PENYALURAN BAHAN BAKAR DAN PENGAPIAN PADA MOTOR BENSIN TRAKTOR

1. Karburator motor-motor campur

• Karburator menghasilkan: campuran kabut bahan bakar + udara.

• Perbandingan campuran ditentukan oleh beban motor.

Campuran bensin-udara	kg udara/ kg bensin	kg bensin /kg udara	MS
Campuran termiskin yang masih dapat diuapkan	20,0 : 1	0,050	0,73
Ekonomis maksimal	15,7 : 1	0,064	0,94
Benar secara kimia	14,7 : 1	0,068	1,00
Daya maksimal	14,4 : 1	0,070	1,02
Campuran terkaya yang masih dapat diapikan	8 : 1	0,125	1,84

(bobot udara pada 16 cm Hg dan 15^oC = 1,226 kg/m³).

Nilai‑nilai tersebut di atas berlaku untuk motor bensin 1 silinder.

Karburator yang diterapkan

• Karburator penguapan ternyata tak dapat diterapkan karena mutu campurannya tak dapat dijamin dalam jangka lama.

• Kini dipakai perbedaan tekanan yang terjadi bila udara dialirkan pada bagian yang menyempit (venturi) atau pada dan sekitar katup kupu‑kupu.

• Jenis karburator (arah udara yang mengalir): karburator arus jatuh, arus naik dan arus lintang.

• Dalam gambar dibawah dapat terlihat karburator arus jatuh yang disederhanakan.

• Ia mempunyai ruang pelampung yang berpermukaan 1 – 3 mm di bawah mulut nosel (menghindari kekosongan pada motor yang berhenti).

• Pada motor yang sedang jalan terjadi pengurangan tekanan pada bagian yang menyempit hal mana akan menyebabkan bensin mengalir.

• Bagaimana perubahan tekanan pada motor yang sedang berjalan terhadap beban dan jumlah putaran dapat kita libat dalam grafik di bawah.

• Makin tinggi pembebanan motor dan makin tinggi putarannya, makin banyak udara yang mengalir melalui karburator.

• Semakin kuat arus, udara per satuan waktu ini akan semakin pakum dalam venturi. Pengaruh peningkatan pakum, maka udara akan lebih banyak dan bahan bakar juga akan lebih banyak harus dialirkan dengan perbandingan campuran yang harus relatif konstan (bahan bakar - udara).

• Hukum aliran untuk gas dan cairan (dari lubang yang kecil) ternyata berbeda. Pada peningkatan pakum, bahan bakar relatif lebih hanyak yang akan mengalir.

• Perbandingan campuran untuk karburator sederhana ini bila dipakai pada perubahan beban dapat dilihat pada sketsa di bawah.

• Pengaliran bahan bakar yang relatif kaya dapat dicegah dengan prinsip udara pengerem.

• Dalam karburator-­karburator dibuat nosel‑nosel tersendiri (nosel pembantu) dengan prinsip di atas dalam suatu susunan pipa‑pipa kecil konsentris (berlubang).

• Dalam gambar karburator di bawah ini dapat dilihat secara skematis prinsip udara pengerem.

• Nosel utama I mempunyai lubang tersempit didekat venturi. Jalannya perbandingan campuran yang kurang tepat dapat dilihat dalam grafik.

• Untuk nosel pembantu II berlaku bahwa lubang udara terkecil terletak segera setelah ruang pelampung.

• Antara lubang udara ini dan lubang keluar dalam venturi ditempatkan sebuah pipa kecil yang tegak dan cukup ketinggiannya (di atas permukaan dalam kamar pelampung) sedemikian hingga ia berhubungan dengan udara luar.

• Dengan pakum yang meningkat maka pengeluaran bahan bakar, paling tidak akan terpengaruh oleh pakum dalam venturi karena ada udara (udara pengerem) yang dapat masuk melalui pipa vertikal itu.

• Karenanya akan mengalir bahan bakar yang kurang lebih konstan.

• Dalam grafik terlihat bahwa makin tinggi beban, perbandingan campuran oleh nosel pembantu menjadi semakin miskin. Kedua nosel bersama‑sama memberikan perbandingan campuran yang boleh dikatakan sama (tak bergantung pada beban).

• Untuk pemakaiannya dalam praktek karburator tersebut mempunyai beberapa keberatan. Batas‑batas perbandingan cam­puran tersebut tetap berlaku untuk motor berbeban penuh.

• Pada beban rendah atau waktu start letak batas‑batas itu dekat satu sama lain dan membutuhkan campuran yang kaya.

• Pada beban maksimal pendinginan ekstra tidak diinginkan.

• Terjadi kecendurangan bahwa pada beban penuh terjadi campuran yang kaya (pendinginan ekstra akibat bahan bakar). Pada grafik daya terlihat bahwa pemakaian minimum tidak pada daya mininum.

• Pada motor‑motor traktor merupakan kebutuhan bahwa pada penaikan beban yang cepat (akselerasi) selama waktu singkat dipakai campuran yang kaya. Jadi dari pemikiran semula dalam praktek sudah menyimpang dari perbandingan‑perbandingan campuran yang konstan (lihat contoh motor mobil).

Nesel stasioner

• Untuk memperkaya perbandingan campuran pada keadaan tanpa beban (dimana katup kupu‑kupu praktis tertutup sama sekali), dipakai nosel yang dapat diatur dengan konstruksi yang sangat sederhana.

• Pada sketza karburator Zenith yang lalu, ditempatkan sebuah pipa kecil dalam saluran udara pengerem yang tegak. Pipa kecil ini bermuara lewat sebuah sekrup pertyetel yang berlubang pada ruang tutup dari katup smoor.

• Dengan menutup katup choke dapat diperoleh campuran kaya yang dibutuhkan pada waktu start.

Perkayaan beban penuh

• Diperoleh dengan menambahkan nosel (penyemprot) disebelah dalam atau dengan memper­besar lubang udara pada nosel yang telah ada.

• Ada bubungan dengan susunan setang dari katup kupu‑kupu dimana digunakan bila katup dibuka maksimal.

Pompa akselerasi (percepatan),

• Dilayani lewat katup kupu-kupu akan menyemprotkan benzin secara berlebiban secara radial dalam tabung hisap.

• Prinsip yang lebih tepat pengaturan perbandingan campuran kita jumpai pada karburator AMAL untuk sepeda motor. Secara bersamaan akan terbuka arus untuk udara maupun bahan bakar. Tetapi realisasinya sukar untuk dapat dibuat terpercaya.

• Untuk motor mobil sport pengaturan ini dicobakan dalam apa yang disebut karburator SU. Disini pakum motor (ukuran beban) mempengaruhi kedudukan pintu udara dan bahan bakar.

2. Pompa bensin

• Pompa membran ini dengan hisapan dan tekanannya digerakkan oleh poros nok.

• Agar tidak bergantung pada putaran tetapi masih mengikuti beban maka dipasangkan setang pengikut antara nok dan membran yang memakai engsel.

• Membran hanya menyalurkan bensin secukupnya ke karburator berkat adanya pen pelampung dikarburator dan pegas pada membran. (Tipe pompa ini juga terdapat pada motor diesel dan disebut pompa bahan bakar awal).

Lempeng pemanas

• Untuk menghindari pendinginan yang hebat pada pipa akibat penguapan bahan bakar (malah terkadang terjadi es) maka dijumpai konstruksi‑konstruksi dimana panas dialirkan ke pipa hisap itu.

• Kebutuhan pemanasan ini makin terasa pada permulaan mesin hidup dicuaca dingin.

• Dengan perantaraan bimetal‑spiral maka panas dari gas buang dimanfaatkan dan secara otomatis (akibat pekerjaan bimetal tersebut), terhenti pengaliran panas apabila sudah tidak dibutuhkan.

• Motor‑motor minyak tanah mempunyai kon­struksi lempeng pemanas yang besar untak mendapatkan uap bahan bakar yang cukup bagi silinder‑silindemya.

3. Saringan udara

• Udara yang dihisap motor mengandung kotoran‑kotoran yang apabila ukurannya melebihi tebal lapisan pelumas dapat menimbulkan keausan yang berlebihan.

• Tanpa saringan udara, motor yang bergerak dalam udara berdebu akan aus dalam 100 – 150 jam saja (dalam keadaan ekstrim malahan hanya 15 jam).

• Dengan filter yang baik motor dapat bertahan selama 3000 jam dalam udara berdebu.

• Suatu saringan dapat mengurangi keausan sampai tinggal 1/2 ‑ 1/4 % dari nilai tanpa saringan.

Perkiraan jumlah debu

	Kepadatan debu
◦      Dalam badai pasir; dibelakang kendaraan di atas pasir; ditanah­ tanah berpasir, di tempat gilingan semen dan pembakaran kapur.	2	g/m3
◦      Di lapang bebas pada angin yang cukup (lihat sketsa bawah)	0,1‑0,5	g/m3
◦      Kendaraan yang berurutan jalan yang berdebu, dipenggalian batu dan waktu merontok	0,03 ‑ 0,1	g/m3
◦      Kendaraan (sendiri) di jalan ber­debu	0,01 ‑ 0,03	g/m3
◦      Jalan desa dengan lapis yang dikeraskan	0,003 - 0,01	g/m3
◦      Jalan yang dikeraskan	0,01‑ 0,003	g/m3
◦      Jalan aspal, beton	0,001 - 0,01	g/m3
◦      Jalan lintas cepat (high‑way)	0,0001	g/m3

Perkiraan jumlah debu

	Kepadatan debu
◦ Dalam badai pasir; dibelakang kendaraan di atas pasir; ditanah­ tanah berpasir, di tempat gilingan semen dan pembakaran kapur.	2	g/m3
◦ Di lapang bebas pada angin yang cukup (lihat sketsa bawah)	0,1‑0,5	g/m3
◦ Kendaraan yang berurutan jalan yang berdebu, dipenggalian batu dan waktu merontok	0,03 ‑ 0,1	g/m3
◦ Kendaraan (sendiri) di jalan ber­debu	0,01 ‑ 0,03	g/m3
◦ Jalan desa dengan lapis yang dikeraskan	0,003 - 0,01	g/m3
◦ Jalan yang dikeraskan	0,01‑ 0,003	g/m3
◦ Jalan aspal, beton	0,001 - 0,01	g/m3
◦ Jalan lintas cepat (high‑way)	0,0001	g/m3

• Banyak udara terhisap adalah:

Vn = volume langkah dari motor dalam liter

hvol = efek kegunaan volumetrik

hvol motor bensin = 75 ‑ 80%, diesel = 85 ‑ 90%.

• Udara yang terhisap dapat juga dihitung lewat perbandingan bahan bakar/udara (motor bensin 1 : 14 dan motor diesel 1 : 14,5 dengan dasar bobot).

• Banyaknya udara pada;

motor bensin ± 10,75 Nm³/kg bahan bakar

motor diesel ± 11,1 Nm³/kg bahan bakar

(bobot udara pada 0^oC dan 76 cm Hg = 1,229 kg/m³).

• Melalui pemakaian bahan bakar spesifik 300 g/epk/h, diperlukan 3,6 m³ udara/pk jam.

Bobot partikel debu

pasir kering = 1,4 – 1,6 g/cm³

liat kering = 1,5 – 2,5 g/cm³

butir kwarsa = 2,3 g/cm³

Waktu jatuh partikel

• Karena bentuknya yang tak teratur maka hukum jatuh stokes tidak bedaku.

• Pembuat‑pembuat saringan memberikan pegangan:

besarnya parti kel dalam mi­kron (g)	2	5	10	20	40	80	150	300
Itecepatan jatuh cm/det	0,025	0,15	0,6	2,4	9,3	30	62	108
waktu jatuh se tinggi 1 m dalam detik	4100	760	170	42	11	3,3	1,6	0,9

Penyaringan debu pada traktor pertanian

a. Sisa tanaman, sekam dan lain‑lain dapat ditahan oleh saringan kasa biasa. Untuk memperluas bidang saring dalam ruangan yang kecil seringkali kasa itu dilipat. Pembersihannya dilakukan dengan menggosok atau menyikat.

b. Partikel >50m cepat jatuh. Jarang partikel dapat mencapai ketinggian lubang penghisap motor. Partikel ini mudah dielakan dengan pembengkokan saluran pemasukan atau memutarkan udara yang masuk (sentrifusi). Kecepatan udara waktu memasuki motor dapat mencapai 40 ‑ 50 m/det dalam filter.

c. Partikel 10 – 50 m sering terdapat dan 2 x lebih berbahaya dari pada partikel pada d. Partikel antara 10 ‑ 50 m ini dipisaahkan dengan pemakaian saringan tipe siklon.

d. Partikel antara 2 ‑ 10 m menyebabkan banyak kesulitan karena lamanya melayang diudara. Untuk menghilangkan dibutuhkan saringan yang baik misalnya material yang dibasahi oli; saringan rendam oli dan saringan kertas. (1 kg oli dapat menahan ± 1 kg debu jenis ini).

e. Partikel <2 selalu melayang di udara. Ia kurang merugikan karena ukurannya yang lebih kecil dari tebal pelumasan.

Syarat yang harus dipenuhi oleh saringan

1. mempunyai kemampuan menyaring tinggi.

2. kemampuannya kurang bergantung pada putaran motor dan pembebanan motor.

3. menimbulkan kehilangan tekanan yang kecil (11‑2% kehilangan terhadap daya).

4. berkapasitas mengumpulkan debu tinggi (pemelibaraan rendah misal: waktu ganti 100 jam).

5. volume yang kecil.

6. berkemampuan meredam suara.

7. berkernampuan memadamkan api balik (pada motor­-motor bensin).

Tipe saringan dan rendemen saringan

Tipe saringan	Rendemen saringan
I Saringan kasa	baik
II Saringan siklon atau sentrifugal	95%
III Material yang dibasahi minyak	95‑97%
IV Saringan berisi minyak atau kertas	98‑99,5%
V Saringan kombinasi (rendam minyak siklon)	98‑99,5%

4. Tangki saluran bahan bakar

•

 

Tangki penampungan perlu ditempatkan seperti posisi dalam gambar sebelum diambil isinya agar air dan endapan lainnya sejauh mungkin letaknya dari keran pengeluaran.

• Tangki bensin perlu terbuat dari pelat berlapis timah. Pada pemakaian pelat logam kuningan, adanya Cu pada pelat mempercepat terjadinya zat yang lengket dan berbentuk sele yang pada waktu lama akan menyebabkan penyumbatan.

• Pelat seng dihindari pada motor diesel karena logam seng atau ikatan sering merusak pompa bahan bakar atau penyemprot solar akibat kelonggar­an yang sangat kecil dari onderdil‑onderdil alat tersebut.

• Semua tempat penyimpanan bahan bakar harus dilengkapi dengan lubang aliran udara (lubang kecil pada tutup tangki).

• Tetapi udara yang terhisap mengandung uap air dan akan berkumpul nantinya sebagai tetesan air didasar tangki baban bakar.

• Adanya tempat‑tempat pemhuangan air atau tempat penangkap air dan kotoran sangat dianjurkan pada konstruksi tangki.

• Untuk tangki bahan bakar solar dianjurkan agar selalu diisi penuh lagi setelah begitu selesai dipekerjakan. Hal ini untuk menjaga agar tidak ada uap air yang mengembun dalam tangki.

• Saluran hisap lebih disukai ditaruh di bagian atas tangki (untuk menghindari kebocoran yang berbahaya bila terguncang‑guncang) dan berjarak beberapa cm di atas dasar tangki (tetapi juga tak sampai menghisap air dan kotoran).

Pengapian motor-motor berbahan bakar campur

• Pada motor‑motor ini permulaan pembakaran dicapai dengan loncatan api listrik. Percobaan api listrik ini didapat dari sumber luar yaitu accu atau maknit permanen.

• Dapat dibedakan antara pengapian accu (atau bobin) dan pengapian maknit (pengapian maknit roda gila).

5. Busi

• Pada tegangan antara 12000 ‑ 20000 volt akan terjadi percikan api pada elektroda‑elektroda yang berjarak 0,7 – 0,8 cm satu terhadap lainnya. Satu elektroda (massa) dihubungkan dengan logam motor.

• Busi harus dapat bertahan terhadap perbedaan suhu yang besar (3000 ^oC dan 60 ^oC) dan tekanan yang tinggi (50 atm dan 0,9 atm). Bergantung pada jenis busi dan cara penggunaan motor dapat dicapai suhu membersihkan sendiri yang berkisar antara 500 ^oC dan 600 ^oC.

• Jenis ulir sekrup busi yang banyak dijampai adalah: 7/8”WW (agak tua); ¾”G (agak tua), M 18 x 1,5; M 14 x 1,25; M 12 x 1,25 dan M 10 x 1.

• Bahan isolasinya adalah korundum (Al₂O₃) yang dibakar.

• Pembuangan panas dari elektroda sentral dipengaruhi oleh bentuk busi itu.

• Busi dapat dijual dalam beberapa macam derajat‑panas.

• Dari warna busi dapat diketahui apakah derajat panas yang dipilih sudah betul dan apakah bagi motor yang dicobakan sudah sesuai.

6. Bagan pengapian aki (bobin)

Aki

• Tentang hal ini dibahas pada bab instalasi listrik. Kini makin hanyak orang memakai aki 12 volt.

Saklar pengapian

• Hal ini mutlak perlu karena pada keadaan motor diam, titik kontak pemutus arus dapat berada pada keadaan tertutup sehingga aki akan habis muatannya (atau bobin terbakar).

• Disamping itu sakelar pengapian juga berfungsi untuk mematikan mesin.

Bobine

• Sekitar teras besi lunak dililitkan kumparan primer (kawatnya kasar dan lilitannya sedikit) dan kumparan sekunder (lilitan banyak dengan kawat halus).

• Kumparan primer dihubungkan pada aki.

• Bila lingkar arus itu tiba-tiba terputus karena titik kontak pemutus arus membuka maka terjadi induksi pada lilitan sekunder yang membangkitkan tegangan tinggi (12000 ‑ 20000 volt) yang menimbulkan loncatan api pada busi.

Pemutus arus

• Dengan perantaraan beberapa nok pada sumbu pemutus arus maka lengan pemutus arus akan terangkat pada saat yang tepat dan dengan demikian titik kontak akan mmjauh satu sama lain.

• Pemilihan jumlah nok pada poros pemutus arus dan jumlah putaran dari poros bergantung pada tipe motor (4 atau 2 langkah) dan jumlah silinder.

• Pada motor 4 langkah putaran poros, pemutus arus dapat diambil dari poros nok.

Titik kontak

• Pemutus‑arus terbuat dari logarn yang bermutu tinggi agar tidak cepat aus. Yang menentukan permulaan pem­bakaran adalah saat membukanya.

• Penyetelan yang cermat terjadi dengan menyetel jarak kontak saat membuka (0,4 –0,5 mm) dan penyetelan rumah pemutus arus (rotasi).

• Dalam rumah pemutus arus terdapat sebuah kondensator (0,15 – 0,40 F), yang dihubungkan terhadap titik-titik kontak.

• Adanya kondensator memperbaiki sifat lingkar listrik primer yang dapat diartikan sebagai sedikit mungkin timbulnya loncatan api pada titik kontak dan dengan demikian mengurangi terbakarnya titik kontak tersebut.

Pembagi (distributor).

• Pada motor bersilinder banyak, rumah pemutus arus masih dilengkapi dengan alat pembagi (distributor).

• Kumpar­an sekunder dari bobin dihubungkan dengan bagian tengah dari apa yang disebut tutup distributor (terbuat dari bakelit).

• Pada keliling tutup tadi terdapat titik‑titik penghubung yang jumlahnya sebanyak silinder motor itu.

• Titik‑titik peng­hubung ini dibubungkan dengan memakai kabel busi pada masing‑masing silinder.

Rotor

• Ditempatkan pada poros yang sama dengan poros pemutus arus* berputar di dalam tutup distributor.

• Rotor menghubungkan lingkar arus sekunder dari bobin dengan silinder secara bergantian.

Penyetelan waktu pengapian bergantung pada kendaraan bekerjanya

• Motor campur bekerja pada putaran yang berbeda‑beda (misal: 300 rpm stasioner dan 3000 rpm putaran berbeban).

• Waktu dimana tekanan gas setelah percikan api terjadi, mencapai nilai maksimumnya sangat bergantung pada jumlah putaran.

• Diusahakan selalu agar tekanan maksimum ini terjadi sekitar posisi piston pada titik tertinggi mendekati tutup silinder.

• Apabila putaran dari stasioner kearah putaran berbeban bertambah maka saat pengapian harus dimajukan (disetel 2^o pengapian muka pada n = 300 rpm dan + 20^o pengapian muka pada n = 3000 rpm).

• Penyetelan terjadi dengan pemutaran nok dari poros pemutus terhadap sumbu itu sendiri dengan perantaraan pemberat sentrifugal.

• Di samping penyetelan sentrifugal ini ada pula penyetelan pakum. Pakum yang tinggi terjadi akibat motor berbeban rendah dan pakum rendah pada motor berbeban tinggi.

• Pakum dari pipa hisap motor menyetel rumah pemutus arus (atau pelat pemutus arus) sedemikian se­hingga pada motor berbeban tinggi, waktu pengapian akan diperlambat.

• Dengan demikian maka pada pembebanan yang lebih besar (dibanding dengan campuran miskin pada pembebanan rendah) disesuaikan secara otomatis pada perbedaan‑perbedaan saat pembakarannya.

7. Pengapian maknit

• Keberatan pengapian aki yang sebelumnya dirasakan terhadap pengapian maknit kini sangat kurang dirasakan. Hal ini terutama disebabkan karena mutu aki makin lama makin baik dan senantiasa tersedia tenaga untuk menghidup­kan motor maupun penerangan.

• Pengapian maknit mem­punyai banyak persamaan dengan pengapian aki.

• Keberatan pada instalasi pengapian maknit adalah kurangnya enersi pada putaran yang sangat rendah (start) dan hal ini ditolong dengan instalasi ini ada pegas yang direnggangkan dan dengan demikian saat pengapian diperlambat.

• Dengan pelepasan palnya, poros akan berputar dengan cepat menuju posisi normal. Dengan gerakan yang cepat ini medan maknit akan cukup menimbulkan enersi.

Pengapian roda gila

• Bentuk pengapian ini sangat cocok untak motor‑motor industri kecil, sepeda motor dan sepeda kumbang.

Pengapian elektronis (transistor)

• Usaha terus diadakan untak membuat suatu sistem pengapian tanpa mempergunakan titik pemutus kontak yang mempunyai beberapa kerugian.

• Cara yang dicapai adalah pemakaian fotosel atau starter magnetis pada lingkar tegangan tinggi atau pula dengan pembebanan yang rendah pada titik‑titik kontak yang konvensional sehingga derajat keausan menjadi rendah.

• Ada beberapa sistim yang beredar di pasaran, kebanyakan masih dalam taraf percobaan.