Pada umumnya komponen sepeda motor terdiri dari 3 (tiga) kelompok besar, yaitu
1. Bagian Rangka
Berfungsi sebagai wadah penempatan mesin, sistem kelistrikan dan penyangga penumpang. Terdiri dari beberapa komponen untuk menunjang agar sepeda motor dapat berjalan dan berbelok. Komponennya adalah:
- Rangka
- Kelompok kemudi
- Kelompok suspensi
- Kelompok roda
- Kelompok rem
- Tangki bahan bakar
- Tempat duduk
- Fender
2. Bagian Kelistrikan
Mekanisme kelistrikan dipakai untuk menghasilkan daya pembakaran untuk proses kerja mesin dan sinyal untuk menunjang keamanan berkendaraan. Jadi semua komponen yang berhubungan langsung dengan energi listrik dikelompokkan menjadi bagian kelistrikan. Bagian kelistrikan terdiri dari komponen pengapian, pengisian dan kelompok beban.
3. Bagian Mesin
Adalah seluruh komponen yang mengkonsumsi energi listrik selain sistem pengapian, terdiri atas :
Sistem tenaga mesin
Sebagai sumber tenaga penggerak untuk berkendaraan, terdiri dari bagian:
- Mesin/engine
- Sistem bahan bakar
- Sistem pelumasan
- Sistem pembuangan
- Sistem pendinginan
Gambar 1. Mesin Sepeda Motor
Dari ketiga bagian tersebut, memiliki peran dan fungsinya masing-masing. Salah satunya bagian mesin yang merupakan sumber tenaga dan penggerak dari sepeda motor sehingga dari sumber tenaga tersebut dapat dihubungkan ke bagian lainnya.
Mesin merupakan penghasil tenaga pada suatu kendaraan bermotor, termasuk sepeda motor. Mesin mempunyai komponen utama berupa silinder blok, silinder kop, dan karter (khusus motor 4 tak). Masing-masing komponen tersebut, terutama pada komponen pertama dan kedua masih dapat dirinci lagi menjadi beberapa sub-komponen.
Di samping itu, masing-masing komponen tersebut di atas mempunyai fungsi tertentu, sesuai dengan cara kerja suatu motor (4 tak atau 2 tak). Oleh karena itu, pada bagian ini diuraikan tentang fungsi komponen mesin, dan cara kerja motor 4 tak dan 2 tak.
a. Komponen Tidak Bergerak
Yang dimaksud dengan komponen tidak bergerak pada sepeda motor adalah komponen yang tidak bergerak ketika mesin hidup. Pengertian bergerak di sini tidak sama dengan berpindah sehingga dapatlah dipisahkan komponen mana yang bergerak dan komponen mana yang tidak bergerak.
Komponen-komponen yang tidak bergerak dalam hal ini adalah yang tidak termasuk ke dalam sistem bahan bakar, sistem pelumasan, dan sistem pendinginan. Pengelompokan tersebut hanya dimaksudkan agar mudah dalam pembahasannya saja.
Komponen-komponen tersebut antara lain:
1. Blok Silinder
Blok silinder bisa dikatakan bagian yang penting pada suara mesin. Blok silinder tempat piston bergerak bolak balik dan tempat beberapa komponen kelistrikan dipasangkan. Konstruksi blok silinder dipengaruhi oleh sistem pendinginannya, jumlah silindernya serta sistem pemasukan bahan bakarnya. Sistem pendinginan sepeda motor kebanyakan adalah dengan menggunakan pendinginan udara. Untuk menambah efektifitas pendinginan maka bagian luar blok silinder dibuat bersirip agar luas bidang permukaan pendinginan lebih besar.
Gambar 3. Blok Silinder
Silinder liner dan blok silinder merupakan dua bagian yang melekat satu sama lain. Daya sebuah motor biasanya dinyatakan oleh besarnya isi silinder suatu motor. Silinder liner terpasang erat pada blok, dan bahannya tidak sama. Silinder liner dibuat dari bahan yang tahan terhadap gesekan dan panas, sedangkan blok dibuat dari besi tuang yang tahan panas.
Pada mulanya, ada yang merancang menjadi satu, sekarang sudah jarang ada. Sekarang dibuat terpisah berarti silinder liner dapat diganti bila keausannya sudah berlebihan. Bahannya dibuat dari besi tuang kelabu. Untuk motor-motor yang ringan seperti pada sepeda motor bahan ini dicampur dengan alumunium. Bahan blok dipilih agar memenuhi syarat-syarat pemakaian yaitu: Tahan terhadap suhu yang tinggi, dapat menghantarkan panas dengan baik, dan tahan terhadap gesekan.
Blok silinder merupakan tempat bergerak piston. Tempat piston berada tepat di tengah blok silinder. Silinder liner piston ini dilapisi bahan khusus agar tidak cepat aus akibat gesekan. Meskipun telah mendapat pelumasan yang mencukupi tetapi keausan lubang silinder tetap tak dapat dihindari. Karenanya dalam jangka waktu yang lama keausan tersebut pasti terjadi. Keausan lubang silinder bisa saja terjadi secara tidak merata sehingga dapat berupa keovalan atau ketirusan. Masing-masing kerusakan tersebut harus diketahui untuk menentukan langkah perbaikannya.
Kontruksi luar blok silinder dibuat seperti sirip, ini untuk melepaskan panas akibat kerja mesin. Dengan adanya sirip-sirip tersebut, akan terjadi pendinginan terhadap mesin karena udara bisa mengalir diantara sirip-sirip. Sirip juga memperluas bidang pendinginan, sehingga penyerapan panas lebih besar dan suhu motor tidak terlampau tinggi dan sesuai dengan temperatur kerja.
Persyaratan silinder yang baik adalah lobangnya bulat dan licin dari bawah ke atas, setiap dinding-dindingnya tidak terdapat goresan yang biasanya timbul dari pegas ring, pistonnya tidak longgar (tidak melebihi apa yang telah ditentukan), tidak retak ataupun pecah-pecah.
Perbedaan kontruksi dan komponen kepala silinder dan blok silinder mesin empat langkah dan mesin dua langkah ditunjukkan oleh tabel satu (tabel 1)
Ket:
a. Lubang silinder adalah ruang tempat piston bergerak.
b. Lubang pengisian (inlet port) adalah saluran bahan bakar dari karburator menuju poros engkol dibawah piston.
c. Lubang pembilasan (transfer port) adalah tempat masuk bahan bakar menuju ruang silinder di atas kepala piston
d. Lubang pembuangan (exhaust port) adalah lubang atau saluran untuk membuang gas sisa atau bekas pembakaran
Teknologi Motor
DiaSil Cylinder adalah singkatan dari Die Aluminium Silicon, yaitu material logam yang merupakan campuran aluminium dan silicon, sehingga material ini memiliki beberapa keungulan antara lain memiliki kemampuan pendinginan yang baik, ketahanan terhadap aus yang tinggi.
Keunggulan pengunaan Die Diasil Cylinder adalah sebagai berikut :
1. Ramah lingkungan, karena bukan mengunakan lapisan nikel total Die-Cast Aluminium(mudah didaur ulang).
2. Proses dengan teknologi tinggi dan modern (proses otomatis).
3. Ekonomis, tidak menggunakan liner besi sehingga nilai produktivitasnya tinggi.
4. Performa tinggi, antara lain ringan, pendinginan sempurna, meredam suara berisik, awet atau tidak mudah aus, pemakaian oli hemat
DiASil Cylinder dibuat dengan proses Die Casting (cetak) bukan dengan Coated(lapisan) dapat dilihat gambar dibawah ini pelumasan “Elastic-Dynamic” pada permukaan DiASil Cylinder.
Gambar 4. DiASil Cylinder
Selain itu DiASil Cylinder juga memiliki kemampuan pendinginan yang bagus hal ini dapat dilihat pada grafik dibawah ini, grafik ini menunjukkan permuakaan DiASil Cylindersuhunya lebih rendah dibandingkan Cylinder Aluminium dengan liner besi (conventional)
Keuntungannya adalah :
1. Bebas perawatan. saking kerasnya dinding DiASil Cylinder, efek pengikisnya banyak berkurang dibanding silender baja (berkurang 2 hingga 3 kali berdasar tes oleh yamaha).
2. Makin irit bahan bakar. DiASil Cylinder merawat permukaan film oli secara ideal pada dinding silinder sehingga konsumsi bahan bakar berkurang.
2. Kepala Silinder
Bagian atas blok silinder adalah kepala silinder. Kepala silinder dibaut pada blok silinder dengan baut-baut yang panjang. Baut-baut tersebut dikeraskan dengan kekerasan tertentu.
Gambar 5. Kepala Silinder
Kepala silinder bertumpu pada bagian atas blok silinder. Titik tumpunya disekat dengan gasket (paking) untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran kompresi, disamping itu agar permukaan metal kepala silinder dan permukaan bagian atas blok silinder tidak rusak. Kepala silinder biasanya dibuat dari bahan Aluminium campuran, supaya tahan karat juga tahan pada suhu tinggi serta ringan. Biasanya bagian luar kontruksi kepala silinder bersirip, ini untuk membantu melepaskan panas pada mesin berpendingin udara.
Konstruksi kepala silinder dipengaruhi oleh sistem pemasukan bahan bakar dan penggerak katupnya. Pada sepeda motor 4 tak katup-katupnya dipasang pada kepala si1inder sehingga kepala silindernya mempunyai lubang-lubang pemasukan bahan bakar dan pengeluaran gas buang.
Jika mesin sepeda motor dengan sistem OHC (Over Head Camshaft) maka poros camnya ditempatkan pada kepala silinder sehingga konstruksinya tambah rumit. Hal ini tidak terdapat pada kepala silinder sepeda motor 2 tak. Kepala silinder juga sebagai tempat pemasangan busi. Busi tersebut dipasangkan dengan cara diulirkan. Elektroda busi menghadap ke ruang bakar.
3. Bak Engkol
Crankcase (bak engkol) biasanya terbuat dari aluminium die casting dengan sedikit campuran logam.Bak engkol fungsinya sebagai rumah dari komponen yang ada di bagian dalamnya, yaitu komponen:
· Generator atau alternator untuk pembangkit daya tenaga listriknya sepeda motor
· Pompa oli
· Kopling
· Poros engkol dan bantalan peluru
· Gigi persneling atau gigi transmisi
· Sebagai penampung oli pelumas
Gambar 6. Bak Mesin
Bak engkol terletak di bawah silinder dan biasanya merupakan bagian yang ditautkan pada rangka sepeda motor.
b. Komponen Bergerak
Yang dimaksud dengan komponen bergerak adalah komponen mesin yang bergerak jika mesin hidup baik itu gerak lurus maupun gerak putar. Komponen yang bergerak tersebut adalah yang tidak termasuk ke dalam sistem pendinginan, pelumasan, dan bahan bakar.
1. Piston
Piston mempunyai bentuk seperti silinder. Bekerja dan bergerak secara translasi (gerak bolak-balik) di dalam silinder. Piston merupakan sumbu geser yang terpasang presisi di dalam sebuah silinder. Dengan tujuan, baik untuk mengubah volume dari tabung, menekan fluida dalam silinder, membuka-tutup jalur aliran atau pun kombinasi semua itu.
Piston terdorong sebagai akibat dari ekspansi tekanan sebagai hasil pembakaran. Piston selalu menerima temperatur dan tekanan yang tinggi, bergerak dengan kecepatan tinggi dan terus menerus.
Gambar 7. Piston
Gerakan langkah piston bisa 2400 kali atau lebih setiap menit. Jadi setiap detik piston bergerak 40 kali atau lebih di dalam silindernya. Temperatur yang diterima oleh piston berbeda-beda dan pengaruh panas juga berbeda dari permukaan ke permukaan lainnya. Sesungguhnya yang terjadi adalah pemuaian udara panas sehingga tekanan tersebut mengandung tenaga yang sangat besar. Piston bergerak dari TMA ke TMB sebagai gerak lurus. Gerakan turun naik piston ini berlangsung sangat cepat melayani proses motor yang terdiri dari langkah pengisian, kompresi, usaha dan pembuangan gas bekas.
Bentuk piston dibedakan menjadi dua yaitu bentuk piston mesin 2 tak dan bentuk piston mesin 4 tak. Bentuk piston mesin 2 tak ditentukan oleh sistem pemasukan gas ke dalam silindernya. Bentuk piston mesin 2 tak antara lain:
· Puncak piston cembung.
Puncak piston cembung dimaksudkan untuk membantu arah pemasukan gas baru ke dalam silinder. Arah masuk gas baru tersebut harus sedemikian rupa sehingga gas buang dapat keluar semuanva dan gas baru tidak ikut keluar bersama gas buang.
· Sisi Piston Berlubang
Piston model ini untuk memenuhi keperluan pemasukan gas baru ke dalam ruang engkol. Model ini digunakan pada sistem pemasukan piston valve.
Bagian atas piston pada mulanya dibuat rata. Namun, untuk meningkatkan efisiensi motor, terutama pada mesin dua langkah, permukaan piston dibuat cembung simetris dan cembung tetapi tidak simetris. Bentuk permukaan yang cembung gunanya untuk menyempurnakan pembilasan campuran udara bahan bakar. Sekaligus, permukaan atas piston juga dirancang untuk melancarkan pembuangan gas sisa pembakaran.
Gambar 8. Bentuk Piston
Piston dibuat dari campuran aluminium karena bahan ini dianggap
ringan tetapi cukup memenuhi syarat-syarat :
1. Tahan terhadap temperatur tinggi.
2. Sanggup menahan tekanan yang bekerja padanya.
3. Mudah menghantarkan panas pada bagian sekitarnya
4. Ringan dan kuat.
Teknologi Motor
Forged Piston (yamaha) adalah piston yang dibuat dengan sistem forging (tempa). memiliki ketahanan yang tinggi dibanding piston konvensional, teknologi Forged Pistonadalah teknologi motor balap yang diaplikasikan ke moped. teknologi ini hanya dimiliki oleh yamaha dan indonesia adalah negara pertama yang menggunakannya.
Gambar 9. Bentuk Forged Piston
Keuntungannya menggunakan Forged Piston antara lain ;
· Tahan lama, tidak mudah aus.
· Suhu muai lebih tinggi.
· Koefisien gesek lebih rendah.
· Berat piston lebih ringan.
· Menghasilkan ‘noise’ lebih kecil.
· Mencegah piston seizure (piston macet)
· Biaya produksi yang efisiensi lapisan timah berfungsi untuk mencegah piston baret sehingga terlihat “berkilau” walaupun bergesekan dengan dinding Cylinder.
2. Piston Ring / Ring Piston
Piston terdiri dari piston, ring piston dan batang piston. Setiap piston dilengkapi lebih dari satu buah ring piston. Ring tersebut terpasang longgar pada alur ring. ring piston dibedakan atas dua macam yaitu:
a. Ring Kompresi, jumlahnya satu, atau dua dan untuk motor-motor yang lebih besar lebih dari dua. Fungsinya untuk merapatkan antara piston dengan dinding silinder sehingga tidak terjadi kebocoran pada waktu kompresi.
b. Ring oli, dipasang pada deretan bagian bawah dan bentuknya sedemikian rupa sehingga dengan mudah membawa minyak pelumas untuk melumasi dinding silinder
Ring piston mesin dua langkah sedikit berbeda dangan ring piston mesin empat langkah. Ring piston mesin dua langkah biasanya hanya 2 buah, yang keduanya berfungsi sebagai ring kompresi.
Pemasangan ring piston dapat dilakukan tanpa alat bantu tetapi harus hati-hati karena ring piston mudah patah. Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada ring piston dua langkah dapat berakibat:
ü Dinding silinder bagian dalam cepat aus
ü Mesin tidak stasioner
ü Suara mesin pincang
ü Tenaga mesin kurang
ü Mesin sulit dihidupkan
ü Kompresi mesin lemah
Antara piston dan ring piston dipasang ring ekpander untuk menambah tenaga ring dan menambah kerapatan penyekatan serta mengurangi suara dari ring piston.
Gambar 10. Rangkaian Piston
Fungsi ring piston adalah untuk mempertahankan kerapatan antara piston dengan dinding silinder agar tidak ada kebocoran gas dari ruang bakar ke dalam bak mesin. Oleh karena itu, ring piston harus mempunyai kepegasan yang yang kuat dalam penekanan ke dinding silinder.
Pada pemasangan ring piston harus pula diperhatikan bahwa permukaan ring harus berada di atas sedangkan celah-celah ring harus dipasang sedemikian rupa sehingga tidak segaris vertikal untuk mencegah terjadinya kebocoran kompresi.
Piston bersama-sama dengan ring piston berfungsi sebagai berikut:
ü Mengisap dan mengkompresi muatan segar di dalam silinder
ü Mengubah tenaga gas (selama ekspansi) menjadi usaha mekanis
ü Menyekat hubungan gas di atas dan dan di bawah piston
3. Conecting Rod / Batang Piston
Batang piston sering juga disebut dengan setang piston, ia berfungsi menghubungkan piston dengan poros engkol. Jadi batang piston meneruskan gerakan piston ke poros engkol. Dimana gerak bolak-balik piston dalam ruang silinder diteruskan oleh batang piston menjadi gerak putaran (rotary) pada poros engkol. Ini berarti jika piston bergerak naik turun, poros engkol akan berputar..
Ujung sebelah atas di mana ada pena piston dinamakan ujung kecil batang piston dan ujung bagian bawahnya disebut ujung besar. Di ujung kecil batang piston ada yang dilengkapi dengan memakai bantalan peluru dan dilengkapi lagi dengan logam perunggu atau bush bearing (namanya dalam istilah di toko penjualan komponen kendaraan bermotor). Ujung besarnya dihubungkan dengan penyeimbang poros engkol melalui king pin dan bantalan peluru.
Pada umumnya panjang batang penggerak kira-kira sebesar dua kali langkah gerak torak. Batang piston dibuat dari bahan baja atau besi tuang.
Gambar 11. Batang Piston
4. Pin Piston / Pen Piston
Pada pemasangan piston kita mengenal adanya pena piston. Pena piston berfungsi untuk mengikat piston terhadap batang piston. Selain itu, pena piston juga berfungsi sebagai pemindah tenaga dari piston ke batang piston agar gerak bolak-balik dari piston dapat diubah menjadi gerak berputar pada poros engkol. Walaupun ringan bentuknya tetapi pena piston dibuat dari bahan baja paduan yang bermutu tinggi agar tahan terhadap beban yang sangat besar.
5. Crankshaft / Poros Engkol
Dari batang piston gerakan diteruskan ke poros engkol. Oleh poros engkol gerak lurus bolak balik tersebut diubah menjadi gerak putar. Putaran poros engkol tersebut tidaklah merata karena pada saat piston bergerak ke atas putaran poros engkol mengalami perlambatan yaitu pada saat langkah buang dan langkah kompresi.
Gambar 12. Poros Engkol Built Up
Gambar 12. Poros Engkol Built Up
Fungsi poros engkol adalah mengubah gerakan piston menjadi gerakan putar (mesin) dan meneruskan gaya kopel (momen gaya) yang dihasilkan motor ke alat pemindah tenaga sampai ke roda.
Poros engkol umumnya ditahan dengan bantalan luncur yang ditetapkan pada ruang engkol. Bantalan poros engkol biasa disebut bantalan utama.
Jenis poros engkol yang dipergunakan pada mesin sepeda motor adalah:
a. Jenis built up digunakan pada motor jenis kecil yang mempunyai jumlah silinder satu atau dua.
b. Jenis ”one piece”, digunakan pada motor jenis besar yang mempunyai jumlah silinder banyak.
Gambar 13. Poros Engkol Built Up
Untuk motor satu silinder pada poros engkolnya (biasanya dihadapan pena engkol) ditempatkan bobot kontra sebagai pengimbangan putaran engkol sewaktu piston mendapat tekanan kerja. Tetapi motor yang bersilinder banyak, pena engkolnya dipasang saling mengimbangi. Berat bobot kontra kira-kira sama dengan berat batang piston di tambah dengan berat engkol seluruhnya.
Dengan demikian poros engkol itu dapat diseimbangkan, sehingga dapat berputar lebih rata dan getaran-getaran engkol menjadi hilang. Dengan adanya bobot kontra ini menyebabkan tekanan pada bantalan menjadi berkurang dan merata.
Poros engkol dan batang penggerak adalah untuk merobah gerak translasi piston menjadi gerak putar. Kedua bagian ini selalu menderita tegangan dan regangan yang sangat besar. Karena itu harus dibuat dari bahan yang khusus dan ukuran yang tepat. Dalam keadaan diam dan berputar poros engkol selalu setimbang (balance). Bagian permukaan bantalan dikeraskan dan harus licin untuk mengurangi keausan.
Poros engkol berputar dengan didukung oleh beberapa buah bantalan utama. Banyaknya bantalan tergantung dari jumlah silinder. Motor empat silinder mempunyai 3 bantalan dan motor enam silinder mempunyai 4 bantalan utama. Bantalan ini dibuat dari baja yang dicampur dengan babbit atau ada juga dengan aluminium.
Batang penggerak dan poros engkol dibuat dari besi tuang. Pemasangan batang penggerak pada poros engkol dilapisi dengan memakai bantalan.
6. Flywheel / Roda Penerus
Gambar 14. Flywheel
Gambar 14. Flywheel
Fungsi roda penerus yang utama adalah untuk menyimpan gaya lembam sehingga mesin masih dapat melaksanakan langkah buang, isap dan kompresi dengan tenaga yang cukup besar. Fungsi tersebut didasarkan pada hukum kelembaman yang menyebutkan bahwa setiap benda cenderung akan mempertahankan ke-adaannya.
7. Katup & Mekasnisme Katup
Katup digerakkan oleh mekanisme katup, yang terdiri atas:
· Poros cam
· Batang penekan
· Pegas penutup
· Rol baut penyetel
Gambar 15. Mekanisme Katup
Katup hanya terdapat pada motor empat langkah, sedangkan motor dua langkah umumnya tidak memakai katup. Katup pada motor empat langkah terpasang pada kepala silinder. Tugas katup untuk membuka dan menutup ruang bakar. Setiap silinder dilengkapi dengan dua jenis katup (isap dan buang) Pembukaan dan penutupan kedua katup ini diatur dengan sebuah poros yang disebut poros cam (camshaft).
Sehingga silinder motor empat langkah memerlukan dua cam, yaitu cam katup masuk dan cam katup buang. Poros cam diputar oleh poros engkol melalui transmisi roda gigi atau rantai. Poros cam berputar dengan kecepatan setengah putaran poros engkol. Jadi, diameter roda gigi pada poros cam adalah dua kali diameter roda gigi pada poros engkol. Sebab itu lintasan pena engkol setengah kali lintasan poros cam.
Gambar 16. Rocker Arm
Fungsi katup sebenarnya untuk memutuskan dan menghubungkan ruang silinder di atas piston dengan udara luar pada saat yang dibutuhkan. Karena proses pembakaran gas dalam silinder mesin harus berlangsung dalam ruang bakar yang tertutup rapat. Jika sampai terjadi kebocoran gas meski sedikit, maka proses pembakaran akan terganggu. Oleh karenanya katup-katup harus tertutup rapat pada saat pembakaran gas berlangsung.
Untuk menambah efisiensi pemasukan gas baru, diameter katup masuk dibuat lebih besar dari pada diameter katup buang. Katup-katup tersebut dilengkapi dengan pegas spiral agar penutupannya rapat. Pegas-pegas tersebut mempunyai tegangan tertentu. Akibat pegas katup yang lemah adalah gerakan katup kurang cepat seperti rnelayang sehingga dapat menyebabkan kebocoran kompresi. Tegangan pegas yang terlalu kuat menyebabkan katup cepat aus sehingga celah katup cepat bertambah besar karena ujung batang katup cepat aus.
Celah katup berfungsi untuk menjamin agar katup tetap menutup rapat meskipun terjadi pemuaian batang katup. Celah katup buang umumnya lebih besar dan pada celah katup masuk. Celah tersebut memisahkan ujung batang katup dengan permukaan tuas penekan katup (rocker arm). Untuk menambah gaya penekanan maka tuas penekan katup dipasang miring.
Kemiringan tuas tersebut berarti menambah panjang lengan momen penekanan. Semakin besar momen tersebut semakin kecil tenaga/gaya yang diperlukan sehingga penekanan terasa ringan.
Pada katup juga terpasang pegas-pegas. Pegas-pegas katup ditugaskan untuk menutup katup sesuai dengan gerak tuas ungkit menjauhi ujung batang katup.
Inovasi Penempatan Katup
Berbagai jenis katup dapat pula dibedakan dari cara penempatannya pada kepala silinder. Inovasi mesin sepeda motor dilakukan untuk mengantisipasi kecepatan tinggi, penambahan tenaga output dan upaya konstruksi seringan mungkin. Ada tiga macam inovasi katup dari segi penempatannya, yaitu Katup Samping (Side-Valve), Overhead-Valve (OHV) dan Single Overhead Camshaft (SOHC).
Katup samping (SV) merupakan konstruksi yang paling sederhana dan ringan dan mekanis penggeraknya ditempatkan di samping katup. Model ini dianggap yang paling tua dan kurang mampu melayani putaran tinggi. Oleh karena itu, model ini dimodifikasi menjadi model OHV.
Katup jenis ini memiliki batang katup yang lebih panjang karena digerakkan oleh poros cam yang terletak sejajar dengan poros engkol. Gerakan poros cam dipandu oleh pipa yang terpasang kuat pada blok silinder. Jenis yang ketiga (SOHC) dirancang untuk membuat komponen sistem katup lebih ringan. Batang katup digerakkan bukan oleh poros cam, yang dianggap membuat komponen lebih berat, tetapi melalui roda gigi. Bahkan, pada inovasi terbaru ada pula yang digerakkan oleh rantai (cam chain). Inovasi terakhir ini disebut Double Overhead Camshft (DOHC).
Berikut gambar dari masing-masing inovasi penempatan katup pada sepeda motor:
Gambar 17. Mekanisme Katup Samping
Gambar 17. Mekanisme Katup Samping
Pada SV atau klep samping, cam dipasang pada poros engkol dan mendorong keatas dan menggerakkan valve. Valve terpasang disamping piston sehingga ruang pembakaran lebih besar. Hal ini memungkinkan untuk hasilkan perbandingan kompresi lebih besar dan mengurangi tenaga mesin. Tipe ini cocok untuk mesin dengan putaran rendah, biasanya dipakai di mesin industri
Gambar 18. Mekanisme Katup OHV
OHV (overhead valve assembly)
Pada tipe ini posisi klep berada diantara piston dan digerakkan oleh rocker arm. Tipe ini ruang kompresinya lebih kecil, sehingga dapat menghasilkan perbandingan kompresi yang tinggi dan tenaga mesin menjadi lebih besar. Karena dilengkapi dengan batang penekan yang panjang serta adanya rocker arm menyebabkan gerakan balik lebih besar dan juga jarak klep dan cam yang jauh menyebabkan kurang stabilnya ia pada putaran tinggi
SOHC ( single over head camshaft)
Pada tipe ini batang penekan tidak ada, sehingga gerakan balik dapat dinetralisir. Posisi cam barada diatas silinder yaitu ditengahnya, cam digerakkan oleh rantai penggerak yang langsung memutar cam sehingga cam menekan rocker arm. Poros cam berfungsi untuk menggerakkan katup masuk (IN) dan katup buang (EX), agar membuka dan menutup sesuai dengan proses yang terjadi dalam ruang bakar mesin. Tipe ini komponennya sedikit sehingga pada putaran tinggi tetap stabil. Disebut single over head camshaft karena hanya menggunakan satu cam pada desainnya. Atau SOHC adalah system poros tunggal di kepala silinder.
Gambar 19. Mekanisme Katup SOHC
DOHC ( double over head camshaft)
DOHC adalah sistem poros ganda di kepala silinder. Fungsi DOHC sama dengan SOHC, bedanya terletak pada banyaknya poros cam tersebut. Pada DOHC jumlah poros camnya dua, sedangkan pada SOHC hanya satu. Pada tipe ini ada yang memakai rocker arm ada juga yang tidak ada. Klep masuk dan klep buang dioperasikan tersendiri oleh dua buah cam. Tipe DOHC yang memakai rocker arm alasannya untuk mempermudah penyetelan kelonggaran klep dan merubah langkah buka klep. Tipe ini perawatannya rumit biaya pembuatannya tinggi dan mesin lebih berat. Biasanya dipakai pada mesin-mesin sport kecepatan tinggi.
Gambar 20. Mekanisme Katup DOHC
Gambar 20. Mekanisme Katup DOHC
Gambar 21. Cara Menyetel Ketegangan Rantai
Cara menyetel ketegangan rantai ( pada Honda C70K/MK ) :
1. Longgarkan mur pengikat
2. Putar berlawanan jarum jam baut penahan batang penekan ± 1 putaran
3. Bila dengan cara tersebut kurang berhasil , lakukan penyetelan di bagian bawah mesin.
Penyetelan Katup
Ø Longgarkan mur pengikat.
Ø Putar adjusting screw ke arah
merenggang.
Ø Masukkan feeler gauge.
Ø Kencangkan kembali mur
pengikat.
Gambar 22. Penyetelan Katup
Hasil Penyetelan yang Tepat
Ø Pada saat feeler ditarik
terasa agak seret
Ø Permukaan feeler tidak
tergores
celah katup 0,04-0,07 mm
Gambar 23. Hasil Penyetelan yang Tepat
8. Camshaft (Noken As)
Camshaft adalah sebuah alat yang digunakan dalam mesin untuk menjalankan poppet valve. Dia terdiri dari batangan silinder. Cam membuka katup dengan menekannya, atau dengan mekanisme bantuan lainnya, ketika mereka berputar.
Hubungan antara perputaran camshaft dengan perputaran poros engkol sangat penting. Karena katup mengontrol aliran masukan bahan bakar dan pengeluarannya, mereka harus dibuka dan ditutup pada saat yang tepat selama langkah piston.
Untuk alasan ini, camshaft dihubungkan dengan crankshaft secara langsung (melalui mekanisme gear) atau secara tidak langsung melalui rantai yang disebut ”rantai waktu”.
Gambar 24. Camshaft
Dalam mesin dua langkah yang menggunakan sebuah camshaft, setiap valve membuka sekali untuk setiap rotasi crankshaft dalam mesin ini, camshaft berputar pada kecepatan yang sama dengan crankshaft. Dalam mesin empat langkah katup-katup akan membuka setengah lebih sedikit, oleh karena itu dua putaran penuh crankshaft terjadi di setiap putaran camshaft.
Gesekan luncur antara bagian muka cam dengan follower tergantung kepada besarnya gesekan. Untuk mengurangi aus ini, cam dan follower mempunyai permukaan yang keras, dan minyak pelumas modern mengandung bahan yang secara khusus mengurangi gesekan luncur. Lobe (daun telinga) dari camshaft biasanya meruncing, mengakibatkan follower atau pengangkat katup berputar sedikit dalam setiap tekanan, dan membuat aus komponen.
Biasanya bagian muka dari cam dan follower dirancang untuk aus bersamaan, jadi ketika salah satu telah aus maka keduanya harus diganti untuk mencegah aus yang berlebihan.
9. Rantai Cam dan Peregangannya
Agar pembukaan katup-katup sesuai dengan proses yang terjadi dalam ruang bakar maka mekanisme pembukaan dan penutupan katup-katup tersebut digerakkan oleh putaran poros engkol. Ada tiga macam mekanisme penggerak katup, yaitu dengan batang pendorong, roda gigi, dan rantai (rantai camshaft).
Rantai camshaft sepeda motor harus dipasang dengan tegangan yang cukup. Rantai camshaft yang terlalu tegang akan menimbulkan bunyi mendesing terutama pada putaran tinggi sedangkan rantai camshaft yang terlalu kendor akan menimbulkan suara berisik. Untuk menyetelnya harus diperhatikan terlebih dahulu mekanisme penyetelannya. Cara penyetelan rantai camshaft untuk setiap sepeda motor tidak sama.
Jika kekencangan rantai berubah-ubah, akan berpengaruh pada putaran mesin, valve timing atau saat pengapian akan berubah-ubah pula. Untuk menghasilkan setelan rantai yang standar, ada 3 tipe penyetelan rantai:
1. Tipe penyetelan manual
Tipe ini memerlukan penyetelan kekencangan secara berkala. Cara penyetelan dengan menekan batang penekan
2. Tipe penyetelan otomatis
Jika rantai mengalami kekendoran, maka secara otomatis batang penekan akan menekan chain guide (karet), karena adanya per penekan. Karet akan melengkung, dan akan menekan rantai sehingga rantai mengalami ketegangan. Selanjutnya batang penekan yang berbentuk rachet bergerak searah dan tidak dapat kembali.
3. Tipe semi otomatis
Ketegangan rantai secara otomatis menyetel sendiri, jika baut pengunci dilepas, sehingga batang penekan akan masuk kedalam karena tekanan per.
A. Mekanisme Katup Automatic Decompression System (ADS)
Gambar 26. Automatic Decompression System (ADS)
Gambar 26. Automatic Decompression System (ADS)
ADS ( Automatic Decompression System ) adalah suatu piranti yang digunakan oleh pabrikan motor, guna memudahkan penyalaan mesin baik dengan elektrik starter atau kick starter. ADS bekerja dengan cara menekan katup buang saat langkah kompresi, sehingga katup buang terbuka sedikit dan kompresi mesin menjadi bocor.
Cara Kerja ADS
1. Saat mesin dalam keadaan mati
Saat kunci kontak dimatikan, maka saat itu pula tidak ada percikan busi, artinya tidak terjadi pula langkah tenaga sehingga secara otomatis gerakan poros engkol semakin lama semakin lemah. Saat piston bergerak naik dari TMB ke TMA, dorongan poros engkol yang lemah ini akhirnya tidak mampu menekan dan campuran bahan bakar dan udara akan melawan balik sehingga piston akan bergerak mundur dengan putaran berlawanan arah dari posisi semula.
Gerakan mundur dari piston dan gerakan putaran terbalik dari poros engkol ini akan memutar nok atau tonjolan ADS, sehingga rocker arm exhaust akan tertekan, dengan tertekannya rocker arm ini, maka katup buang akan membuka dan kompresi diruang bakar menjadi bocor.
Gambar 27. Cara kerja ADS pada saat mesin mati
Gambar 28. Posisi noken as ADS menonjol saat mesin mati
2. Saat mesin dihidupkan
Pada saat mesin dalam keadaan hidup, Nok ADS ini tidak bekerja karena nok ADS akan tertahan oleh stopper ADS, ADS hanya bekerja saat putaran mesin berbalik arah. Tinggi tonjolan ADS hanya sekitar 1-2 mm. Nok ADS ini hanya terletak di poros noken as, tepatnya di sebelah tonjolan nok exhaust.
Saat kondisi terakhir katup buang terbuka sedikit dan kompresi bocor, maka ketika kita akan melakukan kick starter posisinya dalam kondisi ruang bakar yang bocor kompresi karena ditekan oleh nok ADS, itu sebabnya kick starter jadi lebih ringan.
Saat mesin hidup, posisi nok ADS akan tertahan stopper dan membuat nok ADS tidak bekerja sehingga tidak membukakan katup buang dan kompresi tidak bocor ( kembali normal ).
Gambar 29. Cara kerja ADS pada saat mesin hidup
Gambar 29. Cara kerja ADS pada saat mesin hidup
Gambar 30. Posisi noken as ADS tidak menonjol saat mesin hidup
B. INNOVASI DARI DESAIN MESIN
1. Innovasi Desain Mesin Dua Langkah
Sistem Pemasukan Mesin Dua Langkah :
Pada sepeda motor dua langkah, sistem pemasukan gas tidak menggunakan katup, dalam pengembangannya ada bermacam-macam sistem pemasukan gas yaitu:
· Sistem reed valve
· Sistem rotary valve
· Sistem piston valve
· Sistem crankshaft valve
a) Sistem Reed Valve
Sepeda motor dengan sistem reed valve adalah sepeda motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya diatur oleh suatu alat yang disebut reed valve atau disebut juga klep harmonika. Reed valve sangat peka terhadap pengaruh luar. Reed vave atau katup buluh atau katup harmonika hanya dipergunakan pada mesin dua langkah. Tetapi tidak semua mesin dua langkah menggunakan katup harmonika ini. Klep harmonika berfungsi untuk membuka dan menutup saluran gas bensin dari karburator ke ruang engkol. Reed valve dipasangkan pada saluran masuk sepeda motor. Letaknya adalah setelah karburator bila dilihat dari arah gas baru masuk.
Pada sepeda motor jenis ini karburatornya dipasang di samping silinder. Contoh: Yamaha, Suzuki, dan Kawasaki. Katup ini dapat disetel, tergantung keperluannya. Kesalahan penyetelan terhadap katup harmonika dapat menyebabkan kebocoran gas.
Gambar 31. Reed Valve
Reed valve bekerja berdasarkan perubahan tekanan pada ruang engkol. Ini terjadi pada saat piston bergerak ke atas dari TMB ke TMA reedvalve membuka karena adanya kevakuman pada ruang engkol. Gas baru masuk ke dalam ruang engkol. Jika piston bergerak turun dari TMA ke TMB reed valve menutup. Dan gas masuk kedalam silinder.
Pemeriksaan dan perawatan:
1. Pemeriksaan terhadap reed valve harus dilakukan dengan hati-hati karena reed valve sangat presisi. Jangan menyentuh secara langsung dengan tangan dan jauhkan dari garam. Reed valve harus disimpan di tempat yang kering dan bersih serta terhindar dari sinar matahari.
2. Periksalah keadaan platnya dari kemungkinan cacat, kendor atau retak. Jika terdapat kerusakan, perbaikilah. Ukurlah celah valve stopper. Jika celah terlalu besar dari standar maka stopper dapat rusak. Jika celah stopper terlalu kecil maka kemampuan sepeda motor akan turun.
b) Sistem Rotary Valve
Sepeda motor dengan sisitem rotary valve adalah sepeda motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya diatur oleh suatu alat yang disebut rotary valve atau katup berputar. Pada sepeda motor dengan sistem ini karburatornya ada di dalam bak engkol sehingga tidak kelihatan dari luar. Contoh : Yamaha, Suzuki, dan Kawasaki.
Katup rotary digerakkan oleh poros engkol. Pembukaan dan penutupannya sesuai dengan proses yang berlangsung dalam silinder. Jika piston bergerak dari TMB ke TMA katup rotary membuka saluran pemasukan gas baru sehingga gas baru masuk ke ruang engkol. Gas tersebut akan dialirkan ke ruang bakar pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB.
c) Sistem Piston Valve
Sepeda motor dengan sistem piston valve adalah sepeda motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya dan saluran gas buangnya diatur oleh piston atau langsung dilakukan oleh piston. Pada sepeda motor ini karburatornya terpasang pada samping silinder. Contoh: Yamaha. Sistem ini paling sederhana dibandingkan dengan sistem-sistem yang lain.
d) Sistem Crankshaft Valve
Sepeda motor dengan sistem crankshaft valve adalah sepeda motor yang pembukaan dan penutupan saluran pemasukan gas barunya di atur oleh crankshaft. Karburator sepeda motor sistem ini dipasang di samping bak engkol. Contoh : vespa.
e) Posisi Saluran Buang
Salah satu innovasi yang dilakukan untuk desain mesin dua langkah demi menghasilkan sepeda motor yang asyik pakai dan untuk mengurangi polusi udara adalah dengan mengembangkan desain dari saluran buangnya. Masing-masing merk produksi menghasilkan model-model yang mereka unggulkan. Antara lain yang kita kenal adalah pada Merk Honda dikenal adanya ATAC. Yamaha dengan YPVS-nya dan Kawasaki dengan KIPS.
f) KIPS (Kawasaki Integrated Powervalve system)
Suatu system pemanfaatan katup yang mengatur penutupan dan pembukaan sebagian dari lubang pembuangan, agar pembuangan gas sisa pembakaran pada RPM tinggi dapat berlangsung lebih sempurna (katup membuka), sebaliknya pada RPM rendah menghindarkan terbuangnya campuran bensin-udara yang baru masuk ke ruang bakar dari karter (katup menutup). Katup ini berfungsi membuka pada RPM diatas 7000 hingga 8500.
0-7000 rpm : Katup KIPS tertutup
7000-8500 rpm : Katup KIPS terbuka
Gambar. 33 KIPS-b
2. Innovasi Desain Mesin Empat Langkah
a. Katup Desmodromic
Pada traditional spring valve system, valve membuka dengan digerakkan oleh camshaft (atau rocker arm yang juga untuk mengatasi itu, di kembangkanlah sebuah sistem yaitu pneumatic valve, dengan memakai katup desmodromic, pada pneumatic valve, valve ditutup dengan tekanan gas yang tinggi. Gas yang digunakan adalah Nitrogen, karena tidak begitu sensitif dengan temperatur dibandingkan oksigen. Dan tekanan yang diberikan kurang lebih 100 psi. Karena tekanan nya hampir konstan jadi mengatasi kelemahan per yang cenderung aus. Penerapan pneumatic ini cuma digunakan di circuit dan tidak bisa diterapkan di street bike.
Tekanan di masing-masing valve pada tiap cylinder harus sama. Jika tidak, salah satu cylinder valve nya bisa dihantam kembali oleh piston.digerakkan oleh camshaft lobe dan posisi piston dibawah, sewaktu piston naik spring / pegas menekan valve sehingga menutup Namun cara ini kelemahannya adalah pegas tidak bisa mengimbangi kalau sudah mencapai RPM tinggi, sehingga ketika valve belum sempat menutup, sudah dihantam oleh piston, ini bisa mengakibatkan kepatahan valve. Dalam pembuatannya sistem katup desmodromic sangat mahal untuk diproduksi secara massal, jadi sistem ini hanya dipakai oleh DUCATI.
Semoga bermanfaat bagi anda.
Semoga bermanfaat bagi anda.
