MAKALAH “Turbocharger”
Makalah ini Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Mesin-Mesin Fluida
Dosen Penampu : Muh. Nurkoyim K., S.T., M.T.
Disusun oleh :
Dani Arif Wibowo (161910101096) (161910101096)
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER 2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas terselesaikannya makalah yang berjudul “ Turbochager”. Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas yang diberikan dalam mata kuliah Mesin-Mesin Fluida. Dalam penulisan makalah ini penulis merasa banyak kekurangan baik pada teknik penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang saya miliki. Untuk itu, kritik dan saran dari semua pihak sangat saya harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini. Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya kepada Dosen kami yang telah memberikan tugas dan petunjuk kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini.
Jember, 24 Nopember 2017
Penulis,
DAFTAR ISI Cover Makalah ..................................................................................................i Kata Pengantar .................................................................................................ii Daftar Isi ............................................................................................................iii
Pendahuluan ......................................................................................................1 Pengertian .........................................................................................................1 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Tekanan ......................................................1
Klasifikasi Pompa Berdasarkan Jenis Impeller .............................................2
Unit Penggerak Pompa .....................................................................................4 Head Pompa.......................................................................................................4 Daya Pompa .......................................................................................................4
Energi .................................................................................................................5
Contoh Soal ........................................................................................................6
Daftar Pustaka...................................................................................................7
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang. Fluida yang merupakan zat cair dan zat gas banyak terdapat disekitar kehidupan manusia. Oleh karena itu manusia menciptakan mesin fluida guna memanfaatkan fluida sebagai sumber gerak. Seiring dengan berjalannya waktu, manusia menciptakan mesin yang dapat menggerakan fluida guna mempermudah kehidupan sehari-hari. Mesin-mesin fluida dibagi menjadi dua bedasarkan prinsip kerjanya yaitu mesin kerja dan mesin tenaga. Mesin kerja adalah mesin yang berfungsi mengubah gerak rotasi atau translasi dari mesin menjadi gerak aliran pada fluida. Sedangkan mesin tenaga adalah mesin yang memanfaatkan aliran fluida sebagai sumber tenaga guna menggerakan mesin.
1.2.
Tujuan. Makalah ini ditulis selain bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah mesinmesin fluida juga agar kita dapat mempelajari tentang mesin fluida terutama mengenai turbocharger.
1.3.
Rumusan Masalah. Masalah yang akan dibahas didalam makalah ini yaitu pengertian turbocharger, prinsip kerjanya, komponen yang terdapat dalam turbocharger dan juga pengaplikasiannya.
BAB II PEMBAHASAN
1. Pengertian Turbocharger Turbocharger atau dengan kata lain Turbo, merupakan kompresor udara yang digunakan untuk induksi paksa (Forced Induction) dari mesin pembakaran dalam (Internal Combution Engine). Turbocharger merupakan komponen mesin yang digunakan untuk memperbaiki proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar pada mesin pembakaran dalam. Turbocharger ditemukan oleh Insinyur Swiss yang bernama Alfred Buecchi pada awal abad ke-20, merupakan suatu alat yang memanfaatkan gas buang hasil pembakaran untuk menggerakkan turbin dan dipasang seporos dengan blower yang disebut compressor. Turbocharger berputar dengan kecepatan tinggi menghasilkan udara dengan tekanan lebih untuk dimanfaatkan menaikkan tekanan udara masuk pada motor bakar. Pada awal mula perakitan, Turbocharger direferensikan sebagai "Turbosupercharger". sebuah supercharger yang menggunakan compressor udara untuk diinduksikan/didorong secara paksa kedalam mesin. secara logika, menambahkan turbin untuk memutar supercharger akan mengubah istilahnya menjadi "Turbosupercharger". namun, istilah tersebut kemudian, disingkat menjadi "TurboCharger". hal ini, membuat kebingungan karena terkadang istilah "turbosupercharger" masih sering digunakan untuk menunjukkan mesin yang menggunakan crankshaft-drive supercharger dan exhaust-driven turbocharger bersama-sama atau sering pula disebut "twincharging".
Turbocharger merupakan sebuah peralatan untuk menambah jumlah asupan udara yang masuk ke dalam silinder dengan memanfaatkan energi gas buang hasil da ri pembakaran. Turbocharger merupakan peralatan untuk mengubah sistem pemasukan udara dari konsep natural atau alami menjadi sistem induksi paksa. Jika sebelumnya udara yang akan dimasukkan ke dalam silinder hanya mengandalkan kevakuman yang dibentuk dari pergerakan piston saat bergerak dari TMA ke TMB atau saat langkah hisap, maka dengan turbocharger udara ditekan masuk kedalam silinder menggunakan kompresor yang diputar oleh turbin yang digerakkan oleh tenaga dari gas buang hasil pembakaran. Untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna, maka diperlukan tambahan udara yang dialirkan ke dalam silinder sejumlah aliran bahan bakar tertentu, Bila kepekatan udara bertambah sebelum ditambahkan ke dalam silinder, seluruh bahan bakar terbakar dan daya mesin akan bertambah. Untuk itu mesin diesel yang dilengkapi dengan turbocharger bertujuan untuk memadatkan udara masuk ke dalam silinder mesin. Sehingga daya mesin lebih besar dibandingkan mesin dengan dimensi yang sama. 2. Prinsip Kerja Turbocharger. Prinsip kerja Turbocharger yaitu, pada saat mesin piston dihidupkan, gas buang yang mengalir keluar melalui exhaust manifold akan melalui turbin yang terdapat pada turbocharger sebelum mengalir keluar. Gas buang yang keluar dari exaust manifold akan memutar turbin yang kemudian putaran tersebut digunakan untuk memutar kompresor hal ini dikarenakan poros impeller turbin terhubung dengan poros impeller kompresor. Kemudian kompresor yang berputar mengisap udara luar lewat saringan udara dan menekannya ke intake manifold. Peningkatan tekanan udara dalam intake manifold akan diikuti oleh kenaikan temperaturnya, sehingga untuk dapat menambah jumlah (volume) udara yang masuk, dilakukan penurunan temperature udara. Penurunan temperature akan diikuti oleh turunya tekanan, sehingga kompresor dapat menambah jumlah udara yang masuk kedalam slinder. Penurunan temperature udara dilakukan dengan menggunakan
pendingin yang disebut dengan intercooler.
Gambar diatas merupakan skema cara kerja dari turbocharger.
3. Komponen utama Turbocharger
a. Rumah Turbin (Turbine Housing) Rumah turbin berfungsi sebagai tempat impeller turbin dan juga sebagai pengumpul gas buang dari exhaust manifold. b. Impeller Turbin (Turbine wheel) Komponen ini berfungsi sebagai pengubah energi gas buang menjadi tenaga untuk memutar shaft yang terhubng dengan kompresor. c. Rumah Kompresor (Compressor Housing) Rumah kompresor berfungsi untuk tempat impeller kompresor dan mengumpulkan atau mengambil udara yang akan diteruskan ke dalam mesin. d. Impeller kompresor (Compressor Wheel) Komponen ini berfungsi untuk menyalurkan udara kedalam mesin dengan putaran yang didapat oleh turbine wheel. e. Bearings Bearing berfungsi sebagai penyokong elemen yang berputar. f. Rumah utama (Center Housing) Center housing berfungsi sebagai tempat minyak sebagai pelumas masuk dan keluar. 4. Komponen pembantu Turbocharger. a. Intercooler. Pada turbocharger udara panas yang keluar dari blower mencapai suhu 800C, maka perlu kiranya didinginkan dengan intercooler. Sesudah proses
pendinginan, maka udara yang padat ini ditekan masuk kesilinder yang mana akan menaikkan efisiensi proses pengisapan udara masuk. Bila udara didinginkan 200C, maka daya mesin dapat dinaikkan 6 sampai 7 %.(Wiranto Arismunandar, 1988). Intercooler berfungsi untuk mendinginkan udara masuk dari blower yang panas karena melewati turbocharger. Dengan mendinginkan udara masuk dari blower kedalam silinder mesin diperoleh berat jenis udara yang lebih besar sehingga berat dan jumlah molekul udarapun bertambah. Hal ini dapat menambah jumlah bahan bakar yang ikut terbakar dan mengakibatkan daya mesin bertambah. Prinsip kerja dari intercooler ini adalah udara dari blower bersinggungan dengan pipa-pipa air pendingin, sehingga panas udara akan terserap oleh aliran air pendingin. Pada umumnya udara yang keluar dari intercooler dapat diturunkan suhunya sebesar 50 C sampai 100 C. Untuk memperoleh tekanan efektif rata-rata sekitar 10 kg/cm2, maka diperlukan kenaikan udara masuk sedikit-dikitnya 0,5 kg/cm2. b. Saringan Udara. Saringan udara termasuk komponen yang punya peranan penting dan tidak bisa diabaikan dalam mesin diesel. Karena udara yang masuk kedalam silinder mesin harus sebersih mungkin.
5. Keuntungan dari Turbocharger. a. Peningkatan kekuatan untuk rasio berat. Sebuah turbocharger dapat meningkatkan daya dan torsi mesin diesel sebesar 30% -40% dari versi konvensional. b. Mengurangi kebisingan mesin. Rumah Turbin berfungsi sebagai penyerapan kebisingan dari exhaust manifold. Demikian pula, bagian inlet kompresor mengurangi kebisingan yang dih asilkan oleh induksi udara dalam intake manifold. Oleh karena itu, mesin dengan turbocharger biasanya lebih tenang dari pada mesin tanpa turbocharger. c. Asap gas buang menurun. Mesin turbocharger menghasilkan fase pembakaran lebih efisien dan bersih, yang mengurangi produksi asap pada mesin. d. Meningkatkan efisensi. Tenaga yang dihasilkan akan lebih besar sesuai dengan konsumsi bahan bakar namun karnea forced induction dan banyaknya oksigen yang masuk ke ruang bakar maka tekanan untuk mendorong piston lebih besar.
6. Kerugian dari Turbo charger. a. Bila turbocharger mengalami gangguan maka dapat berpengaruh terhadap daya mesin. b. Minyak pelumas lebih boros karena digunakan juga untuk melumasi komponenkomponen yang terdapat pada turbocharger. c. Motor dengan turbocharger memerlukan bahan bakar dan pelumasan yang lebih baik serta sistem pendinginan yang lebih efisien. BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan Sistem turbocharger adalah mesin fluida yang merupakan penyempurnaan teknologi untuk memperbaiki dari siklus pembakaran pada mesin pembakaran dalam. Pada sistem turbocharger mempunyai beberapa komponen utama yaitu turbin penggerak beserta rumah turbin (turbin housing), poros penghubung, blower (kompresor) beserta compressor housing, dan pada penyempurnaan akhirnya ada pula yang ditambahken dengan sistem intercooler atau aftercooler. Dengan adanya sistem turbocharger ini dipastikan proses pembakaran mesin akan lebih sempurna, karena dengan ditambahkannya sistem ini udara yang memasuki ruang bakar akan lebih banyak dibandingkan dengan mesin tanpa turbocharger. Dengan adanya penambahan udara yang memasuki ruang bakar maka bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam silinder tidak perlu jauh-jauh mencari oksigen karena otomatis jika kadar udara yang masuk ruang bakar lebih banyak maka oksigen pun juga akan lebih banyak. Dengan adanya penambahan kadar oksigen tersebut maka proses pembakaran akan lebih sempurna dan meningkatkan daya atau tenaga yang dihasilkan. Selain itu dengan adanya sistem turbocharger ini sisa bahan bakar yang tidak terbakar atau yang biasa disebut HC akan berkurang karena bahan bakar akan mudah untuk mencari oksigen saat pembakaran sehingga gas buang yang dihasilkan tidak banyak mengandung asap hitam. Sistem turbocharger ini juga dapat mengurangi daya panas yang dihasilkan dari pembakaran karena sebagian panas yang dikeluarkan oleh mesin akan keluar melalui saluran pembuangan dan akan dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin yang terhubung dengan kompresor sehingga dapat pula meredam bunyi yang timbul akibat ledakan saat pembakaran.
