1. Pengertian Motor Bakar
Motor bakar adalah motor penggerak mula yang pada
prinsipnya adalah sebuah alat yang mengubah energi kimia menjadi energi panas
dan diubah ke energi mekanis. Saat ini motor bakar masih menjadi pilihan utama
untuk dijadikan sebagai penggerak mula. Karena itu, usaha untuk menciptakan
motor bakar yang menghasilkan kemampuan tinggi terus diusahakan oleh manusia.
Kemampuan tinggi untuk mesin ditandai dengan adanya
daya dan torsi yang dihasilkan tinggi tetapi kebutuhan bahan bakar rendah.
1.1
Motor Bakar ditinjau dari prinsip perolehan energi kalor
Motor Bakar ditinjau dari prinsip
perolehan energi kalor dibagi menjadi 2 dua macam yaitu, :
a. Motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine)
Di dalam
motor bakar terdapat tenaga panas bahan bakar yang diubah menjadi tenaga
mekanik, sehingga dalam hal ini merupakan proses pembakaran dalam mesin, di mana zat arang dan zat cair
bergabung dengan zat asam dalam udara, jika pembakaran berlangsung maka
diperlukan :
-Bahan
bakar dan udara dimasukkan ke dalam motor
-Bahan
bakar dipanaskan hingga suhu nyala
Pembakaran ini menimbulkan panas yang mengahasilkan
tekanan yang kemudian menghasilkan tenaga mekanik. Contoh aplikasi dari
pembakaran dalam ini digunakan pada power rendah, misalnya motor bensin dan
motor diesel.
b.
Motor pembakaran luar (External Combustion Engine).
Merupakan
pembakaran yang terjadi di luar sistem (silinder) dan biasa digunakan pada
power tinggi, yaitu misalnya pada ketel uap, turbin uap, mesin uap, dll. Pada
mesin uap dan turbin uap, bahan bakar dibakar di ruang pembakaran tersendiri
dengan ketel untuk menghasilkan uap. Jadi mesinnya tidak digerakkan oleh gas
yang terbakar tetapi oleh uap air. Untuk membuat uap air maka bahan bakar yang
dipergunakan dapat berupa batubara atau kayu
dan pembakarannya dilakukan secara terus-menerus. Lagi pula uap tidak
dipanasi langsung oleh nyala api, tetapi dengan perantaraan dinding ruang
pembakaran, maka dari itu tidak mungkin memanasi uap sampai suhu yang tinggi
dan efisiensi thermisnya agak rendah. Secara singkat, mesin uap dan turbin uap
mempunyai karakter yang hanya dapat dipergunakan sebagai penggerak mula ukuran
besar, misalnya lokomotip, kapal, dan power plant dan tidak baik dipergunakan
sebagai penggerak generator serbaguna, sepeda motor, kendaraan (mobil),dll.
Jadi pembakaran luar mesin (externalcombustion engine), pembakaran terjadi di luar system yaitu mengubah energi
potensial uap menjadi energi kinetic dan selanjutnya energi kinetic diubah
menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran (pada instalasi uap, tenaga thermis
dalam bahan bakar, pertama-tama dipergunakan untuk membuat uap dalam kawah uap,
untuk itu mesin uap disebut juga pesawat kalor dengan pembakaran luar).
1.2 Motor Bakar ditinjau dariprinsip kerjanya
Motor
Bakar ditinjau dari prinsip kerjanya dibagi menjadi dua macam, yaitu:
a.
Motor 2 tak (2 Langkah)
Motor 2 tak (2 langkah)
dibedakan menjadi 2 yaitu untuk motor bensin dan diesel. Prinsip kerjanya
hampir sama, yakni melalui 2 langkah yaitu
langkah kompresi dan langkah usaha. Dalam melakukan usahanya memerlukan
satu kali putaran poros engkol untuk 2 kali langkah torak. Langkah pertama,
yaitu merupakan langkah kompresi , dengan torak bergerak ke atas, campuran
minyak bahan bakar dan udara dikompresikan dan dibakar dengan bunga api listrik
bila torak mencapai titik mati atas (TMA). Kevakuman di dalam lemari engkol
akan timbul dan campuran minyak bakar maka udara masuk. Langkah kedua yaitu
merupakan langkah usaha, torak didorong ke bawah oleh tekanan pembakaran,
campuran minyak bakar, udara di dalam lemari engkol dikompresikan bila torak
menutup lubang pemasukan.
b.
Motor 4 tak (4 Langkah)
Motor 4 tak (4 langkah)
dibedakan menjadi 2 yaitu untuk motor bensin dan diesel. Prinsip kerjanya
hampir sama, yakni melalui 4 langkah yaitu
langkah pemasukan,kompresi,usaha, dan langkah pembuangan. Dalam
melakukan usahanya memerlukan dua kali putaran poros engkol untuk 4 kali
langkah torak. Langkah pertama yaitu langkah pemasukan, torak bergerak ke
bawah, katup masuk membuka, katup buang tertutup, terjadilah kevacuman pada
waktu torak bergerak ke bawah, campuran bahan bakar udara mengalir ke dalam silinder melalui lubang katup masuk,
campuran bahan bakar udara datang dari karbuarator. Kemudian, apabila torak
berada di titik mati bawah, katup masuk tertutup dan torak bergerak ke atas,
katup buang tertutup waktu torak bergerak ke atas. Campuran bahan bakar udara
dikompresikan dan bilamana torak telah mencapai titik mati atas campuran
dikompresikan sekitar seperdelapan isinya (langkah kompresi). Bilamana torak
telah mencapai titik mati atas campuran minyak bakar udara dibakar dengan bunga
api (dari busi), sehingga mengakibatkan tekanan naik hingga mencapai 30-40
kg/cm
2 dan torak didorong ke bawah (langkah usaha). Untuk
selanjutnya,yaitu langkah pembuangan, dimana, gas bekas dikeluarkan dari dalam
silinder, pembuangan gas berlangsung selama langkah buang (torak bergerak ke
atas dan katup buang terbuka).
1.3 Motor Bakar ditinjau daribahan bakar yang digunakan
Motor
Bakar ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, dibedakan menjadi dua macam,
yaitu :
a.
Motor bakar bensin
Yaitu motor bakar yang
menggunakan bahan bakar bensin, parafin atau gas (bahan yang mudah terbakar dan
mudah menguap). Campuran udara dan bahan bakar
masuk ke dalam silinder dan dikompresikan oleh torak kepada tekanan
sekitar 8-15 kg/cm
2. Bahan bakar dinyalakan oleh sebuah loncatan
bunga api listrik oleh busi dan terbakar cepat sekali di dalam udara kompresi
tersebut. Kecepatan pembakaran melalui campuran bahan bakar udara biasanya 10
sampai 25 m/s. Suhu udara naik hingga 2000°-2500° C dan tekanannya mencapai
30-40 kg/m
2.
b.
Motor bakar solar (diesel)
Yaitu motor bakar yang menggunakan bahan
bakar yang lebih berat yakni minyak diesel (solar) Proses pembakaran motor
diesel berbeda prosesnya dengan proses pembakaran motor bensin, pada motor
diesel diawali dengan udara bersih masuk melalui lngkah isap, kemudian bahan
bakar dimasukan pada silinder setelah udara dulu dimampatkan oleh piston.
Setelah itu bahan bakar solar yang sudah berbentuk kabut diinjeksikan oleh
injektor pada ruang silinder. Karena kabut bahan bakar mudah terbakar, maka
pada ruang bakar terjadi pembakaran (dan dikompresikan oleh torak, tekanan naik
hingga 30-50 kg/cm
2, suhu udara naik hingga 700°-900
o C,
suhu udara kompresi terletak di atas
suhu udara penyala bahan bakar. Bahan bakar disemprotkan ke dalam udara
kompresi yang panas kemudian terbakar, tekanan naik sehingga mencapai 70-90
kg/cm
2. Dan perlu diperhatikan bahwa dalam motor bakar diesel tidak
menggunakan busi sebagai penyala bunga api.