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