1. TUGAS
MESIN KONVERSI ENERGI
2
Disusun oleh :
Nama: GunawanArdiyanto
NIM : 13503241064
Kelas : P
Pendidikan Teknik Mesin
Fakultas Teknik
Universitas Negeri Yogyakarta
2015
Soal
1.Jelaskan pengertian tentang motor bakar!
2.Sebutkan bagian dan klasifikasi motor bakar!

2. 3.Sebutkan dan jelaskan cara kerja motor bakar!
4.Sebutkan komponen-komponen utama motor bakar dan fungsinya!
5.Dengan melihat motor di lab,hitunglah volume silinder (volum langkah)!
Jawab
1.Pengertian motor bakar
Motor bakar adalah suatu pesawat yang menggunakan energi
termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi
kimia dari bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi
panas tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh
dari pembakaran bahan bakar pada motor itu sendiri.
2. Klasifikasi motor bakar adalah:
Pada umumnya motor bakar terbagi menjadi dua golongan utama, yaitu :

3. 1. Motor pembakaran luar(External combustion Engine))
Motor pembakaran luar adalah suatu motor
bakar dimana proses pembakaran atau
perubahan energi panas dilakukan diluar dari
mekanisme/konstruksi mesin, dan dari ruang
pembakaran energi panas tersebut dialirkan ke
konstruksi mesin melalui media penghubung.
proses pembakaran yang terjadi pada turbin
uap, ketel uap, mesin-mesin torak uap, dimana
proses pembakarannya berlangsung di dalam ruang bakar ketel uap. Energi panas
kemudian mengubah air menjadi uap. Uap dari ketel tersebut kemudian disalurkan ke
dalam silinder, dan di dalam silinder inilah uap tersebut lalu menggerakkan torak atau
piston, sehingga timbul tenaga gerak atau mekanis.
A.Turbin Uap
Turbin kukus (uap air) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial
kukus menjadi energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi,
dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung pada jenis mekanisme yan
digerakkan,turbinkukusdapatdipergunakanpada berbagai bidangindustri,untukpembangkit
tenaga listrik, dan untuk transportasi.
B.Turbin Nuklir
Yaitumesinmotorbakar luar dimanamengubahenergi dari reaktornukliryang
dikeluarkanmelalui turbin/sudu”sehinggamampumemutargneneratordanmenghasilkanlistrik.
Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran luar yaitu :
a. Dapat memakai semua bentuk bahan bakar.
b. Dapat memakai bahan bakar bermutu rendah.
c. Cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros.
d. Lebih cocok dipakai untuk daya tinggi.
2. MotorPembakaranDalam(Internal Combustion Engine)

4. Adalah suatu proses dimana energi gerak atau mekanis
dibangkitkan atau ditimbulkan di dalam ruang bakar. Proses
pembakaran terjadi di dalam silinder motor. Sebagai contoh adalah
motor bensin atau motor diesel,mesin jet. Di dalam silinder itu juga
energi mekanis dibangkitkan atau ditimbulkan oleh gerakan piston.
Hal-hal yang dimiliki pada mesin pembakaran dalam yaitu :
a. Pemakian bahan bakar irit
b. Berat tiap satuan tenaga mekanis lebih kecil
c. Kontruksi lebih sederhana, karena tidak memerlukan ketel uap, kondesor, dan sebagainya.
Motor pembakaran dalam menurut gerakan pistonnya di bagi menjadi dua,yaitu:
a. RotaryEngine
Yaitu engine yang gerakan pistonnya berputar, satu kali output shaft berputar
menghasilkan 3 kali usaha (expansi) untuk tiap piston. Power yang dihasilkan kira kira 2,5 x
reciprotcated Engine. Biasanya untuk sport car.
A.Mesinwinkel
Mesin wankel atau disebut juga mesin rotary adalah mesin pembakaran dalam yang
digerakkan oleh tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran diubah menjadi gerakan berputar
pada rotor yang menggerakkan sumbu.
B.Turbin Gas
Turbin gas adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari arus gas
pembakaran. Dia memiliki kompresor naik ke-atas dipasangkan dengan turbin turun ke-bawah,
dan sebuah bilik pembakaran di-tengahnya.
Energi ditambahkan di arus gas di pembakar, di mana udara dicampur dengan bahan bakar dan
dinyalakan. Pembakaran meningkatkan suhu, kecepatan dan volume dari aliran gas. Kemudian
diarahkan melalui sebuah penyebar (nozzle) melalui baling-baling turbin, memutar turbin dan
mentenagai kompresor.
Energi diambil dari bentuk tenaga shaft, udara terkompresi dan dorongan, dalam segala
kombinasi, dan digunakan untuk mentenagai pesawat terbang, kereta, kapal, generator, dan
bahkan tank.
b. Reciprocatedengine
Yaitu Engine yang gerakan pistonnya naik turun
contoh:
Mesin bensin,Mesin diesel,Mesin gas turbin,Mesin roket,Mesin jet dan Mesin gas. A.Mesin
Bensin(Otto)
Motor bakar adalah suatu pesawat yang menggunakan energi termal untuk melakukan
kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas,
dan menggunakan energi panas tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh
dari pembakaran bahan bakar pada motor itu sendiri.
B.Mesindiesel

5. Mesin/motor diesel (diesel engine) merupakan salah satu bentuk motor pembakaran
dalam (internal combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas. Motor diesel disebut
dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) karena penyalaan bahan
bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi udara dalam ruang bakar.
Resiprocated engine menurut sistem kerjanya dibagi menjadi dua,yaitu:
1. Prinsip kerja motor 2 tak
Dimana setiap satu kali putaran poros engkol atau 2 kali langkah atau gerakan naik
turun piston menghasilkan satu kali langkah usaha.
2. Prinsip kerja motor 4 tak
Di mana setiap 2 kali putaran poros engkol atau 4 kali langkah atau gerakan naik turun
piston menghasilkan satu kali langkah usaha.
3.) Cara kerja motor bakar sebagai berikut:
1.Motor Bakar Bensin(Otto)
A.Cara kerja motor 4 tak
Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga
memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran
noken as (camshaft).
1.Langkah Hisap
Sewaktu piston bergerak dari TMA ke TMB, maka tekanan diruang
pembakaran menjadi hampa (vakum). Perbedaan tekanan udara luar yang tinggi
dengan tekanan hampa, mengakibatkan udara dan bahan bakar terhisap masuk
dalam silinder berbentuk kabut.Campuran bahan bakar dan udara tersebut
masuk melalui katup masuk yang terbuka mengalir masuk dalam ruang
cylinder.
Prosesnya adalah :
1. Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).
2. Klep inlet terbuka, bahan bakar masuk ke silinder
3. Kruk As berputar 180 derajat
4. Noken As berputar 90 derajat
5. Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder

6. 2.Langkah Kompresi
Setelah melakukan penghisapan, piston yang sudah mencapai TMB
kembali lagi bergerak menuju TMA, dimana katup masuk dan katup buang
tertutup, ini memperkecil ruangan diatas piston, sehingga campuran udara-bahan
bakar menjadi padat, tekanan dan suhunya naik. Tekanannya naik kira-kira tiga
kali lipat dan mudah terbakar.
Prosesnya sebagai berikut :
1. Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA
2. Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup
3. Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber)
4. Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai
proses pembakaran
5. Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)
6. Noken as mencapai 180 derajat
3.Langkah Tenaga(Combution)
Dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi.
Dengan cepat campuran yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan
yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga menimbulkan tendangan
balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore.
Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as.
Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan
hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu
piston melakukan siklus berikutnya.
Prosesnya sebagai berikut :
1. Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar
2. Piston terlempar dari TMA menuju TMB
3. Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai
sedikit terbuka.
4. Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as
5. Putaran Kruk As mencapai 540 derajat
6. Putaran Noken As 270 derajat
4.Langkah Buang

7. Exhaust stroke
Piston yang terdorong kebawah tadi kembali bergerak ke atas(TMB ke
TMA) dan gas sisa pembakaran terdorong.Saat itu juga katup masuk tertutup
dan katup keluar terbuka sehingga sisa pembakaran dan kalor keluar melalui
katup keluar.
Prosesnya adalah :
1. Counter balance weight pada kruk as memberikan gaya normal untuk menggerakkan
piston dari TMB ke TMA
2. Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh
3. Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju
knalpot
4. Kruk as melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat)
5. Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)
Over laping
overlaping adalah sebuah kondisi dimana kedua katup masuk dan katup buang berada dalam
possisi sedikit terbuka pada akhir langkah buang hingga awal langkah hisap. Berfungsi untuk
efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam. Adanya hambatan dari kinerja mekanis klep
dan inersia udara di dalam manifold, maka sangat diperlukan untuk mulai membuka klep masuk
sebelum piston mencapai TMA di akhir langkah buang untuk mempersiapkan langkah hisap.
Dengan tujuan untuk menyisihkan semua gas sisa pembakaran, klep buang tetap terbuka hingga
setelah TMA. Derajat overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin
ini ingin bekerja.
Manfaat dari proses overlaping adalah sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari
sisa-sisa pembakaran,pendinginan suhu di ruang bakar,membantu exhasut scavanging
(pelepasan gas buang),dan memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar
B.Cara kerja motor bakar 2 tak
Pada motor bakar 2 tak untuk satu kali tenaga hanya memerlukan 2 langkah atau
gerakan piston, dimana pada setiap langkah terjadi beberapa proses, 2 langkah tersebut yaitu:
1) Langkah pertama (Langkah hisap dan Langkah kompresi)

8. a) Langkah Hisap(Dibawah piston)
Sewaktu piston bergerak keatas menuju
TMA ruang engkol akan membesar dan
menjadikan ruang tersebut hampa (vakum).
Lubang pemasukan terbuka. Dengan perbedaan
tekanan ini, maka udara luar dapat mendesak dan
mengalir bercampur dengan bahan bakar di
karburator yang selanjutnya masuk ke ruang
engkol berbentuk kabut.
b) Langkah Kompresi(Di atas piston)
Disisi lain lubang pemasukan dan lubang buang tertutup oleh piston, sehingga terjadi
proses langkah kompresi. Dengan gerakan piston yang terus ke atas mendesak gas baru yang
sudah masuk sebelumnya, membuat suhu dan tekanan gas meningkat serta mudah terbakar.
Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA busi akan melentikkan bunga api dan mulai
membakar campuran gas tadi.
2) Langkah kedua(Langkah kerja dan Langkah kompresi)
a) Langkah Kerja(Di atas piston)
Ketika piston mencapai TMA campuran gas segar yang dikompresikan dinyalakan oleh
busi. Gas yang terbakar mengakibatkan ledakan yang
menghasilkan tenaga sehingga mendorong piston memutar
poros engkol melalui connecting rod sewaktu piston bergerak
kebawah menuju TMB.Beberapa derajat setelah piston
bergerak ke TMB lubang buang terbuka oleh kepala piston,
gas-gas bekas keluar melalui saluran buang.
b) Langkah Buang(Di bawah piston)
Beberapa derajat selanjutnya setelah saluran buang dibuka, maka saluran bilas (saluran
transfer) mulai terbuka oleh tepi piston. Ketika piston membuka lubang transfer segera langkah
pembuangan telah dimulai. Gas baru yang berada di bawah piston terdesak, campuran yang
dikompresikan tersebut mengalir melalui saluran bilas menuju puncak ruang bakar sambil
membantu mendorong gas bekas keluar (proses ini disebut pembilasan).
2.Motor Diesel
PrinsipKerja Pada Mesin Diesel
1. PrinsipKerja 2 tak
a. Langkah Hisap dan Kompresi :
 Pada saat langkah hisap, udara bersih masuk kedalam ruang silinderdengan
bantuan pompa hisap.
 Piston bergerak dari TMB (titik mati bawah) ke TMB (titik mati atas).
 Saluran masuk membuka sehingga udara bersih masuk ke dalam dengan bantuan
pompa udara.
 Sesaat setelah saluran hisap menutup dan saluran buang menutup maka mulai
dilakukan langkah kompresi hingga tekanan udara mencapai 700-900 C.

9. b. Langkah Usaha Dan Buang,
Sebelum piston mencapai TMA (titik mati atas), injector akan menyemprotkan bahan
bakar ke ruang bakar dan ini sebagai pembakaran awal, karena bahan bakar
bercampur dengan udara bersih dan bertekanan tinggi maka akan terjadi proses
pembakaran sempurna, akibatnya akan mendorong piston dan piston pun bergerak dari
TMA ke TMB, sesaat piston belum mencapai TMB (titik mati bawah) katup buang sudah
mulai membuka. Dan bila saluran hisap membuka maka udara bersih akan membantu
mendorong gas sisa hasil pembakaran keluar.

10. 2. PrinsipKerja 4 tak
[1] Langkah Hisap
 Katup hisap terbuka dan katup buang tertutup
 Piston bergerak kebawah dan hanya menghisapudara masuk kedalan
ruang bakar.
[2] Langkah kompresi
 Katup hisap dan katup buang keduanya tertutup
 Piston bergerak keatas dengan tekanan sangat tinggi didalam ruang
bakar
[3] Langkah usaha
 Kedua katup masih tertutup. Udara yang bertekanan tinggi dinyalakan
dengan menyemprotkan bahan bakar solar ke ruang bakar
[4] Langkah buang
 Katup hisap tertutup dan katup buang terbuka.
 Piston bergerak keatas dan mendorong gas sisa pembakaran keluar
ruang bakar
3.Motor Wankel
Siklus kerja dari mesin Wankel adalah Sebagai Berikut :
1. Langkah Induksi :
Sewaktu ujung rotor (triangular rotor) melewati pintu masuk, campuran
bahan bakar dengan udara (gas) (berwarna hijau pada gambar) masuk ke
kamar akibat hisapan/tekanan tinggi dari gaya/orbit eksentrik
perputaran rotor mengelilingi gigi sumbu (central gear).
2. Langkah Tekanan :
Seketika rotor melanjutkan putaran,campuran bahan bakar (gas) dibawa
kekamar/sisi yang berikutnya (berwarna biru pada gambar), campuran
bahan bakar dan udara (gas) pada kamar/sisi ini termampatkan oleh
kekuatan/gaya/orbit perputaran rotor.

11. 3. Langkah Tenaga :
Pada saat campuran bahan bakar (gas) dalam keadaan
mampat/terkompressi busi mencetuskan api dan membakar bahan bakar
(gas), sehingga terjadi peningkatan tekanan udara dan menekan sisi rotor
sehingga berputar kedepan dan juga rotor memutar roda gigi sumbu
(central gear) kedepan.
4. Langkah Buang (exhaust) :
Sewaktu rotor berputar kearah atau kekamar/sisi berikut, lobang atau
pintu gas buang terbuka sehingga sisa pembakaran keluar.

12. 4.Komponen-komponen motor bakar dan fungsinya:

13. 1.Torak
Torak bergerak naik turun didalam silinder untuk langkah hisap,
kompressi, pembakaran, dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk
menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutarkan
poros engkol melalui batang torak ( connetcting rod ).
2. Pegas torak
Fungsinya adalah sebagai berikut:
1. Mencegah kebocoran campuran udara dan bahan bakar dan gas pembakaran yang melalui
celah antara torak dan dinding silinder.
2. Mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk keruang bakar.

14. 3. Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu medinginkan torak.
3.Batang Torak ( Connecting Rod )
Batang torak ( connecting rood ) berfungsi menghubungkan
torak ke poros engkol dan selanjutya meneruskan tenaga yang dihasilkan
oleh torak ke pores engkol.
4. Pena Torak ( Piston Pin )
Pena torak berfungsi menghubungkan torak dengan bagian ujung
yang kecil ( small end ) pada batang torak. Dan meneruskan tekanan
pembakaran yang berlaku pada batang torak.
5. Poros Engkol ( Crank Shaft )
Poros engkol berfungsi untuk merubah tenaga resiprokal/maju
mundur piston menjadi gerak melingkar.
6. Roda Penerus ( Fly Weel )
Roda penerus menyimpan tenaga putar ( inertia )
selama proses langkah lainya kecuali langkah usaha oleh sebab
itu poros engkol berputar secara terus-menerus. Hal ini
menyebabkan engine berputar dengan lembut diakibatkan
getaran tenaga yang dihasilkan.
7.Silinder
Silinder merupakan tempat terjadinya pembakaran pada motor bakar dalam ( internal
combustion engine) (Jacobs and Harrell, 1983). Pada silinder berlaku hukum Boyle dan hukum
Gay Lussac. Pada silinder, terjadi perubahan bentuk tenaga, yang semula adalah tenaga kimia
(pada bahan bakar), kemudian dirubah menjadi tenaga panas (pada saat proses pembakaran),
yang akhirnya dirubah menjadi tenaga mekanik (yaitu terjadinya putaran poros engkol).

15. 8. Mekanisme Katup
Katup dimiliki oleh motor bakar empat tak, yang berguna
untuk membuka dan menutup saluran pemasukan ke silinder, dan
satu katup lainnya dipakai untuk membuka dan menutup saluran
pengeluaran.
9. Karburator.
Fungsi karburator adalah merubah bahan bakar cair menjadi kabut,memberikan
campuran bahan bakar ke dalam silinder, dan mencampur bahan bakar dan udara dengan
perbandingan tertentu.
10. Pump Injection (pada motor disel)
Fungsi kompresi pada motor diesel adalah menaikkan efisiensi panas (thermal efficiency),
dan menghasilkan suhu yang tinggi untuk memulai pembakaran.
11. Sistem Pendingin (radiator)
Tujuan sistem pendingin adalah untuk mencegah suhu yang sangat tinggi (yang
dihasilkan pada proses pembakaran pada silinder), karena suhu yang sangat tinggi tersebut
dapat merusak bagian – bagian dinding silinder, torak, katup, dan bagian motor lainnya, serta
mencegah kerusakan oli pelumas yang melumasi bagian bagian tersebut.
12. Blok silinder/Silinder
Fungsi blok silinder adalah sebagai dudukan kepala silinder,sebagai dudukan silinder
liner dan sebagai dudukan mekanisme poros engkol.

16. 5.Perhitungan volume silinder mesin:
Motor Vario Techno
Diketahui:
D(Bore) : 52,4 mm = 5,24 cm
S(Stroke) : 57,9 mm = 5,79 cm
Maka:
Volume silinder
𝑉𝑠 =
𝜋
4
𝐷2
. 𝑆
=
3,14
4
5,242
. 5,79
= 124,8 𝑐𝑐