Modul MKE SMK Muhammadiyah Adiwerna

(1)

BAB

1

1 MESIN KONVERSI ENERGIMESIN KONVERSI ENERGI

Tujuan Pembelajaran:

1.

1. Siswa mampu menjelaskan pengertian energiSiswa mampu menjelaskan pengertian energi

2.

2. Siswa mampu menjelaskan hukum kekekalan energiSiswa mampu menjelaskan hukum kekekalan energi

3.

3. Siswa mampu menyebutkan bentuk-bentuk energi yangSiswa mampu menyebutkan bentuk-bentuk energi yang

dipakai untuk kebutuhan

dipakai untuk kebutuhan manusia.manusia.

4.

4. Siswa Mampu menyebutkan Pengertian Siswa Mampu menyebutkan Pengertian Mesin KonversiMesin Konversi

Energi

5.

5. Siswa mampu memahami bentuk pengubahan energi padaSiswa mampu memahami bentuk pengubahan energi pada

bidang otomotif dan teknologi

A.

A. Pengertian EnergiPengertian Energi

Energi bersifat abstrak yang sukar dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya.

Menurut hukum Termodinamika Pertama, energi bersifat kekal. Energi tidak dapat

diciptakan dan tidak dapat dimusnakan, tetapi dapat berubah bentuk (konversi) dari

bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain.

Energi adalah suatu besaran turunan dengan satuan N.m atau Joule. Energi dan

kerja mempunyai satuan yang sama. Sedangkan kerja dapat

kerja mempunyai satuan yang sama. Sedangkan kerja dapat didefinisikan sebagai usahadidefinisikan sebagai usaha

untuk memindahkan benda sejauh S (m) dengan gaya F (Newton)

Hukum Kekekalan energi

Hukum Kekekalan energi menyatakan bahwamenyatakan bahwa energi tidak dapat di musnahkan,energi tidak dapat di musnahkan, tapi dapat dirubah kedalam bentuk yang lain.

tapi dapat dirubah kedalam bentuk yang lain. Hal ini berarti, energi tidak dapatHal ini berarti, energi tidak dapat

dimusnahkan tapai dapat diubah dalam bentuk lain dan dimanfaatkan untuk

kepentingan energi.

SIFAT ENERGI

Energi di alam adalah kekal artinya energi tidak dapat diciptakan dan

dimusnahkan tetapi hanya dapat diubah dari energi satu ke energi lainnya (

dimusnahkan tetapi hanya dapat diubah dari energi satu ke energi lainnya (HukumHukum

kekekalan energi

kekekalan energi). Ilmu yang mempelajari perubahan energi dari energi satu ke). Ilmu yang mempelajari perubahan energi dari energi satu ke

lainnya disebut dengan

lainnya disebut dengan ilmu konversi energiilmu konversi energi..

Tingkat keberhasilan perubahan energi disebut dengan

Tingkat keberhasilan perubahan energi disebut dengan EfisiensiEfisiensi. Adapun sifat-. Adapun

sifat-sifat energi secara umum adalah :

sifat energi secara umum adalah :

1.

1. TransformTransformasi asi energienergi, artinya energi dapat diubah menjadi bentuk lain, misalkan, artinya energi dapat diubah menjadi bentuk lain, misalkan

energi panas pembakaran menjadi energi mekanik mesinContoh yang lain adalah

proses perubahan energi atau konversi energi pada turbin dan

proses perubahan energi atau konversi energi pada turbin dan pompa.pompa.

2.

2. Transfer energi,Transfer energi, yaitu energi panas (heat) dapat ditransfer dari tempat satu keyaitu energi panas (heat) dapat ditransfer dari tempat satu ke

tempat lainnya atau dari material satu ke material lainnya.

3.

3. Energi dapat pindahEnergi dapat pindah ke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkanke benda lain melalui suatu gaya yang menyebabkan

pergeseran, sering disebut dengan energi mekanik,

4.

4. Energi adalah kekalEnergi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan., tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.

BENTUK-BENTUK ENERGI

Sedang bentuk-bentuk energi lain dijelaskan di bawah ini :

1.

1. Energi Kinetik Energi Kinetik ; energi suatu benda karena bergerak dengan kecepatan V,; energi suatu benda karena bergerak dengan kecepatan V,

sebagai contoh , mobil yang bergerak, benda jatuh dsb

(2)

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial

Cancel Anytime.

(3)

Cancel Anytime.

Gambar 1.1. Bentuk Energi Mekanik pada sebuah Mobil Balap Gambar 1.1. Bentuk Energi Mekanik pada sebuah Mobil Balap 2.

2. Energi potensialEnergi potensial adalah energi yang tersimpan pada benda karenaadalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukannya. Sebagai contoh,

kedudukannya. Sebagai contoh, energi potensial airenergi potensial air adalah energi yang dimilikiadalah energi yang dimiliki air karena ketinggiannya dari permukaan. Contohnya air waduk di pegunungan air karena ketinggiannya dari permukaan. Contohnya air waduk di pegunungan dapat dikonversi menjadi energi mekanik untuk memutar turbin, selanjutnya dapat dikonversi menjadi energi mekanik untuk memutar turbin, selanjutnya dikonversi lagi menjadi energi listrik.

dikonversi lagi menjadi energi listrik.

Gambar 1.2. Bendungan air bentuk energi potensial Gambar 1.2. Bendungan air bentuk energi potensial 3.

3. Energi mekanik Energi mekanik adalah energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik adalah energi total yaitu penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potesial. Adapun energi atau kerja mekanik pada mesin-mesin dengan energi potesial. Adapun energi atau kerja mekanik pada mesin-mesin panas, adalah kerja yang dihasilkan dari proses ekspansi atau kerja yang panas, adalah kerja yang dihasilkan dari proses ekspansi atau kerja yang dibutuhkan proses kompresi. Energi meknik merupakan energi gerak, misal turbin dibutuhkan proses kompresi. Energi meknik merupakan energi gerak, misal turbin air akan mengubah energi potensial menjadi energi mekanik untuk memutar air akan mengubah energi potensial menjadi energi mekanik untuk memutar generator listrik.

(4)

Cancel Anytime.

(5)

Cancel Anytime.

dilewatkan pada medan magnet. Bentuk transisinya adalah aliran elektron melalui dilewatkan pada medan magnet. Bentuk transisinya adalah aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu. Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan konduktor jenis tertentu. Energi listrik dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis yang merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik yang elektrostatis yang merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik yang dihasilkan oleh terakumulasinya muatan elektron pada

dihasilkan oleh terakumulasinya muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor.pelat-pelat kapasitor.

Gambar 1.3. Motor starter dan alternator

Gambar 1.3. Motor starter dan alternator perubahan energi listrik perubahan energi listrik 5.

5. Energi Elektromagnetik Energi Elektromagnetik merupakan bentuk energi yang berkaitan denganmerupakan bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik. Energi radiasi dinyatakan dalam satuan

radiasi elektromagnetik. Energi radiasi dinyatakan dalam satuan energi yang sangatenergi yang sangat kecil, yakni elektron volt (eV) atau mega elektron volt (MeV), yang juga digunakan kecil, yakni elektron volt (eV) atau mega elektron volt (MeV), yang juga digunakan dalam evaluasi energi nuklir.

dalam evaluasi energi nuklir.

Gambar 1.4. Pancar

Gambar 1.4. Pancar Matahari Merupakan Bentuk Energi Elektromagnetik Matahari Merupakan Bentuk Energi Elektromagnetik 6.

6. Energi KimiaEnergi Kimia merupakan energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron dimerupakan energi yang keluar sebagai hasil interaksi elektron di mana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa mana dua atau lebih atom/molekul berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia hanya

(6)

Cancel Anytime.

(7)

Cancel Anytime.

7.

7. Energi NuklirEnergi Nuklir adalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat dilepasadalah energi dalam bentuk energi tersimpan yang dapat dilepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini dilepas sebagai akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi ini dilepas sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi yang lebih stabil. Satuan hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi yang lebih stabil. Satuan yang digunakan adalah juta elektron reaksi. Pada reaksi nuklir dapat terjadi yang digunakan adalah juta elektron reaksi. Pada reaksi nuklir dapat terjadi peluruhan radioaktif, fisi, dan fusi.

peluruhan radioaktif, fisi, dan fusi.

Gambar 1.6. Reaktor Nuklir Gambar 1.6. Reaktor Nuklir 8.

8. Energi TermalEnergi Termal merupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalahmerupakan bentuk energi dasar di mana dalam kata lain adalah semua energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas.

semua energi yang dapat dikonversikan secara penuh menjadi energi panas.

Gambar 1.7. Energi Panas Bumi Sebagai Bentuk Energi Thermal Gambar 1.7. Energi Panas Bumi Sebagai Bentuk Energi Thermal 9.

9. Energi AnginEnergi Angin merupakan energi yang tidak akan habis, material utama berupamerupakan energi yang tidak akan habis, material utama berupa angin dengan kecepatan tertentu yang mengenai turbin angin sehingga menjadi angin dengan kecepatan tertentu yang mengenai turbin angin sehingga menjadi

(8)

Cancel Anytime.

(9)

Cancel Anytime.

Gambar 1.8. Kincir Angin Merupakan Bentuk Perubahan Energi Angin Gambar 1.8. Kincir Angin Merupakan Bentuk Perubahan Energi Angin B.

B. Defenisi Mesin Konversi EnergiDefenisi Mesin Konversi Energi Mesin

Mesin adalah suatu pesadalah suatu pesawat yang mengawat yang menghasilkan suatu ghasilkan suatu gerak/kerja. erak/kerja. Dari uraian diatas,Dari uraian diatas, dapat disimpulkan

dapat disimpulkan Mesin Konversi Energi Mesin Konversi Energi adalahadalah suatu pesawat yang mengubah suatu pesawat yang mengubah suatu energi menjadi energi yang lain sehingga menghasilkan suatu kerja/usaha yang suatu energi menjadi energi yang lain sehingga menghasilkan suatu kerja/usaha yang dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.

dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Contoh Mesin Konversi Energi adalah Contoh Mesin Konversi Energi adalah sebagaisebagai berikut :

berikut :

Motor bakar, merupakan suatu pesawat Motor bakar, merupakan suatu pesawat kerja yang mengubah energi kimia dari kerja yang mengubah energi kimia dari campuran bahan bakar menjadi energi campuran bahan bakar menjadi energi mekanik naik turunnya poros

mekanik naik turunnya poros engkol.engkol.

Motor starter, mengubah energi listrik Motor starter, mengubah energi listrik menjadi energi gerak putar roda gigi menjadi energi gerak putar roda gigi pinion untuk penggerak awal engine.

(10)

Cancel Anytime.

(11)

Cancel Anytime.

BAB BAB

2

MOTOR BAKAR (ENGINE)

Tujuan Pembelajaran :

Tujuan Pembelajaran : 1.

1. Siswa mampu menjelaskan pengertian motor bakarSiswa mampu menjelaskan pengertian motor bakar 2.

2. Siswa mampu menyebutkan pembagian dan klassifikasiSiswa mampu menyebutkan pembagian dan klassifikasi motor bakar

motor bakar 3.

3. Siswa mampu menyebutkan cara kerja motor bakarSiswa mampu menyebutkan cara kerja motor bakar 4.

4. Siswa Siswa mampu mampu menyebutkan menyebutkan komponen-komponenkomponen-komponen utama motor bakar dan fungsinya.

utama motor bakar dan fungsinya.

A.

A. Pengertian Motor BakarPengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang mengubah energi kimia dari bahan Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi Mekanik pada gerakan naik turun

bakar menjadi energi Mekanik pada gerakan naik turun piston.piston.

Dimana energi kimia dari bahan bakar tersebut menghasilkan energi panas dan Dimana energi kimia dari bahan bakar tersebut menghasilkan energi panas dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja

menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja mekanik.mekanik.

Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.

luar dan motor pembakaran dalam. 1.

1. Motor pembakaran luarMotor pembakaran luar

Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran bahan bakar terjadi di Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin luar mesin itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan

menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin uap.turbin uap.

Gambar 2.1 Turbin Uap Gambar 2.1 Turbin Uap 2.

2. Motor pembakaran dalamMotor pembakaran dalam

Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran bahan bakar terjadi di Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas, motor bakar torak dan mesin menjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas, motor bakar torak dan mesin propulasi pancar gas.

(12)

Cancel Anytime.

(13)

Cancel Anytime.

Gambar.2.2 Turbin Gas Gambar.2.2 Turbin Gas

Berdasarkan Prinsip kerjanya motor bakar dibagi atas 3 macam, yaitu Berdasarkan Prinsip kerjanya motor bakar dibagi atas 3 macam, yaitu ::

1.

1. Motor Bakar Otto (Motor Bensin)Motor Bakar Otto (Motor Bensin)

Motor bakar otto (Motor bensin) adalah jenis Motor bakar otto (Motor bensin) adalah jenis yang paling banyak digunakan terutama pada yang paling banyak digunakan terutama pada kendaraan ringan, seperti : Sepeda motor, dan kendaraan ringan, seperti : Sepeda motor, dan mobil.

mobil.

Jenis motor bakar ini diciptakan oleh seorang Jenis motor bakar ini diciptakan oleh seorang insinyur berkebangsaan Jerman, Nicholas Otto

insinyur berkebangsaan Jerman, Nicholas Otto

Pada motor bensin, bensin dibakar untuk Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi termal. Energi ini selanjutnya memperoleh energi termal. Energi ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. Prinsip kerja motor bensin, secara sederhana dapat Prinsip kerja motor bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan bensin dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak bensin dari karburator diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar oleh percikan bunga api dari busi untuk memperoleh tenaga naik torak, dibakar oleh percikan bunga api dari busi untuk memperoleh tenaga panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan tekanan didalam ruang siliinder, sehingga torak bergerak turun naik di dalam tekanan didalam ruang siliinder, sehingga torak bergerak turun naik di dalam silinder akibat tekanan tinggi pembakaran, Gerak naik turun piston kemudian silinder akibat tekanan tinggi pembakaran, Gerak naik turun piston kemudian diubah batang torak menjadi gerak putar poros engkol. Melalui mekanisme katup diubah batang torak menjadi gerak putar poros engkol. Melalui mekanisme katup yang terhubung ke poros engkol pengaturan pembukaan katup masuk bahan bakar yang terhubung ke poros engkol pengaturan pembukaan katup masuk bahan bakar dan katup pembuangan sisa-sisa pembakaran dilakukan secara periodik.

dan katup pembuangan sisa-sisa pembakaran dilakukan secara periodik.

Pada motor bakar bensin, proses pembakaran terjadi dengan bantuan Pada motor bakar bensin, proses pembakaran terjadi dengan bantuan percikan bunga api yang disampaikan melalui busi.

(14)

Cancel Anytime.

(15)

Cancel Anytime.

Langkah Kerja Motor Bensin 2 Tak Langkah Kerja Motor Bensin 2 Tak

1.

1. LANGKAH KOMPRESI DAN LANGKAH HISAPLANGKAH KOMPRESI DAN LANGKAH HISAP 

 Pada bagian atas dari piston terjadi aksiPada bagian atas dari piston terjadi aksikompresi kompresi 

 Secara bersamaan aksi hisap terjadi pada ruang engkol atau pada bagianSecara bersamaan aksi hisap terjadi pada ruang engkol atau pada bagian bawah piston.

bawah piston. 

 Torak bergerak dari TMBTorak bergerak dari TMB(titik mati bawah(titik mati bawah) ke tma) ke tma(titik mati atas(titik mati atas).). 

 Pada saat saluran pembilasan tertutup mulai dilakukanPada saat saluran pembilasan tertutup mulai dilakukan langkah kompresi langkah kompresi pada ruang silinder.

pada ruang silinder. 

 Pada saat saluran hisap membuka makaPada saat saluran hisap membuka maka campuran udara dan bensincampuran udara dan bensin akanakan masuk ke dalam

masuk ke dalamruang engkol ruang engkol ..

2.

2. LANGKAH USAHA DAN BUANGLANGKAH USAHA DAN BUANG 

 Sebelum piston mencapai TMA (Sebelum piston mencapai TMA (titik mati atastitik mati atas), busi akan memercikan), busi akan memercikanbungabunga api listrik

api listrik sehingga campuran udara dan bahan bakar akar terbakar dansehingga campuran udara dan bahan bakar akar terbakar dan menyebabkan timbulnya daya dorong terhadap piston, sehingga piston akan menyebabkan timbulnya daya dorong terhadap piston, sehingga piston akan bergerak dari TMA (

bergerak dari TMA (titik mati atastitik mati atas) ke TMB () ke TMB (titik mati bawahtitik mati bawah).). 

 Sesaat setelah saluran hisap tertutup dan saluran bias serta saluram buangSesaat setelah saluran hisap tertutup dan saluran bias serta saluram buang membuka maka campuran udara dan bahan bakar yamg berada

membuka maka campuran udara dan bahan bakar yamg berada diruangdiruang engkol

engkol akan mendorongakan mendorong gas sisa hasil pembakarangas sisa hasil pembakaran melaluimelalui saluran biassaluran bias keke saluran buang.

(16)

Cancel Anytime.

(17)

Cancel Anytime.

Langkah Kerja Motor Bensin 4 Tak Langkah Kerja Motor Bensin 4 Tak 1.

1. Langkah HisapLangkah Hisap 

 Katup hisap terbuka dan katup buang tertutupKatup hisap terbuka dan katup buang tertutup 

 Piston bergerak kebawah dan menghhisapPiston bergerak kebawah dan menghhisap campuran bahan bakar dan udara masuk campuran bahan bakar dan udara masuk kedalam ruang bakar.

kedalam ruang bakar.

2.

2. Langkah kompresiLangkah kompresi 

 Katup hisap dan katup buang keduanyaKatup hisap dan katup buang keduanya tertutup

tertutup 

 Piston bergerak keatas dan menekan campuranPiston bergerak keatas dan menekan campuran bahan bakar dan udara didalam ruang bakar. bahan bakar dan udara didalam ruang bakar.

3.

3. Langkah usahaLangkah usaha 

 Kedua katup masih tertutup. Campuran bahanKedua katup masih tertutup. Campuran bahan bakar dan udara yang bertekanan tinggi bakar dan udara yang bertekanan tinggi dinyalakan oleh api busi

dinyalakan oleh api busi 

 Piston Piston bergerak bergerak cepat cepat kebawah kebawah akibatakibat dorongan hasil pembakaran

dorongan hasil pembakaran

4.

4. Langkah buangLangkah buang 

 Katup hisap tertutup dan katup buang terbukaKatup hisap tertutup dan katup buang terbuka 

 Piston bergerak keatas dan mendorong gas sisiPiston bergerak keatas dan mendorong gas sisi pembakaran keluar ruang bakar.

(18)

Cancel Anytime.

(19)

Cancel Anytime.

dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara, yang selanjutnya udara dan dimasukkan ke dalam ruang bakar hanya udara, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan sampai mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa tersebut dikompresikan sampai mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa saat sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) bahan bakar solar diinjeksikan saat sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) bahan bakar solar diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup ke dalam ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup tinggi maka partikel-partikel bahan bakar akan menyala dengan sendirinya tinggi maka partikel-partikel bahan bakar akan menyala dengan sendirinya sehingga membentuk proses pembakaran. Agar bahan bakar solar dapat terbakar sehingga membentuk proses pembakaran. Agar bahan bakar solar dapat terbakar sendiri,maka diperlukan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi kira-kira sendiri,maka diperlukan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi kira-kira 600ºC.

600ºC.

Meskipun untuk motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti Meskipun untuk motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem injeksi halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri (self i

sifat dapat terbakar sendiri (self ignition).gnition).

Gambar.2.4 Motor Bakar Diesel Gambar.2.4 Motor Bakar Diesel

Prinsip Kerja Pada Mesin Diesel Prinsip Kerja Pada Mesin Diesel

1.

1. Prinsip Kerja 2 tak Prinsip Kerja 2 tak

A.

(20)

Cancel Anytime.

(21)

Cancel Anytime.

Gambar 2.5. langkah Kompresi dan Hisap Gambar 2.5. langkah Kompresi dan Hisap B.

B. Langkah Usaha Dan BuangLangkah Usaha Dan Buang,, 

 Sebelum piston mencapai TMASebelum piston mencapai TMA (titik mati atas(titik mati atas), injector akan), injector akan menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar dan ini sebagai menyemprotkan bahan bakar ke ruang bakar dan ini sebagai pembakaran awal, karena bahan bakar bercampur dengan udara pembakaran awal, karena bahan bakar bercampur dengan udara bersih dan bertekanan tinggi maka akan terjadi proses pembakaran bersih dan bertekanan tinggi maka akan terjadi proses pembakaran sempurna, akibatnya akan mendorong piston dan piston pun

sempurna, akibatnya akan mendorong piston dan piston pun bergerakbergerak dari TMA ke TMB, sesaat piston belum mencapai TMB (

dari TMA ke TMB, sesaat piston belum mencapai TMB (titik mati titik mati

bawah

bawah) katup buang sudah mulai membuka. Dan bila saluran hisap) katup buang sudah mulai membuka. Dan bila saluran hisap membuka maka udara bersih akan membantu mendorong

membuka maka udara bersih akan membantu mendorong gas sisagas sisa

hasil pembakaran

hasil pembakaran keluar.keluar.

Gambar 2.6. Langkah Usaha dan Buang Gambar 2.6. Langkah Usaha dan Buang

(22)

Cancel Anytime.

(23)

Cancel Anytime.



 Katup hisap terbuka dan katupKatup hisap terbuka dan katup buang tertutup

buang tertutup



 Piston bergerak kebawah danPiston bergerak kebawah dan hanya

hanya menghisap menghisap udara mudara masuk asuk kedalan ruang bakar

kedalan ruang bakar



 Katup hisap dan katup buangKatup hisap dan katup buang keduanya tertutup

keduanya tertutup



 Piston bergerak keatas denganPiston bergerak keatas dengan tekanan sangat tinggi didalam ruang tekanan sangat tinggi didalam ruang bakar

bakar

3.

3. Langkah UsahaLangkah Usaha



 Kedua katup masih tertutup. UdaraKedua katup masih tertutup. Udara yang bertekanan tinggi dinyalakan yang bertekanan tinggi dinyalakan dengan menyemprotkan bahan dengan menyemprotkan bahan bakar

bakar solar solar ke ruang ke ruang bakarbakar

4.

4. Langkah BuangLangkah Buang



 Katup hisap tertutup dan katupKatup hisap tertutup dan katup buang terbuka.

buang terbuka.



 Piston bergerak keatas danPiston bergerak keatas dan mendorong gas sisa pembakaran mendorong gas sisa pembakaran keluar ruang bakar

keluar ruang bakar Gambar 2.7. Prinsip Kerja 4 tak

Gambar 2.7. Prinsip Kerja 4 tak

3.

3. Motor Bakar WankelMotor Bakar Wankel

Motor Bakar ini pertama kali diciptakan oleh seorang

insiyur

insiyur berkebangsaan berkebangsaan Jerman DJerman Dr. Felix Wankel r. Felix Wankel pada tahunpada tahun

1954.

1954. Dikenal Dikenal juga juga dengan dengan nama nama mesin mesin rotari ( rotari ( rotaryrotary

engine), yaitu tipe mesin yang trdiri atas rotor berbentuk

segitiga sama sisi yang

segitiga sama sisi yang berputar dalam stator. Dibandingkanberputar dalam stator. Dibandingkan

motor torak, getaran motor wankel lebih halus, karena tidak

(24)

Cancel Anytime.

(25)

Cancel Anytime.

Mesin ini masih memerlukan baterai, distributor, sistem pendinginan, dan Mesin ini masih memerlukan baterai, distributor, sistem pendinginan, dan sistem peluma

sistem pelumasan dalam setiap san dalam setiap operasi mesinnoperasi mesinnya. Satu siklus mya. Satu siklus mesin wankel esin wankel terdiriterdiri atas 4 langkah operasi, yaitu pengisapan bahan bakar, pemampatan bahan bakar atas 4 langkah operasi, yaitu pengisapan bahan bakar, pemampatan bahan bakar (Kompresi),

(Kompresi), tenaga (ektenaga (ekspansi) spansi) dan dan pembuangan pembuangan sisa- ssisa- sisa pemisa pembakaran.bakaran. Siklus Kerja Motor Wankel

Siklus Kerja Motor Wankel Siklus kerja dari mesin

Siklus kerja dari mesin Wankel adalah Sebagai Berikut :Wankel adalah Sebagai Berikut : 1.

1. Langkah Induksi :Langkah Induksi :

Sewaktu ujung rotor (triangular rotor) melewati pintu masuk, Sewaktu ujung rotor (triangular rotor) melewati pintu masuk, campuran bahan bakar dengan udara (gas) (berwarna hijau campuran bahan bakar dengan udara (gas) (berwarna hijau pada gambar) masuk ke kamar akibat

pada gambar) masuk ke kamar akibat hisapan/tekanan tinggihisapan/tekanan tinggi dari gaya/orbit eksentrik perputaran rotor mengelilingi gigi dari gaya/orbit eksentrik perputaran rotor mengelilingi gigi sumbu (central gear).

sumbu (central gear). 2.

2. Langkah Tekanan :Langkah Tekanan :

Seketika rotor melanjutkan putaran,campuran bahan bakar Seketika rotor melanjutkan putaran,campuran bahan bakar (gas) dibawa kekamar/sisi yang berikutnya (berwarna biru pd. (gas) dibawa kekamar/sisi yang berikutnya (berwarna biru pd. gambar), campuran bahan bakar dan udara (gas) pada

gambar), campuran bahan bakar dan udara (gas) pada kamar/sisi ini termampatkan oleh kekuatan/gaya/orbit kamar/sisi ini termampatkan oleh kekuatan/gaya/orbit perputaran rotor.

perputaran rotor. 3.

3. Langkah Tenaga :Langkah Tenaga :

Pada saat campuran bahan bakar

Pada saat campuran bahan bakar (gas) dalam keadaan(gas) dalam keadaan mampat/terkompressi busi mencetuskan api dan membakar mampat/terkompressi busi mencetuskan api dan membakar bahan bakar (gas), sehingga terjadi peningkatan tekanan udara bahan bakar (gas), sehingga terjadi peningkatan tekanan udara dan menekan sisi rotor sehingga berputar kedepan dan juga dan menekan sisi rotor sehingga berputar kedepan dan juga rotor memutar roda gigi sumbu (central gear) kedepan. rotor memutar roda gigi sumbu (central gear) kedepan. 4.

4. Langkah Buang (exhaust) :Langkah Buang (exhaust) :

Sewaktu rotor berputar kearah atau kekamar/sisi berikut, Sewaktu rotor berputar kearah atau kekamar/sisi berikut,

(26)

Cancel Anytime.

(27)

Cancel Anytime.

2.

2. V Cylinder T V Cylinder Typeype

Pada tipe ini silinder disusun membentuk Pada tipe ini silinder disusun membentuk sudut 60o dan 90o. Mesin pada jenis ini sudut 60o dan 90o. Mesin pada jenis ini menggunakan satu poros engkol. Mesin ini menggunakan satu poros engkol. Mesin ini menggunakan 2 buah kepala silinder. menggunakan 2 buah kepala silinder. Keuntungan konfigurasi ini bagian depan Keuntungan konfigurasi ini bagian depan mobil bisa direndahkan. Mobil pun bisa mobil bisa direndahkan. Mobil pun bisa mmenjadi aerodinamis.

mmenjadi aerodinamis.

3.

3. Slant Cylinder TypeSlant Cylinder Type

Konfigurasi silinder pada tipe ini adalah Konfigurasi silinder pada tipe ini adalah miring dan segaris. Dengan blok silinder miring dan segaris. Dengan blok silinder dibentuk bersudut miring dengan tujuan dibentuk bersudut miring dengan tujuan mengurangi ketinggian mesin terutama bila mengurangi ketinggian mesin terutama bila ruang mesin terbatas. Cara ini biasa ruang mesin terbatas. Cara ini biasa dilakukan pada minibus tanpa hidung, dilakukan pada minibus tanpa hidung, dimana mesin ditempatkan dibawah jok. dimana mesin ditempatkan dibawah jok. Sedangkan pada sedan, pamasangan miring Sedangkan pada sedan, pamasangan miring dimungkinkan untuk mendapatkan nilai dimungkinkan untuk mendapatkan nilai aerodinamis yang lebih baik.

aerodinamis yang lebih baik.

4.

4. Radial Cylinder TypeRadial Cylinder Type

Konfigurasi silinder tipe ini terdiri dari dua Konfigurasi silinder tipe ini terdiri dari dua silinder mengelilingi poros engkol ditengah. silinder mengelilingi poros engkol ditengah. Biasanya konfigurasi silinder digunakan pada Biasanya konfigurasi silinder digunakan pada pesawat terbang dengan pendingin udara. pesawat terbang dengan pendingin udara.

(28)

Cancel Anytime.

(29)

Cancel Anytime.

B.

B. BENTUK RUANG BAKAR:BENTUK RUANG BAKAR:

Bentuk ruang bakar sangat berpengaruh dengan adanaya penempatan dua buah Bentuk ruang bakar sangat berpengaruh dengan adanaya penempatan dua buah katup dan busi. Ada beberapa macam atau jenis ruang bakar yang umum digunakan : katup dan busi. Ada beberapa macam atau jenis ruang bakar yang umum digunakan :

1.

1. Ruang Ruang bakar bakar Model Model setengah setengah bulat bulat (Hemispherica

(Hemispherical l Comustion Chamber) Comustion Chamber)

Ruang baker model ini mempunyai permukaan Ruang baker model ini mempunyai permukaan yang kecil disbanding dengan jenis ruang baker yang kecil disbanding dengan jenis ruang baker lain yang sama kapasitasnya, ini berarti panas lain yang sama kapasitasnya, ini berarti panas yang hilang sedikit (efisiensi panas tinggi) yang hilang sedikit (efisiensi panas tinggi) dibanding dengan model lainnya. Disamping itu dibanding dengan model lainnya. Disamping itu memungkinkan efisiensi saat pemasukan dan memungkinkan efisiensi saat pemasukan dan pembuangan (intake & exhaust) lebih tinggi. pembuangan (intake & exhaust) lebih tinggi. Ruang baker model ini konstruksinya lebih Ruang baker model ini konstruksinya lebih sempurna namun penempatan mekanisme sempurna namun penempatan mekanisme katupnya menjadi lebih rumit.

katupnya menjadi lebih rumit. 2.

2. Ruang Bakar Model Baji (Wedge TypeRuang Bakar Model Baji (Wedge Type Combustion Chamber)

Combustion Chamber)

Ruang baker model ini kehilangan panasnya juga Ruang baker model ini kehilangan panasnya juga kecil, konstruksi mekanisme katupnya lebih kecil, konstruksi mekanisme katupnya lebih sederhana bila dinbandingkan dengan ruang sederhana bila dinbandingkan dengan ruang baker model stengah bulat

baker model stengah bulat

3.

3. Ruang Bakar Model Bak Mandi (BathtupRuang Bakar Model Bak Mandi (Bathtup Tipe Combustion

Tipe Combustion Chamber)Chamber)

Ruang bakar model ini konstruksinya sederhana, Ruang bakar model ini konstruksinya sederhana,

(30)

Cancel Anytime.

(31)

Cancel Anytime.

C.

C. Mekanisme KatupMekanisme Katup

Gambar 2.12. Mekanisme Katup Gambar 2.12. Mekanisme Katup

Puli timing crankshaft dipasang pada ujung poros engkol (crankshaft) dan puli Puli timing crankshaft dipasang pada ujung poros engkol (crankshaft) dan puli timing camshaft dipasang pada ujung exhaust camshaft. Exhaust camshaft digerakan timing camshaft dipasang pada ujung exhaust camshaft. Exhaust camshaft digerakan oleh poros engkol melalui timing belt, intake camshaft digerakan oleh gigi-gigi yang oleh poros engkol melalui timing belt, intake camshaft digerakan oleh gigi-gigi yang berkaitan pada intake dan exhaust camshaft, jumlah dari gigi camsahft timing pulley berkaitan pada intake dan exhaust camshaft, jumlah dari gigi camsahft timing pulley dua kali dari gigi crankshaft timing pulley yang mana sumbu nok hanya berputar satu dua kali dari gigi crankshaft timing pulley yang mana sumbu nok hanya berputar satu kali untuk setiap 2 kali putaran poros engkol. Bila poros engkol berputar menyebabkan kali untuk setiap 2 kali putaran poros engkol. Bila poros engkol berputar menyebabkan

(32)

Cancel Anytime.

(33)

Cancel Anytime.

2.

2. Model Timing ChainModel Timing Chain

Model ini dipergunakan pada mesin OHC (Over Model ini dipergunakan pada mesin OHC (Over Head Camshaft) dan DOHC (Dual Over Head Head Camshaft) dan DOHC (Dual Over Head Camshaft) sumbu noknya terletak diatas Camshaft) sumbu noknya terletak diatas kepalasilinder, sumbu nok digerakan oleh rantai kepalasilinder, sumbu nok digerakan oleh rantai (timing chain) dan roda gigi sprocket sebagai (timing chain) dan roda gigi sprocket sebagai pengganti timing gear. Timing chain dan roda pengganti timing gear. Timing chain dan roda gigi sprocket dilumasi dengan oli. Tegangan gigi sprocket dilumasi dengan oli. Tegangan rantai (chain tension) diatur oleh chain rantai (chain tension) diatur oleh chain tensioner, chain vibration (getaran rantai) tensioner, chain vibration (getaran rantai) dicegah oleh chain vibration damper, sumbu dicegah oleh chain vibration damper, sumbu nok yang digerakan oleh rantai hanya sedikit nok yang digerakan oleh rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi disbanding dengan roda menimbulkan bunyi disbanding dengan roda gigi (gear driven ) dan jenis ini amat

gigi (gear driven ) dan jenis ini amat popularpopular

3.

3. Model Timing BeltModel Timing Belt

Sumbu nok (camshaft) digerakan oleh sabuk Sumbu nok (camshaft) digerakan oleh sabuk yang bergigi sebagai pengganti timing chain, yang bergigi sebagai pengganti timing chain,

(34)

Cancel Anytime.

(35)

Cancel Anytime.

Cancel Anytime. Rumus : Rumus :

((

))

4

3 3 2 2

Cm

S

D

V

Vss

     Dimana : Dimana : D

D == Diameter silinder Diameter silinder S

S == Langkah torak ( L ) Langkah torak ( L ) Vs

Vs == Volume silinder Volume silinder Contoh :

Contoh : Diketahui :

Diketahui : Vol Vol motor motor = = 1800 1800 Cm Cm 3 3 Jumlah silinder ( I ) = 4

Jumlah silinder ( I ) = 4 Diameter

Diameter silinder silinder = = 82 82 mm mm = = 8,2 8,2 cm cm Ditanyakan :

Ditanyakan : Langkah torak = ….? Langkah torak = ….? Jawab :

Jawab :

1800

(36)

Cancel Anytime.

(37)

Cancel Anytime.

B.

B. Perbandingan KompresiPerbandingan Kompresi

Pengertian

Perbandingan kompresi ( tingkat pemampatan ) Perbandingan kompresi ( tingkat pemampatan ) adalah angka perbandingan volume diatas torak adalah angka perbandingan volume diatas torak saat saat torak di TMB dengan volume diatas torak saat torak torak di TMB dengan volume diatas torak saat torak di TMA

(38)

Cancel Anytime.

(39)

Cancel Anytime.

D.

D. EfisiensiEfisiensi

Input : Input :

Daya kalor yang Daya kalor yang

diberikan bahan bakar

diberikan bahan bakar   100%100%

Kerugian panas pada Kerugian panas pada sistem pendinginan

sistem pendinginan  30 %30 %

Kerugian g

Kerugian gas buang as buang panas + tek

panas + tekanananan  30%30%

Gesekan + Radiasi Gesekan + Radiasi   10 %10 % Out put Out put

(40)

Cancel Anytime.

(41)

Cancel Anytime.

BAB

3

3 TURBIN GAS

TURBIN GAS

Tujuan Pembelajaran:

Tujuan Pembelajaran: 1.

1. Siswa Mampu memahami cara kerja turbin Gas Siswa Mampu memahami cara kerja turbin Gas

2.

2. Siswa mampu menjelaskan cara kerja turbin gas Siswa mampu menjelaskan cara kerja turbin gas

3.

3. Siswa mampu menjelaskan proses-proses kerja pada Siswa mampu menjelaskan proses-proses kerja pada

turbin gas

4.

4. Siswa mampu menyebutkan komponen-komponen turbin Siswa mampu menyebutkan komponen-komponen turbin

gas beserta fungsinya.

A.

A. PendahuluanPendahuluan

Gas-turbine engine

Gas-turbine engine adalah suatu pesawat yang memanfaatkan gas sebagai fluidaadalah suatu pesawat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik untuk memutar turbin dengan pembakaran internal. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar roda dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri turbin sehingga menghasilkan daya. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas.

(42)

Cancel Anytime.