Mesin otto mesin pembakaran dalam jenis spark ignitionSIE

6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin Pembakaran dalam

Mesin pembakaran dalam internal combustion engine adalah mesin yang memamfaatkan fluida kerjagas panas hasil pembakaran, dimana antara medium yang memanfaatkan fluida dengan fluida kerjanya tidak dipisahkan oleh dinding pemisah. Dari hukum termodinamika pertama,energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversikan dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Dengan demikian harus terdapat suatu kesetimbangan energi dari masukan dan keluaran. Dalam mesin pembakaran jenis reciprocating, bahan bakar diumpankan ke dalam ruang bakar sehingga terbakar dalam udara, mengonversikan energi kimianya menjadi panas. Tidak semua energi ini dapat menggerakkan piston karena terdapat kerugian-kerugian, seperti ke saluran buang, ke pndingin, dan radiasi. Energi yang tersisa, yang dikonversi menjadi tenaga, disebut tenaga indikatif indicated horse power, ihp. Tenaga inilah yang akan menggerakkan piston. Tenaga yang menggerakkan piston ini dalam pentransmisiannya mengalami kerugian karena gesekan, pemompaan, dan lain-lain [5] .

2.1.1 Mesin otto mesin pembakaran dalam jenis spark ignitionSIE

Mesin otto, atau Beau de Roches merupakan mesin pengonversi energi tak langsung, yaitu dari bahan bakar menjadi energi panas dan kemudian baru menjadi energy mekanis. Jadi, energi kimia bahan bakar tidak dikonversikan langsung menjadi energi mekanis. Efisiensi pengonversian energinya berkisar 30 Ƞ t ± 30. Hal ini karena rugi-rugi 50 rugi panas, gesek mekanis, dan pembakaran tak sempurna. Seorang ilmuan jerman sekaligus penemu mesin otto yaitu A. Nikolaus Otto pada tahun 1876 menemukan mesin pembakaran dalam. Ia mulai percobaan dengan mesin gas dan pada 1864 ikut serta dengan 2 kawan untuk membentuk perusahaannya sendiri. Perusahaan itu dinamai N. A. Otto Cie., yang Universitas Sumatera Utara 7 merupakan perusahaan pertama yang menghasilkan mesin pembakaran dalam. Perusahaan ini masih ada sampai kini dengan nama Deutz AG. Adapun bentuk karya beliau masih dipergunakan dan terus dikembangkan hingga saat ini. Salah satu contoh mesin yang menggunakan mesin otto ditunjukkan pada. Gambar 2.1 Berikut. Gambar 2.1 A. Nikolaus Otto sumber: sawanganmotor.blogspot.com Pertama kali dibuat pada 1876 , taklangkah adalah berupa gerakan naik atau turun pada piston silinder. Paten Otto dibuat tak berlaku pada 1886 saat ditemukan bahwa penemu lain, Alphonse Beau de Rochas , telah membuat asas putaran 4 tak dalam selebaran yang diterbitkan sendirian. Menurut studi sejarah terkini, penemu Italia Eugenio Barsanti dan Felice Matteucci mempatenkan versi efisien karya pertama dari mesin pembakaran dalam pada 1854 . A. Nikolaus Otto juga mengemukakan standar siklus udara yang ideal dengan volume konstan selain panas, yang membentuk dasar untuk mesin spark – ignition praktis mesin bensin dan gas [6] . Siklus ini ditampilkan pada p-v dan diagram t-s pada Gambar 2.2 . Universitas Sumatera Utara 8 Gambar 2.2 diagram p-v dan t-s otto Ideal sumber: gupta - fundamentals of internal combustion engine dimana : 1= kompresi berlangsung isentropis 2=Pemasukan kalor pada volume konstan dan tidak memerlukan waktu 3=ekspansi isentropis 4=pmbuangan kalor pada volume konstan Pada Proses langkah kerja pada siklus actual, dalam kenyataannya tidak dapat bekerja dalam kondisi siklus yang ideal. Adapun untuk siklus otto aktual dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut. Gambar 2.3 diagram p-v otto aktual sumber: eprints.undip.ac.id Sistem siklus kerja mesin bensin dibedakan atas mesin bensin empat langkah four stroke dan mesin bensin dua langkah two stroke. Universitas Sumatera Utara 9 a. Mesin bensin empat langkah Mesin bensin empat langkah adalah mesin yang pada setiap empat langkah torakpiston dua putaran engkol sempurna menghasilkan satu tenaga kerja satu langkah kerja. • Langkah pemasukan, yang dimulai dengan piston pada titik mati atas dan berakhir ketika piston mencapai titik mati bawah. Untuk menaikkan massa yang terhisap, katup masuk terbuka saat langkah ini dan menutup setelah langkah ini berakhir. • Langkah kompresi, ketika kedua katup tertutup dan campuran di dalam silinder terkompresi ke bagian kecil dari volume awalnya. Sesaat sebelum akhir langkah kompresi ke bagian kecil dari volume awalnya. Sesaat sebelum akhir langkah kompresi, pembakaran dimulai dan tekanan silinder naik lebih cepat. • Langkah tenaga, atau langkah ekspansi, yang dimulai saat piston pada titik mati atas dan berakhir sekitar 45 o sebelum titik mati bawah. Gas bertekanan tinggi menekan piston turun dan memaksa engkol berputar. Ketika piston mencapai titik mati bawah, katup buang terbuka untuk memulai proses pembuangan dan menurunkan tekanan silinder hingga mendekati tekanan pembuangan. • Langkah pembuangan, dimulai ketika piston mencapai titik mati bawah. Ketika katup buang membuka, piston menyapu keluar sisa gas pembakaran hingga piston mencapai titik mati atas. Bila piston mencapai titik mati atas, katup masuk membuka, katup buang tertutup, dan siklus dimulai lagi [5] . Pada Gambar 2.4 Berikut adalah siklus dari mesin bensin empat langkah yang dimulai dari langkah pemasukan intake menuju langkah kompresi compression kemudian langkah tenaga power dan diakhiri dengan langkah pembuangan exhaust Universitas Sumatera Utara 10 Gambar 2.4 siklus empat langkah sumber: smkdhtk-panitiampv.blogspot.co.id b. Mesin bensin dua langkah Mesin bensin dua langkah adalah mesin yang pada dua langkah torakpiston satu putaran engkol sempurna akan mnghasilkan satu tenaga kerja satu langkah kerja. • Langkah Kompresi, yang dimulai dengan penutupan saluran masuk dan keluar, dan kemudian menekan isi silinder dan menghisap campuran bahan bakar udara bersih ke dalam rumah engkol • Langkah tenaga atau ekspansi, adalah ketika piston bergerak mencapai titik tertentu sebelum titik mati bawah, pada awalnya saluran buang dan kemudian saluran masuk terbuka. Sebagian besar gas yang terbakar keluar silinder dalam proses exhaust blowdown. Ketika saluran masuk terbuka, campuran bahan bakar dan udara bersih tertekan didalam rumah engkol, mengalir ke dalam silinder. Piston dan saluran-saluran umumnya dibentuk untuk membelokkan campuran yang masuk langsung menuju saluran buang dan juga ditujukan untuk mendapatkan pembilasan gas residu secara efektif. Universitas Sumatera Utara 11 Pada Gambar 2.5 Berikut adalah siklus dari mesin bensin dua langkah yang divariasikan menurut langkah piston yaitu langkah piston menuju TMA dan langkah piston menuju TMB. Gambar 2.5 Siklus dua langkah sumber:http:titi-sindhuwati.blogspot.co.id

2.1.2 Mesin Diesel mesin pembakaran dalam jenis compression ignitionCIE