MATERI

PROSES MESIN KONVERSI ENERGI

PROGRAM KEAHLIAN     : TEKNIK KENDARAAN RINGAN

MATA PELAJARAN            :  A.3. Menjelaskan proses-proses mesin konversi energi

KELAS / SEMESTER           :  X / 1

PERTEMUAN KE                 :  1 s.d. 5

ALOKASI WAKTU              :  36 Jam

STANDAR KOMPETENSI   :  A.3. Menjelaskan proses-proses mesin konversi energi       

KOMPETENSI DASAR        :

3.1. Menjelaskan konsep motor bakar

3.2. Menjelaskan konsep motor listrik

3.3. Menjelaskan konsep generator listrik

3.4. Menjelaskan konsep pompa fluida

3.5. Menjelaskan konsep kompresor

3.6. Menjelaskan konsep refrigerasi

I. KONSEP KONVERSI ENERGI

1.  Konsep konversi energi

Perhatikan gambar dibawah bagaimana energi yang ada dirubah (dikonversi) menjadi energi mekanik

Sumber tenaga (Energi) dialam ini antara lain  terdiri dari :

1. Tenaga Panas (heating power)
2. Tenaga listrik (Electric Power)
3. Tenaga angin (Wind force)
4. Tenaga Air (Water power)

Sumber-sumber tenaga tersebut dirubah (convert) oleh mesin (engie) menjadi tenaga mekanik (mechanical energy). Selanjutnya energi mekanik digunakan untuk menggerak (sumber tenaga) bagi kendaraan : darat, laut dan udara.

Jadi dapat disimpulkan bahwa :

1.            Mesin (engine) adalah alat untuk merubah (mengkonversi) energi menjadi energi mekanik.

2.            Mesin adalah sumber tenaga penggerak kendaraan

2.      Macam-macam Mesin (Engine)

 Mesin Tenaga Panas

Tenaga panas dapat dihasilkan dari proses pembakaran, oleh sebab itu mesin ini dikenal dengan mesin bakar atau motor bakar yang bahan bakarnya kayu, bensin, minyak tanah dll

Macam-macamnya :

Perhatikan skema dibawah untuk melihat bagaimana sumber tenaga yang ada dirubah menjadi energi gerak oleh mesin :

Contoh :

1.      Mesin pembakaran luar

Perhatikan gambar disamping ,  Air direbus sehingga mendidih dan menghasilkan uap yang bertekanan tinggi s ehingga mampu menjadi sumber tenaga. Seperti sebagai  seperti turbin uap PLTU, kereta api , Ketel uap mesin industri.

Sumber energi gerak yang dihasilkan oleh uap akan menggerak piston atau plunyer yang menghasilkan gerak bolak balik (gerak translasi) yang kemudian oleh poros engkol dirubah menjadi gerak putar (gerak rotasi). Prinsif perubahan gerak translasi menjadi gerak rotasi ini persis seperti gerakan kaki mendorong pedal sepeda (kaki bergerak naik turun – gerak translasi) dan pedal bergerak berputar memutar poros (gerak rotasi) . Atau

Sumber tenaga gerak yang dihasilkan uap akan mendorong  sudu-sudu ( seperti meniup kipas angin) yang menghasilkan gerak berputar (gerak rotasi)

Contoh penggunaanya pada PLTU tarahan, Kereta uap wisata ambarukmo di jawa tengah, Mesin Pabrik

1. Mesin Tenaga Listrik

Tenaga listrik dihasilkan dari konversi energi :

1.      Cahaya matahari

2.      Energi gerak / energi  Mekanik

3.      Energi Angin

4.      Energi Air

5.      Kimia (pembakaran)

Energi listrik yang dihasilkan akan dirubah menjadi tenaga gerak untuk menggerak kendaraan dengan menggerak motor listrik. Saat ini sudah banyak kendaraan bertenaga listrik atau gabungan mesin listrik dengan mesin bakar (hibryd engine). Dibawah contoh kendaraan hibryd Toyota – Prius  generasi ke 2

1. Mesin Tenaga Angin

Tenaga angin digunakan  pembangkit listrik seperti kincir angina, di belanda digunakan untuk menggerak pompa air yang terkenal dengan Negara kincir angin. Selain itu juga untuk perahu layar, skate board,  tenaga penggerak peralatan otomotif,

2. Mesin Tenaga Air

Tenaga air digunakan oleh PLTA, yaitu pembangkit tenaga listrik

II. KONSEP MOTOR BAKAR

1.      Konsep motor bakar Luar (ECE = External Combustion Engine)

a.       Air direbus dalam suatu ketel sehingga menguap, uap yang panas bertekanan tinggi akan mendorong piston atau plunyer atau sudu-sudu.

b.      Pada Piston atau plunyer akan merubah tenaga tekan menjadi tenaga gerak tranlasi (gerak naik turun atau maju mundur) kemudian oleh poros engkol dirubah menjadi gerak putar (sperti pada pedal sepeda).

c.       Pada sudu-sudu tekanan uap panas akan mendorong sudu-sudu sehingga berputar (seperti meniup kipas angin)

Gerakan putar akan memutar roda melalui transmisi (penerus tenaga)

1.      Mesin Bakar Dalam (ICE = Internal Combustion Engine)

Mesin Bakar adalah mesin yang sumber tenaganya dihasilkan oleh hasil pembakaran, untuk terjadinya proses pembakaran diperlukan 3 komponen yaitu

1. Ada bahan bakar contoh kayu, bensin dll
2. Ada udara yaitu ogsigen
3. Ada pembakar yaitu suhu tinggi, api

Perhatikan penjelasan berikut tentang proses terjadinya pembakaran di dalam mesin :

Bahan bakar (fuel) dicampur (mix) dengan udara sehingga menjadi gas yang terdiri dari uap bahan bakar dan udara (mixture)

  Campuran udara dan bahan bakar dihisap masuk (intake) kedalam ruang bakar (combustion chamber)

Campuran udara diruang bakar akan dikompresi yaitu ruang dikencilkan dengan piston naik sehingga tekanan dan suhu naik Seperti mompa udara akan berat dan terasa panas pada tabung pompa

   Campuran udara yang dikompresi diruang bakar yang siap menyala yaitu suhu tinggi (panas) maka ketika diletikan bunga api (ignited) gas akan terbakar dalam bentuk ledakan (explosive) dan mendorong piston ke bawah (expansion force). Jadi tenaga ledakan dirubah oleh piston menjadi tenaga gerak (translasi)

Prinsif ini seperti mainan tembakan meriam bambu dengan minyak tanah