Motor Penggerak Secara Umum

MOTOR PENGGERAK SECARA UMUM

A.    Karakteristik Penggerak Mula

Ada macam-macam tipe mesin yang menghasilkan daya, tipe-tipe yang dibicarakan berikut adalah yang biasa dipergunakan pada waktu ini. Karena macam ragamnya maka penggunaannya tergantung dari ukuran, sasaran penggunaan dan lingkungan di mana mesin tersebut akan dioperasikan.

1.      Motor Listrik

Motor listrik ini mempunyai keuntungan sebagai berikut:

a.      Dapat dihidupkan dengan hanya memutar sakelar.

b.      Suara dan getaran tidak menjadi gangguan.

c.     Udara tidak ada yang diisap, juga tidak ada gas buang, karena itu tidak perlu mengukur polusi lingkungannya atau membuat ventilasi. Tetapi menggunakan motor listrik tersebut di ruang yang berbahaya terhadap percikan api, perlu digunakan motor anti eksplosif agar tidak terjadi kebakaran.

d.  Motor DC mempunyai daya besar pada putaran rendah. Di lain pihak motor AC yang menggunakan sumber daya umum tidak mudah mengubah putarannya.

Di lain pihak motor listrik mempunyai kekurangan sebagai berikut:

a.  Motor listrik membutuhkan sumber daya; yaitu kabelnya harus dapat dihubungkan dengan stopkontak, dengan demikian tempat penggunaannya sangat terbatas.

b.    Kalau dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka jumlah beratnya akan menjadi besar. Sebagai pembanding tenaga yang didapat dari satu liter bahan bakar minyak, maka kalau sumber daya adalah baterai beratnya akan mencapai 1500 Newton.

c.      Secara umum biaya listrik lebih tinggi dari harga bahan bakar minyak.

d.     Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor pembakaran, maka motor listrik akan lebih berat.

2.      Motor Pembakaran Luar

Pada mesin uap dan turbin uap, maka 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 batubara atau kayu dan pembakarannya terus menerus. Lagi pula uap tidak langsung dipanasi 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.

  

3.      Motor Pembakaran Dalam

Torak dan sudu-sudu digerakkan oleh gas hasil pembakaran yang bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi pula, maka dari itu tidak dibutuhkan sebuah ketel uap. Dengan demikian motor pembakaran dalam ini dapat dibuat dengan konstruksi yang ringan sehingga perbandingan antara daya dan berat menjadi besar.

a.      Type gerak bolak- balik, Type motor pembakaran ini dewasa ini banyak dipergunakan di dunia dan sangat dikenal oleh masyarakat.

                        Keuntungannya ialah:

1.         Ringan, ukuran kecil, daya besar sangat praktis untuk kendaraan.

2.         Dapat dioperasikan di mana saja asalkan ada udara dan bahan bakar. Dengan demikian luas sekali daerah operasinya.

3.         Efisiensi thermis yang tinggi menyebabkan dapat menghasilkan usaha yang cukup besar dengan jumlah bahan bakar yang relatif sedikit.

4.         Mudah dihidupkan, mudah dilayani dan mudah diubah kecepatannya dan tahan lama.

Kekurangannya adalah sebagai berikut:

1.         Pembukaan dan penutupan katup, pemasukan udara, pembuangan sisa gas pem­bakaran dan letupan yang berulang pada tiap siklus menimbulkan kegaduhan dan getaran.

2.         Mengoperasikan di ruang- tertutup untuk waktu yang cukup lama tidak memungkinkan lagi pula polusinya bertambah dengan cepatnya.

3.         Macam bahan bakarnya-terbatas, karena batubara maupun kayu tidak dapat dipergunakan, karena akan menimbulkan abu.

b.     Type gerak berputar

Sebuah rotor segitiga (berkedudukan di dalam rumah) Dan berputar mengitari sebuah tap eksentris 0. Rotor; ini saling menangkap dengan roda gigi tetap, karena itu rotor membuat satu kali putaran setiap tiga kali putaran poros. Kalau rotornya berputar, maka tiga buah ruang yang dibentuk oleh rotor dan rumah selalu berubah isinya seperti pada torak yang bergerak bolak-balik mengubah ruangnya di dalam silinder. Dalam hal ini kalau rotornya berputar tiap ruang tersebut akan bertambah besar atau mengecil dua kali. Kalau ruang tersebut bertambah besar.pada bagian per­tama dari setengah putarannya, maka motor pembakarannya berada pada langkah pemaaukan, kalau ruangnya mengecil maka motor pembakarannya berada pada langkah,kompresi. Kalau ruang yang sama mengembang dan mengecil pada setengah putaran berikutnya, maka motor pembakarannya secara berturut-turut berada pada langkah :ekspansi dan pembuangan. Karena itu daya yang dilakukan oleh sebuah ruang dari: motor pembakaran rotasi pada satu kali putaran rotor adalah sama dengan proses empat langkah dari sebuah motor pembakaran torak gerak bolak balik siklusnya dua kali putaran poros engkol.

Di dalam kedua ruang terjadi proses yang sama dan satu kali putaran rotor dibutuhkan tiga kali putaran poros utama. Jadi tiga ruang dari rotor tiga kali putaran poros utama menghasilkan days yang sama dengan motor pembakaran dua langkah dengan silinder yang, sama isinya. Daya yang dihasilkan oleh rotor tersebut sama dengan: motor pembakaran tiga silinder dua langkah. Maka dari itu dapat dibangun dengan ukuran lebih kecil dari pada motor pembakaran torak yang menghasilkan daya yang sama dan kelebihannya ialah kurangnya getaran dan baiknya keseimbangan dari masa-masa yang bergerak.

Dalam hal lain motor pembakaran gerak torak berputar (rotary) mempunyai per­soalan dalam hal perapatan (seal) dari pada ketiga ruang tersebut terhadap clearence yang bisa dilalui oleh gas. 0, dan lainnya dibandingkan dengan cincin torak.

4.      Motor pembakaran torak serbaguna

Dari semua motor yang telah dibicarakan di atas, maka motor listrik dan motor pembakaran torak gerak bolak balik merupakan penggerak mula serbaguna paling baik dalam ukuran kecil. Khususnya yang terakhir mempunyai keuntungan bahwa konstruksi dapat dibuat ringan dan putarannya mudah direduksi, tetapi menimbulkan polusi lingkungan seperti gas buang sisa pembakaran, getaran dan kegaduhan.

5.      Daya Dari Panas

Dari waktu yang lampau yang tidak dapat kita telusuri lagi berapa lamanya telah terjadi beberapa fenomena sebagai berikut seperti gletser (sungai es) batu-batuan pecah dan angin, ini semua disebabkan adanya pergantian panas. Misalnya hal seperti ini kita harus mengerti. Memang begitulah kejadian dalam sejarah manusia yang dewasa ini diteruskan untuk mengembangkan penggerakan mesin-mesin dengan memanfaatkan panas. Thermodinamika adalah bagian dari teori konversi panas men­jadi daya mekanik dan dikembangkan setelah ditemukan motor pembakaran. Thermodinamika ini memberikan saham yang besar demi kemajuan motor pembakaran.

6.      Pembakaran Menghasilkan Daya Putaran

Kalau campuran bahan bakar dengan udara terbakar di dalam ruang pembakaran yang dibentuk dari atau dibatasi oleh torak, silinder dan kepala silinder akan menghasilkan gas pembakaran yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Gas pembakaran ini akan menekan torak ke bawah dan menghasilkan daya dengan cara sebagai berikut.

(1) Langkah pemasukan

Katub masuk terbuka dan torak bergerak dari batas atas (dinamakan titik mati atas: TMA) menuju ke batas bawah (dinamakan titik mati bawah: TMB) maka cam­puran udara dan bahan bakar mengalir masuk ke dalam silinder.

(2) Langkah kompresi

Katub masuk tertutup dan torak bergerak menekan campuran udara dan bahan bakar yang menimbulkan tekanan. Sewaktu torak mendekat pada TMA, ditimbulkan percikan api listerik yang dihasilkan oleh busi dengan dua ujung electrodenya. Percikan api listerik ini mem­bakar campuran udara dan bahan bakar sehingga mulai timbul pembakaran.

(3) Langkah ekspansi

Campuran udara dan bahan bakar yang terbakar beturutan menimbulkan tekanan yang lama kelamaan menjadi maksimum. Tekanan maksimum ini menekan torak ke bawah dan baik tekanan maupun suhu dari gas pembakaran mulai mengurang. Gaya gerak yang ditimbulkan oleh gerakan torak ini diteruskan kepada poros engkol melalui tangkai torak dan engkol dan dengan demikian poros engkol dipaksa untuk berputar mengatasi tahanan geseran.

 (4) Langkah pembuangan

Katup buang terbuka dan gas sisa pembakaran ditekan keluar oleh torak yang bergerak ke atas dan dengan demikian selanjutnya dimulai lagi langkah pemasukan un­tuk siklus berikutnya.

Bagian dari motor pembakaran yang terdiri dari torak, tangkai torak, engkol dan poros engkol dinamakan mekanisme engkol.

Besarnya sudut poros engkol menentukan kedudukan torak dan besarnya isi silinder. Mekanisme penggerak katup masuk dan katup buang juga dilakukan oleh poros engkol melalui susunan roda gigi.

Dengan demikian semua gerakan yang dilakukan oleh bagian-bagiian dari motor pembakaran ditentukan oleh besar kecilnya sudut poros engkol. Isi silinder yang dipengaruhi oleh gerakan torak waktu torak bergerak dari TMA ke TMB juga disebut isi langkah. Daya yang dihasilkan oleh motor pembakaran ini secara langsung tergan­tung dari isi silinder ini.

Hal ini disebabkan karena jumlah panas yang dihasilkan daripada pembakaran campuran gas tergantung dari pada jumlah campuran udara dan bahan bakar yang dapat dialirkan ke dalam silinder tiap siklusnya. Isi silinder ini merupakan nilai yang sangat penting pada spesifikasi motor pembakaran dan sangat menentukan. Misalnya motor pembakaran 250 cc atau 1,5 liter dan lain sebagainya.

B.    MOTOR CAMPURAN DAN MOTOR SEMPROT

Ditinjau dari segi masukan bahan bakar kedalam silinder,maka motor bakar dibedakan atas motor campuran dan motor semprot.

1.      Pada Motor Campuran

Motor menghisap suatu campuran yang dapat terbakar kedalam silinder apabila motor itu adalah motor gas, maka campuran yagng dapat terbakar tersebut berupa bahan bakar gas yang telah bercampur dengan udara.

Apabila motor itu adalah motor bensin, maka campuran yang dapat terbakar tersebut berupa uap bensin yang telah dicampur dengan udara.

Bahan bakar yang dapat dipakai pada motor campuran adalah bahan bakar yang mudah menguap.

2.      Pada Motor Semprot.

Dalam hal ini motor hanya menyerap udara, sedangkan bahan bakar dimasukkan kedalam silinder dengan jalan disemprotkan. Motor semprot menggunakan bahan bakar yang sulit menguap misalnya minyak diesel. Adapun kebaikan motor semprot dibanding motor campuran adalah:

a.       Karena titik nyala minyak diesel lebih tinggi dari pada bensin, maka bahaya kebakaran juga akan lebih kecil

b.      Gas bekas dari motor semprot lebih tidak beracun dari pada motor campuran.