BAB 3
PROSES-PROSES MESIN KONVERSI ENERGI
Motor penggerak mula adalah suatu alat yang merubah tenaga primer menjadi tenaga sekunder, yang tidak diwujudkan dalam bentuk aslinya, tetapi diwujudkan dalam bentuk tenaga mekanis
Gambar 3.1 Prinsip konversi energi
3.1 Motor Bakar
Motor bakar sering juga disebut motor pembakaran dalam (internal combustion engine), karena proses pembakaran terjadi di dalam ruang bakar yang ada pada ruang silinder.
Proses pembakaran yang terjadi adalah proses merubah energi panas yang tersimpan dalam bahan bakar menjadi energi gerak.
Pada motor bakar untuk merubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi gerak terdapat beberapa sistim, menurut mekanis-menya dibedakan menjadi motor torak translasi dan torak rotari (wankel), menurut jenis bahan bakarnya dibedakan menjadi motor bensin dan motor disel.
3.1.1 Motor Bakar Torak Translasi
Energi gerak didapatkan dari energi panas hasil pembakaran bahan bakar melalui piston yang bergerak translasi yang selanjutnya dirubah menjadi gerak putar melalui mekanisme engkol.
Gambar 3.2 Prinsip motor Torak
Keterangan :
TMA = Titik Mati Atas ( Batas teratas langkah torak )
TMB = Titik Mati Bawah ( Batas terbawah langkah torak )
L = Panjang langkah torak dari TMB ke TMA
r = Radius / Jari-jari engkol
Menurut proses kerjanya dibedakan menjadi 2 yaitu motor 2 tak dan motor 4 tak.
3.1.1.1Motor 2 Tak
Disebut motor 2 tak atau motor 2 langkah karena setiap proses pembakaran dibutuhkan 2 langkah torak dari titik mati bawah ke titik mati atas dan dari titik mati atas ke titik mati bawah
Gambar 3.3 Prinsip motor 2T
Gambar 3.4 Prinsip kerja motor 2T
Tabel 3.1 Kerja Moor 2 Tak
Langkah torak | Kejadian di atas torak | Kejadian di bawah torak |
Torak bergerak dari TMB ke TMA ( I ) | Akhir pembilasan diikuti pemampatan bahan bakar + udara Setelah dekat TMA pembakaran dimulai. | Campuran bahan bakar dan udara baru masuk keruang engkol melalui saluran masuk |
Torak bergerak dari TMA ke TMB ( II ) | Akibat pembakaran, tekanan mendorong torak ke TMB. Saluran buang terbuka, gas bekas terbuang dan didorong gas baru (pembilasan) | Campuran bahan bakar dan udara di ruang engkol tertekan dan akan naik keruang atas torak lewat saluran bilas |
3.1.1.2Motor 4 Tak
Disebut motor 4 tak atau motor 4 langkah karena setiap proses pembakaran dibutuhkan 4 langkah torak dari titik mati bawah ke titik mati atas dan dari titik mati atas ke titik mati bawah kembali lagi dari titik mati bawah ke titik mati atas dan dari titik mati atas ke titik mati bawah. Artinya setiap putaran poros engkol dihasilkan satu kali langkah yang menghasilkan tenaga. Konstruksi umum motor ini dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3.5 Prinsip motor 4T
Keterangan
1. Pena torak
2. Roda gigi poros kam
3. Roda gigi poros engkol
4. Panci oli
5. Busi
6. Katup isap
7. Poros kam
8. Tuas Katup
9. Batang penggerak
10.Poros engkol
11.Batang penekan katup
12. Karburator
Gambar 3.6 Langkah hisap
I. Langakah isap
Torak bergerak dari TMA ke TMB, gas baru masuk silinder
Temperatur » 20 C
Vakum 0,1 ÷ 0,6 bar
Katup Isap terbuka
Katup Buang tertutup
Gambar 3.7 Langkah kompresi
II. Langkah kompresi
Torak bergerak dari TMB ke TMA, gas baru dikompresikan dalam ruang
kompresi
Tekanan akhir kompresi =
Otto = 1 ÷ 1,5 Mpa ( 10 ÷ 15 bar )
Diesel = 1,5 ÷ 4 Mpa ( 15 + 40 bar )
Temperatur akhir kompresi
Otto = 300 ÷ 6000C
Diesel = 700 ÷ 9000C
Katup hisap tertutup
Katup buang tertutup
Gambar 3.8 Langkah usaha
III. Langkah usaha / kerja
Torak bergerak dari TMA ke TMB, terdorong tekanan gas hasil pembakaran.
Temperatur max pembakaran :
Otto = 2000 ÷ 25000C
Diesel = 2000 ÷ 25000C
Tekanan max pembakaran :
Otto = 3 ÷ 6 Mpa ( 30 ÷ 6 bar )
Diesel = 4 ÷ 12 Mpa (40 ÷ 120 bar )
Katup isap tertutup
Katup buang tertutup
Gambar 3.9 Langkah buang
IV. Langkah buang
Torak bergerak dari TMBke TMA, gas buang keluar dari silinder
Temperatur gas buang ( beban penuh ) :
Otto = 600 ÷ 10000C
Diesel = 500 ÷ 6000C
Katup isap tertutup
Katup buang terbuka
3.1.2 Motor Torak Rotari (wankel)
Pada prinsip motor torak rotari, energi panas dari energi kimia bahan bakar langsung dirubah menjadi gerak putar, karena pada motor ini torak merupakan sudu yang berputar
Gambar 3.10 Motor wankel
Gambar 3.11 Prinsip kerja motor wankel
Sifat-sifat yang menonjol
Gerakan torak berotasi ( berputar )
Pengisian, kompresi dan pembuangan diatur oleh torak
Lebih ringan
Getaran kecil
Jarang digunakan dan tidak diproduksi secara massal
Gambar 3.12 Motor wankel
Contoh : Mazda RX-7
Mercedes Benz
Audi / NSU
3.2 Turbin Gas
Prinsip turbin gas engine pada dasarnya memanfaatkan energi kinetis atau aliran dari panas hasil pembakaran bahan bakar. Bagian utama dari turbin gas engine adalah:
Kompresor
Ruang bakar
Turbin
3.2.1 Kompresor
Kompresor berfungsi untuk menghisap udara sekaligus memampatkan udara ke dalam ruang bakar.
3.2.2 Ruang Bakar
Udara yang dimampatkan oleh kompresor selanjutnya dibakar bersama bahan bakar pada ruang bakar ini. Di ruang bakar ini terdapat injektor yang berfungsi menyemprotkan bahan bakar dan terdapat busi yang berfungsi menyalakan campuran udara dan bahan bakar.
3.2.3 Turbin
Turbin terdiri dari sudu-sudu turbin yang berfungsi merubah enerji kinetis yang berupa arus udara menjadi energi gerak putar. Selanjutnya energi gerak ini yang dipakai sebagai penggerak mula.
Gambar 3.13 Turbin gas dengan 1 turbin
Gambar 3.14 Turbin gas dengan 2 turbin
Gambar 3.15 Model gas turbin
Gambar 3.16 Mesin gas turbin
3.3 Motor Listrik
Prinsip kerja motor listrik adalah merubah energi listrik menjadi energi gerak, dengan memanfaatkan prinsip prinsip kemagnetan.
Jika pada sebuah penghantar dialiri arus listrik maka disekeliling penghantar itu akan muncul medan magnet, jika medan magnet itu berada pada daerah medan magnet yang lain maka akan saling mempengaruhi sesuai dengan sifat kemagnetan itu sendiri.
Gambar 3.17 Prinsip motor listrik
Pada magnet yang sama kutubnya akan saling tolak menolak sedangkan yang tidak senama akan saling tarik menarik, prinsip inilah yang dimanfaatkan pada matar listrik, sedangkan untuk dapat berputar maka kutub magnetnya harus mengalami perubahan, maka digunakanlah mekanisme komutator dengan sikat arangnya atau dengan pengatur secara elektronik
Gambar 3.18 Prinsip kerja motor listrik
Gambar 3.19 Contoh motor listrik
3.4 Generator Listrik
Di dalam penghantar yang mengalami perubahan kuat medan magnet, maka pada saat perubahan tsb, terjadi tegangan listrik. Tegangan ini disebut induksi magnet
Gambar 3.20 Prinsip generator
Pada penghantar akan terjadi tegangan induksi, jika penghantar memotong garis – garis gaya magnet atau garis – garis gaya magnet memotong panghantar
Tegangan induksi akan semakin besar jika :
Penghantar semakin cepat memotong garis – garis gaya magnet
Garis – garis gaya magnet semakin padat (medan magnet kuat)
Panjang penghantar yang aktif di dalam penghantar semakin besar
Gambar 3.21 Prinsip kerja generator
Jika kumparan di dalam medan magnet berputar secara terus menerus, maka pada kumparan akan dibangkitkan gaya gerak listrik
Melalui cincin geser dan sikat arang arus mengalir secara terus menerus dari kumparan yang berputar ke pemakai (lampu)
3.5 Motor Hidrolik
Pada pesawat hidrolik pada dasarnya adalah transfer energi dari energi gerak menjadi energi hidrolik oleh pompa hidrolik yang selanjutnya energi hidrolik tersebut kembali dirubah menjadi gerak oleh motor hidrolik, baik berupa gerakan translasi maupun gerak putar. Adapun energi gerak awal biasanya didapatkan dari motor bakar maupun motor listrik, atau ada kalanya manual meng-gunakan pompa tangan, tergantung dari penggunaanya.
Gambar 3.22 Prinsip sistem hidrolik
Pada sistem sistem yang menggunakan pesawat hidrolik, selain mesin penggerak mula ada beberapa komponen utama yaitu: pompa hidrolik, katup pengatur, slang hidrolik dan motor hidrolik.
3.5.1 Pompa Hidrolik
Pompa hidrolik berfungsi untuk mentransfer energi mekanik menjadi energi hidrolik dengan cara menghisap oli hidrolik dari tangki dan selanjutnya mendorong oli hidrolik tersebut kedalam sistem dalam bentuk aliran (flow)
Aliran oli hidrolik dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi tekanan, tekanan ini dihasilkan engan cara menghambat aliran oli dalam sistem hidrolik, hal ini dapat dilakuan dengan menggunakan: orifice, silinder, motor hidrolik dan aktuator.
Gambar 3.23 Pompa hirolik
3.5.2 Katup pengatur
Katup pengatur hidrolik berfungsi untuk mengatur atau mengarahkan aliran hidrolik di dalam sistem, sehingga sistem dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, juga dipakai untuk membypass saluran hidrolik dari saluran tekan kesaluran isap manakala sistem tidak digunakan sehingga pompa tidak selalu menekan oli hidrolik.
Katup hidrolik ada yang di-kendalikan secara manual meng-gunakan handel tangan ada pula yang dikendalikan secara elektrik.
Gambar 3.24 Katup hidrolik manual
Advertisement
Anda baru saja membaca artikel Tabloid otomotif yang berkategori dengan judul PROSES-PROSES MESIN KONVERSI ENERGI. Anda bisa bookmark halaman ini dengan URL http://situs-ototrend.blogspot.com/2013/07/proses-proses-mesin-konversi-energi.html. Terima kasih!
PROSES-PROSES MESIN KONVERSI ENERGI
|
|
Posted by: Deva
PROSES-PROSES MESIN KONVERSI ENERGI Updated at :
08.20
27 Juli 2013
Posting Komentar