MOTOR BENSIN

Motor Bensin adalah salah satu jenis motor pembakaran dalam dikembangkan oleh Nikolaus Otto (14 Juni 1832 – 28 Januari 1891) merupakan Mesin Konversi Energi tak langsung, yaitu dari energi bahan bakar menjadi energi panas dan kemudian baru menjadi energi mekanis. Energi kimia bahan bakar tidak dikonversikan langsung menjadi energi mekanis. Efisiensi pengonversian energinya berkisar 30%, hal ini karena adanya berbagai kerugian seperti: kerugian panas, kerugian gesek/mekanis, dan kerugian akibat pembakaran tak-sempurna. Sistem siklus kerja motor bensin dibedakan atas motor bensin empat langkah (empat tak), dan motor bensin dua langkah (dua tak).

Berikut ini akan diuraikan secara terpisah proses terjabinya konversi energi pada kedua jenis motor bensin tersebut.

a. Motor Bensin Empat Tak

Motor bensin empat tak adalah motor bensin yang membutuhkan empat langkah torak/piston atau dua putaran engkol untuk dapat menghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).

Gambar 2. 1. Bagian-bagian Utama Motor Bensin 4 Tak

1) Bagian-bagian Utama Motor Bensin 4 Tak

Dari gambar 2.1 ditunjukkan secara skematis bagian-bagian utama motor bensin 4 langkah, yang meliputi :

a) Silinder, yaitu tempat untuk berlangsungnya proses atau sikius dari motor. b) Torak, untuk mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan isap dan tekan, juga sebaliknya untuk mengubah tekanan pembakaran menjadi

tenaga mekanik (gerak bolak- balik).

c) Cincin-torak, untuk mencegah kebocoran antara dinding silinder dengan torak.

d) Pena torak, untuk menghubungkan torak dengan batang torak.

e) Pena engkol, untuk menghubungkan poros engkol dengan batang torak.

f) Poros engkol; untuk mengubah gerak bolak-balik torak menjadi gerak putar pada sumbu utama motor.

g) Batang torak, untuk meneruskan gaya dari torak ke poros engkol.

h) Saluran masuk, yaitu saluran udara dan bensin dapat masuk dalam silinder.

i) Saluran buang, untuk mengeluarkan gas-gas buang yang dihubungkan dengan knalpot.

j) Katup masuk, untuk mengatur pemasukan bensin dan udara ke dalam silinder yang digerakkan poros nok dan ditutup oleh pegas katup.

k) Katup buang, untuk mengatur pembuangan gas-gas bekas pembakaran yang digerakkan oleh poros nok dan ditutup oleh pegas katup sebagaimana halnya pada katup masuk.

l) Busi, untuk memulainya pembakaran bahan bakar di dalam silinder dengan bunga api listrik yang meloncat dari elektrode tengah ke elektrode sisi.

m) Ruang engkol (carter), untuk oli pelumas dan ruang gerak sumbu engkol. n) Disamping bagian-bagian yang tampak pada gambar 1 tersebut ada juga bagian utama lain yang sangat penting perannya bagi motor bensin,

misalnya: karburator, sistem pengapian, dan juga poros nok.

o) Karburator, untuk mencampur bahan bakar (bensin) dengan udara

(untuk motor bensin konvensional)

p) Sistem pengapian, untuk membangkitkan bunga api listrik pada busi yang digunakan untuk keperluan pembakaran bahan bakar di dalam silinder.

q) Poros nok, untük membuka katup masuk dan katup keluar yang digerakkan oleh timing gear melalui sabuk gilir atau rantai.

2) Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Gambar 2.2. Proses Kerja Motor Bensin 4 Tak

Sebagaimana disebutkan di atas bahwa motor bensin 4 tak, untuk menghasilkan satu kali langkah usaha/kerja memerlukan 4 langkah torak secara sempurna, yaitu Langkah: Pengisian (Isap), Kompresi, Keja dan Buang. Adapun rincian tiap langkah tersebut adalah: (Perhatikan Gambar 2. 2)

a) Langkah Pengisian (Isap): dimulai dengan katup masuk terbuka, piston bergerak dari titik mati atas (TMA) dan berakhir ketika piston mencapai titik mati bawah (TMB). Campuran udara dan bahan bakar terhisap ke dalam silinder. Langkah ini berakhir hingga katup masuk menutup.

b) Langkah KompresiL diawali ketika kedua katup tertutup, piston bergerak dari TMB menuju TMA dan campuran di dalam silinder terkompresi. Sesaat sebelum akhir langkah kompresi, pembakaran dimulai dan tekanan campuran bahan bakar dan udara di dalam silinder naik lebih cepat.

c) Langkah Kerja, atau langkah ekspansi: dimulai dengan adanya percikan api pada busi saat piston hampir mencapai TMA dan berakhir sekitar 45o sebelum TMB. Gas bertekanan tinggi menekan piston turun dan memaksa engkol berputar. Ketika piston mencapai TMB, katup buang terbuka untuk memulai proses pembuangan dan menurunkan tekanan silinder hingga mendekati tekanan pembuangan.

d) Langkah Pembuangan: dimulai ketika piston mencapai TMB. Ketika katup buang membuka, piston mendorong keluar sisa gas pembakaran hingga piston mencapai TMA. Bila piston mencapai TMA, katup masuk membuka, katup buang tertutup, demikian seterusnya.

Untuk lebih dapat memahami proses kerja motor bensin 4 tak perhatikan video animasi berikut ini (file ppt: video bensin 4 tak).

3) Motor Bensin Dua Tak

Motor bensin dua tak adalah motor bensin yang hanya membutuhkan dua langkah torak/piston atau satu putaran engkol untuk dapat enghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).

Bagian-bagian utamanya hampir sama dengan motor bensin 4 tak, hanya berbeda pada saluran masuk dan buangnya. Karena motor bensin 2 tak mempunyai saluran masuk, saluran bilas dan saluran buang yang untuk membuka/menutupnya cukup dilakukan dengan pistonnya sendiri, maka tidak memerlukan katup masuk maupun katup buang. Secara skematis komponen- komponen utama motor bensin 2 tak dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.

Gamnbar 2.3. Komponen Utama Motor Bensin 2 Tak

Untuk memahami cara kerja motor bensin 2 tak perhatikan Gambar 2.4 di bawah ini:`

Gambar 2.4. Cara Kerja Motor Bensin 2 Tak

Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya bahwa, sesuai dengan namanya motor

bensin 2 tak hanya memerlukan 2 langkah piston untuk dapat menhasilkan satu kalu proses usaha (kerja), yaitu:

1) Langkah Isap dan Kompresi

Piston bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Ruang dibawah piston menjadi vakum/hampa udara, akibatnya udara dan campuran bahan bakar baru terisap masuk ke dalam ruang dibawah piston. Sementara di bagian ruang atas piston terjadi langkah kompresi, sehingga udara dan campuran bahan bakar yang sudah berada di ruang atas piston suhu dan tekanannya menjadi naik. Pada

saat 100 - 50 sebelum TMA, busi memercikan bunga api, sehingga campuran

udara dan bahan bakar yang telah naik temperatur dan tekanannya menjadi terbakar dan meledak.

2) Langkah Usaha dan Buang

Hasil dari pembakaran tadi membuat piston bergerak ke bawah, dari TMA ke TMB. Pada saat piston terdorong ke bawah/bergerak ke bawah, ruang di bawah piston menjadi dimampatkan/dikompresikan. Sehingga campuran udara dan bahan bakar yang berada di ruang bawah piston menjadi terdesak

keluar dan naik ke ruang diatas piston melalui saluran bilas. Sementara sisa hasil pembakaran tadi akan terdorong ke luar dan keluar menuju saluran buang, kemudian menuju knalpot. Langkah kerja ini terjadi berulang-ulang selama mesin hidup.

Keterangan: Pada saat piston bergerak ke bawah, udara dan campuran bahan bakar yang berada di ruang bawah piston tidak dapat keluar menuju saluran masuk, karena adanya reed valve.

4) Keunggulan dan Kekurangan Motor 2 Tak Dibanding Motor 4 Tak

Jika dibandingkan antara motor bensin 2 tak dengan motor bensin 4 tak,

maka motor bensin 2 tak mempunyai beberapa keunggulan disamping juga ada beberapa kekurangan, yaitu:

a) Keungggulan motor bensin 2 tak dibanding 4 tak:

1) Untuk ukuran dan putaran yang sama daya yang dihasilkan lebih besar, yaitu secara teoritis daya motor 2 tak dua kali lebih besar dibanding motor 4 tak.