Top Banner
TUGAS THERMODINAMIKA APLIKASI THERMODINAMIKA PADA MESIN DIESEL Oleh : Rohmat Cahyono NIM K2513061 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
31

Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

Dec 29, 2015

Download

Documents

pai
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

TUGAS THERMODINAMIKA

APLIKASI THERMODINAMIKA PADA MESIN DIESEL

Oleh :

Rohmat Cahyono

NIM K2513061

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Page 2: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT. Karena atas limpahan

rahmat, hidayah, serta karunia-Nya penulis diberi kekuatan untuk bisa

menyelesaikan makalah yang berjudul “Aplikasi Thermodinamika pada Mesin

Diesel” sebagai tugas mata kuliah termodinamika semester dua tepat pada

waktunya. Penulis ucapkan terima kasih kepada kepada pihak-pihak lain yang

telah membantu penulis dalam menyelesaikan makalah ini. Penulis menyadari

makalah ini jauh dari kata sempurna. Maka, penulis meminta maaf atas hal

tersebut dan mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai

pihak . Semoga makalah ini bermanfaat bagi semua pihak, khususnya penulis

sebagai pedoman materi sesuai judul yang penulis angkat.

Surakarta, Maret 2014

Penulis

i

Page 3: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang 1

B. Rumusan Masalah 1

C. Tujuan Masalah 2

D. Manfaat 2

BAB II PEMBAHASAN 3

A. Sejarah Mesin Diesel 3

B. Definisi Mesin Diesel 4

C. Siklus Diesel 5

D. Bagaimana mesin diesel bekerja 7

E. Aplikasi Mesin Diesel Pada Kehidupan Sehari-hari 13

BAB III PENUTUP 14

A. Kesimpulan 14

B. Saran 15

DAFTAR PUSTAKA

ii

Page 4: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik

membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah

diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk,

selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir,

energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain . Energi

dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil

rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat

dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu

bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini

disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi.

Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami

dalam kehidupan sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang

elektromagnetik dari matahari, dan di bumi energi tersebut berubah menjadi

energi panas, energi angin, gelombang laut, proses pertumbuhan berbagai

tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses didalam diri manusia

juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia

dalam makanan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan

energi yang sangat bernilai yaitu energi pikiran kita.

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka prinsip

alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai

bentuk mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya.

Mesin-mesin transportasi darat, laut, maupun udara merupakan contoh yang

sangat kita kenal dari mesin konversi energi, yang merubah energi kimia dalam

bahan bakar atau sumber energi lain menjadi energi mekanis dalam bentuk gerak

atau perpindahan diatas permukaan bumi, bahkan sampai di luar angkasa. Pabrik-

pabrik dapat memproduksi berbagai jenis barang, digerakkan oleh mesin

1

Page 5: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

pembangkit energi listrik yang menggunakan prinsip konversi energi panas dan

kerja. Untuk

2

Page 6: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

2

kenyamanan hidup, kita memanfaatkan mesin air conditioning, mesin pemanas,

mesin diesel dan refrigerators yang menggunakan prinsip dasar thermodinamika.

Aplikasi thermodinamika yang begitu luas dimungkinkan karena

perkembangan ilmu thermodinamika sejak abad 17 yang dipelopori dengan

penemuan mesin uap di Inggris, dan diikuti oleh para ilmuwan thermodinamika

seperti Willian Rankine, Rudolph Clausius, dan Lord Kelvin pada abad ke 19.

Pengembangan ilmu thermodinamika dimulai dengan pendekatan makroskopik,

yaitu sifat thermodinamis didekati dari perilaku umum partikel-partikel zat yang

menjadi media pembawa energi, yang disebut pendekatan thermodinamika klasik.

Pendekatan tentang sifat thermodinamis suatu zat berdasarkan perilaku kumpulan

partikel-partikel disebut pendekatan mikroskopis yang merupakan perkembangan

ilmu thermodinamika modern, atau disebut thermodinamika statistik. Pendekatan

thermodinamika statistik dimungkinkan karena perkembangan teknologi

komputer, yang sangat membantu dalam menganalisis data dalam jumlah yang

sangat besar.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana sejarah terciptanya mesin diesel ?

2. Apa sebenarnya mesin diesel ?

3. Bagaimana prinsip kerja mesin diesel ?

4. Bagaimana pemanfaatan mesin diesel dalam kehidupan sehari-hari ?

C. Tujuan Masalah

Makalah ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana penerapan proses

thermodinamika pada mesin diesel.

D. Manfaat

Makalah ini diharapkan dapat bermanfaat atau berguna dalam pendidikan

baik secara langsung maupun tidak langsung.

Page 7: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

3

Page 8: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sejarah Mesin Diesel

Rudolf Diesel (18 Maret 1858 - 30 September 1913) adalah seorang

penemu Jerman, terkenal akan penemuannya, mesin diesel, Dia lahir di Paris dan

meninggal secara misterius di kapal fery dalam perjalanannya ke Inggris. Diesel

mengembangkan ide sebuah mesin pemicu kompresi pada dekade terakhir abad

ke-19 dan menerima hak paten untuk alat tersebut pada 23 Februari 1893. Dia

membangun prototipe yang berfungsi pada awal 1897 ketika bekerja di pabrik

MAN di Augsburg.

Padahal jaman itu (akhir abad 19 dan awal abad 20) belum ada orang yang

berfikir tentang krisis energi minyak, apalagi global warming. Sedemikian

hebatnya itu mesin, membuat pesaing-pesaingnya di dunia otomotif gigit jari.

Hingga di bulan September 1913, Diesel hilang secara misterius dari kabin

kamarnya di kapal SS Dresden saat bepergian dari Jerman ke Inggris. Baru lima

hari kemudian mayatnya ditemukan terapung di Sungai Scheldt (Jerman). Tak

seorang pun bisa menyibak misteri di balik kematian Diesel tersebut.

Beberapa tahun kemudian, tepatnya tahun 1937 di Jepang, berdirilah

sebuah pabrik mesin bernama Tokyo Jidosha Kogyo Company yang sekarang

berganti nama menjadi Isuzu, yang line produknya adalah Mesin Diesel. Konon

salah seorang murid/asisten Diesel berhasil mengcopy seluruh desain rancang

bangun mesin tersebut dan mengembangkannya di Jepang atas perintah Kaisar

Tenno Haika Hirohito untuk menjalankan mesin perangnya di Asia Pasifik.

Selama Perang Dunia II, Jepang membumi hanguskan semua sumur

minyak milik kolonial Belanda, Inggris dan Perancis di Asia Tenggara. Namun, di

sisi lain, Jepang juga memerintahkan anak jajahannya untuk menanam jarak

pagar, yang bijinya diperas untuk dijadikan biodiesel yang menggerakkan tank

dan kapal perang mereka.

3

Page 9: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

4

Para tentara Jepang dengan mesin perang yang bermesin diesel hampir tak

terkalahkan oleh Amerika Serikat. Hanya 4 buah bom atom di Hiroshima dan

Nagasakilah yang mampu menghentikan laju gerak pasukan bersepatu karet

tersebut melibas Asia-Pasifik. Sementara Jendral Douglas MacArthur tergopoh-

gopoh balik menyerang dengan risiko kekurangan suplai minyak bensin di

sepanjang jalur penyerangannya di Pasifik Selatan, yang bisa dikatakan

mendahulukan merebut sumur-sumur minyak di Papua, Sulawesi dan Kalimantan.

Makanya tidak perlu heran kenapa mesin diesel masih berbahan bakar

solar, bukan minyak jarak atau minyak kelapa sawit. Semua dikarenakan para

pelaku industri minyak tidak mau rugi dan digulung oleh petani kacang, kelapa

sawit dan jarak pagar.

Pada saat menerima hak paten atas mesin ciptaannya di Pekan Raya Paris

1912, Rudolf Diesel menyampaikan pidato yang sangat-sangat berarti di era

Global Warming saat ini: “Der Gebrauch von Pflanzenöl als Krafstoff mag heute

unbedeuntend sein. Aber derartige Produkte können im Laufe der Zeit obenso

wichtig werden wie Petroleum und diese Kohle-Teer-Produkte von heute.”

(Pemakaian minyak nabati sebagai bahan bakar untuk saat ini sepertinya tidak

berarti, tetapi pada saatnya nanti akan menjadi penting, sebagaimana minyak bumi

dan produktir batubara saat sekarang).

B. Definisi Mesin Diesel

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi,

sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi

gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi). Mesin

bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin pembakaran

dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang untuk

menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis. Mesin bensin berbeda dengan

mesin diesel dalam metode pencampuran bahan bakar dengan udara, dan mesin

bensin selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran. Pada mesin

diesel, hanya udara yang dikompresikan dalam ruang bakar dan dengan sendirinya

udara tersebut terpanaskan, bahan bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir

Page 10: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

5

langkah kompresi untuk bercampur dengan udara yang sangat panas, pada saat

kombinasi antara jumlah udara, jumlah bahan bakar, dan temperatur dalam

kondisi tepat maka campuran udara dan bakar tersebut akan terbakar dengan

sendirinya.

C. Siklus Diesel

Siklus diesel yang merupakan siklus dari mesin penyalaan kompresi

(compression-ignition) ditemukan oleh Rudolph Diesel pada tahun 1890.

Perbedaan mesin diesel dengan mesin otto terletak pada permulaan

pembakarannya. Pada motor bensin, campuran udara-bensin dikompresi dibawah

temperatur pembakaran bahan bakar dan proses pembakarannya dimulai dari

percikan bunga api pada busi. Sedangkan pada mesin diesel, udara murni diisap

dan dikompresi diatas temperatur pembakaran bahan bakar. Jadi, pada mesin

diesel tidak terdapat karburator dan busi tetapi diganti oleh injektor bahan bakar.

Pada mesin bensin, yang dikompresi adalah campuran udara-bensin dan

besarnya perbandingan kompresi dibatasi oleh temperatur terbakarnya bensin.

Pada mesin diesel, yang dikompresi adalah udaranya saja sehingga mesin diesel

dapat didesain pada perbandingan kompresi yang tinggi, antara 12 sampai 24.

Proses injeksi bahan bakar dimulai pada saat piston hampir mencapai titik mati

atas dan masih berlangsung beberapa saat setelah piston mencapai TMA. Oleh

karena itu, proses pembakaran pada mesin diesel terjadi pada interval waktu yang

relative panjang dibanding dengan mesin bensin. Dengan interval waktu

pembakaran yang relatif panjang tersebut, maka proses pemasukan panas didekati

(approximated) sebagai proses tekanan konstan, sedangkan tiga proses lainnya

sama dengan mesin bensin.

Perbandingan efesiensi antara mesin diesel dengan mesin bensin

(ɳv=1-1

rvk−1 ) adalah terletak pada nilai suku yang ada didalam kurung dimana

nilainya selalu lebih besar dari satu. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa

jika perbandingan kompresi antara mesin bensin dan mesin diesel sama maka

efisiensi mesin bensin lebih tinggi dibanding mesin diesel (ɳv>ɳd ). Namun, harus

Page 11: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

6

diingat bahwa mesin diesel dapat dioprasikan pada perbandingan kompresi yang

lebih tinggi tanpa khawatir akan terjadi pembakaran sebelum waktunya sehingga

efisiensi mesin diesel lebih tinggi dari mesin otto. Selain itu, proses pembakaran

mesin diesel lebih sempurna karena mesin diesel beroprasi pada putaran lebih

rendah maka mesin diesel menjadi pilihan untuk keperluan mesin dengan power

besar seperti mesin lokomotif, kapal laut, truk, dan lain lain.

Prinsip kerja mesin diesel mirip seperti mesin bensin. Perbedaannya

terletak pada langkah awal kompresi atau penekanan adiabatik (penekanan

adiabatik = penekanan yang dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor atau

panas tidak sempat mengalir menuju atau keluar dari sistem. Sistem untuk kasus

ini adalah silinder. Kalau dalam mesin bensin, yang ditekan adalah campuran

udara dan uap bensin, maka dalam mesin diesel yang ditekan hanya udara saja.

Penekanan secara adiabatik menyebabkan suhu dan tekanan udara

meningkat.Selanjutnya injector atau penyuntik menyemprotkan solar. Karena

suhu dan tekanan udara sudah sangat tinggi maka ketika solar disemprotkan ke

dalam silinder dan solar langsung terbakar. Tidak perlu memakai busi lagi.

Perhatikan besarnya tekanan yang ditunjukkan pada diagram di bawah.

Diagram ini menunjukkan siklus diesel ideal atau sempurna. Mula-mula

udara ditekan secara adiabatik (a-b), lalu dipanaskan pada tekanan konstan -

penyuntik atau injector menyemprotkan solar dan terjadilah pembakaran (b-c), gas

yang terbakar mengalami pemuaian adiabatik (c-d), pendinginan pada volume

Page 12: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

7

konstan - gas yang terbakar dibuang ke pipa pembuangan dan udara yang baru,

masuk ke silinder (d-a).

Zat kerja untuk mesin diesel adalah udara dan solar. Zat kerja biasanya

menyerapkalor pada suhu yang tinggi (QH), melakukan usaha alias kerja (W), lalu

membuang kalor sisa pada suhu yang lebih rendah (QL). Karena energi kekal,

maka QH = W + QL.

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin

pembakaran dalam (internal combustion engine) (biasanya disebut sebagai “motor

bakar” saja). Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi

energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reaksi kimia

(pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder

(ruang bakar). Penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau

dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu

torak.Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar 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. Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan

maka motor diesel juga disebut Compression Ignition Engine.

D. Bagaimana mesin diesel bekerja

Diagram siklus termodinamika sebuah mesin diesel ideal. Urutan kerja

mesin diesel berurutan dari nomor 1-4 searah jarum jam. Dalam siklus mesin

diesel, pembakaran terjadi dalam tekanan tetap dan pembuangan terjadi dalam

volume tetap. Tenaga yang dihasilkan setiap siklus ini adalah area di dalam garis

siklus.

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh

Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran.

Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang

merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat

Page 13: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

8

sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead

Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi

melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi.

Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan

bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat)

TMA untuk menghindari detonasi.

Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston

dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan

bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar

utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang

dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear.

Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan

oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada

ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan

komponen :

a. Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang

masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh

turbin pada turbo/supercharger.

b. Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar.

Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya,

maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang

bakar bisa lebih banyak.

Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin.

Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi

menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar

sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam

"intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai

suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder

Page 14: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

9

dengan efektif memanaskan mesin. Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar

diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau

gel. Ini dapat memengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle,

membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang

dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar

secara elektronik.

Siklus motor diesel merupakan siklus udara pada tekanan konstan. Pada

umumnya jenis motor bakar diesel dirancang untuk memenuhi siklus ideal diesel

yaitu seperti siklus otto tetapi proses pe.masukan kalornya dilakukan pada tekanan

konstan. Perbedaannya mengenai pemasukan sebanyak qm pada siklus diesel

dilaksanankan pada tekanan konstan. Terdapat dua jenis mesin diesel dalam

proses pembakarannya yaitu mesin diesel 2 langkah dan mesin diesel 4 langkah.

1. Mesin Diesel 2 Langkah

Mesin diesel dua langkah atau dikenal juga dengan dua tak sangat dipengaruhi

oleh proses pertukaran gas di dalam silinder yang disebut juga proses pembilasan

(scavenging). Prose pembilasan adalah proses pembersihan silinder dari gas buang

dan menggantikannya dengan udara pada mesin diesel atau campuran udara-bahan

bakar pada mesin bensin. Mesin dua langkah mempunyai siklus hanya dalam dua

gerakan piston (TMB-TMA-TMB) atau dalam satu putaran poros engkol

(crankshaft). Langkah isap dan langkah buang terjadi pada saat yang hampir

bersamaan, yaitu ketika piston berada di sekitar TMB. Proses pemasukan udara

atau campuran udara-bahan bakar segar ke dalam silinder tidak dilakukan oleh

gerakan isap piston seperti pada mesin 4-langkah, tetapi bisa melalui mekanisme

di ruang engkol atau dengan bantuan blower atau compressor pada sistem yang

terpisah. Selanjutnya gas buang didesak keluar silinder oleh udara atau campuran

udara-bahan bakar yang bertekanan. Tentunya sebagian udara atau campuran

udara-bahan bakar segar ada yang ikut keluar bersama gas buang, inilah sebabnya

mengapa mesin 2-langkah lebih boros dibanding mesin 4-langkah, khususnya

untuk mesin bensin. Pada mesin diesel hanya udara saja yang digunakan untuk

melakukan pembilasan, sehingga hanya ada kerugian daya pembilasan.

Page 15: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

10

Sebaliknya secara teoritis mesin 2-langkah bisa menghasilkan daya dua kali mesin

4-langkah untuk putaran, ukuran, serta kondisi operasi yang sama, karena mesin

2-langkah bekerja dengan siklus dua kali mesin 4-langkah. Berdasarkan hal di atas

mesin 2-langkah lebih menguntungkan dipakai pada mesin diesel ukuran besar

atau pada mesin bensin ukuran kecil.

Gambar Diagram P-V Motor Diesel 2 langkah:

Page 16: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

11

Keterangan:

1-2 = Langkah kompresi tekanan bertambah, Q = c (adiabatic)

2-3 = Pembakaran, P naik, V = c (isokhorik)

3-4 = Langkah kerja V bertambah, P turun (adiabatic)

4-5 = Awal Pembuangan

5-6 = Awal Pembilasan

6-7 = Akhir Pembilasan

2. Mesin diesel 4 langkah

Mesin diesel empat langkah yang biasa disebut empat langkah ini prinsip kerjanya

adalah: udara murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake

manifold) lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya

naik. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar mesin diesel diinjeksikan ke

dalam silinder melalui nozzle dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan

terjadinya penyalaan dalam ruang bakar dan menghasilkan ledakan yang akan

mendorong piston. Gerak translasi piston yang dihasilkan oleh ledakan tadi adalah

sebuah gaya yang akan diteruskan ke poros engkol untuk dirubah menjadi gerak

rotasi. Gerak rotasi poros engkol yang terhubung dengan fly wheel mengakibatkan

piston terdorong kembali untuk menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder

melalui saluran buang (exhaust manifold). Empat tahapan itu adalah sebagai

Page 17: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

12

berikut ; langkah mengisap (intake stroke); langkah kompresi (compression

stroke); langkah menghasilkan tenaga (power stroke); dan langkah pembuangan

(exhaust stroke). keempat langkah ini berlangsung secara cepat dan terus menerus,

sehingga menghasilkan siklus kerja mesin.

Gambar Diagram P-V Motor Diesel 4 langkah:

Page 18: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

13

Keterangan:

0-1 = Langkah isap pada P = c (isobarik)

1-2 = Langkah kompresi , P bertambah, Q = c (adiabatik)

2-3 = Pembakaran, P naik, V = c (isokhorik)

3-4 = Langkah kerja P bertambah, V = c (adiabatik)

4-1 = Pengeluaran kalor sisa pada V = c (isokhorik)

1-0 = Langkah buang pada P = c

E. Aplikasi Mesin Diesel Pada Kehidupan Sehari-hari

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa mesin diesel adalah

mesin yang mengubah kimia menadi energi melalui pembakaran. Energi yang

dihasilkan dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Aplikasi yang

menggunakan mesin diesel yaitu genset, kendaraan bermotor seperti bus, mobil

serta alat transportasi lainnya. Mesin dieseil juga dipakai untuk pembangkit listrik

yang menghsilkan tegangan dalam jumlah besar.

Page 19: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

14

Page 20: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan yang telah penulis uraikan pada bab sebelumnya,

penulis dapat menyimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Mesin diesel merupakan mesin yang mengubah energy kimia menjadi energi

atau usaha. Mesin ini diciptahan oleh Dr. Rudolf Diesel pada tahun 1892,

hingga sekarang mesin ini dikenal sebagai mesin diesel.

2. Prinsip kerja mesin diesel yaitu mencampurkan bahan bakar dengan udara

yang dimampatkan sehingga suhu dan tekanannya menjadi tinggi. Karena

tekanan yang tinggi tersebut akan mencapai titik bakar bahan bakar yang

dibakar. Hasil dari ledakan tersebut akan menggerakan piston untuk

mengubahnya menjadi usaha.

3. Mesin diesel pada injeksi bahan bakarnya dibagi menjadi dua buah yaitu

konvensional dan cammon rail. Pada system yang konvesional bahan

bakarnya diinjeksikan sendiri-sendiri ke ruang bahan bakar, sedangkan pada

common rail bahan bakarnya diinjeksikan secara bersama-sama.

4. Mesin diesel pada sistem pembakarannya dibagi menjadi dua yaitu mesin

diesel dua langkah dan mesin diesel empat langkah. Pada mesin diesel dua

langkah menghasilkan energi atau usaha dalam dua langkah, sedangkan pada

mesin diesel empat langkah menghasilkan energi dalam empat langkah.

5. Aplikasi yang dapat digunakan pada mesin diesel yaitu sebagai pembakit

listrik alat trasnportasi, dan sebagainya.

14

Page 21: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

15

B. Saran

Berkaitan dengan kesimpulan di atas penulis mengajukan saran-saran

sebagai beikut :

Dalam perkembangan sudah seharusnya diikuti dengan kemajuan

teknologi yang akan mempermudah manusia dalam melakukan pekerjaan dan juga

melakukan aktivitasnya. Jadi sebagai penerus bangsa jangan pernah berhenti

untuk melakukan inovasi inovasi yang pastinya akan bermanfaat bagi bangsa

Indonesia ini, ciptakan teknologi baru untuk era yang lebih maju.

Page 22: Rohmat Cahyono_K2513061(Aplikasi Thermodinamika Pada Mesin Diesel)

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta : Erlangga

Hadi, Dimsiki.1993. Termodinamika. Jakarta : Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan

Halliday, David, dkk. .Dasar-Dasar Fisika (versi diperluas) Jilid 2. Tangerang :

Binarupa Aksara.

J. Trommel Mans. 1991. Mesin Diesel, Jakarta : PT Rosda Jayaputra.

Nakoela Soenarta dan Shoichi Furuhama. 1995. Motor Serba Guna, Jakarta : PT

Pradnya Paramita.

Sudjito, Baedoewie Saifuddin, W. Agung Sugeng. Diktat Thermodinamika Dasar

Tipler, P.A.1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta :

Erlangga.