Dasar Motor Bakar
Motor bakar yaitu merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak digunakan, dengan memanfaatkan energi kalor yang dihasilkan dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Motor bakar ini merupakan salah satu jenis mesin kalor yang pada proses atau pembakarannya terjadi didalam motor bakar itu sendiri. Sehingga pada gas pembakaran yang terjadi disini sekaligus sebagai fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan cara seperti ini disebut mesin pembakaran dalam.
Sedangkan mesin kalor yang cara menghasilkan energi dengan proses pembakaran di luar disebut dengan mesin pembakaran luar. Contohnya seperti pada: mesin uap, yang mana energi kalor dihasilkan dari pembakaran luar, selanjutnya dipindahkan ke fluida kerja lewat dinding pemisah.
Keuntungan dari mesin pembakaran dalam, jika dibandingkan dengan mesin pembakaran luar adalah pada kontruksinya yang lebih sederhana, tidak membutuhkan fluida kerja yang banyak dan untuk efesiensi totalnya yang lebih tinggi.
Sedangkan untuk mesin pembakaran luar keuntungannya adalah bahan bakar yang dipakai lebih beragam, mulai dari bahan bakar yang padat hingga bahan-bakar dengan gas. Sehingga pada mesin pembakaran luar banyak digunakan untuk keluaran daya yang besar dengan bahan bakar yang murah.
Pembangkit tenaga listrik banyak memakai mesin uap. Untuk kendaran transportasi mesin uap tidak banyak digunakan, karena dengan pertimbangan kontruksinya yang besar dan membutuhkan fluida kerja yang banyak.
Pada langkah hisap ini, piston akan bergerak dari TMA menuju TMB, katup isap akan terbuka sedangkan katup buang masih tertutup.
Setelah langkah campuran bahan-bakar udara masuk kedalam silinder, selanjutnya dikompresi dengan langkah kompresi [langkah2]. Yaitu piston akan bergerak dari TMB menuju TMA, kedua katup isap dan buang akan tertutup. Karena dikompresi volume campuran menjadi lebih kecil dengan tekanan dan temperatur yang naik, pada kondisi tersebut, campuran bahan-bakar udara disini sangat mudah terbakar.
Sebelum piston sampai ke TMA campuran dinyalakan dahulu dan terjadilah proses pembakaran yang menjadikan tekanan dan temperatur naik. Sementara piston masih naik terus hingga ke TMA, sehingga membuat tekanan dan temperatur semakin tinggi. Setelah sampai ke TMA kemudian torak akan didorong menuju TMB dengan tekanan yang sangat tinggi, disini katup isap dan buang masih tertutup.
Selama piston masih bergerak menuju dari TMA ke TMB yang merupakan langkah kerja [langkah3] atau langkah ekspansi. Volume gas pembakaran akan menjadi bertambah besar dan tekanan menjadi turun. Sebelum piston sampai ke TMB katup buang akan dibuka, katup masuk masih tertutup.
Kemudian piston akan bergerak lagi menuju ke TMA yang mendesak gas pembakaran keluar melalui katup buang. Proses pengeluaran gas pembakaran ini disebut dengan langkah buang [langkah4]. Setelah proses langkah buang selesai, siklus akan dimulai lagi dari langkah isap dan begitu seterusnya. Piston akan bergerak dari TMA-TMB-TMA-TMB-TMA yang membentuk satu siklus.
Ada satu langkah tenaga dengan dua putaran poros engkol yang terjadi. Kemudian motor bakar yang bekerja dengan siklus lengkap tersebut diklasifikasikan masuk dalam golongan motor 4 langkah.
Piston akan terus begerak menuju ke TMB dan lubang buang akan semakin terbuka dan saluran bilas mulai terbuka. Bersamaan dengan kondisi tersebut tekanan yang terjadi didalam karter mesin lebih besar daripada yang terjadi didalam silinder. Sehingga pada campuran bahan bakar udara yang menuju ke silinder melalui saluran bilas sambil melakukan pembilasan gas pembakaran.
Proses yang terjadi ini disebut pembilasan, proses ini akan berhenti pada waktu piston mulai begerak dari TMB menuju ke TMA dengan lubang buang dan saluran bilas tertutup.
● Langkah kedua yaitu setelah proses pembilasan sudah selesai, campuran bahan-bakar masuk kedalam silinder yang kemudian dikompresi, pada posisi piston menuju ke TMA. Sesaat sebelum piston sampai ke TMA campran bahan-bakar dan udara akan dinyalakan sehingga terjadi proses pembakaran. Siklus akan kembali lagi ke proses awal seperti yang sudah dijelaskan diatas.
Dari penjelasan diatas terlihat piston melakukan proses dua kali langkah yaitu dari :
[langkah1] TMA yang menuju ke TMB; proses yang terjadi yaitu ekspansi, pembilasan (pembuangan dan pengisian). [langkah2] TMB yang menuju ke TMA; proses yang terjadi yaitu kompresi, penyalaan pembakaran.
Kelebihan dan kekurangan dari siklus 4 langkah dan 2 langkah bisa dilihat dari tabel berikut ini:
Sedangkan mesin kalor yang cara menghasilkan energi dengan proses pembakaran di luar disebut dengan mesin pembakaran luar. Contohnya seperti pada: mesin uap, yang mana energi kalor dihasilkan dari pembakaran luar, selanjutnya dipindahkan ke fluida kerja lewat dinding pemisah.
Keuntungan dari mesin pembakaran dalam, jika dibandingkan dengan mesin pembakaran luar adalah pada kontruksinya yang lebih sederhana, tidak membutuhkan fluida kerja yang banyak dan untuk efesiensi totalnya yang lebih tinggi.
Sedangkan untuk mesin pembakaran luar keuntungannya adalah bahan bakar yang dipakai lebih beragam, mulai dari bahan bakar yang padat hingga bahan-bakar dengan gas. Sehingga pada mesin pembakaran luar banyak digunakan untuk keluaran daya yang besar dengan bahan bakar yang murah.
Pembangkit tenaga listrik banyak memakai mesin uap. Untuk kendaran transportasi mesin uap tidak banyak digunakan, karena dengan pertimbangan kontruksinya yang besar dan membutuhkan fluida kerja yang banyak.
Siklus 4 Langkah dan 2 Langkah
A. Siklus 4 langkah
Motor bakar bekerja dengan mekanisme langkah yang terjadi berulang-ulang atau periodik sehingga dihasilkan putaran pada poros engkol. Dan sebelum terjadi proses pembakaran di dalam silinder, campuran bahan-bakar dan udara harus dihisap terdulu dengan langkah hisap [langkah1].Pada langkah hisap ini, piston akan bergerak dari TMA menuju TMB, katup isap akan terbuka sedangkan katup buang masih tertutup.
Setelah langkah campuran bahan-bakar udara masuk kedalam silinder, selanjutnya dikompresi dengan langkah kompresi [langkah2]. Yaitu piston akan bergerak dari TMB menuju TMA, kedua katup isap dan buang akan tertutup. Karena dikompresi volume campuran menjadi lebih kecil dengan tekanan dan temperatur yang naik, pada kondisi tersebut, campuran bahan-bakar udara disini sangat mudah terbakar.
Sebelum piston sampai ke TMA campuran dinyalakan dahulu dan terjadilah proses pembakaran yang menjadikan tekanan dan temperatur naik. Sementara piston masih naik terus hingga ke TMA, sehingga membuat tekanan dan temperatur semakin tinggi. Setelah sampai ke TMA kemudian torak akan didorong menuju TMB dengan tekanan yang sangat tinggi, disini katup isap dan buang masih tertutup.
Selama piston masih bergerak menuju dari TMA ke TMB yang merupakan langkah kerja [langkah3] atau langkah ekspansi. Volume gas pembakaran akan menjadi bertambah besar dan tekanan menjadi turun. Sebelum piston sampai ke TMB katup buang akan dibuka, katup masuk masih tertutup.
Kemudian piston akan bergerak lagi menuju ke TMA yang mendesak gas pembakaran keluar melalui katup buang. Proses pengeluaran gas pembakaran ini disebut dengan langkah buang [langkah4]. Setelah proses langkah buang selesai, siklus akan dimulai lagi dari langkah isap dan begitu seterusnya. Piston akan bergerak dari TMA-TMB-TMA-TMB-TMA yang membentuk satu siklus.
Ada satu langkah tenaga dengan dua putaran poros engkol yang terjadi. Kemudian motor bakar yang bekerja dengan siklus lengkap tersebut diklasifikasikan masuk dalam golongan motor 4 langkah.
B. Siklus 2 langkah
● Langkah pertama adalah setelah terjadi pembakaran piston yang bergerak dari TMA menuju ke TMB dan melakukan ekspansi, lubang buang akan mulai terbuka. Karena tekanan yang terjadi didalam silinder lebih besar dari lingkungan, gas pembakaran akan keluar melalui lubang buang.Piston akan terus begerak menuju ke TMB dan lubang buang akan semakin terbuka dan saluran bilas mulai terbuka. Bersamaan dengan kondisi tersebut tekanan yang terjadi didalam karter mesin lebih besar daripada yang terjadi didalam silinder. Sehingga pada campuran bahan bakar udara yang menuju ke silinder melalui saluran bilas sambil melakukan pembilasan gas pembakaran.
Proses yang terjadi ini disebut pembilasan, proses ini akan berhenti pada waktu piston mulai begerak dari TMB menuju ke TMA dengan lubang buang dan saluran bilas tertutup.
● Langkah kedua yaitu setelah proses pembilasan sudah selesai, campuran bahan-bakar masuk kedalam silinder yang kemudian dikompresi, pada posisi piston menuju ke TMA. Sesaat sebelum piston sampai ke TMA campran bahan-bakar dan udara akan dinyalakan sehingga terjadi proses pembakaran. Siklus akan kembali lagi ke proses awal seperti yang sudah dijelaskan diatas.
Dari penjelasan diatas terlihat piston melakukan proses dua kali langkah yaitu dari :
[langkah1] TMA yang menuju ke TMB; proses yang terjadi yaitu ekspansi, pembilasan (pembuangan dan pengisian). [langkah2] TMB yang menuju ke TMA; proses yang terjadi yaitu kompresi, penyalaan pembakaran.
Kelebihan dan kekurangan dari siklus 4 langkah dan 2 langkah bisa dilihat dari tabel berikut ini: