MOTOR BAKAR DAN MOTOR LISTRIK
DISUSUN OLEH :
DAVID DWI HERYANDI
KELAS X TEKNIK MESIN V
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 02
JURUSAN TEKNIK MESIN
MOTOR BAKAR DAN MOTOR LISTRIK
DISUSUN OLEH :
BAYU PRASETIO
KELAS X TEKNIK MESIN V
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 02
JURUSAN TEKNIK MESIN
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dunia industri telah muncul sejak beberapa puluh tahun yang lalu. Dari masa ke masa terjadi perubahan teknologi di bidang industri. Berbagai macam inovasi telah dilakukan untuk merubah teknologi industri menjadi lebih maju dari sebelumnya. Perkembangan teknologi industri yang kian pesat ini semata-mata ditujukan untuk kebutuhan dan kesejahteraan manusia. Oleh karena itu perkembangan industri saat ini menuntut adanya peningkatan kualitas, peningkatan produktivitas, dan peningkatan efisiensi dari setiap proses produksi. Selain itu juga diharapkan waktu yang diperlukan untuk melakukan proses produksi semakin singkat tanpa mengurangi kualitas hasil dari proses produksi tersebut.
Berdasarkan pemikiran tersebut, maka dibutuhkan suatu peralatan industri yang bisa membantu dalam menyelesaikan permasalahan ini. Motor bakar bakar dan motor listrik merupakan jawaban dari solusi tersebut. Motor bakar adalah suatu peralatan industri yang menggunakan bahan bakar termal, sedangkan motor listrik merupakan sebuah peralatan industri yang menggunakan listrik sebagai bahan bakarnya.
B. Tujuan
BAB II METODELOGI
A. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan untuk praktikum ini antara lain motor listrik sefase, motor listrik tiga fase, motor bakar, baterai, kawat penyangga, kawat tembaga, kabel listrik, dan magnet.
B. Metode
Pengamatan yang pertama adalah pengamatan motor bakar. Dalam pengamatan ini diamati silinder tempat torak berada, mekanisme masuknya bahan bakar, kompresi- pembakaran dan pembuangan sisa serta diamati sistem yang digunakan oleh motor bakar, apakah tipe dua tak atau empat tak.
BAB III PEMBAHASAN
Proses pembakaran adalah suatu reaksi kimia antara bahan bakar dan udara yang menimbulkan panas sehingga menghasilkan energi. Pada proses pembakaran selalu dibutuhkan campuran udara dan bahan bakar yang cukup untuk mencapai pembakaran yang sempurna. Proses pembakaran tidak terjadi sekaligus dalam satu proses tetapi memerlukan tahapan-tahapan proses. Pada pembakaran secara teoritis dibutuhkan sejumlah udara minimal agar proses pembakaran dapat berlangsung, dimana perbandingan antara jumlah udara yang dibutuhkan dengan jumlah bahan bakar yang akan dibakar dinyatakan dengan Air Fuel Ratio (AFR). Pada kenyataannya pembakaran terjadi dengan komposisi yang tidak ideal sehingga menghasilkan CO dan HC pada gas buang kendaraan.
Pada proses pembakaran bensin selalu akan dihasilkan CO dan HC jika pembakaran yang terjadi tidak sempurna. Apabila konsentrasi bahan bakar lebih banyak dari udara maka CO dan HC yang dihasilkan juga akan semakin besar pula.
A. Motor Bakar
Motor bakar adalah suatu mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada mesin itu sendiri. Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Ø Motor bakar luar
terlebih dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin uap.
Ø Motor Bakar Dalam
Proses pembakaran bahan bakar pada motor bakar dalam terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas, motor bakar torak dan mesin propulasi pancar gas.
Prinsip Kerja Motor Bakar
Bahan bakar dalam motor bakar di ubah menjadi energi panas. Energi ini digunakan untuk menghasilkan energi mekanik. Prinsip kerja motor bakar, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan bahan bakar dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan tekanan. Bila torak bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran, maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah. Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk merubah gerakan turun naik menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang torak dan yang mana ini akan memutarkan poros engkol. Dan juga diperlukan untuk membuang gas-gas sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara bensin pada saat-saat yang tepat untuk menjaga agar torak dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja tetap.
Cara Kerja Motor Bakar
Bahan bakar berfungsi sebagai penggerak torak. Torak bergerak naik turun di dalam silinder dalam gerakan reciprocating. Titik tertinggi yang dicapai oleh torak tersebut disebut titik mati atas (TMA) dan titik terendah disebut titik mati bawah (TMB). Gerakan dari TMA ke TMB disebut langkah torak (stroke). Pada motor 4 (empat) tak mempunyai 4 langkah dalam satu gerakan yaitu langkah penghisapan, langkah kompresi ,langkah kerja dan langkah pembuangan.
plunyer ditarik dengan tiba-tiba), dengan membebaskan jari akan menyebabkan udara masuk ke alat suntik ini dan akan terdengar suara letupan. Hal ini terjadi sebab tekanan di dalam lebih rendah dari tekanan udara luar. Hal yang sama juga
terjadi di mesin, torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan di dalam silinder, dengan demikian campuran udara bensin dihisap ke dalam. Selama langkah torak ini, katup hisap akan membuka dan katup buang menutup.
Pada langkah hisap terjadi gerakan campuran udara bensin yang ada di dalam silinder dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Kedua katup hisap dan katup buang akan menutup selama gerakan tekanan dan suhu campuran udara bensin menjadi naik. Bila tekanan campuran udara bensin ini ditambah lagi, tekanan serta ledakan yang lebih besar lagi dari tenaga yang kuat ini akan mendorong torak ke bawah. Sekarang torak sudah melakukan dua gerakan atau satu putaran, dan poros engkol berputar satu putaran.
Langkah kerja merupakan suatu kegiatan campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar dan menyebabkan terbakar dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga penggerak yang nyata. Selama gerak ini katup hisap dan katup buang masih tertutup. Torak telah melakukan tiga langkah dan poros engkol berputar satu setengah putaran.
Untuk langkah yang terakhir torak terdorong ke bawah, ke TMB dan naik kembali ke TMA untuk mendorong gas-gas yang telah terbakar dari silinder. Selama gerakan ini kerja katup buang saja yang terbuka. Bila torak mencapai TMA sesudah melakukan pekerjaan seperti di atas, torak akan kembali pada keadaan untuk memulai gerak hisap. Sekarang motor telah melakukan 4 gerakan penuh, hisap-kompresi-kerja-buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah menghasilkan satu tenaga. Di dalam mesin sebenarnya, membuka dan menutupnya katup tidak terjadi tepat pada TMA dan TMB, tetapi akan berlaku lebih cepat atau lambat, ini dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas.
adalah tidak terpisahnya proses pembakaran dan pemasukan. Gas buang sisa pembakaran didorong keluar oleh desakan dari gas baru masuk dari crankcase (karter). Semakin efektif sistem pembilasan (scavenging) ini maka mutu pembakaran berikutnya akan semakin baik karena kemungkinan gas buang tercampur dengan gas baru akan berkurang.
Sebagai contoh aplikasi alat yang menggunakan motor bakar di pasaran antara lain:
ü Motor bensin untuk berbagai penerapan misal pada pompa air, sepeda motor, mobil, kompresor udara, mesin semprot, mesin pemotong rumput, dan sebagainya. Sumber energi untuk menggerakkan motor bensin adalah pembakaran bensin.
ü Motor diesel yang digunakan pada mobil, traktor, pembangkit listrik, pompa air, gilingan padi, dan sebagainya. Sumber energi untuk menggerakkan motor diesel adalah pembakaran minyak diesel atau solar.
ü Mesin uap, baik yang berupa torak maupun turbin (turbin uap). Sumber energi untuk menggerakkan mesin uap adalah pembakaran berbagai macam bahan bakar misalnya batubara, kayu bakar, minyak bakar, ampas tebu, dan sebagainya.
ü Turbin gas, berupa turbin yang digerakkan oleh tenaga hembusan gas hasil pembakaran bahan bakar. Prinsip kerjanya sama dengan turbin uap, pembedanya ialah jika turbin uap digerakkan oleh tekanan uap, turbin gas digerakkan oleh tekanan gas hasil pembakaran.
B. Motor Listrik
seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.
Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron. Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.
Perbedaan putaran relatif antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, apabila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.
Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi tiga phasa dan motor induksi satu phasa. Motor induksi tiga phasa dioperasikan pada sistem tigaphasa dan banyak digunakan didalam berbagai bidang industri, sedangkan motor induksi satu phasa dioperasikan pada sistem satu phasa yang banyak digunakan terutama pada penggunaan untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi satu phasa mempunyai daya keluaran yang rendah.
menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.
Ø Komponen motor induksi
Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama , yaitu:
a. Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor: rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel dan lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. b. Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. (Riyadi,2000)
Ø Efisiensi motor lisrik
Efisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi. Kehilangan dapat bervariasi dari kurang lebih dua persen hingga 20 persen.
Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah: a. Usia. Motor baru lebih efisien
b. Kapastas. Sebagaimana pada hampir kebanyakan peralatan, efisiensi motor meningkat dengan laju kapasitasnya.
c. Kecepatan. Motor dengan kecepatan yang lebih tinggi biasanya lebih efisien. d. Jenis. Sebagai contoh, motor kandang tupai biasanya lebih efisien daripada motor
cincingeser
e. Suhu. Motor yang didinginkan oleh fan dan tertutup total (TEFC) lebih efisien daripada motor screen protected drip-proof (SPDP)
Motor listrik arus searah DC
Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Generator
DC adalah alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrikDC. Motor
DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator, atau sebaliknya generator DC bisa difungsikan sebagai motor DC.
Secara fisik mesin DC tampak jelas ketika rumah motor atau disebut stator dibongkar terdapat kutub-kutub magnet bentuknya menonjol mesin DC yang
sudah dipotong akan tampak beberapa komponen yang mudah dikenali. Bagian
yang berputar dan berbentuk belitan kawat dan ditopang poros disebut sebagai rotor atau jangkar. Bagian rotor mesin DC salah satu ujungnya terdapat komutator yang merupakan kumpulan segmen tembaga yang tiap-tiap ujungnya disambungkan dengan ujung belitan rotor. Komutator merupakan bagian yang sering dirawat dan dibersihkan karena bagian ini bersinggungan dengan sikat
arang untuk memasukkan arus dari jala-jala ke rotor. Sikat arang (carbon brush)
dipegang oleh pemegang sikat (brush holder) agar kedudukan sikat arang stabil.
Pegas akan menekan sikat arang sehingga hubungan sikat arang dengan komutator tidak goyah. Sikat arang akan memendek karena usia pemakaian dan secara periodik harus diganti dengan sikat arang baru. Salah satu kelemahan dari mesin DC adalah kontak mekanis antara komutator dan sikat arang yang harus terjaga dan secara rutin dilakukan pemeliharaan. Tetapi mesin DC juga memiliki keunggulan khususnya untuk mendapatkan pengaturan kecepatan yang stabil dan
halus. Motor DC banyak dipakai di industri kertas, tekstil, kereta api diesel
