Materi Engine Alat Berat PDF

BASIC COURSE DIESEL ENGINE  PENDAHULUAN i KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Sehingga dapat kami sajikan Training Basic Engine Diesel ini untuk...

BASIC COURSE DIESEL ENGINE  PENDAHULUAN i KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Sehingga dapat kami sajikan Training Basic Engine Diesel ini untuk kelas Basic Mechanic Course Step One. Buku Training ini di sajikan dalam bentuk yang sederhana untuk mampu dengan mudah dimengerti dan difahami , khususnya bagi Calon Mekanik atau Junior Mekanik dibidang Alat-alat Berat. Dengan segala kerendahan hati penyusun menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, maka dengan keterbatasan yang ada penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca untuk meningkatkan kesempurnaan buku ini sehingga tidak terjadi salah persepsi untuk pemahaman dari isi dan makna terhadap buku ini. Akhirnya penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu sehingga terselesaikannya buku ini. Malang, 21 Maret 2016 Team Penyusun Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENDAHULUAN ii TRAINING PROFILE Training Title  Basic Engine Training prerequisites  Sebagai persyaratan untuk mengikuti training Basic Diesel Engine bagi peserta BMC INDONESIA LEARNING CENTRE Supplementary training manual  Untuk kelancaran proses pemahaman Basic Engine , diperlukan sarana penunjang sebagai berikut :  Shop Manual Engine Training duration  60 Hours – 15 Days ( 4 hours/day )  90 % Inclass - Discussion  10 % Practice Training Outcome  Setelah mengikuti training dan dinyatakan lulus, peserta harus mampu :  Menjelaskan prinsip dasar pada diesel engine yang meliputi: - Prinsip Engine 4 langkah dan 2 langkah. - Proses pembakaran pada diesel engine. - Gas buang pada diesel engine.  Menjelaskan nama, fungsi, struktur, dan cara kerja dari komponen-komponen utama pada diesel engine.  Menjelaskan nama, fungsi, struktur, dan cara kerja dari komponen-komponen pembantu pada diesel engine, yang meliputi: - Sistem bahan bakar. - Sistem pemasukan udara dan pembuangan gas. - Sistem pendinginan. - Sistem pelumasan, dan - Sistem kelistrikan.  Menjelaskan dan melakukan prosedur pemeriksaan dan penyetelan pada diesel engine. Training passed  Peserta dinyatakan lulus jika :  Nilai post test – Min. 75  Nilai praktek – Min. C Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENDAHULUAN SEVEN HABITS ( 7 KEBIASAAN BAIK ) 1. PROAKTIF. Jadilah seseorang yang bersifat Proaktif. Kerjakan sesuatu melalui inisiatif, motivasi yang tinggi, kemauan yang timbul dari diri sendiri. Orang yang reaaktif biasanya baru bertindak setelah ada sesuatu yang menggangu dia, seperti ditanya, disuruh, diminta dan sebagainya. 2. BEGIN WITH THE END MIND. Mulailah sesuatu pekerjaan dengan tujuan jelas. Jika orang tidak mempunyai target atau tujuan yang jelas maka orang tersebut selamanya akan menemui kegagalan, sebab apa yang ia jalankan atau kerjakan dilakukan tanpa arah ataupun perencanaan yang jelas. 3. PUT FIRTS THINK FIRTS. Tempatkanlah yang utama dengan tujuan yang jelas. Bila seseorang selalu mengerjakan yang kecil-kecil atau bukan utama, maka ia tidak akan selesai dengan tugasnya. 4. THINK WIN – WIN. Berpikirlah dan bertindaklah selalu untuk kebaikan maupun keuntungan kedua belah pihak, jangan menjatuhkan orang lain untuk keuntungan diri sendiri. 5. SEEK TO UNDERSTAND AND TO BE UNDERSTOOD. Belajarlah mengerti apa yang dimaksud atau dipikirkan oleh partner dan barulah mencoba membuat partner mengerti apa yang kita maksud. Kebanyakan orang ingin agar orang lain mengerti apa yang kita inginkan, tapi tidak mau mengerti apa yang orang lain pikirkan. 6. SYNERGI. Membiasakan diri untuk bekerja sama secara aktif dengan partner agar ada kesimbangan didalamnya. Kemauan dan usaha untu kerjasama ini akan menghasilkan suatu hubungan atau kelompok yang mempunyai Synergi yang tinggi. 7. SHARPEN THE SAW. Asahlah kebiasaan anda dan teman anda setiap saat agar enam kebiasaan diatas tidak terpolusi oleh kebiasaan lain. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENDAHULUAN DAFTAR ISI PENDAHULUAN................................................................................................................ i Kata Pengantar.................................................................................................................. i Training Profile................................................................................................................ ii Seven Habit...................................................................................................................... iv Daftar Isi........................................................................................................................... v BAB I. PENGETAHUAN DASAR.................................................................................... 1-1 A. Prinsip Motor Diesel dan Bensin..................................................................... 1-1 B. Motor 4 Langkah dan 2 Langkah..................................................................... 1-3 C. Perbandingan Motor Diesel dan Bensin........................................................... 1-6 D. Ruang Pembakaran.......................................................................................... 1-7 E. Pembakaran Langsung dan Tidak Langsung................................................... 1-8 F. Firing Order, Table Sequence dan Valve Timing Pada Motor Diesel............. 1-11 G. Warna Gas Buang............................................................................................ 1-17 BAB II. KONSTRUKSI KOMPONEN UTAMA............................................................. 2-1 A. Struktur Cylinder Head.................................................................................... 2-2 B. Combustion Chamber...................................................................................... 2-19 C. Swirl Chamber................................................................................................. 2-21 D. Rocker Arm & Rocker Arm Shaft................................................................... 2-22 E. Cylinder Liner.................................................................................................. 2-27 F. Crankshaft & Metals........................................................................................ 2-33 G. Camshaft.......................................................................................................... 2-46 H. Cam Follower................................................................................................... 2-53 I. Push Rod.......................................................................................................... 2-54 J. Timing Gear..................................................................................................... 2-56 K. Piston & Connecting Rod................................................................................ 2-60 L. Flywheel........................................................................................................... 2-73 M. Balancer Shaft.................................................................................................. 2-77 N. PTO Gear Shaft................................................................................................ 2-78 BAB III. ENGINE SYSTEM.............................................................................................. 3-1 A. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)................................................................. 3-1 B. Sistem Pemasukan Udara dan Pembuangan Gas (Intake & Exhaust System). 3-40 C. Sistem Pelumasan (Lubricating System)......................................................... 3-53 D. Sistem Pendinginan (Cooling System)............................................................ 3-61 Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENDAHULUAN BAB IV. PENGETESAN & PENYETELAN (TESTING & ADJUSTING).................. 4-1 A. Penyetelan Celah Valve (Valve Clearance)..................................................... 4-1 B. Pemeriksaan dan Penyetelan Waktu Penginjeksian Bahan Bakar................... 4-4 C. Pengukuran Tekanan Oli Pelumas Pada Engine.............................................. 4-7 D. Pengukuran Tekanan Kompresi....................................................................... 4-8 E. Pengukuran Kecepatan Putar Engine............................................................... 4-10 F. Pengukuran Tekanan Blow-by......................................................................... 4-11 G. Pengukuran Warna Gas Buang........................................................................ 4-12 H. Pengukuran Tekanan Injection Nozzle............................................................ 4-13 Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-1 A. PRINSIP MOTOR DIESEL DAN BENSIN. 1. Motor Diesel. Udara yang terhisap ke dalam ruang bakar dikompresi sehingga mencapai tekanan dan tempertur yang tinggi. Bahan bakar ( fuel ) diinjeksikan dan dikabutkan ke dalam ruang bakar. Sehingga terjadi pembakaran sesaat setelah terjadi pencampuran dengan udara. Gbr. I - 1.Prinsip kerja motor diesel. 2. Motor Bensin. Udara dan bahan bakar yang tercampur didalam carburator, terhisap ke dalam ruang bakar dan dikompresikan hingga mencapai tekanan dan temperatur tertentu. Pada akhir langkah kompresi, busi memercikan api sehingga terjadi pembakaran. Gbr. I - 2.Prinsip kerja motor bensin. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-2 Perbedaan Diesel engine & Gasoline Engine Diesel Engine Keuntungan dan kerugian Gasoline Engine Diesel Engine 1 Fuel Heavy oli, Gasoline Keuntungan. light oil etc. Diesel fuel harga per liter lebih murah dan 2 Fuel 170 ~ 210 230 ~ 270 fuel consumption per Consumption horse power lebih Ratio g/PS -Hr rendah. 3 Flashing Point Lebih tinggi dari Lebih tinggi dari Keuntungan. 50 ºC 25 ºC Diesel fuel tidak memerlukan perhatian kusus 4 Compression 14 – 22 Kg/cm2 5 – 10 Kg/cm2 Keuntungan. Diesel Ratio (hanya udara) (udara + fuel) engine lebih bertenaga (more powerfull) 5 Ignition Tidak diperlukan Dengan Busi Keuntungan. (penyalaan) (electric spark) Tidak memerlukan sistem penyalaan. 6 Metode Fuel dikirim Karburator Kerugian. pengabutan dari injection diperlukan 1. Memerlukan pump melalui sebagai peralatan injeksi. NOZZLE ke tempat 2. Perawatan agak sulit. dalam ruang pencampuran 7 Berat (Kg/Ps) 3~9 0.5 ~ 3.5 Kerugian. output per Biaya pembuatan stroke ~ 20 30 ~ 50 lebih tinggi. volume 8 Getaran Besar Kec Kerugian. il Getaran besar 9 Trouble Kecil Besar Keuntungan Jarang timbul trouble. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-3 B. MOTOR 4 LANGKAH DAN 2 LANGKAH. 1. Prinsip Kerja Motor Diesel 4 Langkah. Gbr. I - 3.Prinsip kerja motor diesel 4 langkah. a. Langkah hisap (Intake Stroke). Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Intake valve terbuka dan exhaust valve tertutup, udara murni masuk ke dalam silinder melalui intake valve. b. Langkah kompresi (Compression Stroke). Udara yang berada di dalam silinder dimampatkan oleh piston yang bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA), dimana kedua valve intake dan exhaust tertutup. Selama langkah ini tekanan naik 30 - 40 kg/cm2 dan temperatur udara naik 400 - 500 derajat celcius. c. Langkah Kerja (Power Stroke). Pada langkah ini, intake valve dan exhaust valve masih dalam keadaan tertutup, partikel-partikel bahan bakar yang disemprotkan oleh nozzle akan bercampur dengan udara yang mempunyai tekaan dan suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran yang menghasilkan tekanan dan suhu tinggi. Akibat dari pembakaran tersebut, tekanan naik 80 ~ 110 kg/cm2 dan temperatur menjadi 600 ~ 900 o C. d. Langkah buang (Exhaust Stroke). Exhaust valve terbuka sesaat sebelum piston mencapai titik mati bawah sehingga gas pembakaran mulai keluar. Piston bergerak dari TMB --- > TMA mendorong gas buang keluar seluruhnya. Kesimpulan : Empat kali langkah piston atau dua kali putaran crank shaft, menghasilkan satu kali pembakaran. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-4 2. Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah. Gbr. I - 3.Prinsip kerja motor bensin 4 langkah. a. Langkah hisap ( intake stroke ). Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Intake valve terbuka dan exhaust valve tertutup, udara bersih yang tercampur di karburator, terhisap masuk ke dalam ruang silinder. b. Langkah kompresi ( Compression stroke ). Campuran udara dan bahan bakar dimampatkan oleh piston yang bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas sehingga tekanan dan temperatur campuran tersebut naik. c. Langkah Kerja ( power stroke ). Beberapa derajat sebelum mencapai titik mati atas, campuran udara dan bahan bakar tersebut diberi percikan api oleh busi, sehingga terjadi pembakaran. Akibatnya, tekanan naik menjadi 30 - 40 kg/cm2 dan temperatur pembakaran menjadi 1500 derajat celcius. Tekanan tersebut bekerja pada luasan piston dan menekan piston menuju ke titik mati bawah. d. Langkah buang ( exhaust stroke ). Exhaust valve terbuka sesaat sebelum piston mencapai titik mati bawah sehingga gas pembakaran mulai keluar. Piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas mendorong gas buang keluar seluruhnya. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-5 3. Langkah Kerja Motor 2 Langkah. Pada dasarnya prinsip kerja motor bensin dan diesel adalah sama, proses intake, compresi, power, exhaust dilakukan secara lengkap dalam 2 langkah (upward dan downward) piston. Gbr. I - 5.Prinsip kerja motor 2 langkah. a. Langkah piston ke atas ( Upward stroke ). Piston bergerak ke atas dari TMB menuju TMA, campuran udara dan bahan bakar masih mengalir ke dalam silinder melalui saluran (scavenging passage). Sebaliknya gas hasil pembakaran secara terus menerus dikeluarkan sampai lubang exhaust tertutup. Saat lubang exhaust ditutup oelh gerakan piston yang menuju TMA, campuran udara dan bahan bakar ditekan, sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Pada saat itu, lubang intake terbuka pada akhir langkah kompresi sehingga udara segar terhisap masuk ke dalam crank case. b. Langkah Piston ke bawah ( Downward stroke ). Campuran udara dan bahan bakar yang termampatkan diberi percikan bunga api dari busi yang menyebakan terjadinya pembakaran sehingga tekanan dan temperatur diruang bakar naik. Dan piston terdorong kearah titik mati bawah. Pada akhir langkah piston, lubang exhaust terbuka dan gas hasil pembakaran mulai keluar, yang diikuti oleh pembakaran scavenging passage, sehingga campuran bahan bakar dan udara yang berada di crank case masuk ke dalam silinder. Kesimpulan : dua kali langkah piston atau satu kali putaran crank shaft menghasilkan satu kali tenaga. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-6 4. Keuntungan dan Kerugian Engine 2 Langkah dan 4 Langkah. Dibandingkan dengan engine 4 langkah, engine 2 langkah mempunyai keuntungan sebagai berikut: a. Ukuran dan berat lebih kecil, dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar. b. Harga lebih rendah karena tidak menggunakan valve dan struktur yang lebih sederhana. c. Putaran lebih halus karena ukuran flywheel lebih kecil. Kerugian engine 2 langkah adalah : a. Karena tidak menggunakan valve, maka gas pembakaran tidak terbuang seluruhnya dan menyebabkan pembakaran tidak sempurna. b. Karena sebagian campuran bahan bakar dan udara, ikut keluar (saat proses exhaust) bersama dengan gas buang, maka penggunaan fuel tidak ekonomis. c. Karena waktu yang siperlukan untuk langkah intake singkat, maka jumlah campuran yang masuk sedikit. Sehingga tidak mungkin dapat menaikkan tekanan kompresi dan efisiensi engine ( ratio fuel comsumption per output ) lebih rendah dibandingkan dengen engine 4 langkah. d. Crank case harus rapat tidak boleh ada kebocoran udara. C. PERBANDINGAN MOTOR DIESEL DAN MOTOR BENSIN. Dibandingkan dengan motor bensin, diesel engine mempunyai keuntungan dan kerugian. Keuntungan motor diesel : 1. Biaya pengoperasian lebih ekonomis, karena bahan bakar yang digunakan adalah oil dengan “ grade “ rendah. Seperti heavy oil atau light oil. 2. Thermal efficiency ( besarnya kalori yang terkandung pad fuel yang dibakar dapat menghasilkan output engine dan panas yang secara nyata lebih effectif ) tinggi sehingga konsumsi bahan bakar rendah. Thermal efficiency motor bensin adalah 20 - 30 % dan motor diesel adalah 30 - 35 %. 3. Bahaya kebakaran lebih rendah karena titik nyala (flashing point) fuel relatif lebih tinggi. 4. Tidak membutuhkan sistem penyalaan (ignition device) dan carburator. 5. Dapat menghasilkan tenaga yang besar pada putaran rendah. Kerugian motor diesel adalah : 1. Berat output horse power lebih tinggi. 2. Getaran selama operasi lebih besar dan suara berisik (noise) lebih besar. 3. “Start“ lebih sulit. 4. Biaya pembuatan (manufacturing) lebih tinggi. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-7 D. RUANG PEMBAKARAN. Ruang pembakaran adalah ruangan yang dilingkupi oleh permukaan bawah silinder head, permukaan atas silinder block dan permukaan atas piston, saat piston berada di titik mati atas (TMA). Ada bermacam-macam tipe ruang bakar sesuai dengan bentuk ruang bakar, letak valve intake, exhaust dan busi dengan tujuan agar diperoleh thermal efficiency yang maksimal. Umumnya, klasifikasi berikut ini disesuaikan dengan letak intake valve dan exhaust valve. Gbr. I - 6. Macam - macam ruang pembakaran. 1. Over head valve type. Intake valve dan exhaust valve dipasang di permukaan bagain atas silinder head. Dapat disebut juga tipe OHV atau tipe I - head. Ruang bakar tipe ini dibentuk agar berbentuk bulat (bola) agar dapat menghasilkan pusaran saat udara di kompresi. Oleh sebab itu, penyalaan dapat merata ke seluruh arah. Sehingga tipe ruang bakar ini lebih banyak digunakan. 2. Side valve type. Letak Intake valve dan exhaust valve adalah sejajar lurus disatu sisi silinder block. Tipe ini juga disebut tipe L - head. Bentuk ruang bakar adalah rata (flat) sehingga struktur silinder head lebih sederhana dan biaya manufacturing lebih murah dibandingkan dengan tipe over head walaupun efisiensi pembakaran lebih buruk, strukturnya juga lebih menguntungkan terutama untuk perawatan dan bongkar pasang silinder head. Sehingga ruang bakar tipe ini banyak digunakan. 3. F - head type. Intake dan exhaust valve masing - maing dipasang pada silinder head dan pada sisi silinder block. Tipe ini adalah gabungan ( perpaduan ) dari tipe over head valve dan tipe side valve. Bentuk ruang bakar agak mirip dengan tipe side valve. Bagimanapun juga, mekanisme gerakan valve lebih komplek dibanding dengan tipe side valve. Sehingga tipe ini jarang digunakan. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-8 4. T - head type. Intake dan exhaust valve masing - masing dipasang secara terpisah di sisi dari silinder block. Tipe ini memudahkan udara masuk dan keluar. Sebaliknya, diperlukan waktu yang lebih lama untuk meratakan pembakaran dan pendinginan permukaan juga lebih besar sehingga efisiensi panas (thermal efficiency) lebih buruk. Karena itu, ruang bakar tipe ini sangat jarang digunakan. E. PEMBAKARAN LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG. Bentuk ruang bakar pada motor diesel sangat menetukan terhadap kemampuan mesin, sebab itu ruang bakar direncanakan sedemikian rupa agar secepatnya campuran udara dan bahan bakar menjadi homogen dan mudah terbakar sekaligus. Berikut ini diterangkan tipe ruang bakar yang digunakan pada mesin diesel. 1. Tipe ruang bakar langsung (direct combustion chamber). 2. Tipe ruang bakar tambahan (Auxiliary combustion chamber). a. Ruang bakar muka (Pre combustion chamber). b. Ruang bakar pusar (Swirl combustion chamber). 1. Tipe Ruang Bakar Langsung (Direct Combustion Chamber). Seperti yang ditunjukkan pada gambar, ruang bakar ditempatkan diantara silinder head dan bahan bakar langsung diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Pada sistem ini, untuk mendapatkan campuran yang baik, bentuk nozzle dan arah injeksi merupakan faktor yang sangat menentukan. Gbr. I - 7.Ruang bakar langsung. Keuntungan : ~ Efisiensi panas lebih tinggi dan pemakaian bahan bakar lebih hemat karena bentuk ruang bakar yang sederhana. ~ Start dapat dilakukan dengan mudah pada waktu mesin dingin tanpa menggunakan alat pemanas. ~ Cocok untuk mesin - mesin besar ( high power ) karena konstruksi dari kepala silinder sederhana dan kerugian kecil. ~ Temperatur gas buang relatif lebih rendah. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-9 Kerugian : ~ Sangat peka terhadap mutu bahan bakar dan membutuhkan mutu bahan bakar yang baik. ~ Membutuhkan tekanan injeksi yang lebih tinggi. ~ Sering terjadi gangguan pada nozzle dan umur nozzle lebih pendek karena menggunakan multiple hole nozzle ( nozzle lubang banyak ). ~ Dibandingkan dengan jenis ruang bakar tambahan, turbolensi lebih lemah, jadi sukar untuk kecepatan tinggi. 2. Tipe Ruang Bakar Tambahan ( Auxiliary Combustion Chamber ). a. Ruang Bakar Muka ( Pre Combustion Chamber ) Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar muka oleh injection nozzle. Sebagian bahan bakar yang tidak terbakar dalam ruang bakar muka didorong melalui saluran kecil antara ruang bakar muka dan ruang bakar utama. Maka terjadilah percampuran yang baik dan terbakar seluruhnya di ruang bakar utama. Gbr. I - 8. Ruang bakar utama. Keuntungan : 1. Jenis bahan bakar yang dapar digunakan lebih luas, dikarenakan turbulensi sangat baik untuk mengabutkan bahan bakar. 2. Perawatan pada pompa injeksi lebih gampang karena tekanan penyemprotan lebih rendah dan tidak terlalu peka terhadap perubahan saat injeksi. 3. Detonasi berkurang dan bekerjanya mesin lebih baik sebab menggunakan throttle nozzle. Kerugian : 1. Biaya pembuatan lebih mahal sebab perencanaan silinder head lebih rumit. 2. Membutuhkan motor starter yang besar. Kemampuan start lebih buruk, karena itu harus menggunakan alat pemanas. 3. Pemakaian bahan bakar boros. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-10 b. Ruang Bakar Pusar ( Swirl Chamber ) Gbr. I - 8. Ruang bakar pusar. Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, ruang bakar model pusar (swirl chamber) berbentuk bundar. Piston memempatkan udara, sehingga udara tersebut masuk ke dalam ruang bakar pusar dan membuat aliran turbulensi. Bahan bakar diinjeksikan ke dalam udara turbulensi dan terbakar didalam ruang bakar pusar. Tetapi sebagian bahan bakar yang belum terbakar masuk ke dalam ruang bakar utama melaluii saluran untuk selanjutnya terbakar seluruhnya bakar utama. Keuntungan : 1. Dapat menghasilkan putaran tinggi karena turbulensinya yang sangat baik pada saat kompresi. 2. Gangguan pada nozzle berkurang karena menggunakan nozzle tipe pin. 3. Putaran mesin lebih tingggi dan operasinya lambat, menyebabkan jenis ini cocok untuk automobil. Kerugian : 1. Konstruksi silinder head rumit. 2. Efisiensi panas dan pemakaian bahan bakar lebih boros dibandingkan dengan tipe ruang bakar langsung. 3. Detonasi lebih besar pada kecepatan rendah. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-11 F. FIRING ORDER, TABLE SQUENCE DAN VALVE TIMING PADA MOTOR DIESEL. 1. Firing Order. Firing Order adalah urutan pembakaran yang terjadi pada engine yang mempunyai jumlah silinder lebih dari 1 ( satu ). Contoh : Engine dengan 4 silinder, mempunyai firing order ( F.O ) = 1 - 2 - 4 - 3, maka proses pembakaran dimulai dari silinder No.1, dilanjutkan silinder No.2, No.4 dan No.3. Tujuannya adalah untuk meratakan hasil power, agar gaya yang ditimbulkan oleh piston seimbang ( balance ). Baik pada saat kompresi, maupun pembakaran, tidak menimbulkan puntiran pada getaran yang tinggi. Pada 4 langkah motor diesel dengan 1 silinder, piston bergerak 4 kali, menghasilkan satu kali pembakaran. Atau dua kali putaran crank shaft, menghasilkan 1 kali pembakaran. 2. Table Squence. Adalah suatu table yang menyatakan urutan langkah dan urutan pembakaran yang terjadi pada engine, baik engine dengan satu silinder atau lebih. a. Table squence untuk 1 silinder. Beda langkah dari TDC ke BDC = 180º. Posisi piston TDC BDC TDC BDC TDC Langkah piston Intake Compresi Power Exhaust Put.Crankshaft 0º 180º 360º 540º 720º b. Table Squence untuk 4 silinder. Gbr. I - 10. Table squence 4 silinder. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-12 Firing order ( F.O ) = 1 - 2 - 4 - 3. 720 Beda langkah setiap silinder = = 180 4 TDC BDC TDC BDC TDC Cy1.1 Power Exhaust Intake Compresi Cy1.2 Compresi Power Exhaust Intake Cy1.3 Exhaust Intake Compresi Power Cy1.4 Intake Compresi Power Exhaust 0º 180º 360º 540º 720º Firing order ( F.O ) = 1 - 3 - 4 - 2. TDC BDC TDC BDC TDC Cy1.1 Power Exhaust Intake Compresi Cy1.2 Compresi Power Exhaust Intake Cy1.3 Exhaust Intake Compresi Power Cy1.4 Intake Compresi Power Exhaust 0º 180º 360º 540º 720º c. Table Squence untuk 6 silinder. Gbr. I - 11. Table squence 6 silinder. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-13 Firing Order ( F.O ) = 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4. 720 Beda langkah setiap silinder = = 120 6 Firing Order ( F.O ) = 1 - 4 - 2 - 6 - 3 - 5. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  PENGETAHUAN DASAR 1-14 3. Valve Timing. Adalah saat membuka dan menutup valve intake dan valve exhaust. Misalkan engine 6 D 125 series Dengan data - data : FO = 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4. Valve intake terbuka = 20 B T D C (Before top dead center). Valve intake menutup = 30 A B D C (After bottom dead center). Valve exhaust membuka = 45 B B D C (Before bottom dead center). valve exhaust menutup = 15 A T D C (After top dead center). Gbr. I - 12. Valve timing. Dari data tersebut, dapat diketahui panjang langkah dari engine 6 D 125 series. Intake stroke = 20 + 180 + 30 = 230. Compression stroke = 180 - 30 = 150. Power stroke = 180 - 45 = 135. Exhaust stroke = 45 + 180 + 15 = 240. Total stroke = 230 + 150 + 135 + 240 = 755. Jadi over lapping = 755 - 720 = 35. Fungsi over lapping adalah untuk mengadakan pembilasan gas bekas di dalam silinder. Hal ini terjadi pada saat exhaust valve belum tertutup dan intake valve sudah terbuka. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-15 Untuk pembuatan Table Squence yang sebenarnya, dalam perhitungan sesuai dengan data diatas Akhir power = 0 + 135 = 135. Akhir exhaust = 135 + 240 = 375. Awal intake = 375 - 35 = 340. Akhir intake = 340 + 230 = 570. Akhir compression = 570 + 150 = 720. Untuk silinder 2 dan seterusnya, dihitung dengan cara yang sama setelah perhitungan tersebut dibuat, dapat dibuat table sebagai berikut : Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-16 Kesimpulan : Dilihat dari putaran crank shaft, maka terjadi over lapping power, yaitu power silinder 1 belum berakhir sudah disusul dengan power silinder 5 dan seterusnya. Table squence dapt digunakan untuk membuat table adjusment valve dengan 2 putaran crank shaft. G. WARNA GAS BUANG. 1. Gejala Kerusakan Pada Engine. Seorang awam dengan mudah mengatakan bahwa orang yang kulitnya berubah menjadi kuning mempunyai penyakit liver (hati). Tetapi seorang bidan dengan kasar menggambarkan bahwa yang dinyatakan oleh orang awam tersebut belum tentu benar. Bagaimana caranya dapat mendeteksi gejala kerusakan (trouble) pada engine ? Hal ini dapat dinyatakan oleh engine noise dan warna gas buang. Saat meneliti warna gas buang yang perlu diperhatikan adalah latarnya, karena warna gas buang dapat dilihat dengan mudah kalau latarnya awan keputih-putihan. Jika latar belakangnya langit biru atau pohonan, maka pertimbangannya bisa keliru. 2. Gas Buang Berwarna Hitam. Gejala ini menunjukkan ketidak sempurnaan pembakaran. Bahan bakar yang tidak terbakar, berubah menjadi carbon dan bercampur dengan gas buang, sehingga gas buang menjadi hitam. Umumnya kehitaman gas buang meningkat sesuai dengan meningkatnya beban engine. 3. Efisiensi Hisapan Udara Rendah. Jika jumlah udara yang dihisap kedalam silinder kurang. Ketidak sempurnaan pembakaran akan terjadi yang menyebabkan gas buang berwarna hitam, tenaga turun, temperatur gas buang meningkat tinggi. Piston dan silinder head menjadi over heat. Ada beberapa hal yang menyebabkan efisiensi hisapan udara rendah, adalah :  Ketinggian tempat (Altitude).  Hambatan masuk (Suction Resistance).  Gangguan pada turbocharger Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-17 4. Kebocoran Udara. Jika udara yang masuk kedalam silinder bocor saat dikompresi maka terjadi pembakaran tidak sempurna. Kebocoran tersebut dapat disebabkan oleh :  Kebocoran karena keausan silinder liner den piston ring.  Kedudukan intake den exhaust valve tidak rapat.  Valve clearance tidak standar.  Silinder head deformasi dan gasket rusak. 5. Penyemprotan Bahan Bakar. Jika penyemprotan bahan bakar ke dalam silinder tidak baik, maka akan menyebabkan timbulnya asap hitam. 6. Jumlah Bahan Bakar Yang Disemprotkan. Jika jumlah bahan baker yang disemprotkan kedalam silinder berlebihan, maka akan terjadi kekurangan udara. Pembakaran menjadi tidak sempurna dan temperatur gas buang tinggi. 7. Gas Buang Berwarna Kebiru-biruan. Hal ini menentukan adanya kelebihan oil ikut terbakar. Dalam kondisi normal sejumlah oil ikut terbakar dengan bahan bakar. Kalau jumlahnya berlebihan, make gas buang menjadi kebiru-biruan. Jika oil yang terbakar hanya sebagian dari jumlah oil yang masuk ke ruang bakar, maka yang sebagian lagi bercampur dengan gas buang dan membasahi saluran exhaust. Jumlah oil yang berlebihan tersebut disebabkan oleh kebocoran dari :  Valve stem intake den exhaust.  Turbo charger.  Ring piston dan liner. 8. Gas Buang Berwarna Putih. Yang menyebabkan gas buang berwarna putih :  Timing injeksi tidak tepat.  Air ikut terbakar. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-18 BAB II A. STRUKTUR CYLINDER HEAD. 1. Cylinder Head. Struktur dari cylinder head tergantung pada metode pembakaran. Bentuk dari cylinder head dan lain - lainnya sehingga kondisi tersebut menyebabkan perbedaan struktur dari cylinder head antara lain seperti dibawah ini : a. Direct injection type dan pre combustion type. b. Two valve system dan four valve system. c. Sectional type dan solid type. d. Injection nozzle type dan injection type. a. Direct injection dan pre combustion type. Pre combustion type di dalam cylinder head dibutuhkan tempat yang bebas untuk menempatkan pre combustion chamber dengan demikian strukturnya lebih komplit dan membutuhkan perencanaan yang khusus untuk pendinginan dari cylinder head. Pre combustion chamber diklasifikasikan dalam dua type :  Pre combustion chamber yang langsung disatukan di dalam cylinder head (seperti 95 series dan lainnya). Pre combustion yang terpisah kemudian dipasangkan ke dalam cylinder head (seperti 130 series dan lainnya).  lihat gambar struktur dari cylinder head direction injection dan cylinder head precombustion chamber dibawah ini : 1. Cylinder Head. 7. Nozzle Holder and Injection Nozzle. 2. Intake Valve. 8. Rocker Arm Shaft. 3. Exhaust Valve. 9. Rocker Arm. 4. Valve Seat. 10. Pre combustion Chamber. 5. Valve Guide. 11. Glow Plug. 6. Valve Spring. Gbr.II - 1. Cylinder head direct injection two Gbr.II - 2. Cylinder head pre combustion valve, solid, nozzle type. chamber two valve, solid, nozzle type. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-19 b. Two valve type cylinder head dan four valve type cylinder head. Two valve cylinder head, hanya mempunyai satu intake valve dan satu exhaust valve. Untuk four valve type cylinder head mempunyai dua intake vaklve dan dua exhaust valve.Dalam langkah pemasukan, udara segar harus masuk sebanyak mungkin dalam waktu tertentu untuk memperbaiki campuran udara dengan bahan bakar yang diinjeksikan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut diatas intake dan exhaust valve harus dibuat besar bila memungkinkan tempatnya dan tidak melewati batas lubang cylinder. Tempat valve yang sempit atau ruangan tdak cukup, dapat menambah efektive penempatan dengan membuat empat buah valve atau dua valve intake dan dua valve exhaust. Four valve type, walaupun menambah biaya dibanding Two Valve Type disebutkan struktur yang lebih rumit, tetapi jumlah udara yang dimasukkan lebih banyak dan memperbaiki percampuran bahan bakar. c. Sectional type dan solid type. Solid type cylinder head adalah suatu istilah dari cylinder head, bila satu cylinder head digunakan untuk menutupi seluruh bagian atas cylinder block, sedangkan sectional cylinder head satu istilah bila satu cylinder head hanya menutupi satu atau lebih bagian atas dari cylinder block (atau cylinder head yang terpisah). Sectional type cylinder head adalah lebih kecil efeknya terhadap internal stress atau thermal stress, mudah dalam pengencangan bolt mounting dengan sama rata dan memudahkan untuk memperbaiki, tetapi cylinder head ini biayanya lebih mahal karena membutuhkan pemisahan rocker arm sahft dan cover arm shaft. Dari ciri yang disebut diatas menyebabkan sectional type cylinder head cocok dipasang pada engine yang bertekanan besar. Sedangkan engine kecil cukup dipasang cylinder head solid type. Sectional type cylinder head juga dapat digunakan engine yang berbeda jumlah cylinder yang ukuran head yang sama. d. Injector nozzle type dan injector type. Injector nozzle valve menyemprotkan bahan bakar dengan pressure tinggi yang dipompakan oleh injection pump. Injector adalah hak tunggal dari cummin dengan memanfaatkan pergerakan vertikal plunger untuk menghasilkan tekanan fuel yang sangat tinggi dan menyemprotkan langsung ke dalam cylinder. Injector membutuhkan mechanisme penggerak plunger dihubungkan dengan putaran cam shaft dengan pergerakkan vertikal plunger di dalam cylinder head. Cylinder head type injector konstruksinya lebih rumit dibanding dengan cylinder head type injection nozzle. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-20 e. Fungsi dari cylinder head. Cylinder head menahan tekanan pembakaran, mengendalikan panas dalam ruangan (dengan system pendinginan) dan tempat duduknya mechanism valve intake/exhaust dan mechanism penyemprotan bahan bakar. Cylinder head membutuhkan beberapa syarat antara lain sebagai berikut : 1. Dapat menahan tekanan pembakaran dan konsentrasi panas. 2. Mempunyai efek pendinginan yang tinggi. 3. Dapat mencegah kebocoran tekanan pembakaran secara keseluruhan. 4. Dapat mengalirkan udara intake dan exhaust dengan lancar setiap saat. 5. Dapat mencampur udara dengan bahan bakar secara sempurna setiap saat. Dengan demikian cylinder head harus dilengkapi dengan mechanism yang komplet dan mempunyai kekuatan yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi. Untuk itu perlu dilakukan bermacam - macam test danpengukuran pada cylinder head. Dibawah ini digambarkan lokasi head yang harus diperiksa dan diukur. 1. Distortion of cylinder head mounting surface. 2. Protrusions of nozzles 3. Tightening torque of cylinder head mounting bolts. 4. Tightening torque of nozzle holder mounting bolts. 5. Tightening torque of cylinder head cover. 6. Tightening torque of rocker arm housing mounting bolt. Gbr. II.5. Cylinder head engine 6 D 125 & 170 Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-21 2. Valve, Valve Guide dan Valve Seat. a. Valve. Terbuka dan tertutupnya valve secara teratur untuk memasukkan udara ke dalam cylinder dan membuang gas bekas pembakaran keluar. Pergerakan valve diambil dari putaran camshaft yang dirubah menjadi gerakan vertikal melalui push rod ditransfer melalui rocker arm dan diteruskan ke valve. Valve juga sebagai permukaan ruang pembakar sehingga selalu menerima beban panas yang tinggi dari pergerakan vertikal yang berulang - ulang dengan demikian valve harus dibuat dari material yang special dan tahan panas. b. Valve Guide. Valve guide sebagai penuntun pergerakan valve secara sliding antara permukaan stem dan valve guide dengan gerakan vertikal dan juga sebagai pengontrol pelumasan pada valve stem. Dengan demikian dibutuhkan celah yang tepat antara stem dan guide, sehingga tidak terjadi kebocoran udara dan oli ke dalam air intake dan exhaust gas. Valve guide dan valve harus dibuat dari bahan yang tahan panas dan dikerjakan dengan teliti. Juga valve guide dirancang untuk mudah dapat dilepas bila melakukan penggantian dan perbaikan celah antara stem dan guide valve. Gbr. II - 6. Gambar valve dan guide valve. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-22 c. Valve Insert. (Valve Seat). Valve insert adalah suatu ring yang tahan terhadap panas dan benturan yang dipasang diantara permukaan valve yang bersentuhan dengan cylinder head. Permukaan valve yang bersentuhan dengan cylinder head selalu menerima benturan dan berdekatan dengan gas panas yang tinggi sehingga valve seat harus diperhitungkan tahan panas, kuat dan tidak mudah aus terutama pada bagian exhaust valve. Bila terjadi kerusakan pada valve insert dengan mudah dilepas dan diganti tanpa mengganti cylinder head. 3. Valve Spring. Valve spring mengangkat valve sampai valve merapat pada valve seat apabila valve sedang menutup. Valve spring juga bekerja mengembalikan rocker arm, push rod dan tappet atau cam follower secara keseluruhan ke posisi normal dengan cepat. Push rod dan tappet atau cam follower selama operasi menimbulkan inertia yang menyebabkan valve jamping pada saat engine putaran tinggi dan akan terjadi keausan dan cacat dan dapat juga terjadi benturan valve dengan piston. Valve spring bila mengeluarkan daya kerja yang besar dan mendapat beban yang berulang - ulang akan membuat material spring mengeluarkan tenaga yang besar dan mempercapat melemahnya kekuatan spring ini, juga bisa disebabkan jika natural frekwensi dari valve spring sama dengan kelipatan kecepatan putar dari camshaft, sehingga valve spring akan bergetar lebih kuat karena terjadinya resonanci frekwensi. 4. Cylinder Head Gasket. Cylinder head gasket berfungsi sebagai penyekat gas pembakar dan air pendingin dan oil pelumas yang bersikulasi antara cylinder head dan cylinder block Cylinder head gasket tidak hanya terhadap pressure tinggi dan tahan terhadap panas tetapi juga tahan terhadap oil dan air. Juga ketebalan gasket dalam waktu tertentu dapat mempertahankannya ketebalannya setelah bolt pengikat dikencangkan ( jika ketebalan gasket berubah akan membuat kekencangan bolt pengikat berubah ). Kebocoran air, gas dan oil bisa terjadi tidak hanya bocor keluar tetapi dapat bocor ke dalam engine. Cylinder head gasket bisa dibuat dari asbestos sand wicked kemudian dilapisi dengan plate baja atau bisa dibuat dengan hanya satu plate baja saja pada lubang air, lubang oil dan lubang cylinder dilapisi suatu bahan penyekat (direinforce dengan tembaga atau kawat baja). Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-23 Gbr. II - 10. Cylinder head gasket. B. COMBUSTION CHAMBER ( RUANG BAKAR UTAMA ). Combustion chamber engine diesel lebih rumit dibanding dengan gasolin engine. Bentuk dari combustion cahmber sangat menentukan terhadap kemampuan suatu engine. Dengan demikian bentuk ruangan dirancang sedemikian rupa sehingga terdapat percampuran udara dan bahan bakar homogen dan mudah terbakar seluruhnya. Ada beberapa type dari combustion chamber yang umum dipakai pada engine diesel : 1. Direct combustion chamber. 2. Auxiliary combustion chamber.  Pre combustion chamber.  Swirl combustion chamber.  Air cell combustion chamber. 1. Precombustion Chamber. a. Struktur dan fungsi dari pre combustion chamber. Pada engine yang dilengkapi pre combustion chamber adalah suatu komponen untuk tempat penyalaan pertama dan kemudian tekanan penyalaan pertama digunakan untukmenyemburkan gas pembakar bersamaan dengan BB yang masih tersisa masuk ke dalam cylinder, untuk membantu pembakaran dalam cylinder (ruang bakar utama). Sehingga bisa terjadi pembakaran yang sempurna untuk seluruh bahan bakar yang diinjeksikan dengan menunda pembakaran dalam ruang utama. Urutan kerja pembakaran adalah pertama bahan bakar diinjeksikan ke pre combustion chamber dan kemudian temperatur udara kompresi membakar sebagian bahan bakar sesuai perbandingan jumlah udaranya di dalam pre combustion chamber, selanjutnya gas pembakaran pertama di dalam pre combustion dipancarkan ke dalam ruang pembakar utama (dalam cylinder) dengan kecepatan tinggi, bersamaan dengan bahan bakar yang belum terbakar. Kemudian pancaran gas dan bahan bakar di dalam cylinder bercampur dengan udara bersih yang ada dalam cylinder dan terjadi lagi pembakaran dengan udara bersih yang ada dalam Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-24 cylinder dan terjadi lagi pembakaran dengan cepat seperti ledakan di ruang bakar utama. Pre combustion chamber diklasifikasikan dalam dua type. 1. Pre combustion chamber yang langsung bersatu dengan cylinder head atau (united type). 2. Pre combustion chamber yang terpisah dan dapat dibuka pasang dari cylinder head (built in type). Pre combustion Chamber. Built-in type United type 1. Nozzle 4. Precombustion chamber A. Precombustion chamber holder body B. Main combustion chamber 2. Nozzle 5. Cylinder head (cylinder) 3. Glow plug 6. Precombustion chamber C. Water jacket insert Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-25 2. Glow plug. Dengan dilengkapi pre combustion chamber pada engine akan menambah ruang kompresi udara dan menurunkan temperatur kompresi. Dengan demikian engine yang menggunakan pre combustion chamber akan menemui kesulitan saat menghidupkan engine dalam keadaan dingin. Untuk itu glow plug harus dipasang pada setiap pre combustion chamber berupa pemanas listrik yang digunakan pada saat menghidupkan engine di waktu dingin. Komatsu engine pada umumnya menggunakan glow plug type sheated yang terdiri dari heater coil dan isolation filter. Gbr. II - 12. Glow plug. Glow plug dipasang secara pararel dan heater signal akan menyala terus bila salah satu glow plug terputus untuk melakukan pemeriksaan glow plug harus dilepas dan ditest satu persatu untuk mengetahui hubungan singkat atau terputus. C. SWIRL CHAMBER. 1. Struktur dan fungsi swirl chamber. Prinsip kerja dari swirl chamber sama dengan pre combustion chamber hanya terdapat perbedaan pada bentuk chamber yang berbentuk bundar. Dan pada saat kompresi terjadi turbulensi udara dalam swirl chamber, sehingga percampuran udara dan bahan bakar lebih baik. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-26 Gbr. II - 13. Swirl chamber. D. ROCKER ARM & ROCKER ARM SHAFT. 1. Struktur dan fungsi Rocker Arm dan Rocker Arm shaft.. Seluruh rocker arm terpasang dirocker arm shaft diatas cylinder head dan kemudian dihubungkan dengan push rod serta dihubungkan juga dengan valve intake dan exhaust. Pergerakan vertikal dari push rod yang mengikuti gerak putar cam shaft, ditransfer melalui rocker arm ke valve stem dengan arah yang berlawanan. Kerenggangan antara rocker arm dan valve stem harus ada untuk mengatasi pemuaian dari mechanism penggerak. Sehingga mencegah terbukanya valve (akibat memanjangnya mechanism penggerak). Penyetelan valve clearance dilakukan dengan mengendorkan lock nut dan memasukkan feeler gauge yang tebalnya sesuai ukuran standard antara rocker arm dan valve stem dan putar screw bolt untuk menyusaikan kerenggangan. Untuk penyetelan yang model empat valve, stel kerenggangan antara rocker arm dengan cross head. Kerenggangan valve yang terbaik tergantung panjang dan bentuk dari push rod dan rocker arm. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-27 Rocker arm and arm shaft. For two-valve cylinder head For four - valve cylinder head 1. Valve. 5. Adjustment 9. Cross head. A. Movement of 2. Valve spring. 6. Locknut. 10. Adjusting B. Movement of 3. Rocker arm shaft. 7. Rocker arm. 11. Locknut. C. Valve 4. Rocker arm 8. Push rod. 12. Cross - head Gbr. II - 14. Rocker arm dan rocker arm shaft. 2. Lubrication Pada Rocker Arm dan Valve. Oil dari cylinder block mengalir melalui lubang tembusan yang ada pada cylinder dan rocker arm bracket kemudian masuk ke rocker arm shaft dan melumasi seluruh rocker arm. Lubang oil yang terdapat pada rocker arm adalah untuk mengalirkan sebagian oil dari rocker arm shaft ke valve stem, valve guide dan bushing. Bila mengganti / memasang bushing rocker arm harus diproses dengan pas sambil meluruskan lubang pelumas pada rocker arm dengan bushing diremer untuk menyesuaikan ukuran bushing dan shaft. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-28 1. Cylinder head bolt. 5. Valve spring. 2. Nozzle holder. 6. Intake valve. 3. Cylinder head. 7. Exhaust valve. 4. Cylinder head cover. 8. Lub hole. Gbr. II - 15. Lubrication pada rocker arm dan valve. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-29 STRUKTUR CYLINDER BLOCK. Cylinder block sebagai pemegang atau kedudukan komponen utama yang bergerak seperti piston, connecting rod, crank shaft, cam shaft dan lain - lainnya. Cylinder block baru bisa dikatakan engine bila dikombinasikankan dengan cylinder head pada bagian atas block dan oil pan pada bagian bawah block, timing gear, gear case, fly wheel dan housing pada bagian belakang block. Saluran oil pelumas dan saluran air pendingin juga dilengkapi di dalam cylinder block. Cylinder liner terpasang di dalam lubang cylinder block sebagai penuntun pergerakan piston. Hampir seluruh cylinder liner dikelilingi air pendingin. Cylinder liner diklasifikasikan dalam dua type : 1. Wet type (langsung didinginkan dengan air). 2. Dry type (tidak langsung didinginkan dengan air). Wet type liner, efesiensi pendinginan lebih tinggi dibanding dengan dry type liner. Dan wet type lebih banyak dipakai pada diesel engine. 1. Cylinder block. 2. Cylinder liner. 3. Piston. 4. Connecting rod. 5. Crankshaft 6. Fuel pump gear. 7. Idle gear. 8. Crank gear. 9. Cam gear. Gbr.II - 16. Struktur dari Cylinder block. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-30 E. CYLINDER LINER 1. Fungsi dari Cylinder Liner. Cylinder liner sebagai komponen dari combustion chamber dan sering berhubungan dengan tekanan tinggi. Juga sering mengalami beban gesek yang tinggi disebabkan gerak naik turun piston. Selain kuat dan kukuh cylinder liner harus tahan terhadap temperatur tinggi, tidak mudah aus mampu menerima gaya yang besar dari piston. Cylinder liner harus berukuran yang pas dengan piston dan ring piston untuk mengurangi hambatan gesekan yang terjadi antara piston, ring piston dan liner. Selanjutnya yang dibutuhkan liner, mempunyai kemampuan menyerap panas dan dengan cepat mentransfer seluruh panas dari permukaan dalam ke permukaaan luar liner. Dan tahan terhadp karat pada permukaan yang berhubungan dengan air pendingin. Keuntungan dipasangnya liner pada block tidak perlu lagi cylinder block dibuat dari bahan special yang dibutuhkan liner. Memperbesar liner sampai oversize pertama adalah tidak dianjurkan, karena tidak diperlukan mesin special treatment untuk memperbaiki permukaanyang sudah rusak. Untuk menjamin efisiensi pendingin yang tinggi, ketebalan liner lebih kurang 5 - 10mm. Gbr.II - 17. Cylinder liner. 2. Cylinder Liner Seal Ring. Air pendingin yang mendinginkan sekeliling liner disekat oleh flange di bagian atas dari liner dan dengan sela ring pada bagian bawah liner. Metode penyekatan harus diperhitungkan kemungkinan pemuaian akibat dari panas yang mempengaruhi liner. Dan jangan memasang liner dengan padat pada cylinder block di bagian atas dari bawah liner. Ring seal liner harus mampu menyekat dengan baik dan kuat memegang serta tahan terhadap temperatur yang bervariasi. Disamping itu ring seal tahan terhadap oil dan air yang selalu berhubungan dengan liner serta tahan terhadap tekanan yang disebabkan oleh naik / turunnya piston. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-31 Dengan demikian dibutuhkan ring seal yang berbeda material dan bentuknya untuk memenuhi kebutuhan tersebut diatas. Keuntungan dipasangnya liner pada block adalah tidak perlu lagi cylinder block dibuat dari bahan special yang dibutuhkan liner. 1. Clevis seal. 2. O-ring ( Nitrile rubber ). 3. O-ring ( Silicon rubber ). Cylinder liner seal ring. F. CRANKSHAFT & METALS. 1. Struktur dan Fungsi dari Crankshaft. Crank shaft bersama dengan connecting rod merubah gerakan naik / turun piston yang disebabkan dari hasil tekanan pembakaran dalam cylinder menjadi gerakan putar pada output shaft. Crankshaft adalah shaft yang dibentuk khusus untuk mentransfer penuh tenaga engine yang akan dikeluarkan, sambil melakukan pengubahan gerak naik turun piston menjadi putar. Crankshaft dirancang dengan sangat hati - hati untuk mendapatkan kekuatan yang seharusnya. Untuk crankshaft engine dengan beban sedang, crankshaft didukung dua main journal pada setiap dua piston. Sedangkan crankshaft engine dengan beban berat, crankshaftnya didukung dengan dua main journal pada setiap satu piston. Jumlah main journal pada crankshaft sama dengan jumlah piston di tambah satu. Crankshaft duduk dicylinder block dan dipegang oleh main cap. Main journal dan pin journal (crank pin). Selalu menerima beban maximal dan bervariasi dengan gesekan kecepatan tinggi. Dengan demikian crankshaft membutuhkan tenaga yang kuat dan mempunyai ketahanan terhadap gesekan. Kebanyakan crankshaft dibuat dari besi tempa dengan carbon tinggi dan pengerasan dengan chrome ditambah molybdenum. Permukaan journal dikeraskan dengan induksi frekwensi tinggi. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-32 1. Crankshaft pulley. 3. Crankshaft. 2. Crank gear. 4. Flywheel. Gbr.II - 19. Crankshaft dan metals. 2. Fungsi dari Main Bearing dan Connecting Rod Bearing. Main bearing dan connecting rod terpasang dengan pas pada masing - masing main journal dan crank pin journal. Bearing adalah yang mendukung langsung pada bagian yang bergesekan dari crankshaft dan selalu menerima tekanan pada permukaannya dan gesekan dengan kecepatan tinggi. Disamping harus mantap kedudukannya bearing harus memiliki kekuatan yang besar dan dapat menyesuaikan ( atau bahan yang lebih lunak dan lebih dahulu lelah ). Oil groove pada permukaan bearing tujuannya membawa oil ke seluruh permukaan bearing dan membuat pergerakan atau gesekan menjadi lembut. Juga sebagai penampung oil pada saat engine mati untuk menjaga persentuhan yang baik pada permukaan shaft. Untuk menjaga kehalusan crankshaft bearing harus dibuat lebih lunak tetapi kuat dan permukaan dapat menyesuaikan, dengan demikian bearing dibuat dari material yang berbeda untuk memenuhi persyaratan diatas dan bearing ada yang terdiri dari dua jenis material dan tiga jenis material. a. Back bearing (lapisan luar). Bisa dibuat dari besi tuang, baja, kuningan, bahan ini bisa memenuhi kekuatan yang sesuai dan daya tahan yang cukup serta mudah pembuatannnya. b. Intermidiate layer (lapisan tengah). Biasanya dibuat dari bearing alloy untuk menjaga kehalusan permukaan crankshaft dan menyesuaikan permukaan. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-33  White bearing (babit bearing/lapisan timah). Lapisan ini banyak dipakai pada bearing engine automobil (dengan komposisi alloy 80 - 90% Sn, 5 - 10% sb dan 3 - 7% cn).  Kelmet. Kelmet adalah lebih kuat daripada white bearing dalam ketahanan dan digunakan untuk kecepatan tinggi dan engine kelas berat dengan komposisi alloy 70% Cn dan 30% Db. 1. Shaft. 2. Bearing. (base metal). 3. Back bearing. 4. Lining (Intermediate layer) 5. Overlay. (Surface layer). Gbr.II - 20. Susunan dan lapisan bearing. c. Overlay / Surface Layer ( Lapisan Akhir ). Untuk melindungi permukaan bearing yang masih baru permukaannya dilapisi. Lapisan tipis dengan permukaan komposisi alloy 90% Pb dan 10% Sn atau ditambahkan dengan copper ( Cu ) dan Indium ( In ). 3. Fungsi Thrust Bearing. Gbr.II - 21. Lokasi pemasangan thrust bearing. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-34 Crankshaft dilengkapi juga dengan flywheel pada bagian belakang dan crankshaft tempat penyaluran tenaga engine. Dengan demikian shaft selalu mengalami beban axial bila main clutch dioperasikan. Untuk mengatasi beban axial ini crankshaft dipasangkan thrust bearing pada kedua sisi main bearing. (Dipasang pada bearing belakang atau bearing tengah, tergantung kebutuhan). Thrust bearing tidak boleh menerima beban yang berat sebagaimana yang diterima main bearing dan connecting rod bearing. Karena thrust bearing dibuat dengan bahan yang sama dengan bearing automobile engine. 4. Lubricating pada Crankshaft 1. Cylinder block. 2. Connecting rod. 3. Crankshaft. 4. Main bearing. 5. Connecting rod bearing 6. Main cap. 7. Connecting rod cap 8. Plug. D. From oil pump. E. To piston pin. Gbr.II - 22. Lubricating pada crankshaft.. a. Oil pelumas disupply dari lubricating pump dengan tekanan melalui main gallary di dalam cylinder block dan langsung dibagi melalui crankshaft journal. b. Main bearing bagian atas dilengkapi lubang yang sejajar dengan lubang oil yang ada di block dan berhubungan juga dengan oil groove main bearing juga masuk ke lubang yang ada di crankshaft main journal dan mengalir ke crank pin journal. c. Crankshaft dilengkapi dengan lubang oil yang berhubungan main journal dengan crank pin journal, kemudian oil dari oil groove main bearing juga masuk ke lubang yang ada di crankshaft main journal dan mengalir ke crank pin journal. d. Connecting rod bearing juga dilengkapi oil groove untuk meratakan pelumasan pada permukaan bearing dan memudahkan oil mengalir ke lubang oil pada upper bearing con rod yang berhubungan dengan lubang pelumas pada bushing con rod dan pin piston.  Lubang oil pada crank shaft dibor melalui sisi luar dari counterwieght di bagian crank pin journal tembus sampai ke titik tengah main journal. Kemudian di tengah - tengah sisi main journal dan crank pin journal di bor sampai bertemu dengan lubang pertama dan tembus ke sisi sebelahnya.    Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-35    Ujung lubang pada sisi counter weight ditutup dengan plug dan berfungsi sebagai filter debu atau gram halus yang dibawa oleh oil, dengan cara melemparkan kotoran dengan gaya sentrifugal mengumpul di ujung lubang.  Bila memasang main bearing, lubang pelumas harus lurus dengan lubang pelumas pada cylinder block dan juga sejajarkan sisinya untuk mencegah berubahnya ukuran bearing ( mengecil ).  Jangan sampai mengalami keausan yang berlebihan pada bearing, akan membuat aliran oil dari groove juga berlebihan sehingga menurunkan tekanan oil.  Bila memang crankshaft lubang oil dalam crankshaft harus dibersihkan dengan membuka plug pada sisi crankshaft. 5. Undersize Crankshaft dan Bearing. Bearing adalah bantalan yang lembut untuk crankshaft sehingga tidak merusak permukaan journal akibat gesekan antara crankshaft dan bearing dan mudah melakukan penggantian bila terjadi keausan bearing. Bila permukaan journal crankshaft mengalami keausan setelah engine lama beroperasi, crankshaft dapat dipakai lagi dengan memperkecil journal crankshaft (undersize) dan mengganti bearing yang lebih tebal yang sesuai dengan ukuran journal crankshaft setelah dikecilkan. Tujuan dasar dari undersize crankshaft untuk mencapai kerenggangan antara crankshaft dengan bearing (oil clearance) sesuai ketentuan pabrik pembuatnya. Standard undersize bearing pada umunya 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75mm dan 1,00mm (0,01”, 0,02”, 0,03” dan 0,04”). 6. Oil Seal dan Wear Ring Crankshaft. 1. Cylinder block. 2. Housing (Flywheel housing) 3. Seal (Rear seal). 4. Wear ring. 5. Main bearing. 6. Crankshaft. Gbr.II - 23. Lokasi pemasangan oil seal dan wear ring. Crankshaft sebagai part utama yang menerima tenaga penggerak dari piston yang duduk dan terbungkus di dalam block. Dan kedua ujung crankshaft muncul keluar dari block untuk mentransfer tenaga ke bagian luar, di kedua ujung shaft dipasang penyekat yang menempel pada bagian dalam block. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-36 Penyekat (seal) selalu menerima gesekan yang berat disebabkan putaran tinggi dari crankshaft dan daya cengkram seal lip yang cukup kuat untuk mempertahankan penyekatan tetap baik. Permukaan shaft yang kotor akan merusak seal lip dan membuat oil engine bocor. Karena crankshaft sering bergesekan dengan seal lip, permukaan shaft akan aus dan mengurangi daya penyekatan seal. Sedangkan crankshaft yang aus sangat sulit untuk memperbaiki dan mahal harganya. 7. Balance Crankshaft. Crankshaft adalah mengubah gerak naik turun menjadi gerak putar, sehingga mengalami gaya sentrifugal yang besar pada crank pin, karena titik senter crank pin tidak sama dengan titik senter crankshaft. Selain itu crank pin sering mengalami tekanan pembakaran dari piston. Untuk mengatasi gaya sentrifugal, crankshaft dilengkapi counter weight untuk menimbulkan gaya eksentrik pada crankshaft, sehingga dapat menghilangkan gaya sentrifugal yang terjadi pada crank pin. Selain itu counter weight juga membantu melancarkan mengubah gerak naik turun menjadi gerak putar dan efektivitas crankshaft menjadi bertambah. 1. C = Shaft 2. P = Crank Pin. 3. F = Combustion Pressure. 4. W = Counter weight. Gbr.II - 24. Balance crankshaft.. 8. Vibration Damper Crankshaft. Crankshaft selalu menerima gaya puntir pada saat tekanan pembakaran yang dihasilkan di dalam cylinder diteruskan ke crankshaft. Dalam keadaan demikian reaksi gaya dan kekakuan crankshaft menyebabkan bergetarnya crankshaft. Jika terjadi getaran resonan antara getaran crankshaft dan getaran pembakaran akan membangkitkan getaran yang lebih kuat dan bisa mengganggu gerakan crankshaft. Dipasangnya vibration damper, antara lain rubber damper dan viscous damper yang menggunakan silicon oil high viscosity. Damper rubber atau viscous memafaatkan inertia dari pemberatnya dan inertia dari crankshaft untuk mengimbang getaran vibrasi atau perbedaan kecepatan dari crankshaft (inertia mempererat/merubah gaya puntir menjadi gaya gesekan). Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-37 A. Rubber damper 1. Crankshaft. 2. Elastic rubber. 3. Hub B. Viscous damper. 4. Damper case 5. Inertia ring 4. Silicon oil Gbr.II - 25. Vibration damper crankshaft. G. CAMSHAFT Gbr.II - 26. Camshaft. 1. Camshaft. b. Intake cam. 2. Cam gear. c. Exhaust cam. 3. Camshaft. d. Injector cam. 1. Struktur dan Fungsi Camshaft. Camshaft terdiri dari cam gear sebagai penggerak, journal yang didukung oleh bushing dan cam sebagai pengontrol terbuka dan tertutupnya valve. Jadi camshaft berfungsi untuk membuka dan menutup valve intake dan valve exhaust sesuai waktu pemasukan udara, kompresi udara, expansi dan langkah pembuangan. Pada cummin engine cam shaftnya dilengkapi dengan injector cam untuk langsung ke crankshaft gear atau melalui idler gear. Kecepatan putar dari cam shaft sudah diset setengah putaran crankshaft dengan demikian terbuka dan tertutupnya intake / exhaust valve serta injector bahan bakar hanya terjadi satu kali pada setiap dua kali putaran crank shaft. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-38 2. Camshaft bushing dan Thrust Bearing. Camshaft dirangkum di dalam cylinder block dan didukung oleh bushing yang duduk dengan pas pada journal. Dengan adanya bushing memudahkan perbaikan oil clearance camshaft journal. Thurst bearing dipasang diantara cam gear dan journal nomor satu untuk melicinkan gerakan shaft bila ada beban axial yang sering terjadi pada cam shaft. 3. Lubrication Camshaft. Oil dari pump dialirkan dengan tekanan melalui cylinder block atau main gallery kemudian masuk ke cam shaft melalui lubang bushing journal. Bila mengganti bushing harus meluruskan kembali lubang yang ada pada cylinder block dengan lubang yang ada di bushing dan hindarkan terjadinya bushing mengecil. 4. Lokasi Camshaft. Camshaft dapat ditempatkan pada cylinder block atau pada cylinder head dan dilengkapi pengubah putaran dari crankshaft ke cam shaft (gear). Type dari camshaft yang putaran camnya dihubungkan ke valve melalui tappet, push rod dan rocker arm, akan terjadi inertia pada mechanism perantara dan membuat valve sulit mengikuti kecepatan putar cam. Untuk menjamin berhasilnya kerja valve pada putaran tinggi, mengecilkan jarak antara cam dengan valve. Dengan cara menemptakan camshaft pada cylinder head atau type OHC (Overhead Cam) dan menempatkan camshaft diatas cylinder block atau type HC (Hight Cam). Pada umumnya pada kendaraan sport memakai type OHC dan DOHC (Double Overhead Cam) dihubungkan dengan rantai atau belt sebagai penggeraknya. 5. Valve Timing. Gbr.II - 27. Lokasi camshaft. Valve timing yang digambarkan diatas menunjukkan waktu terbaik yang dihasilkan oleh sudut crankshaft sesuai posisi piston yang mana terjadi valve intake dan exhaust terbuka atau tertutup. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-39 Pembangkitan aliran udara pada saluran intake dan exhaust harus diperhitungkan untuk mengurangi hambatan terutama pada saluran intake. Juga untuk valve intake / exhaust ditentukan waktu yang tepat saat terbuka dan tertutupnya. Sehingga menjamin efektivitas pembakaran fuel. Pada umumnya valve timing diset seperti dibawah ini :  Intake valve awal terbuka pada 10º - 40º sebelum titik mati atas (BTDC).  Exhaust valve awal terbuka pada 40º - 70º sebelum titik mati bawah (BBDC).  Intake valve tertutup pada 20º - 50º sesudah titik mati bawah (ABDC).  Exhaust valve tertutup pada 10º - 4º sesudah titik mati atas (ATDC). Untuk mendapatkan valve timing yang paling baik adalah dengan melakukan pengujian berbagai kondisi baik dalam putaran engine, waktu penyemprotan bahan bakar serta konstruksi dari valvenya. Juga diperhatikan apakah engine tersebut memakai turbocharge atau tidak. Di dalam daerah overlap terjadi kedua valve intake dan exhaust masih terbuka. Kesalahan pemasangan timing gear atau penyetelan valve akan membuat bekerjanya valve tidak pada waktu yang tepat. Juga kerusakan timing gear, cam atau tappet dan kebekokan pada camshaft atau push rod akan merubah valve timing yang terbaik. 6. Injection Timing (Cummins). Injection bahan bakar untuk engine ditentukan oleh cam follower sedangkan untuk engine lainnya injeksi bahan bakar ditentukan oleh injection pump. Injection timing yang digambar diatas menunjukkan waktu yang terbaik dari injection plunger yang disesuaikan dengan sudut crankshaft yang mana bahan bakar diinjeksikan dari injector. Pergerakan plunger dikontrol oleh camshaft dan timing gear. Fungsi dari injection plunger untuk membuka dan menutup saluran bahan bakar diinjector dan menginjeksikan bahan bakar ke ruang bakar dengan waktu yang tepat sehingga terjadi pembakaran bahan bakar yang efisien. 7. Tappet and Push Rod. Gbr.II - 28. Struktur dan fungsi. 1. Camshaft. 4. Rocker arm. 1. Camshaft. 5. Rocker lever. 2. Tappet. 5. Valve spring. 2. Cam Follower. 6. Cross head. 3. Push rod. 6. Valve. 3. Cam Follower housing. 7. Valve spring. 4. Push rod. 8. Valve. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-40 Struktur dan fungsi dari tappet dan push rod. Tappet dan push rod digabung dengan cam shaft, rocker arm dan valve disebut valve mechanism. Putaran camshaft dirubah melalui cam menjadi gerakan vertikal pada tappet yang selalu bersentuhan dengan cam. Push rod yang digunakan dibuat dari besi batang yang kosong untuk mentransfer gerak vertikal dari tappet ke rocker arm. Tappet dan push rod kedua - duanya diangkat oleh cam dan turunnya dengan tenaga spring. Pergerakan tappet dan push rod sesuai dengan permukaan cam lift. Pada umumnya cam lift kurang lebih 10 mm. Tappet dan push rod selalu bergerak vertikal berulang - ulang dengan kecepatan tinggi, menaikkan inertia membuat keduanya seolah - olah menjadi ringan, sehingga mungkin perlu mengurangi gaya, benturan, jumping dan suara sekecil mungkin. Komponen dari valve mechanism selalu mendapat gaya tumbukan pada saat akan menemukan kembali hubungan mereka dan tetap mengikuti titik ke titik atau garis ke garis persentuhan.Dengan demikian bila memeriksa valve mechanism, setiap bentuk permukaan yang bersentuhan diperiksa dengan penuh setiap lekukannya. Valve mechanism untuk cummins engine memakai cam follower pengganti tappet yang digunakan pada engine biasa. Tappet dari titik ke titik bersentuan dengan cam sedangkan cam follower dari garis ke garis persentuhannya dengan cam. Sehingga cam follower lebih baik mendapat beban berat dibanding tappet. Gbr.II - 29. Struktur tappet dan cam follower. Cummins engine adalah four valve type. Setiap cam menggerakkan dua valve dibantu dengan cross head untuk membuka atau menutup valve. Juga dengan mechanism yang sama dengan valve mechanism, digunakan untuk mengontrol injeksi bahan bakar. Dengan demikian beban setiap cam selalu lebih besar dibanding dengan engine yang valve mechanism menggunakan tappet. Cummins type V engine, tidak memakai cam follower mechanism tetapi menggunakan roller yang duduk dibawah setiap tappet. Sehingga persentuhan dari garis ke garis pada permukaan cam dapat dipertahankan antara roller dan cam. Struktur dan fungsi dari cam follower dan push rod serta komponen lainnya sama dengan engine yang menggunakan tappet dan push rod lainnya. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-41 H. CAM FOLLOWER. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-42 I. PUSH ROD. Engine Serial Number No. 6D125-1 : up to 21771 S(A)6D125-1 : up to 21839 Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-43 J. TIMING GEAR Gbr.II - 30. Timing gear. 1. Balance gear (RH). 9. Crankshaft gear. 2. Idle gear (RH). 10. Crankshaft gear (for driving oil pump). 3. Timing gear case. 11. Oil pump drive gear. 4. Cam gear. 12. Crankshaft 5. Idle gear (large). 13. Crankshaft pulley 6. Injection pump driving gear. 7. Idle gear (LH) Engine with balancer shaft, only 4D120 and 8. Balance gear (LH) 4D130 engines. 1. Struktur dan fungsi Timing Gear. Timing gear secara umum diartikan suatu gigi penghubung yang dilengkapi untuk mentransfer putaran crankshaft ke perlengkapan engine dan lain - lainnya yang membutuhkan tenaga putar. Jumlah gigi dan susunannya bergantung dari engine model. Timing gear terdiri dari beberapa gigi penggerak yang berputar bersama shaft yang langsung berhubungan dengan masing - masing shaft penggerak dan beberapa idler gear yang dipasang hanya untuk merubah arah putaran atau untuk mentransfer tenaga putaran ke gigi selanjutnya. Basic Engine  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-44 Struktur utama dari timing gear adalah cam gear, injection pump gear, accesory gear (cummins), oil pump driving gear, balancer shaft gear dan crank pulley gear. Setiap idler gear dipegang dengan shaft yang duduk diam pada cylinder block dan bushing dipress padat pada gear untuk melembutkan gesekan yang terjadi diantara shaft dan gear. Thrust plate dipasang pada cam gear. Balancer shaft dan idler gear yang sering mendapat beban axial. 2. Timing Mark. Timing gear dan injection pump driving gear menentukan valve timing dan injection timing. Untuk memudahkan diset sudut crankshaft pada posisi piston top dan crankshaft gear, idler gear dan gigi penggerak lainnya disearahkan tandanya (timing marks). Crankshaft gear, idler gear dan balancer shaft gear juga mempunyai timing marks (tanda) yang digunakan untuk memposisikan arah yang berlawanan antara shaft kiri dan kanan sesuai dengan beban esentriknya. Jika timing mark tidak tepat ini adalah suatu kelalaian, jadi bila memasang timing gear, perhatikan benar - benar valve timing, injection timing dan fungsi balance shaft. Karena tidak hanya menyebabkan gagalnya mencapai performance engine, tetapi bisa menyebabkan masalah pada engine. Putaran timing gear :  Cam gear ………………... ½ x putaran engine.  Injection pump ……………½ x putaran engine.  Balancer shaft …………… 2 x putaran engine.  Gigi penggerak lain tergantung kebutuhan. K. PISTON AND CONNECTION ROD. 1. Piston. 2. Top ring. 3. Second ring. 4. Oil ring. 5. Piston ring. 6. Snap ring. 7. Connecting rod bushing. 8. Connecting rod. 9. Connecting rod bearing. 10. Connecting rod bearing. 11. Crankshaft. 12. Connecting rod cap. Gbr.II - 31. Piston and connection rod. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-45 1. Struktur dan fungsi dari piston dan connecting rod. Piston dan connecting rod adalah dikombinasikan dengan crankshaft sebagai komponen utama yang bergerak dalam engine. Piston digerakkan oleh tekanan pembakaran yang dihasilkan di dalam cylinder dan gerakan vertikal dari piston dirubah melalui connecting rod menjadi gerak putar pada crank shaft. Bagian atas dari piston sebagai combustion chamber yang bekerja berfungsi untuk mencegah kebocoran udara dan gas pembakaran. Bagian ujung atas dari con rod dihubungkan pada piston melalui pin piston dan bekerja secara vertikal. Sedangkan bagian ujung bawah con rod dihubungkan dengan crankshaft dipegang dengan con rod cap dan bekerja merubah gerakan putar. Hubungan setiap ujung - ujung con rod bekerja dengan beban gesek yang sangat besar. Untuk meredam gesekan yang begitu keras, pada bagian upper end (small boss) con rod yang akan dihubungkan ke pin piston dipasang bushing yang dipress padat. Sedangkan pada bagian lower end (large boss) con rod yang akan dihubungkan ke crankshaft dipasang bearing yang dibuat sama bahannya dengan main bearing. 2. Piston. Gbr.II - 32. Piston. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-46 a. Fungsi dari Piston. Piston adalah yang langsung berhubungan dengan gas pembakar dan menerima beban berat yang disebabkan tekanan pembakaran dan bergerak dengan kecepatan tinggi yang berulang - ulang. Selanjutnya piston menahan udara kompresi dan rapat dengan cylinder liner maka menderita beban gesek yang keras selama dalam pergerakan yang cepat. Piston tidak tahan dengan kondisi kerja yang berat sehingga mempengaruhi umur engine. Piston harus memiliki syarat - syarat dibawah ini : 1. Memiliki kemampuan tahan terhadap panas dan mengendalikan panas. 2. Memiliki berat yang sedang (tidak menghasilkan inertia yang besar pada kecepatan tinggi). 3. Memiliki pemuaian yang kecil dari akibat panas. 4. Memiliki kestabilan yang tinggi (faktor kelelahan material besar) tidak mudah aus dan mempunyai kekuatan yang besar. b. Material dari Piston. Untuk memenuhi kebutuhan diatas, piston dibuat dari allumunium alloy terdiri dari Silikon (Si), Nickel (Ni), Copper (Cu) dan lain - lainnya. Pada umumya yang terbanyak dipakai material piston terdiri dari nickel allumunium alloy called Lo-ex, yang direncanakan dengan spesifik gravity rendah (diatas 27), tahan terhadap panas yag tinggi dan menyalurkannya dengan cepat. c. Bentuk luar dari piston. Bagian atas dari piston bekerja sama dengan cylinder head dan cylinder liner sebagai combustion chamber. Untuk memperbaiki percampuran udara masuk dengan bahan bakar, dibuat bermacam bentuk permukaan kepala piston. Memilih permukaan piston top tergantung dari sistem pembakaran type dari nozzle, sudut penyemprotan bahan bakar dan sistem lainnya. Bermacam-macam bentuk kepala piston yang dipakai pada Komatsu engine seperti dibawah ini : Gbr.II - 33. Bentuk luar dari piston. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-47 Piston dihubungkan dengan connecting rod melalui pin piston untuk mentransfer tenaga, dan ketebalan sisi dalam piston ditambah untuk menambah kekuatan pada sisi samping tempat kedudukan pin piston. Sehubungan dengan itu, crosssection dari piston dibuat dalam bentuk elliptical yang mana pada arah pin piston diameternmya lebih kecil dibanding dengan diameter yang tegak lurus dengan pin piston. Kenaikan temperatur (300º - 350 ºC pada top piston dan lebih kurang 150 ºC pada bagian tengah piston), cross section yang berbentuk elliptical akan tercapai menjadi benar - benar bulat (berdiameter sama). Juga pada kepala piston yang mengecil diameternya, akan menjadi sama besar akibat pemuaian dan perbedaan temperatur antara atas dan bawah piston. Oleh sebab itu bila mengukur diameter piston, arah dan posisinya disesuaikan dengan spesifikasi pada maintenance standard. d. Radiasi panas pada piston. Jika piston overheat, akan terjadi pemuaian yang berlebihan pada piston dan terjadi carbonization pada oil pelumas kemudian menyebabkan macet dan melekatnya permukaan yang bergesekan dan keretakan atau terbakar pada kepala piston. Dengan demikian panas yang diterima piston dari gas pembakaran harus secepatnya disebarkan. Penyerapan panas dari allumunium alloy pada piston tiga kali lebih tinggi dibanding cast iron.. Pemindahan panas ke permukaan liner dan oil pelumas melalui sisi bawah dari piston. Dengan bentuk, beraneka ragam yang dirancang pada piston,tidak hanya menambah kekuatan, tetapi juga untuk meningkatkan penyebaran panas. Bentuk dari cross section piston disebut thermal flow type yang direncanakan sebagai penghantar panas yang tinggi. Permukaan luar dari piston tidak banyak efeknya terhadap kekuatan piston tetapi sangat penting sebagai ujung - ujung penghantar panas dan pelumasan. e. Piston cooling. Piston cooling nozzle, menyemburkan oil pelumas engine ke sisi dalam dari piston untuk mencegah terjadinya overheat pada piston. Gbr.II - 34. Piston cooling nozzle. Basic Engine INDONESIA LEARNING CENTRE  KONTRUKSI KOMPONEN UTAMA 2-48 f. Piston ring straightened. Top ring groove pada piston selalu berhubungan dengan temperatur tinggi dan menerima hentakan kuat dari ring piston. Untuk mengatasi hentakan kuat dan memperpanjang umur groove dipasang wear proof yang dibuat dari baja di dalam groove yang disebut sebagai ring straightened. Gbr.II - 35. Piston ring straightened. g. Panas yang terjadi pada piston. Temperature in each section (oC) Type of engine Cooling system Material A B C D Direct combustion chamber Water-cooled Alumunium alloy 330 ~ 360 200 ~ 220 140 ~ 160 110 ~ 130 Direct combustion chamber W