MESIN KONVERSI ENERGI
A.
MOTOR BAKAR
Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal
untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara mengubah energi kimia dari
bahan bakar menjadi energi panas, 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 :
1.
Motor Pembakaran Luar
Pada motor pembakaran luar ini,
prosess pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga untuk
melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panasdari hasil pembakaran
bahan bakar tidak langsung diubah menjadi energi gerak, tetapi terlebih dahulu
melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya
pada ketel uap dan turbin uap.
2.
Motor Pembakaran Dalam
Pada motor pembakaran dalam, proses
pembakaran bahan bakar 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.
B.
PRINSIP KERJA MOTOR BAKAR BENSIN
Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energy
termal. Energi ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik.
Prinsip kerja motor bensin , secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut,
campuran udara dan bensin dari karburator diisp masuk ke dalam silinder,
dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas, yang
mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan tekana. Bila torak
bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat
pembakaran, maka suatu kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah.
Bila Batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk mengubah gerakan turun naik
menjadi gerakan putar, tork 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 dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja
tetap.
Kerja periodik di dalam siinder dimulai
dari pemasukan campuran udara dan bensin ke dalam silinder, sampai pada
kompresi, pembakaran dan pengeluaran gas-gas sisa pembakaran dari dalam silinder inilah yang disebut “siklus mesin”.
Pada motor bensin terdapat dua macam tipe yaitu motor bakar 4 tak dan motor
bakar 2 tak. Pada motor 4 tak, untuk melakukan satu siklusmemerlukan 4 gerakan
torak atau dua kali putaran poros engkol, sedangkan pada motor 2 tak, untuk
melakukan satu siklus hanya memerlukan 2 gerakan torak atau satu putaran poros.
Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah
Torak
bergerak naik turundi dalam silinder dalam gerakan reciprocating. Titik tinggi
yang dicpai 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 langkah mempunyai 4 langkah dalam satu
gerakan yaitu langkah penghisapan, langkah kumpresi, langkah kerja, dan langkah
pembuangan.
1.
Langkah Hisap
Pada gerak hisap, campuran udara bensin diisap ke dalam
silinder. Bila jarum dilepas dari sebuah alat suntik dan plunyernya datarik
sedikit sambil menutup bagian ujung yang terbuka dengan jari (alat suntik akan
rusak bila plunyer ditarik 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 udra luar. Hal sama
juga terjadi di mesin, torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan
penghampaan di dalam silinder, dengan demikian campuran udara bensin diisap ke
dalam. Selama langkah torak ini, katup hisap akan membuka dan katup buang
menutup.
2. Langkah Kompresi
Dalam geraakan
ini canpuran udara bensin yang di dalam silinder dimanfaatkan olehtorak yang
bergerak ke atas dari TMA ke TMB. Kedua katub isap dan katub buang akan mnutup
selama gerakan tekanan dan suhu campuran udara bensin menjadi naik. Bila
campuran tekanan udara bensin 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 setengah putaran.
3. Langkah Kerja
Dalam geraan
ini, campuran udara bensin yang daiisap telah dibakar dan menyebabkkan terbakar
dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga
penggerak yang nyata. Selama ini katup isap dan katup buang masih tertuup.
Torak telah melakukan tiga langkah dan poros engkol bergerak satu setengah
putaran.
4. Langkah Buang
Dalam gerak ini,
torak terdorong ke bawah, ke TMB dan naik ke TMA untuk mendorong gas-gas yang
telah terbakar dari silinder. Selama gerak ini kerja katup buang saja yang
terbuka. Bila torak mencapai TMA sesudah melakukan pekerjaan seeperti di atas,
torak akan kembali pada keadaan untuk
memulai gerak isap. Sekarang motor telah 4 gerakan punuh,
isap-kompresi-kerja-buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah
menghasikan satu tenaga. Di dalam mesin sebenarnya, membuka dan menutupnya
katip tidak terjadi pada TMA dan TMB, tetapi akan berlaku lebih cepat atau
lambat, ini dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas.
C.
PRINSIP KERJA MOTOR BAKAR SOLAR
Motor diesel dikategorikandalam motor bakar torak dan mesin
pembakaran dalam (internal combustion
engine) simpelnya biasanya disebut “motor bakar” saja. Prinsip kerja motor
diesel adalah mengubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia
didapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar)
dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).
Pada motor
diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebihtergantung pada penggunaannya
dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau lebih. Pada umumnya dalam
satu silinder mootor diesel hanya memiliki satu torak.
Prinsip Kerja
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan
mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak,
sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating).
Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerk ritasi
poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik, torak pada langkah
kompresi.
Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata
adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar, pada motor bensin
pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang
dihasilkan oleeh dua elektroda busi (spark
plug), sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan
temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresitorak hingga mencapai
temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka
motor diesl juga disebut compression
ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine.