PENGETAHUAN SEPEDA MOTOR

Advertisement
PENGETAHUAN SEPEDA MOTOR
     
Pada artikel kali ini saya akan membahas tentang sepeda motor, materi ini saya ambil dari berbagai  sumber yang berkaitan dengan mesin sepeda motor.

Pada umumnya komponen sepeda motor terdiri dari 3 (tiga) kelompok besar, yaitu
1.    Bagian Rangka
Berfungsi sebagai wadah penempatan mesin, sistem kelistrikan dan penyangga penumpang. Terdiri  dari  beberapa  komponen  untuk  menunjang  agar  sepeda motor dapat berjalan dan berbelok. Komponennya adalah:
-    Rangka
-    Kelompok kemudi
-    Kelompok suspensi 
-    Kelompok roda 
-    Kelompok rem
-    Tangki bahan bakar
-    Tempat duduk
-    Fender
2.    Bagian Kelistrikan
Mekanisme    kelistrikan    dipakai    untuk    menghasilkan    daya pembakaran  untuk  proses  kerja  mesin  dan  sinyal  untuk  menunjang keamanan  berkendaraan.  Jadi  semua  komponen  yang  berhubungan langsung dengan energi listrik dikelompokkan menjadi bagian kelistrikan. Bagian kelistrikan terdiri dari komponen pengapian, pengisian dan kelompok beban.
3.    Bagian Mesin
Adalah seluruh komponen yang mengkonsumsi energi listrik selain sistem pengapian, terdiri atas :
Sistem tenaga mesin
Sebagai  sumber  tenaga  penggerak  untuk  berkendaraan,  terdiri dari bagian:
-  Mesin/engine
-  Sistem bahan bakar
-  Sistem pelumasan
-  Sistem pembuangan
-  Sistem pendinginan
                                 Gambar 1. Mesin Sepeda Motor

Dari ketiga bagian tersebut, memiliki peran dan fungsinya masing-masing. Salah satunya bagian mesin yang merupakan sumber tenaga dan penggerak dari sepeda motor sehingga dari sumber tenaga tersebut dapat dihubungkan ke bagian lainnya.

Mesin merupakan penghasil tenaga pada suatu kendaraan bermotor, termasuk sepeda  motor.  Mesin  mempunyai  komponen  utama  berupa  silinder  blok, silinder  kop,  dan  karter  (khusus  motor  4  tak).  Masing-masing  komponen tersebut, terutama pada komponen pertama dan kedua masih dapat dirinci lagi menjadi beberapa sub-komponen.


                   Gambar 2. Jenis Mesin Sepeda Motor

Di samping itu, masing-masing komponen tersebut di atas mempunyai fungsi tertentu, sesuai dengan cara kerja suatu motor (4 tak atau 2 tak). Oleh karena itu, pada bagian ini diuraikan tentang fungsi komponen mesin, dan cara kerja motor 4 tak dan 2 tak.



a.      Komponen Tidak Bergerak

Yang  dimaksud  dengan  komponen  tidak  bergerak  pada  sepeda  motor adalah komponen yang tidak bergerak ketika mesin hidup.  Pengertian bergerak di sini tidak sama dengan berpindah  sehingga  dapatlah dipisahkan komponen mana yang bergerak dan komponen mana yang tidak bergerak.

Komponen-komponen yang tidak bergerak dalam hal ini adalah yang tidak termasuk  ke  dalam  sistem  bahan  bakar,  sistem  pelumasan,  dan  sistem pendinginan.  Pengelompokan  tersebut  hanya  dimaksudkan  agar  mudah dalam pembahasannya saja.
Komponen-komponen tersebut antara lain:

1.      Blok Silinder

Blok silinder bisa dikatakan bagian yang penting pada suara mesin. Blok silinder   tempat   piston   bergerak   bolak   balik   dan   tempat beberapa komponen  kelistrikan  dipasangkan.  Konstruksi  blok  silinder  dipengaruhi oleh  sistem  pendinginannya,  jumlah  silindernya  serta  sistem  pemasukan bahan  bakarnya.  Sistem  pendinginan  sepeda  motor  kebanyakan  adalah dengan  menggunakan  pendinginan  udara.  Untuk  menambah  efektifitas pendinginan  maka  bagian  luar  blok  silinder  dibuat  bersirip  agar  luas bidang permukaan pendinginan lebih besar.
 
                            Gambar 3. Blok Silinder

Silinder  liner  dan  blok  silinder  merupakan  dua  bagian  yang melekat  satu  sama  lain.  Daya  sebuah  motor  biasanya  dinyatakan  oleh besarnya isi silinder suatu motor. Silinder liner terpasang erat pada blok, dan bahannya  tidak  sama.  Silinder  liner  dibuat  dari  bahan  yang  tahan terhadap  gesekan  dan  panas,  sedangkan  blok  dibuat  dari  besi  tuang yang  tahan  panas.

Pada  mulanya,  ada  yang  merancang  menjadi  satu, sekarang sudah jarang ada. Sekarang dibuat terpisah berarti silinder liner dapat  diganti  bila  keausannya  sudah  berlebihan.  Bahannya  dibuat  dari besi  tuang  kelabu.  Untuk  motor-motor  yang  ringan  seperti  pada  sepeda motor  bahan  ini  dicampur  dengan  alumunium.  Bahan  blok  dipilih  agar memenuhi  syarat-syarat  pemakaian  yaitu:  Tahan  terhadap  suhu  yang tinggi,  dapat  menghantarkan  panas  dengan  baik,  dan  tahan  terhadap gesekan.

Blok  silinder  merupakan  tempat  bergerak  piston.  Tempat piston berada tepat di tengah blok silinder. Silinder liner piston ini dilapisi bahan khusus  agar  tidak  cepat  aus  akibat  gesekan.  Meskipun  telah  mendapat pelumasan  yang  mencukupi  tetapi  keausan  lubang  silinder  tetap  tak dapat  dihindari.  Karenanya  dalam  jangka  waktu  yang  lama  keausan tersebut  pasti  terjadi.  Keausan  lubang  silinder  bisa  saja  terjadi  secara tidak merata sehingga dapat berupa keovalan atau ketirusan.    Masing-masing    kerusakan    tersebut    harus    diketahui    untuk menentukan langkah perbaikannya.

 

Kontruksi   luar   blok   silinder   dibuat   seperti   sirip,   ini   untuk melepaskan   panas   akibat   kerja   mesin.   Dengan   adanya   sirip-sirip tersebut,  akan  terjadi  pendinginan  terhadap  mesin  karena  udara  bisa mengalir  diantara  sirip-sirip.  Sirip  juga  memperluas  bidang  pendinginan, sehingga penyerapan panas lebih besar dan suhu motor tidak terlampau tinggi dan sesuai dengan temperatur kerja.

Persyaratan  silinder  yang  baik  adalah  lobangnya  bulat  dan licin dari  bawah  ke  atas,  setiap  dinding-dindingnya  tidak  terdapat  goresan yang  biasanya  timbul  dari  pegas  ring,  pistonnya  tidak  longgar  (tidak melebihi apa yang telah ditentukan), tidak retak ataupun pecah-pecah.

Perbedaan  kontruksi  dan  komponen  kepala  silinder  dan  blok silinder  mesin  empat  langkah  dan  mesin  dua  langkah  ditunjukkan  oleh tabel satu (tabel 1)
Ket:
a. Lubang silinder adalah ruang tempat piston bergerak.
b. Lubang  pengisian  (inlet  port)  adalah  saluran  bahan  bakar  dari karburator menuju poros engkol dibawah piston.
c. Lubang  pembilasan  (transfer  port)  adalah  tempat  masuk  bahan bakar menuju ruang silinder di atas kepala piston
d. Lubang  pembuangan  (exhaust  port)  adalah  lubang  atau  saluran untuk membuang gas  sisa atau bekas pembakaran

Teknologi Motor

         DialSil Cylinder  
DiaSil Cylinder adalah singkatan dari Die Aluminium Silicon, yaitu material logam yang   merupakan campuran aluminium dan silicon, sehingga material ini memiliki beberapa keungulan antara lain memiliki kemampuan pendinginan yang baik, ketahanan terhadap aus yang tinggi.  
Keunggulan pengunaan Die Diasil Cylinder adalah sebagai berikut :
1. Ramah lingkungan, karena bukan mengunakan lapisan nikel total Die-Cast Aluminium (mudah didaur ulang).
2.  Proses dengan teknologi tinggi dan modern (proses otomatis).
3.  Ekonomis, tidak menggunakan liner besi sehingga nilai produktivitasnya tinggi.
 4. Performa tinggi, antara lain ringan, pendinginan sempurna, meredam suara berisik, awet atau tidak mudah aus, pemakaian oli hemat

DiASil Cylinder dibuat dengan proses Die Casting (cetak) bukan dengan Coated (lapisan) dapat dilihat gambar dibawah ini pelumasan “Elastic-Dynamic” pada permukaan DiASil Cylinder.
 
                                              Gambar 4. DiASil Cylinder

Selain itu DiASil Cylinder juga memiliki kemampuan pendinginan yang bagus hal ini dapat dilihat pada grafik dibawah ini, grafik ini menunjukkan permuakaan DiASil Cylinder suhunya lebih rendah dibandingkan Cylinder Aluminium dengan liner besi (conventional)
            Keuntungannya adalah       :
1.  Bebas perawatan. saking kerasnya dinding DiASil Cylinder, efek pengikisnya banyak berkurang dibanding silender baja (berkurang 2 hingga 3 kali berdasar tes oleh yamaha).
2.   Makin irit bahan bakar. DiASil Cylinder merawat permukaan film oli secara ideal pada dinding silinder sehingga konsumsi bahan bakar berkurang.

2.      Kepala Silinder

Bagian  atas  blok  silinder  adalah  kepala  silinder.  Kepala silinder  dibaut pada  blok  silinder  dengan  baut-baut  yang  panjang.  Baut-baut  tersebut dikeraskan   dengan   kekerasan   tertentu.
 
                           Gambar 5. Kepala Silinder

Kepala  silinder  bertumpu  pada  bagian  atas  blok  silinder.  Titik tumpunya  disekat  dengan  gasket  (paking)  untuk  menjaga  agar  tidak terjadi kebocoran kompresi, disamping itu agar permukaan metal kepala silinder  dan  permukaan  bagian  atas  blok  silinder  tidak  rusak.  Kepala silinder  biasanya  dibuat  dari  bahan  Aluminium  campuran,  supaya  tahan karat  juga  tahan  pada  suhu  tinggi  serta  ringan.  Biasanya  bagian  luar kontruksi kepala silinder bersirip, ini untuk membantu melepaskan panas pada mesin berpendingin udara.

Konstruksi   kepala   silinder dipengaruhi oleh sistem pemasukan bahan bakar dan penggerak katupnya. Pada  sepeda  motor  4  tak  katup-katupnya  dipasang  pada  kepala  si1inder sehingga kepala silindernya mempunyai lubang-lubang pemasukan bahan bakar dan pengeluaran gas buang.

Jika mesin sepeda motor dengan sistem OHC (Over Head Camshaft) maka poros camnya ditempatkan pada kepala silinder sehingga konstruksinya tambah rumit. Hal ini tidak terdapat pada kepala  silinder  sepeda  motor  2  tak.  Kepala  silinder  juga  sebagai  tempat pemasangan   busi.   Busi   tersebut   dipasangkan   dengan   cara   diulirkan. Elektroda busi menghadap ke ruang bakar.

3.      Bak Engkol

Crankcase  (bak  engkol)  biasanya  terbuat  dari  aluminium  die casting dengan sedikit campuran logam.Bak engkol fungsinya sebagai rumah dari komponen yang ada di bagian dalamnya, yaitu komponen:
·    Generator atau alternator untuk pembangkit daya tenaga listriknya sepeda motor
·    Pompa oli
·    Kopling
·    Poros engkol dan bantalan peluru
·    Gigi persneling atau gigi transmisi
·    Sebagai penampung oli pelumas

                                       Gambar 6. Bak Mesin

Bak  engkol  terletak  di  bawah  silinder  dan  biasanya  merupakan bagian yang ditautkan pada rangka sepeda motor.

b.      Komponen Bergerak

Yang  dimaksud  dengan  komponen  bergerak  adalah  komponen  mesin yang bergerak jika mesin hidup baik itu gerak lurus maupun gerak putar. Komponen  yang  bergerak  tersebut  adalah  yang  tidak  termasuk  ke  dalam sistem pendinginan, pelumasan, dan bahan bakar.

1.      Piston

Piston mempunyai bentuk  seperti  silinder.  Bekerja  dan  bergerak secara translasi (gerak bolak-balik)  di dalam silinder. Piston merupakan sumbu  geser  yang  terpasang  presisi  di  dalam  sebuah  silinder. Dengan tujuan, baik untuk mengubah volume dari tabung, menekan fluida dalam silinder, membuka-tutup jalur aliran atau pun kombinasi semua itu.

Piston terdorong    sebagai    akibat    dari    ekspansi    tekanan    sebagai    hasil pembakaran.  Piston  selalu  menerima  temperatur  dan  tekanan  yang tinggi,  bergerak  dengan  kecepatan  tinggi  dan  terus  menerus.
 

Gambar 7. Piston

Gerakan langkah  piston  bisa  2400  kali  atau  lebih  setiap  menit.  Jadi  setiap  detik piston bergerak 40 kali atau lebih di dalam silindernya. Temperatur yang diterima oleh piston berbeda-beda dan pengaruh panas juga berbeda dari permukaan  ke  permukaan  lainnya.  Sesungguhnya  yang  terjadi  adalah pemuaian  udara  panas  sehingga  tekanan  tersebut  mengandung  tenaga yang  sangat  besar.  Piston  bergerak  dari  TMA  ke  TMB  sebagai  gerak lurus. Gerakan turun naik piston ini berlangsung sangat cepat melayani proses motor   yang   terdiri   dari   langkah   pengisian,   kompresi,   usaha   dan pembuangan gas bekas.

Bentuk piston dibedakan menjadi dua yaitu bentuk piston mesin 2 tak dan bentuk  piston  mesin  4  tak.  Bentuk  piston  mesin  2  tak  ditentukan  oleh sistem  pemasukan  gas  ke  dalam  silindernya.  Bentuk  piston  mesin  2  tak antara lain:

·         Puncak piston cembung.
Puncak piston cembung dimaksudkan untuk membantu arah pemasukan gas baru ke dalam silinder. Arah masuk gas baru tersebut harus sedemikian rupa sehingga gas buang dapat keluar semuanva dan gas baru tidak ikut keluar bersama gas buang.

·         Sisi Piston Berlubang
Piston  model  ini  untuk memenuhi  keperluan  pemasukan  gas  baru  ke dalam  ruang  engkol.  Model  ini  digunakan  pada  sistem  pemasukan piston valve.

Bagian  atas  piston  pada  mulanya  dibuat  rata.  Namun,  untuk meningkatkan   efisiensi   motor,   terutama   pada   mesin   dua   langkah, permukaan  piston  dibuat  cembung  simetris  dan  cembung  tetapi  tidak simetris.     Bentuk     permukaan     yang     cembung     gunanya untuk menyempurnakan  pembilasan  campuran  udara  bahan  bakar. Sekaligus, permukaan  atas  piston  juga  dirancang  untuk  melancarkan  pembuangan gas sisa pembakaran.
 
                                  Gambar 8. Bentuk Piston

Piston dibuat dari campuran aluminium karena bahan ini dianggap
ringan tetapi cukup memenuhi syarat-syarat :
1.   Tahan terhadap temperatur tinggi.
2.   Sanggup menahan tekanan yang bekerja padanya.
3.   Mudah menghantarkan panas pada bagian sekitarnya
4.   Ringan dan kuat.

Teknologi Motor

Forged Piston (yamaha) adalah piston yang dibuat dengan sistem forging (tempa). memiliki ketahanan yang tinggi dibanding piston konvensional, teknologi Forged Piston adalah teknologi motor balap yang diaplikasikan ke moped. teknologi ini hanya dimiliki oleh yamaha dan indonesia adalah negara pertama yang menggunakannya.
 
                           Gambar 9. Bentuk Forged Piston

Keuntungannya menggunakan Forged Piston antara lain ;
·         Tahan lama, tidak mudah aus.
·         Suhu muai lebih tinggi.
·         Koefisien gesek lebih rendah.
·         Berat piston lebih ringan.
·         Menghasilkan ‘noise’ lebih kecil.
·         Mencegah piston seizure (piston macet)
·         Biaya produksi yang efisiensi lapisan timah berfungsi untuk mencegah piston baret sehingga terlihat “berkilau” walaupun bergesekan dengan dinding Cylinder.

2.      Piston Ring / Ring Piston

Piston  terdiri  dari  piston,  ring  piston  dan  batang  piston.  Setiap piston dilengkapi lebih dari satu buah ring piston. Ring tersebut terpasang longgar pada alur ring. ring piston dibedakan atas dua macam yaitu:

a.    Ring Kompresi, jumlahnya satu, atau dua dan untuk motor-motor yang  lebih  besar  lebih  dari  dua.  Fungsinya  untuk  merapatkan antara  piston  dengan  dinding  silinder  sehingga  tidak  terjadi kebocoran pada waktu kompresi.
b.   Ring  oli,  dipasang  pada  deretan  bagian  bawah  dan  bentuknya sedemikian  rupa  sehingga  dengan  mudah  membawa  minyak pelumas untuk melumasi dinding silinder

Ring piston mesin dua langkah sedikit berbeda dangan ring piston mesin empat langkah. Ring piston  mesin dua langkah biasanya hanya 2 buah, yang keduanya berfungsi sebagai ring kompresi.

Pemasangan ring piston dapat dilakukan tanpa alat bantu tetapi harus hati-hati karena ring piston mudah patah. Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada ring piston dua langkah dapat berakibat:
ü  Dinding silinder bagian dalam cepat aus
ü  Mesin tidak stasioner
ü  Suara mesin pincang
ü  Tenaga mesin kurang 
ü  Mesin sulit dihidupkan
ü  Kompresi mesin lemah

Antara  piston  dan  ring  piston  dipasang  ring  ekpander  untuk  menambah tenaga ring dan menambah kerapatan penyekatan serta mengurangi suara dari ring piston.

 
                       Gambar 10. Rangkaian Piston

Fungsi  ring  piston  adalah  untuk  mempertahankan  kerapatan antara piston dengan dinding silinder agar tidak ada kebocoran gas dari ruang  bakar  ke  dalam  bak  mesin.  Oleh  karena  itu,  ring  piston  harus mempunyai  kepegasan  yang  yang  kuat  dalam  penekanan  ke  dinding silinder.

Pada  pemasangan  ring  piston  harus  pula  diperhatikan  bahwa  permukaan ring  harus  berada  di  atas  sedangkan  celah-celah  ring  harus  dipasang sedemikian rupa sehingga tidak segaris vertikal untuk mencegah terjadinya kebocoran kompresi.

Piston   bersama-sama   dengan   ring   piston   berfungsi   sebagai berikut:
ü  Mengisap dan mengkompresi muatan segar di dalam silinder
ü  Mengubah tenaga gas (selama ekspansi) menjadi usaha mekanis
ü  Menyekat hubungan gas di atas dan dan di bawah piston

3.      Conecting  Rod / Batang Piston
Batang  piston  sering  juga  disebut dengan setang piston, ia berfungsi menghubungkan piston dengan poros engkol. Jadi batang piston meneruskan gerakan piston ke poros engkol. Dimana  gerak  bolak-balik  piston  dalam  ruang  silinder  diteruskan  oleh batang  piston  menjadi  gerak  putaran  (rotary)  pada  poros  engkol.  Ini berarti jika piston bergerak naik turun, poros engkol akan berputar..

Ujung  sebelah  atas  di  mana  ada  pena  piston  dinamakan  ujung kecil batang piston dan ujung bagian bawahnya disebut ujung besar. Di ujung kecil batang piston ada yang dilengkapi dengan memakai bantalan peluru  dan  dilengkapi  lagi  dengan  logam  perunggu  atau  bush  bearing (namanya   dalam   istilah   di   toko   penjualan   komponen   kendaraan bermotor).  Ujung  besarnya  dihubungkan  dengan  penyeimbang  poros engkol melalui king pin dan bantalan peluru.

Pada umumnya panjang batang penggerak kira-kira sebesar dua kali langkah gerak torak. Batang piston dibuat dari bahan baja atau besi tuang.

             Gambar 11. Batang Piston

4.      Pin Piston / Pen Piston
Pada  pemasangan  piston  kita  mengenal  adanya  pena  piston. Pena  piston  berfungsi  untuk  mengikat  piston  terhadap  batang  piston. Selain  itu,  pena  piston  juga  berfungsi  sebagai  pemindah  tenaga  dari piston  ke  batang  piston  agar  gerak  bolak-balik  dari  piston  dapat  diubah menjadi gerak berputar pada poros engkol. Walaupun ringan bentuknya tetapi  pena  piston  dibuat  dari  bahan  baja  paduan  yang  bermutu  tinggi agar tahan terhadap beban yang sangat besar.

5.      Crankshaft / Poros Engkol
Dari batang piston gerakan diteruskan ke poros engkol. Oleh poros engkol gerak lurus bolak balik tersebut diubah menjadi gerak putar. Putaran poros engkol  tersebut  tidaklah  merata  karena  pada  saat  piston  bergerak  ke  atas putaran  poros  engkol  mengalami  perlambatan  yaitu  pada  saat  langkah buang dan langkah kompresi. 
 
               Gambar 12. Poros Engkol Built Up

Fungsi  poros  engkol  adalah  mengubah  gerakan  piston  menjadi gerakan putar (mesin) dan meneruskan gaya kopel (momen gaya) yang dihasilkan motor ke alat pemindah tenaga sampai ke roda.

Poros  engkol  umumnya  ditahan  dengan  bantalan  luncur  yang ditetapkan  pada  ruang  engkol.  Bantalan  poros  engkol  biasa  disebut bantalan utama.

Jenis poros engkol yang dipergunakan pada mesin sepeda motor adalah:
a.   Jenis built up digunakan pada motor jenis kecil yang mempunyai jumlah silinder satu atau dua.
b.  Jenis  ”one  piece”,  digunakan  pada  motor  jenis  besar  yang mempunyai jumlah silinder banyak.
 

                           Gambar 13. Poros Engkol Built Up

Untuk   motor   satu   silinder   pada   poros   engkolnya   (biasanya dihadapan     pena     engkol)     ditempatkan     bobot     kontra     sebagai pengimbangan  putaran  engkol  sewaktu  piston  mendapat  tekanan  kerja. Tetapi  motor  yang  bersilinder  banyak,  pena  engkolnya  dipasang  saling mengimbangi.  Berat  bobot  kontra  kira-kira  sama  dengan  berat  batang piston  di  tambah  dengan  berat  engkol  seluruhnya. 

Dengan  demikian poros  engkol  itu  dapat  diseimbangkan,  sehingga  dapat    berputar  lebih rata  dan  getaran-getaran  engkol  menjadi  hilang.  Dengan  adanya  bobot kontra  ini  menyebabkan  tekanan  pada  bantalan  menjadi  berkurang  dan merata.

Poros engkol dan batang penggerak adalah untuk merobah gerak translasi  piston  menjadi  gerak  putar.  Kedua  bagian  ini  selalu  menderita tegangan dan regangan yang sangat besar. Karena itu harus dibuat dari bahan  yang  khusus  dan  ukuran  yang  tepat.  Dalam  keadaan  diam  dan berputar  poros  engkol  selalu  setimbang  (balance).  Bagian  permukaan bantalan dikeraskan dan harus licin untuk mengurangi keausan.

Poros  engkol  berputar  dengan  didukung  oleh  beberapa  buah bantalan  utama.  Banyaknya  bantalan    tergantung  dari  jumlah  silinder. Motor  empat  silinder  mempunyai  3  bantalan  dan  motor  enam  silinder mempunyai  4  bantalan  utama.  Bantalan  ini  dibuat  dari  baja  yang dicampur dengan babbit atau ada juga dengan aluminium.

Batang  penggerak  dan  poros  engkol  dibuat  dari  besi  tuang. Pemasangan  batang  penggerak  pada  poros  engkol  dilapisi  dengan memakai bantalan.

6.      Flywheel / Roda Penerus
 
                        Gambar 14. Flywheel

Fungsi  roda  penerus  yang  utama  adalah untuk    menyimpan    gaya    lembam    sehingga    mesin    masih    dapat melaksanakan  langkah  buang,  isap  dan  kompresi  dengan  tenaga  yang cukup  besar.  Fungsi  tersebut  didasarkan  pada  hukum  kelembaman  yang menyebutkan  bahwa  setiap  benda  cenderung  akan  mempertahankan  ke-adaannya.

7.      Katup & Mekasnisme Katup
Katup digerakkan oleh mekanisme katup, yang terdiri atas:
·         Poros cam
·         Batang penekan
·         Pegas penutup
·         Rol baut penyetel

 
                            Gambar 15. Mekanisme Katup

Katup  hanya  terdapat  pada  motor  empat  langkah,  sedangkan motor  dua  langkah  umumnya  tidak  memakai  katup.  Katup  pada  motor empat  langkah  terpasang  pada  kepala  silinder.  Tugas  katup  untuk membuka  dan  menutup  ruang  bakar.  Setiap  silinder  dilengkapi  dengan dua  jenis  katup  (isap  dan  buang)  Pembukaan  dan  penutupan  kedua katup ini diatur dengan sebuah poros yang disebut poros cam (camshaft).

Sehingga silinder motor empat langkah memerlukan  dua cam, yaitu cam katup masuk dan cam katup buang. Poros cam diputar oleh poros engkol melalui  transmisi  roda  gigi  atau  rantai.  Poros  cam  berputar  dengan kecepatan setengah putaran poros engkol. Jadi, diameter roda gigi pada poros cam adalah dua kali diameter roda gigi pada poros engkol. Sebab itu lintasan pena engkol setengah kali lintasan poros cam.
 
                              Gambar 16. Rocker Arm

Fungsi katup sebenarnya untuk memutuskan dan menghubungkan ruang   silinder   di   atas   piston   dengan   udara   luar   pada   saat   yang dibutuhkan. Karena proses pembakaran gas dalam silinder mesin harus berlangsung dalam ruang bakar yang tertutup rapat. Jika sampai terjadi kebocoran gas meski sedikit, maka proses pembakaran akan terganggu. Oleh karenanya katup-katup harus tertutup rapat pada saat pembakaran gas berlangsung.

Untuk  menambah efisiensi pemasukan gas baru, diameter katup masuk dibuat lebih besar dari pada diameter katup buang. Katup-katup tersebut dilengkapi dengan pegas spiral agar penutupannya rapat. Pegas-pegas tersebut mempunyai tegangan tertentu.  Akibat  pegas  katup  yang  lemah  adalah  gerakan  katup  kurang cepat seperti rnelayang sehingga dapat menyebabkan kebocoran kompresi. Tegangan pegas yang terlalu kuat menyebabkan katup cepat aus sehingga celah  katup  cepat  bertambah  besar  karena  ujung  batang  katup  cepat  aus.

Celah  katup  berfungsi  untuk  menjamin  agar  katup  tetap  menutup  rapat meskipun  terjadi  pemuaian  batang  katup.  Celah  katup  buang  umumnya lebih besar dan pada celah katup masuk. Celah tersebut memisahkan ujung batang katup dengan permukaan tuas penekan katup (rocker arm). Untuk menambah gaya penekanan maka tuas penekan katup dipasang miring.

Kemiringan  tuas  tersebut  berarti  menambah  panjang  lengan  momen penekanan.  Semakin  besar  momen  tersebut  semakin  kecil  tenaga/gaya yang diperlukan sehingga penekanan terasa ringan.

Pada  katup  juga  terpasang  pegas-pegas.  Pegas-pegas  katup ditugaskan  untuk  menutup  katup  sesuai  dengan  gerak  tuas  ungkit menjauhi ujung batang katup.

Inovasi Penempatan Katup

Berbagai    jenis    katup    dapat    pula    dibedakan    dari    cara penempatannya  pada  kepala  silinder.  Inovasi  mesin  sepeda  motor dilakukan  untuk  mengantisipasi  kecepatan  tinggi,  penambahan  tenaga output dan upaya konstruksi seringan mungkin. Ada tiga macam inovasi katup  dari  segi  penempatannya,  yaitu  Katup  Samping  (Side-Valve), Overhead-Valve (OHV) dan Single Overhead Camshaft (SOHC).

Katup samping (SV) merupakan konstruksi yang paling sederhana dan  ringan  dan  mekanis  penggeraknya  ditempatkan  di  samping  katup. Model ini dianggap yang paling tua dan kurang mampu melayani putaran tinggi. Oleh karena itu, model ini dimodifikasi menjadi model OHV.

Katup jenis ini memiliki batang katup yang lebih panjang karena digerakkan oleh poros  cam  yang  terletak  sejajar  dengan  poros  engkol.  Gerakan  poros cam  dipandu  oleh  pipa  yang  terpasang  kuat  pada  blok  silinder.  Jenis yang  ketiga  (SOHC)  dirancang  untuk  membuat  komponen  sistem  katup lebih  ringan.  Batang  katup  digerakkan  bukan  oleh  poros  cam,  yang dianggap  membuat  komponen  lebih  berat,  tetapi  melalui  roda  gigi. Bahkan, pada inovasi terbaru ada pula yang digerakkan oleh rantai (cam chain). Inovasi terakhir ini disebut Double Overhead Camshft (DOHC).

Berikut  gambar  dari  masing-masing  inovasi  penempatan  katup pada sepeda motor:
 
       Gambar 17. Mekanisme Katup Samping

Pada SV atau klep samping, cam dipasang pada poros engkol dan mendorong  keatas  dan  menggerakkan  valve.  Valve  terpasang disamping piston sehingga ruang pembakaran lebih besar. Hal ini memungkinkan untuk hasilkan perbandingan kompresi lebih besar dan mengurangi tenaga mesin. Tipe ini cocok untuk mesin dengan putaran rendah, biasanya dipakai di mesin industri
 
 Gambar 18. Mekanisme Katup OHV

OHV (overhead valve assembly)
Pada  tipe  ini  posisi  klep berada diantara piston dan digerakkan oleh rocker arm. Tipe ini ruang kompresinya lebih kecil, sehingga dapat   menghasilkan   perbandingan   kompresi   yang   tinggi   dan tenaga  mesin  menjadi  lebih  besar.  Karena  dilengkapi  dengan batang   penekan   yang   panjang   serta   adanya   rocker   arm menyebabkan  gerakan  balik  lebih  besar  dan  juga  jarak  klep  dan cam  yang  jauh  menyebabkan  kurang  stabilnya  ia  pada  putaran tinggi

SOHC ( single over head camshaft)
Pada  tipe  ini  batang  penekan  tidak  ada,  sehingga  gerakan balik dapat   dinetralisir.   Posisi   cam   barada   diatas   silinder   yaitu ditengahnya,   cam   digerakkan   oleh   rantai   penggerak   yang langsung memutar cam sehingga cam menekan rocker arm. Poros cam  berfungsi  untuk  menggerakkan  katup  masuk  (IN)  dan  katup buang  (EX),  agar  membuka  dan  menutup  sesuai  dengan  proses yang  terjadi  dalam  ruang  bakar  mesin.  Tipe  ini  komponennya sedikit  sehingga  pada  putaran  tinggi  tetap  stabil.  Disebut  single over  head  camshaft  karena  hanya  menggunakan  satu  cam  pada desainnya.  Atau  SOHC  adalah  system  poros  tunggal  di  kepala silinder.

 
          Gambar 19. Mekanisme Katup SOHC

DOHC ( double over head camshaft)
DOHC  adalah  sistem  poros  ganda  di  kepala  silinder.  Fungsi DOHC  sama  dengan  SOHC,  bedanya  terletak  pada  banyaknya poros  cam  tersebut.  Pada  DOHC  jumlah  poros  camnya  dua, sedangkan  pada  SOHC  hanya  satu.  Pada  tipe  ini  ada  yang memakai  rocker  arm  ada  juga  yang  tidak  ada.  Klep  masuk  dan klep  buang  dioperasikan  tersendiri  oleh  dua  buah  cam.  Tipe DOHC yang memakai rocker arm alasannya untuk mempermudah penyetelan  kelonggaran  klep  dan  merubah  langkah  buka  klep. Tipe ini perawatannya rumit biaya pembuatannya tinggi dan mesin lebih  berat.  Biasanya  dipakai  pada  mesin-mesin  sport  kecepatan tinggi.
 
          Gambar 20. Mekanisme Katup DOHC
        

     Gambar 21. Cara Menyetel Ketegangan Rantai

Cara menyetel ketegangan rantai ( pada Honda C70K/MK ) :
1.      Longgarkan mur pengikat
2.      Putar berlawanan jarum jam baut penahan batang penekan ± 1 putaran
3.      Bila dengan cara tersebut kurang berhasil , lakukan penyetelan di bagian bawah mesin.

Penyetelan Katup
Ø  Longgarkan mur pengikat.
Ø  Putar adjusting screw ke arah
merenggang.
Ø  Masukkan feeler gauge.
Ø  Kencangkan kembali mur
pengikat.
          

                   Gambar 22. Penyetelan Katup

Hasil Penyetelan yang Tepat
Ø  Pada saat feeler ditarik
terasa agak seret
Ø  Permukaan feeler tidak
tergores
celah katup 0,04-0,07 mm
           
         Gambar 23. Hasil Penyetelan yang Tepat

8.      Camshaft (Noken As)
Camshaft adalah sebuah alat yang digunakan dalam mesin untuk menjalankan  poppet  valve.  Dia  terdiri  dari  batangan  silinder.  Cam membuka katup dengan menekannya, atau dengan mekanisme bantuan lainnya, ketika mereka berputar.

Hubungan  antara  perputaran  camshaft  dengan  perputaran  poros engkol  sangat  penting.  Karena  katup  mengontrol  aliran  masukan  bahan bakar dan pengeluarannya, mereka harus dibuka dan ditutup pada saat yang   tepat   selama   langkah   piston.  

Untuk   alasan   ini,   camshaft dihubungkan  dengan  crankshaft  secara  langsung  (melalui  mekanisme gear)  atau  secara  tidak  langsung  melalui  rantai  yang  disebut  ”rantai waktu”.
        
                                                         Gambar 24. Camshaft

Dalam  mesin dua langkah yang menggunakan sebuah camshaft, setiap valve membuka sekali untuk setiap rotasi crankshaft dalam mesin ini, camshaft berputar pada kecepatan yang sama dengan crankshaft. Dalam   mesin   empat   langkah   katup-katup   akan   membuka setengah  lebih  sedikit,  oleh  karena  itu  dua  putaran  penuh  crankshaft terjadi di setiap putaran camshaft.

Gesekan   luncur   antara   bagian   muka   cam   dengan   follower tergantung  kepada  besarnya  gesekan.  Untuk  mengurangi  aus  ini,  cam dan  follower  mempunyai  permukaan  yang  keras,  dan  minyak  pelumas modern  mengandung  bahan  yang  secara  khusus  mengurangi  gesekan luncur.   Lobe   (daun   telinga)   dari   camshaft   biasanya   meruncing, mengakibatkan  follower  atau  pengangkat  katup  berputar  sedikit  dalam setiap tekanan, dan membuat aus komponen.

Biasanya bagian muka dari cam dan follower dirancang untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah  aus  maka  keduanya  harus  diganti  untuk  mencegah  aus  yang berlebihan.

9.      Rantai Cam dan Peregangannya
Agar pembukaan katup-katup sesuai dengan proses yang terjadi dalam ruang bakar maka mekanisme pembukaan dan penutupan katup-katup tersebut  digerakkan  oleh  putaran  poros  engkol.  Ada  tiga  macam mekanisme penggerak katup, yaitu dengan batang pendorong, roda gigi, dan rantai (rantai camshaft).

Rantai camshaft sepeda motor harus dipasang dengan tegangan yang  cukup.  Rantai  camshaft  yang  terlalu  tegang  akan  menimbulkan bunyi   mendesing   terutama   pada   putaran   tinggi   sedangkan   rantai camshaft  yang  terlalu  kendor  akan  menimbulkan  suara  berisik.  Untuk menyetelnya     harus     diperhatikan     terlebih     dahulu     mekanisme penyetelannya.  Cara  penyetelan  rantai  camshaft  untuk  setiap  sepeda motor tidak sama.

Jika  kekencangan  rantai  berubah-ubah,  akan  berpengaruh  pada putaran  mesin,  valve  timing  atau  saat  pengapian  akan  berubah-ubah pula.  Untuk  menghasilkan  setelan  rantai  yang  standar,  ada  3  tipe penyetelan rantai:
1. Tipe penyetelan manual
Tipe  ini  memerlukan  penyetelan  kekencangan  secara  berkala. Cara penyetelan dengan menekan batang penekan
2. Tipe penyetelan otomatis
Jika rantai mengalami kekendoran, maka secara otomatis batang penekan  akan  menekan  chain  guide  (karet),  karena  adanya  per penekan.  Karet  akan  melengkung,  dan  akan  menekan  rantai sehingga   rantai   mengalami   ketegangan.   Selanjutnya   batang penekan yang berbentuk rachet bergerak searah dan tidak dapat kembali. 
3. Tipe semi otomatis
Ketegangan  rantai  secara  otomatis  menyetel  sendiri,  jika  baut pengunci dilepas, sehingga batang penekan akan masuk kedalam karena tekanan per.
           

                            Gambar 25. Rantai Camshaft

        A. Mekanisme Katup Automatic Decompression System (ADS)
            
 
             Gambar 26. Automatic Decompression System (ADS)

ADS ( Automatic Decompression System ) adalah suatu piranti yang digunakan oleh pabrikan motor, guna memudahkan penyalaan mesin baik dengan elektrik starter atau kick starter. ADS bekerja dengan cara menekan katup buang saat langkah kompresi, sehingga katup buang terbuka sedikit dan kompresi mesin menjadi bocor.

Cara Kerja ADS

1.      Saat mesin dalam keadaan mati
Saat kunci kontak dimatikan, maka saat itu pula tidak ada percikan busi, artinya tidak terjadi pula langkah tenaga sehingga secara otomatis gerakan poros engkol semakin lama semakin lemah. Saat piston bergerak naik dari TMB ke TMA, dorongan poros engkol yang lemah ini akhirnya tidak mampu menekan dan campuran bahan bakar dan udara akan melawan balik sehingga piston akan bergerak mundur dengan putaran berlawanan arah dari posisi semula.

Gerakan mundur dari piston dan gerakan putaran terbalik dari poros engkol ini akan memutar nok atau tonjolan ADS, sehingga rocker arm exhaust akan tertekan, dengan tertekannya rocker arm ini, maka katup buang akan membuka dan kompresi diruang bakar menjadi bocor.
        
            Gambar 27. Cara kerja ADS pada saat mesin mati
            
                 Gambar 28. Posisi noken as ADS menonjol saat mesin mati

2.      Saat mesin dihidupkan
Pada saat mesin dalam keadaan hidup, Nok ADS ini tidak bekerja  karena nok ADS akan tertahan oleh stopper ADS, ADS hanya bekerja saat putaran mesin berbalik arah. Tinggi tonjolan ADS hanya sekitar 1-2 mm. Nok ADS ini hanya terletak di poros noken as, tepatnya di sebelah tonjolan nok exhaust.

Saat kondisi terakhir katup buang terbuka sedikit dan kompresi bocor, maka ketika kita akan melakukan kick starter posisinya dalam kondisi ruang bakar yang bocor kompresi karena ditekan oleh nok ADS, itu sebabnya kick starter jadi lebih ringan.

Saat mesin hidup, posisi nok ADS akan tertahan stopper dan membuat nok ADS tidak bekerja sehingga tidak membukakan katup buang dan kompresi tidak bocor ( kembali normal ).
 
     Gambar 29. Cara kerja ADS pada saat mesin hidup
             
          Gambar 30. Posisi noken as ADS tidak menonjol saat mesin hidup

    B. INNOVASI DARI DESAIN MESIN
1.  Innovasi Desain Mesin Dua Langkah

Sistem Pemasukan Mesin Dua Langkah :
Pada  sepeda  motor  dua  langkah,  sistem  pemasukan  gas  tidak menggunakan  katup,  dalam  pengembangannya  ada  bermacam-macam sistem pemasukan gas yaitu:
·         Sistem reed valve
·         Sistem rotary valve
·         Sistem piston valve
·         Sistem crankshaft valve

a)                  Sistem Reed Valve
Sepeda  motor  dengan  sistem  reed  valve  adalah  sepeda  motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya diatur oleh suatu alat yang disebut reed valve atau disebut juga klep harmonika. Reed valve sangat peka terhadap pengaruh luar. Reed   vave   atau   katup   buluh   atau   katup   harmonika   hanya dipergunakan  pada  mesin  dua  langkah.  Tetapi  tidak  semua  mesin  dua langkah  menggunakan  katup  harmonika  ini.  Klep  harmonika  berfungsi untuk  membuka  dan  menutup  saluran  gas  bensin  dari  karburator  ke ruang engkol. Reed  valve  dipasangkan  pada  saluran  masuk  sepeda  motor. Letaknya adalah setelah karburator bila dilihat dari arah gas baru masuk.

Pada sepeda motor jenis ini karburatornya dipasang di samping silinder. Contoh: Yamaha, Suzuki, dan Kawasaki. Katup  ini  dapat  disetel, tergantung  keperluannya. Kesalahan penyetelan  terhadap  katup harmonika  dapat  menyebabkan  kebocoran gas.
 
                   Gambar 31. Reed Valve
Reed valve bekerja berdasarkan perubahan tekanan pada ruang engkol.  Ini terjadi  pada  saat  piston  bergerak  ke  atas  dari  TMB  ke  TMA reedvalve membuka karena adanya kevakuman pada ruang engkol. Gas baru masuk ke dalam ruang engkol. Jika piston bergerak turun dari TMA ke TMB reed valve menutup. Dan gas masuk kedalam silinder.

Pemeriksaan dan perawatan:
1. Pemeriksaan  terhadap  reed  valve  harus  dilakukan  dengan  hati-hati karena reed valve sangat presisi. Jangan menyentuh secara langsung dengan  tangan  dan  jauhkan  dari  garam.  Reed  valve harus  disimpan di  tempat  yang  kering  dan  bersih  serta  terhindar dari sinar matahari.
2. Periksalah keadaan platnya dari kemungkinan cacat, kendor atau retak. Jika  terdapat  kerusakan,  perbaikilah.  Ukurlah  celah  valve stopper. Jika celah terlalu besar dari standar maka stopper dapat rusak. Jika  celah stopper  terlalu  kecil  maka  kemampuan  sepeda motor akan turun.

b)                 Sistem Rotary Valve
Sepeda  motor  dengan  sisitem  rotary  valve  adalah  sepeda  motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya diatur oleh  suatu  alat  yang  disebut  rotary  valve  atau  katup  berputar.  Pada sepeda motor  dengan sistem ini karburatornya ada di dalam bak engkol sehingga  tidak  kelihatan  dari  luar.  Contoh  :  Yamaha,  Suzuki,  dan Kawasaki.

Katup  rotary  digerakkan  oleh  poros  engkol.  Pembukaan  dan penutupannya  sesuai  dengan  proses  yang  berlangsung  dalam  silinder. Jika  piston  bergerak  dari  TMB  ke  TMA  katup  rotary  membuka  saluran pemasukan  gas  baru  sehingga  gas  baru  masuk  ke  ruang  engkol.  Gas tersebut  akan  dialirkan  ke  ruang  bakar  pada  saat  piston  bergerak  dari TMA ke TMB.

c)             Sistem Piston Valve
Sepeda  motor  dengan  sistem  piston  valve  adalah  sepeda  motor yang  pembukaan  dan  penutupan  saluran  pemasukan  gas  barunya  dan saluran  gas  buangnya  diatur  oleh  piston  atau  langsung  dilakukan  oleh piston.  Pada  sepeda  motor  ini  karburatornya  terpasang  pada  samping silinder. Contoh: Yamaha. Sistem  ini  paling  sederhana  dibandingkan dengan  sistem-sistem yang lain.

d)                 Sistem Crankshaft Valve
Sepeda  motor  dengan  sistem  crankshaft  valve  adalah  sepeda motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya di  atur  oleh  crankshaft.  Karburator  sepeda  motor  sistem  ini  dipasang di samping bak engkol. Contoh : vespa.

e)                  Posisi Saluran Buang
Salah  satu  innovasi  yang  dilakukan  untuk  desain  mesin  dua langkah  demi  menghasilkan  sepeda  motor  yang  asyik  pakai  dan untuk mengurangi  polusi  udara  adalah  dengan  mengembangkan  desain  dari saluran  buangnya.  Masing-masing  merk  produksi  menghasilkan  model-model yang mereka unggulkan. Antara lain yang kita kenal adalah pada Merk  Honda  dikenal  adanya  ATAC.  Yamaha  dengan  YPVS-nya  dan Kawasaki dengan KIPS.
f)                   KIPS (Kawasaki Integrated Powervalve system)


                                                               Gambar. 32 KIPS-a

Suatu system pemanfaatan katup yang mengatur penutupan dan pembukaan  sebagian  dari  lubang  pembuangan,  agar  pembuangan  gas sisa  pembakaran  pada  RPM  tinggi  dapat  berlangsung  lebih sempurna (katup   membuka), sebaliknya pada RPM rendah menghindarkan terbuangnya  campuran  bensin-udara  yang  baru  masuk  ke  ruang bakar dari  karter  (katup  menutup).  Katup  ini  berfungsi  membuka  pada  RPM diatas 7000 hingga 8500.
0-7000 rpm         : Katup KIPS tertutup
7000-8500 rpm   : Katup KIPS terbuka
         Posisi katup KIPS, kecepatan rendah Posisi katup KIPS, kecepatan tinggi 


Gambar. 33 KIPS-b

2.  Innovasi Desain Mesin Empat Langkah

           a.  Katup Desmodromic

Pada     traditional spring     valve     system,     valve     membuka dengan digerakkan oleh  camshaft  (atau  rocker  arm  yang  juga untuk  mengatasi  itu,  di  kembangkanlah  sebuah  sistem  yaitu pneumatic valve, dengan memakai katup desmodromic, pada pneumatic valve, valve ditutup dengan tekanan gas yang tinggi. Gas yang digunakan adalah   Nitrogen,   karena   tidak   begitu   sensitif   dengan   temperatur dibandingkan oksigen. Dan tekanan yang diberikan kurang lebih 100 psi. Karena tekanan nya hampir konstan jadi mengatasi kelemahan per yang cenderung aus. Penerapan pneumatic ini cuma digunakan di circuit dan tidak  bisa  diterapkan  di  street  bike.

Tekanan  di  masing-masing  valve pada tiap cylinder harus sama. Jika tidak, salah satu cylinder valve nya bisa dihantam kembali oleh piston.digerakkan oleh camshaft lobe dan posisi piston dibawah, sewaktu piston naik spring / pegas menekan valve sehingga menutup Namun cara ini kelemahannya adalah  pegas  tidak  bisa  mengimbangi  kalau sudah  mencapai   RPM tinggi,  sehingga  ketika  valve  belum  sempat  menutup,  sudah  dihantam oleh piston, ini  bisa mengakibatkan kepatahan valve. Dalam  pembuatannya  sistem  katup  desmodromic  sangat  mahal untuk  diproduksi  secara  massal,  jadi  sistem  ini  hanya  dipakai  oleh DUCATI.

            Semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Advertisement
PENGETAHUAN SEPEDA MOTOR | Rohidin Thea | 5

1 komentar: