TUGAS MESIN KONVERSI ENERGI

Pengertian mesin

Mesin adalah alat mekanik atau elektrik yang mengirim atau mengubah energi untuk melakukan atau membantu pelaksanaan tugas manusia. Biasanya membutuhkan sebuah masukan sebagai pelatuk, mengirim energi yang telah diubah menjadi sebuah keluaran.sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin

Pengertian konversi

Konversi adalah perubahan satu sistem pengetahuan ke sistem lain. sumber: http://karyatulis.singkatpadat.com/pengertian-konversi.htm

Pengertian energi

Pengertian energi berdasarkan ilmu fisika adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Kemampuan ini diukur dengan variabel waktu dan besarnya usaha yang dilakukan.sumber: http://www.apapengertianahli.com/2014/07/Pengertian-Energi-macam-macam-bentuk-energi.html

Macam Macam Energi(Macam macam tulisan) Setelah membahas tentang pengertian energi, kali ini akan diterangkan tentan berbagai macam bentuk energi yang telah diketahui oleh manusia. Perlu anda ketahui bahwa energi tidak mampu dimusnahkan (tidak akan hilang) akan tetapi berubah bentuk. Hal ini merupakan hukum kekekalan energi. 1. Energi Kimia(Macam macam tulisan) Energi kimia adalah energi yang paling dibutuhkan oleh makhluk hidup dikarenakan pada bentuk kimiawi, energi mampu disimpan lebih lama. Energi kimia tersimpan dalam bahan bahan makanan. Dalam metabolisme sel, ATP adalah salah satu bentuk energi kimia yang paling berguna dan penting untuk manusia. Energi kimia juga tersimpan dalam bahan bakar yang sering kita gunakan seperti bensin, dan minyak tanah. Energi ini muncul karena terjadi proses pemecahan ikatan kimia dalam susunannya sehingga menghasilkan energi. Melalui penjelasan diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa energi kimia merupakan energi yang paling utama di dunia ini.

Macam macam energi:Makanan

Macam macam energi:Kimia2. Energi Panas(Macam macam tulisan) Energi panas adalah bentuk energi yang berubah menjadi kalor. Energi panas dapat muncul karena terjadi perubahan bentuk energi seperti pada reaksi energi kimiawi pada matahari yang mengakibatkan munculnya api serta panas yang berpindah secara radiasi.

Macam macam energi: Panas3. Energi Bunyi(Macam macam tulisan) Energi ini merupakan salah satu bentuk perubahan energi. Bunyi mampu dihasilkan oleh tabrakan, tumbukan, serta banyak peristiwa lainnya asalkan ada penghantar seperti udara ataupun benda lainnya. Satuan bunyi adalah desibell4. Energi Listrik(Macam macam tulisan) Energi listrik merupakan energi yang saat ini paling banyak digunakan dan dianggap penting oleh penduduk dunia. Energi ini muncul karena adanya perbedaan muatan antara dua buah titik penghantar. Energi listrik dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik. Energi ini mampu diperoleh dari perubahan berbagai sumber energi seperti air, angin, panas, cahaya, dan bahan bakar fosil (kimiawi). Energi tersebut dikonversikan menjadi energi listrik melalui terputarnya turbin yang merupakan dinamo yang mampu menghasilkan medan listrik. Untuk cahaya, energi listrik diperoleh berdasarkan reaksi fotovoltaik pada permukaannya sehingga menyebabkan perbedaan muatan dan menghasilkan listrik.Energi ini sekarang sering sekali dikonversikan menjadi bentuk energi lain seperti panas, gerak, cahaya, dan lain lain.

Macam macam energi: Listrik

5. Energi Gerak(Macam macam tulisan) Ini merupakan salah satu bentuk energi dasar. Energi gerak sesuai namanya muncul pada benda atau zat yang bergerak. Saat suatu benda atau zat bergerak, gerakan yang ada adalah energi. Hal ini searah dengan perubahan energi air (gerakan air di sungai) untuk memutar turbin untuk menghasilkan listrik. 

6. Energi Nuklir

(Macam macam tulisan) Energi ini adalah energi yang berada dalam setiap materi atau zat yang tentunya tersusun atas atom atom dan material penyusun atom seperti elektron, neutron dan proton. Energi nuklir sebenarnya juga merupakan energi kimia akan tetapi lebih bersifat spesifik dan membutuhkan usaha yang lebih dalam menggunakannya. Energi nuklir ini dapat diperoleh melalui proses yang cukup rumit dan untuk sekarang ini hanya mampu diambil dari materi yang bersifat radioaktif serta tidak stabil dengan inti yang berat seperti Uranium dan Plutonium. Untuk atom atom lain masih terbilang cukup sulit. Energi nuklir ini sesuai dengan rumus E=mc2. Sehingga energi yang sangat besar dapat dihasilkan dalam jumlah massa yang sedikit saja. Contoh reaksi nuklir yang ada adalah matahari yang terus menerus berpijar, kemudian pembangkit listrik tenaga nuklir (reaktor nuklir) serta Bom Atom (Bandingkan dengan ledakan Hiroshima dan Nagasaki).

SUMBER: http://www.apapengertianahli.com/2014/07/Pengertian-Energi-macam-macam-bentuk-energi.html

PENGERTIN MESIN KONVERSI ENERGImesin konversi energi adalah suatu instrument yang bertujuan untuk mengubah suatu sistem energi menjadi energi yang lainnya yang berguna untuk membantu aktivitas manusia.

CONTOH-CONTOH MESIN KONVERSI ENERGI SEDERHANA

Perubahan Energi Listrik1. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi PanasEnergi listrik dapat diubah menjadi panas. Ada banyak alat rumah tangga yang dapat mengubahnya. Contohnya, setrika listrik, kompor listrik, dispenser, dan solder. Di dalam alat-alat tersebut terdapat elemen pemanas. Ketika dialiri arus listrik, elemen pemanas menjadi panas.

2. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi CahayaEnergi listrik juga dapat diubah menjadi energi cahaya. Sekarang, orang sudah mengenal lampu listrik. Lampu listrik mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Dengan lampulistrik, malam hari menjadi terang benderang. Kalian pun dapat belajar dengan nyaman.

3. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi GerakMobil-mobilan baterai bergerak dengan memanfaatkan baterai. Roda mobil dapat berputar karena terhubung dengan motor listrik. Motor listrik inilah yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Ada banyak peralatan rumah yang memiliki motor listrik. Adanya motor listrik membuat peralatan tersebut dapat menghasilkan energi gerak. Contohnya, kipas angin, blender, mesin cuci, dan pengering rambut.

4. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi BunyiRadio, televisi, handphone (hp), dan bel listrik merupakan penghasil bunyi. Namun, alat itu tidak berfungsi jika tidak ada listrik. Dengan demikian, alat-alat tersebut mengubah energi listrik menjadi energi bunyi.SUMBER: http://mastugino.blogspot.com/2012/11/energi-listrik.html

Klasifikasi Mesin-Mesin Konversi Energi

Mesin-mesin konversi energi secara sederhana dapat diklasifikasikan menjadi dua,

yaitu mesin konversi energi konvensional dan mesin energi konversi non-konvensional.

Mesin konversi energi konvensional umumnya menggunakan sumber energi konvensional

yang tidak terbarui, kecuali turbin hidropower, dan umumnya dapat diklasifikasikan menjadi

motor pembakaran dalam, motor pembakaran luar, mesin-mesin fluida, dan mesin pendingin

dan pengkondisian udara. Mesin konversi energi non-konvensial umumya menggunakan

energi yang dapat diperbarui, kecuali mesin energi konvensi berbahan dasar nuklir.

Motor pembakaran dalam

      Motor pembakaran dalam dikembangkan oleh Motos Otto, atau Beau de Roches

merupakan mesin pengonvesi energi tak langsung, yaitu dari energi bahan bakar menjadi

energi panas dan kemudian baru menjadi energi mekanis. Energi kimia bahan bakar tidak

dikonversikan langsung menjadi energi mekanis. Bahan bakar standar motor bensin adalah

isooktan (C8H18). Efisiensi pengonversian energinya berkisar 30%. Hal ini karena kerugian

50% (panas, gesek/mekanis, dan pembakaran tak-sempurna). Sistem siklus kerja motor

bensin dibedakan atas motor bensin dua langkah (two stroke), dan empat langkah (four

stroke).

1)      Motor Bensin Dua Langkah

      Motor bensin dua langkah adalah motor yang pada dua langkah torak/piston (satu putaran

engkol) sempurna akan menghasilkan satu langkah kerja.

a)      Langkah kompresi dimulai dengan penutupan saluran masuk dan keluar kemudian menekan

isi silinder dan di bagian bawah, piston menghisap campuran bahan bakar udara bersih ke

dalam rumah engkol. Bila piston mencapai titik mati atas, pembakaran dimulai.

b)      Langkah kerja atau ekspansi, dimuliai ketika piston bergerak mencapai titik tertentu sebelum

titik mati atas busi memercikan bunga api, terjadilah kerja. Pada awalnya saluran buang dan

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 di dalam rumah engkol, mengalir ke dalam silinder. Piston dan saluran-saluran

umumnya dibentuk membelokan campuran yang masuk langsung menuju saluran buang dan

juga ditunjukkan untuk mendapatkan pembilasan gas residu secara efektif. Setiap siklus

mesin dengan satu langkah tenaga diselesaikan dalam satu kali putaran poros engkol. Namun

sulit untuk mengisi secara penuh volume langkah dengan campuran bersih, dan sebagian

darinya mengalir langsung ke luar silinder selama langkah bilas.

2)      Motor Bensin Empat Langkah

Motor bensin empat langkah adalah motor yang pada setiap empat langkah torak/piston

(dua putaran engkol) sempurna menghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).

a)      Langkah pemasukan dimulai dengan katup masuk terbuka, piston bergerak dari titik mati

atas dan berakhir ketika piston mencapai titik mati bawah. Udara dan bahan bakar terhisap ke

dalam silinder. Langkah ini berakhir hingga katup masuk menutup.

b)      Langkah kompresi, diawali ketika kedua katup tertutup dan campuran di dalam silinder

terkompresi sebagian kecil dari volume awalnya. Sesaat sebelum akhir langkah kompresi,

pembakaran dimulai dan tekanan silinder naik lebih cepat.

c)      Langkah kerja, atau langkah ekspansi, yang dimulai saat piston hampir mencapai titik mati

atas dan berakhir sekitar 45o 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.

d)     Langkah pembuangan, dimulai ketika piston mencapai titik mati bawah. Ketika katup buang

membuka, piston mendorong keluar sisa gas pembakaran hingga piston mencapai titik mati

atas. Bila piston mencapai titik mati atas, katup masuk membuka, katup buang tertutup,

demikian seterusnya..

e)      Perhitungan daya motor didasarkan pada dimensi mesin, antara lain:

Daya efektif: Ne = (π.D¬2/4.S.L.Pe.n)/60.75.a

Daya indikatif: Ni = (π.D¬2/4.S.L.Pi.n)/60.75.a

di mana :

D         : diameter silinder (cm2)

L          : panjang langkah torak (m)

I           : jumlah silinder

Pe        : tekanan efek rata-rata (kgf/cm2)

Pi         : tekanan indikatif rata-rata (kgf/cm2)

n          : putaran mesin (rpm)

a          : - dua langkah a=1

  - empat langkah a=2

5.      Cara Kerja Mesin 2 tak:

1)      Langkah penghisapan dan pembuangan

a)      Torak bergerak dari TMA ke TMB.

b)      Pada saat saluran bilas masih tertutup oleh torak, di dalam bak engkol terjadi kompresi

terhadap campuran bensin dan udara.

c)      Diatas torak, gas sisa pembakaran dari hasil pembakaran sebelumnya sudah mulai terbuang

keluar melalui saluran buang.

d)     Saat saluran bilas sudah terbuka, campuran bensin dengan udara mengalir melalui saluran,

dan saluran bilas terus masuk ke dalam ruang bakar.

2)      Langkah kompresi dan pembakaran

a)      Torak bergerak dari TMB ke TMA.

b)      Saluran bilas dan buang tertutup, terjadi langkah kompresi, dan setelah mencapi tekanan

tinggi busi memercikan bunga api listrik untuk membakar campuran bensin dengan udara tadi

c)      Pada sst yang bersamaan juga dibawah ( didalam bak engkolmesin ) bahan bakar yang baru

masuk ke dalam bak mesin melalui saluran masuk.

6.      Cara kerja mesin 4 tak:

Cara kerja mesin 4 langkah (4 tak) ada empat macam yaitu : langkah hisap, langkah

kompresi, langkah pembakaran dan langkah buang.

1)      Langkah hisap. Piston bergerak kebawah, katup hisap terbuka dan katup buang menutup.

Campuran udara dan bahan bakar dihisap masuk (melalui katup hisap).

2)      Langkah kompresi. Piston bergerak keatas kedua katup menutup. Udara dan bahan bakar

dimampatkan.

3)      Langkah pembakaran. Sesaat sebelum piston mencapai puncak busi memercikan bunga api

dan membaka campuran oksigen dan udara. Tekanan meningkat dan mendorong piston

kebawah (kedua katup menutup). Daya mekanik inilah yang dimanfaatkan untuk

menggerakan mesin.

4)      Langkah buang. Setelah piston mencapai akhir dari langkah, katup buang membuka piston

bergerak keatas mendorong sisa pembakaran keluar menuju knalpot.

Siklus ini terus berulang (piston bergerak keatas dan kebawah). Gerakan piston keatas

dan kebawah ini dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi gerakan memutar dan

dihubungkan ke gear box.

Komponen-komponen mesin 4 tak adalah: Busi berfungsi untuk memercikaan api, katup

berfungsi untuk menutup menutup lubang silinder, piston berfungsi untuk mengatur volume

ruang pembakaran, batang penghubung berfungsi untuk menghubungkan piston dengan

crankshaft, crankshaft merubah gerakan naik turun piston (vertikal) menjadi gerakan

memutar.Langkah hisap. Piston bergerak kebawah, katup hisap terbuka dan katup buang

menutup. Campuran udara dan bahan bakar dihisap masuk (melalui katup hisap)

Langkah kompresi. Piston bergerak keatas kedua katup menutup. Udara dan bahan bakar

dimampatkan

Langkah pembakaran. Sesaat sebelum piston mencapai puncak busi memercikan bunga

api dan membaka campuran oksigen dan udara. Tekanan meningkat dan mendorong piston

kebawah (kedua katup menutup). Daya mekanik inilah yang dimanfaatkan untuk

menggerakan mesin.

Langkah buang. Setelah piston mencapai akhir dari langkah, katup buang membuka

piston bergerak keatas mendorong sisa pembakaran keluar menuju knalpot.

Siklus ini terus berulang (piston bergerak keatas dan kebawah). Gerakan piston keatas

dan kebawah ini dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi gerakan memutar dan

dihubungkan ke gear box.

Komponen-komponen mesin 4 tak adalah: Busi berfungsi untuk memercikaan api, katup

berfungsi untuk menutup menutup lubang silinder, piston berfungsi untuk mengatur volume

ruang pembakaran, batang penghubung berfungsi untuk menghubungkan piston dengan

crankshaft, crankshaft merubah gerakan naik turun piston (vertikal) menjadi gerakan

memutar.

Kesimpulan dari perbedaan cara kerja ICE dengan diesel

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal untuk melakukan

kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi

panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan kerja mekanik.

Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada masin itu sendiri. 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.

1.      Motor pembakaran luar

Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin itu,

sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil

pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu

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.

7.      Prinsip Kerja Motor bakar Bensin

Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi 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

diisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar untuk

memperoleh tenaga panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu

dan tekanan. Bila torak bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi

akibat pembakaran, maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke

bawah. Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk merubah gerakan turun naik

menjadi gerakan putar, torak 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 bergerak secara periodik dan melakukan kerja tetap.

Kerja periodik di dalam silinder 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 dengan “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 siklus memerlukan 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 engkol.

8.      Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Torak bergerak naik turun di dalam silinder dalam gerakan reciprocating. Titik tertinggi

yang dicapai 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

kompresi , langkah kerja dan langkah pembuangan.

1.      Langkah hisap

Pada gerak hisap, campuran udara bensin dihisap ke dalam silinder. Bila jarum dilepas

dari sebuah alat suntik dan plunyernya ditarik sedikit sambil menutup bagian ujung yang

terbuka dengan jari (alat suntik akan rusak bila plunyer ditarik dengan 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 udara luar. Hal

yang sama juga terjadi di mesin, torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan

kehampaan di dalam silinder, dengan demikian campuran udara bensin dihisap ke dalam.

Selama langkah torak ini, katup hisap akan membuka dan katup buang menutup.

2.      Langkah kompresi

Dalam gerakan ini campuran udara bensin yang di dalam silinder dimampatkan oleh torak

yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Kedua katup hisap dan katup buang akan menutup

selama gerakan tekanan dan suhu campuran udara bensin menjadi naik. Bila tekanan

campuran udara bensin ini 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 putaran.

3.       Langkah kerja

Dalam gerakan ini, campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar dan menyebabkan

terbakar dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga

penggerak yang nyata. Selama gerak ini katup hisap dan katup buang masih tertutup. Torak

telah melakukan tiga langkah dan poros engkol berputar satu setengah putaran.

4.      Langkah buang

Dalam gerak ini, torak terdorong ke bawah, ke TMB dan naik kembali 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 seperti di atas, torak

akan kembali pada keadaan untuk memulai gerak hisap. Sekarang motor telah melakukan 4

gerakan penuh, hisap-kompresi-kerja-buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah

menghasilkan satu tenaga. Di dalam mesin sebenarnya, membuka dan menutupnya katup

tidak terjadi tepat pada TMA dan TMB, tetapi akan berlaku lebih cepat atau lambat, ini

dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas.

9.      Prinsip Kerja Motor bakar solar

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam

(internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja). Prosip kerja

motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan

melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di

dalam silinder (ruang bakar).

Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada

penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya

dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.

Prinsip Kerja

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan 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 gerak rotasi 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 oleh dua elektroda busi (spark plug), sedangkan

pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan

bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan

bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine

sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine. 

SUMBER: http://ayper10.blogspot.com/2013/02/mesin-konversi-energi.html