SISTEM PEMASUKAN DAN PEMBUANGAN

Assalamualaikumwr,wrb

A.       Deskripsi Singkat

Sistem pemasukan (intake sistem) terdiri dari saringan udara (air cleaner) dan intake manifold. Saringan udara membersihkan kotoran udara sebelum masuk ke silinder untuk bercampur dengan bensin, dan intake manifold menyalurkan campuran udara dan bensin ke dalam silinder. Udara mengalir dari saringan udara masuk ke karburator, dan campuran udara dan bensin yang disiapkan dalam karburator dipanaskan di dalam intake manifold oleh adanya pendingin yang telah panas atau gas buang. Intake manifold dibuat sedemikian rupa sehingga dapat membagikan campuran udara dan bensin sama rata ke semua silinder.

Sistem pembuangan (exhause system) terdiri dari exhaust manifold, exhaust pipe (knalpot) dan muffler. Exhaust manifold menampung gas bekas dari silinder dan mengeluarkan ke udara melalui Knalpot. Muffler menyerap bunyi yang disebabkan oleh keluarnya gas bekas. Sistem exhaust termasuk juga catalytic converter, dimana gas bekas dibersihkan sebelum dikembalikan ke udara.

B.       Tujuan Pembelajaran

1.    Mendemonstrasikan  prinsip kerja sistem pemasukan sepeda motor.

2.    Mendemonstrasikan  prinsip kerja sistem pembuangan sepeda motor.

C.  Komponen-Komponen dan Prinsip Kerja Sistem Pemasukan dan Pembuangan Sepeda Motor

1. Komponen-Komponen Sistem Pemasukan dan Pembuangan Sepeda Motor

A.    Saringan Udara

Udara luar biasanya mengandung debu. Bila debu masuk kesilinder-silinder bersama udara yang dihisap, hal ini akan mempercepat keausan dan mengotori oli pelumas. Akibatnya masa penggunaan mesin menjadi pendek. Oleh karena itu, debu harus dibersihkan dari udara yang masuk sebelum sampai kesilinder-silinder. Pada kendaraan, udara yang masuk dibersihkan oleh saringan udara, juga dapat mengurangi kecepatan udara dan memperkecil suara-suara berisik udara. Saringan udara harus diperiksa dan dibersihkan secara rutin sebab elemennya berangsur-angsur akan tersumbat dengan debu dan tidak dapat memberikan udara yang cukup pada mesin, menyebabkan tenaga besin berkurang, atau menjadi kurang maksimal.

Seperti kita ketahui ada beberapa tipe saringan udara yang digunakan pada pada mobil-mobil, tipe saringan udara yang umum yang sering dipasang pada mobil-mobil tipe saringan udara tersebut termasuk saringan udara tipe kertas, saringan udara yang elemennya terbuat dari tipe silkon dan sebagainya. Pada umumnya banyak digunakan tipe elemen kertas. Sedangkan pre-air cleaner tipe silkon direncanakan khusus untuk daerah yang berdebu dan berpasir.

1). Saringan udara tipe kertas

Saringan udara ini terdiri dari elemen yang dibuat dari kertas atau kain. Elemen diletakan di dalam rumah saringan udara (air-cleaner case), pada beberapa saringan udara yang menggunakan elemen ini dapat dicuci dengan air.

2). Pre-air cleaner

Pre-air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran. Dengan efisiensi udara yang tinggi dan mempunyai bagian sirip yang memisahkan kotoran dari udara dengan adanya gaya sentrifugal. Debu ditampung dalam penampung khusus (dustrap). Tipe saringan udara ini sering kali tidak diperlukan penggantian elemen yang terlalu sering dibanding dengan tipe saringan udara lainnya.

3). Saringan Udara Tipe Oil Bath

      Saringan udara tipe ini berisikan oli di bagian bawah rumah saringan, seperti pada gambar. Elemen dibuat dari baja wol. Partikel-partikel debu yang besar, kotoran-kotoran, pasir dan sebagainya jatuh kedalam genangan (rendaman oli). Udara yang dihisap melalui elemen saringan telah dibersihkan oleh elemen yang terbuat dari baja wol tadi sebelum mencapai mesin.
4). Saringan Udara Tipe Silkon

Saringan udara tipe silkon (cyclone type air cleaner) ini adalah salah satu saringan udara tipe kertas yang menggunakan kertas sebagai elemen. Elemen ini berbentuk sirip-sirip untuk menghasilkan pusaran udara. Sebagian besar partikel-partikel kotoran, pasir dan lain-lain ditampung dalam kotak saringan oleh gaya sentrifugal dari pusaran udara. Partikel-partikel yang kecil diserap oleh elemen kertas. Perencanaan ini tujuannya untuk mengurangi tersumbatnya elemen saringan dan tidak dibutuhkannya perawatan yang terlalu sering seperti tipe lainnya. 

B.   Intake Manifold

Intake manifold mendistribusikan campuran udara bahan bakar yang di proses oleh karburator ke silinder silinder. Intake manifold dibuat dari paduan aluminium, yang dapat memindahkan panas lebih efektif di banding dengan logam lainnya.

Intake manifold diletakan sedekat mungkin dengan sumber panas yang memungkinkan campuran udara dan bensin cepat menguap. Pada beberapa mesin, intake manifold letaknya dekat dengan exhaust manifold. Ada juga mesin yang water jacket’nya di tempatkan didalam intake manifold untuk memanaskan campuran udara bensin dengan adanya panas dari air pendingin.

C.    Karburator

Karburator adalah sebuah alat yang mencampur udara dan bahan bakar untuk sebuah mesin pembakaran dalam. Mayoritas sepeda motor masih menggunakan karburator dikarenakan lebih ringan dan murah, namun pada 2005 sudah banyak model baru diperkenalkan dengan injeksi bahan bakar.

Pada dasarnya karburator bekerja menggunakan prinsip Bernoulli: semakin cepat udara bergerak maka semakin kecil tekanan statis-nya namun makin tinggi tekanan dinamis-nya. Tuas gas pada sepeda motor sebenarnya tidak secara langsung mengendalikan besarnya aliran bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar. Tuas gas sebenarnya mengendalikan katup dalam karburator untuk menentukan besarnya aliran udara yang dapat masuk kedalam ruang bakar. Udara bergerak dalam karburator inilah yang memiliki tekanan untuk menarik serta bahan bakar masuk kedalam ruang bakar.

D.    Injektor

Berfungsi menyemprotkan bahan bakar ke saluran masuk (intake manifold) sebelum, biasanya sebelum katup masuk, namun ada juga yang ke throttle body. Volume penyemprotan disesuaikan oleh waktu pembukaan nozel/injektor. Lama dan banyaknya penyemprotan diatur oleh ECM (Electronic/Engine Control Module) atau ECU (Electronic Control Unit) Terjadinya penyemprotan pada injektor adalah pada saat ECU memberikan tegangan listrik ke solenoid coil injektor. Dengan pemberian tegangan listrik tersebut solenoid coil akan menjadi magnet sehingga mampu menarik plunger dan mengangkat needle valve (katup jarum) dari dudukannya, sehingga saluran bahan bakar yang sudah bertekanan akan memancar keluar dari injektor.

E.    Katup

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. Katup masuk dan katup buang berbentuk cendawan (mushroom) dan di sebut “poppet valve”. Katup masuk menerima panas pembakaran, dengan demikian katup mengalami pemuaian yang tidak merata yang akan berakibat dapat mengurangi efektivitas kerapatan pada dudukan katup. Untuk meningkatkan efisiensi biasanya lubang pemasukan dibuat sebesar mungkin. Sementara itu katup buang juga menerima tekanan panas, tekanan panas yang diterima lebih tinggi, hal ini akan mengurangi efektivitas kerapatan juga, sehingga akibatnya pada dudukan katup mudah terjadi keausan. Untuk menghindari hal tersebut, kelonggaran (clearence ) antara stem katup dan kepala stem dibuat lebih besar. Untuk membedakan katup masuk dengan katup buang dapat dilihat pada diameter keduanya, diameter katup masuk umumnya lebih besar dari pada katup buang.

F.    Exhaust Manifold

Exhaust manifold menampung gas bekas dari semua silinder dan mengalirkan gas tersebut ke pipa buang (exhaust pipe). Exhaust manifold dibaut pada kepala silinder, saluran manifold (manifold part) disambungkan langsung pada lubang gas bekas (exhaust port) pada silinder.

G.    Knalpot

Gas buang sepeda motor keluar disalurkan melalui knalpot ke udara luar. Bagian dalam knalpot dikonstruksi sedemikian rupa sehingga di samping menampung gas buang, knalpot juga dapat meredam suara (silencer). Biasanya panjang dan diameter knalpot sudah tertentu sehingga jika dilakukan perubahan (modifikasi) akan mempengaruhi kemampuan sepeda motor. Konstruksi knalpot tidak boleh (dilarang) untuk dirubah, dilubangi ataupun dicopot. Perubahan ini merupakan pelanggaran hukum dan pelakunya dapat dituntut. Konstruksi knalpot sepeda motor empat langkah dan sepeda motor dua langkah umumnya tidak sama. Knalpot sepeda motor dua langkah terdiri atas dua bagian yang disambungkan. Kedua bagian tersebut disambungkan dengan ring mur sehingga mudah dilepas. Hal ini dimaksudkan agar lebih mudah dibersihkan. Knalpot mesin dua langkah lebih cepat kotor dikarenakan pada proses pembakarannya oli ikut terbakar sehingga kemungkinan timbul kerak pada lubang knalpot sangat besar. Untuk itu knalpot sepeda motor dua langkah harus sering dibersihkan.

H.    Pipa Buang

Pipa buang (exhaust pipe) adalah pipa baja yang mengalirkan gas bekas dari exhaust manifold ke udara bebas. Pipa itu sendiri dibagi beberapa bagian, pipa bagian depan (front pipe), pipa bagian tengah (center pipe) dan pipa belakang (tail pipe). Susunan ini dibuat demikian untuk mempermudah saat penggantian catalytic converter atau muffler tanpa melepas sistem keseluruhannya

I.    Catalytic Converter (OC, TWC)

Catalytic converter merupakan komponen muffler dari emission control sistem. Bertujuan untuk mengurangi jumlah CO (carbon monoxide), HC (Hydrocarbon gas) dan Nox (oxides of nitrogen) yang terkandung dalam gas bekas. Ada 2 tipe catalytic converter, tipe catalyst yang terkenal adalah: tipe pellet dan tipe monolithic.

Type Monolithic, belakangan ini lebih banyak digunakan pada kendaraan, sebab mempunyai tahanan gas buang yang kecil, lebih ringan dan membantu mempercepat pemanasan pada mesin dibandingkan dengan tipe pellet. Sebuah catalytic converter terdiri atas salah satu dari dua catalyst yaitu: OC (Oxidation Catalyst) atau TWC (Three Way Catalyst). OC terdiri dari platinum dan palladium, yang dapat mengurangi CO dan HC. TWC mengandung platinum dan Rhodium yang dapat mengurangi CO dan HC terutama Nox.

J.    Muffler

Gas bekas (exhaust gas) dikeluarkan dari mesin dengan tekanan yang tinggi (kira-kira 3-5 kg/cm²) dan temperaturnya sekitar 600-800ºC. Besarnya panas ini kira-kira 34% dari energi panas yang dihasilkan oleh mesin.

Bila gas bekas dengan panas dan tekanan yang tinggi seperti ini langsung ditekan ke udara luar, maka gas tersebut akan mengembang dengan cepat sekali, menyebabkan timbulnya suara ledakan yang keras. Muffler digunakan untuk mencegah terjadinya hal tersebut. Gas bekas dikurangi tekanannya dan didinginkan saat melalui muffler

D. Prinsip Kerja Sistem Pemasukan dan pembuangan Sepeda Motor

Saat piston melakukan langkah hisap, udara akan terhisap melewati filter udara. Udara akan disaring sehingga udara yang akan masuk ke ruang bakar dalam keadaan bersih dari debu maupun kotoran lainnya. Di mesin yang menggunakan pengkabutan karburator, udara dan bahan bakar bercampur dikarburator. Sedangkan pengkabutan injeksi, bahan bakar akan disemprotkan di intake manifold sehingga udara dan bahan bakar bercampur. Dari intake manifold campuran bahan bakar akan melewati katup masuk kemudian masuk keruang bakar.

Diruang bakar terjadi proses pembakaran yang akan menghasilkan gas buang. Gas buang akan keluar melalui katup buang diteruskan ke exshoust manifold menuju knalpot. Diknalpot gas buang melewati pipa buang menuju katalitic converter untuk mengurangi kadar gas emisi dengan mengikat gas CO, HC dan NOx. Setelah melewati katalytic converter menuju ke muffler untuk meredam suara ledakan akibat tekanan dan temperatur yang tinggi selanjutnya gas buang keluar dari sistem pembuangan.

E.     Rangkuman

Pada sistem pemasukan, udara melewati  filter udara, sedangkan bahan bakar masuk dan bercampur di  karburator sedangkan sistem EFI disemprotkan melalui injektor kemudian menuju  intake manifold ke katup masuk.

Sistem pembuangan, gas buang melewati katup buang kemudian menuju knalpot. Di knalpot gas buang melewati pipa buang menuju ke katalik konverter kemudian ke muffler setelah itu keluar dari sistem pembuangan. 

SILAHKANCOMENTNAMADANKELASKALIAN
SEPERTIBIASAITUUNTUKACUANSAYADALAMABSENIKELAS