MESIN PEMBAKARAN DALAM ATKINSON CYCLE DA

MESIN PEMBAKARAN DALAM

ATKINSON CYCLE DAN MILLER CYCLE

Tugas-UAS

TKT 334 -PERANCANGAN SISTEM TERMAL

Nama : Septhio Trifosa Persisco NIM : 2013-041-040

TEKNIK MESIN – FAKULTAS TEKNIK

MESIN PEMBAKARAN DALAM ATKINSON CYCLE & MILLER

CYCLE

1.

Pengertian

Mesin pembakaran dalam adalah sebuah mesin yang sumber tenaganya berasal dari pengembangan gas-gas panas bertekanan tinggi hasil pembakaran campuran bahan bakar dan udara yang berlangsung di dalam ruang tertutup dalam mesin yang disebut ruang bakar (combustion chamber). "Mesin pembakaran dalam" sendiri biasanya merujuk kepada mesin yang pembakarannya dilakukan secara berselang-seling. Yang termasuk dalam mesin pembakaran dalam adalah mesin empat tak dan mesin dua tak, dan beberapa tipe mesin lainnya, misalnya mesin enam tak dan juga mesin W ankel. Selain itu, mesin jet dan beberapa mesin roket termasuk dalam mesin pembakaran dalam.

Mesin pembakaran dalam agak berbeda dengan mesin pembakaran luar (contohnya

mesin uap dan mesin Stirling), karena pada mesin pembakaran luar, energinya tidak disalurkan ke fluida kerja yang tidak bercampur dengan hasil pembakaran. Fluida kerja ini dapat berupa udara, air panas, air bertekanan, atau cairan natrium yang dipanaskan di semacam boiler. Secara kontras, sebuah mesin pembakaran luar seperti mesin uap, bekerja ketika proses pembakaran memanaskan fluida yang bekerja terpisah, seperti air atau uap, yang kemudian melakukan kerja.

Sebuah mesin piston bekerja dengan membakar bahan bakar hidrokarbon atau hidrogen

untuk menekan sebuah piston dan menggerakannya secara berualng, sedangkan sebuah mesin jet bekerja dengan panas pembakaran yang mendorong bagian dalam nozzle dan ruang pembakaran, sehingga mendorong mesin ke depan. Mesin jet, kebanyakan roket dan banyak turbin gas termasuk dalam mesin pembakaran dalam, tetapi istilah "mesin pembakaran dalam" seringkali menuju ke "mesin piston", yang merupakan tipe paling umum mesin pembakaran dalam.

2. Mesin Empat Tak (Empat Langkah)

yang bergerak dan langkah yang lalui dalam satu siklus. Mesin empat tak juga lebih mudah dibuat dalam konfigurasi multi-silinder dari pada dua tak. Membuatnya sangat berguna dalam aplikasi kebutuhan tenaga-besar (Hight Power) seperti mobil.

Gambar 1. Langkah Mesin Empat Tak (Intake, Compression, Power, Exhaust)

3. Atkinson Cycle

Siklus Atkinson adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam yang ditemukan oleh James Atkinson pada tahun 1882. Mesin Atkinson adalah mesin yang pada dasarnya menggunakan prinsip kerja yang hampir sama dngan mesin Otto Cycle. Atkinson Cycle

dirancang untuk memberikan efisiensi lebih namun mengurangi densitas daya, atau daya total.

Pada rancangan Atkinson memiliki perbedaan yang cukup signifikan pada mekanisme penghubung pada penggerak poros utama (crankshaft). Penggerak piston diatur oleh suatu pengungkit untuk mendapatkan empat langkah yang diterima oleh piston. Lihat Gambar 2. Dengan rancangan yang sedemikian rupa, rasio ekspansi dapat berbeda dari rasio kompresi dan dengan langkah ekspansi (power) lebih panjang dari langkah kompresi (compression)

dengan begitu mesin dapat mencapai efisiensi termal yang lebih besar dibandingkan mesin dengan siklus Otto.

Gambar 2. Atkinson Engine yang telah Dipatenkan

Mesin dengan siklus Otto memiliki efisiensi termal seiktar 20%, namun pada siklus Atkinson efisiensi termal meningkat menjadi lebih dari 30%, akibat dari tetap terbukanya katup masuk (valve intake) pada saat melakukan kompresi. Menjadi keuntungan lebih karena pada saat melakukan intake mengurangi beban dan kerja yang dihasilkan dari piston.

Gambar 3. Diagram P-V pada Siklus Ideal Atkinson

The ideal Atkinson cycle consists of following operations:

 1–2 Isentropic, orreversible, adiabaticcompression

 2–3 Isochoric heating (Qp)

 4–5 Isentropic expansion

 5–6 Isochoric cooling (Qo)

 6–1 Isobaric cooling (Qo')

Secara sederhana siklus Atkinson memperluas bidang kerja yang dihasilkan. Lihat Gambar 4. Sehingga efisiensi termal yang didapatkan akan semakin lebih besar.

Gambar 4. Bentuk Sederhana Diagram P-V dalam Siklus Otto dan Siklus Atkinson

Di zaman sekarang ini telah banyak mesin pembakaran dalam khususnya pada otomotif telah menggunakan valve timing yang tidak konvensional lagi (variable valve timing). Berbagai perkembangan gerak katup yang sudah semakin canggih seperti VVti, Mivec, Vanos, dan lain-lain. Sehingga dengan mudahnya mengatur waktu open-close valve. Tanpa harus memperpendek proses kompresi (udara terkompresi menjadi lebih sedikit) atau langkah ekspansi (power), sehingga pemperbaiki efisiensi bahan bakar yang sebelumnya merupakan efek negatif dari siklus Atkinson sebenarnya.

4. Miller Cycle

untuk melakukan kompresi. Namun dalam siklus Miller masalah tersebut dapat diimbangi dengan menggunakan supercharger.

Supercharger (dikenal dengan blower) adalah sebuah kompresor gas yang digunakan untuk memompa udara ke silinder mesin pembakaran dalam (ruang bakar). Massa oksigen tambahan yang dipaksa masuk ke silinder membuat mesin membakar lebih banyak bahan bakar, dan meningkatkan efisiensi volumetrik mesin dan membuatnya lebih bertenaga. Sebuah supercharger ditenagai secara mekanik oleh sabuk-puli, rantai-sproket, maupun mekanisme roda gigi dari poros engkol mesin. Supercharger mirip dengan turbocharger, tetapi turbocharger ditenagai oleh arus gas keluaran mesin (exhaust) yang mendorong turbin. Supercharger dapat menyerap sebanyak sepertiga tenaga crankshaft mesin

Gambar 5. Komponen Supercharger (atas) dan Turbocharger (bawah) Dengan demikian beban yang dialami saat kompresi semakin berkurang, dan power

Gambar 6. Diagram P vs V Miller CyclePatent

5. Simpulan

Berikut merupakan kesimpulan mengenai Siklus Atkinson dan Siklus Miller:

 Siklus Atkinson dan silkus Miller sama-sama suatu metode dalam rekayasa mesin

bakar pembakaran dalam yang berguna untuk mengembangkan tingkat efisiensi yang telah ada sebelumnya.

 Siklus Miller merupakan versi modern dari siklus Atkinson, yang mana

menggunakan perangkat tambahan seperti supercharge guna mengurangi kelemahan yang ada pada siklus Atkinson

 Semakin berkembangnya teknologi, terutama pada perangkat mesin bakar

pembakaran dalam, maka akan semakin mudah dalam merekayasa mekanisme juga efisiensi yang diinginkan.

 Siklur Miller merupakan pilihan modern yang sangat berguna hingga saat ini,

terlebih perkembangan mesin bakar pembakaran dalam yang semakin pesat, untuk meningkatkan efisiensi, menghemat bahan bakar, ramah lingkungan, dan aman.

3.1. Daftar Pustaka

Wikipedia. Mei 2016. Motor Bakar Pembakaran Dalam

Wikipedia. Mei 2016. Atkinson Cycle. https://en.wikipedia.org/wiki/Atkinson_cycle [Diakses pada 24 Mei 2016]

Wikipedia. Mei 2016. Miller Cycle. https://en.wikipedia.org/wiki/Miller_cycle [Diakses pada 24 Mei 2016]