Prinsip kerja panel surya

Panel surya atau biasa disebut solar cell adalah piranti semikonduktor yang dapat merubah cahaya secara lansung menjadi menjadi arus listrik searah (DC) dengan menggunakan kristal silicon (Si) yang tipis. Sebuah kristal silindris Si diperoleh dengan cara memanaskan Si itu dengan tekanan yang diatur sehingga Si itu berubah menjadi penghantar. Bila kristal silindris itu dipotong stebal 0,3 mm, akan terbentuklah sel-sel silikon yang tipis atau yang disebut juga dengan sel surya (fotovoltaik). Sel-sel silikon itu dipasang dengan posisi sejajar/seri dalam sebuah panel yang terbuat dari alumunium atau baja anti karat dan dilindungi oleh kaca atau plastik. Kemudian pada tiaptiap sambungan sel itu diberi sambungan listrik. Bila sel-sel itu terkena sinar matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik. Besarnya arus/tenaga listrik itu tergantung pada jumlah energi cahaya yang mencapai silikon itu dan luas permukaan sel itu. Pada asasnya sel surya fotovoltaik merupakan suatu dioda semikonduktor yang berkerja dalam proses tak seimbang dan berdasarkan efek fotovoltaik
Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 ~ 15 cm persegi. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya terbuat dari bahan semikonduktor. multicrystalline silicon adalah bahan yang paling banyak dipakai dalam industri solar cell. Multicrystalline dan monocrystalline silicon menghasilkan efisiensi yang relativ lebih tinggi daripada amorphous silicon.

Bagian bagian panel surya/ solar cell

Sesuai dengan perkembangan sains&teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula (Jenis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).
1. Substrat/Metal backing
Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk  sel surya dye-sensitized  (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).
2. Material semikonduktor
Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).
Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan  tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll)  yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel  surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.
3. Kontak metal / contact grid
Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.
4.Lapisan antireflektif
Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.
5.Enkapsulasi / cover glass
Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

Prinsip kerja panel surya/solar cell

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.  Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.  Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.
Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada  semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana  ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang.

Posted By Unknown09:09

0

Continue Reading

Prinsip kerja Radar

Radar (Radio Detection and Ranging) adalah sebuah sistem yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengidentifikasi keberadaan suatu benda (arah dan kecepatan dari objek).Sejarah radar dimulai pada tahun 1904, saat Insinyur Jerman Kristen Hulsmeyer menciptakan alat yang mampu mendeteksi keberadaan obyek yang jauh. Radar modern tidak ditemukan oleh ilmuwan tunggal, melainkan hasil kerja kolektif  ilmuwan dari beberapa negara terutama pada tahun 1930-an dan 40-an. Hulsmeyer menerima paten untuk penemuannya pada tahun 1904. Namun Nikola Tesla lah yang menemukan bahwa frekuensi dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan serta lokasi sebuah benda. Tahun-tahun berikutnya, ilmuwan Amerika dan Eropa mengembangkan berbagai perangkat radar. Saat Perang Dunia I, banyak negara mulai menyadari betapa pentingnya radar untuk keperluan militer. Salah satu pionir dalam sejarah pengembangan radar adalah seorang warga negara Prancis Emile Girardeau. Dia mendapat paten untuk karyanya pada tahun 1934. Insinyur Rusia P.K. Oschepkov menemukan RAPID. Alat ini bisa mendeteksi
kehadiran kendaraan dalam jarak 3 km. Sebuah model yang sama diproduksi di Hungaria setahun kemudian oleh Zoltan Ray. Namun penemuan Robert Watson lah yang menunjukkan potensi penuh radar. Pada tahun 1935, Watson menunjukkan karyanya kepada Departemen Udara Inggris. Radar buatannya membuat terkesan militer Inggris dan segera diadopsi dalam sistem pertahanan Inggris. Terjadinya perang Dunia II merangsang perkembangan radar lebih pesat. Inggris dan Jerman terlibat dalam perlombaan untuk menghasilkan radar yang lebih besar dan lebih canggih. Namun Jerman tidak dapat sepenuhnya memanfaatkan teknologi itu. Ini berlainan dengan Inggris yang mampu memanfaatkan radar secara lebih efektif. Perang Dingin menyebabkan pengembangan sistem radar yang lebih canggih. Salah satunya adalah Line Pinetree yang dibuat oleh Amerika Serikat pada awal 1950-an. Saat ini radar berkembang dalam berbagai jenis konfigurasi dan sistem termasuk radar gelombang kontinu, radar Doppler, radar monopulse dan radar Bistastic.

Konsep sensor:
Sebuah antena pemancar dan penerima dipasang pada suatu titik untuk mengirimkan dan menangkap kembali pantulan gelombang radio. Beberapa pantulan gelombang radio yang sudah melemah bisa dikuatkan kembali dengan peralatan modulasi.
Gelombang radio tersebut bisa terpantul jika terdapat perbedaan kerapatan atom yang begitu besar antara sebuah objek dengan lingkungan (dalam hal ini adalah udara) di sekitarnya. Pantulan gelombang radio tersebut terpancar sesuai dengan besar panjang gelombangnya dan bentuk dari objek pemantulnya. Jika panjang gelombang yang dipancarkan lebih pendek dari ukuran objek yang ada maka gelombang tersebut akan dipantulkan kembali seperti gelombang cahaya yang terpantul pada sebuah cermin.
Keterangan tambahan yang dapat diproses dari benda yang lewat:
•Jarak:
Salah satu cara yang bisa dipakai untuk mengukur jarak suatu objek dari antena ialah dengan mengirimkan sinyal gelombang radio (radiasi elektromagnetik) dan mengukur jeda waktu pantulan gelombangnya.
•Kecepatan:
Perbedaan frekuensi antara sinyal gelombang yang dipancarkan dan sinyal gelombang yang dipantulkan kembali dapat digunakan untuk menghitung kecepatan dari benda tersebut. Hal itu juga bisa diukur dengan menggunakan persamaan momentum antara dua buah benda (gelombang radio dan objek).

Komponen sistem sensor Radar:

•Transmiter untuk membangkitkan sinyal radio dari osilator atau medan magnet yang dikontrol durasinya oleh modulator.
•Waveguide adalah penghubung antara Transmiter dan Antena.
•Receiver adalah penerima pantulan sinyal radio (dalam hal ini sinyal dipantulkan kembali ke Transmiter).
•Peralatan elektronik yang akan memodulasi kembali sinyal yang telah diterima dan memprosesnya sesuai dengan software yang telah diprogram untuk menghitung jumlah kendaraan yang lewat.
•Penghubung yang akan mengantarkan informasi ke pengguna


Gelombang radio yang biasa dipakai sebagai alat sensor gerak kendaraan:

Posted By Unknown04:52

1

Continue Reading

Prinsip kerja Piston

Mengapa mesin disebut 4 tak, karena memang ada 4 langkah. Berikut adalah detail dari setiap proses. Untuk memudahkannya, maka setting email anda ke HTML sehingga gambar akan terlihat berurutan. Gambar diambil dari website www.howstuffworks.com/engine.htm. Pada website ini, gambar terlihat bergerak. Tetapi untuk memudahkan, gambar sengaja diset per langkah.
4-stroke-engine

1. Intake
Disebut langkah intake karena langkah pertama adalah menghisap melalui piston dari karburator. Pasokan bahan bakar tidak cukup hanya dari semprotan karburator. Cara kerjanya adalah sbb. Piston pertama kali berada di posisi atas (atau disebut Titik Mati Atas). Lalu piston menghisap bahan bakar yang sudah disetting/dicampur antara bensin dan udara di karburator. Piston lalu mundur menghisap bahan bakar. Untuk membuka, diperlukan klep atau valve inlet yang akan membuka pada saat piston turun/menghisap ke arah bawah.
Gerakan valve atau inlet diatur oleh camshaft secara mekanis. Yakni, camshaft mengatur besaran bukaan klep dengan cara menekan tuas klep. Camshaft sendiri digerakan oleh rantai keteng yang disambungkan antara camshaft ke crankshaft. Untuk detilnya, lihat gambar berikut.
Perhatikan bahwa A adalah Intake Valve (klep masuk bahan bakar) dan klep ini ditekan (membuka) karena I (camshaft) menekan valve A. Dengan demikian, pada saat piston turun, maka A terbuka sekaligus bahan bakar ditarik masuk ke ruang bakar. A akan menutup sampai batas tertentu sebelum langkah kedua : kompresi. Rantai keteng tidak terlihat karena akan sulit digambarkan di atas, tetapi crankshaft (P) terhubung dengan camshaft (I). Beberapa mobil Eropa seperti Mercedez menggunakan rantai sebagai penghubung antara crankshaft dan camshaft, tetapi umumnya di mobil Jepang menggunakan belt yang kita kenal sebagai timing belt.
2. Kompresi
Langkah ini adalah lanjutan dari langkah di atas. Setelah piston mencapai titik terbawah di tahapan intake, lalu valve intake tertutup, dan dilakukan proses kompresi. Yakni, bahan bakar yang sudah ada di ruang bakar dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve (intake dan exhaust) tertutup. Proses ini terus berjalan sampai langkah berikut yakni meledaknya busi di langkah ke 3.
3. Combustion (Pembakaran)
Tahap berikut adalah busi pada titik tertentu akan meledak setelah PISTON BERGERAK MENCAPAI TITIK MATI ATAS DAN MUNDUR BEBERAPA DERAJAT. Jadi, busi tidak meledak pada saat piston di titik paling atas (disebut titik 0 derajat), tetapi piston mundur dulu, baru meledak. Hal ini karena untuk menghindari adanya energi yang terbuang sia-sia karena pada saat piston di titik mati atas, masih ada energi laten (yang tersimpan akibat dorongan proses kompresi). Jika pada titik 0 derajat busi meledak, bisa jadi piston mundur tetapi mengengkol crankshaft ke arah belakang (motor mundur ke belakang, bukan memutar roda ke depan).
Setelah proses pembakaran, maka piston memiliki energi untuk mendorong crankshaft yang nantinya akan dialirkan melalui gearbox dan sproket, rantai, dan terakhir ke roda.
4. Exhaust (Pembuangan)
Langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat pembakaran akan terdorong hingga ke titik yang paling bawah, atau disebut Titik Mati Bawah. Setelah itu, piston akan mendorong ke depan dan klep exhaust membuka sementara klep intake tertutup. Oleh karena itu, maka gas buang akan terdorong masuk ke lubang Exhaust Port (atau kita bilang lubang sambungan ke knalpot). Dengan demikian, maka kita bisa membuang semua sisa gas buang akibat pembakaran. Dan setelah bersih kembali, lalu kita akan masuk lagi mengulangi langkah ke 1 lagi.

Posted By Unknown04:46

0

Continue Reading

Prinsip kerja AC (Air conditioner)

Sistem dan mekanisme AC banyak dikembangkan oleh para ahli, dan setiap perusahaan produsennya menawarkan berbagai keunggulan dalam setiap sistem yang dipakai. Keunggulan yang ditawarkan biasanya dalam hal pengoperasian dan energi yang digunakan baik sistem yang di luar ruangan (outdoor) juga sistem di dalam ruang (indoor). Secara garis besar prinsip kerja air conditioner adalah sebagai berikut:
1. Udara di dalam ruangan dihisap oleh kipas sentrifugal yang ada dalam evaporator dan udara bersentuhan dengan pipa coil yang berisi cairan refrigerant. Dalam hal ini refrigerant akan menyerap panas udara sehingga udara menjadi dingin dan refrigerant akan menguap dan dikumpulkan dalam penampung uap.
2. Tekanan uap yang berasal dari evaporator disirkulasikan menuju kondensor, selama proses kompresi berlangsung, temperatur dan tekanan uap refrigerant menjadi naik dan ditekan masuk ke dalam kondensor.
3. Untuk menurunkan tekanan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi digunakan katup ekspansi untuk mengatur laju aliran refrigerant yang masuk dalam evaporator.
4. Pada saat udara keluar dari condensor udara menjadi panas. Uap refrigerant memberikan panas kepada udara pendingin dalam condensor menjadi embun pada pipa kapiler. Dalam mengeluarkan panas pada condensor, dibantu oleh kipas propeller.
5. Pada sirkulasi udara dingin terus-menerus dalam ruangan, maka perlu adanya thermostat untuk mengatur suhu dalam ruangan atau sesuai dengan keinginan.
6. Udara dalam ruang menjadi lebih dingin dibanding diluar ruangan sebab udara di dalam ruangan dihisap oleh sentrifugal yang terdapat pada evaporator kemudian terjadi udara bersentuhan dengan pipa/coill evaporator yang didalamnya terdapat gas pendingin (freon). Di sini terjadi perpindahan panas sehingga suhu udara dalam ruangan relatif dingin dari sebelumnya.
7. Suhu di luar ruangan lebih panas dibanding di dalam ruangan, sebab udara yang di dalam ruangan yang dihisap oleh kipas sentrifugal dan bersentuhan dengan evaporator, serta dibantu dengan komponen AC lainnya, kemudian udara dalam ruangan dikeluarkan oleh kipas udara kondensor. Dalam hal ini udara di luar ruangan dapat dihisap oleh kipas sentrifugal dan masuknya udara melalui kisi-kisi yang terdapat pada AC.
8. Gas refrigerant bersuhu tinggi saat akhir kompresi di condensor dengan mudah dicairkan dengan udara pendingin pada sistem air cooled atau uap refrigerant menyerap panas udara pendingin dalam condensor sehingga mengembun dan menjadi cairan di luar pipa evaporator.
9. Karena air atau udara pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka air atau udara tersebut menjadi panas pada waktu keluar dari kondensor. Uap refrigerant yang sudah menjadi cair ini, kemudian dialirkan ke dalam pipa evaporator melalui katup ekspansi. Kejadian ini akan berulang kembali seperti di atas.

Posted By Unknown04:41

1

Continue Reading

Prinsip kerja turbin uap

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Komponen-komponen Turbin Uap

  Komponen-komponen utama pada turbin uap yaitu

Cassing yaitu sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.
 Rotor yaitu bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1. Poros
Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.
2. Sudu turbin atau deretan sudu
Berfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.
3. Cakram
 Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.
4.   Nosel
Berfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.
5.   Bantalan (bearing)
Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.
6.   Perapat (seal)
Berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :
1. Labyrinth packing
2. Gland packing
7.    Kopling
Berfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

 Klasifikasi Turbin Uap

       Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses penurunan tekanan uap sebagai berikut :
1.      Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya
a.       Turbin Impulse
Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.
Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

 Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam / nosel.
Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

b.      Turbin Reaksi
      Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya berlawanan.
Ciri-ciri turbin ini adalah :

Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu  Gerak
Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.


2.      Klasifikasi turbin uap berdasarkan pada tingkat penurunan Tekanan Dalam Turbin


Turbin Tunggal ( Single Stage )

          Dengan kecepatan satu tingkat atau lebih turbin ini cocok untuk untuk daya kecil, misalnya penggerak            kompresor, blower, dll.
     2.  Turbin Bertingkat  (Aksi dan Reaksi ).
           Disini sudu-sudu turbin dibuat bertingkat, biasanya cocok untuk daya besar. Pada turbin bertingkat                terdapat deretan sudu 2 atau lebih. Sehingga turbin tersebut terjadi distribusi kecepatan / tekanan.

3.      Klasifikasi turbin berdasarkan Proses Penurunan Tekanan Uap

    1.  Turbin Kondensasi.

         Tekanan keluar turbin kurang dari 1 atm dan dimasukkan kedalam kompresor.
    2.  Turbin Tekanan Lawan.

         Apabila tekanan sisi keluar turbin masih besar dari  1 atm     sehingga masih dapat dimanfaatkan untuk           menggerakkan turbin lain.
    3.  Turbin Ekstraksi.

          Didalam turbin ini sebagian uap dalam turbin diekstraksi untuk roses pemanasan lain,  misalnya proses           industri.

Prinsip kerja turbin uap



       Turbin uap terdiri dari sebuah cakram yang dikelilingi oleh daun-daun cakram yang disebut sudu-sudu. Sudu-sudu ini berputar karena tiupan dari uap bertekanan yang berasal dari ketel uap, yang telah dipanasi terdahulu dengan menggunakan bahan bakar padat, cair dan gas.
Uap tersebut kemudian dibagi dengan menggunakan control valve yang akan dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan pompa dan juga sama halnya dikopel dengan sebuah generator singkron untuk menghasilkan energi listrik.
Setelah melewati turbin uap, uap yang bertekanan dan bertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap bertekanan rendah. Panas yang sudah diserap oleh kondensor menyebabkan uap berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler. Sisa panas dibuang oleh kondensor mencapai setengah jumlah panas semula yang masuk. Hal ini mengakibatkan efisisensi thermodhinamika  suatu turbin uap bernilai lebih kecil dari 50%. Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 5000C sampai 6000C dan temperatur kondensor 200C sampai 300C.

Posted By Unknown08:41

2

Continue Reading

Prinsip kerja mesin diesel

Motor diesel termasuk jenis kelompok motor pembakaran dalam (internal combustion engines), dimana proses pembakarannya didalam silinder. Motor diesel ini menggunakan bahan bakar cair yang dimasukkan ke dalam ruang pembakaran silinder motor dengan diinjeksikan menggunakan pompa injeksi.
Bahan bakar masuk ke dalam silinder atau ruang pembakaran dalam bentuk yang lebih halus maka dipergunakan pengabut (nozzle). Masukkan kedalam silinder pada langkah pemasukkan adalah udara murni. Pada langkah kompresi, udara murni ini dimampatkan hingga menghasilkan panas yang cukup untuk menyalakan bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang pembakaran motor. Motor diesel sering disebut juga motor penyalan kompresi ( compression ignition engines).

Sejarah
Seorang penemu/ peneliti bernama Street melakukan penelitiannya. Perkembangan motor pembakaran dalam (ICE) pada tahun 1794. hasil dari perkembangan tersebut adalah motor diesel sekarang. Selanjutnya dikembangkan oleh seorang insinyur muda berkewarganegaraan Perancis yang bernama Sadi Carnet pada tahun 1824.
Idenya dijadikan dasar dalam perkmbangan motor diesel. Dia menyatakan bahwa udara murni yang dimampatkan tersebut dengan perbandingan 15:1 akan menghasilkan udara yang panas untuk menyalakan kayu kering. Udara yang digunakan untuk pembakaran motor hendaknya dikompresikan dengan perbandingan yang besar sebelum dinyalakan. Dia juga menyatakan bahwa dinding silinder hendaknya didinginkan, karena panas dari dari pembakaran akan mempengaruhi kinerja motor.
Pada tahun 1876 Dr. Nickolas Otto mebuat konstruksi motor pembakaran dalam 4 langkah yang menggunakan bahan bakar bensin menggunakan penyalaan api. Pada tahun 1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan German yang bernama Dr. Rudolf Diesel berhasil membuat motor penyalaan kompresi menggunakan bahan bakar serbuk batu bara menggunakan prinsip penyalan bahan bakar dan udara.
Dengan perkembangan sistem pompa injeksi bahan bakar yang benar-benar dapat disebut “mini” oleh seorang penemu yang berkewarganegaraan german bernama Robert Bosch pada tahun 1927 membebaskan motor diesel dari masalah memakan tempat. Sistem injeksi pompa Robert Bosch yang ukurannya mini dari karburator, beratnya ringan dan governer yang menyatu (built-in) sehingga tidak ada lagi sistem pengabutan udara yang banyak makan tempat untuk kompresor,pipa-pipa dan pengontrol klep. Pompa injeksi motor diesel dapat diatur sesuai pembebanan, sedangkan kondisi kecepatan motor dapat atau lebih baik dari karburator motor bensin.
Dengan perkembangan pompa rotari yang lebih kecil penampilannya juga bobotnya yang lebih ringan yang dikembangkan oleh Vernon Rosa pada tahun 1950-an. Motor diesel akhirnya memasuki perkembangan pemakaian dan pemasaran yang lebih luas. Perkembangan lain dari motor diesel adalah dengan penambahan sebuah turbocarjer yaitu alat untuk memasukkan (memompakan) udara ke dalam saluran masuk (intake manifold). Pompa turbocharger ini digerakkan oleh gas buang yang kedalam turbocarjer tersebut. Dengan adanya turbocarjer ini maka akan menurunkan asap gas buang. Akhirnya motor diesel seperti ini keadaanya sekarang menjadi motor yang benar-benar efisien, ringan dan bebas polusi udara.
Keunggulan motor diesel dibandingkan pembakaran yang lain adalah :
Motor diesel lebih irit dalam pemakaian bahan bakar dengan motor bensin, motor diesel lebih efisien 20-30%.
Motor diesel lebih kuat dan mempunyai daya tahan yang lebih lama.
Motor diesel lebih besar tenaganya sehingga Motor diesel dapat menjadi motor penggerak (primover).
Motor diesel mengakibatkan polusi udara yang lebih kecil.
Motor diesel tidak dipengaruhi oleh cuaca.
Kelemahan/ Kekurangannya antara lain adalah :
Perbandingan tenaga terhadap berat motor masih lebih besar dibandingkan motor bensin.
Motor diesel tetap lebih sukar dihidupkan pertama kali dibandingkan motor bensin.
Harga inisial (dasar) Motor diesel lebih mahal  karena Motor diesel lebih kompleks dan lebih berat dibandingkan motor bensin.
Perawatan dan servis pada umumnya tidak dapat dikerjakan oleh bengkel lokal.
Penggunaan atau aplikasi Motor diesel sebagai motor penggerak (primover) sangatlah berkembang pesat dan akan terus berkembang. Motor diesel banyak dipergunakan untuk keperluan transportasi seperti truk,bis,kapal dll. Untuk kepentingan pertanian, Motor diesel digunakan pada traktor untuk mengolah lahan pertanian. Pada industri kontruksi bangunan dan pertambangan, Motor diesel digunakan sebagai primover untuk mesin-mesin pengeruk dan pemindah tanah, buldozer dll.
Prinsip Dasar Motor Diesel
Proses Kerja adalah keseluruhan langkah yang berurutan untuk terjadinya satu siklus kerja dari motor. Proses kerja ini terjadi berurutan dan berulang-ulang. Piston motor bergerak bolak balik dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) dan dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) pada langkah selanjutnya.
Pada motor empat langkah, proses kerja motor diselesaikan dalam empat langkah piston. Langkah pertama yaitu piston bergerak dari TMA ke TMB, disebut langkah pengisian. Langkah kedua yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut langkah kompresi. Langkah ketiga piston bergerak dari TMA ke TMB disebut langkah usaha. Pada langkah usaha ini terjadi proses pembakaran bahan bakar (campuran udara dan bahan bakar) di dalam silinder motor/ ruang pembakaran yang menghasilkan tenaga yang mendorong piston dariTMA keTMB. Langkah keempat yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut langkah pembuangan. Gas hasil pembakaran didorong oleh piston keluar silinder motor. Jadi pada motor empat langkah  proses kerja motor untuk menghasilkan satu langkah usaha (yang menghasilkan tenaga) diperlukan empat langkah piston. Empat langkah piston berarti sama dengan dua kali putaran poros engkol.
Pada motor dua langkah proses kerja motornya untuk mendapatkan satu kali langkah usaha hanya diperlukan dua kali langkah piston. Motor dua langkah yang paling sederhana, pintu masuk atau lubang masuk dan lubang buang terletak berhadap-hadapan yaitu berada pada sisi bawah pada dinding silinder motor. Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Piston berada TMB, kedua lubang (masuk dan buang) sama-sama terbuka kemudian campuran udara dan bahan bakar dimasukkan ke dalam silinder melalui lubang masuk. Gerakan piston dari TMB ke TMA, lubang masuk dan lubang buang tertutup maka terjadi langkah kompresi. Pada akhir langkah kompresi ini terjadi pembakaran gas bahan bakar. Dengan terjadinya pembakaran gas bahan bakar maka dihasilkan tenaga pembakaran yang mendorong piston ke bawah dari TMA ke TMB. Langkah usaha terakhir terjadilah pembuangan gas bekas begitu terbuka lubang buang. Sesudah itu terbuka pula lubang masuk sehingga terjadi pemasukkan gas baru sekaligus mendorong mendorong gas bekas keluar melalui lubang buang. Dengan demikian pada motor dua langkah proses motor untuk menghasilkan satu kali langkah usaha/ pembakaran gas dalam silinder , hanya diperlukan dua langkah piston, dilihat dari putaran poros engkolnya diperlukan satu kali putaran poros engkol.
Motor Diesel Empat Langkah
Pada motor diesel empat langkah prinsip kerjanya untuk menyelesaikan satu siklus atau satu rangkaian proses kerja hingga menghasilkan pembakaran dan satu kali langkah usaha diperlukan empat langkah piston.
Langkah pertama adalah langkah pemasukan. Pada langkah ini yang dimasukkan kedalam silinder adalah udara murni. Katup masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA ke TMB. Langkah kedua adalah langkah kompresi. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang sama-sama tertutup. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Yang dikompresikan adalah udara murni. Perbandingan kompresinya cukup besar yaitu 15-22. kompresi udara akan menghasilkan panas yang mampu menyalakan bahan bakar yang dimasukkan kedalam silinder pada akhir kompresi. Bahan bakar yang dimasukkan kedalam silinder adalah bahan bakar cair dalam bentuk kabut menggunakan pompa injeksi dan pengabut (nozzle). Setelah penginjeksian bahan bakar terjadilah percampuran udara dan bahan bakar dan disusul pembakaran bahan bakar.
Langkah berikutnya adalah langkah usaha. Proses pembakaran dan ekspansi merupakan langkah yang menghasilkan tenaga motor. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang tertutup semuanya. Karena adanya proses pembakaran didalam silinder terjadilah kenaikan tekanan dan ekspansi dari gas (campuran udara dan bahan bakar). Piston didorong dari TMA ke TMB. Langkah selanjutnya adalah langkah pembuangan. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Katup buang terbuka sedangkan katup masuk tetap tertutup. Gas bekas hasil pembakaran didorong keluar oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA. Gas bekas keluar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold).
Motor Diesel Dua Langkah
Pada motor diesel dua langkah untuk menyelesaikan satu siklus proses kerja diperlukan dua langkah piston. Piston bergerak dari TMB ke TMA dan dari TMA ke TMB. Pada langkah pertama terjadi proses pemasukkan dan kompresi. Pada langkah kedua terjadi proses usaha dan pembuangan. Yang dimasukkan ke dalam silinder adalah udara murni.
Proses kerja motor diesel dua langkah adalah sebagai berikut. Dimulai dari piston berada di TMB. Udara murni dimasukkan kedalam silinder motor melalui katup masuk . untuk menghindari bentuk puncak piston pada motor dua langkah dibuat miring, hal tersebut berguna untuk mengarahkan aliran atau gerak dari udara yang baru masuk sekaligus untuk pembilasan ruang siinder dari gas bekas yang tadinya berada di dalam silinder. Selanjutnya piston bergerak dari TMB ke TMA. Lubang masuk belum tertutup oleh piston pemasukkan udara baru masih tetap berlangsung. Setelah lubang pemasukan tertutup oleh piston kemudian disusul pula tertutup lubang buang oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA lalu proses kompresi terjadi.
Udara yang dimampatkan atau dikompresikan dengan perbandingan yang cukup besar (15-22). Karena itu pada akhir kompresi dihasilkan panas yang cukup mampu memulai pembakaran bahan bakar. Penginjeksian ini menggunakan pompa injeksi yang dialirkan melalui pengabut (nozzle). Percampuran bahan bakar dengan udara dan disusul terjadinya pembakaran. Proses pembakaran dan ekspansi campuran udara dan bahan bakar menghasilkan tenaga panas dan naiknya tekanan daam silinder motor. Selanjutnya pada langkah kedua terjadi langkah usaha. Hasil proses pembakaran mendorong piston bergerak dari TMA ke TMB. Gerakan piston dari TMA ke TMB akhirnya membuka lubang buang yang berada pada dinding sisi TMB. Lubang buang terbuka maka gas yang bertekanan itu segea keluar melalui lubang buang kesaluran buang (exhaust manifold). Ada kemungkinan masih adanya gas yang tertinggal dalam silinder karena adanya pojok-pojok yang tidak terjangkau oleh udara yang masuk dan membilas ruang silinder. Ketidaksempurnaan pembilasan ini tentunya mengurangi jumlah udara baru yang masuk kedalam silinder. Hal tersebut mengurangi efisiensi volumetrik dari pengisian silinder dengan udara yang baru.

Posted By Unknown08:29

1

Continue Reading