Silinder Motor Bakar

Bahan Ajar : Prof. Dr. Ir. Santosa, MP

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).

Berlakunya hukum Boyle pada silinder, karena proses terjadi pada ruang tertutup.  Berdasarkan hukum Boyle, pada ruang tertutup, maka perkalian dari tekanan dan volume adalah tetap, asalkan suhunya tetap.  Sedangkan hukum Gay Lussac berlaku pada kondisi terjadinya kenaikan suhu.

Hukum Boyle :

P  .   V   = konstan  ..................................................... (1)

atau dapat ditulis :

P1  .  V1    =   P2    .   V2   ......................................... (2)

dengan P adalah tekanan dan V adalah volume. Persamaan (1) dan (2) tersebut berlaku dengan syarat suhu ruangan adalah konstan (artinya tidak berubah nilainya).

Hukum Gay Lussac :

P1  /  P2    =     T1  /  T2  .......................................... (3)

atau dapat ditulis :

P2  =   (T2  /  T1  )  P1   ............................................ (4)

dengan P adalah tekanan dan T adalah suhu.  Persamaan (3) atau (4) berlaku setelah terjadi proses pembakaran pada silinder motor letup (misalnya motor bensin).

Pada motor letup (atau motor eksplosi) (misalnya motor bensin), pembakaran terjadi pada waktu yang singkat.  Suhu tinggi untuk memulai terjadinya pembakaran tersebut dihasilkan dari elektroda busi.  Sesuai dengan namanya, motor letup atau motor letusan, dikarenakan pembakaran terjadi cepat sekali.  Pembakaran pada silinder ini terjadi pada saat torak berada di  Titik Mati Atas (TMA).

Ada istilah perbandingan kompresi (compression ratio), yaitu perbandingan volume silinder pada saat torak berada pada Titik Mati Bawah (TMB) terhadap  volume silinder pada saat torak berada di TMA.

Pada motor bensin, fluida yang dikompresi (atau ditekan) pada silinder adalah campuran bahan bakar dan udara.  Pada motor diesel, yang masuk ke silinder melalui saluran pemasukan (atau saluran hisap) adalah udara murni, jadi pada motor diesel tersebut, yang ditekan (atau dikompresi) juga hanya udara murni.

Pada motor diesel, kompresi yang dilakukan pada silinder dilakukan agar menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk memulai pembakaran.  Proses pembakaran pada silinder motor diesel terjadi setelah bahan bakar dimasukkan (atau disemprotkan) ke dalam silinder (melalui nozzle).

Secara umum, tujuan kompresi adalah untuk mempertinggi rendemen panas (thermal efficiency).  Rendemen panas merupakan hasil bagi dari daya mekanis yang dihasilkan pada silinder, dengan daya kimia yang terkandung pada bahan bakar.  Nilai compression ratio untuk motor diesel adalah 18 : 1, sedangkan untuk motor bensin adalah 8 : 1 (Wanders, 1978). Perbandingan kompresi motor diesel pada umumnya berkisar antara 12 dan 20 (Arismunandar dan Tsuda, 1986).

Pada motor diesel, tekanan pada silinder dapat mencapai  30 kg/cm², dan temperatur pada silinder  dapat mencapai 550 ^oC (Arismunandar dan Tsuda, 1986).

DAFTAR PUSTAKA 

Arismunandar, W.  dan K. Tsuda. 1986.  Motor Diesel Putaran Tinggi.  Cetakan Keenam. PT Pradnya Paramita.  Jakarta.

Jacobs, Clinton O.  and William R. Harrell.  1983.  Agricultural Power and Machinery. McGraw-Hill, Inc., United States of America.

Wanders, A. A. 1978.  Pengukuran Enersi dalam Strategi Mekanisasi Pertanian.  Institut Pertanian Bogor dan Landbouw Hogeschool Wageningen.  Departemen Mekanisasi Pertanian.  FATEMETA. IPB. Bogor. hal. 33 – 42.