Download - Basic engine
BASIC ENGINE
PENGERTIAN
Engine adalah sebuah alat pengubah energi panas(heat energy) menjadi energi gerak
(mechanical energy).Yaitu dengan melalui proses pembakaran
(combustion process).
Heat Energy Mechanical Energy
KONSEP PERUBAHAN ENERGI
KLASIFIKASI ENGINE
JE T E N G IN E
2 S TR O K E S 4 S TO K E S
D IE S E L
2 S TR O K E S 4 S TR O K E S
G A S O L IN E /G A S
R E C IP R O C A TIN G(P IS TO N )
R O TA R Y(W A N K E L )
IN TE R N A LC O M B U S TIO N
E N G IN E
TU R B IN E U A P TU R B IN E G A S M E S IN U A P
E X TE R N A LC O M B U S TIO N
E N G IN E
E N G IN E
PERBEDAAN GASOLINE & DIESEL
I T E M GASOLINE DIESEL
Siklus Pembakaran Siklus OTTO Siklus SABATHE
Perbandingan Kompresi Rendah (6:1 – 10:1) Tinggi (12:1 – 23:1)
Metode Pemasukan Fuel + Udara Udara
Bahan Bakar Bensin Solar
Metode Penyalaan Busi (spark plug) Kompresi
Sistem Bahan Bakar Karburator Pompa Injeksi + Injektor
Konstruksi Ringan Berat
Efisiensi Panas Rendah (25 – 30%) Tinggi (30 – 37%)
Getaran & Suara Kecil Besar
Tabel Perbedaan antara Gasoline & Diesel Engine
PERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAH
• 2 Langkah: Dua kali langkah piston - satu kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja.
• 4 Langkah: Empat kali langkah piston - dua kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja.
Prinsip kerja engine 2 & 4 langkah adalah sama, yakni:pengisapan, kompresi, power (kerja), dan pembuangan.Sedangkan perbedaannya pada jumlah putaran crank-shaft per siklus yang menghasilkan kerja.
UNSUR-UNSUR PEMBAKARANSyarat terjadinya pembakaran yaitu adanya 3 unsur,yakni: udara, bahan bakar dan panas.
Air + Fuel + Heat = Combustion
PROSES PEMBAKARAN ENGINE
ELEMENTSAIRFUELHEAT
+STROKEINTAKECOMPRESSIONPOWEREXHAUST
=COMBUSTION
HEAT
WORK
UDARA
7821
7821
7821
7821
Lapisan Atmosfermengandung:* 21% Oksigen* 78% Nitrogen* 1% Lain-lain
Syarat Udara
• Sejuk/kelembaban• Temperatur
Udara yang dibutuhkan dalam pembakaran pada engine adalah yang mempunyai kerapatan (density) yang tinggi, sehingga banyak mengandung O2..
Faktor yang mempengaruhi density udara:
BAHAN BAKAR (FUEL)
PERBANDINGAN UDARA & BB
PANAS (HEAT)
• Gasoline, Panas pada engine gasoline diperoleh dari letikan bunga api spark plug.
• Diesel Panas pada engine diesel diperoleh dari udara yang dikompresikan dalam ruang bakar.
Proses Terjadinya Panas
Udara yang dihisap oleh ruang bakarkemudian dikompresikan,
karena adanya penyempitan ruangmaka molekul-molekul udara saling bergesekan
yang akan menimbulkan panas.
SIKLUS KERJA
• Intake stroke• Compression stroke• Power stroke• Exhaust stroke
Siklus kerja engine empat langkahadalah:
Intake
• Piston bergerak dari TDC ke BDC• Intake valve membuka & exhaust
valve menutup• Udara luar terhisap
(karena di dalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi)
EFISIENSI VOLUMETRIK
Efisiensi Volumetrik adalah persentase pemasukan udara yang dihisap terhadap volume
ruang bakar yang tersedia.
PENGISAPAN
• Gasoline Engine Pada gasoline engine yang dihisap adalah Udara + Bahan bakar.
• Diesel Engine Pada diesel engine yang dihisap adalah Udara murni.
Compression
• Piston bergerak dari BDC ke TDC• Kedua valve menutup• Udara dikompresikan Panas
(karena ruangnya
dipersempit)
Power
• Gas sisa pembakaran mengembang (ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya dorong)
• Kedua valve menutup• Piston terdorong turun ke BDC
Exhaust
• Piston bergerak dari BDC ke TDC• Exhaust valve membuka• Gas sisa pembakaran terbuang
(melalui exhaust valve & exhaust manifold)
Over-lapping
Over-lapping adalah kondisi kedua valve (intake & exhaust) membuka secara
bersama-sama (simultan).
Fungsi Over-lapping:a. Proses pembilasan ruang bakar
b. Membuka intake port lebih awal, sehingga pemasukan udara lebih
banyak.
PERFORMANCE ENGINE
Kemampuan (performance) engine dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:1. Displacement (volume langkah total)2. Compression ratio3. Efisiensi panas
• Volume Langkah Total
Volume langkah total besarnya sudah ditentukan (fix)dari manufacturer.
Volume langkah adalah volume yang terjadi bila piston bergerak dari TDC sampai BDC.
Sedangkan volume total sebuah engineadalah volume langkah dikalikan dengan
jumlah keseluruhan silindernya.
• Compression Ratio
Perbandingan Kompresi (Compression ratio)adalah perbandingan volume antara
pada saat posisi BDC dan TDC.
Yang mempengaruhi besarnya perbandingankompresi adalah:
a. Panjang langkah pistonb. Bentuk cylinder head
c. Design bentuk piston crown
Heat generated
A
C
B
LossesHeat
Effective Heat
A : Exhaust loss 30%B : Cooling loss 30%C : Mechanicals loss 7%
Penjelasan• Effective Work
Jumlah panas yang efektif menjadi tenaga putar pada crankshaft
• Exhaust Loss Jumlah panas yang hilang bersama gas buang
• Cooling Loss Engine harus memberikan panas yang terus-menerus, dan untuk mencegah over-heating engine harus didinginkan dengan coolant & oil. Panas yang hilang akibat pendinginan disebut cooling loss.
• Mechanical Loss Panas yang hilang akibat untuk menggerakkan aksesoris, seperti: pompa-2, valve dan kerugian gesekan.
Firing Order
Untuk engine yang jumlah cylinder lebih dari 2mempunyai urutan penyalaan tertentu
yang disebut firing order.
Contoh:
• Engine 4 Cylinder Dengan FO : 1 - 3 - 4 - 2
• Engine 6 Cylinder Dengan FO : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4
Bentuk Crankshaft
2 3
41
1/4
2/3
1/6
5/2 3/4
6 CylinderFO : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4
Penyebaran Power
1
3
4
2
P
E I
P
C
C
I
C
E
EP
E C
P
I
I
Cyl 0o 360o 540o 720o180o