Bahan bakar
Bahan bakar yaitu bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses
pembakaran dengan sendirinya, disertai pengeluaran kalor.
Ada
beberapa bahan bakar yang digunakan pada kendaraan. Beberapa
diantaranya berisikan racun dan zat kimia yang mudah terbakar, dan ini
harus ditangani dengan berhati-hati. Gunakan tipe bahan bakar yang
sesuai agar tidak terjadi kesalahan, karna ini dapat menyebabkan
kerusakan bekerjanya komponen.
Bahan bakar bensin
1. Sifat Utama Bensin
Bensin
mengandung hydrocarbon hasil sulingan dari produksi minyak mentah.
Bensin mengandung gas yang mudah terbakar, pada umumnya bahan bakar ini
digunakaan untuk mesin dengan pengapian busi. Sifat yang dimiliki
bensin sebagai berikut:
· Mudah menguap pada temperature normal
· Tidak berwarna, tembus pandang dan berbau
· Mempunyai titik nyala rendah (-10° sampai -15°C)
· Mempunyai berat jenis yang rendah (0,60-0,78)
· Dapat melarutkan oli dan karet
· Menghasilkan jumlah panas yang besar (9,500-10,500 kcal/kg)
· Sedikit meninggalkan karbon setelah dibakar
Mesin
bensin saat ini menggunakan bensin dengan komposisi yang seimbang
untuk memperoleh kemampuan yang optimal pada berbagai tingkat
kecepatan.
2. Syarat-Syarat Bensin
Kwalitas berikut ini diperlukan oleh bensin untuk memberikan kerja mesin yang lembut.
· Mudah Terbakar
Pembakaran serentak didalam ruang bakar dengan sedikit knocking.
· Mudah menguap
Bensin
harus mampu membentuk uap dengan mudah untuk memberikan campuran
udara-bahan bakar dengan tepat saat menghidupkan mesin yang masih dingin
· Tidak beroksidasi dan bersipat pembersih
Sedikit
perubahan kualitas dan perubahan bentuk selama disimpan. Selain itu
juga bensin harus mencegah pengendapan pada system intake.
3. Nilai Oktana
Nilai Oktan (Octane Number) atau tingkatan dari bahan bakar adalah mengukur bahan bakar bensin terhadap anti-knock characteristic . bensin dengan nilai oktana tinggi akan tahan terhadap timbulnya engine knocking dibanding dengan nilai oktan yang rendah.
Ada dua cara yang digunakan untuk mengukur nilai oktana: Research method dan motor medhod.
Research method adalah yang paling umum digunakan dan spesifikasi nilai oktannya dengan metode ini ditetapkan dengan istilah RON (Research Octane Number).
Bensin
dengan nilai oktana 90 umumnya disebut bensin biasa dan yang nilai
oktanya lebih dari 95 disebut oktan tinggi atau super atau yang kita
sebut premium. Mesin yang mempunyai perbandingan kompresi yang tinggi
memerlukan bahan bakar bensin yang mempunyai nilai oktana yang tinggi
untuk menghilangkan knocking dan menghasilkan purtaran yang lembut.
Ada sedikit kerugian menggunakan bensin beroktan tinggi pada mesin biasa yang mempunyai perbandingan kompresi rendah. Bensin “octane tinggi” dan biasa banyak tersedia pada stasiun pompa bensin.
Bilangan oktana suatu bahan bakar diukur dengan mesin CFR (Coordinating Fuel Research),
yaitu sebuah mesin penguji yang perbandingan kompresinya dapat di
ubah-ubah. Di dalam pengukuran itu ditetapkan kondisi standar oprasinya
(putara, temperatur, tekanan, dan kelembaban relatif dari udara yang
masuk, dan sebagainya) dan bahan bakar yang akan digunakan sebagai
pembanding atau pengukur.
Untung
motor bensin di tetapkan heptana normal dan isooktana sebagai bahan
bakar pembanding. Heptana normal adalah bahan bakar hidrokarbon (rantai
lurus) yang mudah berdetonasi di dalam motor bensin, oleh karna itu
dinyatakan sebagai bahan bakar dengan bilangn oktana sama dengan nol.
Iso-oktana adalah suatu jenis bahan bakar hidrokarbon yang tidak mudah
berdetonasi, dalam hal ini dinyatakan sebagai bahan bakar dengtan
bilangan oktana sama dengtan 100.
Apabila
suatu bahan bakar dengan bilangan oktana yang tinggi hendak digunakan
pada mesin yanag sebenarnya dirancang untuk menggunakan bahan bakar
dengan bilangan oktana yang rendah tanpa detonasi, tidak akan terlahat
adanya perbaikan pada efisiensi dan daya yang dihasilkan. Keuntunagan
yang dapat diperoleh dari bahan bakar dengan bilangan oktana yang tinggi
adalah bahwa ia tidak peka terhadap detonasi. Oleh karena itu sangat
cocok untuk digunakan pada mesin dengan perbandingan komperesi yang
tinggi untuk memperoleh efisiensi yang tinggi tanpa detonasi, juga pada
mesin dengan supercarjer yang bertujuan menaikan daya poros.
Disamping
itu juga sangat berguna untuk menaikan daya dan efisiensi dengan jalan
memajukan saat penyalaan. Hal terahir ini dilakukan apabila semula
ditetapkan saat penyalaan yang lebih lambat hanya dengan alasan hendak
mencegah terjadinya detonasi.
Karekteristik mesin bensin
- Kecepatan tinggidan tenaganya besar
- Mudah pengoperasiannya
- Pembakarannya sempurna
- Umumnya di ganakan untuk mobil penumpang, kendaraan truk yang kecil, dan sebagainya.
Prinsip kerja mesin bensin
Mari kita perhatikan bagai mana mesin bensin mengubah bahan bakar
menjadi tenaga. Dalam gambar skema mesin bensin, campuran udara dan
bensin di hisap kedalam silinder, kemudian dikompresikan oleh torak
saat begerak naik, bila campuran udara dan bensin terbakar dengan
adanya api dari busi yang panas sekali, maka akan menghasilkan tekanan
gas pembakaran yang besar di dalam silinder. Tekanan gas pembakaran ini
mendorong torak kebawah, yang menggerakan torak turun naik dengan
bebas di dalam silinder. Dari gerak lurus (naik turun) torak dirubah
menjadi gerak putar pada poros engkol melalui batang torak. Gerak putar
inilah yang menghasilkan tenaga pada mobil.
Posisi tertinggi yang di capai torak di dalam silinder di sebut titik
mati atas (TMA), dan posisi terendah yang di capai torak disebut (TMB).
Jarak bergeraknya torak antara TMA dan TMB di sebut langkah torak
(stroke).
Campuran udara dan bensin dihisap kedalam silinder dan gas yang telah
terbakar harus keluar, dan ini harus berlangsung secara tetap.
Pekerjaan ini dilakukan dengan adanya gerak torak yang turun naik di
dalam silinder. Proses menghisap campuran udara dan bensin kedalam
silinder, mengkompresikan, membakarnya, dan mengeluarkan gas bekas dari
silinder, disebut satu siklus.
Ada juga mesin yang tiap siklusnya terdiri dari dua langka torak. Mesin
ini di sebut mesin dua langkah (two stroke engine). Poros engkol
berputar satu kali selama torak menyelesaikan dua langkah. Sedangkan
mesin lainnya, tiap siklusnya terdiri dari empat langkah torak. Mesin
ini disebut mesin empat langkah (four-stroke engine). Poros engkol
berputar dua putaran penuh selama torak menyelesaikan empat langkah
dalam setiap siklus.
Sistem bahan bakar
Sistem bahan bakar (ful system) terdiri dari beberapa komponen,
dimulai dari tangki bahan bakar (ful tank) sampai pada charcoal
canister. Bahan bakar yang tersimpan dalam tangki dikirim oleh pompa
bahan bakar (fuel pump) ke karburator melalui ppipa-pipa dan
selang-selang. Air dan pasi, kotoran dan benda-benda lainya dikeluarkan dari bahan bakar oleh saringan (ful filter).
Kalburator menyalurkan ke mesin sejumlah bahan bakar yang dibutuhkan
berupa campuran udara dan bahan bakar. Sejumlah gas HC yang timbul di
dalam tangki dikurangi oleh charcoal canister. Bensin di alirkan dari
tangki melalui sarinagn, selang dan pip-pipa hisap (suction tube).
Bensin yang sudah disaring dikirim ke karburator oleh pompa bahan
bakar, dan karburator mencampurnya dengan udara dengan suatu
perbandingkan tertentu menjadi canpuran udara dan bahan bakar. Sebagian
campuran udara dan bahan bakar menguap dan menjadi kabut saat mengalir
melalui intake manifold ke silinder.
Campuran Udara dan Bahan Bakar
Bahan bakar yang dikirim kedalam silinder untuk mesin harus ada dalam
Kondisi mudah terbakar agar dapat menghasilkan efesiensi tenaga yang
maksimum. Bensin sedikit
sulit terbakar, bila tidak dirubah kedalam bentuk gas. Bensin tidak
dapat terbakar dengan sendirinya, harus dicampur denagan udara dalam
perbandingan yang tepat. Untuk mendapatkan campuran udara dan bahan
bakar yang baik, uap bensin harus bercampur dengan sejumlah udara yang
tepat. Perbandingan campuran udara dan juga mempengaruhi pemakaian
bahan bakar.
Perbandingan Udara Dengan Bahan Bakar
Perbandingan udara dengan bahan bakar dinyatakan dalam volume atau berat dari bagian udara dan bahan bakar. Pada
umumnya, perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan berdasarkan
perbandingan berat udara dengan berat bahan bakar. Bensin harus dapat
terbakar keseluruhannya di dalam ruang bakar untuk menghasilkan tenaga
yang besar pada mesin. Perbandingan udara dan bahan bakar dalam teorinya
adalah 15:1, yaitu 15 untuk udara berbanding 1 untuk bensin.
Tetapi
pada kenyataannya, mesin menghendaki campuran udara dan bahan bakar
dalam perbandingan yang berbeda-beda tergantung pada temperatur,
kecepatan mesin, beban, dan kondisi lainya. Pada table di bawah ini
diperlihatkan perbandingan udara dan bahan bakar yang dibutuhkan sesuai
dengan kondisi mesin.
Proses pembakaran
Campuran
bahan bakar-udara didalam selinder motor bensin harus sesuai dengan
syarat busi, yaitu jangan terbakar sendiri. Ketika busi mengeluarkan api
listrik, yaitu pada saat beberapa derajat engkol sebelum torak
mencapai TMA, campuran bahan bakar-udara disekitar itulah mula-mula
terbakar. Kemudian nyala api merambat kesegala arah dengan kecepatan
yang sangat tinggi (25-50 m/detik), menyalakan campuran yang dilaluinya
sehingga tekanan gas didalam silinder naik, sesuia dengan jumlah bahan
bakar yang terbakar.
Sementara itu campuran dibagian yang terjauh dari busi masih menunggu
giliran untuk terbakar. Akan tetapi ada kemungkinan bagian campuran
tersebut terakhir, karena terdesak oleh penekanan torak maupun oleh
gerakan nyala api pembakaran pembakaran yang merambat dengan cepat itu,
temperaturnya dapat melampaui temperatur penyalaan sendiri sehingga
akan terbakar dengan cepatnya. Proses terbakar sendiri dari bagian
campuran yang terakhir (terjatuh dari busi) dinamai detonasi.
Tekanan didalam selinder tersebut dapat mencapai 130-200 kg/cm²,
dengan frekuensi getaran mencapai 4000-5000 cps. Detonasi yang cukup
berat menimbulkan suara gemeletik seperti bunyi pukulan palu
pada dinding logam. Bunyi tersebut jelas terdengar pada mesin mobil
atau sepeda motor. Akan tetapi pada mesin pesawat terbang jarang
terdengar karena terkalahkan oleh bunyi gas pembakaran yang keluar dari
mesin dan bunyi baling-baling.
Detonasi yang berulang-ulang dalam waktu yang cukup lama dapat merusa
bagian ruang bakar, terutama bagian tepi dari kepala torak tempat
detonasi erjadi. Disamping itu detonasi mengakibatkan bagian ruang
bakar (misalnya busi atau kerak yang ada) sangat tinggi temperaturnya,
atau pijar, sehingga dapat menyalakan campuran bahan bakar-udara
sebelum waktunya (pranyala). Pranyala ini serupa dengan penyalaan yang
terlalu pagi. Jadi, dapat mengurangi daya dan efisiensi mesin,
sedangkan tekanan maksimum gas pembakaranpun akan bertambah tinggi.
Karena itu, detonasi yang dahsyat tidak di kehendaki dan harus dicegah
seluruh campuran bahan bakar-udara harus dinyalakan oleh nyala api yang
berasal dari busi.
Berikut ini beberapa cara untuk mencegah detonasi :
1. Mengurangi tekanan dan temperatur bahan bakar-udara yang masuk kedalam silinder.
2. Mengurangi perbandingan kompresi.
3. Memperlambat saat penyalaan.
4. Memperkaya yaitu menaikan perbandingan campuran bahan bakar-udara atau
mempermiskin yaitu menurunkan campuran bahan baka-udara dari suatu harga
perban dingan campuran (misalnya, f=0,08) yangsangat mudah berdetonasi.
5. Menaikan kecepatan torak atau putaran poros engkol, untuk memperoleh arus
turbulen pada campuran didalam silinder yang mempercepat rambatan nyala api.
6. Memperkecil diameter torak untuk memperpendek jarak yangdi tempuh oleh
nyala api dari busi kebagian yang terjauh. Hal ini bias juga di capai jika
dipergunakan busi lebih dari satu.
Membuat
kontruksi ruang bakar demikian rupa sehingga bagian yang terjauh
darinbusi mendapat pendinginan yang lebih baik. Caranya ialah dengan
memperbesarperbandingan antara luas pemukaan dan volume sehingga
diperoleh ruangan yang sempit. Apabila detonasi itu terjadi juga,
hanyalah dalam bagian yang kecil jumlahnya sehingga tidak membahayakan.
Disamping itu busi ditempatkan dipusat ruang bakar yaitu di antara
katup buang bagian yang panas dan katup isap tepat kemungkinan basar
terdapat campuran yang kaya.