Berbagai Komponen Mesin Mobil

Berbagai Komponen Mesin Mobil - Komponen mobil satu sama lainnya saling melengkapi. Semuanya memberikan perfoma dan energi agar mobil melaju dengan aman. Apakah sajakah komponen mobil itu?

1. Karburator

Karburator adalah sebuah alat yang mencampur udara dan bahan bakar untuk sebuah mesin pembakaran dalam. Karburator masih digunakan dalam mesin kecil dan dalam mobil tua atau khusus seperti yang dirancang untuk balap mobil stok.

Kebanyakan mobil yang diproduksi pada awal 1980-an telah menggunakan injeksi bahan bakar elektronik terkomputerisasi. Mayoritas sepeda motor masih menggunakan karburator dikarenakan lebih ringan dan murah, namun pada 2005 sudah banyak model baru diperkenalkan dengan injeksi bahan bakar.

Karburator pertama kali ditemukan oleh Karl Benz pada tahun 1885 dan dipatenkan pada tahun 1886. Pada tahun 1893, insinyur kebangsaan Hungaria bernama János Csonka dan Donát Bánki juga mendesain alat yang serupa.

Adalah Frederick William Lanchester dari Birmingham, Inggris yang pertama kali bereksperimen menggunakan karburator pada mobil.

Pada tahun 1896, Frederick dan saudaranya membangun mobil pertama yang menggunakan bahan bakar bensin di Inggris, bersilinder tunggal bertenaga 5 hp (4 kW), dan merupakan mesin pembakaran dalam (internal combution).

Tidak puas dengan hasil akhir yang didapat, terutama karena kecilnya tenaga yang dihasilkan, mereka membangun ulang mesin tersebut, kali ini mereka menggunakan dua silinder horisontal dan juga mendisain ulang karburator mereka.

Kali ini mobil mereka mampu menyelesaikan tur sepanjang 1.000 mil (1.600 km) pada tahun 1900. Hal ini merupakan langkah maju penggunaan karburator dalam bidang otomotif. Karburator umum digunakan untuk mobil berhahan bakar bensin sampai akhir 1980-an.

Setelah banyak kontrol elektronik digunakan pada mobil, penggunaan karburator mulai digantikan oleh sistem injeksi bahan bakar karena lebih mudah terintegrasi dengan sistem yang lain untuk mencapai efi siensi bahan bakar.

Pada tipe venturi tetap, diujung karburator dilengkapi dengan katup udara berbentuk kupu-kupu yang disebut sebagai throttle valve (katup gas), yaitu semacam cakram yang dapat berputar untuk menutup dan membuka pergerakan aliran udara, sehingga dapat mengatur banyaknya campuran udara/bahan bakar yang masuk dalam ruang bakar.

Banyaknya campuran udara/bahan bakar inilah yang menentukan besar tenaga dan/atau kecepatan gerak mesin. Pedal gas, atau pada sepeda motor, grip gas dihubungkan langsung dengan katup ini melalui kabel.

Namun pada tipe venturi bergerak, keberadaan katup ini tidak ditemukan karena yang mengatur besarnya aliran udara/bahan bakar adalah ukuran venturi itu sendiri yang dapat berubah-ubah. Pedal atau grip gas dihubungkan dengan piston yang mengatur celah sempit dalam venturi.

Bahan bakar disemburkan kepada aliran udara melalui saluransaluran kecil yang terdapat dalam ruang sempit dalam venturi. Tekanan rendah dari udara yang bergerak dalam venturi menarik bahan bakar dari mangkuk karburator, sehingga bahan bakar ini tersembur dan ikut aliran udara.

Saluran-saluran ini disebut jet. Buka gas dari langsam. Ketika handle gas dibuka sedikit dari posisi tertutup penuh, ada bagian venturi yang memiliki tekanan lebih rendah akibat tertutup katup yang sedang berputar.

Pada bagian ini karburator menyediakan jet yang lebih banyak dari bagian lainnya untuk meratakan distribusi bahan bakar dalam aliran udara.

2. Injeksi Bahan Bakar

Injeksi bahan bakar adalah sebuah teknologi yang digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk mencampur bahan bakar dengan udara sebelum dibakar.

Penggunaan injeksi bahan bakar akan meningkatkan tenaga mesin bila dibandingkan dengan penggunaan karburator karena injektor membuat bahan bakar tercampur secara homogen.

Hal ini, menjadikan injeksi bahan bakar dapat mengontrol pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih tepat, baik dalam proporsi dan keseragaman. Injeksi bahan bakar dapat berupa mekanikal, elektronik atau campuran dari keduanya.

Sistem awal berupa mekanikal, namun sekitar tahun 1980-an mulai banyak menggunakan sistem elektronik. Sistem elektronik modern menggunakan banyak sensor untuk memonitor kondisi mesin, dan sebuah unit kontrol elektronik menghitung jumlah bahan bakar yang diperlukan.

Oleh karena itu, injeksi bahan bakar dapat meningkatkan efi siensi bahan bakar dan mengurangi polusi, dan juga memberikan tenaga keluaran yang lebih.

Kelebihan emisi gas buang rendah. Terjadinya pembakaran yang sempurna pada ruang bakar, sehingga emisi gas buang yang dihasilkan relatif lebih sedikit apalagi knalpot dilengkapi catalic converter. Selain itu, daya lebih besar.

Konstruksi injektor tepat pada intake manifold sehingga pencampuran bahan bakar lebih homogen. Selain itu juga, lebih hemat bahan bakar. Air-fuel ratio sangat mempengaruhi kesempurnaan pembakaran pada mesin.

Standar AFR pada motor adalah 14,7:1 yang artinya 14,7 udara dan 1 bensin. AFR dapat berubah-ubah, misalnya pada saat kondisi mesin dingin AFR 5:1, pada saat idle AFR 11:1, akselerasi 8:1, dan pada saat pemakaian ekonomis 40-60 km/jam AFR 16- 18:1, sehingga konsumsi bahan bakar pada motor injeksi lebih irit dibandingkan karburator.

Tidak memerlukan cok (choke). Injeksi bahan bakar dilengkapi sensor temperatur yang akan melaporkan suhu mesin ke Engine Control Module (ECM) yang akan memerintahkan injektor untuk memperkaya campuran bensin pada suhu mesin dingin.

Perawatan yang lebih praktis. Teknologi injeksi bahan bakar berkonsep bebas perawatan. Pada saat servis, pembersihan dilakukan hanya pada bagian penyaring udara, busi, dan pengaturan klep. Akan tetapi, kekurangannya adalah akselerasi kurang responsif.

Terjadinya proses yang panjang dari sensor pengatur jumlah udara dan laporan dari sensor-sensor lainnya, sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk berakselerasi.

Selain itu, kurangnya tenaga ahli sehingga injeksi bahan bakar termasuk teknologi baru, tidak semua bengkel umum mampu memperbaiki di saat terjadi permasalahan pada kendaraan. Sensitif terhadap benturan/guncangan.

Semua perangkat terutama engine control module menggunakan elektronik, sehingga rentan mati apabila mengalami guncangan atau benturan keras. Pada saat terjadi hal tersebut, kendaraan berpeluang tidak bisa dihidupkan kembali, karena mengalami kerusakan pada engine control module.

Biaya perbaikan membutuhkan biaya yang relatif masih mahal. Sensitif bahan bakar. Ujung injektor berukuran mikro, sehingga sistem injeksi bahan bakar mudah terjadi penyumbatan karena bahan bakar yang kotor. Hal ini akan mempengaruhi kinerja kendaraan.

Sensitif kelistrikan. Kondisi kendaraan dilaporkan oleh sensor, dan sensor terhubung menggunakan kabel berkonektor. Konektor sering menjadi penyebab pelaporan sensor ke engine control module menjadi kacau.

Pengiriman laporan sensor ke engine control module menggunakan sistem pengaman. Apabila konektor kabel terjadi korosi, hal ini akan meningkatkan sistem pengamanan sehingga laporan dari sensor mengakibatkan engine control module berfungsi dengan tidak tepat dan dapat mengakibatkan kerusakan yang disebabkan aliran listrik yang tidak stabil.

Catatan: Contoh di bawah ini berlaku pada mesin bensin injeksi elektronik modern. Bahan bakar selain bensin mungkin cocok, tapi hanya secara konsep saja.

3. Pompa Bahan Bakar

Pompa bahan bakar atau dikenal juga dengan nama Fuel Pump adalah salah satu komponen dalam sistem bahan bakar pada sebuah kendaraan atau mesin pembakaran dalam lainnya.

Sebagian mesin tidak memerlukan pompa bahan bakar karena dari desainnya dan dengan gravitasi, bahan bakar akan mengalir dengan sendirinya dalam sistem bahan bakarnya. Sebagian yang lainnya harus menggunakan pompa untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar.

Pada mesin dengan menggunakan karburator, umumnya menggunakan pompa mekanis bertekanan rendah yang terpasang di luar tangki bahan bakar, sedangkan mesin dengan injeksi bahan bakar, sebagian memiliki dua macam pompa dalam sistem penyaluran bahan bakarnya, yaitu: Sumber: id. wikipedia.org Pompa bahan bakar mekanis.

Pompa bahan bakar tekanan sedang/volume besar di tangki atau lebih dikenal dengan nama Fuel Pump. Pompa ini berfungsi untuk menyuplai kebutuhan dalam sistem injeksi bahan bakar. Umumnya pompa elektris yang terpasang dalam tangki bahan bakar.
Pompa tekanan tinggi/ volume rendah atau lebih dikenal dengan nama Fuel Injection Pump (FIP). Pompa ini ada dalam sistem injeksi bahan bahan bakar berfungsi untuk memompa bahan bakar dalam tekanan tinggi untuk suplai ke injektor.

Sebagian mesin dengan injeksi bahan bakar tidak memiliki pompa bahan bakar. Sistem injeksi bahan bakar menyedot bahan bakar langsung dari tangki atau FIP memompa bahan bakar dari tangki menuju injektor.

Pompa bahan bakar memiliki dua jenis, yaitu pompa bahan bakar mekanis dan elektris. Sebagian besar pompa jenis ini adalah tipe pompa membran. Pompa membran memiliki ruang pompa yang volumenya tergantung dari elastisitas pergerakan membran.

Selain itu, dilengkapi dengan katup satu arah pada saluran masuk dan saluran keluar. Desain spesifi k sangat bervariasi, umumnya pompa ini terpasang pada blok mesin atau kepala silinder.

Sebuah poros yang memiliki poros eksentrik serta terhubung dengan putaran mesin akan menggerakan tuas pada pompa ini (langsung atau melalui poros penekan/penghubung) untuk menggerakan membran dengan gerakan naik turun.

Pergerakan ini akan membuat volume ruang pompa akan mengecil atau membesar, dan berulang-ulang sesuai dengan putaran mesin.

Saat volume ruang pompa mengecil, tekanan ruang pompa akan naik dan mengakibatkan katup satu arah pada saluran keluar terbuka serta katup satu arah pada saluran masuk tertutup, bahan bakan akan terpompa keluar melalui saluran keluar.

Saat volume ruang pompa berubah dari terkecil mejadi membesar, tekanan pompa akan menurun dan mengakibatkan katup satu arah pada saluran keluar tertutup serta katup satu arah pada saluran masuk terbuka, bahan bajar akan terhisap masuk ruang pompa melalui saluran masuk.

Saat proses ini terjadi secara terus menerus, bahan bakar akan mengalir dari tangki menuju karburator atau sistem injeksi bahan bakar. Pompa bahan bakar mekanis umumnya menghasilkan tekanan tidak lebih dari 15 psi, dikualifi kasikan sebagai pompa tekanan rendah.

Sebagian besar mesin bensin dengan karburator dan sebagian kecil mesin diesel menggunakan pompa bahan bakar mekanis. Pompa bahan bakar elektris umumnya terpasang pada tangki bahan bakar, sebagian kecil pompa terpasang dalam ruang mesin.

Tergantung dari desain, pompa tipe ini menghasilkan tekanan yang bervariasi, dari pompa bertekanan rendah sampai cukup tinggi. Sebagian dilengkapi dengan sensor untuk mendeteksi beban (suplai) berlebih, yang akan mematikan kerja pompa karena umumnya tidak ada saluran untuk aliran balik ke tangki bahan bakar.

Kendaraan modern terutama yang sudah menggunakan sistem injeksi bahan bakar, umumnya menggunakan pompa bahan bakar elektris karena lebih mudah disinergikan dengan sistem yang lain, misal dengan unit kontrol elektronik dan pompa injeksi akan bekerja lebih efektif apabila bahan bakar yang masuk pompa injeksi dalam keadaan bertekanan cukup.

4. Konfigurasi Mesin

Konfigurasi mesin adalah sebuah istilah yang menunjuk kepada “layout” piston dalam sebuah mesin pembakaran dalam. Istilah “blok” sering digunakan juga sebagai pengganti kata mesin dalam terminologi, penggunaan umumnya adalah blok V dan mesin V, keduanya menunjuk ke hal yang sama.

Dalam dunia permesinan dapat dikategorikan sesuai fungsi-fungsinya tersendiri,teknologi permesinan maupun teknik mesin Automotif sangat memiliki ketergantunga terhadap kemajuan teknik mesin produksinya juga atau yang sering kita kenal dengan “mesin perkakas”.

Di dalam perancangan segala konstruksi mesin yang ada pada mekanika otomotif pada dasarnya bersumber dari perancangan sejak dasar oleh permesinan produksi. Kategorisasi dengan pergerakan piston. Dalam hal ini, kita akan mengenal tipe mesin, yaitu mesin single cylinder.

Desain mesin segaris: semua silindernya terletak sejajar. Mesin U, 2 mesin segaris terpisah dengan crankshaft terhubung dengan gear pusat. Mesin square four adalah mesin U dimana 2 buah mesin segaris masingmasing memiliki 2 silinder.

Mesin V, membentuk 2 cabang silinder dengan besar sudut tertentu, biasanya 60 atau 90 derajat. Mesin fl at, 2 cabang silinder yang membentuk sudut saling berlawanan satu sama lain (180 derajat). Mesin H, 2 crankshaft.

Mesin W. Kombinasi dari mesin V dan segaris membentuk 3 cabang silinder, atau 2 konfi gurasi mesin V membentuk 4 cabang silinder. Mesin piston opposed, dengan beberapa crankshaft, contohnya: Mesin Delta, dengan 3 cabang silinder dan 3 crankshaft.

Mesin X. Mesin radial, termasuk: mesin rotari. Banyak dilihat di pesawat pra-Perang Dunia II. Mesin rotari pistonless yang terkenal adalah mesin wankel.

Mesin wankel atau disebut juga mesin rotary adalah mesin pembakaran dalam yang digerakkan oleh tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakkan sumbu.

Mesin ini dikembangkan oleh insinyur Jerman Felix Wankel. Dia memulai penelitiannya pada awal tahun 1950an di NSU Motorenwerke AG (NSU) dan prototype-nya yang bisa bekerja pada tahun 1957.

NSU selanjutnya melisensikan konsepnya kepada beberapa perusahaan lain di seantero dunia untuk memperbaiki konsepnya. Karena mesin wankel sangat kompak, ringan, mesin ini banyak digunakan pada berbagai kendaraan dan peralatan seperti pada mobil balap, pesawat terbang, go-kart, speed boat.

5. Unit Kontrol Elektronik

Dalam automotif, ECU adalah sebuah singkatan untuk Electronic Control Unit atau Unit kontrol elektronik yang berfungsi untuk melakukan optimasi kerjanya mesin kendaraan, kadang-kadang disebut juga sebagai Unit kontrol mesin.

Dalam suatu mobil dapat terdapat ditemukan beberapa ECU:

Kontrol injeksi bahan bakar yang berfungsi untuk mengendalikan penggunaan bahan bakar yang diinjeksikan serta besarnya udara kedalam ruang bakar, sehingga penggunaan bahan bakar kendaraan paling efi sien.
Kontrol waktu pengapian yang berfungsi mengendalikan waktu/ timing pengapian yang disesuaikan dengan kecepatan dan medan yang dilalui.
Kontrol waktu katup yang berfungsi mengatur waktu /timing yang paling tepat untuk membuka dan menutup katup pemasukan dan pembuangan.

6. Sistem Pembuangan

Sistem pembuangan adalah saluran untuk membuang sisa hasil pembakaran pada mesin pembakaran dalam. Sistem pembuangan terdiri dari beberapa komponen, minimal terdiri dari satu pipa pembuangan yang di Indonesia dikenal juga sebagai knalpot yang diadopsi dari bahasa Belanda atau saringan suara.

Desain saluran pembuangan dirancang untuk menyalurkan gas hasil pembakaran mesin ketempat yang aman bagi pengguna mesin. Gas hasil pembakaran umumnya panas, untuk itu saluran pembuangan harus tahan panas dan cepat melepaskan panas.

Saluran pembuangan tidak boleh melewati atau berdekatan dengan material yang mudah terbakar atau mudah rusak karena panas. Meskipun tampak sederhana, desain sistem pembuangan cukup berpengaruh terhadap performa mesin.

Skema sistem pembuangan : 8 Ruang bakar. 9 Katup buang. 10 Saluran buang. 11 Exhaust manifold. 12 Catalytic converter. 13 Muffl er. Umumnya, komponen dalam sistem pembuangan terdiri dari:

Kepala silinder, dimana pipa pembuangan dimulai, kecuali pada mesin dua langkah dimana saluran pembuangan ditempatkan dibagian bawah dinding silender.
Exhaust manifold atau exhaust header, dimana pipa dari beberapa ruang bakar/silinder bergabung.
Catalytic converter untuk menurunkan kadar gas beracun, CO, HC dan Nox.
Knalpot, pipa untuk mengalirkan gas hasil pembakaran.
Peredam suara atau disebut juga muffl er, yang berfungsi untuk meredam suara.

Pada sepeda motor, peredam bunyi ada di dalam knalpot sedangkan pada mobil umumnya terlihat dengan jelas berupa tabung sebelum ujung pipa pembuangan.

Selain itu, ada opsional komponen berupa Turbocharger yang menggunakan tenaga/energi yang masih tersisa untuk memutar turbin agar udara yang akan dimasukkan ke ruang bakar bertekanan sehingga mesin akan menghasilkan tenaga yang lebih besar.