Mata kuliah motor bakar

Jadwal Kuliah Tambahan Motor Bakar
Minggu Depan
Hari Kamis Tgl. 20 Mei 2010
Jam : 7.30
MOTOR BENSIN
MATA KULIAH MOTOR BAKAR
TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Pendahuluan
 Motor Bensin merupakan perkembangan dan
perbaikan dari mesin otto
 Sebagai tempat pencampuran udara dan
bahan bakar motor bensin dilengkapi dengan
“karburator“.
 Sebagai penyalaan campuran bahan bakar
dan udara, dipakai “busi”, sehingga Motor
Bensin dinamai juga sebagai Spark Ignition
Engine.
Otto Engine
Cara Kerja
 Dalam motor bensin, pencampuran bahan bakar
dan udara terjadi karena
bahan bakar terisap atau disemprotkan ke dalam arus udara segar yg masuk ke
dalam karburator.
 Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang dinyalakan oleh
loncatan api listrik dari busi, menjelang akhir langkah kompresi.
 Pembakaran terjadi dalam volume konstan yang menghasilkan daya untuk
menggerakkan poros engkol.
Bagian-Bagian Motor Bensin
Fuel Characteristics
Fuel
Property
Diesel
Gasoline
Effect
Cetane
High
Low
Self ignitability
Octane
Low
High
Non self ignitability
Volatility
Low
High
Vapor emissions
Energy/Gal
1.12xBase
Base
Miles per gallon
Sulfur (now)
~350 ppm
~350 ppm
Particulates, catalyst
poisoning
Sulfur (future)
<15 ppm
<30 ppm
Roger Krieger, GM R&D Center
Sistem Penyalaan
 Penyalaan motor bensin dilakukan dengan
menggunakan Busi.
Loncatan api pada kedua elektrode busi
dibangkitkan dengan beda tengangan listrik
yang cukup besar, sekitar 10.000-20.000 volt.
 Besar tegangan tergantung dari :





Perbandingan campuran bahan bakar-udara
Kepadatan campuran b.bakar-udara
Jarak dan bentuk elektroda
Jumlah molekul campuran yang yang
terdapat diantara kedua elektroda
Temperatur campuran dan kondisi operasi
yang lain
The Mechanical Ignition System
Sistem Penyalaan Konvensional
Sistem Penyalaan Konvensional
 Bagian-bagian utama dan fungsi :




Bateray sebagai sumber listrik .
Kumparan : - kumparan primer (Np), (100-180 lilitan kawat tembaga)
- kumparan sekunder (Ns), (kurang lebih 18.000 lilitan)
Tahanan untuk mengatur arus primer agar tidak naik terlalu tinggi.
Kam untuk membuka dan menutup pemutus arus.
Putaran kam : - mesin 2 langkah (sama dengan kecepatan putaran poros engkol)
- mesin 4 langkah (1/2 dari kecepatan putaran poros engkol)


Rotor untuk membagi arus dari kumparan ke busi
Kondensor mempercepat pemutusan arus primer pada waktu pemutus arus
terbuka. Bila pemutusan arus primer tidak berlangsung cepat akan terjadi
loncatan listrik antara kontak pemutus arus, sehingga tidak terjadi loncatan
listrik di kedua elektroda busi.
Distributorless Ignition System
On older cars with a Distributor and coil pack, the ignition module is an electrical switch
that turns the power on and off to the coil, which in tern causes the coil to generate a
spark.
 On more modern cars that do not have a distributor, but have fully computerised ignition
systems, it usually refers to the ignition coil.


In both cases it's responsible for causing a surge of high voltage electricity to be supplied
to the spark plugs to cause the petrol/air mixture in the cylinders to ignite.
Distributorless Ignition System
Distributorless Ignition System

In a fuel injection controlled internal combustion engine, a magnetic trigger device
provides the source of electrical timing signals for operating the injectors. A single
rotating magnet has its magnetic field extended to an effective angular radiation area
substantially greater than the angular radiation area of the magnet alone. A pair of
magnetizable members are positioned on either side of the path of a rotating magnet for
developing an enlarged magnetic field for actuating a single reed switch. The reed switch
connects a source of power to a pair of signal lines wherein one line contains an inverter,
whereby, the signal on one line is the complement of the signal on the other line.

An engine control unit (ECU), also known as power-train control module
(PCM), or engine control module (ECM) is a type of electronic control unit that
determines the amount of fuel, ignition timing and other parameters an internal
combustion engine needs to keep running. It does this by reading values from
multidimensional performance maps (so called LUTs), using input values (e.g. engine
speed) calculated from signals coming from sensor devices monitoring the engine.
BUSI
BUSI
 Kondisi operasi mesin menentukan jenis busi
yang harus dipakai.
 Mesin dengan daya tinggi, tekanan efektif rata-2
dan putaran yang tinggi sebaiknya menggunakan
busi dingin, untuk mencegah penyalaan prematur.
BUSI
Sistem Bahan Bakar
Karburator
Sistem Bahan Bakar Injection Carburator
Sistem Bahan Bakar Injection Carburator
Dalam sistem injeksi, pemasukan bahan bakar dilakukan dengan penyemprotan oleh injektor
di beberapa tempat setelah katup gas, dekat katup isap. Untuk injektor dengan tekanan tinggi
dapat disemprotkan langsung ke dalam silinder (seperti motor Diesel).
Jumlah bahan bakar yang dimasukkan diatur oleh beberapa sensor dan merupakan fungsi dari :
• Jumlah udara masuk
• Temperatur udara
• Temperatur silinder
• Pembukaan katup Gas
• Perbandingan udara-bahan bakar
Fuel Injector
Sistem Bahan Bakar dan Proses Pembakaran
Canpuran bahan bakar –udara di dalam silinder motor
bensin juga harus sesuai dengan syarat busi yang ada, agar
tidak terbakar dengan sendiri.
 Pembakaran terjadi dimulai dari sekitar busi, akibat
loncatan api listrik di busi, kemudian merambat ke segala
arah dengan kecepatan tinggi (25-50 m/detik).
 Campuran dibagian terjauh dari busi akan mengalami
pembakaran yang terakhir.
Ada kemungkinan bagian tersebut terdesak oleh
penekanan torak atau nyala api yang telah terjadi di bagian
lain, sehingga temperaturnya melebihi temperatur
penyalaan sendiri dan akibatnya terjadi ledakan. Proses ini
yang dinamakan dengan Detonasi.
 Ketika terjadi detonasi, tekanan silinder bisa mencapai
130-200 kg/cm2. Detonasi yang berat bisa menimbulkan
suara gemlitik pada mesin.

Sistem Bahan Bakar dan Proses Pembakaran
 Cara Mencegah Detonasi







Mengurangi tekanan dan temperatur bahan bakar-udara yang masuk ke
dalam silinder
Mengurangi perbandingan kompresi
Memperkaya campuran bahan bakar-udara atau mempermiskin
campuran b.bakar-udara dari suatu harga perbandingan campuran yang
sangat mudah terjadi detonasi (misalnya 0,08).
Menaikkan kecetan torak (atau putaran poros engkol), untuk
memperoleh turbulensi pada arus campuran yang dapat mempercepat
rambatan api.
Memperkecil diameter torak untuk memperpendek jarak tempuh nyala
api.
Membuat konstruksi yang memungkinkan bagian terjauh dari busi
mendapat pendinginan yang cukup.
Penggunaan busi yang lebih dari satu.
Sistem Bahan Bakar dan Proses Pembakaran