Mesin Konversi Energi

Mesin Konversi Energi
Teknik Sepeda Motor (021)
Menjelaskan Proses-proses Mesin Konversi Energi
(DKK – 3)
Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat menjelaskan konsep motor bakar
 Siswa dapat menjelaskan konsep motor listrik
 Siswa dapat menjelaskan konsep generator listrik
 Siswa dapat menjelaskan konsep pompa fluida
 Siswa dapat menjelaskan konsep kompresor
 Siswa dapat menjelaskan konsep refrigerasi
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Motor Bakar
Teknologi dan Rekayasa
Definisi
Secara umum motor bakar di bagi menjadi:
1. Internal Combustion Engine
Mesin kalor yang proses pembakarannya
terjadi dalam motor bakar itu sendiri sehingga
gas pembakaran yang terjadi sekaligus sebagai
fluida kerjanya
2. External Combustion Engine
Mesin kalor yang cara memperoleh energinya
dengan proses pembakaran di luar disebut mesin
pembakaran luar
Teknologi dan Rekayasa
Mesin Pembakaran Dalam
Teknologi dan Rekayasa
Mesin Pembakaran Luar
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip Kerja
TIGA FAKTOR YANG MENENTUKAN
PRESTASI MESIN
BAHAN BAKAR
KOMPRESI
PENGAPIAN
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip Kerja
Gasoline
Air
Spark
Combustion
Chamber
Combustion Gas
Cylinder
Piston
Force
Connecting Rod
Crankshaft
Rotational force
(torque)
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip Kerja
Intake
1
4
Cycle
2
Compression
Exhaust
3
Combustion
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi
Camshafts
Cylinder heads
Valves
Cylinders
Pistons
Connecting rods
Crankshafts
2 - cycle
4 - cycle
Teknologi dan Rekayasa
Motor 4 Langkah
Mesin 4 langkah (tak) adalah mesin yang dalam satu
siklusnya mampu menghasilkan 1 kali tenaga dan
diselesaikan dengan 4 gerakan piston dan 2 putaran
crankshaft.
Teknologi dan Rekayasa
Motor 4 Langkah
IN
EX
LANGKAH ISAP ( INTAKE )
Teknologi dan Rekayasa
Motor 4 Langkah
LANGKAH PEMAMPATAN
( COMPRESSION )
Teknologi dan Rekayasa
Motor 4 Langkah
LANGKAH USAHA
( EXPANSION )
Teknologi dan Rekayasa
Motor 4 Langkah
LANGKAH PEMBUANGAN
( EXHAUST )
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
Mesin 2 langkah (tak) adalah mesin yang dalam satu
siklusnya mampu menghasilkan 1 kali tenaga dan
diselesaikan dengan 2 gerakan piston 1 putaran
crankshaft.
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
1. PISTON BERGERAK DARI TMB KE TMA
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
2. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
3. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
4. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB
Teknologi dan Rekayasa
Motor 2 Langkah
5. PISTON BERGERAK DARI TMB KE TMA
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Motor Listrik
Teknologi dan Rekayasa
Definisi
Gaya elektromagnet ( hukum tangan kiri Fleming )
Ukuran gaya elektromagnetik paling besar saat
arah medan magnet tegak lurus dengan arus,
dan meningkat sebanding dengan panjang
konduktor, besar arus, dan kekuatan medan
magnet.
Teknologi dan Rekayasa
Kaidah Tangan Kiri Fleming
Hubungan antara arah garis-garis gaya magnet, arus dan kekuatan
( gerakan ) selalu tetap seperti ditunjukkan di atas. Hubungan ini
disebut prinsip tangan kiri Fleming.
Jika jari tangan kiri ditekuk seperti gambar di samping, maka jari
jari tangan tersebut akan menunjukkan arah yang berbeda.
Ibu jari : Arah gerakan
Jari tangan : Arah arus listrik
Telunjuk :Garis-garis gaya magnet
Teknologi dan Rekayasa
Kaidah Tangan Kiri Fleming
Seperti ditunjukkan pada gambar, saat kumparan
dimasukkan dalam sebuah medan magnet, arus mengalir
dengan arah berlawanan pada sisi kiri dan kanan, dan gaya
magnet yang dihasilkan berdasarkan prinsip tangan kiri
Fleming, sehingga kumparan menciptakan gerakan memutar,
karena putaran ini berlangsung terus menerus, maka
diperlukan komutator dan brush.
Teknologi dan Rekayasa
Dasar Kerja
Bagian yang menuju kutub utara kawat konduktor dan
yang menuju kutub selatan menerima gaya dari arah
vertikal berlawanan sehingga kawat konduktor
berputar. Ini disebut prinsip putaran motor.
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi Motor Listrik
Armature
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Generator Listrik
Teknologi dan Rekayasa
Fungsi induksi elektromagnetik dan
induksi gaya gerak listrik
Gambar di atas menunjukkan sebuah magnet
digerakkan secara cepat di dalam sebuah kumparan.
Jika magnet bergerak seperti itu di dalam kumparan,
tegangan akan dihasilkan dan lampu akan menyala.
Sebaliknya jika magnet tetap di tempat maka lampu
akan mati.
Teknologi dan Rekayasa
Kaidah Tangan Kanan
Sebuah gejala yang disebut hukum tangan kanan
terjadi antara arah garis-garis gaya magnet,
konduktor yang berada di dalamnya digerakkan dan
arah gaya gerak listrik induksi ( arah arus listrik ).
Seperti ditunjukkan pada gambar, jika jari tangan
listrik dibengkokkan maka telunjuk akan
menunjukkan arah garis-garis gaya magnet, ibu jari
menunjukkan arah gerakan konduktor dan jari
tangan menunjukkan arah gaya gerak listrik
induksi.
Teknologi dan Rekayasa
Gaya Gerak Listrik
Besarnya gaya gerak listrik berubah
sebanding dengan elemen-elemen berikut:
 Kekuatan gaya magnet
 Panjang konduktor (induksi magnet
bertambah apabila panjang bertambah)
 Kecepatan konduktor berputar
Teknologi dan Rekayasa
Rektifikasi Gaya Gerak Listrik
Untuk menghasilkan gaya gerak listrik yang terns
menerus, konduktor harus terus menerus terhindar
dari fluks magnet.
Hal ini bisa dicapai dengan cara membuat
konduktor berputar dalam medan magnet atau
dengan magnet dan konduktor dalam keadaan
diam di tempat.
Teknologi dan Rekayasa
Rektifikasi Gaya Gerak Listrik
Sebuah generator arus bolak balik biasanya
digunakan untuk menghasilkan tenaga. Saat
kumparan berputar pada kecepatan tetap
dalam medan magnet, gaya gerak listrik
pada kumparan berubah-ubah.
Gaya gerak listrik yang dihasilkan dengan
cara ini disebut gaya gerak listrik arus bolak
balik. Apabila listrik ini digunakan apa
adanya ( arus bolak balik ) maka disebut
generator arus bolak balik.
Teknologi dan Rekayasa
Generator
Saat roda daya berputar, fluks
magnet dalam stator bergerak
dengan gerakan bolak-balik,
sehingga tegangan AC
diinduksikan dalam lighting coil
atau charging coil. Arus bolakbalik langsung digunakan untuk
peralatan yang menggunakan
sumber listrik AC seperti lampu
depan. Sedangkan untuk mengisi
battery, arus bolak-balik
mengalami penyearahan oleh
dioda sebelum melakukan
pengisian.
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Pompa Fluida
Teknologi dan Rekayasa
Definisi
Pompa merupakan salah satu jenis mesin
yang berfungsi untuk memindahkan zat cair
dari suatu tempat ke tempat yang
diinginkan.
Zat cair tersebut contohnya adalah air, oli
atau minyak pelumas, serta fluida lainnya
yang tak mampu mampat.
Teknologi dan Rekayasa
Mekanisme Pompa
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip Kerja Pompa
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
 Poros pompa akan berputar apabila
penggeraknya berputar.
 Karena poros pompa berputar impeler
dengan sudu-sudu impeler berputar
 Zat cair yang ada di dalamnya akan ikut
berputar sehingga tekanan dan
kecepatanya naik dan terlempar dari
tengah pompa ke saluran yang berbentuk
volut atau spiral kemudian ke luar melalui
nosel .
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
Fungsi impeler pompa adalah mengubah energi mekanik
yaitu putaran impeler menjadi energi fluida (zat cair).
Teknologi dan Rekayasa
Klasifikasi Pompa
Berdasarkan Impeler
Teknologi dan Rekayasa
Klasifikasi Pompa
Berdasarkan Rumah Pompa
Teknologi dan Rekayasa
Klasifikasi Pompa
Berdasarkan Saluran Masuk
Teknologi dan Rekayasa
Klasifikasi Pompa
Pompa Satu Tingkat
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Kompresor
Teknologi dan Rekayasa
Definisi
Kompresor adalah alat pemampat atau
pengkompresi udara dengan kata lain
kompresor adalah penghasil udara mampat.
Karena proses pemampatan, udara mempunyai
tekanan yang lebih tinggi
dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan
(1atm).
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
 Langkah Hisap
Udara masuk kompresor karena tekanan di
dalam silinder lebih rendah dari 1 atm
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
 Langkah Kompresi
udara di dalam kompresor dikompresi,
tekanan dan temperatur udara naik
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
 Langkah Pengeluaran
Karena tekanan udara mampat, katup ke
luar terbuka dan udara mampat ke luar
silinder
Teknologi dan Rekayasa
Klasifikasi
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor vane
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor jenis root
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor jenis
sekrup atau ulir
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor Torak
Kerja Tunggal
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor Torak Kerja Ganda
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor Sentrifugal 1 Tingkat
Teknologi dan Rekayasa
Jenis Kompresor
Kompresor Banyak Tingkat
Teknologi dan Rekayasa
Penggunaan Udara Mampat
 Pengisi udara pada ban sepeda atau mobil
 Sebagai penyemprot kotoran pada bagian-bagian
mesin
 Rem pada bis dan kereta api
 Pintu pneumatik pada bis dan kereta api
 Pemberi udara pada aquarium
 Kipas untuk penyejuk udara
 Blower untuk peniup tungku
 Fan ventilator
 Udara tekan pada pengecatan
 Pengangkat mobil pneumatis
 Transportasi gas solid dengan pneumatik pada
industri kimia
Teknologi dan Rekayasa
Konsep Refrigerasi
Teknologi dan Rekayasa
Definisi
Mesin refrigerasi secara umum digunakan
untuk pengkondisian udara suatu ruangan,
rumah atau industri, sehingga setiap orang
yang berada pada ruagan tersebut akan
merasa nyaman.
Alat ini biasa disebut dengan Air Conditioning
Teknologi dan Rekayasa
Komponen
 Kompresor
Kompresor adalah sebagai penggerak refrigeran
untuk bersirkulasi.
 Kondensor
Kondensor berfungsi untuk membuang kalor dari
refrigeran kelingkungan
 Katup ekspansi
Katup ekspansi adalah alat yang berfungsi untuk
mengekspansikan refrigeran sehingga tekanannya
turun.
 Evaporator
Evaporator adalah tempat dimana kalor
Teknologi dan Rekayasa
Komponen
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
Merubah refrigeran dari
bentuk cair ke gas
Refrigeran di evaporator
menyerap panas dari
udara yang melewatinya
Kompresor berfungsi
untuk menyirkulasikan
refrigeran di dalam
sistem
Refrigeran berbentuk
setengah cair
Refrigeran didinginkan
sehingga berbentuk cair
Teknologi dan Rekayasa
Cara Kerja
Kondisi Refrigeran
Teknologi dan Rekayasa
Refrigeran
Refrigeran 12 atau R 12 banyak dipakai
pada mesin pendingin rumah tangga dan
Ac mobil
Refrigeran 22. Karakteristiknya lebih
menguntungkan dibandingkan R12
sehingga R 22 banyak dipakai sebagai
pengganti R12 untuk mesin refrigerasi
Teknologi dan Rekayasa
Teknologi dan Rekayasa