Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai
Dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik.
Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang proses pembakarannya terjadi
dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus sebagai
fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan cara seperti tersebut disebut mesin
pembakaran dalam. Adapun mesin kalor yang cara memperoleh energi dengan proses
pembakaran di luar disebut mesin pembakaran luar. Sebagai contoh mesin uap, dimana
energi kalor diperoleh dari pembakaran luar, kemudian dipindahkan ke fluida kerja melalui
dinding pemisah.
Keuntungan dari mesin pembakaran dalam dibandingkan dengan mesin
pembakaran luar adalah kontruksinya lebih sederhana, tidak memerlukan fluida kerja
yang banyak dan efesiensi totalnya lebih tinggi. Sedangkan mesin pembakaran luar
keuntungannya adalah bahan bakar yang digunakan lebih beragam, mulai dari bahan
bakar padat sampai bahan-bakar gas, sehingga mesin pembakaran luar banyak dipakai
untuk keluaran daya yang besar dengan banan bakar murah. Pembangkit tenaga listrik
banyak menggunakan mesin uap. Untuk kendaran transpot mesin uap tidak banyak
dipakai dengan pertimbangan kontruksinya yang besar dan memerlukan fluida kerja yang
banyak
2.2. Siklus 4 Langkah dan 2 Langkah
A. Siklus 4 langkah
Motor bakar bekerja melalui mekanisme langkah yang terjadi berulang-ulang atau
periodik sehingga menghasilkan putaran pada poros engkol. Sebelum terjadi proses
pembakaran di dalam silinder, campuran udara dan bahan-bakar harus dihisap dulu
dengan langkah hisap [1]. Pada langkah ini, piston bergerak dari TMA menuju TMB, katup
isap terbuka sedangkan katup buang masih tertutup.
Setelah campuran bahan-bakar udara masuk silinder kemudian dikompresi dengan
langkah kompresi [2], yaitu piston bergerak dari TMB menuju TMA, kedua katup isap dan
buang tertutup. Karena dikompresi volume campuran menjadi kecil dengan tekanan dan
temperatur naik, dalam kondisi tersebut campuran bahan-bakar udara sangat mudah
terbakar. Sebelum piston sampai TMA campuran dinyalakan terjadilah proses
pembakaran menjadikan tekanan dan temperatur naik, sementara piston masih naik terus
sampai TMA sehingga tekanan dan temperatur semakin tinggi. Setelah sampai TMA
kemudian torak didorong menuju TMB dengan tekanan yang tinggi, katup isap dan buang
masih tertutup.
Selama piston bergerak menuju dari TMA ke TMB yang merupakan langkah kerja
[3] atau langkah ekspansi. volume gas pembakaran bertambah besar dan tekanan
menjadi turun. Sebelum piston mencapai TMB katup buang dibuka, katup masuk masih
tertutup. Kemudian piston bergerak lagi menuju ke TMA mendesak gas pembakaran
keluar melalui katup buang.
Proses pengeluaran gas pembakaran disebut dengan langkah buang [4]. Setelah
langkah buang selesai siklus dimulai lagi dari langkah isap dan seterusnya. Piston
bergerak dari TMA-TMB-TMA-TMB-TMA membentuk satu siklus. Ada satu langkah
tenaga dengan dua putaran poros engkol. Motor bakar yang bekerja dengan siklus lenkap
tersebut diklasifikasikan masuk golongan motor 4 langkah.
13
Gambar 2.7 Proses kerja mesin 4 langkah Otto dan Disel
B. Siklus 2 langkah
Langkah pertama setelah terjadi pembakaran piston bergerak dari TMA menuju
TMB melakukan ekspansi, lubang buang mulai terbuka. Karena tekanan didalam silinder
lebih besar dari lingkungan, gas pembakaran keluar melalui lubang buang. Piston terus
begerak menuju TMB lubang buang semakin terbuka dan saluran bilas mulai terbuka.
Bersamaan dengan kondisi tersebut tekanan didalam karter mesin lebih besar daripada di
dalam silinder sehingga campuran bahan bakar udara menuju silinder melalui saluran
bilas sambil melakukan pembilasan gas pembakaran. Proses ini disebut pembilasan,
proses ini berhenti pada waktu piston mulai begerak dari TMB menuju TMA dengan
lubang buang dan saluran bilas tertutup.
Langkah kedua setelah proses pembilasan selesai, campuran bahan -bakar masuk
kedalam silinder kemudian dikompresi, posisi piston menuju TMA. Sesaat sebelum piston
sampai di TMA campran bahan-bakar dan udara dinyalakan sehingga terjadi proses
pembakaran. Siklus kembali lagi ke proses awal seperti diuraikan diatas.
Dari uraian diatas terlihat piston melakukan dua kali langkah yaitu dari :
[1] TMA menuju TMB ; proses yang terjadi ekspansi, pembilasan ( pembuangan dan
pengisian)
[2] TMB menuju TMA ; proses yang terjadi kompresi, penyalaan pembakaran