4

II TEORI DASAR

2.1 Traktor roda dua / hand tractor

Traktor tangan pada awalnya diciptakan di Cina, dengan fungsi utamanya

adalah untuk mengolah tanah. Namun, sebenarnya traktor tangan ini memiliki

banyak fungsi, seperti pompa air, alat prosesing, trailer, dan sebagainya. Alat ini

diharapkan akan berguna di wilayah Indonesia terkenal sebagai negara agraris.

Letaknya yang berada di jalur khatulistiwa membawa keuntungan tersendiri bagi

kondisi tanah di Indonesia. Tanah-tanah di Indonesia bisa diolah menjadi lahan

pertanian sehingga pertanian bisa menjadi mata pencaharian pokok masyarakat

Indonesia pada umumnya. Bagaimanapun, mengolah tanah dalam bertani secara

manual akan terasa lebih berat bagi petani. Untuk itu, diperlukan alat atau mesin

untuk mempermudah pekerjaan petani dalam mengolah tanah sawahnya. Salah

satunya adalah traktor tangan atau hand tractor/HT.

Traktor roda-2 dan peralatannya dapat dimiliki oleh petani karena

harganya murah dan dapat dioperasikan oleh semua anggota keluarga karena

sederhana dan mudah dikendalikan. Karena itu petani kecil dengan mudah dapat

berpindah dari usaha tani tenaga ternak ke usaha tani mekanis, yang dikelola oleh

petani sendiri.

Walaupun produktivitas kerja traktor roda-2 lebih rendah dari traktor

roda-4, tetapi masih lebih tinggi dibanding produktivitas tenaga ternak, dan petani

dapat menikmati kecepatan dan ketepatan waktu dalam menyelesaikan pekerjaan-

pekerjaan pertanian dan kerja lebih ringan.   Petani juga dapat diyakinkan bahwa

hampir semua pekerjaan yang dapat dilakukan dengan tenaga ternak, seperti

pengolahan tanah dengan bajak singkal, pengolahan tanah dengan bajak piring,

penggaruan dan glebek dapat dikerjakan oleh traktor roda-2, sementara

pengetahuan teknis dari usaha tani konvensional mereka masih terus dapat

digunakan.

Traktor roda-2 terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut (Gbr. 4.1): (1)

Motor, (2) dudukan motor dengan titik gandeng, (3) rumah gigi transmisi

5

termasuk kopling master dan titik gandeng belakang, (4) stir dengan beberapa tuas

kontrol, dan (5) roda.

Gbr. 4.1. Komponen Utama

Motor

Sebuah motor bakar kecil ditempelkan pada traktor. Sebuah motor bakar

bensin, satu silinder, 2-tak atau 4-tak, dengan pendinginan udara aliran paksa,

ditempelkan pada traktor, yang membuat traktor tersebut menjadi relatif ringan.

Sebuah motor diesel, satu silinder dengan pendinginan air ditempelkan pada

sebuah traktor roda-2 yang berat. Gbr. 4.1.1 memperlihatkan contoh-contoh motor

tersebut. Gbr. 4.1.2 menunjukkan kurva kinerja motor yang sebenarnya [el], yang

diukur dan digunakan oleh para peneliti dan insinyur. Kurva kinerja keluaran

dalam katalog dimodifikasi menjadi sangat sederhana dibanding dengan titik-titik

yang ada pada kurva, untuk motor-motor yang baru.

Ada beberapa model motor diesel yang kecil dengan pendinginan air aliran paksa,

yang digunakan pada traktor roda-2. Akan tetapi, teknologi tinggi diperlukan

untuk dapat membuat motor jenis ini sehigga hanya sedikit negara yang

memproduksinya.

Gambar 4.1.1. Motor bakar internal   Gambar 4.1.2.  Kurva kinerja motor bakar

6

2.1.1 Poros keluaran

Arah putaran dari poros keluaran suatu motor industrial harus berlawanan

deugan arah jarum jam dilihat dari arah seorang petani menghadap motor,

menurut standar industrial. Arah mendudukkan motor pada traktor roda-2

terutama motor diesel yang berat harus sedemikian rupa, sehingga mesin harus

tetap stabil sewaktu petani menghidupkan mesin motor dengan engkol.

2.1.2 Keluaran tenaga dari motor

Dalam menyatakan keluaran-motor. dalam tahun-tahun belakangan ini

dianjurkan memakai unit S. I. yaitu Watt atau Kilo-Watt.   Akan tetapi, unit

konvensional seperti "Horse Power", kilogram - meter per detik, dsb., masih tetap

populer terutama di perusahan-perusahan manufacturing dan nilai ilmiah dari

horse power menurut definisi tradisional dari standar industrial atau teknik dari

masing-masing negara.  Lagi pula pernyataan untuk horse power tradisional di

dalam unit Watt berubah sedikit, tergantung negara bersangkutan. Ini

menggambarkan sejarah perkembangan manusia.

2.1.3 Susunan gagang kendali

Pada gagang kendali terdapat beberapa tuas untuk mengoperasikan

kopling master, rem parkir, mekanisme pindah gigi, kopling kendali dan governor

motor dari masing-rnasing tuas ini harus dipasang pada posisi yang tepat.

Jika kendali traktor dengan peralatannya terasa nyaman atau cocok digunakan

sewaktu berjalan di jalan yang rata, maka sewaktu pengemudi mengoperasikan di

lapangan/ lahan/ sawah, terutama ketika mengolah tanah, ia akan cepat merasa

lelah karena batang kendali terlalu rendah sebab ada penetrasi alat ke dalam tanah.

Tinggi dan lebar batang kemudi harus dalam bentuk dan spesifikasi yang

optimum, sehingga nyaman bagi petani sewaktu operasi di lapang.

2.1.4 Kopling master

7

Sebuah kopling master dipasang pada poros masukan dari mekanisme gigi

multi-nisbah di dalam rumah gigi. Tujuan dari kopling master adalah tenaga yang

disalurkan tanpa kejutan dan dilepaskan dengan cepat dari seluruh bagian mesin.

Kopling master dapat dikatagorikan menjadi beberapa tipe :

1.  Kopling sabuk : tipe tegangan idler, tipe tegangan motor, seperti terlihat pada

Gbr. 4.4.1.

2. Kopling piringan : tunggal, ganda, dan tipe banyak piring (semua terdiri dari

tipe kering).

3. Kopling kerucut : kapasitas kopling besar, mudah diproduksi, tetapi besar dan

berat karena komponen-komponen besi tuang.

4. Kopling sentrifugal: mudah digerakkan, tetapi perlu hati-hati memilih

kecepatan rotasi dan kapasitas torsi yang optimum untuk sentuhan pertama pada

saat kopling disatukan atau tuas kopling dilepas.

Gbr. 4.4.1. Kopling tegangan belt

2.1.5 Kapasitas torsi dari kopling

Kapasitas torsi yang diperlukan untuk master kopling traktor harus

ditentukan berdasarkan beban yang diberikan oleh kerja di lapang kepada

komponen-komponen mesin. Fluktuasi yang paling besar dari kejutan beban

mungkin akan diperoleh pada pengolahan tanah liat yang kering dan keras dengan

menggunakan bajak rotari, sementara penggunaan bajak singkal atau menarik

trailer, fluktuasi beban tidak terlalu besar. Kapasitas torsi agar kopliiig beruinur

panjang adalah sebagai berikut:

torsi motor minimum x 1.5-2 : untuk pekerjaan menarik

torsi motor maksimum x 2-3 : uatuk bajak rotary

8

2.1.6 Gigi-gigi multi-nisbah dan kecepatan maju

Petani menghendaki dua kisaran maju. Satu kisaran sesuai dengan kecepatan jalan

manusia untuk pekerjaan-pekerjaan pertanian. Yang lainnya, kecepatan yang

dibutuhkan untuk transportasi menggunakan trailer. Tabel 2 menunjukkan kisaran

kecepatan traktor roda-2 untuk operasi atau pekerjaan-pekerjaan pokok usaha

tani.

2.2 Traktor roda 4

Traktor roda empat adalah salah satu alat pengolah tanah. Kelengkapan

traktor roda empat yakni: bajak singkal, bajak piring, garu piring dll. Traktor roda

empat adalah traktor dengan tenaga penggerak dari motor diesel dengan didukung

empat buah roda. Traktor ini dirancang untuk bekerja di lahan kering, bukan

untuk lahan sawah. Berdasarkan ukurannya dibedakan menjadi traktor mini,

menengah, dan traktor besar.

2.2.1 Prinsip Kerja Alat

Traktor roda empat dioperasikan oleh operator yang duduk di atas tempat

duduk sambil mengemudikannya. Peralatan pengolah tanah dipasangkan atau

disambungkan dengan traktor melalui perangkat yang disebut three hitch point

atau penyambungan titik tiga, yang terdiri sepasang garpu kiri dan kanan,

sedangkan satu tuas lainnya berada di bagian atas sistem penyambungan titik tiga,

disebut top link (tuas penyambung bagian atas).

Dengan menggunakan sistem penyambungan ini pengaturan posisi

peralatan (bajak, dll.) yang diinginkan dapat diatur dengan memanjangkan atau

memendekkan tuas penyambung atas. Untuk mengamankan agar traktor tidak

terangkat pada saat dioperasikan untuk pengolahan tanah, maka traktor perlu

diseimbangkan dengan memasang beban tambahan pada bagian depan traktor.

9

Dengan melakukan persiapan seperti ini, maka traktor telah siap dioperasikan

untuk pengolahan tanah.

2.2.2. Yang Perlu Diperhatikan

Beberapa hal ini perlu diperhatikanketika hendak menggunakan traktor

rodaempat dalam pengolahan tanah. Pertama, atur posisi sudut bajak (peralatan

yang lain) dengan permukaan tanah disesuaikan dengan kondisi tanahnya (tanah

berat atau ringan). Kedua, pengaturan posisi sudut bajak dilakukan melalui tuas

penyambungan titik tiga.Ketiga, pasangkan beban penyeimbang di bagian depan

traktor. Keempat, traktor siap dioperasikan untuk mengolah tanah.

2.2.3.Manfaat Lain

Traktor roda empat ini juga bermanfaat untuk kepentingan lain: 1) Untuk

menarik peralatan pengolah tanah, peralatan budidaya (pemupuk, penyemprot,

gerobak, dll.); 2) Untuk menggerakkan peralatan stasioner (pom pa air, mesin

prosessing, dll.); 3) Untuk transportasi di kebun.

2.2.4. Cek Kelengkapan Alat

Traktor roda empat merupakan mesin yang berfungsi untuk penghela atau

pcnarik peralatan. Untuk dapat digunakan sebagai mesin pengolahan tanah, maka

harus dilengkapi dengan perlengkapan pengolah tanah, seperti bajak singkal,

bajak pirang, garu piring, alat penyemprot hama dan penyakit tanaman, dll.

Perawatan traktor roda empat perlu dilakukan secara rutin dan perawatnya

perlu mengenali bagian bagian traktor dan fungsinya masing-masing. Spesifikasi

traktor roda empat sangat bervariasi bergantung pada besarnya daya penggerak,

ukuran ban, daya tarik, daya angkat, persneling, dan lain-lain.

Bagian-bagian utama dari traktor roda empat memiliki fungsi masing-

masing. Pertama, sistem kemudi: alat untuk mengendalikan jalannya dan atau

operasi traktor di lapangan. Kedua, roda depan : roda bagian depan dari traktor

yang berfungsi untuk pengendalian, danmemiliki ukura diameter lebih kecil dari

roda bagian belakang.

10

Ketiga, roda bagian belakang dengan ukuran diameter lebih besar dari roda

bagian depan traktor yang berfungsi menumpu beban traktor dan peralatan yang

terpasang. Keempat, chasisi traktor : bagian rangka traktor roda empat yang juga

merangkap sebagai rumah dari sistem transmisi. Kelima, pemberat : besi cor yang

dirancang khusus untuk pemberat traktor agar tidak trangkat pada saat mengolah

tanah. Keenam, poros PTO : poros yang difungsikan untuk menggerakkan

peralatan yang dalam pengoperasiannya memerlukan putaran (bajak rotary), atau

untuk menggerakkan peralatan stasioner. Ketujuh, sistem penyambungan

peralatan : bentuk peralatan pengolahan tanah yang relative besar, maka pada

traktor roda empat memerlukan mekanisme penyambungan khusus, yakni sistem

penyambungan titik tiga (three hitch poin).

2.3 Motor Bakar Dua Langkah (2 Tak)

Motor Bakar dua langkah (2 Tak) adalah motor yang menyelesaikan satu

siklus dalam dua langkah torak,atau satu putaran poros engkol.Gerakan torak ke

TMA adalah untuk mengadakan proses ekspansi. Pengisian muatan segar ke

dalam silinder dilaksanakan ketika tekanan muatan itu melebihi tekana gas di

dalam silinder. Pada keadaantersebut, saluran pengisi ada dalam keadaan terbuka.

Untuk itu, muatan segar harus memiliki tekanan yang lebih tinggi dari tekanan

atmosfir.

Gambar Penampang Motor Bakar 2 Tak

11

2.3.1.Cara Kerja Motor Dua Langkah

Pengisian, dalam hal ini torak bergerak menuju TMA (gambar a), tetapi

sebelum torak mencapai kedudukan tersebut (masih dalam perjalanan menuju

TMA),dimana lubang isap,lubang buang masih dalam keadaan tertutp. Keadaan

ini dalam ruang engkol terjadi vakum karena volumenya membesar. Gerak torak

selanjutnya akan mencapai kedudukan seperti (gambar b) pada suatu saat lubang

isap terbuka bertepatan dengan keadaan vakum dalam ruang engkol. Sebab itu

udara luar mengalir masuk ke dalam ruang engkol. Proses pengisian ini

berlangsung selama lubang isap dalam keadaan terbuka.

Bila torak bergerak dari TMA menuju TMB maka pada suatu saat lubang

isap tertutup. Gerakan torak ini memperkecil volume ruang engkol,sehingga

tekanan udara yang ada di dalamnya bertambah (gambar b). Pada kesempatan ini

muatan yang terdapat dalam ruang engkol tadi mengalir masuk ke dalam silinder

melalui saluran pemindah . Muatan yang masuk ke dalam silinder itu membentuk

gerak melengkung ke atas, karena puncak torak dibuat berbentuk sudut pengarah.

Pemasukan muatan ke dalam silinder itu selain mengisi silinder dengan muatan

segar juga membersihkan silinder dari gas sisa pembakaran . Proses ini dinamakan

Pembilasan.

Kompresi, dalam hal ini lubang buang dan lubang pemindah ditutup oleh

torak yang bergerak menuju TMA (gambar c). Sementara itu dalam ruang engkol

terjadi vakum beberapa saat sebelum torak mencapai TMA muatan dinyalakan

sehingga terbakar .

Ekspansi, dalam hal ini torak didorong gas pembakaran sehingga bergerak

ke TMB. Ini adalah langkah usaha atau proses ekspansi. Proses ini terakhir

sebelum torak mencapai TMB, yakni ketika lubang buang mulai terbuka.

Pembuangan dan Pembilasan,(gambar d) pada waktu torak hampir

mencapai TMB luang buang terbuka gas hasil pembakaran keluar lewat lubang

buang dan kemudian disusul oleh lubang pemindah. Sementara itu muatan yang

terdapat dalam ruang engkol mengalami pemampatan sampai tekan 20 % lebih

tinggi dari tekanan atmosfir.

12

2.4 Motor Bakar Empat Langkah (4 Tak)

Motor Bakar empat langkah (4 Tak) adalah motor yang menyelesaikan

satu siklus

dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol. Jadi dalam empat

langkah itu telah mengadakan proses pengisian, kompresi dan penyalaan, ekspansi

serta pembuangan. Dibandingkan motor 2 tak, motor 4 tak ini lebih sulit dalam

pemeliharaannya mengingat lebih banyaknya onderdil atau bagian mesinnya.

Gambar Penampang Motor Bakar 4 Tak

2.4.1. Cara Kerja Motor Bakar Empat Langkah

Titik paling atas dapat dicapai oleh gerakan torak pada silinder disebut

TMA. Sedangkan titik terendah yang dapat dicapai oleh ujung atas torak pada

silinder disebut TMB. Bila torak bergerak dari TMA sampai ke TMB atau

sebaliknya, dikatakan bahwa torak melakukan satu langkah. Untuk setiap siklus,

pada motor empat langkah terdapat empat langkah torak, yaitu dua langkah naik

dan dua langkah turun. Akibatnya selama siklus itu berlangsung, poros engkol

akan berputar dua kali.

1. Langkah Isap

Torak bergerak ke bawah, dimulai dari TMA sampai ke TMB. Katup isap

terbuka dan katup buang tertutup, sehingga campuran bahan bakar dan udara

13

terhisap masuk ke dalam silinder melalui katup isap. Ketika torak telah mencapai

TMB, katup isap ini akan tertutup.

2. Langkah Kompresi

Torak bergerak ke atas, dari TMB menuju ke TMA katup isap dan katup

buang kedua-duanya dalam keadaan tertutup, sehingga campuran udara dan bahan

bakar dimampatkan, tekanan dan temperaturnya naik

3. Langkah Kerja

Ketika torak akan mencapai TMA, pada saat tersebut busi memberikan

loncatan bunga api, kemudian terjadilah permulaan pembakaran campuran udara

dan bahan bakar, pada saat ini katup isap dan buang masih tertutup. Dengan

terbakarnya campuran ini, gas mengembang mendorong torak ke bawah. Gerakan

torak ini menyebabkan torsi pada poros engkol dan menimbulkan tenaga.

4. Langkah Buang

Ketika torak berada di dekat TMB, katup buang terbuka dan katup masuk tertutup.

Torak bergerak ke atas dan mendorong gas sisa pembakaran keluar silinder

melalui katup buang dan saluran pembuang.

14

Setelah langkah buang selesai (yaitu torak berada di TMA), katup isap dibuka dan

katup buang ditutup. Siklus berikutnya dimulai lagi mengikuti langkah yang sama

seperti yang ditempuh pada siklus yang pertama tadi.