Makalah Material Teknik Busi [PDF]

Citation preview

MAKALAH MATERIAL TEKNIK BUSI



DI BUAT OLEH :



BAYU ARDIANTO



201644500449



PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK MATEMATIKA ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI JAKARTA



BAB I PENDAHULUAN I.I Latar Belakang Masalah Pertama yang akan kita bahas adalah sejarah busi. Busi (dari bahasa Belanda bougie) adalah suatu suku cadang yang dipasang pada mesin pembakaran dalam dengan ujung elektroda pada ruang bakar. Busi dipasang untuk membakar bensin yang telah dikompresoleh piston. Percikan busi berupa percikan elektrik. Pada bagian tengah busi terdapatelektroda yang dihubungkan dengan kabel ke koil pengapian (ignition coil) di luar busi, dandengan ground pada bagian bawah busi, membentuk suatu celah percikan di dalam silinder.Hak paten untuk busi diberikan secara terpisah kepada Nikola Tesla, Richard Simms, dan Di era masa kini busi sudah menjadi spare part komponen yang sering digunakan untuk memperbaiki kondisi kendaraan agar kinerja mesin semakin baik, dan kenapa saya memilih busi sebagai makalah ini karena pasar sangat membutuhkan banyak spare part busi sebagai kebutuhan yang sangat mendasar pada kendaraan. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan busi adalah baja karbon, keramik dan elektroda. Bahan adalah material yang terdiri dari logam (ferrous dan non ferrous) dan logam(keramik, polymer, dan komposit), bahan ini mempunyai kegunaanya masing-masing. Biladitinjau abad ke-19 bahan masih digunakan secara tradisional misalnya kayu, kulit, besi cor,besi tempa, kuningan dan perunggu dan lainlainnya. Proses pembentukannya-pun masih sederhana dan untuk itu untuk perancangan dilakukan berdasarkan coba-coba dan tidakberpengalaman, maka dalam pelaksanaanya selalu mengalami kegagalan. Kegagalan dianggap suatu pekerjaan menimbulkan resiko. Tapi bagaimanapun kita ambil hikmahnya agar dapat untuk perbaikan desain berikutnya. Hal lain dengan peraturan lengkap dan produksi massal secara modern masih merupakan idaman masa depan. Memasuki abad ke-20 hingga kini, terjadinya perubahan yang sangat berarti. Kemajuan ilmu dan Teknologi, tenaga pelestarian sumber daya alam, desakan persaingan perdagangan, pengaruh peningkatan penerapan peraturan dan rumitnya bahan-bahan modern tidak memungkinkan kita bekerja sendiri-sendiri. Desain ini merupakan usaha kerja sama yang sarat antara berbagai ahli yang masing-masing menyumbangkan pengalaman dan keahlianya.



Khususnya kerjasama antara perancang dan ahli bahan. Perancangan atau ahli desain bertanggung jawab atas pemilihan bahan dan cara produksinya. Desain akhir pada hakekatnya merupakan kesepakatan antara harga dan kemungkinan kegagalan (harga harus mencakup kajian akibat kegagalan). Keandalan suatu kontruksi atau mesin tergantung pada keandalan komponen terlemah yaitu komponen yang gagal terdahulu. Kegagalan dapat disebabkan oleh ketidakmampuan menilai pengaruh lingkungan, kekurangan pengetahuan tentang pengaruh suhu rendah dan tinggi atau teknik pembuatan yang salah. Akibat kegagalan bisa saja tak berarti atau cukup gawat sehingga merupakan ancaman terhadap kehidupan manusia atau dapat kerugian cukup besar. Patahnya pegangan poci kopi bisa menyebabkan produsennya menarik produk tersebut dari pasaran dan menggantinya dengan produk baru. Kerugian yang ditimbulkan bisa mencapai 35 juta dollar. Sebagai langkah awal desain, diperlukan kejelasan mengenai fungsi lengkapkomponen, mencangkup kemampuan memikul dan meneruskan beban serta karakteristik fisik dan kimiawi komponen. Kritis tidaknya komponen terbentuk dinilai berdasarkan besar kerugian yang ditimbulkan sekiranya terjadi kegagalan. Disamping keterbatasan proses produksi yang akan digunakan, aspek komersil perlu diketahui pula. Jadi tersedianya saran pengecoran perusahan pada tahap awal desain turut menentukan cara produksinya. Semua factor yang disebutkan tadi perlu dipertimbangkan sekiranya akan mengubah geometri. Proses sifat dan sebagainya seiring dengan itu masalah pengawasan, kendala mutu dan mengujinya perlu diselidiki pula. Akhirnya kajian mengenai pembebanan sesungguhnya perlu dilakukan karena ujian terakhir ditentukan oleh daya guna komponen tersebut selama pemakaian. tidak memungkinkan kita bekerja sendiri-sendiri. Desain ini merupakan usaha kerja sama yang sarat antara berbagai ahli yang masing-masing menyumbangkan pengalaman dan keahlianya. Khususnya kerjasama antara perancang dan ahli bahan. Perancangan atau ahli desain bertanggung jawab atas pemilihan bahan dan cara produksinya. I.II Perumusan Masalah. Perumusan masalah pada makalah ini adalah bagaimana proses pembuatan busi dengan menjabarkan sifat bahan, parameter letic, struktur Kristal, struktur mikro, fungsi dan pengaruh bahan terhadap proses pembuatan pada komposisi-komposisi bahan yangdigunakan.



I.III Tujuan dan Manfaat. Tujuan makalah proses pembuatan busi adalah : 1. Mengetahui proses-proses pembuatan busi 2. Mengetahui pengaruh unsur-unsur pada komposisi bahan yang digunakan Manfaat makalah adalah : a. Menambah pengetahuan dalam bidang pemilihan bahan dan proses. b. Menambah pengetahuan tentanag analisa struktur mikro, struktur Kristal,parameter letic dan pengaruh unsur paduan. I.IV Sistematika Penulisan Sistematik penulisan Makalah ini adalah sebagai berikut : BAB I : Pendahuluan menjelaskan tentang latar belakang masalah , perumusan masalah, tujuan dan sistematik penulisan. BAB II : Berisi teori dasar tentang pengetahuan umum busi dan penjelasan bahan BAB III : pemilihan bahan BUSI BAB IV : Pembahasan bahan busi BAB IV : Penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.



BAB II TEORI DASAR II.1 Teori Dasar II.I.1 Tentang busi Busi (dari bahasa Belanda bougie) adalah suatu suku cadang yang dipasang pada mesin pembakaran dalam dengan ujung elektrode pada ruang bakar. Busi dipasang untuk membakar bensin yang telah dikompres oleh piston. Percikan busi berupa percikan elektrik. Pada bagian tengah busi terdapat elektrode yang dihubungkan dengan kabel ke koil pengapian (ignition coil) di luar busi, dan dengan ground pada bagian bawah busi,membentuk suatu celah percikan di dalam silinder. Hak paten untuk busi diberikan secaraterpisah kepada Nikola Tesla, Richard Simms, dan Robert Bosch. Karl Benz juga merupakansalah satu yang dianggap sebagai perancang busi.



Mesin pembakaran internal dapat dibagi menjadi mesin dengan percikan, yang memerlukan busi untuk memercikkan campuran antara bensin dan udara, dan mesin kompresi (mesin Diesel), yang tanpa percikan, mengkompresi campuran bensin dan udara sampaiterjadi percikan dengan sendirinya (jadi tidak memerlukan busi). Cara kerja Busi tersambung ke tegangan yang besarnya ribuan Volt yang dihasilkan oleh koil pengapian (ignition coil). Tegangan listrik dari koil pengapian menghasilkan bedategangan antara elektrode di bagian tengah busi dengan yang di bagian samping. Arus tidak dapat mengalir karena bensin dan udara yang ada di celah merupakan isolator, namun semakin besar beda tegangan, struktur gas



di antara kedua elektrode tersebut berubah. Padasaat tegangan melebihi kekuatan dielektrik daripada gas yang ada, gas-gas tersebut mengalami proses ionisasi dan yang tadinya bersifat insulator, berubah menjadi konduktor.Setelah ini terjadi, arus elektron dapat mengalir, dan dengan mengalirnya elektron, suhu dicelah percikan busi naik drastis, sampai 60.000 K. Suhu yang sangat tinggi ini membuat gasyang terionisasi untuk memuai dengan cepat, seperti ledakan kecil. Inilah percikan busi, yangpada prinsipnya mirip dengan halilintar atau petir mini. II.I.2 Pemilihan Bahan



Bahan adalah material yang terdiri dari logam (ferrous dan non ferrous) dan logam (keramik, polymer, dan komposit), bahan ini mempunyai kegunaanya masing-masing. Bila ditinjau abad ke-19 bahan masih digunakan secara tradisional misalnya kayu, kulit, besi cor,besi tempa, kuningan dan perunggu dan lain-lainnya. Proses pembentukannya-pun masihsederhana dan untuk itu untuk perancangan dilakukan berdasarkan coba-coba dan tidak berpengalaman, maka dalam pelaksanaanya selalu mengalami kegagalan. Kegagalan dianggap suatu pekerjaan menimbulkan resiko. Tapi bagaimanapun kita ambil hikmah nya agar dapat untuk perbaikan desain berikutnya. Hal lain dengan peraturan lengkap dan produksi massal secara modern masih merupakan idaman masa depan.Baja karbon adalah material logam yang terbentuk dari unsur utama Fe dan unsur kedua yang berpengaruh pada sifat-sifatnya adalah karbon, sedangkan unsur yang lain berpengaruh menurut persentasenya.Baja karbon memiliki kandungan antara karbon antara 0,6 – 1,7 % karbon memiliki ciricirisebagai berikut



BAB III PEMILIHAN BAHAN BUSI III.1 PEMILIHAN BAHAN BUSI



Bahan adalah material yang terdiri dari logam (ferrous dan non ferrous) dan logam (keramik, polymer, dan komposit), bahan ini mempunyai kegunaanya masing-masing. Bila ditinjau abad ke-19 bahan masih digunakan secara tradisional misalnya kayu, kulit, besi cor, besi tempa, kuningan dan perunggu dan lain-lainnya. Proses pembentukannya-pun masih sederhana dan untuk itu untuk perancangan dilakukan berdasarkan coba-coba dan tidak berpengalaman, maka dalam pelaksanaanya selalu mengalami kegagalan. Kegagalan dianggap suatu pekerjaan menimbulkan resiko. Tapi bagaimanapun kita ambil hikmahnya agar dapat untuk perbaikan desain berikutnya. Hal lain dengan peraturan lengkap dan produksi massal secara modern masih merupakan idaman masa depan.



Baja karbon adalah material logam yang terbentuk dari unsur utama Fe dan unsur kedua yang berpengaruh pada sifat-sifatnya adalah karbon, sedangkan unsur yang lain berpengaruh menurut persentasenya. Baja karbon memiliki kandungan antara karbon antara 0,6 – 1,7 % karbon memiliki ciri-ciri sebagai berikut : 1) Kuat sekali. 2) Sangat keras dan getas/rapuh. 3) Sulit dibentuk mesin. 4) Mengandung unsur sulfur ( S ) dan posfor ( P ). 5) Mengakibatkan kurangnya sifat liat. 6) Dapat dilakukan proses heat treatment dengan baik.



Diagram Fasa Fe-C



Keramik memiliki karakteristik yang memungkinkanya digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk kapasitas panas yang baik dan konduktivitasnya panas yang rendah, tahan korosi, sifat listriknya dapat isolator, semikonduktor, konduktor bahakan superkonduktor, sifatnya dapat magnetic dan non magnetic, keras kuat namun rapuh. Dua jenis ikatan dapat terjadi dalam keramik yakni ikatan ionic dan kovalen, sifat keseluruhan material bergantung pada ikatan yang dominan



Bagian-Bagian Busi 1. Terminal



Pada puncak busi terdapat sebuah terminal yang digunakan untuk menghubungkan busi pada sistem ignition. Pada umumnya busi memiliki bentuk konektor berupa plug tetapi ada juga yang menggunakan model terminal kabel danmemerlukan kunci untuk memasang kabel busi lagi. 2. Insulator Bagian utama dari insulator terbuat dari porselen atau keramik. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan topangan mekanik bagi inti elektroda yang berada ditengahnya sekaligus sebagai isolator elektrik terhadap tegangan tinggi yang akan mengalir di inti elektroda. 3. Ribs. Setiap busi bentuknya hampir sama, terdapat lekuk-lekuk pada bagian insalatornya. Lekuk-lekuk busi nya yang dikatakan ribs-ribs bekerja menambah kemampuan insulator dari keramik. Dengan adanya bentuk ribs ini maka jarak antarinti elektroda dengan ground akan semakin jauh. Dengan semakin jauh jaraknnya maka hambatan antara inti besi dengan ground semakin besar sehingga tegangan tidak dapat lompat dari inti besi ke ground sekitar busi. 4. Insulator. Bagian ujung dari insulator, terdapat di dalam body besi bagian kepala dari busi. Ujung dari insulator atau insulator tip ini akan mengalami peristiwa pembakaran yang terjadi pada ruang bakar sehingga material yang digunakan harus tahan terhadap temperatur tinggi dan juga mampu menjadi insulator yang baik. Rata rata ujung dari insulator ini mampu menagan temperatur 650 derajat celcius dan mampu menahan tegangan 60.000 volt panjang pendeknya ujung insulator ini akan mempengaruhi jenis sebuah busi . apakah busi itu busi panas atau busi dingin. 5.Seal. Hal ini berguna agar kompresi dari ruang bakar tidak ada yang keluar melalui celah-celah derat busi 6. Meta case. Casing metal atau disebut juga jaket sering kita anggap hanya sebagai sarana untuk mengunci busi ke slinder head, sebenarnya ada fungsi lainnya yaitu sebagai material konduksi yang memiiki daya hantar panas yang baik sehingga panas dari busi dapat di konduksikan ke tempat lain selain itu casing metal juga berfungsi sebagai ground pada busi.



7. Center electrode Inti elektroda terhubung dengan terminal kepala busi melalui penghubung internal yang di selubungi oleh keramic insulatornya. ujung dari inti elektroda ini bisa tebuat dari kombinasi tembaga" besi dan nickle" chromium atau logam2 bagus lainnya. Pada umumnya material yang paling sering digunakan adalah cupprum atau copper atau tembaga. 8. Side electrode (ground) Elektroda samping atau ground merupakan bagian dari ujung busi yang bersentuhan langsung dengan body atau ground kendaraan kita sehingga ini merupakan perjalanan terakhir dari api koil. elektron akan melompat dari elektroda inti ke ground terdekat..dalam hal ini adalah elektroda samping.Bahan elektroda seharusnya mempunyai daya hantar panas yang bagus dan mampu menahan temperatur yang tinggi, gas-gas korosi (bersifat merusak) dan gangguan arus yang bersifat erosi. logam yang mampu mengatasi persyaratan tersebut adalah campuran nikel-kromiumbarium, atau yang lebih tinggi dengan platinum tungsten (wolfram) atau campuran iridium. elektroda pusat menjadi panas dari pada elektroda pada massa dan kerena itu semburan electron terjadi dan pemutusan tegangan dari celah berkurang. salah satu faktor yang mempengaruhi dalam membuat busur api lewat celah udara busi adalah panjang celah dimana semakin panjang besar celah makin lebar pemutusan tegangan yang diharapkan.



BAB IV PENUTUP IV.1 Kesimpulan Dengan mengerjakan makalah ini maka saya dapat mengerti bagaimana proses pembuatan busi (spark pulg) yang sangat sering dan penting pada suatu komponen disuatu kendaraan, pemilihan bahan pada proses ini sangat berpengaruh terhadap kualitas hasil busi yang ingin dibuat maka sebisa mungkin pada tahap ini kita harus benar dalam memilih bahan yang tepat agar busi yang dihasilkan bagus dan berkualitas serta mampu memuaskan pelanggan mengenai permintaan busi yang sangat tinggi di dunia pasar otomotif. IV.2 Saran. Mahasiswa sebisa mungkin mengerti dan memahami materi yang disampaikan pada saat pembelajaran, karena sangat berpengaruh dalam kehidupan sehari-hari dalam menggunakan kendaraan.