GENERATOR LISTRIK

Posted on Januari 23, 2012 by qtussama

Rate This

 

 

 

 

 

 

Materi ajar kelas X Teknik Kendaraan Ringan semester genap tahun pelajaran 2011/2012 SMKN 1 Rembang

GENERATOR LISTRIK

Generator listrik adalah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber mekanik dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

Konsep generator pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday berkebangsaan Inggris, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Hukum Faraday

Dari gambar di atas, bila konduktor digerakkan maju mundur antara kutub utara dan kutub selatan maka jarum galvanometer akan bergerak. Gerakan tersebut menunjukkan adanya gaya listrik yang dihasilkan.
Berikut di bawah ini animasi Faraday Law:
Dari gambar di atas dapat diamati bahwa;
*Jarum Galvanometer akan bergerak, bila konduktor/magnet yang bergerak
*Arah gerak jarum sama dengan arah gerakan konduktor arah kutub-kutubnya
*Besarnya penyimpangan jarum akan sebanding dengan kecepatan potong.
*Jarum tidak akan bergerak bila gerakan dihentikan.
TEORI PEMBANGKITAN KELISTRIKAN
1. Induksi Elektromagnetik
Generator ini menggunakan prinsip hukum Faraday yaitu bila sebuah konduktor digerakkan di dalam medan magnet, maka akan timbul  arus induksi pada konduktor tersebut.
2. Arah Gaya Listrik
Arah dari gaya gerak listrik yang dibangkitkan pada sebuah konduktor dalam medan magnet akan berubah dengan bertukarnya arah dari magnetic flux dan arah gerakan konduktor.
Hal ini dapat ditunjukkan dengan kaidah tangan kananFleming  yaitu;
“Apabila sebuah penghantar bergerak keluar memotong garis gaya magnet, maka gaya gerak listrik akan bergerak ke kiri”.

Kaidah tangan kanan Fleming

CARA MERUBAH ENERGI MEKANIK MENJADI ENERGI LISTRIK

Prinsip Generator

*Bila hanya sebuah konduktor saja yang diputar dalam sebuah medan magnet,

   maka gaya listrik yang dihasilkan juga sedikit (kecil).

*Bila konduktor yang digunakan semakin banyak maka akan dihasilkan gaya

   listrik semakin besar. Demikian pula bila konduktor diputar semakin cepat

   di dalam medan magnet, maka bertambah besar pula gaya listriknya.

*Konduktor yang berbentuk coil (kumparan), jumlah gaya listrik yang terjadi

   akan semakin besar.

Perhatikan gambar di bawah ini!Prinsip Generator

Ada 2 cara untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, yaitu dengan:
1. Generator arus searah (DC Generator)
2. Generator arus bolak balik (AC Generator)

A. Generator arus searah (DC Generator) adalah:

      alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik searah (DC).

Generator DC

Berikut animasi untuk generator DC.

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam/tidak bergerak, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.
Prinsip kerja generator (dinamo) DC sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin belah (komutator).
Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodik/berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

B. Generator arus bolak balik (AC Generator) adalah: alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik bolak balik (AC).

Generator AC
Bagian utama generator AC terdiri atas magnet permanen (tetap), kumparan (solenoida). cincin geser, dan sikat. Pada generator. perubahan garis gaya magnet diperoleh dengan cara memutar kumparan di dalam medan magnet permanen. Karena dihubungkan dengan cincin geser, perputaran kumparan menimbulkan GGL induksi AC. OIeh karena itu, arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC. Adanya arus AC ini ditunjukkan oleh menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat.
Contoh generator AC yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda. Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Jika magnet tetap diputar, perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan. Jika sebuah lampu pijar (lampu sepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan. lampu tersebut akan dilalui arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang jika perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang).

Generator AC

Berikut di bawah ini animasi generator AC.

SISTEM PENGISIAN

Sistem Pengisian adalah sistem yang berfungsi menyediakan atau menghasilkan arus listrik yang dimanfaatkan oleh komponen kelistrikan pada kendaraan dan sekaligus mengisi ulang arus pada baterai.
Pada sistem pengisian terdiri dari 3 komponen penting, yaitu: baterai, regulator, dan alternator.
Baterai
Baterai berfungsi untuk menyimpan arus listrik dan juga sebagai sumber arus listrik pada saat mesin kendaraan belum hidup.
Baterai pada kendaraan merupakan sumber listrik arus searah. Sifat muatannya adalah akan habis jika dipakai terus secara kontinu. Padahal keperluan arus listrik bagi perlengkapan kendaraan adalah setiap saat,utamanya akan banyak dihabiskan oleh sistem starter. Muatan listrik baterai akan berkurang bahkan habis apabila komponen kelistrikan kendaraan dihidupkan saat mesin mati.Dengan demikian agar baterai selalu siap pakai dalam arti muatannya selalu penuh, maka harus ada suatu sistem yang dapat mengisi ulang muatan. Nah sistem pengisian inilah yang mempunyai fungsi tersebut.Sistem pengisian bekerja apabila mesin dalam keadaan berputar. Selama mesin hidup sistem pengisian yang akan menyuplai arus listrik bagi semua komponen kelistrikan yang ada, namun jika pemakaian arus tidak terlalu banyak dan ada kelebihan arus, maka arus akan mengisi muatan di baterai. Dengan demikian baterai akan selalu penuh muatan listriknya. Arus yang dihasilkan oleh sistem pengisian adalah arus bolak balik. Padahal semua sistem dan komponen kelistrikan kendaraan memakai arus searah. Diodalah yang berfungsi menyearahkan arus bolak balik.
Regulator
Regulator berfungsi sebagai pengontrol arus dan pembatas tegangan pengisian.
Terdiri dari :
Voltage regulator untuk mengatur tegangan
Voltage relay  untuk mematikan lampu CHG ( charging )
Alternator
Alternator sebagai pembangkit arus dan bersama sama dengan baterai untuk menghasilkan listrik ketika mesin dihidupkan.
Tegangan yang dihasilkan oleh alternator adalah tegangan AC, kemudian dikonversi/diubah menjadi tegangan DC.
Adapun bagian-bagian dari alternator sebagai berikut:
a. Kipas, sebagi pendingin
b. Pully, sebagai tempat v-belt
c. Stator, merupakan lilitan yang diam
d. Rotor, merupakan lilitan yang bergerak
e. Sikat, sebagai penghantar arus
Prinsip kerja:
Alternator digerakkan oleh mesin melalui v-belt. Jika arus dari baterai mengalir ke rotor melalui regulator, maka akan terjadi kemagnetan pada lilitan rotor. Selanjutnya jika mesin berputar, rotor juga berputar. Hal ini menyebabkan terjadinya induksi tegangan dari rotor ke kumparan stator. Pada kumparan stator akan dibangkitkan tegangan arus bolak balik yang selanjutnya disearahkan oleh dioda. Arus yang sudah disearahkan akan disalurkan ke baterai. Adapun pengaturan besar kecilnya tegangan pengisian diatur oleh regulator.
Konstruksi Alternator

RANGKAIAN SISTEM PENGISISAN
Ke empat kabel (soket) dihubungkan dengan alternator di sepanjang rangkaian kelistrikan.
“B” adalah kabel output alternator yang mensuplai langsung ke aki.
“IG” adalah indikator kontak yang ada dialternator.
“S” digunakan oleh regulator untuk mengatur strum pengisian ke aki.
“L” adalah kabel yang digunakan oleh regulator untuk indikator lampu (CHG).

IDENTITAS TERMINAL ALTERNATOR
“S” Terminal indikator Voltase aki.
“IG” Terminal indikator strum kontak.
“L” Terminal lampu indikator.
“B” Terminal Output Alternator.
“F” Terminal tegangan langsung ( bypass ).

ALTERNATOR ASSY
Alternator terdiri dari :
Gabungan kutub magnet yang dinamakan Rotor.
Gulungan kawat magnet yang dinamakan stator.
Rangkaian dioda yang dinamakan rectifier.
Alat pengatur voltase yang dinamakan regulator.
Dua kipas dalam ( internal Fan) untuk menghasilkan
sirkulasi udara.
ROTOR
Rotor berfungsi untuk membangkitkan medan magnet.
Pada beberapa jenis alternator, fan dijadikan satu dengan rotor sehingga ukurannya menjadi lebih kecil & kompak.
STATOR
Stator berfungsi ntuk membangkitkan arus listrik bolak – balik.
RECTIFIER
Rectifier berfungsi untuk merubah arus AC menjadi DC.
Dioda holder berfungsi untuk meradiasikan panas.
PULLEY
Pulley berfungsi untuk menerima tenaga mekanis dari mesin untuk memutar rotor.
END FRAME
End Frame untuk memegang bagian bagian alternator.
Sitem pengisian dengan regulator tipe kontak point
Cara kerja sistem pengisian:
1. Saat kunci “On” mesin mati.

Bila kunci kontak diputar ke posisi “On” arus dari baterai mengalir ke rotor dan mempengaruhi rotor coil. Arus baterai juga mengalir ke lampu pengisian (CHG), akibatnya lampu “On”.
Secara keseluruhan arus yang mengalir adalah sebagai berikut:
a. Arus yang ke field coil
Termial (+) baterai → fusible link → kuncikontak (IG switch) → sekering →terminal IG regulator → pont PL₁ → point PL₀ → terminal F regulator → termial F alternator → brush → slip ring → rotor coil →slip ring →brush →terminal E alternator →massa → bodi.
Akibatnya rotor timbul kemgnetan yang selanjutnya arus ini disebut arus medan (field current).
b. Arus ke lampu charge
Terminal (+) baterai
→
→
→
→
b. Arus ke lampu charge
2. Mesin hidup kecepatan rendah

Mesin hidup kecepatan tinggi

GOOD LUCK AND DO THE BEST!

MOTOR BAKAR

Posted on Januari 12, 2012 by qtussama

2 Votes

 

 

 

 

 

 

Materi ajar kelas X Teknik Kendaraan Ringan semester genap tahun pelajaran 2011/2012 SMKN 1 Rembang

MOTOR BAKAR

Pengertian Motor Bakar

Motor Bakar adalah suatu mekanisme/konstruksi mesin yang mengubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi mekanik/gerak.

Jenis Motor Bakar

Motor Bakar dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Motor pembakaran dalam (Internal combustion engine)

2. Motor pembakaran luar (External combustion engine)

1. Motor pembakaran dalam adalah;

    motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin itu

    sendiri dan hasil pembakaran diubah  menjadi tenaga mekanik.

    Misalnya; mesin bensin, mesin diesel, mesin roket, mesin jet.

2. Motor pembakaran luar adalah; motor yang proses pembakaran

      bahan bakar terjadi di luar mesin itu dan untuk mengubah energinya

      digunakan alat/mesin yang lain.

      Misalnya; mesin uap, mesin turbin.

Menurut komponen yang digunakan, untuk mengubah energi panas menjadi energi mekanik, ada beberapa macam motor bakar. Motor bakar tersebut antara lain; motor torak dan motor rotary atau yang lebih dikenal dengan sebutan motor wankel.

Motor rotary/wankel ini merupakan jenis motor pembakaran dalam yang memanfaatkan tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar yang diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakkan sumbu.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gbr. Mesin Rotary/Wankel

Gbr. Rotor Rotary/Wankel

Motor rotary/wankel dikembangkan oleh Felix Wankel, seorang insinyur dari Jerman pada tahun 1950.

Felix Wankel

Karena mesin wankel sangat kompak, ringan, mesin ini banyak digunakan pada berbagai kendaraan dan peralatan seperti pada mobil balap, pesawat terbang, go-kart, dan speed boat.

Setiap sisi luar rotor berfungsi sebagai piston. Sedangkan rotor berentuk segi tiga dan berarti bahwa pada rotor terdapat tiga buah piston. Rumah rotor dibuat sedemikian rupa sehingga apabila rotor berputar akan dapat melakukan langkah usaha. Langkah usaha yang timbul akibat proses pembakaran pada rotor akan diteruskan ke crankshaft melalui roda gigi.
PRINSIP DASAR ROTARY ENGINE
*Prinsip kerja rotary engine menggunakan prinsip dasar motor bakar
4 tak untuk setiap sisi rotor ( piston )
*Setiap sisi rotor  bekerjanya saling berkaitan/berhubungan, jika sisi
rotor yang satu melakukan usaha maka sisi rotor yang lain melakukan
langkah hisap dan buang.
LANGKAH KERJA ROTARY ENGINE

1. Langkah hisap

Rotor berputar searah jarum jam. Sisi rotor A akan bergerak dan pada saat saluran hisap terbuka maka campuran udara dan bahan bakar akan terhisap masuk ke ruang hisap.

2. Langkah kompresi

Perputaran rotor akan menyebabkan sisi rotor A akan memperkecil volume ruang hisap campuran udara dan bahan bakar tekanannya semakin tinggi.

3. Langkah usaha

Setelah mencpai top kompresi volume ruang kerja menjadi lebih kecil dan pada saat itu busi memercikkan bunga api, akibatnya campuran udara dan bahan bakar yang sudah dikompresikan akan terbakar dan menimbulkan daya atau tenaga untuk memutar rotor.

4. Langkah buang

Rotor berputar menyebabkan sisi rotor A akan mebawa gas sisa hasil pembakaran kesaluran pembuangan.

Untuk lebih jelasnya perhatikan 2 animasi mesin rotary/wankel di bawah ini:

MOTOR BAKAR TORAK

Motor torak (piston) terdiri dari silinder yang dilengkapi dengan piston/torak. Piston bergerak secara translasi (bolak-balik) kemudian oleh poros engkol diubah menjadi gerakan berputar.

Menurut langkah kerja torak, motor bakar torak dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Motor 2 langkah (Tak)

2. Motor 4 langkah (Tak)

Motor 2 langkah (Tak) adalah mesin/motor yang memerlukan dua langkah torak (1 kali langkah ke atas/ascending stroke dan 1 kali langkah ke bawah discending stroke) untuk memperoleh 1 kali usaha di ruang pembakaran.

Motor 4 langkah (Tak) adalah mesin/motor yang memerlukan 4 kali langkah torak (2 kali langkah ke atas dan 2 kali langkah ke bawah) untuk memperoleh 1 kali usaha di ruang pembakaran.

Prinsip Kerja Motor Bakar Torak

Motor 2 tak:

Setiap 1 kali putaran poros engkol atau 2 kali gerakan piston menghasilkan

1 kali usaha.

Motor 4 tak:

Setiap 2 kali putaran poros engkol atau 4 kali gerakan piston menghasilkan

1 kali usaha.

Proses Kerja Motor 2 tak:

1. Langkah 1 (Kompresi dan Hisap)

Pada langkah ini:

*Saat torak dari TMB menuju TMA, saluran udara masuk tertutup dan torak

   melakukan kompresi.

*Saluran intake (di bawah torak/ruang engkol/karter terbuka sehingga

   campuran bahan bakar + udara memasuki ruang engkol.

2. Langkah 2 (Usaha dan Buang)

Pada langkah ini:

*Piston bergerak dari TMA menuju TMB

*Sesaat sebelum piston menuju TMA, busi memercikkan bunga api sehingga

  terjadi pembakaran yang dilanjutkan dengan usaha sehingga piston terdorong

  ke bawah sampai saluran buang terbuka dan gas bekas terdorong ke luar ruang

  bakar

*Kemudian diikuti terbuka saluran bilas terbuka dan gas baru memasuki

   ruang bakar

Berikut di bawah ini animasi cara kerja motor 2 tak:

Proses Kerja Motor 4 tak:

1. Langkah Hisap

Katub masuk terbuka dan katub buang tertutup. Piston bergerak dari TMA menuju TMB, maka campuran udara dan bahan bakar terhisap masuk ke dalam silinder.
2. Langkah Kompresi

Piston bergerak dari TMB ke TMA. Kedua katub tertutup dan campuran udara dan bahan bakar dimampatkan.
3. Langkah Usaha

Menjelang akhir langkah kompresi, busi memercikkan bunga api sehingga terjadilah pembakaran. Piston bergerak dari TMA ke TMB.
4. Langkah Buang
Piston bergerak dari TMB ke TMA. Katub buang terbuka dan piston mendorong gas sisa pembakaran ke luar dari ruang bakar.
Perbandingan motor 4 tak dan motor 2 tak dapat diunduh disini lho
MESIN BENSIN DAN MESIN DIESEL
Mesin bensin atau mesin Otto yang diciptakan oleh Nikolaus August Otto dari Jerman tahun 1864 adalah sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.

Nikolaus Otto

Berikut di bawah animasi perbedaan cara kerja mesin bensin 4 tak dan2 tak:

MESIN DIESEL

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 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.
Pada mesin bensin, pada umumnya udara dan bahan bakar dicampur sebelum masuk ke ruang bakar, sebagian kecil mesin bensin modern mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsung ke silinder ruang bakar termasuk mesin bensin 2 tak untuk mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan. Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan penambahan sensor-sensor elektronik. Sistem Injeksi Bahan bakar di motor otto terjadi diluar silinder, tujuannya untuk mencampur udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin dan dsebut EFI.

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gasyang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain seperti busi.

Mesin ini ditemukan pada tahun1892 oleh Rudolf Diesel dari Jerman, yang menerima paten pada 23 Februari 1983. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara.
Rudolf Diesel

Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine)
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). Pembakaran pada mesin Diesel terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala.

Komponen Mesin Diesel

Cara Kerja Mesin Diesel

1. Langkah Hisap
Pada ruang bakar mesin, udara masuk
Saluran Masuk terbuka
2. Langkah Kompresi
Terjadi langkah Kompresi yaitu penekanan udara
Langkah disini menghasilkan peningkatan tekanan dan suhu yang cukup tinggi.
Saat kompresi berada di TMA maka fuel injector akan memasukkan bahan bakar dengan mengabutkannya.
Karena suhunya tinggi dan ada bahan bakar yang telah masuk dari fuel injector berupa gas maka campuran tersebut terbakar dengan sendirinya.
3. Langkah Usaha
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.
4. Langkah Buang
Saat torak bergerak keatas dan menekan udara hasil pembakaran keluar ke udara luar melalui muffler/knalpot. Saluran keluarnya terbuka.
Berikut di bawah ini animasi mesin diesel:
Perbedaan mendasar dari jenis mesin BENSIN dan DIESEL adalah, kalau mesin BENSIN atau disebut juga mesin Otto (motor ledak), di dalam ”ruang mesin” nya terdapat lecutan listrik/api dari BUSI untuk ”menyalakan” campuran bensin dan udara (oksigen). Sementara pada mesin Diesel, tidak diperlukan nyala listrik/api dari busi. Tapi menyala karena tekanan dan suhu tinggi yang dihasilkan dari kompresi.

Perbandingan dan perbedaan mesin Otto dan mesin Diesel bisa didownload disini guys. Dan berikut yang perlu diketahui sebagai referensi bisa diunduh disini man…..

GOOD LUCK AND DO THE BEST!