19
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pupuk Organik Pupuk organik merupakan bahan pembenah tanah yang paling baik dan alami daripada bahan pembenah buatan/sintetis. Pada umumnya pupuk organik mengandung hara makro N, P, K rendah, tetapi mengandung hara makro dalam jumlah cukup yang sangat diperlukan pertumbuhan tanaman. Sebagai bahan pembenah tanah, pupuk organik mencegah terjadinya erosi, pergerakan permukaan tanah (crusting) dan retakan tanah, mempertahankan kelengasan tanah serta memperbaiki pengatusan dakhil (internal drainage) (Sutanto, 2002). Pupuk organik dapat dibuat dari berbagai jenis bahan, antara lain sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, sabut kelapa), serbuk gergaji, kotoran hewan, limbah media jamur, limbah pasar, limbah rumah tangga dan limbah pabrik, serta pupuk hijau. Karena bahan dasar pembuatan pupuk organik bervariasi, kualitas pupuk yang dihasilkan juga beragam sesuai dengan kualitas bahan asalnya. Pemakaian pupuk organik terus meningkat dari tahun ke tahun sehingga perlu ada regulasi atau peraturan mengenai persyaratan yang harus dipenuhi oleh pupuk organik agar memberikan manfaat maksimal bagi pertumbuhan tanaman dan tetap menjaga kelestarian lingkungan (Harsono, 2009).

Bab 2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tinjauan pustaka (Rancang Bangun & Evaluasi Kinerja Mesin Penghancur Jerami/Crusher)

Citation preview

Page 1: Bab 2

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pupuk Organik

Pupuk organik merupakan bahan pembenah tanah yang paling baik dan

alami daripada bahan pembenah buatan/sintetis. Pada umumnya pupuk organik

mengandung hara makro N, P, K rendah, tetapi mengandung hara makro dalam

jumlah cukup yang sangat diperlukan pertumbuhan tanaman. Sebagai bahan

pembenah tanah, pupuk organik mencegah terjadinya erosi, pergerakan

permukaan tanah (crusting) dan retakan tanah, mempertahankan kelengasan tanah

serta memperbaiki pengatusan dakhil (internal drainage)(Sutanto, 2002).

Pupuk organik dapat dibuat dari berbagai jenis bahan, antara lain sisa panen

(jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, sabut kelapa), serbuk gergaji,

kotoran hewan, limbah media jamur, limbah pasar, limbah rumah tangga dan

limbah pabrik, serta pupuk hijau. Karena bahan dasar pembuatan pupuk organik

bervariasi, kualitas pupuk yang dihasilkan juga beragam sesuai dengan kualitas

bahan asalnya. Pemakaian pupuk organik terus meningkat dari tahun ke tahun

sehingga perlu ada regulasi atau peraturan mengenai persyaratan yang harus

dipenuhi oleh pupuk organik agar memberikan manfaat maksimal bagi

pertumbuhan tanaman dan tetap menjaga kelestarian lingkungan (Harsono, 2009).

Pupuk organik dapat diaplikasikan dalam bentuk bahan segar atau kompos.

Pemakaian pupuk organik segar memerlukan jumlah yang banyak, sulit dalam

penempatannya, serta waktu dekomposisinya relatif lama. Namun dalam beberapa

hal, cara ini justru sangat bermanfaat untuk konservasi tanah dan air yaitu sebagai

mulsa penutup tanah. Pupuk organik yang telah dikomposkan relatif lebih kecil

volumenya dan mempunyai kematangan tertentu sehingga sumber hara mudah

tersedia bagi tanaman.

Pembuatan pupuk organik dengan cara dikomposkan banyak dilakukan oleh

industri skala besar karena minimnya tenaga kerja di pedesaan. Hanya sedikit

petani yang dapat memproduksi kompos untuk memenuhi kebutuhannya.

Sebagian petani membeli kompos dari pabrik lokal atau impor. Pengomposan

antara lain bertujuan untuk menghasilkan pupuk organik dengan porositas,

Page 2: Bab 2

kepadatan serta kandungan air tertentu, menyederhanakan komponen bahan dasar

yang mudah didekomposisi, membunuh patogen seperti E. coli dan Salmonella,

serta memineralisasi hara untuk pertumbuhan tanaman.

Akhir-akhir ini, dengan maraknya produk pertanian organik, perhatian

petani terhadap pupuk organik semakin meningkat. Permintaan produk atau

pangan organik terutama sayuran dan buah-buahan organik cenderung meningkat.

Oleh karena itu pemanfaatan pupuk organik baik berupa kompos, pupuk kandang

atau bentuk lainnya perlu didukung dan dipromosikan lebih intensif (Harsono,

2009).

2.2 Pemotongan Bahan Pertanian

Proses perombakan bahan organik dapat dipacu dengan memperluas

permukaan bahan sehingga penetrasi mikroorganisme akan lebih mudah. Usaha

untuk memperluas permukaan bahan tersebut dapat dilakukan dengan

memperkecil ukuran bahan melalui proses pemotongan atau pencacahan

(Suryanto, Hadi; Djamri Amir, dan Teguh B, 2002).

Proses pemotongan pada setiap kasus dimulai pada saat ujung pisau pertama

kali menyentuh bahan, pada waktu meneruskan pisau, kekuatan dan tekanan yang

terpusat pada mata pisau akan bertambah. Hal ini menyebabkan pola tekanan akan

dibangun disamping bahan atau batang sampai kondisi kerusakan bahan

terjangkau. Proses pemotongan ini diteruskan sampai tercapainya pemisahan

secara keseluruhan (Persson, 1987).

Persson (1987) juga menyatakan bahwa, langkah awal proses pemotongan

adalah ketika terjadi tekanan yang tinggi pada keadaan setempat ditimbulkan oleh

kekuatan pemotongan. Kekuatan ini dipusatkan pada ujung mata pisau. Ketika

tekanan ujung mata pisau melebihi kekuatan ultimat serat yang dicengkeram pada

dua sisi tanaman atau batang, serat akan putus dan kekuatan pemotongan akan

dipindahkan ke serat berikutnya. Kekuatan belah yang bekerja pada sisi bagian –

bagian tanaman atau batang yang terluka akan memperlebar pemotongan, dengan

demikian pisau akan bergerak jauh ke dalam. Perpaduan dari dua kekuatan akan

menentukan hasil suatu proses pemotongan. Kekuatan dan tenaga pemotongan

5

Page 3: Bab 2

akan dipengaruhi oleh model mata pisau, cara kerja dan sifat-sifat dari

pemotongan.

2.3 Kompos dan Pengomposan

Kompos dibuat dari bahan organik yang berasal dari bermacam-macam

sumber. Dengan demikian kompos merupakan sumber bahan organik dan nutrisi

tanaman. Kemungkinan bahan dasar kompos mengandung selulose 15%-60%,

hemiselulose 10%-30%, lignin 5%-30%, protein 5%-40%, bahan mineral (abu)

3%-5%, disamping itu terdapat bahan larut air panas, dan dingin (gula, pati, asam

amino, urea, garam amonium) sebanyak 2%-30%, dan 1%-15% lemak larut eter

dan alkohol, minyak dan lilin. Komponen organik ini mengalami proses

dekomposisi di bawah kondisi mesofolik dan termofolik. Pengomposan dengan

metode timbunan di permukaan tanah, lubang galian tanah, menghasilkan bahan

yang terhumifikasi berwarna gelap setelah 3-4 bulan (Sutanto, 2002).

Kompos merupakan bahan-bahan organik (sampah organik) yang telah

mengalami proses penguraian/pelapukan karena adanya interaksi antara

mikroorganisme (bakteri pembusuk) yang bekerja didalamnya, mikroorganisme

ini berkembang dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik atau

anaerobik (Murbandono, 2002). Kompos memiliki kandungan yang hampir sama

dengan bahan penyusun humus, kompos dapat meningkatkan kesuburan tanah dan

merangsang perakaran yang sehat kompos memperbaiki struktur tanah dengan

meningkatkan kandungan bahan organik tanah dan akan meningkatkan

kemampuan tanah untuk mempertahankan kandungan air tanah.

Pengomposan atau dekomposisi merupakan penguraian atau pemantapan

bahan-bahan organik secara biologi dalam temperatur thermofilik (temperatur

tinggi), yaitu 45 – 65 0C dengan hasil akhir bahan yang cukup bagus untuk

digunakan ke tanah tanpa merugikan lingkungan (Indriani, 2000).

Demi untuk mendapatkan proses yang baik dari pembuatan kompos

diperlukan tersedianya air, udara, dan nitrogen. Pada produk yang kekurangan

protein harus ditambah dengan ekstra nitrogen. Perbandingan C/N dari bahan

pada proses permulaan harus kira-kira 35, pada kompos yang sudah mulai jadi

6

Page 4: Bab 2

angka ini turun sampai di bawah 20, untuk membantu terjadinya kompos yang

baik dapat ditambah dengan pemberian fosfat dan kalsium (Harsono, 2009).

2.4 Pemanfaatan Jerami Sebagai Pupuk Organik

Hasil panen sebanyak 5 Ton padi (gabah) akan menyerap dari dalam tanah

sebanyak 150 kg N, 20 kg P, dan 20 kg S. Hampir semua unsur K dan sepertiga

N, P dan S tinggal pada jerami padi. Dengan demikian jerami padi merupakan

sumber hara makro yang baik. Disamping itu, 5 Ton padi mengandung 2 ton

karbon, dan di tanah secara tidak langsung merupakan sumber N. Faktor lain yang

menguntungkan dari penggunaan jerami sebagai sumber pupuk organik adalah

tersedia langsung di lahan usaha tani, yang bervariasi dari 2- 10 ton/ha/musim,

dan sekaligus mengurangi masalah limbah (Sutanto, 2002). Selanjutnya (Sutanto,

2002) menginformasikan bahwa 1,5 ton jerami sama dengan 1,0 ton gabah kering

mengandung 9 kg N, 2 kg P, dan S, 25 kg Si, 6 kg Ca dan 2 kg Mg.

Jerami Padi Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jerami 5 ton/ha

secara nyata dapat meningkatkan produksi padi dan mampu mensubstitusi pupuk

KCl 50 kg/ha, pabila jerami dikomposkan terlebih dahulu. Takaran anjuran

kompos jerami adalah 2 ton/ha. Penyusutan dari jerami segar menjadi kompos

berkisar 40-50% (Harsono, 2009).

Apabila jerami dikomposkan, sebagai konsekuensinya berdasarkan data luas

panen padi sawah tahun 2002 sekitar 10,4 juta hektar dengan produksi jerami 5

ton/ha, maka jerami segar yang tersedia sebesar 52,36 juta ton. Namun demikian,

tidak semua jerami dapat dimanfaatkan sebagai sumber pupuk organik, karena

jerami digunakan pula sebagai pakan ternak, media jamur, bahan baku kertas dan

sebagainya (Harsono, 2009).

(Harsono, 2009) menyatakan, apabila diasumsikan semua produksi jerami

segar dapat dipakai untuk pupuk organik maka lahan yang dapat dipupuk jerami

segar dengan takaran 5 ton/ha mencapai 10,4 juta hektar, atau 15,7 juta hektar

apabila jerami dikomposkan. Pengangkutan sekitar 50% jerami ke luar lahan akan

menurunkan luas lahan sawah yang dipupuk hingga setengahnya.

7

Page 5: Bab 2

2.5 Rancang Bangun

Desain adalah penataan suku-suku mesin untuk menunjukkan beda susunan

mesin dari tipe yang sama. Pabrik dapat mengeluarkan alat dengan merek yang

sama, akan tetapi berbeda mesin. Perbedaan dalam menyusun komponen-

komponen inilah merupakan desain mesin ( Smith dan Wilkes, 1990, cit Utomo,

2009).

Desain teknik adalah seluruh aktifitas untuk membangun dan

mendefinisikan solusi bagi masalah-masalah yang tidak dapat dipecahkan

sebelumnya atau solusi baru bagi berbagai masalah yang sebelumnya dipecahkan

namun dengan cara yang berbeda. Perancangan teknik menggunakan kemampuan

intelektual untuk mengaplikasikan kemampuan ilmiah dan memastikan agar

produknya sesuai dengan kebutuhan pasar serta spesifikasi desain produk yang

disepakati, namun tetap dapat difabrikasi dengan metode yang optimum (Hurst,

2006).

Rancang bangun mesin pertanian merupakan perkembangan dari ilmu dan

teknologi tentang mesin di dalam ruang lingkup proses dan produksi pertanian

dan manajemen sumber daya alam. Seorang ahli mesin pertanian menerapkan

pengetahuan tentang teknologi dan ilmu tentang rancang bangun untuk pertanian

dan efisiensi penggunaan sumber daya kehidupan. Mereka mendesain mesin dan

peralatan pertanian dan struktur pertanian. Ahli mesin menggunakan komputer

secara ekstensif untuk membuat dan menganalisa desain, untuk simulasi dan

menguji sebuah mesin, struktur, atau sistem beroperasi, dan untuk menghasilkan

spesifikasi bagian. Banyak ahli mesin juga menggunakan komputer untuk melihat

kualitas produk dan efisiensi proses control (Mahmood, 2008).

Perancangan adalah kemampuan untuk menggabungkan ide, konsep ilmiah,

sumber dan hasil ke dalam pemecahan suatu masalah. Ada lima tahapan dalam

mendesain suatu alat baru menurut Giesecke, Mitchell, Spencer, Dygdon, dan

Novak (2001) adalah :

1) Mengidentifikasi masalah

Kegiatan ini dimulai dengan mengenal masalah dan menentukan keinginan

pada sebuah produk.

2) Konsep ide

8

Page 6: Bab 2

Pada tahapan ini berbagai ide terkumpul, ide-ide yang banyak dan tidak

terbatas, ide-ide dapat berasal dari individual dapat juga berasal dari

kelompok atau tim pencari ide sehingganya satu saran dapat menghasilkan

banyak ide.

3) Pembahasan masalah

Pada tahapan ini diambil solusi terbaik kemudian disederhanakan sehingga

lebih efisien dan mudah diambil, diperbaiki dan mungkin dibatalkan ketika

tidak dapat dipakai lagi.

4) Model dan Prototype

Sebuah model dan contoh kadang-kadang dibuat untuk dipelajari, dianalisis,

dan menyempurnakan sebuah rancangan. Prototype diuji dan dimodifikasi

bila perlu, dan hasilnya disajikan pada gambar.

5) Produksi atau pengerjaan gambar

Untuk menghasilkan sebuah produk, perangkat akhir dari sebuah produk

dibuat, harus diperiksa dan disetujui. Pada industri, keluaran dari persetujuan

produksi rancangan diberikan pada bagian permesinan untuk memproduksi

gambarnya. Perancang mengambil detail-detailnya dengan bantuan

perbandingan dari model-model yang ada.

Menurut Hurst (2006), tahap pertama dan terpenting dalam proses desain

adalah formulasi Spesifikasi Desain Produk (Product Desaign Spesification,

PDS). Adapun proses perancangan teknik adalah spesifikasi, perumusan konsep,

pemilihan konsep, desain detail, dan pabrikasi. Ketika suatu alat atau system yang

didesain harus memenuhi beberapa fungsi atau mengkombinasikan sejumlah fitur,

maka kita perlu membagi masalah. Konsep-konsep dihasilkan untuk menjawab

setiap lingkup pembahasan yang lebih kecil kemudian dikombinasikan. Agar

setiap kombinasi konsep yang potensial dipertimbangkan maka suatu analisis

morfologi harus dilakukan dan grafik morfologi digambar.

Dalam merancang juga harus diperhatikan hubungan manusia dengan

mesin. Tiga faktor penting dalam produksi yaitu: tenaga kerja, alat kerja, dan

objek kerja. Posisi badan yang tidak sesuai, walau melakukan pekerjaan yang

ringan akan berakibat jelek pada tubuh. Keamanan dan kesehatan kerja

9

Page 7: Bab 2

merupakan faktor yang sangat penting. Ada tiga prinsip yang harus diperhatikan

yaitu: Enginering; pengembangan teknik untuk mesin yang aman, Education;

pendidikan untuk memberikan pengetahuan keselamatan kerja kepada petani,

Enforcemen; menjaga keamanan dengan standar kerja atau undang-undang

(Hayoshi dan Mandang, 1990).

2.6 Alat Pencacah Jerami

Seiring dengan berkembangnya unit produksi pupuk organik tersebut,

peralatan/mesin pengolah pupuk organik juga turut berkembang di pasaran. Alat

Pengolah Pupuk Organik (APPO) yang telah ada di pasaran terdiri dari alat

pencacah, komposter, mesin pengayak, mesin pengering dan lain-lain.

Dalam rangka pengembangan unit produksi pupuk organik ini, pada tahun

2006 Direktorat Pengelolaan Lahan, Dirjen Pengelolaan Lahan dan Air,

Departemen Pertanian telah mendistribusikan Alat Pengolahan Pupuk Organik

(APPO) berupa mesin pencacah sebanyak 81 unit kepada 75 Kabupaten/Kota di

14 Propinsi, dan pada tahun 2007 melalui dana APBN yang dilakukan oleh Dinas

Pertanian Propinsi telah mendistribusikan APPO sebanyak 334 unit serta tahun

2008 telah mendistribusikan APPO sebanyak 996 unit sehingga total jumlah

APPO yang telah tersebar di seluruh Indonesia sebanyak 1411 unit APPO di 33

propinsi (Departemen Pertanian, 2008).

Alat pengolah pupuk organik (APPO) yang telah dikembangkan pada

umumnya terdiri dari beberapa bagian/komponen utama yaitu :

1. Pisau Pemotong

2. Kerangka

3. Hooper

4. Penyaring

5. Outlet

6. Peremuk

7. Engine

10

Page 8: Bab 2

Gambar 1. Bagian Utama Komponen APPO

2.7 Sistem Transmisi

Suatu mesin dapat terdiri dari beberapa bagian yang dipakai untuk

penyaluran tenaga. Penyaluran tenaga terutama dilakukan dengan as (shaft),

pulley & belt, sproket & chain, gear, coupling, dan clutch (Chatib, 2007).

1. As (shaft)

As yang terhubung maupun yang solid dipakai dalam alat-alat pertanian. As

yang berlubang terutama dipakai bila dibutuhkan diameter luar yang besar,

sehingga as yang padat dengan diameter tersebut tidak akan terlalu berat.

2. Pulley & Belt

Pulley adalah roda yang dipakai untuk menyalurkan tenaga yang

mempergunakan belt. Flat pulley agak kecil efisiensinya, tetapi lebih tahan

lama. Karena kelilingnya besar, maka permukaan flat pulley dibuat agak

cekung agar belt berada di tengah-tengah pulley. V pulley lebih efisien dalam

penyaluran tenaga, slip rendah dan dapat dipakai penampang belt yang lebih

tipis. Belt dapat dibuat dari karet, kanvas, tenunan kapas atau kulit. Sewaktu

menyalurkan tenaga belt akan lebih tegang pada salah satu sisi.

Robert L Mott (2009) mengatakan pada umumnya transmisi sabuk digunakan

pada kecepatan yang tinggi, seperti pada reduksi tingkat pertama dari motor

listrik atau motor bakar. Kecepatan linier sabuk biasanya berkisar antara 2500

sampai 6500 ft/menit, yang akan menghasilkan gaya tarik yang relatif rendah

terhadap sabuk. Pada kecepatan rendah, tarikan pada sabuk menjadi terlalu

besar bagi lazimnya penampang melintang sabuk dan kemungkinan terjadi

11

7

1

6

5

4

3

2

Page 9: Bab 2

selip antara sisi-sisi sabuk dan puli (pulley). Ada banyak jenis sabuk yang

dipakai. Sabuk rata, sabuk beralur, sabuk beralur atau bergerigi, sabuk standar

V, sabuk V sudut ganda dan lainnya seperti pada Gambar 2.

3. Sproket & Chain

Sproket & Chain sudah umum dipakai pada alat-alat pertanian. Pitch dari chain

adalah jarak antara connecting pin. Semakin pendek pitch semakin pendek

kecepatan operasi. Untuk menyalurkan 1 HP, suatu 3/8 inch pitch dapat

beroperasi dengan kecepatan 300 fpm, suatu ½ inch pitch sekitar 200 fpm dan

suatu ¾ inch pitch sekitar 60 fpm.

Rantai adalah elemen transmisi daya yang tersusun sebagai sebuah deretan

penghubung pena. Racangan ini menyediakan fleksibilitas di samping juga

memungkinkan rantai mentransmisikan daya tarik yang besar. Ketika

mentransmisikan daya antara poros-poros yang berputar, rantai berhubungan

terpadu dengan roda bergigi yang disebut sproket (Robert L. Mott. 2009).

Gambar 2. Jenis Konstruksi Sabuk (belt)

4. Gear

Gear memungkinkan 2 as bekerja berdekatan satu sama lainnya, penyaluran

tenaga dengan cara ini sangat efisien, dengan pelumasan yang baik, kehilangan

tenaga hanya berkisar antara 1 %. Perbandingan kecepatan dari dua gear

sebanding dengan jumlah gigi. Kita dapat bedakan bermacam-macam spur

gear dan helical gear. Gear yang terkecil antara dua gear yang berhubungan

disebut pinion.

12

Page 10: Bab 2

5. Coupling

Coupling adalah untuk menyalurkan tenaga dati satu as ke as lainnya, dua as

yang lurus behubungan satu dengan yang lain secara tepat, dihubungkan

dengan solid coupling. Solid coupling dapat berbentuk klem yang disebut

dengan clamp coupling atau berbentuk silinder yang disebut dengan solid

sleeve coupling, dan bila kedua as merupakan suatu sudut maka digunakan

universal joints.

6. Clutch

Suatu cara untuk melepaskan sumber tenaga dari gigi–gigi transmisi

(transmission gears) dan roda–roda dalam keadaan sebagai berikut :

a. Motor sering dislinger, didorong atau distarter.

b. Motor bakar internal biasanya harus mencapai kecepatan tertentu

sebelum tenaganya digunakan.

c. Mengganti kecepatan harus dapat dilakukan untuk keadaan penggunaan

yang berbeda-beda.

d. Menyetop kendaraan atau penggunanya dapat dilakukan tanpa

menghentikan mesinnya.

Semua itu bisa dilakukan dengan menempatkan clutch antara motor dan

gigi-gigi transmisi. Clutch adalah coupling yang dapat melepaskan

hubungan dua as yang bersambung.

7. Power Take Off (PTO)

Dalam operasi alat-alat pertanian, traktor biasanya dipakai untuk menarik alat

ke depan dan bersamaan dengan itu juga memberikan tenaga operasi bagi alat

tersebut. Tenaga disalurkan dari traktor ke alat melalui as yang disebut Power

Take Off Shaft. Bila gerak traktor dan alat selalu dalam garis lurus dapat

dipakai solid shaft yang lurus dapat dipakai. Yang sering terjadi di lapangan

adalah peralatan yang tidak lurus dibelakang traktor, untuk keperluan tersebut

Power Take Off dilengkapi dengan dua Universal Joints. PTO shaft bersama

Universal Joints yang lengkap disebut dengan Power Take Off drive.

Tahun 1946, ASAE bersama SAE telah menentukan standar agar setiap

alat dapat dihubungkan pada setiap macam traktor. Standard ini menyatakan

bahwa PTO Shaft harus terletak dalam batas 3 inch disebelah kanan/kiri garis

13

Page 11: Bab 2

pusat traktor. Kecepatan standard PTO shaft adalah 536 rpm lebih kurang 10

rpm (Chatib, 2007).

2.8 Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal

untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari

bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi tersebut untuk

melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar

pada mesin itu sendiri. Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini

(proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2

golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam (Novyanto,

2008).

I. Motor Pembakaran Luar

Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran bahan bakar terjadi di

luar mesin itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin

tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah

menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru

kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin

uap.

II. Motor Pembakaran Dalam

Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran bahan bakar terjadi di

dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa

diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas, motor bakar torak

dan mesin propulasi pancar gas.

A. Prinsip Kerja Motor Bensin

Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi termal. Energi

ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. Prinsip kerja motor

bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan

bensin dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak

naik torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas, yang mana dengan

terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan tekanan. Bila torak bergerak

14

Page 12: Bab 2

turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran,

maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah.

Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk merubah gerakan turun naik

menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang torak dan yang mana ini

akan memutarkan poros engkol. Dan juga diperlukan untuk membuang gas-gas

sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara bensin pada saat-saat yang tepat

untuk menjaga agar torak dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja

tetap.

Kerja periodik di dalam silinder dimulai dari pemasukan campuran udara

dan bensin ke dalam silinder, sampai pada kompresi, pembakaran dan

pengeluaran gas-gas sisa pembakaran dari dalam silinder inilah yang disebut

dengan “siklus mesin”. Pada motor bensin terdapat dua macam tipe yaitu: motor

bakar 4 tak dan motor bakar 2 tak. Pada motor 4 tak, untuk melakukan satu siklus

memerlukan 4 gerakan torak atau dua kali putaran poros engkol, sedangkan pada

motor 2 tak, untuk melakukan satu siklus hanya memerlukan 2 gerakan torak atau

satu putaran poros engkol. Bagian motor bensin ada pada Gambar 3.

Gambar 3. Bagian Motor Bensin

B. Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Ada 4 langkah gerakan piston yang bergerak dari titik mati atas (TMA) ke

titik mati bawah (TMB). Pada langkah pertama terjadi kevakuman pada ruang

pembakaran klep pemasukan (intake) terbuka, campuran bahan bakar dan udara

15

Page 13: Bab 2

akan masuk kedalam silinder, sedangkan klep pengeluaran (outlet) tertutup,

bersamaan dengan itu piston akan bergerak dari TMA ke TMB, ruang silinder

menjadi besar. Pada langkah ke dua piston bergerak dari TMB ke TMA sehingga

terjadi pemampatan bahan bakar dan udara (compression), klep pemasukan

(intake) dan pengeluaran (outlet) tertutup, pada akhir kompresi suhu dalam ruang

pembakaran naik antara 4000 - 6000 C dengan adanya loncatan bunga api listrik

dari busi (ignition) terjadi proses pembakaran letupan, hal ini akan menimbulkan

tekanan pada permukaan atas piston. Pada langkah ke tiga, piston akan begerak ke

bawah dari TMA ke TMB, tenaga yang ditimbulkan akan diteruskan ke tangkai

piston (connecting rod) dan diterima oleh crankshaft, posisi intake dan outlet

tertutup. Pada gerakan terakhir (ke empat), piston bergerak dari TMB ke TMA

intake tertutup dan dan outlet terbuka sehingga terjadi proses pembuangan sisa

pembakaran (Chatib, 2007). Proses kerja dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Siklus pada Motor Bensin 4 Langkah

16