tugas Mesin Konversi Energi

1. Gambarkan dan jelaskan siklus termodinamika dari
- Siklus otto
- Siklus diesel
Jawab :



I. SIKLUS OTTO
Proses O-A : Pengambilan/pemasukan/penyedotan gas [campuran bahanbakar dan udara]. Udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan atmosfir dan volume naik dari V2 menjadi V1. Proses A-B : Pemampatan/kompresi gas. Gas ditekan secara” adiabatik dari V1 menjadi V2 dan temperaturnya naik dari TA ke TB. Proses B-C : Pemanasan dan” pembakaran gas /udara menerima panas, terjadi proses pembakaran gas (dari percikan api busi), kalor diserap oleh gas Qh. Pada proses ini volume dijaga konstan sehingga tekanan dan temperaturnya naik menjadi pC dan TC.. Proses C-D” :Pendayaankonversi gas, dr tenaga panas ke tenaga gerak. Gas berekspansi secara adiabatik, melakukan kerja WCD. Proses D-A : Pendinginan gas sisa” pembakaran/ pembuangan sebagian panas. Kalor Qc dilepas dan tekanan gas turun pada volume konstan. Proses A-O : Pada akhir proses, pembuangan/pengeluaran gas” sisa pembakaran pada tekanan atmosfir dan volume gas turun dari V1 menjadi V2. Efisiensi termik η = (W neto / Q masuk) = [ Q c-d - Q c-b ] / Q c-d = 1 – η =1 - (r = Vb/Vc = Compression Ratio)

II. SIKLUS DIESEL

Berbeda dengan mesin bensin(Otto), pembakaran gas dilakukan dengan memberikan kompresi hingga tekanannya tinggi. Pada proses BC terjadi pembakaran gas berekspansi sampai V3 dan dilanjutkan ekspansi adiabatik sampai V1. Untuk perbandingan tekanan yang sama , mesin Otto mempunyai efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan mesin Diesel karena itu diesel bekerja pada perbandingan tekanan yang tinggi untuk mencapai efisiensi yang tinggi.
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine). Penggunaan motor diesel bertujuan untuk mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi kimiawi bahan bakar, energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar. Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan, dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Tekanan gas hasil pembakaran 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. Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi

2. Jelaskan perbedaan siklus otto dan diesel 2 tak ?
Jawab :
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 ditimbulkan oleh dua elektroda busi, sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi torak. Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine.


3. Jelaskan perbedaan langkah ICE 2 tak dan 4 tak ?
Jawab :
Mesin 4-tak dalam satu siklus kerjanya terdiri dari empat tahap yaitu hisap, tekan, ekspansi/usaha, buang. Jika mesin 4 tak memerlukan 2 putaran crankshaft dalam satu siklus kerjanya, maka untuk mesin 2-tak hanya memerlukan satu putaran saja. Hal ini berarti dalam satu siklus kerja 2 tak hanya terdiri dari 1 kali gerakan naik dan 1 gerakan turun dari piston saja. Desain dari ruang bakar mesin 2 tak memungkinkan terjadunya hal semacam itu. Ketika piston naik menuju TMA untuk melakukan kompresi maka katup hisap terbuka dan masuklah campuran bahan bakar dan udara, sehingga dalam satu gerakan piston dari TMB ke TMA menjalankan dua langkah sekaligus yaitu kompresi dan isap. Pada saat sesaat sebelum piston mencapai TMA maka busi menyala, gas campuran meledak dan memaksa piston kembali bergerak ke bawah menuju TMB. Gerakan piston yang ini disebut langkah ekspansi. Namun saat piston melakukan langkah ekspansi atau usaha, sesungguhnya juga melakukan langkah buang melalui katup buang. Hal ini bisa terjadi karena gas hasil pembakaran terdorong keluar akibat campuran bahan bakar dan udara baru yang juga masuk dari sisi kiri dinding silinder.