Mesin Konversi Energi

Mesin Konversi Energi

Teknik Kendaraan RinganMenjelaskan Proses-proses Mesin Konversi Energi

(DKK – 3)

Teknologi dan Rekayasa

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

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 EngineMesin kalor yang cara memperoleh

energinya dengan proses pembakaran di luar disebut mesin pembakaran luar

Definisi

Teknologi dan Rekayasa

Mesin Pembakaran Dalam

Teknologi dan Rekayasa

Mesin Pembakaran Luar

Teknologi dan Rekayasa

TIGA FAKTOR YANG MENENTUKANPRESTASI MESIN

BAHAN BAKAR

KOMPRESI PENGAPIAN

Prinsip Kerja

Teknologi dan Rekayasa

Connecting Rod

Rotational force(torque)

Crankshaft

Force

Piston

Cylinder

CombustionChamber

Spark

Gasoline

Air

Combustion Gas

Prinsip Kerja

Teknologi dan Rekayasa

Intake

Cycle

1

4 2

3

Exhaust

Combustion

Compression

Prinsip Kerja

Teknologi dan Rekayasa

2 - cycle 4 - cycle

Cylinder heads

Cylinders

Pistons

Connecting rods

Crankshafts

Camshafts

Valves

Konstruksi

Teknologi dan Rekayasa

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.

Motor 4 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

INEX

LANGKAH ISAP ( INTAKE )

Motor 4 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

LANGKAH PEMAMPATAN

( COMPRESSION )

Motor 4 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

LANGKAH USAHA ( EXPANSION )

Motor 4 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

LANGKAH PEMBUANGAN

( EXHAUST )

Motor 4 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

Mesin 2 langkah (tak) adalah mesin yang dalam satu siklusnya mampu menghasilkan 1 kali tenaga dan diselesaikan dengan 2 gerakan piston 1 putaran crankshaft.

Motor 2 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

1. PISTON BERGERAK DARI TMB KE TMA

Motor 2 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

2. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB

Motor 2 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

3. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB

Motor 2 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

4. PISTON BERGERAK DARI TMA KE TMB

Motor 2 Langkah

Teknologi dan Rekayasa

5. PISTON BERGERAK DARI TMB KE TMA

Motor 2 Langkah

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 gerakanJari 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

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.

Kaidah Tangan Kanan

Teknologi dan Rekayasa

Besarnya gaya gerak listrik berubah sebanding dengan elemen-elemen berikut:

Kekuatan gaya magnet Panjang konduktor (induksi magnet bertambah apabila panjang bertambah) Kecepatan konduktor berputar

Gaya Gerak Listrik

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 bolak-balik 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

Kompresor adalah alat pemampat atau pengkompresi udara dengan kata lain kompresor adalah penghasil udara mampat.

Karena proses pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggidibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm).

Definisi

Teknologi dan Rekayasa

Konstruksi

Teknologi dan Rekayasa

Langkah HisapUdara masuk kompresor karena tekanan di dalam silinder lebih rendah dari 1 atm

Cara Kerja

Teknologi dan Rekayasa

Langkah Kompresiudara di dalam kompresor dikompresi,

tekanan dan temperatur udara naik

Cara Kerja

Teknologi dan Rekayasa

Langkah PengeluaranKarena tekanan udara mampat, katup ke

luar terbuka dan udara mampat ke luar silinder

Cara Kerja

Teknologi dan Rekayasa

Klasifikasi

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor vane

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor jenis root

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor jenis sekrup atau ulir

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor Torak Kerja Tunggal

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor Torak Kerja Ganda

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor Sentrifugal 1 Tingkat

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

Kompresor Banyak Tingkat

Jenis Kompresor

Teknologi dan Rekayasa

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

Penggunaan Udara Mampat

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

KompresorKompresor adalah sebagai penggerak refrigeran untuk bersirkulasi.

KondensorKondensor berfungsi untuk membuang kalor dari refrigeran kelingkungan

Katup ekspansiKatup ekspansi adalah alat yang berfungsi untuk mengekspansikan refrigeran sehingga tekanannya turun.

EvaporatorEvaporator adalah tempat dimana kalor

Teknologi dan Rekayasa

Komponen

Teknologi dan Rekayasa

Cara Kerja

Refrigeran berbentuk setengah cair

Refrigeran didinginkan sehingga berbentuk cair

Kompresor berfungsi untuk menyirkulasikan refrigeran di dalam sistem

Merubah refrigeran dari bentuk cair ke gas

Refrigeran di evaporator menyerap panas dari udara yang melewatinya

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