WATER JET

Water jet adalah sebuah alat yang digunakan dalam proses pemotongan dingin dengan jalan menyemprotkan air yang bertekanan dan kecepatan tinggi ke permukaan benda kerja. Untuk mendapat kan konsentrasi pengikisan permukaan benda maka digunakan nozzle berdiameter lubang 0,1 s/d0,4mm. Tekanan air yang digunakan mencapai 400 MPa dan kecepatan supersonic yang mencapai 900 m/det. Jarak ujung nozzle ke permukaan benda kerja akan berpengaruh terhadap kecepatan pengikisan. Jarak ini disebut standoff distance sekitar 3,2 mm. Tipe alat ini beraneka ragam, ada yang menggunakan medium air yaitu Water Jet Cutting (WJC), Abrasive Water-jet Cutting (AJM) yang menggunakan gas bercampur abrasive bertekanan 0,2 s/d 1,4MPa dengan kecepatan sekitar 2,5- 5,0 m/det. Gas yang digunakan dapat berupa udara kering, nitrogen, carbon dioksida, helium dan lainnya. AJM ini umumnya digunakan untuk pekerjaan finishing, deburring, trimming, cleaning dan sebagainya. Material yang dapat dipotong adalah polimer.

Alat yang mampu mengiris logam atau bahan lain yang menggunakan jet air dengan kecepatan tinggi dan tekanan, atau campuran air dan bahan abrasif. Proses ini pada dasarnya sama dengan erosi air yang ditemukan di alam tapi sangat cepat dan terkonsentrasi. Alat ini sering digunakan dalam pabrikasi atau pembuatan suku cadang untuk mesin dan perangkat lainnya. Ini adalah metode paling disarankan apabila bahan yang dipotong peka terhadap suhu tinggi yang dihasilkan oleh metode lain. Aplikasi ini bisa dijumpai dalam beberapa macam industri dari pertambangan ke luar angkasa di mana digunakan untuk operasi seperti pemotongan, membentuk, ukiran, dan pelubangan.

Sejarah

Pada tahun 1950-an Norman Dr Franz, seorang insinyur kehutanan, bereksperimen bagaimana air yang bertekanan tinggi bisa untuk memotong pohon. Percobaannya tidak menghasilkan mesin pemotong yang diinginkan tetapi mereka membuktikan bahwa air di bawah tekanan tinggi dan kecepatan tinggi dapat memotong material, Mesin-mesin waterjet komersial pertama dikembangkan pada tahun 1970

Waterjets Abrasive tahun 1980-an atau "Abrasivejets" dikembangkan, Pada tahun 1990 Dr John Olsen mengembangkan sistem waterjet yang menghindari masalah dari sistem sebelumnya yang membatasi waterjets ke fasilitas khusus. Dia memiliki visi sebuah waterjet berbasis komputer. Hasilnya adalah kontrol sistem berbasis komputer digabungkan ke meja X-Y presisi, pemotongan bisa dipotong di atas air untuk menghilangkan kebisingan dan debu yang berlebihan, Ini adalah sistem Abrasivejet pertama dirancang khusus untuk pasar mesin pada jangka pendek dan terbatas produksinya. Sekarang Waterjets abrasif adalah mesin serbaguna dan sangat diperlukan dalam aplikasi mulai dari pemotongan material sekali pakai untuk memotong bahan yang digunakan untuk eksplorasi.

Bagian water jet

Diagram air jet pemotong:
1 – air bertekanan tinggi inlet
2 – permata (ruby atau berlian)
3 – abrasive (garnet)
4 – pencampuran tabung
5 – penjaga
6 – memotong air jet
7 – memotong bahan
Kecepatan tinggi air yang keluar dari permata menciptakan ruang hampa yang menarik abrasive dari garis kasar, yang kemudian bercampur dengan air dalam tabung pencampuran.

Kegunaan  Water Jet 

Digunakan untuk memotong kaca, logam, non-logam (kayu, karet, marmer, granit), plastic dengan ketebalan lebih dari 18 inch tanpa membentuk bekas warna. Material dan kecepatan ideal tergantung pada berbagai faktor, termasuk bahan, bentuk bagian tersebut, tekanan air dan jenis abrasive. Mengontrol kecepatan nossel abrasive jet sangat penting untuk efisien dan ekonomis mesin. Salah satu dari beberapa bahan yang tidak dapat dipotong dengan jet air adalah gelas marah. Karena kaca pemarah stres, segera setelah Anda mulai untuk memotongnya, itu akan hancur menjadi fragmen kecil seperti yang dirancang untuk melakukan penghancuran. Kecepatan ideal gerakan tergantung pada berbagai faktor, termasuk bahan, bentuk bagian tersebut, tekanan air dan jenis abrasive.
Karena waterjets dipotong dengan menggunakan air dan kasar, mereka dapat bekerja dengan berbagai bahan. Materi ini meliputi:

• Tembaga, kuningan, alumunium
• Pre-pengerasan baja
• Mild baja
• Exotic materialss seperti titanium, Inconel dan Hastalloy
• 304 stainless steel
• Bahan rapuh seperti kaca, keramik, kuarsa, batu
• Bahan-bahan mudah terbakar 

Jenis-jenis water jet

Pemotongan pancaran air (WJC)

Pemotongan Waterjet (WJC), juga dikenal sebagai mesin air jet atau mesin hidrodinamik, menggunakan jet tinggi kecepatan fluida menimpa benda kerja untuk melakukan operasi pemotongan.

Water Jet Cutter menggunakan aliran air halus dengan tekanan dan kecepatan tinggi, yang diarahkan pada permukaan bendakerja sehingga menyebabkan bendakerja terpotong seperti ditunjukkan dalam gambar 11.3. Proses pemotongan ini juga disebut pemesinan hidrodinamik.

Gambar. Pemotongan pancaran air

Untuk mendapatkan aliran air yang halus digunakan pembukaan nosel dengan diameter sekitar 0,004 sampai 0,016 in (0,1 sampai 0,4 mm). Agar diperoleh aliran dengan energi yang cukup untuk pemotongan, digunakan tekanan di atas 60.000 lb/in2 (400 Mpa), dan pancaran mencapai kecepatan di atas 3000 ft/sec. (900m/s). Cairan ditekan sesuai tingkat yang diinginkan dengan menggunakan pompa hidraulik. Sebagai cairan pemotong biasanya digunakan larutan polimer karena cendrung menghasilkan aliran yang lebih menyatu (coherent stream). Aliran cairan dari nosel dapat diatur besarnya, untuk material yang tipis pembukaan diatur lebih kecil agar dihasilkan pemotongan yang lebih halus.

Parameter dalam proses WJC adalah :

• Jarak antara nosel dan permukaan bendakerja (standoff distance). 
• Diameter pembukaan nosel, 
• Tekanan air dan kecepatan potong. 

Jarak antara pembukaan nosel dengan permukaan bendakerja harus diatur sekecil mungkin untuk menghindari adanya percikan aliran cairan. Jarak yang umum digunakan adalah 1/8 in (3,2 mm). Ukuran pembukaan nosel berpengaruh terhadap ketelitian pemotongan, pembukaan kecil digunakan untuk pemotongan halus pada material yang tipis, sedang untuk memotong material yang lebih tebal dibutuhkan pancaran aliran dan tekanan yang lebih besar pula. Kecepatan pemotongan yang sering digunakan dari 12 in./min (5 mm/s) sampai di atas 1200 in./min (500 mm/s).

Skema Diagram mesin jet hidrodinamik. 

intensifier ini mengangkat fluida terhadap tekanan nozel yang diinginkan sementara menghaluskan akumulator keluar pulsa di jet cairan. WJC sangat efektif digunakan untuk memotong alur yang sempit dalam bendakerja datar seperti plastik, tekstil, komposit, ubin, karpet, dan kulit.

Pemotongan pancaran air abrasif (AWJC)

Air jet mesin (WJM) terutama digunakan untuk memotong dan celah berpori bukan logam seperti kayu, kertas, kulit, dan busa. Namun, tidak efisien untuk pengerjaan material keras. Ketika abrasive dicampur dalam air jet, Abrasive Water Jet Machining, proses baru dan lebih kuat direalisasikan.Baik WJM dan AWJM menggunakan prinsip dari pressurizing air untuk tekanan sangat tinggi, dan memungkinkan air untuk melarikan diri melalui lubang yang sangat kecil (orifice).

Air jet mesin menggunakan sinar keluar air orifice (atau permata) untuk memotong hal-hal lembut seperti popok dan permen, tetapi tidak efektif untuk memotong bahan lebih keras. Air inlet biasanya bertekanan antara 20.000 dan 55.000 pound per inci persegi (PSI). Ini dipercepat melalui lubang kecil di "Jewel", yang biasanya 0,010 "untuk 0,015" diameter.

Hal ini menciptakan sebuah balok kecepatan air yang sangat tinggi. Abrasive mesin air jet bahwa balok menggunakan air yang sama untuk mempercepat partikel kasar untuk kecepatan cukup cepat untuk memotong bahan jauh lebih sulit. Dengan bantuan abrasive, bahan kekerasan apapun dapat dipotong tanpa delaminasi, tanpa kerusakan termal, dalam waktu yang sama, dengan tingkat pemotongan yang sangat tinggi dan kemampuan untuk memotong ketebalan yang sangat besar.

WJC digunakan untuk pemotongan benda kerja logam, maka biasanya harus ditambahkan partikel abrasif kedalam aliran pancaran. Partikel abrasif yang sering digunakan adalah oksida aluminium, dioksida silikon, dan garnet (mineral silikat). Partikel abrasif yang ditambahkan kedalam aliran air sekitar 0,5 lb/min (0,23 kg/min) setelah keluar dari nosel. 

Parameter dalam proses AWJC sama dengan pada proses WJC, yaitu :

• diameter pembukaan nosel, 
• tekanan air
• jarak antara pembukaan nosel dan permukaan bendakerja.

Diameter pembukaan nosel berkisar antara 0,010 in. (0,25 mm) sampai 0,025 in. (0,63 mm), sedikit lebih besar daripada WJC. Tekanan air yang digunakan hampir sama seperti WJC, sedang jarak antara pembukaan nosel dengan permukaan bendakerja sedikit lebih kecil, untuk meminimalkan dampak dari percikan cairan pemotong, yang sekarang mengandung partikel abrasif. Jarak tersebut sekitar seperempat dan setengah dari jarak yang biasa dipakai pada WJC.

Pemesinan Pancaran Abrasif (AJM)

Abrasive Jet Machine adalah proses pelepasan material yang menggunakan aliran gas kecepatan tinggi yang mengandung partikel-pertikel abrasif kecil seperti ditunjukkan dalam gambar 11.4. Disini digunakan gas kering dengan tekanan 25 sampai 200 lb/in2 (0,2 sampai 1,4 MPa) dialirkan melalui lubang nosel dengan diameter 0,003 sampai 0,040 in. (0,075 sampai 1,0 mm) pada kecepatan 500 sampai 1000 ft/min (2,5 sampai 5,0 m/s). Gas yang digunakan adalah udara kering, nitrogin, dioksida karbon, dan helium. Untuk mengarahkan nosel pada bendakerja biasanya dilakukan secara manual oleh seorang operator. Jarak antara ujung nosel dengan permukaan bendakerja sekitar 1/8 in. sampai beberapa in. Tempat kerja harus disiapkan dengan ventilasi yang cukup memadai untuk operator.

Gambar. Pemesinan pancaran abrasive

AJM pada umumnya digunakan untuk proses penyelesaian seperti pemangkasan, pembersihan, pemolesan, dan sebagainya. Pemotongan dapat dilakukan untuk material yang keras dan getas ( sebagai contoh gelas, silikon, mika, dan keramik ) yang berbentuk rata dan tipis. Abrasif yang sering digunakan adalah oksida aluminium (untuk aluminium dan kuningan), karbida silikon (untuk baja tahan karat dan keramik), dan butir gelas (untuk pemolesan). Ukuran diameter butir sangat halus, berkisar antara 15 sampai 40 mm, dan untuk dapat digunakan ukuran tersebut harus seragam.

Peralatan Pemotongan WJM

Diagram air jet pemotong terdiri dari bagian-bagian seperti air bertekanan tinggi inlet, permata (ruby atau berlian), abrasive (garnet), pencampuran tabung, penjaga, pemotong air jet, pemotong bahan. Pompa sebagai sumber tekanan dan nosel sebagai pembentuk pancaran adalah bagian yang mendasar pada setiap system pemotongan dengan pancaran. Perlengkapan lainnya seperti perpipaan, fitting, dan valves. Adapun penjelasan dari peralatan-perlatan tersebut adalah sebagai berikut:

Pompa

Penekanan cairan sebesar 1500 dan 4000 Mn/m2 biasanya dilakukan oleh salah satu dari gerakan langsung secara mekanis terhadap plumper berdiameter kecil atau dengan penguat (internsifier). Tekanan fluida yang cukup besar menggerakan piston berpenampang besar dimana pada langkah baliknya menggerakan ram berdiameter kecil yang menampakan fluida pemotong.

Pada tekanan tersebut permasalahan itamanya adalah mengatasi kebocoran (sealing) akibat tekanan tinggi dari ram, sedangkan masalah kerusakan komponen mekanis dapat dibatasi oleh unsure hidup dari perlatan tersebut. Beberapa cara penyelesaian telah diketemukan salah satu diantaranya adalah memebrikan paking tekanan tinggi yang dapat digantikan secara cepat dengan kemudahan untuk mendapatkannya. Alternative lainnya conventional fabric back, paking karet sintetis dapat dilumasi dengan menambahkan seluble oil sampai 5% kepada air yang dipompakan. Namun oil ini mungkin tidak cocok dengan material yang dipotong dan pembuangan limbah fluidanya dapat juga menjadikan pertimbangan yang menyulitkan.

Ram untuk gerak bolak-balik (reciprocating ram) dapat dilingkupi dengan fitting sleeve tertutup yang panjang. Dengan rancangan yang benar dan pembuatan yang presisi kebocoran fluida melewati kelonggaran seal dapat dikurangi serendahnya 2% dari unit pengiriman rata-rata pada tekanan 30KN/cm2. Membuat komponen dari logam keras menjadikan seal mempunyai umur hidup yang panjang dan cocok untuk berbagai jenis fluida pemotong termasuk air murni.

Metode lain adalah menggunakan dua seal berkelonggaran kecil pada ram. Melalui gerak pemakanan (feeding) pada ruang antara seal dan oli yang sangat kental pada tekanan tinggi, kebocoran dapat terkurangi, namun sebagian kecil oli akan tak terelakkan keluar fluida pemotong melalui seal bagian dalam (innerseal).

Cara kerja pompa:

Sebenarnya, prinsip kerja dari abrasive waterjet dapat dikatakan sederhana dan juga sangat kompleks. Prinsip kerja yang paling sederhana adalah mengalirkan air dengan bantuan pompa menuju lubang kepala pemotong. Penjelasan fungsinya secara mendetil sebenarnya sangatlah kompleks. Untuk menghasilkan dan menjaga agar output air bertekanan tetap pada kisaran 60.000 psi, dibutuhkan teknologi yang sangat maju dan kompleks. Pada tekanan ini, sedikit saja kesalahan dapat menyebabkan kerusakan permanen pada komponen mesin.

Pompa adalah jantung dari waterjet. Pompa harus dapat menghasilkan air bertekanan tinggi secara kontinu. Secara umum, pompa terdiri dari dua macam, yaitu pompa langsung, dan pompa tidak langsung (intensifier based pump). Namun, saat ini jenis pompa yang lebih banyak digunakan untuk penggunaan di bidang industri adalah jenis pompa tidak langsung (intensifier based pump), karena jenis pompa ini dapat menghasilkan tekanan air yang lebih tinggi. Oleh karena itu, pada makalah ini, kami hanya akan membahas mengenai intensifier based pump. Intensifier based pump adalah suatu sistem pompa air yang dapat menghasilkan air bertekanan tinggi secara kontinu.

Skema waterjet cutting dengan sistem intensifier based pump. Motor listrik menyebabkan pompa hidrolik mensirkulasikan cairan hidrolik pada sistem yang menyebabkan piston beserta plunyer kiri dan kanan dapat bergerak maju mundur secara terus-menerus. Pada saat batang plunyer di sebelah kiri bergerak ke arah kanan, air dari sumber tersedot masuk ke dalam pipa penampung sementara, sedangkan pada plunyer bagian kanan, air didorong keluar dari pipa penampung sementara menuju lubang kepala pemotong, dan sebaliknya pada saat cairan fuida disirkulasikan kembali, batang piston di sebelah kanan bergerak ke arah kiri dan menyedot air dari sumber air ke dalam pipa penampung sementara, dan pada sisi kiri dari pompa, air yang telah disedot masuk tadi didorong keluar menuju lubang kepala pemotong. Sehingga dengan prinsip kerja seperti ini, kita dapat menghasilkan debit air secara kontinu dengan tekanan dan kelajuan yang sangat tinggi, mencapai tekanan 60.000 psi pada kecepatan 762m/s.

 Perpipaan (Tubing)

Pipa tekanan tinggi yang digunakan untuk mengirim fluida dari satu system ke komponen lainnya adalah berdinding tebal dengan perbandingan antara diameter luar dan diameter dalam sedikitnya 5 dan kadang-kadang lebih tinggi dari 10. Pipa dapat dibuat dari baja stainless bor dinding pejal atau dinding kompsit dengan baja stainless didalamnya dan baja karbon sebagai kulitnya. Perpiapaan dapat digunakan untuk melawan fluida pda tekanan lebih tinggi dari pada tegangan yield material pipa melalui pemakian proses yang dikenal dengan autofrottaging atau self hooping.

Penyambung Pipa (Tube Fitting)

Garis kontak antara logam dengan logam adalah teknik yang biasa dipakai untuk mendapatkan penyekatan fluida dalam penyambungan pipa tekanan tinggi, yang diberikan oleh penarikan bentuk konis masuk kedalam rongga yang melingkupinya (Rounded socket). Konis mungkin dikerjakan langsung pada pipanya atau bentuk konis yang dipasangkan dapat dipakai. Pada tekanan yang lebih tinggi, rancangan konis yang replaceable adalah yang kebanyak digunakan.

Valves

Kebanyak valves untuk tekanan tinggi adalah tipe jarum (needle type). Aliran utama yang melewatinya dikontrol oleh bentuk konis yang terpasang tetap pada ujung jarum terhadap dudukannya. Seal kelenjar (Gland Seal) biasanya dibutuhkan untuk mengurangi kebocoran sepanjang batang tangkai.

Nosel

Nosel berari mengubah tekanan tinggi dari cairan menjadi pancaran dengan kecepatan tinggi sesuai dengan berbagai keinginan dari perancang. Untuk erosi minimum maka material nosel harus sangat keras, sebaliknya untuk memberikan bentuk kontur yang halus material harus ulet dan mudah dikerjakan. Nosel dapat dibuat dari sintered diamond atau sappire dan dapat digunakan untuk bagian yang dipasangkan pada pemegang baja yang jelas membutuhkan tegangan dan keuletan.

Diamond, tungsten carbide, dan baja special telah digunakan untuk membuat nosel yang berkualitas. Suatu nosel dengan diameter keluar 0,05 – 0,35 mm akan memberikan pancaran koheren dengan panjang sampa 3 – 4 cm. Metode untuk menaikan panjang pancaran adalah dengan menambahkan kepada air pemotong sebanyak 1% bahan polymer dengan mata rantai panjang (a long chain polymer) seperti polyethylene- oxide dengan berat molekuler 4 milyar, yang akan menghasilkan viskositas fluida yang sangat tinggi.

Dengan bahan penambah seperti itu pancaran koheren akan sampai mencapai panjang 600x diameternya. Melewati titik pisah (break-up point) beberapa gaya pemotongan masih memungkinkan dikonsentrasi inti cairan dengan pancaran berlubang melingkupinya.

Karakteristik dari water jet

Menggunakan aliran kecepatan tinggi partikel abrasive tersuspensi dalam aliran Ultra High Pressure Air (30.000 - 90.000 psi) yang diproduksi oleh pompa air intensifier.
Digunakan untuk mesin array besar bahan, termasuk bahan panas-sensitif, halus atau sangat keras.
Tidak menghasilkan kerusakan akibat panas ke permukaan atau tepi benda kerja.
Nozel biasanya terbuat dari disinter boride .
Menghasilkan lancip kurang dari 1 derajat pada luka kebanyakan, yang dapat dikurangi atau dihilangkan sepenuhnya oleh memperlambat proses dipotong.
Jarak nosel dari benda kerja mempengaruhi ukuran garitan dan laju penghilangan bahan. Khas jarak adalah 0,125 ".

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan water jet

1. Dapat digunakan untuk pemotongan yang sangat presisi.
2. Waktu yang dibubutuhkan sangat cepat.
3. Ramah lingkungan, tidak menghasilkan limbah yang merusak lingkungan.
4. Lebih ekonomis karena air dan bahan abrasive mudah di daur ulang.
5. Angka toleransi sangat ketat (relative kecil), Jumlah materi yang dihapus oleh water jet sekitar 0,001 “, yang berarti bahwa sangat sedikit bahan akan dihapus.
6. Proses pemotongan yang menggunakan air, menyebabkan proses 
7. pemotongan tidak menghasilkan panas, sehingga material-material tidak mengalami perubahan fisik yang tidak diinginkan, seperti pemuaian ataupun pelelehan di sekitar daerah yang dipotong. Sehingga proses pemotongan dapat dilakukan dengan baik.
8. Proses pemotongan ini tidak menghasilkan chip, serpihan material, dan sampah-sampah hasil pemotongan lainnya, sehingga proses pemotongan ini berlangsung dengan bersih. 
9. Karena proses pemotongan seluruhnya hanya menggunakan air bertekanan tinggi, sehingga kita tidak memerlukan pergantian alat pemotong pada setiap proses pemotongan. Sehingga, proses pemotongan dapat berlangsung dengan lebih cepat dan efektif. 

Kerugian penggunaan water jet :

1. Biaya awal untuk pembelian water jet tinggi,namun untuk proses produksi selanjutnya bila dibandingkan dengan peralatan lain sangat murah,serta menghemat waktu pengerjaan.
2. Perlu adanya perawatan khusus dan berkala,karena air yang dicampur dengan bahan abrasive dipaksa untuk melewati lubang yang sangat sempit sehingga butuh perhatian yang khusus agar peralatan dalam kondisi yang baik.

Perbandingan water jet dengan mesin yang lain

Waterjet dapat memotong berbagai bahan padat termasuk batu, genteng, kaca, logam, busa, karet, plastik, dan makanan. Bila dibandingkan dengan plasma, laser, dan EDM; pemotongan waterjet memiliki kelebihan yang berbeda.

Waterjet terus tumbuh lebih cepat dibandingkan proses lainnya:

WATERJET vs Plasma vs Laser vs EDM

Selain tidak ada zona yang terkena panas, manfaat dan aplikasi untuk teknologi waterjet tidak terbatas dan terus berkembang. Dibandingkan dengan teknologi pemotongan lain:

	Water jet	EDM	Plasma jet	Lase
Proses	Proses Erosi: kecepatan tinggi cair ampelas	Proses erosi menggunakan pelepasan listrik	Burning/proses mencair menggunakan suhu tinggi terionisasi gas pancaran	Proses Pencairan menggunakan pekat sinar laser beam
Bahan	Materi apapun.	Konduktif bahan saja	Terutama baja, stainless steel dan aluminium.	Terutama baja, steel dan aluminium. Bisa juga memotong berbagai dari bahan lain.
Ketebalan	Sampai dengan 24 inci, hampir semua material. Z kendala hanya batasan ketebalan	Umumnya 12 inci atau kurang.	Sampai dengan 2-3 inci, tergantung pada material.	Umumnya 1 inci atau kurang, tergantung pada bahan.
Keakuratan belahan	Sampai .001 "	Sampai .0001 "	Sampai .010 "	Sampai .001 "
Pendapatan per kapita	$ 60k untuk lebih $ 300k	$ 100k untuk lebih $ 400k	$ 60k untuk lebih $ 300k	$ 400k untuk lebih $ 300k
Pengaturan mesin	Sama setup untuk semua bahan	Berbeda gas untuk pekerjaan yang berbeda	Sama setup untuk semua bahan	Berbeda kawat jenis untuk pekerjaan yang berbeda

Manfaat Hijau

Pemotongan Waterjet adalah proses pemotongan dingin yang menghilangkan deformasi terak dan limbah sampah, sedangkan efek unforunate ditemukan dalam proses plasma dan laser cutting. Selain itu, baik garnet digunakan dalam pemotongan abrasif serta air adalah recycable

Keunggulan Water Jet dibandingkan dengan Laser

• Dapat bekerja dengan yang peka panas. Water jet memotong berbagai bahan tanpa perubahan dalam setup yang diperlukan. Selain itu, bahan yang peka panas yang tidak dapat dikerjakan oleh laser dapat dipotong dengan menggunakan water jet.
• Tidak ada zona yang terkena panas (Haz) atau termal distorsi, yang dapat terjadi dengan laser. Water jet tidak mengubah sifat-sifat material.
• Water jet lebih aman. Tidak ada asap berbahaya, seperti logam menguap, dan tidak ada resiko kebakaran.
• Lebih baik menyelesaikan tepi. Bahan dipotong oleh waterjets memiliki permukaan yang halus,karena cara bahan abraded, yang membuat hasil berkualitas tinggi. Bahan dipotong oleh laser cenderung memiliki lebih kasar, bersisik tepi, yang mungkin memerlukan pengoperasian mesin tambahan untuk membersihkan. 

Keuntungan Water Jet dibandingkan EDM

• Dapat bekerja dengan berbagai jenis bahan 
• Mesin Water jet dapat bekerja dengan bahan non-logam yang tidak dapat EDM kerjakan, seperti kaca, kayu, plastik, dan keramik.
• Water jet dapat menembus dan membuat lubang sendiri 
• Beberapa jenis EDM, seperti kawat cut EDM, lubang menjadi yang pertama dibuat dalam materi, harus dilakukan dalam proses terpisah. Water jet dapat menembus materi, tidak memerlukan tambahan fixturing atau mesin.
• Tidak ada zona yang terkena panas (Haz) dengan water jet
• Tidak ada zona yang terkena panas (Haz) atau termal distorsi, yang dapat terjadi dengan EDM. Water jet tidak mengubah sifat-sifat material

Keuntungan Water Jet dibandingkan Plasma

• Keuntungan yang paling jelas dibandingkan dengan plasma pemotongan adalah bahwa waterjets beroperasi pada temperatur yang lebih rendah. 

Read More

Radiasi

Radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas, partikel atau gelombang elektromagnetik/cahaya (foton) dari sumber radiasi. Radiasi adalah gelombang atau partikel berenergi tinggi yang berasal dari sumber alami atau sumber yang sengaja dibuat oleh manusia (buatan).Radiasi adalah setiap proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.

Sejarah Radiasi

Akhir tahun 1895, Roentgen (Wilhelm Conrad Roentgen, Jerman, 1845-1923), seorang profesor fisika dan rektor Universitas Wuerzburg di Jerman dengan sungguh-sungguh melakukan penelitian tabung sinar katoda. Ia membungkus tabung dengan suatu kertas hitam agar tidak terjadi kebocoran fotoluminesensi dari dalam tabung ke luar. Lalu ia membuat ruang penelitian menjadi gelap. Pada saat membangkitkan sinar katoda, ia mengamati sesuatu yang di luar dugaan. Pelat fotoluminesensi yang ada di atas meja mulai berpendar di dalam kegelapan. Walaupun dijauhkan dari tabung, pelat tersebut tetap berpendar. Dijauhkan sampai lebih 1 m dari tabung, pelat masih tetap berpendar. Roentgen berpikir pasti ada jenis radiasi baru yang belum diketahui terjadi di dalam tabung sinar katoda dan membuat pelat fotoluminesensi berpendar. Radiasi ini disebut sinar-X yang maksudnya adalah radiasi yang belum diketahui. Tahun 1895 itu Roentgen sendirian melakukan penelitian sinar-X dan meneliti sifat-sifatnya. Pada tahun itu juga Roentgen mempublikasikan laporan penelitiannya. Berikut ini adalah sifat-sifat sinar-X:

1. Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.
2. Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya masih dapat terdeteksi.
3. Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.
4. Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.
5. Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.
6. Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus dan lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).

Sumber Radiasi

Sumber radiasi terbagi menjadi dua yaitu sumber radiasi alam, dimana sumber radiasi alam sudah ada sejak alam semesta terbentuk, dan radiasi yang dipancarkan oleh sumber alam ini disebut radiasi latar belakang, contoh sumber radiasi alam adalah sumber radiasi kosmik, sumber radiasi terestrial (primordial), dan sumber radiasi dari dalam tubuh manusia. Sumber radiasi buatan, yang baru diproduksi di abad 20, tetapi telah memberikan paparan secara signifikan kepada manusia. Contohnya adalah radionuklida buatan, pesawat sinar-X, reaktor nuklir, akselerator. Ada dua sumber radiasi buatan manusia yaitu sumber radiasi pengion dan non pengion.

Jenis-Jenis Radiasi

• Radiasi pengion

Radiasi pengion adalah jenis radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi (terbentuknya ion positif dan ion negative) apabila berinteraksi dengan sebuah materi. Contoh radiasi yang termasuk radiasi pengion yaitu: partikel alpha, partikel beta,, sinar gamma, sinar –X dan neutron.

Partikel Alpha

Mempunyai ukuran (volume) dan muatan listrik positif yang besar dan tersusun dari dua proton dan dua neutron, sehingga identik dengan inti atom helium. Daya ionisasi partikel alpha sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasi partikel beta dan 10.000 kali daya ionisasi sinar gamma. Karena mempunyai muatan listrik yang besar maka partikel alpha tidak mampu menembus pori-pori kulit kita pada lapisan yang paling luar sekalipun karena mempunyai ukuran yang besar.

Partikel Beta

Mempunyai ukuran dan muatan listrik lebih kecil dari partikel alpha. Daya ionisasi di udara 1/100 kali daya ionisasi partikel alpha. Partikel beta mempunyai daya tembus lebih besar dari partikel alpha karena ukurannya lebih kecil.

Sinar Gamma

Sinar gamma tidak mempunyai besaran volume dan muatan listrik sehingga dikelompokkan kedalam gelombang elektromagnetik. Daya ionisasinya dalam medium sangat kecil. Tidak terbelokkan oleh medan listrik yang ada disekitarnya, sehingga daya tembusnya sangat besar dibandingkan dengan daya tembus partikel alpha atau beta.

Sinar-X

Mempunyai kemiripan dengan sinar gamma, yaitu dalam hal daya jangkau pada suatu media dan pengaruhnya oleh medan listrik. Yang membedakan antara keduanya adalah proses terjadinya. Sinar gamma dihasilkan dari proses peluruhan zat radioaktif yang terjadi pada inti atom, sedangkan sinar-X dihasilkan pada waktu electron berenergi tinggi yang menumbuk suatu target logam

Partikel neutron

Partikel neutron mempunyai ukuran kecil dan tidak mempunyai muatan listrik, serta memiliki daya tembus yang tinggi. Partikel neutron dapat dihasilkan dari reaksi nuklir antara satu unsure tertentu dengan unsure lainnya.

• Radiasi non-pengion

Radiasi non-pengion adalah jenis radiasi yang tidak akan menyebabkan efek ionisasi apabila bereaksi dengan materi. Yang termasuk dalam jenis radiasi non-pengion antara lain adalah gelombang radio, gelombang mikro (yang digunakan dalam microwave oven dan transmisi seluler handphone), sinar inframerah (yang memberikan energy dalam bentuk panas), cahaya tampak, sinar ultra violet (yang dipancarkan matahari).

Sinar inframerah

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Sinar inframerah memiliki karakteristik, yaitu: tidak dapat dilihat oleh manusiatidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang, dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas, Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

Sinar ultraviolet

Merupakan radiasi elektromagnetis terhadap panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil.

Alat deteksi Radiasi

Radiasi tidak dapat dideteksi oleh indra manusia, sehingga untuk mengenalinya diperlukan suatu alat bantu pendeteksi yang disebut dengan detektor radiasi. Ada beberapa jenis detektor yang secara spesifik mempunyai kemampuan untuk melacak keberadaan jenis radiasi tertentu yaitu detektor alpha, detektor gamma, detektor neutron, dll. Radiasi dapat berinteraksi dengan materi yang dilaluinya melalui proses ionisasi, eksitasi dan lain-lain. Dengan menggunakan sifat-sifat tersebut kemudian digunakan sebagai dasar untuk membuat detektor radiasi.

Read More

Konstruksi Geometris

Membagi tiga buah sudut sembarang

Masalah ini tidak dapat diselesaikan secara geometris yang eksak, tetapi dapat diselesaikan dengan pendekatan.

1. Buatlah setengah lingkaran dengan titik O sebagai titik pusat dan jari – jari secukupnya. Setengah lingkaran ini akan memotong kaki – kaki sudut pada titik – titik A dan B, dan perpanjangan kaki AO di titik C.
2. Dengan jari – jari 2r dan titik – titik pusat A dan C, buatlah busur-busur lingkaran yang saling berpotongan di titik D.
3. Hubungkanlah B dan D dengan sebuah garis lurus, yang memotong diameter AOC di titik E.
4. Bagilah ruas (segment) garis AE dalam tiga bagian yang sama dengan cara yang telah dibahas pada materi beberapa kontruksi dengan garis.
5. Hubungkanlah titik D dengan titik 1 dan titik 2, dengan garis garis lurus. Garis-garis perpanjangan dari garis – garis penghubung ini akan memotong setengah lingkaran masing-masing di F dan G. Garis – garis OF dan OG adalah garis-garis bagi yang ditanyakan.

Membagi Tiga Sudut Sembarang

Segilima Teratur

Sebuah segilima teratur dengan subuah sisi yang diketahui digambar seperti pada Gambar 8.

1. Gambarlah garis bagi tegak lurus pada garis AB yang diketahui.
2. Pada garis bagi ini ambillah ruas garis CD yang sama panjangnya dengan AB, dan tariklah sebuah garis melalui AD. Buatlah DE = ½ AB.
3. Denga titik A sebagai titik pusat dan AE sebagai jari – jari, gambarlah sebuah busur lingkaaran yang memotong garis perpanjangan CD di F.
4. Dengan titik A, B dan F buatlah busur – busur lingkaran yang saling berpotongan di titik G dan H.
5. Jika titik – titik A, G, F, H dan B berturut – turut dihubungkan akan dihasilkan segilima teratur yang ditanyakan

Segi Lima Teratur Dengan Sebuah Sisi Tertentu

Membuat segilima teratur dalam sebuah lingkaran

1. Gambarlah dua buah sumbu tegak lurus melalui titik pusat O dari lingkaran yang diketahui.
2. Tentukanlah titik bagi G dari garis OC dan buatlah busur lingkaran dengan jari – jari AG dan titik pusat G. Busur lingkaran ini memotong garis sumbu CD di titik H. Maka AH adalah panjanag sisi segi lima teratur yang diinginkan.
3. Dengan titik A sebagai titik pusat dan AH sebagai jari – jari, buatlah dua busur lingkaran yang memotong lingkaran yang diketahui di titik – titik I dan J. Dengan titik – titik I dan J sebagai titik pusat dan AH sebagai jari – jari buatlah berturut – turut busur lingkaran yang memotong lingkaran yang diketahui di titik – titik K dan L. Hubungkanlah titik – titik A, J, K, L dan I. maka AJKLI adalah segi lima beratur yang diinginkan.

Segi Lima Teratur Dalam Sebuah Lingkaran Tertentu

Membuat Segi Enam

Gambar dibawah memperlihatkan pembuatan segi enam di dalam sebuah lingkaran. Caranya ialah setelah membuat lingkaran, kemudian dengan tidak mengubah jari-jari lingkaran dari titik D dan C dilingkarkan kembali jari-jari tersebut sehingga memotong di titik E dan F, juga G dan H. Hubungkan titik-titik D, E, G, C, G, F, dan D dengan garis lurus sehingga saling menutup membentuk segi enam beraturan.

Segi enam di dalam lingkaran

Gambar dibawah memperlihatkan cara pembuatan segi enam di luar lingkaran. Caranya adalah buat garis sejajar sumbu AB l dan m sehingga menyinggung lingkaran dititik Q dan T. Dari titik pusat O buat sudut 300 membentuk sudut COQ dan QOD. Buat garis CE dan DF melalui titik pusat O. Hubungkan titik C dan D, serta titik F dan E sehingga terbentuk garis CD dan FE. Buat garis CA, FA, DB, dan EB yang menyinggung lingkaran di titik P, V, S, dan R. Terbentuk segi enam ACDBEF yang terletak di luar lingkaran.

Segi enam di luar lingkaran

Segi Banyak Teratur

Segi banyak teratur yang dapat digambarkan secara geometris, hanya segitiga sama sisi, bujur sangkar atau segibanyak teratur yang jumlah sisinya merupakan hasil perkalian dari jumlah sisi segi banyak teratur tersebut diatas. Segi banyak teratur digambarkan atas dasar pendekatan.

Sebagai contoh diambil sebuah segi tujuh teratur dengan panjang sisi tertentu seperti tampak pada Gambar di bawah.

Sudut dalam dari sebuah segi banyak teratur dengan jumlah sisi n, ditentukan oleh rumus berikut : 2(n – 2) (900/n). jadi sudut dalam dari segi tujuh teratur adalah x 1800.

AB pada Gambar adalah panjang sisi segi tujuh teratur yang akan diselesaikan. Urutan pelaksanaannya adalah sebagai berikut :

1. Gambarlah sebuah setengah lingkaran CABOF dengan jari – jari AB. Perpanjanglah BA sehingga titik C, dimana BC = 2AB.
2. Tentukanlah titik E pada garis BC, dimana BE = BC, dan hubungkanlah titik D dan E, sehingga perpanjangannya memotong setengah lingkaran pada titik F. sudut FAB adalah sudut dalam dari segi tujuh beraturan yang dicari.
3. Gambarlah garis bagi tegak lurus dari garis-garis AB dan AF, yang saling berpotongan di O. Maka O adalah titik pusat lingkaran keliling dari segi tujuh beraturan tersebut.
4. Dengan jari – jari OA dan titik pusat O gambarlah lingkaran tersebut, dan bagilah lingkaran ini dengan AB, yang menghasilkan titik – titik G, H, I dan J. Jika titik-tiitikini berurutan dihubungkan dengan garis lurus, maka segi tujuh yang diminta akan tergambar.

Segi Tujuh Teratur Dengan Sisi Tertentu

Read More

Sistem Kerja Karburator

Untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar dan udara pada motor bensin, karburator dilengkapi dengan beberapa sistem sesuai peruntukannya. Sistem-sistem yang terdapat pada karburator diantaranya:

Sistem pelampung.

Sistem pelampung diperlukan untuk menjaga agar permukaan bahan bakar pada ruang pelampung selalu konstan. Pada ruang pelampung terdapat pelampung (float) dan jarum pelampung (needle valve).

Pada saat motor hidup, pompa bahan bakar mengisap bensin ke dalam ruang pelampung melalui katup jarum yang terbuka sehingga ruang pelampung terisi bensin sampai batas tertentu. Pelampung akan mengapung dan jarum menutup lubang pemasukan. Bila bensin telah terisap oleh arus udara dan permukaan bensin di dalam ruang pelampung turun, katup jarum membuka kembali karena pelampung bergerak turun. Bensin masuk ke ruang pelampung sampai jarum katup menutup lubang karena pelampung bergerak naik lagi.. demikian seterusnya masuk dan keluarnya bensin dari karburator berlangsung selama motor hidup.

Sistem pelampung

Banyak sedikitnya bensin yang masuk ke dalam ruang pelampung menentukan kualitas campuran udara uadara-bensin menjadi gas pembakaran di dalam silinder. Pengaturan banyak sedikitnya bensin itu dilakukan dengan mengatur tuas pelampung yang menggerakan jarum. Pengaturan yang terlampau tinggi akan menyebabkan campuran kurus karena bensin terlalu sedikit yang masuk. Begitu sebaliknya, jika pengaturan tuas yang terlampau rendah akan menyebabkan campuran gemuk. Karburator ini juga dilengkapi dengan saluran udara untuk menjaga agar tekakan di dalam ruang pelampung sama dengan tekanan di dalam tabung udara.

Sistem stasioner dan kecepatan lambat(rendah).

Sistem stasioner dan kecepatan lambat digunakan pada saat motor berputar lambat tanpa beban (idle), yaitu motor hidup tanpa menginjak atau memutar pedal gas. Bensin mengalir melalui orifis pengatur tanpa beban menuju saluran tanpa beban. Kemudian bercampur dengan udara dari saluran udara tanpa beban mengalir ke bawah melalui nosel tanpa beban berupa semburan gas ke intake manifol.

 Sistem stasioner dan kecepatan lambat (rendah).

Jika katup gas mulai membuka dan pada saat itu intake manifol dalam kondisi hampa, maka lubang pengeluaran tanpa beban mengeluarkan gas pembakaran (udar-bensin), masuk ke dalam intake manifol karena hisapan torak. Banyak sedikitnya gas pembakaran yang keluar dari lubang (nosel) tanpa beban dapat diatur oleh sekerup pengatur tanpa beban.

Sistem kecepatan tinggi

Sistem kecepatan tinggi digunakan untuk mencampur udara dan bensin pada saat katup gas membuka. Keluarnya bensin diatur oleh pengatur penyemprot utama (main jet) yang terpasang pada dasar ruang pelampung,bercampur dengan udara yang keluar dari saluran udara kecepatan tinggi, kemudian melalui penyemprot utama diisap melalui venturi.

Jika motor membutuhkan tenaga yang besar maka diperlukan pula campuran bensin- uadar yang kaya. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut karburator dapat dilengkapi katup pengatur guna menambah distribusi bensin.

Sistem kecepatan tinggi

Sistem tenaga (full power circuit).

Jika katup trotle sudah terbuka maksimum dan kevakuman pada venturi sudah berada pada titik maksimal seharusnya terjadi putaran maksimal. Tenaga (putaran) maksimum motor tidak dapat tercapai, apabila tidak ada penambahan bahan bakar. Untuk mendapatkan penambahan bahan bakar pada kecepatan tinggi, dibuatlah power circuit pada karburator.Sistem tenaga bekerja dengan dua cara:

Sistem tenaga (full power circuit).

Cara mekanik

Pada gambar dapat dilihat prinsip dasar batang pengatur (metering rod) membuka dan menutup saluran bahan bakar yang terdapat pada ruang pelampung. Untuk mengontrol metering rod membuka dan menutup secara mekanik, ujung metering rod disambungkan dengan mekanik penggerak katup gas. Jika katup gas terbuka maka dengan sendirinya metering rud akan terangkat sehingga saluran penambahan bahan bakar akan mulai terbuka. Besar kecilnya saluran bahan bakar terbuka tergantung atau mengikuti besar kecilnya katup gas terbuka.

Cara vakum.

Bekerjanya metering rod oleh kevakuman yang terjadi pada saluran masuk (intake manifold) secara konstruksi akan dilengkapi dengan piston, pegas, katup ataupun membran. Namun semua komponen ini bertujuan membuka dan menutup saluran sistem tenaga (power circuit) sesuai dengan keinginan.

Prinsip dasarnya Saluran akan tertutup oleh matering rod akibat adanya kekuatan isap kevakuman yang mampu mengalahkan tekanan pegas sehingga torak tertarik ke bawah. Jika kevakuman rendah, maka pegasakan mendorong piston keatas, sehingga matering rod ikut terangkat dan saluran akan terbuka.

Pada beberapa jenis karburator ada yang menggunakan hanya penggerak mekanik, ada yang menggunakan kevakuman dan ada juga yang menggunakan keduanya.

Kerja power circuit yang menggunakan penggerak kevakuman dapat dijelaskan sebagai berikut

Power Circuit

Jika putaran mesin dalam kondisi stasioner (idle), dimana katup gas masih terbuka sedikit, kevakuman pada saluran masuk (intake manifold) adalah besar. Prinsip kerja power valve pada sisstem tenaga dapat dijelaskan sebagai berikut : Torak tenaga (power piston) akan terhisap pada posisi atas , akibatnya pegas (B) menahan katup tenaga (power valve), sehingga tertutup. Bila putaran motor dinaikan pada kecepatan tinggi atau jalan menanjak ,dimana katup throttle terbuka lebar maka kevakuman pada intake manifold akaan berkurang dan power piston terdorong kebawah oleh power valve sping (A) sehingga power valve terbuka, hal ini akan menambah suplai bahan bakar dari power jet ke saluran utama (primary main jet), sehingga campuran akan cenderung kaya.

Posisi Power valve

Sistem Percepatan (Acceleration System)

Pada waktu katup gas dibuka mendadak, gas pembakaran juga akan diisap secara mendadak pula. Karen bensin lebih berat daripada udara maka masuknya bensin akan lebih lambat yang mengakibatkan jumlah bensin lebih sedikit. Jadi, merupakan campuran kurus. Untuk menjaga agar campuran bensin-udara menjadi normal atau seperti yang diinginkan (AFR) sesuai, pada karburator dilengkapi sistem percepatan.

 Sistem pompa percepatan

Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :
Apabila pedal gas diijak secara mendadak, plunyer pada pompa piston yang berhubungan dengan katup gas terdorong ke bawah. Akibatnya, bola baja (gotri) pada katup pengatur pemasukan akan menutup dan bensin keluar melalui by-pass menuju nosel penyemprot. Kemudian diisap melalui venturi untuk melakukan campuran kaya yang diperlukan untuk akselerasi. Apabila katup gas tertutup (pedal gas dilepas), plunyer pada pompa piston akan tertekan ke atas oleh pegas dan katup pad by-pass tertutup.Saat bersamaan bola baja pada katup pengatur pemasukan terbuka sehingga bensin keluar dari ruang pelampung memenuhi silinder pompa.

Sistem Choke.

Adakalanya pada waktu mesin dalam keadaan dingin motor sukar dihidupkan atau mau hidup tetapi tidak lancar. Hal ini disebabkan saluran-saluran masih dalam keadaan dingin sehingga uap bensin akan menempel (membeku) pada saluran itu dan terjadilah campuran kurus. Jadi, pada prinsipnya choke dipakai untuk mengurangi (membatasi) jumlah udara yang masuk ke dalam pencampuran udara-bensin sehingga terjadi campuran kaya.

Katup choke menutup saluran pemasukan udara sehingga di bawah katup akan terjadi kehampaan (tekanan rendah).Akibatnya, bensin akan keluar dari nosel tanpa beban dan kecepatan tinggi sehingga terjadi campuran kaya.Namun demikian, katup choke ini tidak boleh bekerja terlalu lama. Setelah motor hidup katup choke harus segera dibuka.

Sistem katup choke terbagi ada dua jenis :

Sistem choke manual.

Pada sistem choke manual untuk membuka dan menutup katup choke digunakan linkage yang dihubungkan ke ruang kemudi. Apabila pengemudi akan membuka atau menutup katup choke cukup menarik atau menekan tombol choke yang ada pada instrumen panel (dashbord).

Sistem choke manual. 

Sistem choke otomatis.

Pada sistem choke otomatis, katup choke membuka dan menutup secara otomtis tergantung dari temperatur mesin. Umumnya sistem choke otomatis yang digunakan pada karburator ada dua macam yaitu : sistem pemanas dari exhaust dan sistem eletric.

Pada saat mesin distart (dihidupkan) katup choke tertutup rapat hingga temperatur diruang mesin mencapai 25 derajat celsius. Bila mesin dihidupkan dalam keadaan katup choke menutup maka akan terjadi kevakuman di bawah katup choke. Hal tersebut menyebabkan bahan bakar keluar melalui primery low dan high speed system dan campuran menjadi kaya.

Sistem Choke Otomatis saat start

Setelah mesin hidup, pada terminal L timbul arus dari voltase regulator, arus tersebut akan mengalir ke choke relay sehingga menjadi ON. Mengakibatkan arus dari ignation switch mengalir melalui choke relay menuju ke massa electric heat coil. Apabila heat coil membara/panas, maka bimetal elemen akan mengembang dan akan membuka choke valve.Termistor berfungsi untuk mencegah arus yang berlebihan yang mengalir dari eletric heat coil, apabila katup choke telah terbuka (temperatur di dalam rumah pegas telah mencapai sekitar 100 derajat celsius).

Sistem Choke Otomatis saat panas

Mekanisme Idel Cepat 

Mekanisme idel cepat diperlukan untuk menaikan putarn idel pada saat mesin masih dingin dan katup choke dalam keadaan menutup. 

Mekanisme idel cepat

Apabila katup choke menutup penuh dan katup throttle ditekan sekali, kemudian dibebaskan, maka pada saat yang sama, fast idel cam yang dihubungkan denga choke melalui rod berputar berlawanan arah jarum jam. Kemudian fast idel cam menyentuh cam follower yang dihubungkan dengan katup throttle sehingga akan membuka sedikit.

Read More

Sistem Pendingin Motor Bakar

Kegunaan pendinginan

1. Menyarap panas pada bagian-bagian motor sehingga mengurangi keausan dan kerusakan.
2. Untuk mendapatkan temperatur kerja motor yang tepat dan merata

Macam-macam sistem pendingin

Pendinginan udara

Pendingin udara

Cara kerja

Panas yang ditimbulkan oleh motor dipindahkan ke udara luar. Untuk meningkatkan efisiensi pendinginan permukaan bidang pendinginan diperluas dengan sirip-sirip.

Digunakan pada

• Kebanyakan sepeda motor, motor-motor unit kecil.
• Mesin VW lama, Deutch Diesel.

Sifat-sifat yang menonjol

• Konstruksi sederhana
• Suara motor keras akibat getaran sirip-sirip
• Pendinginan tidak merata
• Jarang ada gangguan 

Pendinginan air sirkuit pompa

Pendingin Air. 

1. Air pada rongga-rongga blok motor dan kepala silinder menyerap panas motor
2. Air pendingin yang panas disalurkan ke radiator melalui slang bagian atas
3. Radiator memindahkan panas ke udara luar
4. Kipas menjamin aliran udara yang melewati radiator
5. Air pendingin kembali ke motor melalui slang bagian bawah
6. Pompa air membangkitkan sirkulasi air
7. Termostat mengatur aliran air ke radiator agar temperatur motor tetap ( » 80°C )

Sifat-sifat yang menonjol

• Pendinginan lebih merata dibanding pendingin dengan udara
• Temperatur kerja motor tetap
• Gangguan lebih sering terjadi dan kemungkinannya lebih banyak ( seperti : bocor, pompa air rusak, dsb ).

Read More

Bagian-Bagian Utama Motor (Bergerak dan Tidak Bergerak)

Motor terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi dan kegunaan masing-masing yang merupakan satu kesatuan yang kompak sehingga dapt menghasilkan kerja mekanik. Bagian utama dan sistem kelengkapan motor dapat dijelaskan sebagai berikut :

Bagian utama terdiri dari:

Bagian yang bergerak meliputi : Torak, ring torak, batang torak, poros engkol, mekanisme katup dan roda penerus.
Bagian tak bergerak meliputi : Kepala Silinder, Blok silinder, Bak engkol, Paking, dan manifol.

Fungsi komponen dari bagian utama motor yang bergerak.

Seperti terlihat pada gambar di bawah ini, adalah gambaran dari setiap komponen motor yang bergerak yang terdiri dari :

Torak (Piston)

Torak bergerak bolak balik dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB) dan sebaliknya menyebabkan terjadinya perubahan volume dan tekanan baik diatas maupun dibawah torak.
Torak dan ring torak berfungsi sebagai berikut :

1. Mengisap dan mengkompresikan gas bahan bakar-udara dan menekan gas sisa pembakaran keluar dari ruang bakar.
2. Merubah tenaga panas hasil proses pembakaran menjadi tenaga mekanis.
3. Menyekat hubungan antara ruang diatas torak dan dibawah torak.

Berikut adalah gambar potongan penampang torak

Penampang potongan torak 

Torak akan selalu mengalami gesekan dan menerima panas yang tinggi saat mesin bekerja, oleh karena itu torak harus terbuat dari bahan yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut : ringan, kuat dan kokoh, penghantar panas yang baik, tahan gesekan, koefiensien muai kecil.

Untuk memenuhi kondisi kerja mesin, konstruksi torak dibuat dalam empat bentuk pilihan :
Split Piston; yaitu pada bagian badan torak dilengkapi dengan alur bentuk ”T” atau ”U” sebagai tempat pemuaian panas.
Slipper Piston; yaitu pada bagian bawah torak dipotong untuk mengurangi berat dan mengurangi bidang gesek.
Autothermis Piston; yaitu pada bagian dalam atas torak dilengkapi dengan ring baja.
Oval Piston; yaitu pada tebal dinding torak tidak sama, sisi lubang pena torak dibuat lebih tebal sehingga besarnya pemuaian juga akan berbeda. Bentuk oval dibuat agar pada saat menerima panas dapat menjadi bulat.

Cincin torak (Ring Piston)

Agar terjadi penyekatan yang baik antara ruang di atas torak dan di bawah torak maka diperlukan cincin torak (ring torak). Gambar 23 dibawah ini memperlihatkan penampang potongan cincin torak.

Penampang potongan cincin torak

Cincin torak torak yang terpasang.

Pada keadaan bebas, diameter cincin torak lebih besar daripada didalam silindernya. pada kondisi terpasang, permukaan luar cincin torak harus bersinggungan dengan silinder namun dapat begerak bebas didalam alurnya. Cincin tarak yang terlalu longgar akan menyebabkan kebocoran kompresi dan dapat menyebabkan naiknya minyak pelumas kedalam ruang kompresi. Apabila celah cincin torak terlalu kecil dapat menyebabkan patahnya cincin torak jika terjadi pemuaian karena panas atau merusakkan dinding silinder, oleh karena itu pemakaian cincin torak harus sesuai dengan spesifikasinya.

Pada motor empat langkah (4 tak), cincin torak dapat dibedakan dua macam yaitu dua cincin kompresi dan satu cincin pelumas.

Cincin Kompresi

Cincin kompresi terbuat dari besi tuang kelabu dengan lapisan logam putih pada permukaan yang bersinggungan dengan dinding silinder. Pada umumnya sebuah torak memerlukan 2 cincin kompresi. Cincin kompresi yang terpasang pada bagian atas kepala torak disebut cincin kompresi satu yang memiliki dimensi lebih besar dari cincin torak dua yang terpasang dibawahnya.

Fungsinya adalah untuk menjaga kebocoran campuran udara - bahan bakar dan gas pembakaran selama langka kompresi dan langka usaha.

Cincin Pelumas

Cincin pelumas letaknya dibagian paling bawah pada alur cincin torak, pada lingkaran bagian tengah terdapat alur yang menembus bagian dalam torak.
Fungsi cincin pelumas antara laian :

1. Membentuk lapisan oli (film minyak) diantara torak dan dinding silinder.
2. Meratakan minyak pelumas.
3. Mengikis kelebihan pelumas agar tidak masuk ke dalam ruang bakar.

Gambar berikut  ini memperlihatkan bentuk cincin kompresi dan cincin pelumas pada motor 4 tak.

Bentuk penampang dan cincin pelumas cincin kompresi.

Cincin torak yang dipasang pada torak ujung celah potongannya tidak boleh diletakkan pada sisi atau baris yang sama karena dapat menimbulkan kebocoran kompresi.. Bentuk potongan pada ujung celah sambungan cincin compresi seperti gambar 25 di bawah ini terdiri dari potongan lurus dan potongan sudut.

Batang torak (Connecting Rod)

Batang torak berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembakaran dari torak (piston) ke poros engkol (crank shaft). Bagian ujung batang torak yang dihubungkan dengan torak menggunakan pena torak disebut small end, sedangkan bagian pangkal yang berhubungan dengan poros engkol disebut big end. Pada small end maupun big end terdapat bantalan (bearing) untuk mencegah rusaknya big end dan small end akibat panas dan gesekan.

Batang Torak.

Pena Torak

Pena torak menghubungkan torak dengan small end pada batang torak. Torak dan batai| torak dihubungkan dengan cara tertentu oleh pena torak. Agar pena torak tidak keluardi kedudukannya mantap pada boss pena torak maka ada beberapa cara yang dapat dilakukai antara lain sebagai berikut.

Fixed Type

Pada tipe ini pena torak diikat dengan baut pengikat sehingga tidak terjadi gerak. Geseki terjadi pada boss pena torak.

Full Floating Type

Torak yang dimasukkan dalam boss pena torak ditahan oleh snapper. Gesekan terjadi pad boss pena torak.

Semi Floating Type

Pada cara ini torak diikatkan pada batang torak dengan baut pengikat. Gesekan terjadi pada pena torak dengan boss pena torak.

Poros Engkol (Crank shaft).

Poros engkol berfungsi untuk merubah gerakan naik turun piston menjadi gerak putar dengan bantuan batang torak, sekaligus menjaga pergerakan torak didalam langkah-langkah selanjutnya. Poros engkol dibuat sedemikian rupa sehingga gerakan torak tidak bersamaan posisi di dalam silinder. Bagian yang berhubungan dengan batang torak disebut crank pin, sedangkan yang duduk pada blok silinder disebut crank journal. Crank journal ditopang oleh bantalan poros engkol dan berputar pada journal. Masing-masing crank journal mempunyai crank arm. Untuk menjaga keseimbangan putaran pada saat mesin beroperasi, poros engkol di lengkapi dengan balance weigth. poros engkol juga dilengkapi dengan lubang oli untuk menyalurkan minyak pelumas pada crank jurnal, bantalal-bantalan pena torak, dan lain-lain.

Bentuk poros engkol ditentukan oleh banyaknya silinder dan urutan pengapiannya. Dalam menentukan urutan pengapian suatu motor, faktor yang harus diperhatikan adalah keseimbangan gerakan karena tekanan akibat proses pembakaran di dalam silinder. Beban dari bantalan utama (main bearing) dan sudut puntiran yang terjadi pada poros engkol adalah akibat dari langkah kerja dari tiap-tiap silinder.

Poros engkol menerima beban yang besar dari batang torak dan berputar pada kecepatan yang tinggi. Oleh karena itu, harus dibuat dari bahan yang mampu menerima beban tersebut. Umumnya poros engkol terbuat dari baja karbon tinggi.

Poros engkol

Katup dan Kelengkapan

Bagian mesin yang menyebabkan katup membuka dan menutup pada waktu tertentu disebut mekanisme katup.Jenis mekanisme katup yang dipakai tergantung dari susunan katup pada mesin tersebut. Ditinjau dari susunan kutupnya, mekanisme katup dapat dibedakan menjadi dua macam:

1. katup sisi.
2. katup kepala.

Mekanisme Katup Sisi

Disebut mekanisme katup sisi karena katup terletak di sisi blok silinder. Susunan katup ini meliputi jenis T, L dan F. Ketiga jenis ini sudah tidak dikembangkan karena tidak cocok untuk motor putaran tinggi atau kompresi tinggi. Hal ini disebabkan volume ruang bakar tidak bisa dibuat lebih kecil.

Mekanisme katup ini terdiri atas poros nok, tapet (penekan), katup, dan pegas katup yang juga dikenal dengan mekanisme katup langsung. Dilihat dari segi mekanisme kerjanya, mekanisme katup sisi lebih menguntungkan karena kerja katup membuka dan menutup akan lebih cepat.

Mekanisme Katup Sisi.

Mekanisme Katup Kepala

Mekanisme katup ini digunakan untuk motor yang mempunyai susunan katup jenis *I* yang semua katup-katupnya berada pada kepala silinder. Karena posisi katup berada pada kepala silinder maka volume ruang bakar dapat dipersempit untuk menaikan perbandingan kompresi. Susunan katup jenis ini cocok digunakan pada motor bertenaga besar yang berkembang saat ini.

Mekanisme katup kepala dibedakan menjadi 2 jenis:

Over Head Valve (OHV)

Pada mekanisme katup Over Head Valve (OHV), posisi camshaft (poros nok) berada di blok silinder, sehingga dalam kerjanya memerlukan batang penekan.

Komponen mekanisme katup terdiri dari poros nok, tappet, pushrod, rocker arm, katup, pegas katup, dan penyetel kerenggangan. Fungsi setiap komponen adalah sebagai berikut :

• Poros nok berfungsi untuk mengubah gerak putar poros menjadi gerak lurus pada katup.
• Nok (cam-profif) digunakan untuk mengatur saat pembukaan katup. 
• Tappet berfungsi meneruskan tekanan dari poros nok. 
• Pushrod digunakan untuk meneruskan tekanan dari tappet ke rocker arm.
• Rocker arm (tuas ungkit) bertugas menekan batang katup agar membuka katup

Mekanisme katup OHV

Over Head Cam (OHC).

Mekanisme katup OHC artinya camshaft (poros nok) berada di kepala silinder, Keuntungannya beberapa komponen ditiadakan sehingga dapat mempercepat kerja mekanisme katup serta keterlambatan pembukaan dan penutupan katup pada saat putaran tinggi dapat teratasi. Namun, dengan adanya camshaft di kepala silinder, ruang kepala silinder menjadi lebih rumit.

Jika pada tiap-tiap silinder hanya menggunakan dua buah katup maka cukup menggunakan satu buah camshaft sehingga dikenal dengan istilah SOHC (Single Over Head Camshaft).

Mekanisme katup SOHC

DOHC (Dual Over Head Camshaft).

Untuk meningkatkan kemampuan mesin dapat dilakukan dengan cara memperbaiki sistem pemasukan gas baru ke dalam silinder. Semakin banyak gas baru masuk ke dalam silinder semakin besar tenaga yang dihasilkan. Berdasarkan prinsip tersebut dilakukan upaya menambah jumlah katup pada setiap silinder, misalnya pada setiap silinder terdapat 3 atau 4 buah katup yang bertujuan agar gas baru yang masuk kedalam silinder seoptimal mungkin, Dengan bertambahnya jumlah katup maka penggerak katupnya juga harus menyesuaikan agar kerja dari pembukaan dan penutupan katup berjalan dengan baik. Oleh karena itu, jumlah camshaft dibuat menjadi dua buah. Mekanisme katupdengan dua buah camshaft dikenal dengan istilah DOHC (Dual Over Head Camshaft).

Pada beberapa tipe kendaraan, salah satu camshaftnya digerakkan oleh timing belt dan camshaft yang lain digerakkan oleh scissor gear melalui camshaft yang digerakkan oleh timing belt. Kelebihan mekanisme katup ini dibanding dengan yang lain adalah suara yang lebih halus.

Fungsi setiap komponen dari bagian utama motor yang tidak bergerak.

Komponen dari bagian utama motor yang tidak bergerak secar umum meliputi :

Kepala Silinder

Kepala silinder berfungsi sebagai penutup silinder dan merupakan dinding ruang bakar. Bentuk ruang bakar ada yang rata, tirus, lengkung, atau gabungan bentuk-bentuk tersebut. Pada kepala silinder juga dilengkapi lubang busi. Kepala silinder dibuat dari bahan besi tuang kelabu atau paduan aluminium. Kepala silinder dipasang di atas blok silinder menggunakan baut pengikat. Untuk motor berpendingin udara pada kepala silinder dilengkapi dengan sirip-sirip pendingin yang berguna untuk memperluas bidang pendinginan, sedangkan untuk pendinginan air pada kepala silinder dilengkapi saluran-saluran air pendingin.

Mesin yang mempunyai susunan katup "I", pada kepala silinder dilengkapi dengan lubang-lubang katup, sebab kedua katup berada pada kepala silinder. Untuk susunan katup model "T" dan "L" tidak dilengkapi lubang atau dudukan katup karena letak katup berada pada blok silinder. Permukaan kepala silinder yang akan dipasangkan di atas permukaan blok silinder harus benar-benar rata supaya tidak terjadi kebocoran pada saat mesin bekerja.

Kepala Silinder "I"

Di atas kepala silinder dilengkapi dengan tutup untuk melindungi komponen-komponen yang ada di atas kepala silinder dari kotoran dan mencegah kebocoran minyak pelumas.

Tutup kepala silinder.

Blok Silinder

Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian utama motor dengan lubang silinder yang berdinding halus tempat torak bergerak bolak-balik. Blok silinder merupakan dudukan komponen-komponen lain, misalnya distributor, pompa bahan bakar, motor stater, dan altemator. Blok silinder dilengkapi dengan mantel-mantel air apabila mesin tersebut menggunakan pendingin air, mekanisme katup dengan dudukan katup.

Bentuk dan konstruksi blok silinder tergantung dari beberapa faktor : jumlah silinder, susunan silinder, susunan katup, cara pendinginan, dan mekanisme katup. Blok silinder terbuat dari bahan yang biasanya sama dengan bahan kepala silinder.

Blok silinder 

Untuk motor besar lubang silinder biasanya menggunakan tabung silinder yang dipasangkan pada blok silinder. Apabila terjadi keausan yang berlebihan karena gesekan torak dapat diganti dengan yang baru untuk penghematan. Tabung silinder dibedakan menjadi dua jenis :

Tabung basah, tabung basah maksudnya tabung silinder itu langsung berhubungan dengan air. Tabung kering, tabung kering tidak berhubungan dengan air

Blok silinder dengan tabung silinder dapat dilepas

Tabung silinder

Karter (Panci Minyak)

Fungsi Karter (panci minyak) adalah untuk menutup blok silinder di bagian bawah, menampung minyak pelumas, dan mendinginkan minyak pelumas. Di bagian dalam panci minyak dilengkapi dengan separator (pelat pembatas) yang berfungsi sebagai pencegah goncangan minyak pelumas apabila kondisi jalan tidak rata sehingga sistem pelumasan tidak terganggu

Karter.

Saluran Masuk dan Buang.

Fungsi saluran masuk (Intake Manifold) merupakan tempat laluan dari muatan segar yang akan masuk ke dalam silinder. Saluran buang (Exhaust Manifold) merupakan tempat laluan dari sisa gas hasil pembakaran. Saluran masuk ditempatkan di antara karburator dengan lubang katup masuk pada kepala silinder.

Saluran buang ditempatkan di antara lubang katup buang dengan knalpot. Untuk membantu mempercepat terjadinya penguapan bahan bakar yang akan masuk ke dalam silinder, letak saluran masuk didekatkan dengan saluran buang agar panas yang terpancar keluar dari saluran buang dimanfaatkan untuk memanaskan muatan baru yang akan masuk ke dalam silinder. Dengan demikian, efisiensi panas menjadi lebih baik.

Dalam upaya pemanfaatan panas itu maka bahan yang dipakai untuk saluran buang harus memiliki sifat tahan terhadap panas yang cukup tinggi sekaligus reflaktor yang baik terhadap panas. Se-baliknya saluran masuk harus memiliki sifat mampu menyerap panas yang baik dan menghantar panas. Bahan yang memiliki sifat-sifat tersebut adalah aluminium sehingga saluran masuk dan saluran buang dibuat dari paduan aluminium.

Belokan-belokan pada saluran masuk dibuat tidak runcing dan garis tengah tiap cabang dibuat tidak sama besar dengan maksud agar jalannya udara-bahan bakar dapat lancar dan pengisian tiap-tiap silinder sama. Saluran masuk dibuat lebih pendek daripada saluran buang dengan maksud agar kerugian gesekan dan pengembunan menjadi lebih kecil.

Untuk motor dengan kecepatan tinggi, saluran buang dibuat berhadapan dengan saluran masuk untuk meningkatkan efisiensi pengisian. Untuk konsumsi di daerah yang mengalami musim dingin, saluran buang dapat dilengkapi dengan katup pengontrol panas yang ditempatkan di dalam saluran.

Katup pengontrol panas ini bekerja atas dasar suhu di dalam saluran. Apabila dalam keadaan dingin (masih dingin) katup pengontrol tertutup sehingga gas buang akan beredar di sekeliling saluran yang berdekatan dengan saluran masuk untuk membantu pemanasan dan penguapan gas baru di dalam salura masuk. Apabila mesin telah panas katup pengontrol itu akan terbuka dengan sendirinya dan gas buang mengalir lancar ke pipa knalpot.

Intake manifold dan exhaust manifold

Read More