Materi Engine Kelas X TKR [PDF]

Citation preview

Klasifikasi engine ( mesin ) Menurut proses pembakaran mesin dibedakan menjadi 2 jenis : 1. Internal combustion engine 2. Ekternal combustion engine 1. Internal combustion engine Yaitu sebuah mesin yang proses pembakaran bahan bakarnya terjadi di dalam mesin itu sendiri. Contoh : mesin sepeda motor, mesin mobil, a. Mesin sepeda motor Menurut langkah kerjanya, dibedakan menjadi 2 :  Mesin 2 tak atau 2 langkah : adalah mesin yang dalam dua langkah piston menghasilkan satu kali usaha. Prinsip mesin dua tak adalah terdapat dua siklus gerakan piston pada satu putaran poros engkol.



Bagian –bagian mesin 2 tak Cara kerja mesin 2 tak :



1) Piston bergerak dari TMA ke TMB (down stroke)  Gas hasil pembakaran berekspansi mendorong piston turun sehingga exhaust port terbuka. Saat exhaust port terbuka, dimulailah proses pembuangan gas hasil pembakaran dan piston masih bergerak dari TMA ke TMB. Akibat turunnya piston, tekanan pada ruang di bawah piston meningkat.  Campuran udara dan bahan bakar yang ada di bawah ruang poros engkol masuk ke ruang di atas piston melalui saluran bilas.



 



2) Piston bergerak dari TMB Ke TMA (up stroke)  Setelah piston menutup exhaust port, dimulailah langkah kompresi pada ruang di atas piston. Gerakan piston yang menjauhi TMB menyebabkan tekanan pada ruang di bawah piston menjadi rendah. Hal ini mengakibatkan release valve terbuka sehingga udara luar dan bahan bakar dari karburator masuk ke ruang vakum di bawah piston. Sebelum piston mencapai titik mati atas, busi memercikkan bunga api dan terjadilah proses pembakaran. Proses kerja ini terjadi secara berulang sehingga terjadi putaran yang menyebabkan motor atau mobil dapat berjalan. 



Kelebihan dan kekurangan mesin 2 tak Kelebihan :  Respons putaran yang cepat dengan tenaga yang dihasilkan lebih besar  Putaran piston lebih halus dan rata  Ukuran mesin lebih kecil dengan  konstruksi yang lebih sederhana  Perawatan lebih mudah Kekurangan :  Boros dalam penggunaan bahan bakar dan mesin cepat panas



 Suara mesin yang sangat bising  Daya tahan mesin yang rendah  Menghasilkan asap hasil pembakaran yang dapat mencemari udara  Mesin 4 tak atau 4 langkah : adalah mesin yang dalam empat langkah piston menghasilkan satu langkah usaha. Empat langkah yang terjadi terdiri atas langkah isap, kompresi, kerja, dan buang. 



Bagian-bagian mesin 4 tak Cara kerja mesin 4 tak : 1) Langkah isap (intake stroke)  Piston bergerak dari TMA ke TMB, katup masuk terbuka dan katup buang tertutup. Campuran bahan bakar dan udara masuk ke ruang silinder melalui katup masuk. Hal ini dapat terjadi karena tidak terdapat udara atau terjadi kevakuman pada ruang bakar. 



Langkah Hisap ( intake ) 2) Langkah kompresi (compression stroke)  Piston bergerak dari TMB ke TMA dan kedua katup dalam keadaan tertutup. Campuran bahan bakar dan udara dalam bentuk gas dikompresikan hingga tekanan 9-14 atm. Hal ini menyebabkan tekanan meningkat dan beberapa saat sebelum piston mencapai TMA, busi memercikkan bunga api. 



Langkah Kompresi 3) Langkah usaha (power stroke)  Piston bergerak dari TMA ke TMB dan kedua katup masih tertutup. Ekspansi hasil pembakaran menyebabkan piston terdorong turun dan poros engkol berputar. 



Langkah usaha



4) Langkah buang (exhaust stroke)  Plston bergerak darl TMB ke TMA dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka. Gas sisa pembakaran didorong ke luar oleh gerakan naik piston melalui exhaust manifold dan berakhir di knalpot.



Langkah buang



 



Kelebihan dan kekurangan mesin 4 tak. Kelebihan :  Lebih irit dalam penggunaan bahan bakar  Suara mesin yang dihasilkan lebih halus  Hasil pembakaran bahan bakar tidak menimbulkan asap sehingga lebih 



ramah lingkungan Kecepatan putaran yang tinggi, yaitu 500-10.000 rpm



Kekurangan :  Ukuran dan konstruksi mesin lebih besar dan kompleks



   b. Mesin Mobil



Biaya perawatan lebih mahal Kecepatan putaran yang kurang stabil Kecepatan respons yang dihasilkan cukup rendah



Menurut jenis bahan bakarnya mesin mobil dibedakan menjadi 2, yaitu  Mesin bensin : merupakan mesin pembakaran dalam yang menggunakan bahan bakar berupa bensin atau sejenisnya. Pada mesin bensin, proses pembakaran memerlukan busi untuk menghasilkan percikan bunga api. Campuran udara dan bahan bakar pada mesin bensin dapat terbakar karena percikan bunga api dari busi.   Mesin diesel : mesin pembakaran dalam yang menggunakan bahan bakar berupa solar. Cara pembakaran pada mesin tipe ini tidak menggunakan busi



karena bahan bakarnya akan terbakar dengan sendirinya dengan kondisi tekanan dan temperatur tinggi di dalam silinder.



Perbedaan mesin bensin dan mesin diesel : Mesin Bensin Kecepatan tinggi dan tenaga besar



Mesin Diesel Kecepatan lebih rendah



Pengoperasian lebih mudah



Pengoperasian lebih rumit



Pembakaran lebih sempurna



Pembakaran kurang sempurna



Umumnya digunakan untuk



Umumnya digunakan untuk



kendaraan penumpang



kendaraan jarak jauh



Getaran suara kecil



Getaran suara besar dan berisik



Bahan bakar berupa bensin



Bahan bakar berupa solar



Metode penyalaan dengan bantuan



Metode penyalaan dengan tekanan



busi



tinggi



Efisiensi panas sekitar 22-30%



Efisiensi panas sekitar 30-40%



Lebih boros bahan bakar



Hemat bahan bakar



Harga lebih murah



Harga lebih mahal



Bentuk ruang bakar sederhana



Bentuk ruang bakar rumit



c. Rotary Engine/ Mesin Wankel Rotary engine diciptakan oleh seorang ahli mesin Jerman, yaitu Dr. Felix Wankel pada tahun 1957. Pada penelitiannya sejak tahun 1924 di sebuah laboratorium kecil di Jerman, ia menghasilkan sebuah mesin yang disebut rotary engine yang termasuk dalam Internal Combustion Engine. Namun, berbeda dengan ICE yang sudah ada, rotary engine/mesin Wankel menggunakan sebuah roto sebagai pengganti piston yang berbentuk segitiga. Rotor membag ruang silinder menjadi tiga bagilan yang masing-masing diplsanka oleh apex (puncak). 



Contoh rotary engine dan bagian-bagiannya Dalam satu putaran poros engkol, rotary engine akan menghasilkan tiga kali pembakaran. Prinsip kerja rotary engine terdiri atas proses isap, kompresi, pembakaran, dan pembuangan.  Cara kerja mesin wankel : 1) Proses isap  Proses isap pada rotary engine dimulai sejak ujung rotor melewati lubang keluar (exhaust). Ruang silinder menjadi membesar sehingga campuran udara dan bahan bakar dari karburator akan masuk ke dalam ruang silinder. Udara+ bahan bakar masuk 



Proses isap pada rotary engine 2) Proses kompresi  Proses kompresi dimulai saat ujung rotor melewati lubang masuk (intake). Seiring dengan berputarnya rotor, campuran bahan bakar dan udara akan dipampatkan bersamaan dengan mengecilnya ruangan. 



Proses kompresi pada rotary engine 3) Proses pembakaran Proses pembakaran terjadi pada akhir proses kompresi. Udara dan bahan bakar yang sudah dipampatkan, kemudian kedua busi menyala secara berurutan dimulai dari busi yang depan sehingga terjadilah proses pembakaran. 



Proses pembakaran rotary engine



4) Proses pembuangan  Proses pembuangan dimulai saat ujung rotor melewati lubang pembuangan (exhaust). Tekanan gas yang tinggi menyebabkan gas keluar melalui lubang pembuangan yang nantinya dibuang melalui knalpot. 



Proses pembuangan rotary engine



Cara kerja rotary engine



2. External combustion engine Contoh : ketel uap, boiler.