dan roda gigi.
Gambar 40. Meluruskan Tanda pada Roda Gigi dan Rantai
lii
6) Rantai timing dan roda gigi dipasang bersamaan, ujung baut diolesi oli kemudian dikencangkan bautnya sesuai spesifikasi (5,4 kg/m – 6,6 kg/m) 7) Penegang rantai diolesi oli, penegang rantai dan peredam getaran dipasang kemudian dikencangkan baut-bautnya. 8) Tutup rantai dipasang, mengoleskan oli pada ujung-ujung bautnya kemudian dikencangkan. 9) Valve lifter diolesi oli kemudian dipasang sesuai dengan urutannya. 10) Puli crankshaft di pasang, pada ujung bautnya diolesi oli kemudian dikencangkan sesuai dengan spesifikasi (7,5 kg/m – 10,5 kg/m).
c. Merakit kepala silinder dan mekanisme katup. 1) Oil seal katup dipasang. 2) Dudukan pegas, katup dan pegas dipasang kemudian pegas ditekan menggunakan valve spring compressor dan penahan pegas dipasang. 3) Setelah pegas-pegas terpasang, kemudian ujung-ujung batang katup dipukul-pukul perlahan agar pegas berada pada tempatnya dengan sempurna. 4) Rumah saluran keluar air dan plat belakang mesin beserta gasketnya dipasang. 5) Permukaan blok silinder dibersihkan dan gasket kepala silinder pada blok silinder dipasang, meluruskan pada lubang-lubang baut, air dan oli. 6) Permukaan silnder dibersihkan kemudian diletakkan pada posisinya di atas gasket. 7) Ujung-ujung baut kepala silnder diolesi oli dan dipasang pada kepala silinder. Baut-baut dikencangkan secara berurutan seperti gambar dibawah sesuai dengan momen spesifikasi (5,4 kg/cm – 6,6 kg/cm).
liii
Gambar 41. Urutan Pengencangan Baut Kepala Silinder 8) 8 push rod dipasang. 9) Rakitan valve rocker shaft dipasang pada kepala silinder, 6 baut dan 2 mur pengikat dipasang kemudian dikencangkan secara bertahap, dengan urutan seperti gambar dibawah dan sesuai momen spesifikasi (1,8 kg/m – 2,4 kg/m).
Gambar 42. Urutan Pengencangan Baut Rakitan Rocker Shaft 6. Memeriksa dan menyetel kembali sistem komponen utama motor setelah dilakukan perakitan Setelah dilakukan perakitan sistem komponen utama motor beserta sistem kelistrikan, sistem bahan bakar, sistem pelumasan dan sistem pendinginan yang dikerjakan oleh teman-teman sekelompok proyek akhir ini. Kemudian dilakukan pemeriksaan ulang untuk memastikan semua komponen dipasang sesuai dengan standar, dan dilakukan penyetelan. Untuk sistem komponen utama yang perlu distel ulang adalah celah katup, berikut ini proses pengerjaannya : a. Silinder No.1 diposisikan pada TMA (Titik Mati Atas). b. Katup disetel dengan urutan seperti pada gambar dibawah.
liv
Gambar 43. Urutan Penyetelan Katup pada TMA Silinder No.1
Cara penyetelannya adalah menggunakan feeler gauge untuk mengukur celah antara batang katup dan rocker arm sesuai dengan spesifikasi (in : 0,13 dan ex : 0,23 mm). Mur pengunci dikendorkan dan sekrup penyetel diputar untuk mendapatkan celah yang tepat. Kemudian setelah mendapatkan celah yang tepat, menahan sekrup penyetel dan mur pengunci dikencangkan. c. Poros engkol diputar satu kali searah jarum jam lalu memposisikan silinder No.4 pada TMA (kompresi). d. Katup disetel dengan urutan seperti pada gambar dibawah.
Gambar 44. Urutan Penyetelan Katup pada TMA Silinder No.4 Cara penyetelannya adalah menggunakan feeler gauge untuk mengukur celah antara batang katup dan rocker arm sesuai dengan spesifikasi (in : 0,13 dan ex : 0,23 mm). Mur pengunci dikendorkan dan sekrup penyetel diputar untuk mendapatkan celah
lv
yang tepat. Kemudian setelah mendapatkan celah yang tepat, sekrup penyetel ditahan dan mur pengunci dikencangkan Setelah selesai penyetelan pada semua sistem, kemudian tutup kepala silinder dengan 2 seal washer dan murnya dipasang. Mengisi oli SAE 20 sebanyak 4 liter, dan air pendingin kemudian mesin dicoba dihidupkan.
lvi
BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Setelah proses overhaul engine trainer telah dilakukan dan diselesaikan untuk selanjutnya dilakukan proses pengujian kinerja engine yang meliputi pengukuran tekanan kompresi. 1. Tujuan pengujian Pengujian kinerja motor dilakukan bertujuan untuk mengetahui apakah engine trainer dapat bekerja dengan normal sesuai dengan standar atau ketentuan yang berlaku pada mesin tersebut, jika belum sesuai maka perlu dilakukan rekondisi kembali. 2. Prosedur pengujian Prosedur pengujian dilakukan sesuai dengan ketentuan yang berlaku pada masing-masing pengujian. Adapun prosedur pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : a. Pengukuran kompresi dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
Gambar 45. Pengukuran Kompresi
1) Mesin dipanaskan sampai suhu kerja.
lvii
2) Semua busi dibuka. 3) Kabel tegangan tinggi dari koil dilepas agar aliran sekunder terputus. 4) Compression tester dimasukkan ke dalam lubang busi. 5) Katup dibuka sepenuhnya, kemudian membaca tekanan kompresi sementara mesin diputar dengan motor stater. 6) Melakukan pengujian kembali seperti diatas pada silinder yang lain. 3. Hasil pengujian a. Hasil pengukuran kompresi : 1) Silinder 1 : 10,25 kg/cm² 2) Silinder 2 : 11,25 kg/cm² 3) Silinder 3 : 11,25 kg/cm² 4) Silinder 4 : 11,5 kg/cm² Standar untuk Toyota Kijang 5K (12,6 kg/cm²) limit (9,5 kg/cm²) sedang perbedaan tekanan masing-masing silindernya harus kurang dari 10 kg/cm² 4. Spesifikasi mobil kijang 5K
a. Toyota Kijang 5K 1500 cc. b. Diameter x langkah 72,0 mm x 79,7 mm. c. Daya maksimum 92 Ps/6000 rpm. d. Pengisian alternator. e. 8 katup OHC. f. Susunan silinder 4 silinder. g. Torsi maksimum 12,2Kgm/4.400Rpm.
lviii
4.2. Pembahasaan Proses Rekondisi Dalam rekondisi engine stand Toyota Kijang 5K tinjauan komponen utama motor yang meliputi mekanisme katup, mekanisme engkol, dan blok silinder ada beberapa hal yang perlu dibahas, diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Mekanisme katup Hasil pemeriksaan pada mekanisme katup untuk komponen camshaft, valve lifter, push rod, rocker arm, rocker arm shaft, pegas katup, rantai timing dan roda gigi timing masih sesuai dengan standar dan ketentuan yang ada. Sehingga masih baik untuk dipergunakan. 2. Mekanisme Engkol Hasil dari pemeriksaan pada komponen-komponen mekanisme engkol yang meliputi torak, diameter main journal, diameter crank pin, bantalan main journal, bantalan crank pin. Telah diketahui bahwa diameter torak sudah tidak standar, sehingga perlu di lakukan penggantian torak dan di oversize sebesar 0.50 mm, diameter main journal dan crank pin ukuranya juga sudah tidak standar sehingga dilakukan perbaikan. Proses pengerjaannya dilakukan diluar bengkel konsentrasi otomotif. Pada bantalan crank pin terdapat goresan yang cukup dalam sehingga bantalan diganti dengan yang baru. 3. Blok silinder Hasil dari pemeriksaan dan pengukuran lubang silinder bahwa ukuran sudah tidak lagi standar dan ketentuan yang ada. Jadi lubang silinder perlu pembubutan atau oversize.
4.3. Pembahasan Proses Pengujian Pengujian kinerja motor pada engine trainer Toyota Kijang 5K ini pengukuran kompresi. Hasil dari pengujian ini menunjukkan hasil dari rekondisi yang telah dilakukan, berikut ini pembahasannya. 1. Pengukuran kompresi Dari hasil pengukuran kompresi, sudah sesuai dengan standar untuk Toyota Kijang 5K (12,6 kg/cm²) limit (9,5 kg/cm²) sedang perbedaan tekanan
lix
masing-masing silindernya harus kurang dari 10 kg/cm². Dengan data pengukuran tekanan kompresi sebagai berikut: a. Silinder 1 : 10,25 kg/cm² b. Silinder 2 : 11,25 kg/cm² c. Silinder 3 : 11,25 kg/cm² d. Silinder 4 : 11,5 kg/cm². Dapat disimpulkan sudah tidak terjadi kebocoran pada ruang bakar. Jadi proses perbaikan kebocoran kompresi pada engine stand ini telah sesuai dengan yang diinginkan.
2. Kerja Mesin Perbaikan atau rekondisi mesin telah sesuai dengan yang diinginkan dan menjadi lebih baik, selain data dari pengukuran kompresi suara mesin juga sudah lebih halus setelah mesin dihidupkan dan asap yang keluar dari knalpot bersih tidak berwarna putih keabuan-abuan.
4.4. Evaluasi kendala dan hambatan 1. Harga komponen yang rata-rata mengalami kenaikan. Sebelum memulai mengerjakan tugas akhir ini dilakukan pengamatan dan konsultasi tentang harga komponen-komponen yang akan digunakan dalam rekondisi engine trainer Toyota Kijang 5K. Akan tetapi pada saat dilakukan pembelian, banyak dari harga komponen-komponen tersebut yang mengalami kenaikan. 2. Proses pembelian komponen engine yang membutuhkan waktu cukup lama. Kelengkapan komponen pada sebagian besar toko kurang lengkap, sehingga tidak semua komponen dapat dibeli di satu toko saja. Untuk membeli dari berbagai toko, yang letaknya terpencar antara toko satu dengan yang lain.
lx
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan Berdasarkan dari proses overhaul dan hasil pengujian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Berdasarkan data pemeriksaan dan pengukuran maka dapat disimpulkan komponen mana yang dapat diperbaiki dan yang harus diganti. Komponen yang harus diganti adalah gasket full set karena tidak bisa dipergunakan lagi. Dan komponen yang harus diganti lainya yaitu bantalan main journal, bantalan crank pin, piston. Sedangkan komponen yang harus diperbaiki adalah lubang silinder, main journal poros engkol, crank pin poros engkol. 2. Dari Pengujian kinerja yang meliputi pengukuran tekanan kompresi, dengan data pengukuran tekanan kompresi sebagai berikut : a. Silinder 1 : 10,25 kg/cm² b. Silinder 2 : 11,25 kg/cm² c. Silinder 3 : 11,25 kg/cm² d. Silinder 4 : 11,5 kg/cm². dapat disimpulkan sudah tidak terjadi kebocoran pada ruang bakar. Jadi proses perbaikan kebocoran kompresi pada engine stand ini telah sesuai dengan yang diinginkan 3. Setelah dilakukan perbaikan dan penggantian komponen mesin dapat berfungsi dengan baik. Gas buang yang keluar dari knalpot tidak berwarna putih keabuan.
5.2. Saran 1.
Perlu adanya langkah lebih lanjut pada engine trainer Toyota Kijang 5K ini setelah praktek atau pemakaian agar tidak terjadi kerusakan-kerusakan yang fatal.
lxi
2.
Proses controlling pada engine trainer yang ada harus dilakukan setiap sebelum dan sesudah kegiatan praktek di bangkel otomotif, agar tidak terjadi kerusakan dan hilangnya komponen pada saat praktek.
3.
Perlu adanya mata kuliah yang mengajarkan cara pembubutan permukaan kepala silinder, blok silinder atau boring lubang silinder. Lebih luasnya pada perbaikan-perbaikan pada komponen kendaraan.
lxii
DAFTAR PUSTAKA Arismunandar, Wiranto,1988, Motor Bakar Torak. Bandung : ITB.
Heywood, John B., 1988, Internal Combustion Engine Fundamentals. New york : McGraw- Hill. Book Inc.
Maleev, V. L., 1945, Internal Combustion Engine 2nd Edition. USA : McGrawHill. Book Company.
Pulkrabek, Willard W.,1977,Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. New jersey : Prentice Hall.
lxiii
