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