PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX | 1

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Praktikum merupakan salah satu komponen yang penting dalam proses belajar

mengajar di perguruan tinggi. Tujuan kegiatan praktikum terutama untuk

memberikan pemahaman yang lebih mendalam kepada para mahasiswa terhadap

teori yang telah diberikan dalam proses perkuliahan dikelas. Bentuknya biasanya

berupa kegiatan di laboratorium dimana para mahasiswa melakukan percobaan

untuk mempraktekkan suatu teori atau karakteristik tertentu dari materi kuliah yang

telah diberikan.

Tujuan kegiatan praktikum berbeda dengan tujuan kegiatan penelitian.

Walaupun keduanya sama-sama dilaksanakan di laboratorium. Praktikum bertujuan

untuk menerapkan teori yang sudah ada dengan tujuan membantu proses belajar

mengajar. Sedangkan penelitian bertujuan untuk mendapatkan teori baru dalam

rangka pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam program pendidikan perguruan

tinggi jenjang akademik dalam rangka mendidik calon sarjana yang menguasai ilmu

pengetahuan yang sudah ada serta mampu mengembangkan ilmu pengetahuan.

Praktikum mempunyai peranan penting, terutama untuk membantu memahami

teori, proses atau karakteristik dari berbagai fenomena dan hasil rekayasa dalam

bentuk rekayasa yang komplek sehingga sulit dipahami apabila hanya diterangkan

melalui proses perkuliahan di kelas.

Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah

energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik berupa kerja. Motor bakar

dikategorikan menjadi dua yaitu Internal Combustion Engine dan External

Combustion Engine. Motor bakar yang digunakan sampai sekarang adalah jenis

motor bakar Internal Combustion Engine yaitu motor bakar torak (reciprocating

engine) dan mempunyai dua jenis, yaitu motor bensin (spark ignition engine) dan

motor diesel (compression ignition engine).

2 | PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

1.2 Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum motor bakar adalah :

1. Mendapatkan berbagai karakteristik kinerja (performance characteristic) dari

motor bakar melalui kegiatan pengujian di laboratorium motor bakar yang

dilakukan oleh mahasiswa yaitu :

a. Karakteristik kinerja antara konsumsi bahan bakar (FC) terhadap putaran.

b. Karakteristik kinerja antara keseimbangan panas terhadap putaran.

c. Karakteristik kinerja antara kandungan CO, CO2, O2, dan N2 dalam gas

buang terhadap putaran.

d. Karakteristik kinerja antara daya indikatif (Ni), daya efektif (Ne), dan daya

mekanik (Nm) terhadap putaran.

e. Karakteristik kinerja antara torsi terhadap putaran.

f. Karakteristik kinerja antara Mean Effective Pressure (MEP) terhadap

putaran

g. Karakteristik kinerja antara Specific Fuel Consumption (SFC) terhadap

putaran

h. Karakteristik kinerja antara efisiensi indikatif (i), efisiensi efektif (e),

efisiensi volumetrik (v) terhadap putaran

2. Evaluasi data karakteristik kinerja tersebut dengan membandingkannya dengan

karakteristik kinerja yang bersesuaian yang ada dalam buku referensi.

3. Menggambarkan diagram Sankey, yaitu diagram yang menggambarkan

keseimbangan panas yang terjadi pada proses pembakaran pada motor bakar.

4. Mengetahui pembakaran sempurna atau tidak yang ditunjukkan dengan emisi

gas buang berupa karbon monoksida.

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX | 3

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah

energi kimia menjadi energi mekanik berupa kerja (rotasi). Pada dasarnya mesin

kalor (Heat Engine) dikategorikan menjadi dua (2), yaitu:

a. External Combustion Engine

Yaitu mesin yang menghasilkan daya dengan menggunakan peralatan lain

untuk menghasilkan media yang dapat digunakan untuk menimbulkan daya

seperti turbin uap, dimana uap yang digunakan untuk menghasilkan daya

berasal dari proses lain yang terjadi di boiler, di boiler tersebut air dipanaskan

sehingga menghasilkan uap (superheated steam) dan kemudian uap ini dikirim

ke turbin uap untuk menghasilkan daya.

b. Internal Combustion Engine

Merupakan mesin yang mendapatkan daya dari proses pembakarannya

yang terjadi dalam mesin itu sendiri, hasil pembakaran bahan bakar dan udara

digunakan langsung untuk menimbulkan daya. Contohnya mesin yang

menggunakan piston seperti gasoline engine, diesel engine, dan mesin dengan

turbin penggerak (turbin gas).

2.1.1 Prinsip Motor Bakar Torak

Motor bakar yang sampai sekarang digunakan adalah jenis motor bakar torak.

Motor bakar torak menggunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat torak

yang bergerak translasi bolak balik. Di dalam silinder itulah terjadi pembakaran

antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan

oleh proses tersebut mampu menggerakkan torak yang dihubungkan dengan poros

engkol oleh batang penghubung (batang penggerak). Gerak translasi torak tadi

mengakibatkan gerak rotasi pada poros engkol dan sebaliknya. Berdasarkan

langkah kerjanya, motor bakar torak dibedakan menjadi 2, yaitu motor bakar 4

langkah dan motor bakar 2 langkah.

4 | PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

A. Motor Bakar 4 Langkah

Pada motor bakar 4 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 4 kali

langkah torak atau 2 kali putaran poros engkol, yaitu:

a. Langkah Isap (Suction Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati

bawah), dengan KI (katup isap) terbuka dan KB (katup buang) tertutup.

Karena gerakan torak tersebut maka campuran udara dengan bahan bakar

pada motor bensin atau udara saja pada motor diesel akan terhisap masuk

ke dalam ruang bakar.

b. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB

tertutup.Sehingga terjadi proses kompresi yang mengakibatkan tekanan

dan temperatur di silinder naik.

c. Langkah Ekspansi (Expansion Stroke)

Sebelum posisi torak mencapai TMA pada langkah kompresi, pada

motor bensin busi dinyalakan, atau pada motor diesel bahan bakar

disemprotkan ke dalam ruang bakar sehingga terjadi proses pembakaran.

Akibatnya tekanan dan temperatur di ruang bakar naik lebih tinggi.

Sehingga torak mampu melakukan langkah kerja atau langkah ekspansi.

Langkah kerja dimulai dari posisi torak pada TMA dan berakhir pada

posisi TMB saat KB mulai terbuka pada langkah buang. Langkah ekspansi

pada proses ini sering disebut dengan power stroke atau langkah kerja.

d. Langkah Buang

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI tertutup dan KB

terbuka. Sehingga gas hasil pembakaran terbuang ke atmosfer. Skema

masing masing langkah gerakan torak di dalam silinder motor bakar 4

langkah tersebut ditunjukkan dalam gambar 2.1.

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX | 5

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

Gambar 2.1 Skema Langkah Kerja Motor Bakar 4 Langkah

Sumber: Britannica (2013)

B. Motor Bakar 2 Langkah

Pada motor bakar 2 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 2 kali

langkah torak atau 1 kali putaran poros engkol. Motor bakar 2 langkah juga

tidak memiliki katup isap (KI) dan katup buang (KB) dan digantikan oleh

lubang isap dan lubang buang. Secara teoritis, pada berat dan displacement

yang sama, motor bakar 2 langkah menghasilkan daya 2 kali lipat dari daya

motor bakar 4 langkah, tetapi pada kenyataannya tidak demikian karena

efisiensinya lebih rendah akibat pembuangan gas buang yang tidak komplit dan

pembuangan sebagian bahan bakar bersama gas buang akibat penggunaan

sistem lubang. Tetapi melihat konstruksinya yang lebih simpel dan murah serta

memiliki rasio daya-berat dan daya-volume yang tinggi maka motor bakar 2

langkah cocok untuk sepeda motor dan alat-alat pemotong.

Gambar 2.2 Skema Langkah Kerja Motor Bakar 2 Langkah

Sumber : Beamerguide (2010)

6 | PRAKTIKUM MOTOR BAKAR KELOMPOK XX

LABORATORIUM MOTOR BAKAR FT - UB SEMESTER GANJIL TAHUN AKADEMIK 2018/2019

a. Langkah Torak dari TMA ke TMB

Sebelum torak mencapai TMA, busi dinyalakan pada motor bensin

(bahan bakar disemprotkan pada motor diesel) sehingga terjadi proses

pembakaran. Karena proses ini, torak terdorong dari TMA menuju TMB.

Langkah ini merupakan langkah kerja dari motor bakar 2 langkah. Saat

menuju TMB, piston terlebih dahulu membuka lubang buang, sehingga

gas sisa pembakaran terbuang. Setelah itu dengan gerakan piston yang

menuju TMB, lubang isap terbuka dan campuran udara bahan bakar pada

motor bensin atau udara pada motor diesel akan masuk ke dalam silinder.

b. Langkah