Ringkasan dokumen tersebut adalah: 1) Menguraikan definisi dan prinsip kerja mesin 4 langkah serta komponen-komponennya 2) Mengjelaskan spesifikasi mesin Toyota Kijang 3K termasuk jumlah silinder, kapasitas, tenaga, dan dimensi mobilnya

1. BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi Mesin 4 Langkah.. sumber?
Mesin 4 langkah adalah mesin yang bekerja melalui 4 proses langkah naik turun
piston untuk menghasilkan tenaga. Itu sebabnya disebut 4 langkah karena mesin
tersebut membutuhkan 4 langkah kerja untuk satu kali proses. Ke - 4 langkah tersebut
meliputi langkah hisap, langkah kompresi, langkah tenaga dan langkah buang. Secara
keseluruhan memerlukan 2 putaran poros engkol dalam satu siklus pada mesin diesel
atau mesin bensin.
2.2 Prinsip Kerja Mesin 4 Langkah
a. TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre)
Posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston
berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).
b. TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre)
Posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston
berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).
Gambar 2.1 Perinsip kerja mesin 4 langkah
Sumber jurnal skripsi Ervan Budiyanto.

2. 1. Langkah Hisap (Intake)
Tujuan dari langkah hisap ini adalah agar kabut udara – bahan bakar dapat
masuk kedalam silinder mesin motor. Karena banyaknya jumlah bahan bakar yang
terbakar dalam proses pembakaran dapat mempengaruhi produksi tenaga mesin.
Prosesnya adalah piston akan bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati
bawah (TMB), kemudian katup in terbuka dan katup Ex akan tertutup sehingga bahan
bakar akan masuk kesilinder. Crankshaft akan berputar 180°, chamshaft berputar 90°.
Selanjutnya tekanan negatif piston menghisap kabut oleh karburator akan terhisap
melalui intake port
2. Langkah Kompresi (Compression)
Tujuan langkah ini adalah untuk meningkatkan temperature sehingga campuran
bahan bakar dan udara dapat bersenyawa. Rasio proses ini nantinya akan berhubungan
erat dengan produksi tenaga pada mesin. Prosesnya yaitu dengan piston dari titik mati
bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), katup in menutup dan katup Ex tertutup
sehingga udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Crankshaft mencapai satu
rotasi penuh (360°), camshaft mencapai 180°.
3. Langkah Tenaga (Combustion)
Dimulai dengan menyalakan busi yang menyebabkan terbakarnya bahan
bakar/udara, dalam proses tersebut maka akan menyebabkan ledakan yang akan
mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier tersebut diubah menjadi gerak
rotasi oleh crankshaft yang kemudian diteruskan menuju flywheel. Prosesnya adalah
terjadinya ledakan diruang bakar yang kemudian menyebabkan piston terlempar dari
titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB). Pada saat katup ini tertutup,
menjelang akhir langkah katup buang mulai sedikit terbuang. Dari proses itu terjadi
transformasi energi bolak balik piston menjadi energi rotasi crankshaft. Putaran
crankshaft mencapai 540° dan putaran camshaft mencapai 270°.
4. Langkah Buang
Pada langkah buang ini katup Ex akan terbuka dan katup in akan tertutup,
kemudian piston naik karena dorongan balik dari crankshaft setelah proses pembakaran

3. dilakukan. Melalui exhaust port masa pembakaran tersebut akan didorong keluar oleh
piston.
2.1.2 Komponen & Fungsi mesin 4 langkah
Gambar 2.2 Komponen Mesin 4 Langkah Toyota Kijang 3K
(Sumber dari sendiri)
1. Kepala Silinder
Fungsinya sebagai komponen penutup blok silinder yang bertugas
menutup rongga silinder, dimana ruang yang ditutup tersebut adalah ruang
pembakaran. Sehingga, dengan adanya penutup ini maka pembakaran bisa
terjadi. Apabila blok silinder disebut sebagai base engine part atau
komponen basic mesin, maka kepala silinder disebut second base karena
komponen ini juga menjadi basis beberapa komponen yang ada pada mesin
bagian atas.

4. Gambar 2.3 kepala Silinder
Di dalam kepala silinder terdapat beberapa komponen yang bekerja
antara lain:
a. Busi
Gambar 2.4 Busi
Fungsinya yaitu untuk memercikan bunga api saat langkah usaha

5. b. Rocker arm
Gambar 2.5 Rocker Arm
Fungsinya yaitu untuk membuka atau menutup katup hisap dan katup buang
berdasarkan gerakan camlobe (nok) pada camshaft ketika camlobe pada

6. camshaft mendorong rocker arm, maka rocker arm akan bergerak menekan
katup sehingga katup akan terbuka.
c. Pegas katup
Gambar 2.6 Pegas katup
Fungsinya yaitu untuk mengatur masuknya campuran udara dan bahan bakar ke
mesin.
d. Valve
Gambar 2.7 valve
Fungsinya yaitu untuk mengatur dan mengarahkan serta mengontrol aliran
cairan atau gas atau padatan terfluidisasi, dengan cara membuka dan menutup,
ataupun menutup sebagian atau membuka sebagian dari jalan alirannya.
e. Valve seat

7. Gambar 2.8 Valve seat
Fungsinya untuk tempat dudukan katup saat posisi katup menutup.
f. Push rod
Gambar 2.9 Push rod
Fungsinya untuk Menerima tekanan dari valve lifter dan meneruskannya ke rocker arm.

8. g. Camshaft
Gambar 2.10 camshaft
Fungsinya untuk membuka katup dan menutupnya berdasarkan urutan timing dari pada
pengapian.
h. Valve lifter
Gambar 2.11 valve lifter

9. Fungsinya untuk Memindahkan gerakan camshaft ( poros nok ) ke rocker arm melalui
push rod
i. Intake manifold & Exhaust manifold
Gambar 2.12 intake manifold & Exhausmanifold
Fungsinya untuk menghubungkan antara alat pencampur bahan bakar dengan udara
dengan ruang bakar sedangkan exhaust manifold berfungsi untuk mengalirkan gas hasil
pembakaran pada tiap2 silinder ke pipa buang dan selanjutnya ke catalytic converter
lalu ke muffler.
1. Blok silinder
Blok silinder adalah struktur terpadu yang terdiri dari silinder dari motor bakar
torak dan beberapa atau semua yang terkait struktur sekitarnya (bagian pendingin,
bagian bukaan masuk dan keluar bagian sambungan, dan crankcase). Bisa
disederhanakan, blok silinder merupakan base part atau komponen inti mesin yang
digunakan untuk menopang semua bagian-bagian utama mesin seperti piston, kepala
silinder, oil pan dan poros engkol. Meski namanya blok silinder (ada kata silinder)
bentuk blok silinder ini tidaklah melingkar seperti silinder. Hal ini dikarenakan fungsi
utama yang sebagai penopang, desain blok silinder akan disesuaikan dengan

10. peletakan semua komponen tersebut. Sehingga kalau anda lihat blok silinder pada
mobil, maka bentuknya cenderung kolangkahtapi ada berbagai detail dan sudut. Blok
silinder, terbuat dari baja tuang. Artinya logam seperti baja dan campuran logam lain
akan dilebur pada suhu yang sangat cair. Logam cair tersebut akan dimasukan
kedalam sebuah cetakan untuk membentuk blok silinder. Teknik ini disebut juga
dengan teknik pengecoran logam.
Gambar
2.13 blok
silinder
Fungsinya :
a. Sebagai dudukan silinder linner (tabung silinder)
b. Sebagai dudukan kepala silinder
c. Sebagai dudukan poros engkol dan oil pan
d. Sebagai tempat mount engine ke body mobil
Komponen-komponen yang terdapat pada blok silinder antara lain ;
a. Linner silinder, ini merupakan komponen berbentuk tabung yang dimasukan ke
dalam blok silinder. Fungsinya sebagai lintasan pergerakan piston.

11. b. Engine compartements holder, adalah berbagai tempat untuk meletakan
komponen mesin. Ini bisa dilihat dari lekukan disisi-sisi blok silinder dan
adanya lubang baut.
c. Water jacket, merupakan selubung air yang terdapat pada sela-sela blok
silinder. Selubung air ini akan dihubungkan ke pompa air yang juga diletakan
pada blok silinder.
d. Oil feed, merupakan saluran oli yang ada di dalam blok silinder. Fungsi saluran
oli ini adalah sebagai tempat sirkulasi oli mesin dari oil pan ke kepala silinder
begitu pula sebaliknya.
e. Gasket, gasket adalah pelapis antara blok silinder dengan kepala silinder.
Gasket ini fungsi utamanya untuk mencegah bocor kompresi.
f. Crankshaft seal, seal berfungsi untuk mencegah kebocoram oli mesin.
Khususnya kebocoran melalui poros engkol. Ada dua buah crankshaft seal,
yang masing-masing diletakan dibagian depan dan belakang.
2. Piston
Piston adalah komponen mesin yang membentuk ruang bakar bersama – sama
dengan silinder blok dan silinder head. Piston jugalah yang melakukan gerakan naik
turun untuk melakukan siklus kerja mesin, serta piston harus mampu meneruskan
tenaga hasil pembakaran ke crankshaft. Jadi dapat kita lihat bahwa piston memiliki
fungsi yang sangat penting dalam melakukan siklus kerja mesin dan dalam
menghasilkan tenaga pembakaran.
Gambar 2.14 piston
Ada tiga buah ring piston untuk
memaksimalkan kompresi

12. a. Top Compression Ring, Terlelangkahdi posisi paling atas. Berfungsi mencegah
kebocoran kompresi campuran udara dan bensin dari ruang bakar selama siklus
pembakaran terjadi.
b. Second Compression Ring, Tepat berada di urutan kedua. Fungsi Second
Compression Ring adalah mem-backup kerja Top Compression Ring sekaligus
sebagai penyeka sisa oli.
c. Ring Oli, terlelangkahpada urutan paling bawah. Fungsinya adalah untuk
menampung dan membawa oli serta melumasi dinding liner silinder.
3. Connecting Rod
Connecting Rod untuk menghubungkan piston ke poros engkol dan selanjutnya
menerima tenaga dari piston yang diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke
poros engkol.
Gambar 2.15 Conneting Rod
4. Flywheel

13. Flywheel adalah perangkat mekanik berputar yang digunakan untuk menyimpan
energy rotasi. Flywheel memiliki momen inersia yang signifikan, dan demikian
menahan perubahan rotasi.
Gamar 2.16 Flywheel
5. Crankshaft
Crankshaft (poros engkol) adalah untuk merubah gerak naik turun piston
(torak) menjadi gerak putar yang akhirnya dapat menggerakkan roda gila (fly
wheel). Tenaga yang dipergunakan untuk menggerakkan roda kendaraan dihasilkan
pada oleh hasil pembakaran (langkah usaha), kemudian hasil pembakaran ini dapat
menggerakan torak, kemudian melalui batang torak dan dirubah menjadi gerakan
putar oleh poros engkol atau crankshaft.

14. Gambar 2.17 crankshaft
6. Katup
Katup adalah sebuah perangkat yang terpasang pada sistem perpipaan, yang
berfungsi untuk mengatur, mengontrol dan mengarahkan laju aliran fluida dengan cara
membuka, menutup atau menutup sebagian aliran fluida. Katup/valve memiliki peran
penting dalam suatu industri seperti
industri migas yang meliputi
pengaliran kedalam kolom
destilasi dan mengontrol
pengapian pada furnace.

15. Gambar 2.18 katup
7. Bearing
Bearing adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk membatasi gerak
relatif antara dua atau lebih komponen mesin agar selalu bergerak pada arah yang
diinginkan. Bearing menjaga poros (shaft) agar selalu berputar terhadap sumbu
porosnya, atau juga menjaga suatu komponen yang bergerak linier agar selalu berada
pada jalurnya.
Gambar 2.19 bearing
8. Timing Chain / Belt
Timing chain atau belt yaitu salah satu komponen vital pada mesin mobil.
Bentuk dari timing chain atau belt sendiri, berupa sabuk karet atau rantai besi yang
kuat, dan bergerigi. Timing chain atau belt digunakan untuk memutar
poros chamsaft yang dihubungkan melalui sprocket camshaft dan crankshaft. Timing
chain atau belt sendiri berfungsi untuk mengatur ritme buka tutup katup, agar tidak
saling bertabrakan. Jika terjadinya kerusakan atau putus pada komponen tersebut, maka
dapat menyebabkan kerusakan pada mesin mobil.

16. Gambar
2.20 Timing Chain / Belt
9. Oil Pan ( Bak Oli )
Oil Pan adalah salah satu bagian dari mesin mobil yang memiliki fungsi sangat
penting sekali dalam sistem pelumasan mesin. Bak oli atau oil pan ini sering disebut
juga dengan istilah kalter bagi sebagian orang, dan oil pan ini biasanya terpasang
dibagian bawah mobil tepatnya pada bagian bawah blog mesin. salah satu bagian dari
mesin mobil yang memiliki fungsi sangat penting sekali dalam sistem pelumasan
mesin. Bak oli atau oil pan ini sering disebut juga dengan istilah kalter bagi sebagian
orang, dan oil pan ini biasanya terpasang dibagian bawah mobil tepatnya pada bagian
bawah blog mesin.
Gambar 2.21 Oil Pan
2.1.3 Spesifikasi Mesin Toyota Kijang 3 K
Mesin Toyota kijang 3K
Seri mesin 4k, 4 Silinder, SOHC, OHV

17. Jumlah Katup 8 katup ( 1 inlet & 1 outlet per silinder)
Rasio kompresi 9,0 : 1
Pasokan Bahan Bakar Karburator
Tenaga Maksimum 58,5 Hp (60 Ps) @ 5.600 rpm
Torsi Maksimum 93,2 Nm (9,5 Kgm ) @ 3.600 rpm
Kapasitas Silinder 1,290 cc
Bore X Stroke 75,0 mm x 73,mm
Tipe Transmisi Manual 4 percepatan Penggerak roda belakang
Rangka Toyota Kijang 3k
Panjang x lebar x tinggi 4,100 mm x 1.600 mm x 1810 mm
Jarak terendah ke tanah 160 mm
Jarak sumbu roda 2.500 mm
Jumlah pintu 2 pintu
Kapasitas penumpang 3 penumpang
Kapasitas Tangki 55 liter
Suspensi/kaki-kaki Toyota Kijang 3k
Suspensi depan & belakang Dual wishbone dengan pegas daun melintang & pegas
daun
System kemudi Tipe Recirculating bali (Non Power Assistedd)
Rem depan & Belakang Drum & Drum
Teknologi safety sasis Hidraulis
Struktur sasis N/A
velk Steel, 13 inch
Jenis ban Radial, 5.50- 13-8PR
2.2 Busi

18. Busi adalah komponen sistem pengapian yang digunakan untuk menghasilkan
percikan bunga api listrik di dalam silinder ruang bakar. Percikan bunga api ini
dihasilkan dari tegangan tinggi antar elektroda yang dibangkitkan oleh ignition coil
dengan tegangan sebesar ribuan volt. Temperatur didalam ruang bakar dapat
mencapai 2500 ºC.. Karena busi mengalami tekanan, temperatur tinggi dan getaran
yang sangat keras, maka busi dibuat dari bahan-bahan yang dapat mengatasi hal
tersebut. Pemakaian tipe busi untuk tiap-tiap mesin telah ditentukan oleh pabrik
pembuat mesin tersebut.
Busi terdiri dari logam, keramik, dan kaca. Material-material ini memiliki sifat
yang berbeda. Terminal stud, insulator, shell, ground electrode (elektroda negatif)
merupakan bagian terpenting dari sebuah busi. Bagian-bagian busi dapat dilihat pada
gambar berikut ini.
Gambar 2.23 busi
1) Terminal Stud
Terminal stud terlelangkahdi dalam insulator. Terminal stud ini dihubungkan
dengan kaca konduktif khusus yang berhubungan dengan centre electrode
secara langsung. Bagian dari ujung terminal stud yang keluar dari insulator
memiliki aliran yang berfungsi untuk memasang kabel tegangan tinggi (kabel
busi). Pada ulir dipasang sebuah terminal yang digunakan untuk memasang
kabel busi.
2) Insulator
Insulator terbuat dari material keramik yang diproduksi dengan nama dagang

19. sintox, pyranit, corudite, dan sebagainya. Biasanya insulator berbahan dasar
aluminium oxide yang dicampur dengan keramik. Insulator berfungsi untuk
mengisolasi elektroda pusat dan terminal stud dan shell. Agar tidak terjadi
hubungan singkat, insulator harus memiliki kekuatan mekanik yang cukup,
tahanan listrik yang tinggi, dan konduktivitas panas yang tinggi untuk
memenuhi kondisi kerjanya.
3) Ground Electrode
Elektroda negatif dipasangkan pada shell, yang mana shell melekat pada
bagian silinder, sedangkan kepala silinder sendiri terhubung dengan kutub
negative pada
sumber tegangan. Elektroda negatif harus dipilih dari bahan yang memiliki
konduktivitas panas yang tinggi, karena pada kondisi kerjanya elektroda ini
langsung berhubungan dengan campuran udara dan bahan bakar.
4) Centre Electrode
Elektroda pusat terlelangkahdi dalam insulator. Diameter dari elektroda pusat
ini lebih kecil daripada diameter lubang insulator. Ujung dari elektroda ini
sebagian kelua dari hidung insulator. Elektroda pusat terbuat dari logam
khusus yang memilik konduktivitas listrik yang tinggi. Selain itu juga harus
dipilih dari bahan yang memiliki ketahanan korosi yang tinggi.
5) Celah Elektroda
Celah elektroda adalah jarak terpendek antara elektroda pusat dengan
electrode negative, dimana busur api listrik dapat meloncat. Ada suatu
hubungan antara tegangan penyalaan yang dibutuhkan dengan lebarnya
celah elektroda. Apabila celah elektrodanya kecil maka tegangan penyalaan
yang dibutuhkan semakin besar. Celah elektroda yang digunakan sekitar 0,5-
1,0 mm. Tetapi pada ketepatan celah elektroda yang paling optimal masing-
masing tergantung pada desain dari setiap mesin itu sendiri.
.2.2.1 Jenis-jenis Busi
a. Busi standar, adalah jenis busi yang dianjurkan oleh pabrik untuk setiap

20. kendaraan. Kedua elektroda busi ini berbahan nikel dengan diameter
elektroda rata-rata 2,5 mm.
b. Busi Racing, sesuai namanya busi ini didesain dan dipersiapkan dengan
bahan yang tahan terhadap kompresi tinggi serta temperatur mesin yang
tinggi dan dipersiapkan untuk mampu mengimbangi pemakaian full
throttle dan deceleration. Busi racing tidak sama dengan busi Iridium.
Diameter center electroda pun relatif kecil meruncing macam jarum. Umur
busi relatif pendek antara 20 ribu km hingga 30 ribu km
2.3. Bahan Bakar
Bahan bakar adalah suatu bahan yang memiliki energi kimia yang akan
menghasilkan energi panas (kalor) setelah melewati proses pembakaran.
Untuk melakukan pembakaran diperlukan beberapa unsur seperti bahan
bakar, udara, dan suhu untuk memulai pembakaran. Panas atau kalor yang
timbul karena pembakaran bahan bakar tersebut disebut hasil pembakaran.
2.3.1 Pertamax
Pertamax adalah bahan bakar minyak produksi Pertamina yang
memiliki angka oktan minimal 92. Angka oktan yang tinggi ini membuat
pembakaran menjadi lebih sempurna dan tidak meninggalkan residu, sangat
direkomendasikan buat kendaraan sehari-hari saat ini. Selain menghasilkan
pembakaran yang sempurna, Pertamax juga memiliki kelebihan lainnya berkat
formula PERTATEC (Pertamina Technology), formula zat aditif yang
memiliki kemampuan untuk membersihkan endapan kotoran pada mesin
sehingga mesin jadi lebih awet, menjaga mesin dari karat serta pemakaian
bahan bakar yang lebih efisien.
2.3.2 Konsumsi bahan bakar
Proses konsumsi bahan bakar menggunakan alat ukur tabung buret
dengan waktu yang digunakan selama 3 menit
2.4. Kerangka Pemikiran

21. Toyota Kijang 3K merupakan mesin 4 langkah yang merupakan mesin
pembakaran dalam ( internal combustion engine) adapun mesin 4 langkah memiliki
prinsip kerja seperti langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha dan langkah
buang.
Dalam kerangka ini yang menjadi objek penelitian merupakan perbandingan dengan 2
jenis busi yaitu busi standar dengan busi racing dan bahan bakar yang digunakan yaitu
pertamax 92.