Suatu pesawat yang mengubah suatu energi menjadi energi yang lain sehingga menghasilkan suatu kerja/usaha yang dimanfaatkan untuk kepentingan manusi, contoh mesin konversi knergi adalah sebagai berikut: Motor bakar, merupakan suatu pesawat kerja yang mengubah energi kimia dari campuran bahan bakar menjadi energi mekanik naik turunnya piston untuk memutar poros engkol. Refrigator (air condition), mengubah energi listrik dan mekanik menjadi energi thermal. Motor starter, mengubah energi listrik menjadi energi gerak putar roda gigi pinion untuk penggerak awal engine. Pompa, mengubah energi gerak menjadi energi fluida.
Motor bakar adalah suatu mekanisme atau konstruksi mesin yang merubah energi kimia dari bahan bakar (energi panas) menjadi energi mekanis. Terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan sistem pengapian. Dengan adanya suatu konstruksi mesin, memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin untuk usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran yang diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.
Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Perubahan energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas berlansung di dalam silinder untuk motor pembakaran dalam, dimana terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan percikan bungga api atau tempertur udara yang cukup tinggi.
Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Perubahan energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas berlansung di dalam silinder untuk motor pembakaran dalam, dimana terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan percikan bungga api atau tempertur udara yang cukup tinggi.
Pembakaran di dalam silinder adalah reaksi kimia tu reaksi persenyawaan bahan bakar dengan udara (oxygen), yang diikuti dengan timbulnya panas. Panas yang dilepas selama proses pembakaran inilah yang digunakan untuk tenga/power.
Mekanisme pembakaran dipengaruhi oleh keseluruhan proses pembakaran di mana atom-atom dari bahan bakar dapat bereaksi dengan oxigen dan membentuk gas. Perbandingan campuran kira-kira 12 sampai 15 berbading 1, artinya 12 – 15 kg udara dalam 1 kg bahan bakar.
Pada motor bensin menggunakan bahan bakar bensin yang mudah terbakar dan mudah menguap. Campuran udara dan bensin yang masuk kedalam silinder dan dikompresikan oleh torak pada tekanan 8-15 bar atau 8-15 kg/cm2 dinyalakan oleh loncatan bunga api listrik (busi). Kecepatan pembakaran 10 -25 m/det, suhu udara naik hingga 2000-25000 C , tekanan pembakaran berkisar 30- 40 bar. Proses pembakaran pada motor bensin dapat terjadi apabila :
- Campuran bahan bakar udara masuk kedalam silinder.
• Campuran dikompresikan.
• Bahan bakar dinyalakan dengan bunga api listrik (busi).
Bensin mengandung unsur-unsur carbon dan hydrogen yang dapat terbakar apabila :
• Hydrocarbon terbakar bersama oxygen sebelum carbon bergabung dengan oxygen.
• Carbon terbakar lebih dahulu dari pada hydrogen.
• Senyawa hydrocarbon terlebih dahulu bergabung dengan oxygen dan membentuk senyawa (senyawa hydroxilasi) dan kemudian terbakar (thermis).
b. Pembakaran pada Motor Diesel
Syarat-sayarat yang sangat penting dari proses pembakaran motor diesel adalah;
• Emisi yang rendah
• Suara pembakaran yang rendah
• Pemakaian bahan bakar yang hemat
Pada waktu pompa injeksi bahan bakar mulai mendeliverikan/menginjeksikan bahan bakar maka akan terjadi proses yang disebut dengan keterlambatan antara awalnya penyemprotan dengam mulainya bahan bakar terbakar (A – B)
Pembakaran tertunda (A-B).
Tahap ini merupakan persiapan pembakaran.
Bahan bakar disemprotkan oleh injektor berupa kabut ke udara panas dalam ruang bakar bercampur sehingga menjadi campuran yang mudah terbakar. Pada tahap ini bahan bakar belum terbakar atau dengan kata lain pembakaran belum dimulai tetapi semua atomisasi bahan bakar yang telah dikelilingi oleh udara panas, semuanya telah menyala waktu untuk pembakaran tertunda ini tidak bleh melebihi 0,001 detik, jika melebihi maka akan terjadi detonasi. Pembakaran akan mulai pada titik B. Peningkatan tekanan terjadi secara konstan karena piston terus bergerak ke TMA
Rambatan Api (B - C):
Campuran yang mudah terbakar telah terbentuk dan merata di seluruh bagian dalam silinder. Awal pembakaran mulai terjadi di beberapa bagian dalam silinder Pembakaran ini berlangsung sangat cepat sehingga terjadilah letupan (explosive). Letupan ini berakibat tekanan dalam silinder meningkat dengan cepat pula. Akhir tahap ini disebut tahap pembakaran letupan.
Pembakaran langsung (C-D).
Injektor terus menyemprotkan bahan bakar dan berakhir pada titik D
Karena injeksi bahan bakar terus berlangsung maka tekanan dan suhu tinggi terus berlanjut di dalam silinder. Akibatnya, bahan bakar yang diinjeksi langsung terbakar oleh api. Pembakaran dikontrol oleh jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sehingga tahap ini disebut juga tahap pengontrolan pembakaran.
Pembakaran lanjutan (D-E).
Pada titik D, injeksi bahan bakar berhenti, namun bahan bakar masih ada yang belum terbakar. Pada periode ini sisa bahan bakar diharapkan akan terbakar seluruhnya. Apabila tahap ini terialu panjang akan menyebabkan suhu gas buang meningkat dan efisiensi pembakaran berkurang.
2. Proses Pembakaran pada Motor Bakar
Proses pembakaran terjadi karena ada tiga komponen yang bereaksi, yaitu bahan bakar, oksigen dan panas. Jika salah satu komponen tersebut tidak ada maka tidak akan timbul Reaksi pembakaran.
Pada prakteknya, pembakaran dalam mesin tidak pernah terjadi dengan sempurna meskipun mesin sudah dilengkapi dengan sistem kontrol yang canggih. Berikut ini contoh reaksi pembakaran dalam mesin bensin dengan komposisi bensin C8H18.Dalam mesin, bensin terbakar karena tiga hal berikut ini.
• Bensin dan udara bercampur homogen dengan perbandingan berat 1:14,7.
• Campuran tersebut dimampatkan oleh gerakan piston hingga tekanan dalam silinder 12 bar sehingga menimbulkan panas.
• Kemudian campuran tersebut bereaksi dengan panas yang dihasilkan oleh percikan api busi, dan terjadilah pembakaran pada tekanan tinggi sehingga
timbul ledakan dahsyat.
Karena pembakaran diawali oleh percikan api busi maka mesin jenis ini disebut juga spark-ignition engine atau mesin pengapian busi.
Proses pembakaran mesin bensin tidak terjadi dengan sempurna karena lima alasan berikut ini:
• Waktu pembakaran singkat;
• Overlaping katup;
• Udara yang masuk tidak murni hanya oksigen;
• Bahan bakar yang masuk tidak murni c8h18;
• Kompresi tidak terjamin rapat sempurna.
Pembakaran yang tidak sempurna itu menghasilkan gas buang beracun, misalnya CO, HC, NOx, Pb, SOx, CO2, dan juga masih menyisakan oksigen di saluran gas buang. Komposisi gas buang bila digambarkan dalam bentuk diagram/grafik, akan tampak seperti Gambar 7.
Contoh berikut ini merupakan komposisi gas buang mesin bensin dalam kondisi normal. N2 = 71%, CO2 = 18,1%, H2O = 9,2%, Polutan = 1% dan O2 = 0,7%
Polutan atau gas beracun terdiri dari:
CO = 0,85%, NOx = 0,08%, HC = 0,05%, dan Bahan Padat = 0,005%
Motor bakar adalah suatu mekanisme atau konstruksi mesin yang merubah energi kimia dari bahan bakar (energi panas) menjadi energi mekanis. Terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan sistem pengapian. Dengan adanya suatu konstruksi mesin, memungkinkan terjadinya siklus kerja mesin untuk usaha dan tenaga dorong dari hasil ledakan pembakaran yang diubah oleh konstruksi mesin menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak.
Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Perubahan energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas berlansung di dalam silinder untuk motor pembakaran dalam, dimana terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan percikan bungga api atau tempertur udara yang cukup tinggi.
Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Perubahan energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas berlansung di dalam silinder untuk motor pembakaran dalam, dimana terjadinya energi panas karena adanya proses pembakaran, bahan bakar, udara, dan percikan bungga api atau tempertur udara yang cukup tinggi.
Pembakaran di dalam silinder adalah reaksi kimia tu reaksi persenyawaan bahan bakar dengan udara (oxygen), yang diikuti dengan timbulnya panas. Panas yang dilepas selama proses pembakaran inilah yang digunakan untuk tenga/power.
Mekanisme pembakaran dipengaruhi oleh keseluruhan proses pembakaran di mana atom-atom dari bahan bakar dapat bereaksi dengan oxigen dan membentuk gas. Perbandingan campuran kira-kira 12 sampai 15 berbading 1, artinya 12 – 15 kg udara dalam 1 kg bahan bakar.
Pada motor bensin menggunakan bahan bakar bensin yang mudah terbakar dan mudah menguap. Campuran udara dan bensin yang masuk kedalam silinder dan dikompresikan oleh torak pada tekanan 8-15 bar atau 8-15 kg/cm2 dinyalakan oleh loncatan bunga api listrik (busi). Kecepatan pembakaran 10 -25 m/det, suhu udara naik hingga 2000-25000 C , tekanan pembakaran berkisar 30- 40 bar. Proses pembakaran pada motor bensin dapat terjadi apabila :
- Campuran bahan bakar udara masuk kedalam silinder.
• Campuran dikompresikan.
• Bahan bakar dinyalakan dengan bunga api listrik (busi).
Bensin mengandung unsur-unsur carbon dan hydrogen yang dapat terbakar apabila :
• Hydrocarbon terbakar bersama oxygen sebelum carbon bergabung dengan oxygen.
• Carbon terbakar lebih dahulu dari pada hydrogen.
• Senyawa hydrocarbon terlebih dahulu bergabung dengan oxygen dan membentuk senyawa (senyawa hydroxilasi) dan kemudian terbakar (thermis).
b. Pembakaran pada Motor Diesel
Syarat-sayarat yang sangat penting dari proses pembakaran motor diesel adalah;
• Emisi yang rendah
• Suara pembakaran yang rendah
• Pemakaian bahan bakar yang hemat
Pada waktu pompa injeksi bahan bakar mulai mendeliverikan/menginjeksikan bahan bakar maka akan terjadi proses yang disebut dengan keterlambatan antara awalnya penyemprotan dengam mulainya bahan bakar terbakar (A – B)
Pembakaran tertunda (A-B).
Tahap ini merupakan persiapan pembakaran.
Bahan bakar disemprotkan oleh injektor berupa kabut ke udara panas dalam ruang bakar bercampur sehingga menjadi campuran yang mudah terbakar. Pada tahap ini bahan bakar belum terbakar atau dengan kata lain pembakaran belum dimulai tetapi semua atomisasi bahan bakar yang telah dikelilingi oleh udara panas, semuanya telah menyala waktu untuk pembakaran tertunda ini tidak bleh melebihi 0,001 detik, jika melebihi maka akan terjadi detonasi. Pembakaran akan mulai pada titik B. Peningkatan tekanan terjadi secara konstan karena piston terus bergerak ke TMA
Rambatan Api (B - C):
Campuran yang mudah terbakar telah terbentuk dan merata di seluruh bagian dalam silinder. Awal pembakaran mulai terjadi di beberapa bagian dalam silinder Pembakaran ini berlangsung sangat cepat sehingga terjadilah letupan (explosive). Letupan ini berakibat tekanan dalam silinder meningkat dengan cepat pula. Akhir tahap ini disebut tahap pembakaran letupan.
Pembakaran langsung (C-D).
Injektor terus menyemprotkan bahan bakar dan berakhir pada titik D
Karena injeksi bahan bakar terus berlangsung maka tekanan dan suhu tinggi terus berlanjut di dalam silinder. Akibatnya, bahan bakar yang diinjeksi langsung terbakar oleh api. Pembakaran dikontrol oleh jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sehingga tahap ini disebut juga tahap pengontrolan pembakaran.
Pembakaran lanjutan (D-E).
Pada titik D, injeksi bahan bakar berhenti, namun bahan bakar masih ada yang belum terbakar. Pada periode ini sisa bahan bakar diharapkan akan terbakar seluruhnya. Apabila tahap ini terialu panjang akan menyebabkan suhu gas buang meningkat dan efisiensi pembakaran berkurang.
2. Proses Pembakaran pada Motor Bakar
Proses pembakaran terjadi karena ada tiga komponen yang bereaksi, yaitu bahan bakar, oksigen dan panas. Jika salah satu komponen tersebut tidak ada maka tidak akan timbul Reaksi pembakaran.
Pada prakteknya, pembakaran dalam mesin tidak pernah terjadi dengan sempurna meskipun mesin sudah dilengkapi dengan sistem kontrol yang canggih. Berikut ini contoh reaksi pembakaran dalam mesin bensin dengan komposisi bensin C8H18.Dalam mesin, bensin terbakar karena tiga hal berikut ini.
• Bensin dan udara bercampur homogen dengan perbandingan berat 1:14,7.
• Campuran tersebut dimampatkan oleh gerakan piston hingga tekanan dalam silinder 12 bar sehingga menimbulkan panas.
• Kemudian campuran tersebut bereaksi dengan panas yang dihasilkan oleh percikan api busi, dan terjadilah pembakaran pada tekanan tinggi sehingga
timbul ledakan dahsyat.
Karena pembakaran diawali oleh percikan api busi maka mesin jenis ini disebut juga spark-ignition engine atau mesin pengapian busi.
Proses pembakaran mesin bensin tidak terjadi dengan sempurna karena lima alasan berikut ini:
• Waktu pembakaran singkat;
• Overlaping katup;
• Udara yang masuk tidak murni hanya oksigen;
• Bahan bakar yang masuk tidak murni c8h18;
• Kompresi tidak terjamin rapat sempurna.
Pembakaran yang tidak sempurna itu menghasilkan gas buang beracun, misalnya CO, HC, NOx, Pb, SOx, CO2, dan juga masih menyisakan oksigen di saluran gas buang. Komposisi gas buang bila digambarkan dalam bentuk diagram/grafik, akan tampak seperti Gambar 7.
Contoh berikut ini merupakan komposisi gas buang mesin bensin dalam kondisi normal. N2 = 71%, CO2 = 18,1%, H2O = 9,2%, Polutan = 1% dan O2 = 0,7%
Polutan atau gas beracun terdiri dari:
CO = 0,85%, NOx = 0,08%, HC = 0,05%, dan Bahan Padat = 0,005%
Komentar
Posting Komentar