Bantalan Poros Engkol

Uraian

Crank pin & journal poros menerima beban yang berat saat mesin berputar, oleh karena itu diperlukan bantalan (biasa disebut metal) yang dilumasi oli untuk mengurangi beban gesekan tersebut agar mesin bisa berputar lembut dan mendapatkan performa yang bagus.

2. Macam Bantalan

 Pada poros engkol dan bagian lain yang berputar dengan kecepatan tinggi dan berbeban berat biasanya menggunakan bantalan tipe sisipan (insert type bearing). bantalan tipe ini mempunyai kemampuan untuk mencegah gesekan yang baik.

Berikut beberapa tipe dari bantalan sisipan:

   a. Logam Putih

      Logam putih adalah lapisan baja yang dilapisi timah putih, timah hitam, seng dan bahan lain, tipe ini biasanya digunakan pada mesin dengan beba ringan.

   b. Logam Kelmet

       Logam kelmet adalah lapisan baja yang dilapisi timah hitam dan tembaga, logam kelmet lebih kuat dan tahan lama dibandingkan dengan logam putih, oleh karena itu biasanya digunakan pada mesin yang berbeban labih tinggi.

   c. Alumunium

      Pada tipe ini lapisan baja dilebur dengan alumunium, sehingga tipe ini memiliki efek pelepasan panas yang bagus, tipe ini sekarang lebih populer dan banyak digunakan pada mesin bensin.

3. Celah Oli Bantalan

 

Pada bantalan tersebut selain harus memiliki bahan yang bagus juga memerlukan pelumasan untuk meminimalisir keausan, nah agar oli bisa mengalir pada bantalan, diperlukan celah yang cukup. Pada umumnya celah oli ini berkisar antara 0,02-0,06 mm dan bisa berbeda pada tiap tipe mesin.

 

 

sumber:

Batang Torak dan Poros Engkol

BATANG TORAK

Batang torak (conecting rod) menghubungkan torak dan poros engkol. Bagian yang kecil disebut small end dan bagian yang besar yang berhubungan dengan poros engkol disebut big end.

Batang torak berfungsi meneruskan tenaga dari torak menuju poros engkol. Crank pin pada big end berputar deng an kecepatan tinggi saat mesin berputar hal ini mengakibatkan temperatur menjadi tinggi, untuk mengatasi hal itu maka pada bagian tersebut dipasang bantalan poros engkol atau biasa disebut metal

POROS ENGKOL

Poros engkol berfungsi merubah gerak turun naik piston melalui batang piston untuk selanjutnya dirubah menjadi gerak putar, tenaga inilah yang dipakai kendaraan untuk bisa berjalan.

Poros engkol menerima beban yang berat selama beroperasi, deng an alasan ini maka poros engkol dibuat dari bahan baja carbon khusus sehingga memiliki daya tahan tinggi.

Crank pin terpasang tidak segaris dengan poros, oleh karena itu poros engkol perlu ditambahkan counterbalance weight untuk menghindari getaran selama mesin berputar.

RODA PENERUS (FLY WEIGHT)

Roda penerus (fly weight) dipasang pada bagian belakang poros engkol untuk kendaraan bertransmisi manual. Tenaga putar dari mesin akan mudah hilang karena adanya gesekan, enertia loss, dan beban yang lain, disinilah fungsi dari roda penerus tersebut.

Roda penerus akan menyimpan tenaga putar tadi selama langkah lain selain langkah usaha. Roda penerus dilengkapi ring gear pada sisi luarnya yang berfungsi sebagai perkaitan motor starter saat melakukan start mesin, tugas roda penerus akan digantika torque converter pada mesin bertransmisi automatic.

sumber:http://oto-kita.blogspot.com/2010/12/batang-torak-dan-poros-engkol.html

Piston atau Torak

1.Konstruksi

            Torak (piston) bergerak turun naik dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, usaha, dan langkah buang. Fungsi utama piston adalah menerima tekanan hasil pembakaran, proses ini berlangsung terus menerus selama selama mesin hidup, oleh karena itu torak harus terbuat dari bahan yang tahan panas. Biasanya torak terbuat dari paduan alumunium, karena selain ringan bahan tersebut juga lebih mudah melepaskan panas

 

2. Celah Torak

            Pada saat torak panas maka akan terjadi pemuaian sehingga diameternya akan menjadi lebih besar, untuk mengantisipasi hal tersebut maka harus ada celah  atau jarak yang disediakan pada saat temperature normal, jarak ini biasa disebut celah piston (piston clearance). Celah torak berbeda tiap tipe kendaraan biasanya antara 0,02-0,12 mm, selain itu bagian atas torak memiliki celah yang lebih besar dari bagian bawah torak

 Celah torak sangat berpengaruh terhadap performa mesin, celah yang terlalu kecil bisa mengakibatkan piston macet karena tidak ada ruang yang cukup untuk pemuaian. Sebaliknya jika celahnya terlalu besar maka bisa mengakibatkan kebocoran kompresi yang bisa menurunkan performa kendaraan.

3. Pegas Torak

            Pegas torak dipasang pada alur ring (ring groove). Diameter luar torak dibuat lebih besar disbanding torak itu sendiri. Karena ring bersifat elastis ketika terpasang akan mengembang sehingga menutup rapat pada dinding silinder. Pegas torak terbuat dari bahan yang special agar kuat terhadap tekanan dan tidak merusak dinding silinder saat saling bergesekan. Jumlah ring torak bervariasi pada tiap jenis kendaraan

 Pegas torak mempunyai 3 peranan penting bagi mesin, pertama mencegah kebocoran campuran udara & bahan baker selama langkah kompresi, kedua mencegah mengalirnya oli kedalam silinder agar tidak ikut terbakar, ketiga yaitu memindahkan panas dari piston kedinding silinder

      a.       Pegas Kompresi

Pegas kompresi berfungsi untuk mencegah kebocoran kompresi dari ruang bakar kedalam bak engkol selama langkah kompresi dan langkah usaha. Pegas kompresi umumnya berjumlah 2 pegas, yang pertama disebut “ top compression ring “ dan yang kedua disebut “ second compression ring “. Tepi bagian atas ring dibuat agak tirus tujuannya untuk menjamin agar dapat menutup hubungan ring dan dinding silinder, selain itu juga membantu mengikis oli  yang ada didinding silinder.

b. Pena Torak (Pin Piston)

    Pena torak menghubungkan torak dengan batang torak dibagian yang kecil (small end). Torak & pena torak dihubungkan secara khusus seperti terlihat pada gambar.

 

c.       Celah Ujung Pegas

     Pegas torak akan mengembang seiring dengan naiknya temperature saat mesin bekerja, dengan alas an ini tiap ujung pegas diberi celah, celah ujung pegas berbeda tiap tipe mesin, umumnya adalah 0,2-0,5 pada temperature normal.

   



      d.       Pegas Pengontrol Oli

Pegas ini diperlukan untuk membentuk lapisan oli pada dinding silinder, selain itu mencegah masuknya oli kedalam ruang baker. Ada 2 tipe pegas pengontrol oli

                             1.      Tipe Integral

Tipe ini dilengkapi beberapa lubang yang menembus pada alur pegas torak yang berfungsi sebagai lubang pengembalian oli.

2.      Tipe Three-piece

Tipe ini terdiri dari side rail yang berfungsi mengikis oli, dan expander yang berfungsi untuk menekan side rail agar menempel pada dinding silinder, fungsinya sama dengan tipe integral.

Gasket Kepala Silinder

Gasket kepala silinder terletak antara Blok silinder & kepala silinder, fungsinya adalah mencegah kebocoran kompresi, oli, dan air pendingin. Gasket harus terbuat dari bahan yang tahan panas serta tekanan, Biasanya gasket kepala silinder terbuat dari campuran karbon dan lempengan baja (carbon cald sheet steel). karbon itu sendiri berfungsi mencegah kebocoran dan menambah daya lekat pada gasket.

Bak OLI

Bak oli terletak dibagian bawah dari blok silnder, bak oli dilengkapi dengan separator yang berfungsi menjaga permukaan oli tetap stabil saat terjadi perubahan kemiringan kendaraan pada saat tanjakan, turunan, ataupun saat akselerasi dan pengereman mendadak, sehingga kerja pompa oli tidak tertanggu karena keterlambatan suplai oli.

Kepala Silinder

1. Konstruksi

            Kepala silinder (cylinder head) ditempatkan diatas silinder blok. Pada bagian bawah terdapat ruang baker dan katub-katub. Kepala silinder harus kuat terhadap tekanan selama mesin bekerja, oleh karena itu kepala silinder biasanya terbuat dari besi tuang atau paduan alumunium yang memiliki kemampuan pendinginan yang baik, pada kepala silinder juga terdapat water jacket seperti halnya pada silinder blok yang berfungsi sebagai tempat sirkulasi air pendingin.

2. Jenis-jenis Ruang Bakar

            Ada beberapa jenis/tipe ruang baker yang sangat berpengaruh terhadap performa, dan penempatan komponen pendukungnya.

a.       Model Setengah Bulat (Hemispherical Type Combustion Chamber)

      Model ini memiliki permukaan yang kecil sehingga memiliki efisiensi panas tinggi, selain itu model ini juga memiliki desain yang lebih sempurna akan tetapi desain untuk penempatan katub dan busi-businya agak rumit.

b.   Model Baji (Wedge Type Combustion Chamber)
     Model ini juga memiliki Efisiensi panas yang tinggi, tapi desainnya lebih sederhana sehingga memudahkan untuk penempatan katub dan busi.








 c. Model Bak Mandi (Bathtub Type Combustion Chamber)

     Model ini konstruksinya sangat sederhana sehingga biaya produksinya lebih rendah pula, akan tetapi model ini hanya bisa dipasang katub dengan diameter yang kecil sehingga saat langkah hisap dan langkah buang akan jadi kurang maksimal.







 d. Model Pent Roff

      ipe ini biasanya dipakai pada mesin yang mempunyai jumlah masing -masing katub lebih dari satu pada tiap silindernya, sehingga efek pemasukan dan pembuangan akan sangat baik pada tipe ini, selain itu busi juga bisa ditempatkan ditengah-tengah sehingga pembakaran akan lebih sempurna.

Saringan Udara

Udara luar yang akan dihisap kedalam silinder banyak mengandung kotoran, oleh karena itu perlu dibersihkan, karena jika kotoran tersebut ikut terhisap kedalam silinder maka akan menyebabkan keausan didinding silinder, selain itu juga akan mengotori oli sehingga memperpendek umur pemakaian oli, untuk mencegah hal itu perlu dipasangkan saringan udara untuk membersihkan udara tersebut.

Tipe saringan udara ada beberapa macam diantaranya:

1. Saringan udara tipe kertas

 Disebut tipe kertas karena element saringannya terbuat dari kertas, untuk beberapa saringan tipe kertas perawatannya bisa dilakukan dengan mencucinya dengan air.
Belakangan ini untuk tipe tertentu saringan udara menggunakan tipe axial flow seperti diperlihatkan gambar dibawah. Tipe ini memungkinkan bentuk saringan lebih kompak dan ringan.

2. Pre-Air cleaner

Pre-Air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran, ini memanfaatkan gaya sentrifugal dari kotoran untuk dipisahkan dengan udara dan ditampung dalam dust trap. Tipe ini cenderung sedikit memerlukan penggantian elemen, akan tetapi untuk kualitas penyaringan terhadap kotoran halus cenderung kurang.






3. Tipe  oil Bath

Tipe ini selain menggunakan saringan yang terbuat dari baja wol, juga memanfaatkan oli untuk menambah proses penyaringan. Oli digunakan untuk merendam partikel kotoran yang lebih kasar semisal pasir, sedangkan partikel kotoran yang lebih halus selanjutnya disaring oleh elemen baja wol.







4. Tipe Siklon

Untuk tipe siklon elemen saringannya terbuat dari kertas dan didesain dengan sirip-sirip agar udara yang masuk bisa membentuk pusaran sehingga pertikel-partikel besar bisa dipisahkan dengan gaya sentrifugal dari pusaran tersebut, selanjutnya partikel kasar tersebut ditampung dalam kotak saringan. Selanjutnya partikel yang lebih kecil disaring oleh elemen kertas tersebut.

Blok Silinder

1.Konstruksi

Blok silinder merupakan inti dari pada mesin, dan bahan dari silinder blok kebanyakan terbuat dari besi tuang, tapi pada mesin dengan teknologi tinggi seperti sekarang blok silinder terbuat dari paduan alumunium, karena alumunium lebih mudah meradiasikan panas alias lebih mudah dingin. Blok silinder dilengkapi dengan rangka yangkuat untuk menopang bodi silinder blok, didalamnya terdapat tabung silinder tempat piston turun naik, blok silinder ditutup bagian atasnya oleh kepala silinder dan diantara blok dan kepala silinder terdapat gasket untuk mencegah kebocoran, dan dibagian bawah terdapat bak penampung oli yang terdapat bagian lain dari
mesin. Didalam blok silinder juga terdapat lubang tempat sirkulasi air pendingin yang biasa disebut Water Jacket.

2. Silinder

            Orang bengkel biasa nyebut boring, tapi bukan sumpek alias bosan lho.. ini tempat piston turun naik untuk merubah energi panas menjadi energi gerak. Ada dua hal yang harus diperhatikan agar  tercapai e nergi yang   seefisien mungkin

-          Tidak boleh ada kebocoran selama langkah kompresi.

-          Tahanan gesek silinder dan piston harus sekecil mungkin.

Oleh sebab itu pembuatan silinder harus memperhatikan tingkst ketelitian yang tinggi.

Fungsi Sistem Pelumasan

Sistem pelumasan adalah sistem pendukung yang sangat penting bagi suatu mesin agar bisa bekerja optimal dan memiliki daya tahan yang bagus, didalam komponen mesin banyak sekali persinggungan dua logam yang saling bergesekan oleh karena itu dibutuhkan pelumasan yang bagus untuk mendukung kinerjanya

Fungsi lain sitem pelumasan (oli)

1. Oli harus membentuk lapisan antara dua logam untuk mencegah kontak secara langsung antara dua  permukaan logam sehingga bisa mengurang keausan dan panas yang berlebihan

2. Oli mendinginkan bagian mesin lain

3. Berfungsi sebagai seal antara piston dan lubang dinding silinder

4. Mengeluarkan kotoran-kotoran dari bagian mesin

5. Mencegah karat pada bagian mesin

Macam-macam sistem pelumasan

Ada beberapa tipe sistem pelumasan diantaranya, sitem tekanan penuh, sistem percikan dan sistem kombinasi yaitu perpaduan sistem tekanan dan percikan . untuk gambar disamping memperlihatkan sistem pelumasan dengan tekanan.

 Berikut diagaram aliran oli sistem tekanan penuh

Sistem Pengatur Tekanan OLI

Ketika pompa oli digerakkan oleh mesin, maka tekanan oli akan naik dan akan menghasilkan tekanan yang berlebihan saat kecepatan mesin bertambah. Hal ini akan mengakibatkan oli bocor dan hilangnya tenaga. Untuk mencegah hal ini, diperlukan semacam pengatur atau pembatas tekanan oli didalam rumah pompa agar tidak terjadi tekanan yang berlebihan saat kacepatan mesin bertambah, saat tekanan oli melebihi dari yang ditetapkan oli akan menekan pegas pada relief valve dan membuka relief valve tersebut sehingga oli kembali ke bak penampung oli melewati relief valve.

Saringan OLI

Oli mesin akan berangsur-angsur menjadi kotor karena pemakaian, Bila ini dibiarkan bersirkulasi melumasi mesin maka dapat mengakibatkan

komponen menjadi cepat aus, untuk mencegah hal ini maka perlu dipasang saringan oli untuk menyaring kotoran tadi. Pada saringan oli juga terdapat relief valve, bila elemen saringan oli tersumbat kotoran akibat penggantian saringan yang tidak teratur, maka terjadi perbedaan tekanan antara saluran masuk dan saluran keluar, dan bila melebihi tekanan yang ditentukan (sekitar 1kg/cm2, 14psi, atau 98KPa) maka katup bypass akan membuka dan menyalurkan oli ke saluran bypass element untuk langsung disalurkan ke komponen mesin sehingga tidak terjadi keterlambatan system pelumasan yang bias mengakibatkan kerusakan lebih parah.


sumber: http://oto-kita.blogspot.com/2011/01/saringan-oli.html

Sistem Pemasukan dan Pembuangan

1. Sistem Pemasukan (Intake System)

Sistem pemasukan terdiri dari saringan udara dan intake manifold. Saringan udara berfungsi untuk memisahkan udara yang masuk kedalam silinder dari debu dan kotoran sebelum bercampur dengan bahan bakar, dan intake manifold menyalurkan udara yang sudah bercampur dengan bensin kedalam silinder. Intake manifold didesain sedemikian rupa agar bisa membagi campuran udara dan bensin sama rata tiap silinder.

2. Sistem Pembuangan (Exhaust System)

Sistem pembuangan terdiri dari exhaust manifold, exhaust pipe, dan muffler. Exhaust manifold menampung sisa gas buang dari dalam silinder untuk dikeluarkan melalui exhaust pipe (knalpot). Muffler berfungsi meredam bunyi yang disebabkan keluarnya gas bekas. Sistem exhaust untuk mesin tipe tertentu juga dilengkapi catalytic converter, dimana gas buang sebelum dikeluarkan akan dinetralisir dari zat tertentu,  mengenai catalytic converter akan dijelaskan lebih lanjut pada bab lain.

Penggerak Katup

1. Uraian

Agar katup bisa membuka dan menutup tepat pada saat yang diperlukan, maka, dibutuhkan mekanisme yang bisa mengaturnya. Berikut contoh gambar mekanisme katup pada mesin 4A-F

Saat mesin berputar maka kedua camshaft (intake & exhaust) juga ikut berputar karena dihubungkan dengan cranksaft melalui mekanismenya, karena pada camsaft terdapat camlobe maka camlobe ini yang mendorong katub agar bisa membuka, camlobe sendiri didesain secara khusus disesuaikan dengan sudut pembukaan katub yang diperlukan.

2. Metode Penggerak Katup

Berikut metode penggerak katub yang banyak digunakan pada kendaraan,

a. Timming Gear

Adalah metode dimana camshaft digerakkan cranksaft melalui perkaitan gigi, model ini hampir tidak memerlukan perawatan dan  memiliki kekuatan yang lebih, tapi model ini cenderung menimbulkan suara yang berisik, oleh karena itu model ini kurang cocok untuk mesin bensin modern seperti sekarang

      b. Model Timming Chain

         Model ini digunakan pada mesin OHC (Over Head Camshaft) & DOHC (Dual Over Head Camshaft) camshaft terletak di kepala silinder dan digerakkan oleh rantai timming yang dilumasi oli, ketegangan rantai diatur oleh chain tensioner, sementara getaran rantai diredam oleh chain vibration damper.  Model ini memiliki daya tahan yang bagus & suara yang ditimbulkan pada model ini cenderung lebih sedikit oleh karena itu model ini sangat populer sampai sekarang

c. Model Timming Belt

Pada model ini konstruksinya hampir sama dengan model timming chain, yang membedakan cuma rantai disini digantikan oleh sabuk karet bergerigi, sabuk pada model ini terbuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga tidak mudah melar karena perubahan suhu, selain itu tipe ini cenderung tidak menimbulkan bunyi dari tipe yang lain sehingga model ini banyak dipilih jenis kendaraan jaman sekarang. Akan tetapi karena umur sabuk tidak sekuat rantai atau gear maka model ini harus dilakukan penggantian cecara rutin.

 

 

 

 

3. Sumbu Nok (Camshaft)

Sumbu nok (camshaft) dilengkapi dengan nok yang sama pada katup hisap & katup buang, akan tetapi memiliki sudut yang berbeda untuk hisap dan buang sehingga katup bisa membuka & menutup sesuai waktunya, sumbu nok dilengkapi sproket (gear) untuk menghubungkan dengan crankshaft, sebagian tipe mesin camshaft juga terdapat gigi penggerak pompa bensin dan penggerak distributor.

 

 

4. Pengangkat Katup (Valve Lifter)

 Pengangkat katup adalah komponen katup yang berbentuk tabung pada mesin OHV, pengangkat katup dihubungkan dengan nok yang berhubungan dengan katup melalui batang pendorong, lebih jelasnya lihat gambar. Saat sumbu nok berputar maka pengangkat katup bergerak turun naik sehingga katup bisa membuka dan menutup. 

Pada mekanisme tipe konvensional masih diperlukan penyetelan celah katup, akan tetapi untuk mesin modern sudah banyak yang menggunakan pengangkat katup hidaulis sehingga penyetelan celah katup sudah tidak diperlukan karena celah akan tetap dipertahankan 0.

5. Rocker Arm & Shaft

Rocker arm dipasang pada rocker arm shaft, bila rocker arm ditekan keatas oleh batang penekan katup akan tertekan dan membuka, rocker arm dilengkapi dengan sekrup dan mur pengunci untuk penyetelan celah katup, tapi pada pengangkat katup hidraulis tidak dilengkapi sekrup penyetel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sumber: http://oto-kita.blogspot.com/2011/01/mekanisme-katup-2.html

 

Mekanisme Katup

MEKANISME KATUP

1. Kontruksi

Mesin 4 langkah mempunyai langkah hisap, kompresi, usaha, dan buang,tetapi kerja katup hanya 2 proses yaitu langkah hisap dan langkah buang. Mekanisme katup ini dirancang sedemikian rupa sehingga sumbu nock (camshaft) berpuar satu kali untuk menggerakan katup hisap dan katup buang setiap 2 kali perputaran poros engkol.

            Puli timing crankshaft dipasang pada ujung poros engkol,dan puli timing camshaft di pasang pada ujung exhaust camshaft. Exhaust camshaft digerakan oleh poros engkol melalaui timing belt. Intake camshaft di gerakan oleh gigi-gigi yang berkaitan pada intake dan exchaust camshaft. Jumlah dari gigi camshaft timing pulley 2x  dari crankshaft timing pulley yang mana sumbu nock yang berputar satu kali untuk setiap 2x putaran poros engkol.

 

2. Cara Kerja Katup

       Bila poros engkol berputar menyebabkan exchaust camshaft jua berputar melalaui timing belt, sedangkan intake camshaft diputarkan oleh exchaust camshaft melalui roda-roda gigi. Bila sumbu nock berputar , nock akan menekan kebawah pada valve  lifter dan membuka katup. Bila sumbu nock terus berputar , maka katup akan menutup dengan adanya tekanan pegas. Setiap kali, akn membuka dan menutup katup hisap dan katup buang 1x pada setiap 2x putaran poros engkol.

3. Metode Mengerakan Katup

          Sumbu nock digerakan oleh poros engkol dengan beberapa metode, termasuk timing gear, timing chain, dan timing belt. Sebagian mesin bengsin menggunakan camshaft  yang digerakan oleh belt dan ada beberapa  camshaft yang digerakan oleh rantai.

a. Model Timing Gear

       Metode ini digunakan pada mekanismekatup jenis mesin OHV (over haed valve), yang letak sumbu nocknya didalam block silinder. Timing gaer biasanya menimbulkan bunyi yang besar dibanding  dengan rantai(timing chain), sehingga mesin bensin model penggerak katup ini menjadi kurang popular  pada esin bensin jaman modern ini.

b. Model Timing Chain

Model ini digunakan pada mesin OHC (over head camshaft) dan DOHC (dual over head camshaft) sumbu nocknya terletaka diatas kepala silinder.sumbu nock digerakan oleh rantai  (timing  chain) dan roda gigi sprocket sebagai pengganti timing gear.  Timing  chain dan roda gigi sprocket di lumasi dengan oli.

       Tegangan rantai  (chain tension) diatur oleh chain tensioner . chain vibration (getaran rantai) dicegah oleh chain vibration damper. Sumbu nock yang digerakan oleh rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi dibanding dengan roda gigi (gear diven) dan jenis ini amat popular.

  

c. Model Timing Bealt

Sumbu nock  (camshaft) digerakan oleh sabuk yang bergerigi sebagai pengganti timing chain . sabuk (belt) selain tidak menimbulka bunyi dibanding dengan rantai (chain), juga tidak diperlukan pelumasan serta penyetelan tegangan.

        Kelebihn lainnya , belt lebih ringan dibanding dengan model lainnya. Oleh karena itu model ini lebih banyak digunakan pada mesin. Belt penggerak sumbu nock ini dibuat darii fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga mempunyai daya renggang yang baik dn hanya mempunyai penguluran yang kecil bila terjadi panas.