KOMPONEN-KOMPONEN MESIN
Komponen Mesin merupakan bagian-bagian utama dari
mesin khususnya yang dibahas disini adalah mesin bensin/premium. Dimana
komponen utama ini merupakan suatu bentuk rangkaian mesin yang difungsikan
sebagai pembuat tenaga.
Adapun yang utama dengan berurutan adalah sebagai
berikut :
A) CYLINDER
BLOCK
Cylinder
blok merupakan iti dari mesin yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ada
beberapa cylinder blok yang teerbuat dari paduan alumunium. Cylinder blok
terdiri dari beberapa cylinder bore, di dalamnya terdapat piston yang bergerak
naik-turun.Tenaga panas yang di hasilkan
oleh pembakaran bensin di rubah kedalam tenaga mekanik dengan adanya gerak
naik-turun piston dalam tiap-tiap cylinder. Mesin harus memenuhi dua syarat
untuk mengubah tenaga panas menjadi energi mekanik seefisien mungkin.
- 1) Tidak boleh terdapat kebocoran campuran udara-bahan bakar saat berlangsungnya langkah kompresi atau kebocoran gas pembakaran antara cylinder dan piston.
- 2) Tahanan gesek antara piston dan cylinder harus sekecil mungkin.
B) CYLINDER
HEAD
Kepala
silinder ditempatkan dibagian atas blok silinder, pada bagian kepala silinder
terdapat ruang bakar dan katup-katup. Kepala silinder harus tahan terhadap
temperatur dan tekanan yang tinggi selama mesin bekerja. Oleh sebab itu kepala
silinder terbuat dari besi tuang. Akhir-akhir ini banyak
mesin yang kepala silindernya terbuat dari paduan alumunium.
Kepala
silinder yang terbuat dari paduan alumunium memiiki kemampuan pendingin lebih
besar dibanding dengan yang terbuat dari besi tuang. Pada kepala silinder juga
dilengkapi dengan water jacket yang di aliri oleh air pendingin yang datang
dari blok silinder untuk mendinginkan katup-katup dan busi.
C) JENIS
RUANG BAKAR
1) RUANG
BAKAR MODEL HEMISPHERICAL
Ruang
bakar model ini mempunyai permukaan yang kecil dibanding dengan runag bakar
yang lain yang sam kapasitasnya. Ini berarti efisiensi panasnya tinggi
dibanding dengan model yang lainnya. Disamping itu memungkinkan efisiensi saat
intake dan exhaust lebih tinggi.
Ruang
bakar tipe ini kontruksinya lebih sempurna, tapi penempatan mekanis katupnya lebih rumit.
2) RUANG
BAKAR MODEL WEDGE
Ruang
bakar model ini kehilangan panasnya juga kecil, kontruksi mekanisme katupnya
lebih sederhana bila dibandingkan dengan ruang bakar himespherical.
3) RUANG
BAKAR MODEL BATHTUP
Ruang
bakar model ini kontruksinya sederhana dan biaya produiksinya lebih rendah. Hal
ini disebabkan diameter katupnya lebih kecil, tetapi pada saat langkah intake
atau exhaust kurang sempurna dibanding dengan ruang bakar model hemispherical.
4) RUANG
BAKAR MODEL PENT ROOF
Ruang
bakar model ini umumnya digunakan pada mesin yang mempunyai jumlah intake valve
atu exhaust valve lebih dari dua pada tiap-tiap silinder. Disebut model pent
roof sebab membentuk segi empat, baik tegak maupun mendatar. Model ini selain
memberi efek semburan yang lebih baik dan lebih cepat terbakar, juga penempatan
businya ditengah-tengah ruang bakar.
D) GASKET
KEPALA SILINDER
Gasket
kepala silinder letaknya antara blok silinder dan kepala silinder, fungsinya
untuk mencegah kebocoran gas pembakaran, air pendingin, dan oli. Gasket ini
harus tahan terhadap panas dan tekanan dalam setiap perubahan temperatur.
Umumnya
gasket terbuat dari carbon-clad sheet steel ( gabungan carbon dann lempengan
baja) karbon itu sendiri melekat dengan graphite, dan kedua-keduanya berfungsi
untuk mencegah kebocoran yang ditimbulkan antara blok silinder dan kepala
silinder, serta untuk menambah kemampuan melekat pada gasket.
E) BAK
OLI
Bak
oli dibaut pada crank case dengan diberi packing seal atau gasket. Bak oli
dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat untuk menjaga agar
permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada keadaan miring. Selain itu juga
dirancang sedimikian rupa agar oli mesin tidak berpindah pada saat kendaraan
berhenti tiba-tiba ndan menjanin bekerjanya pompa oli tidak akan kekurangan
setiap saat. Drain plug (penyumbat oli) letaknya dibagian bawah bak oli dan
fungsinya untuk mengeluarkan oli mesin bekas.
F) PISTON
Piston
bergerak naik turun didalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi,
pembakaran, dan pembuangan. Fungsi utama piston untuk menerima tekanan
pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memmutar crankshaft melalaui connecting
rod.
Piston
terus menerus menerima temperatur dan tekanan yang tinggi sehingga harus dapat
tahan saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi untuk periode waktu yang
lama. Pada umumnya piston dibuat dari paduan alumunium, selain lebih ringan,
radiasi panasnya juga lebih efisien dibandingkan dengan material lainnya.
1) CELAH
PISTON
Pada
saat piston menjadi paanas akan terjadi pemuaian dan akan mengakibatkan
diameternya bertambah. Untuk mencegah hal ini pada mesin harus ada semacam
celah yaitu jarak yang disediakan untuk temperatur ruang lebih kurang 25o C
antara piston dan silinder. Jarak ini disebut celah piston( piston clearence ).
Celah
piston bervariasi dan ini tergantung dari model mesinya, dan umumnya antara
0,02-0,12 mm. Bentuk piston agak sedikit tirus, diameter bagian atas lebih
kecil dibandingkan diameter bagian bawah. Selain itu celah piston bagian atas
lebih besar daripada bagian bawah.
Celah
piston penting sekali untuk memperbaiki fungsi mesin dan mendapatkan kemampuan
mesin yamg lebih baik. Bila celah terlalu kecil, maka tidak akan ada celah
antara piston dan silinder ketika piston panas, hal ini akan menyebabkan piston
menekan dinding silinder. Hal ini dapat merusak mesin. Bila celah piston
berlebihan, tekanan kompresi dan tekanan gas pembakaranya akan menjadi rendah
dan akan menurunkan kemampuan mesin.
2) RING
PISTON
Rimg
piston dipasang dalam alur ring pada piston. Diameter luar ring piston sedikit
lebih besar dibanding dengan piston itu sendiri. Ketika terpasang pada piston,
karena ring piston sifatnya elastis yang menyeabkan mengembang, sehingga
menutup dengan rapat dinding silinder. Ring piston terbuat dari bahan yang
dapat bertahan lama. Umumnya dibuat dari baja spesial, yang tidak akan merusak
dinding silinder. Jumlah ring piston
bermacam-macam tergantung jenis mesin dan umumnya 3 sampai 4 ring piston untuk
setiap piston.
Ring
piston mempunyai 3 peranan penting :
1) Mencegah
kebocoran campuran udara-bahan bakar dengan gas pembakaran yang melalui celah
antara pistyon dengan dinding silinder kedalam crank case selama langkah
kompresi dan langkah usaha.
2) Mencegah
oli yang melumasi piston dan silinder masuk kedalam ruang bakar.
3) Memindahkan
panas dari piston kedinding silinder untuk membantu mendinginkan piston.
3) CELAH
UJUNG RING
Ring
piston akan mengembang bila dipanaskan, sama halnya dengan piston. Dengan
alasan ini ring piston dipasang pada satu tempat dan celahnya diposisikan
sebelah kiri ketika terpasang didalam silinder. Celah ini disebut celah ujung
ring. besaarnya celah ini bermacam- macam
tergantung pada jenis mesin dan umumnya antara 0,2-0,5 mm pada temperatur ruangan
Celah
ujung ring yang berlebihan akan menurunkan tekanan kompresi, sebaliknya celah
yang kecil akan dapat menyebabkan kerusakan pada mesin bila ujung ring saling
berhubungan akibat dari pemuaian, pegas menjadi melengkung dan merusak dinding
silinder.
4) PIN
PISTON
Pin
piston menghubungkan piston dengan bagian ujung yang kecil (small end) pada
connecting rod.dan meneruskan tekanan pembakaran yang berlaku pada piston dan
connecting rod. Pin Piston berlubang
didalamnya untuk mengurangi berat yang berlebihan dan kedua ujug ditahan oleh
bushing pin piston.
Piston
dan connecting rod dihubungkan secar khusus, pada modelm full floating pin
piston tidak terikat pada bushing piston atau connecting rod, sehingga dapat
bergerak bebas. Pada kedua ujung piston ditahan oleh 2 buah snap ring (ring
pengunci). Pada model semi-floating, piston pin dipasang dan dibaut oleh
connecting rod untuk mencegah agar tidak terlepas keluar, atau bagian ujung
yang kecil pada connecting rod tebagi dalam dua bagian dan pin piston dibaut di
antara keduanya. Pada model lainya adalah tipe fixed, salah satu ujung pinya di
baut pada pada piston.
5) CONNECTING
ROD
Connecting
rod menghubungkan piston ke poros engkol dan selanjutnya meneruskan tenaga yang
dihasilkan piston ke poros engkol. Bagian ujung connecting rod yang berhubungan
dengan pin piston disebut small end. Sedangkan yang lainya yang berhubungan
dengan poros engkol disebut big end.
Crank
pin berputar pada putaran tinggi didalam big end dan mengakibatkan temperatur
menjadi tinggi. Untuk menghindari hal tersebut yang di akibatkan oleh panas.
Metal dipasangkan pada bagian dalam big end. Metal ini dilumasi dengan oli dan
sebagian dari oli ini dipercikan dari lubang oli bagian dalam piston untuk
mendinginkan piston.
Connecting
rod harus dipasang sesuai dengan tanda. Bila salah pemasangan akan menutup
lubang oli. Untuk mencegah hal ini tiap connecting rod terdapat tanda.
G) POROS
ENGKOL (CRANKSHAFT)
Tenaga
yang digunakan untuk menggerakan roda kendaraan dihasilkan oleh gerakan
connecting rod dan di ubah menjadi gerak putaran pada crankshaft. Crankshaft
menerima beban yang besar dari piston dan connecting rod serta berputar pada
kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut crankshaft umumnya terbuat dari baja
carbon dengan tingkatan serta mempunyai daya tahan yang tinggi. Kontruksi
crankshaft seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Crank
journal ditopang oleh bearing crankshaft pada crnkcase dan crankshaft berputar
pada journal. Masing-masing crank journal mempunyai crank arm, atau crank arm
dan crank pin letaknya di ujung arm-nya.
Crank
pin terpasang pada crankshaft tidak satu garis (offset) dengan shaft. Counter
balance weight dipasangkan seperti pada gambar untuk menjamin keseimbangan
putara yang ditimbulkan selama mesin beroperasi. Crankshaft dilengkapi lubang
oli untuk menyalurakan oli pelumasan pada crank journal, connecting rod
bearing, piston pin , dan lain-lain.
H) FLYWEEL
(RODA PENERUS)
Flyweel
terbuat dari baja tuang dengan mutu tinggi yang dipasang mengunakan baut pada
bagian belakang crankshaft pada kendaraan yang menggunakan transmisi manual.
Crankshaft menerima tenaga putar dari piston selama langkah usaha. Tapi langkah
itu hilang pada langhkah-langkah lainya sepaerti, inertia loss, dan kehilangan
akibat gesekan.
Flyweel
mwnwrima tenaga putar (inertia) selama proses langkah lainnya kecuali langkah
usaha oleh sebab itu crankshaft berputar secara terus menerus. Hal ini
mernyebabkan mesin berputar dengan lembut yanhg di akibatkan getaran tenaga
yang dihasilkan.
Flyweel
dilengkapi dengan ring gear yang dipasang dibagian luar gunanya untuk perkaitan
dengan gear pinion dari motor stater. Pada kendaraan yang menggunakan transmisi
otomatis, sebagai flyweel digunakan torque converter.
I) BEARING
CRANKSAHFT
Crank
pin dan crank journal menerima beban yang besar (dari tekanan gas pembakaran)
dari piston dan berputar pada putaran tinggi. Oleh sebab itu digunakan beberapa
bearing antara pin dan journal yang dilumasi dengan oli untuk mencegah keausan
serata mengurangi gesekan.
J) MEKANISME KATUP
Mekanisme katup berfungsi mengatur membuka dan
menutupnya katup-katup agar dapat bekerja sesuai dengan waktunya
JENIS-JENIS MEKANISME KATUP
Antara SOHC dengan DOHC memang memiliki perbedaan konsep yang besar. Kedua
istilah tersebut berbicara mengenai dua mekanisme penggerak katup. SOHC
merupakan singkaan dari single overhead ccamshaft, sedangkan DOHC adalah
singklatan dari double overhead camshaft. Terlihat dari kedua singkatan
tersebut ada satu kata yang sama yaitu camshaft atau noken as. Memang pada
noken as inilah terletak perbedaan kedua teknologi tersebut.
Camshaft atau noken as memiliki fungsi untuk membuka tutup katup isap dan
katup buang. Katup isap berfungsi untuk menghisap campuran bahan bakar udara
kedalam ruang bakar. Sebaliknya katup buang memiliki tugas untuk menyalurkan
sisa pembakaran ke knalpot.
Sebenarnya mekanisme katup tidak hanya SOHC dan DOHC, tetapi masih ada
sistem lain yang disebut OHV (Over Head Valve). Mekanisme katup ini sangat
sederhana dan memiliki daya tahan tinggi. Penempatan camshaftnya berada pada
blok silinder yang dibantu valve lifter dan push rod diantara rocker arm.
Para ahli otomotif terus berpikir untuk menciptakan sistem mekanisme katup
baru. Merekapun beralih kemodel OverHead Camshaft(OHC) yang menemptkan noken as
diatas kepala silinder. Noken as langsung menggerakan rocker arm tanpa melalui
valve lifter dan push rod. Camshaft digerakan oleh poros engkol melalui rantai
atau tali penggerak.
CARA KERJA KATUP
Bila poros engkol berputar menyebabkan
exhaust camshaft juga berputar melalui timing belt, sedangkan intake camshaft
diputarkan oleh exhaust camshaft melalui roda-roda gigi. Bila sumbu nok
(camshaft) berputar, nok akan menekan ke bawah pada valve lifter dan membuka
katup. Bila sumbu nok terus berputar, maka katup akan menutup dengan adanya
tekanan pegas. Setiap sumbu nok berputar satu kali akan membuka dan menutup
katup hisap dan katup buang satu kali pada setiap 2 putaran poros engkol.
Komoponen
sistem mekanisme katup
1) Sumbu nok
Sumbu nok (camshaft) dilengkapi dengan
sejumlah nok yang sama yaitu untuk katup hisap dan katup buang, dan nok ini
membuka dan menutup katup sesuai timing (saat) yang ditentukan. Gigi penggerak
distributor (distributor drive gear) dan nok penggerak pompa (fuel pump drive
cam) juga dihubungkan dengan sumbu nok. Sprocket dan sebuah puli yang menempel
pada ujung sumbu digerakan oleh poros engkol. Mesin 4A-F dan macam-macam mesin
DOHC lainnya juga mempunyai tambahan roda gigi untuk menggerakan sumbu
nok.
2)
Pengangkat katup
Pengangkat katup
(valve lifter) adalah komponen yang berbentuk silinder pada mesin OHV,
masing-masing dihubungkan dengan nok yang berhubungan dengan katup melalui
batang penekan (push rod) perhatikan gambar. Pengangkat katup bergerak turun
dan naik pada pengantarnya yang terdapat didalam blok silinder saat sumbu nok
berputar dan juga membuka dan menutup katup.
Mesin yang
mempunyai pengangkat katup konvensional celah katupnya harus disetel dengan
tepat, sebab tekanan panas mengakibatkan pemuaian pada komponen kerja katup.
Beberapa mesin yang modern ada yang bebas penyetelan celah yaitu dengan
menggunakan pengangkat katup hidraulis dan dalam pengaturannya celah katupnya
dipertahankan pada 0 mm setiap saat. Ini dapat dicapai dengan hydraulic lifter
atau sealed hydraulic lifter(terdapat pada mesin tipe OHV) atau katup last
adjuster (terdapat pada mesin tipe OHC)
membuka. Rocker arm dilengkapi
dengan skrup dan mur pengunci (lock nut) untuk penyetelan celah katup. Rocker
arm yang menggunakan pengangkat katup hidraulis tidak dilengkapi skrup dan mur
penyetel.
3)
Batang penekan
Batang penekan
(push rod) berbentuk batang yang kecil masing-masing dihubungkan pada
pengangkat katup (valve lifter) dan rocker arm pada mesin OHV batang katup ini
meneruskan gerakan dari pengangkat katup ke rocker arm.
PROPELER
SHAFT
Propeler shaft berfungsi
menghubungkan putaran dari transmisi ke defferensial. Transmisi dipasang pada
rangka, differensial dipasang pada axle yang ditunjang oleh pegas.
Universal
joint digunakan untuk memungkinkan terjadinya perpindahan tenaga dengan lembut
tanpa dipengaruhi oleh perubahan sudut. Slip Yoke berfungsi untuk mengibangi
adanya perubahan jarak antara transmisi dan differensial.
Ada
dua jenis propeler shaft :
aTipe
2 joint
bTipe
3 joint
c) Unversal
joint
Universal
jont dibagi menjadi 2 :
1) Hooke’s
jonit
Hooke’s joint ada 2
macam :
Ø Solid
bearing cup (dapat dibongkar)
Ø Sheel
bearing cup (tidak dapat dibongkar)
2) Flexible
joint
AXLE SHAFT
Sebagai
penerus putaran dari side gear ke roda.
Berdasarkan
sistem penopangan axle shaft diklasifikasikan menjadi 3 yaitu :
1) HALF
FLOATING TYPE (setengah bebas memikul)
Pada
tipe ini bearing roda dipasang di antara axle houshing dan axle shaft. Roda
langsung dipasang pada ujung poros.
a) Keuntungan
:
Ø Kontruksi
sederhana
Ø Biaya
produksi murah
b) Kerugian
:
Ø Axle
shaft menjadi bengkok akibat berat kendaraan langsung dipikul oleh poros.
Ø Jika
patah roda tidak ada yang menahan.
2) THREE
QUARTER FLOATING (3/4 bebas memikul)
Bantalan
dipasang diantara axle houshing dengan wheel hub dan axle shaft, secara tidak
langsung azle shaft ikut memikul beban kendaraan.
a) Keuntungan
:
Ø Berat
kendaraan tidak semuanya diteruskan ke axle shaft sehingga axle shaft tidak
bengkok.
Ø Bila
terjadi axle shaft patah masih ditahan oleh bantalan.
b) Kerugian
:
Ø Akibat
adanya gaya gesek kesamping tetap menimbulakn kebengkokan
3) FULL
FLOATING ( bebas memikul)
Pada
tipe ini wheel hub terpasang kokoh pada axle sshaft melalui dua buah bantalan
dan axle shaft hanya befungsi untuk menggerakan roda.
a) Keuntungan
:
Ø Berat
kendaraan seluruhnya dipikul oleh axle houshing, sehingga axle tidak terjadi
bengkok.
Ø Gaya
kesamping juga tidak diteruskan ke axle
shaft.
Ø Faktor
keamanan lebih baik dan sanggup memikul beban berat.
b) Kerugian:
Biaya produksi mahal.
CARA
KERJA AXLE SHAFT MODEL RIGIT
Karena
bentuknya yang kaku sehingga pada saat kendaraan berjalan posisi bodi kendaraan
seolah-olah mengikuti gerakan axle shaft yang kaku.
a) Keuntungan
:
Ø Kontruksi
lebih kuat.
Ø Cocok
untuk kendaraan skala medium ke atas.
Ø Sanggup
menahan beban berat.
Ø Moment
yang dihasilkan besar.
b) Kerugian
:
Ø Suspensi
keras.
Ø Pada
saat kendaraan berjalan di jaln yang bergelombang kendaraan tidak stabil.
Ø Sudut
belok kecil.
AXLE
SHAFT MODEL INDEPENDENT
Tipe
ini sering digunakan pada kendaraan kecil. Karena disamping kontruksinya
ringan, juga mampu membuat sudut belok yang besar.
CARA
KERJA AXLE SHAFT MODEL INDEPENDENT
Dengan
dilengkapi CV joint maka pada saat kendaraan melaju di jalan yang begelombang,
posisi bodi kendaraan seakan-akan tidak terpengaruh oleh keadaan di jalan. CV
joint disamping bisan bergerak putar juga bisa memanjang, memendek dan membuat
sudut.
CONSTANT
VELOCITY JOINT
Berfungsi
sebagai penyetabil posisi kendaraan terutama pada jalan-jalan yang
bergelombang.
Komponen-komjponen
CV joint
- Ø Outer race.
- Ø Ball cage.
- Ø Inner race.
- Ø Stell ball.
CARA
KERJA VELOCITY JOINT PADA SAAT JALAN
LURUS
Pada saat ajlan lurus dan rata tenag
puatar dari differensial di teruskan oleh axle shaft melalaui inner race
houshing – steel ball – intermediate axle shaft – outer race houshing – roda.
Pada saat itu steel ball diam sehingga CV joiny tidak membentuk sudut.
CARA
KERJA VELOCITY JOINT PADA SAAT BERBELOK
Pada saat belok atau jalan tidak
rata tenaga putar dari differensial diteruskan oleh : inner race houshing –
steel ball – intermediate axle shaft – stell ball – outer racehoushing – roda .
diman pada saat itu disamping sebagiai penerus putaran dari intermediate shaft
steel ball juga bergerak pada inner race, sehingga CV joint mampu membuat sudut
yang memungkinkan kedudukan kendaraan menjadi stabil.
