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