Pembagian Panas Yang Terjadi Pada Motor Bakar

Diagram penyebaran panas pada motor bakar

Salah satu fungsi mesin motor bakar pada kendaraan yaitu merubah energi mekanis menjadi enegi panas. Yaitu dengan  adanya pembakaran pada ruang bakar pada mesin itu sendiri. Namun hasil panas yang dihasilkan oleh pembakaran mesin tidak semuanya terserap menjadi tenaga. Panas yang dihasilkan akan terurai ke beberapa komponen mesin. Panas efektif yang dimanfaatkan menjadi tenaga tidak lebih dari 50% benyaknya.

Berikut ini rincian penyebaran panas yang berasal dari hasil pembakaran :

KERJA EFEKTIF
Jumlah kerja efektif diukur pada poros engkol yang besarnya 23-28 % pada motor bensin dan 30-34% pada motor diesel.

PANAS HILANG AKIBAT PENDINGIN 
Mesin harus memberikan panas terus menerus dan untuk mencegah mesin terlalu panas harus didinginkan dengan air dan minyak (oli). Panas  hilang akibat pendinginan yagn diperkirakan 32 - 35 % pada motor bensin dan pada motor diesel akan lebih kecil.

PANAS HILANG AKIBAT GAS BUANG
BIla gas buang didalam silinder berekspansi akibat pembakaran mendorong torak ke TMB dan gas ini tetap masih mengandung panas dan tekanan pada saat gas tersebut di buang.
Kerugian panas akibat gas buang dan panas radiasi berkisar 33-38% pada motor bensin dan sedikit lebih kecil pada nitir diesel.

KERUGIAN MEKANIS
Panas hilang untuk menggerakkan alat-alat tambahan seperti pumpa air, pompa oli, dan kerugian akibat gesekan -gesekan pada piston  katup/valve. Dan kerugian ini berkisar 5-6%.

PUMPING LOSS
Pada saat piston bergerak turun, vacum terjadi dalam silinder untuk memasukkan udara dan hal ini merupakan kerugian. hal seperti ini  terjadi juga pada langkah buang dan kompresi. Kerugian ini disebut pumping loss

Karakteristik Campuran Udara Bahan Bakar Pada Kendaraan

Campuran udara dan bahan bakar pada kendaraan berebeda-beda sesuai dengan kondisi kendaraan tersebut. Untuk memperoleh hasil pembakaran yang baik demi mendapatkan tenaga yang maksimal, maka campuran udara dan bahan bakar ini disesuaikan dengan beban kerja mesin.

Berikut ini beberapa karakteristik campuran bahan bakar yang terjadi pada kendaraan sesuai dengan beban kerja mesin.

1. Pemasan

Pemanasan Mobil

Pada periode pemanasan adalah sejak dari mesin dihidupkan dalam keadaan dingin sampai air pendingin mencapai temperatur kerjanya yang normal yaitu 70 derajat  sampai 80 derajat Celcius. Dalam keadaanmesin  dingin,  bensin tidak dapat menyerap dengan sempurna sehingga campuran menjadi gemuk ( kira-kira 9 sampai 14 : 1 ) dan pembakaran menghasilkan CO (Carbon monoksida ) dan HC (Hidro Carbon) yang banyak.

2. Idling

idling pada mobil

Selama idling, temperatur diruang bakar rendah, dengan demikian bensin belum sempurna menjadi uap, jika tidak dilakukan suplay bensin tambahan agar campuran menjadi gemuk akan menyebabkan pembakaran tidak stabil.


Umumnya, dalam hal ini extra tambahan bensin menyebabkan perbandingan bahan bakar – udara akan menjadi kaya (kira-kira 13-14 :1), Konsentrasi CO dan HC  kemudian akan menigkat disebabkan pembakaran yang tidak selesai, sedang konsentrasi NOx berkurang sampai Nol disebabkan menurunnya suhu pembakaran.

3. Saat Kendaraan Berjalan

Saat kendaraan pada posisi berjalan sedang

Pada putaran rendah, perbandingan bahan bakar udara berbeda dengan perbandingan pada kecepatan tinggi, konsentrasi pollutant (bahan pengotor) juga berbeda tergantung dari kecepatan.

Kecepatan Rendah & Sedang ( yang bekerja hanya premary)

Pada kecepatan rendah dan sedang, perbandingan ekonomis udara bahan bakar sedikit lebih kurus dari pada perbandingan udara bahan bakar teoritis.Setiap mesin terdapat perbedaan tetapi pada umumnya ialah sekitar 14 sampai 16 : 1.

Saat kendaraan pada posisi berjalan kecepatan tinggi

Kecepatan Tinggi (bekerjanya sistem secondary)

Bila kendaraan mencapai kecepatan lebih dari 100 km/jam, mesin menghasilkan output tinggi dan perbandingan udara bahan bakar menjadi gemuk yaitu antara 13 sampai 14 : 1.

Konsentrasi CO dan HC naik seperti pada grafik sebelumnya, tetapi NOx tidak berkurang dikarenakan bertambahnya temperatur sekalipun pada campuran gemuk.

 

4. Percepatan

Saat percepatan

Bila pedal gas ditekan, throttle valve terbuka lebar, sehingga udara yang terhisap ke intake manifold akan bertambah, supply bahan bakar juga akan bertambah, dengan demikian campuran udara bahan bakar menjadi gemuk (8:1) dan konsentrasi CO dan HC bertambah, selanjutnya karena kecepatan mesin naik, maka kecepatan pembakaran juga meningkat, menyebabkan temperatur pembakaran dan konsentrasi NOx meningkat.

5. Perlambatan

Saat perlambatan

Selama engine brake, throttle valve tiba-tiba menutup rapat tetapi kecepatan mesin tinggi dan vakum didalam ruang bakar dan intake manifold menjadi kuat, kevakuman ini menurunkan kecepatan rambatan api, dan menyebabkan api padam sebelum merambat keseluruh ruang bakar, keadaan ini menghasilkan gas HC yang belum terbakar terbuang keluar. Disamping itu kevakuman yang kuat menyebabkan bahan bakar yang menempel pada dinding manifold menyerap denga cepat dan membuat  campuran menjadi terlalu gemuk, ini akan meningkatkan konsentrasi CO dan HC, tetapi juga memperendah suhu pembakaran, yang menurunkan konsentrasi NOx sampai hampir Nol.

6. Beban Berat

Saat beban berat

Bila kendaraan dalam keadaan mendaki, mesin menerima beban berat, throtlle valve terbuka sepenuhnya dan campuran menjadi gemuk sekali yaitu antara 11 sampai 13 : 1, dan konsentrasi CO dan HC menjadi tinggi, sedangkan konsentrasi NOx turun.

Apa Perbedaan Speedometer, Odometer dan RPM Pada Mobil ?

Add caption

Dalam berkendara kita harus mengutamakan faktor keselamatan dan kenyamanan dalam berkendara. Untuk memperoleh kedua hal tersebut, selain diperoleh oleh teknologi mobil yang semakin canggih juga dipengaruhi faktor cara berkemudi yang baik dan benar.

Faktor teknologi kendaraan bisa kita dapatkan dari mobil-mobil dengan harga yang cukup mahal yang dipenuhi oleh beragam alat keselamatan dan kenyamanan yang tertanam pada kendaraan tersebut. Namun faktor cara berkemudi yang baik, tidak semudah seperti kita membeli mobil dengan harga yang selangit, karena faktor ini hanya bisa didapat oleh para pengendara dengan memperhatikan sistem-sistem yang bekerja pada kendaraan. Seperti putaran mesin, kecepatan mesin dan sudah berapa jauh jarak kendaraan yang sudah di tempuh. Dan ini semuanya akan berhubungan dengan Speedometer, Odometer dan RPM pada kendaraan.

1. Speedometer

Speedometer

Fungsi speedometer yaitu mengukur kecepatan ( dari kata Speed ) kedaraan pada kondisi berjalan. Maksudnya, jarum speedometer ini akan bergerak jika kendaraan berjalan. Jika kendaraan diam, maka jarum tidak bergerak. Di indonesia, satuan yang digunakan pada speedometer yaitu Km/J Kilometer per jam (hour).

Sebagai contoh, Jika kita mengendarai kendaraan dengan kecepatan 30 Km/J maka dalam waktu 1 jam kita akan menempuh jarak 30 Km.  Dibeberapa kendaraan, pada ujung kecepatan speedometer  (limit) terdapat garis merah yang mengartikan bahwa apabila mobil dikendarai pada kecepatan tersebut mobil akan sangat berbahaya.


2. Odometer

Odometer

Fungsi Odometer adalah untuk mengetahui seberapa jarak yang sudah ditempuh oleh kendaraan dari awal hingga saat ini.  Pada gambar diatas tertera angka 40404, itu artinya kendaraan ini sudah menempuh jarak sebesar 40.404 KM.

Odometer ini juga fungsinya sebagai acuan utama saat kapan kendaraan harus diservice ke bengkel. Sebagai contoh, kendaraan A diservice setiap 5000 KM. Maka jika kita melihat odometer diatas, mobil harus diservice jika odometer sudah menunjukan angka 45.404 KM.

Dan bagi anda-anda yang ingin membeli mobil bekas (second) maka angka pada odometer juga bisa sebagai pertimbangan apakah mobil tersebut menempuh jarak pendek atau bahkan sudah menempuh jarak yang terlalu jauh ( mobil sudah capek ).

3. RPM (Round Per Minutes )

RPM 

RPM (Round Per Minutes) adalah alat yang mengukur putaran mesin. Namanya juga mengukur putaran mesin, maka alat ini akan bergerak walaupun kendaraan tidak jalan (dalam kondisi mesin hidup). RPM bisa sebagai acuan untuk menentukan seberapa besar tenaga mesin yang ingin kamu dapatkan pada kendaraan mu. Data tenaga  terbesar biasanya sudah tertera pada buku manual mobil.

Data performa mobil avanza

Pada data diatas tertera Tenaga maksimun 104 dk (daya kuda )/6000 Rpm.
Maksudnya, mobil avanza bisa mengeluarkan tenaga sebesar 104 daya kuda pada 6.000 RPM. Caranya bagaimana ? yaitu  mobil pada posisi  melaju,  teransmisi pada posisi gigi 1 (satu), dan pedal gas diinjak hingga posisi jarum RPM pada angka 6.000 (dalam kondisi tetap). Maka tenaga mobil tersebut sebesar 104 dk.

Sedangkan Torsi Maksimum 136 Nm (Newton meter) / 4.200 RPM.
Apa itu torsi ? Torsi yaitu puratan awal roda pada kendaraan yang didapat dari putaran transmisi dan difrential. Torsi ini ibarat tenaga awal yang dikeluarkan oleh kendaraan sebelum kendaraan melaju.
Caranya bagaimana ? Dengan cara teransmisi pada posisi gigi 1 (satu), pedal kopling ditahan penuh dan gas diinjak hingga posisi RPM 4.200. Nah selanjutnya, lepas pedal kopling secara menyeluruh, maka mobil akan bergerak  awal  dengan moment puntir roda  sebesar 136 Nm.

Jenis-jenis Ruang Bakar Pada Mesin Diesel

Mesin diesel ditemukan oleh Rudolf Diesel, pada tahun 1872. Dahulu mesin  diesel menggunakan siklus diesel tapi sekarang ini menggunakan siklus  sabathe. Mesin diesel mempunyai tekanan kompresi yang tinggi dibanding dengan mesin bensin yang mempunyai tekanan (30 – 45 kg/cm2), tujuannya  agar temperatur udara yang dikompresikan mencapai 500°C atau  lebih. Selain siklus yang sudah berubah, ada beberapa jenis ruang bakar mesin diesel yang masih digunakan hingga saat ini.

Berikut jenis-jensi ruang bakar mesin diesel.

1. Ruang Bakar Injeksi Langsung 

Penampang ruang bakar langsung mesin diesel

Bahan bakar disemprotkan langsung ke Ruang bakar utama Letak ruang bakar utama ada di antara piston & silinder head. Selain bentuk ruang bakar yang dibentuk pada silinder head, bagian atas piston juga dibuat  ruang dengan desain khusus.

Pada  ruang bakar langsung mesin diesel, ada beberapa jenis ruang bakar langsung yang masih dipakai hingga saat ini, diantaranya yaitu :

a. Semi Spherical Type

Semi Spherical Type

Pada jenis ruang bakar ini, ruang bakar berbentuk setengah bulat. Dimana bentuk ini dibuat pada kepada piston.

b. Spherical Type

Spherical Type

Pada jenis ruang bakar ini, ruang bakar berbentuk  bulat penuh. Dimana bentuk ini dibuat pada kepada piston.

c. Multi Spherical Type

Multi Spherical Type

Pada jenis ruang bakar ini, ruang bakar berbentuk  dua bulatan penuh . Dimana bentuk ini dibuat pada kepada piston.

Keuntungan Ruang bakar tipe injeksi Langsung
a). Penampang permukaan ruang injeksi langsung yang kecil dapat mengurangi kerugian panas sehingga menaikkan temperatur udara yang dikompresikan dan menyempurnakan pembakaran. Pada tipe ini pemanasan awal tidak diperlukan untuk start dengan suhu udara sekitarnya normal. Efisiensi pana yang tinggi disini juga dapat meningkatkan output dan menghemat penggunaan bahan bakar diesel.
b). Struktur cylinder head lebih sederhana, jadi kemungkinan detonation karena panas akan lebih kecil
c). Karena kerugian panasnya kecil, maka perbandingan kompresinya dapat diturunkan.

Kerugian Ruang bakar tipe injeksi langsung
a). Pompa injeksi harus mampu menghasilkan tekanan tinggi yang diperlukan untuk meng atomisasikan bahan bakar dengan memaksanya keluar melalui nozle tipe berlubang banya (multi hole)
b).  Kecepatan maximumnya lebih rendah karena pusaran campuran bahan bakar lebih kecil daripada tipe ruang bakar tambahan (auxilary combustion chamber)
c). Tekanan pembakaran yang tinggi menimbulkan suara yang lebih keras dan resiko knocking lebih besar
d). Mesin sangat peka terhadap kualitas bahan bakar, biasanya diperlukan bahan bakar yang bermutu tinggi

Pada perkembangan teknologi mesin diesel masa kini, jenis ruang bakar langsung menjadi pilihan tepat bagi industri otomotif saat ini. Karena kelebihan ruang bakar jenis ini, mesin diesel tidak membutuhkan pemanas awal seperti busi pijar (Glow plug) yang membantu memanaskan ruang bakar pada awal stater pada kondisi mesin dingin.

2. Ruang Bakar Tidak Langsung 

Pada jenis ruang bakar tidak langsung, nozle injector tidak langsung menyemprotkan bahan bakar ke dalam ruang pembakaran. Melainkan pada ruang perantara sebelum masuk kedalam ruang bakar. Adapun jenis ruang bakar tidak langsung pada mesin diesel yaitu :

a. Swirl Chamber Type

Swirl Chamber Type

b. Precombution Chamber Type

Precombution Chamber Type

Pada perkembangannya jenis ruang bakar tidak langsung pada mesin diesel sudah jarang digunakan paad kenderaan - kenderaan saat ini, karena jenis ini harus menggunakan busi pijar sebagai pemanas awal.