TEKNOLOGI OTOMOTIF DASAR (2 sks TEORI) * Siklus Kerja Motor 2 & 4 Tak BENI SETYA NUGRAHA, M.Pd.

Topik Minggu Lalu Bagian Utama Kendaraan Konsep ICE & ECE Klasifikasi ICE Konstruksi Dasar ICE Prinsip Kerja ICE Proses Pembakaran (Syarat, Diagram, Faktor-faktor) Campuran BB & Udara (Komposisi & Pengaruh)

Macam Proses Pembakaran Pembakaran Normal Pembakaran Tidak Normal (Knocking, Detonasi)

Hubungan Saat Penyalaan Dg Temperatur dan Daya Mesin

Detonasi Detonasi merupakan suara pukulan pada piston dan dinding silinder akibat tekanan pembakaran yang tidak stabil. Tekanan tersebut disebabkan oleh benturan tekanan hasil pembakaran di dalam silinder, karena didalam silinder terdapat lebih dari satu titik awal pembakaran

MACAM PEMBAKARAN

WARNA HASIL PEMBAKARAN PADA BUSI 1. Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna coklat atau abu-abu. Kondisi mesin normal dan penggunaan nilai panas busi yang tepat. 2. Tidak Normal : Terdapat kerak berwarna putih pada ujung insulator dan elektroda akibat kebocoran oli pelumas ke ruang bakar atau karena penggunaan oli pelumas yang berkualitas rendah. 3. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam disebabkan campuran bahan bakar & udara terlalu kaya atau kesalahan pengapian. Setel ulang, apabila tidak ada perubahan naikkan nilai panas busi. 4. Tidak Normal : Ujung insulator dan elektroda berwarna hitam dan basah disebabkan kebocoran oli pelumas atau kesalahan pengapian. 5. Tidak Normal : Ujung insulator berwarna putih mengkilat dan elektroda meleleh disebabkan pengapian terlalu maju atau overheating. Coba atasi dengan menyetel ulang sistem pengapian, campuran bahan bakar & udara ataupun sistem pendinginan. Apabila tidak ada perubahan, ganti busi yang lebih dingin.

Siklus Kerja Proses/urutan langkah yang berkesinambungan untuk mendapatkan tenaga dengan pembakaran bahan bakar: (1) Langkah isap  (2) langkah kompresi  (3) langkah tenaga  (4) langkah buang

Engine Operating Cycle Spark plug for SI engine Fuel injector for CI engine Valves Top Center (TC) Clearance volume Cylinder wall Stroke Bottom Center (BC) Piston TC 0o Crank shaft q 270o 90o 180o BC

Latihan Hitunglah berapa waktu yang dibutuhkan dari busi mulai memercikkan bunga api sampai terjadi tekanan pembakaran maksimum! Timing= 10 CA-BTDC, Tekanan maksimum terjadi pada 15 CA-ATDC, putaran motor 5000 rpm.

Siklus Kerja Motor Bensin 4 Tak (Four stroke Spark Ignition (SI) Engine) Stroke 1: Fuel-air mixture introduced into cylinder through intake valve Stroke 2: Fuel-air mixture compressed Stroke 3: Combustion (roughly constant volume) occurs and product gases expand doing work Stroke 4: Product gases pushed out of the cylinder through the exhaust valve Compression Stroke Power Exhaust A I R Combustion Products Ignition Intake FUEL Fuel/Air Mixture

Animasi Motor 4 Tak

Diagram PV (Pressure-Volume Graph) 4-stroke SI engine One power stroke for every two crank shaft revolutions Pressure Spark Exhaust valve opens Exhaust valve closes 1 atm Intake valve closes Intake valve opens TC BC Cylinder volume

Motored Four-Stroke Engine Pressure (bar) 100 10 BC TC Intake Exhaust IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closes EVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opens Xb – burned gas mole fraction

Four-Stroke SI Engine Pressure (bar) 100 Valve overlap Exhaust gas residual 10 Intake Exhaust IVO - intake valve opens, IVC – intake valve closes EVO – exhaust valve opens, EVC – exhaust valve opens Xb – burned gas mole fraction

Siklus Kerja Motor Diesel 4 Tak (Four stroke Compression Ignition (CI) Engine) Stroke 1: Air is introduced into cylinder through intake valve Stroke 2: Air is compressed Stroke 3: Combustion (roughly constant pressure) occurs and product gases expand doing work Stroke 4: Product gases pushed out of the cylinder through the exhaust valve A I R Fuel Injector Air Combustion Products Intake Stroke Compression Stroke Power Stroke Exhaust Stroke

Four-Stroke CI Engine SOI – start of injection EOI – end of injection Cylinder volume SOI – start of injection EOI – end of injection SOC – start of combustion EOC – end of combustion Fuel mass flow rate Cylinder pressure Fuel mass burn rate

Siklus Kerja Motor Bensin 2 Tak (Modern Two-Stroke Spark Ignition Engine) Stroke 1: Fuel-air mixture is introduced into the cylinder and is then compressed, combustion initiated at the end of the stroke Stroke 2: Combustion products expand doing work and then exhausted * Power delivered to the crankshaft on every revolution

Two Stroke Spark Ignition Engine Exhaust Port* Transfer Port* Fuel-air-oil mixture Reed valve Expansion Exhaust Intake (“Scavenging”) Crank shaft *No valves and thus no camshaft Fuel-air-oil mixture Compression Ignition

Animasi Motor 2 Tak

Two-Stroke CI Engine EPO – exhaust port open EPC – exhaust port closed IPO – intake port open IPC – intake port closed Cylinder Press (P) scavenging 110 CA Exhaust area (Ae) Ae Intake area (Ai) Ai Intake Press (Pi) Pi Pe Exhaust Press (Pe)

Pembilasan pada Motor 2 Tak (Scavenging in Two-Stroke Engine) Cross Loop Uniflow

Power to weight ratio (PWR) lebih besar dibandingkan motor 4 tak MECH 435 Kelebihan Motor 2 Tak: Power to weight ratio (PWR) lebih besar dibandingkan motor 4 tak karena menghasilkan tenaga setiap putaran poros engkol. Konstruksi sederhana, hanya ada saluran (ports) - tidak perlu mekanisme katup yang rumit Perawatan lebih mudah Banyak diaplikasikan pada motor kecil : sepeda motor, motor tempel, kompressor, pemotong rumput, gergaji mesin (chin saw), ............. Kekurangan Motor 2 Tak: Pembilasan kurang sempurna (tidak selesai/terlalu bersih)  Emisi tinggi, bahan bakar tidak ekonomis Proses pembakaran tidak bersih karena membakar oli  Emisi tinggi

Single Cylinder Engine Motor 2 Tak menghasilkan Power (Langkah Usaha) setiap 1 putaran poros engkol (360 CA). Motor 4 Tak menghasilkan Power (Langkah Usaha) setiap 2 putaran poros engkol (720 CA). Interval torsi yang dihasilkan motor cukup jauh, menyebabkan getaran pada mesin. Dimensi mesin sangat kompak sehingga motor 1 silinder umumnya diaplikasikan pada kendaraan kecil. 180 CA (BDC) 0 CA (TDC) 720 CA 540 CA 360 CA 4-stroke 2-stroke

Multi-cylinder Engines Multi-cylinder engines digunakan untuk mendistribusikan volume silinder motor pada beberapa silinder. Keuntungannya memperpendek interval torsi yang dihasilkan motor, sehingga mengurangi getaran dan menghasilkan karakter torsi yang dihasilkan lebih rata/halus. Konfigurasi yang umum digunakan: a. Inline b. V c. Boxer

DIAGRAM PROSES KERJA Menghitung: Panjang Proses (=Langkah): Jumlah Derajat Putaran 1 Siklus Jml Proses (=Langkah) Jarak Proses (=Langkah): Jumlah Derajat Putaran 1 Siklus Jml Silinder Motor Contoh: Motor 4 Tak 4 Silinder FO (Firing Order): 1-3-4-2 Gambarlah: Diagram Engkol Diagram Proses Kerja

DIAGRAM PROSES KERJA Panjang Proses (=Langkah) = 2 x 360 CA 4 = 720 CA Jarak Proses (=Langkah) = 2 x 360 CA

DIAGRAM PROSES KERJA FO: 1-3-4-2 Diagram Engkol: Cyl: 1 , 4 CA: 0 , 720 (TDC) Cyl: 2 , 3 CA: 180 , 540 (BDC)

DIAGRAM PROSES KERJA 1 4 2 3 CYL/CA 180 360 540 720 1 INTAKE 180 360 540 720 1 INTAKE COMPRESSION POWER EXHAUST 2 3 4 1 4 2 3

TUGAS Gambarlah Diagram Engkol & Diagram Proses Kerja Motor 4 Tak 6 Silinder, FO: 1-5-3-6-2-4 Motor 4 Tak 6 Silinder, FO: 1-3-5-6-4-2 Motor 2 Tak 6 Silinder, FO: 1-5-3-6-2-4 Lengkap dengan perhitungannya!

See U Next Week, Wassalaam... SEKIAN See U Next Week, Wassalaam...