DASAR-DASAR MESIN MOBIL
1.Prinsip Kerja Engine
Motor/engine /mesin adalah suatu alat yang merubah tenaga panas, listrik, air dan sebagainya menjadi tenaga mekanik. Sedang motor yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik disebut motor bakar. Motor bakar dibagi menjadi motor pembakaran dalam (internal combustion chamber) dan motor pembakaran luar (eksternal combustion chamber). Sedang motor bensin dan diesel termasuk motor pembakaran dalam karena tenaga panas dihasilkan di dalam motor itu sendiri. Bila ditinjau dari langkah (Stroke) pada proses pembakarannya, motor yang berkembang saat ini ada motor 2 langkah dan motor 4 langkah. Dan yang dimaksud langkah (Stroke) adalah seperti berikut ini :
TDC = Top Death Center atau Titik Mati Atas (TMA)
BDC = Bottom Death Centre atau Titik Mati Bawah (TMB)
Titik mati atas adalah batasan maksimal gerakan piston ke atas, sedang titik mati bawah adalah batasan maksimal gerakan piston ke bawah.
a)Prinsip Kerja motor bensin 2 langkah
Langkah kompresi,buang dan penghisapan:
Pada langkah ini piston 6 bergerak ari TMB ke TMA, di atas piston terjadi tekanan sehingga ketika piston belum menutup saluran buang 2, gas sisa pembakaran akan mengalir ke saluran buang dan ketika piston menutup saluran buang, di dalam ruang bakar 5 terjadi kompresi. di bawah piston terjadi melalui saluran pemasukan 1 .
b)Prinsip kerja motor bensin 4 langkah
Langkah hisap:
Piston bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka, campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang bakar, katup buang menutup.
Langkah kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk dan katup buang tertutup, campuran bahan bakar dan udara dikompresikan
Langkah usaha:
Beberapa derajat sebelum TMA busi meloncatkan api dan akan terjadilah pembakaran. Tenaga pembakaran kan mendorong piston dari TMA ke TMB, tenaga tersebut akan dikirim oleh connecting rod menjadi tenaga putar pada crank shaft.dan pada saat ini kedua katup dalam keadaan tertutup.
Langkah buang:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk menutup dan katup buang membuka, gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui saluran buang.
c)Prinsip kerja motor disel 2 langkah
Langkah usaha dan pemasukan:
Pada saat tejadi pembakaran di ruang bakar,tenaga panas akan mendorong piston dari TMA ke TMB, tenaga tersebut oleh connecting rod dikirim ke crank shaft menjadi tenaga putar. Pada saat ini saluran buang tertutup (A). Pada saat piston melewati lubang-lubang pemasukan pada didnding silinder, maka terjadilah pemasukan udara murni ke dalam silinder, saluran buang terbuka (B).
Langkah buang dan kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA. Karena saluran buang terbuka, maka udara murni akan mendorong gas bekas keluar dari silinder menuju saluran buang selama saluran buang membuka (B). Pada saat saluran buang mulai menutup terjadilah pengkompresian udara murni di atas piston dengan tekanan antara 16 Kg/cm2 – 22 Kg/cm2, dan beberapa derajad sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder sehingga terjadilah pembakaran (C).
d)Prinsip kerja motor disel 4 langkah
Langkah hisap:
Piston bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk membuka dan katup buang menutup, udara murni masuk ke ruang bakar (A).
Langkah kompresi:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk dan buang menutup, udara murni di ruang bakar terkompresikan (B).
Langkah usaha:
Beberapa derajad sebelum TMA, bahan bakar disemprotkan ke ruang bakar, sehingga terjadi pembakaran.Tenaga pembakaran akan mendorong piston dari TMA ke TMB, dan melalui connecting rod tenaga tersebut dirubah menjadi tenaga putar pada crank shaft (C).
Langkah buang:
Piston bergerak dari TMB ke TMA, katup masuk tertutup dan katup buang membuka. Pada saat ini gas sisa pembakaran akan terdorong keluar dari silinder ke saluran pembuangaN
e. perbedaan antara motor bensin dan disel
Dari prinsip kerja engine dapat dilihihat perbedaan antara engine bensin dengan disel. Secara garis besar komponen – komponen engine bensin dan disel hampir sama, yang membedakan atara keduanya adalah prinsip kerjanya
2.Jenis-jenis engine
a)Engine ditinjau dari jumlah silindernya
Bila ditinjau dari jumlah silindernya ada engine dengan silinder satu, dua, tiga, empat, enam, delapan dan seterusnya.
b)Engine ditinjau dari susunan silindernya
Bila ditinjau dari susunan silindernya engine terbagi menjadi beberapa Tipe yaitu: tipe in-line, tipe V dan tipe horizontal berlawanan.
c)Engine ditinjau dari penempatan mekanisme katupnya
Bila ditinjau dari mekanisme katupnya engine dibagi menjadi: tipe Over Head Valve (OHV), tipe Over Head Cam shaft (OHC) dan tipe Double Over Head Cam shaft (DOHC).
d)Engine bila ditinjau dari penggerak mekanik katupnya
Bila ditinjau dari penggerak mekanik katupnya: dengan penggerak roda gigi, timing chain dan timing belt.
e)Engine bila ditinjau dari penggunaan bahan bakarnya
Bila ditinjau dari penggunaan bahan bakarnya engine dibagi: Engine gasoline (motor bensin),engine diesel, engine cerosine (motor minyak tanah) dan engine LPG. Untuk keperluan kendaraan motor bensin dan disel relatif lebih banyak digunakan.
3.Komponen-komponen Engine
Engine terdiri dari komponen-komponen engine dan bagian-bagian pendukung kerja engine. Yang dimaksud komponen-komponen engine meliputi: Blok silinder, kepala silinder, mekanik katup, kelengkapan piston, poros engkol, poros nok dan roda penerus. Sedang bagianbagian penunjang kerja engine meliputi: Sistem pendinginan, system pelumasan, sistem bahan bakar dan sistem pengapian.
a)Blok silinder (cylinder block)
Pada bagian linernya sebagai tempat terjadinya proses pembakaran. Selain itu juga sebagai tempat kerjanya komponen-komponen yang lain seperti piston, poros engkol, poros nok. Pada bagian atas bloksilinder dipasang kepala silinder dan pada bagian bawah dipasang panci oli
b)Kepala silinder (Cylinder Head)
Membentuk ruang bakar atau tempat ruang bakar tambahan. Pada kepala silinder juga digunakan untuk menempatkan kelengkapan mekanik katup, saluran pemasukan dan juga saluran pembuangan.
Keterangan gambar kepala silinder:
ØSpark plug (Busi): untuk meloncatkan api tegangan tinggi.
ØAdjusting shim: penyetel celah katup
ØValve lifter: Sebagai pengangkat katup
ØExaust valve: untuk membuka dan menutup saluran buang
ØValve guide: Untuk penghantar gerakan katup
ØGasket: sebagai perapat
ØWater jacket: untuk saluran air pendingin
ØCylinder block: untuk tempat pembakaran/tempat bekerjanya Piston.
ØPiston : untuk merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik.
ØCombustion chamber : untuk tempat pembakaran
ØValve seat : sebagai tempat dudukan kepala katup
ØOil seal : Sebagai perapat oli agar tidak masuk ke ruang bakar
ØIntake valve: untuk membuka dan menutup saluran pemasukan.
ØValve keepers: sebagai pengunci antara katup dengan pegas katup.
ØTo exhaust manifold : disambung dengan manifold buang
ØTo intake manifold : disambung dengan manifold masuk
Pada kepala silinder juga diletakkan atau dibentuk ruang bakar (Combustion Chamber). Ada beberapa jenis ruang bakar untuk motor bensin yaitu jenis: setengah bulat, baji, bak mandi dan pentroof.
Katup pada umumnya diletakkan pada kepala silinder. Metode penggerak mekanik katup menggunakan: timing gear, timing chain atau dengan timing belt. Adapun fungsi katup untuk membuka dan menutup ruang bakar sesuai proses yang terjadi di dalam silinder.
Model timing gear digunakan pada motor jenis OHV (Over Head Valve) dan menggunakan lifter serta push rod.
Timing gear : untuk penghubung putaran poros engkol denganporos nok, sekaligus menepatkan posisi katup dengan piston.
Model timing chain digunakan pada motor jenis OHC (Over Head Cam shaft) atau DOHC(Double Over Head Cam shaft). PorosNoknya terletak pada kepala silinder, digerakkan oleh rantai, sertaRoda gigi sprocket sebagai pengganti timing gear. Tegangan rantaidiatur oleh tensioner dan getarannya diredam olehVibration damper.
Pada model timing belt, poros nok digerakkan oleh sabuk yang Bergigi sebagai pengganti rantai. Jenis ini tidak memerlukan tensioner dan pelumasan. Cam shaft dan crank shaft timing pulley: untuk menepatkan posisi katup dengan piston.
d)Kelengkapan Piston (Piston Assy)
Piston berfungsi menghisap dan mengkompresi campuran bahan bakar dan udara pada motor bensin atau udara murni pada motor disel, juga sebagai pembentuk ruang bakar. Selain itu piston juga meneruskan tenaga panas hasil pembakaran menjadi tenaga mekanik pada poros engkol melalui batang piston. Kelengkapan piston terdiri dari :
Compression ring grooves: untuk menempatkan ring kompresi
ØOil ring grooves: untuk menempatkan ring oli
ØPiston pin boss: untuk bantalan dudukan pena piston
ØPiston pin hole: untuk menempatkan pena piston
ØLands: sebagai pembatas ring piston
ØSkirt: sebagai penyerap panas.
Ring piston terdiri dari ring kompresi(compression ring) dan ring Oli (oil ring). Ring kompresi sebagai perapat kompresi sekaligus Perapatagar pembakaran tidak merambat ke bawah piston. Sedang ringoli untuk menyapu oli pelumas pada dinding silinder agar kembali kepanci oli. Untuk motor dua langkah tidak menggunakan ring olikarena panci oli terpisah dengan ruang engkol.
Pena piston berfungsi menyambung piston dengan batang piston agar dapat bergerak sesuai fungsinya masing-masing. Oleh sebab itu penyambungan pena piston ada beberapa tipe, antara lain: tipeFixed, full floating dansemi floating
Batang piston berfungsi untuk merubah gerak lurus pada piston
menjadi gerak putar pada poros engkol.
Small end : untuk menempatkan pena piston
Big end : untuk pemegang pin journal pada poros engkol
Conecting rod bearings : sebagai bantalan
Oil hole : untuk menyalurkan oli pendingin menuju piston
Conecting rod cap : sebagai penahan connecting rod dengan pin
Journal.
e)Poros engkol (Crank shaft)
Poros engkol menerima beban dari piston dan batang piston, akibat tenaga hasil pembakaran. Poros ini berfungsi untuk meneruskan tenaga/putaran ke roda penerus.
Keterangan konstruksi piston:
ØOil hole: Untuk saluran pelumasan
ØCrank pin: untuk tempat tumpuan big end batang piston
ØCrank journal: sebagai titik tumpu pada blok motor
ØCounter balance weight: sebagai bobot penyeimbang putaran
f)Poros nok (Cam shaft)
Poros nok adalah sebuah poros yang dilengkapi dengan nok-nok sebagai penggerak mekanik katup. Poros nok sebagai penggerak mekanik katup ada yang hanya untuk katup buang atau katup masuk saja, ada pula yang sekaligus menggerakkan katup masuk dan buang.
Keterangan Camshaft:
ØJournal: sebagai titik tumpu putaran poros
ØCam shaft drive gear: sebagai gigi pemutar
ØCam shaft driven gear: sebagai gigi yang diputarkan
ØIntake cam shaft: penggerak mekanik katup masuk
ØExhaust cam shaft: penggerak mekanik katup buang
ØCam shaft timing pulley: untuk menepatkan posisi katup dengan piston.
ØCut-out groove: untuk menggerakkan didtributor
g)Roda penerus (Fly wheel)
Roda penerus dipasang pada out put poros engkol dan berfungsi sebagai penerus putaran/tenaga dari mesin ke sistem pemindah tenaga kendaraan (Power train). Kecual i itu roda penerus juga untuk meneruskan putaran dari motor starter ke poros engkol agar mesin dapat distart.
h)Panci oli (Oil punch)
Panci oli dipasang pada blok motor paling bawah dan berfungsi sebagai penampung oli motor.
i)Sistem pendinginan (Cooling System)
Secara umum sistem pendinginan engine bensin dan disel sama. Sedangkan fungsi utama sistem pendinginan adalah untuk mengontrol suhu kerja engine. Untuk dapat melaksanakan fungsinya, sistem pendinginan dilengkapi dengan komponenkomponen berikut:
Radiator: menampung air pendingin untuk didinginkan.
Slang bawah radiator: Untuk mengalirkan air ke engine.
Slang atas radiator: Untuk mengalirkan air panas dari engine.
Thermostaat: Sebagai pengontrol suhu kerja engine.
Pompa air/Water pump: untuk mensirkulasikan air.
Tali kipas/Fan belt: Untuk menggerakkan kipas