Motor Wankel
Sejarah .Pada Tahun 1957,Felix Wankel ( Jerman ) mengajukan kepada umum suatu motor bakar dengan system torak berputar .Dengan menghilangkan gerak bolak –balik piston dan langsung mengubahnya menjadi gerak putar pada poros , dan diperoleh suatu motor yang lebih kompak.Dewasa ini motor tersebut telah mulai dipergunakan pada mobil – mobil dan pesawat terbang berdaya kecil.
Pada Motor wankel,pengubahan tenaga gas menjadi usaha mekanis dilakukan tanpa melaui torak dan batang penggerak ,melainkan langsung menjadi gerak putar pada poros,Dengan demikian dapat diperoleh suatu motor yang lebih sederhana dan kecil.
Pada Gambar di bawah ini ditunjukkan potongan da pandangan motor tersebut,lengkap dengan karburator dan pipa gas buang.
Bagian –bagian utamanya adalah : Rotor berbentuk segitiga cembung ( mempunyai gigi dalam ),Poros utama ( mempunyai gigi luar ) ,Karburator ,Saluran Buang ,Saluran pengisi, dan Alat pengapian.Rotor dapat berputar mengitari poros engkol secara berayun.
Bidang rotor dibuat cembung dan sudutnya diberi sikat. Ketiga sudut bidang rotor selalu menutup rapat pada bidang dalam stator. Secara pendekatan ,bidang dalam stator hampir menyerupai ellips.
Oleh karena sekatan susut rotor terbentuklah tiga ruang cembung yang diapit diantar stator dan rotor.Masing – masing ruang ini dinamakan kompartemen .Bila rotor berputar ,kompartemen – kompartemen itu mengalami perubahan volume ,membesar atau mengecil,perubahan penampang nya hampir seperti perubahan bulan sabit .Volume ruang yang diapit menjadi minimum bila salah satu bidang rotor berada di dasar atau di puncak stator. Volume akan maksimum bila salah satu bidang rotor berada pada posisi vertial.
Titik berat rotor berputar mengitari sumbu poros utama bergigi yang bersumbu tetap.artinya titik berat rotor berayun mengitari sumbu yang tetap itu.
Gaya sentry fugal rotor ditampung seluruhnya oleh poros utama.Jumlah gigi pada poros sama dengan sepertiga jumlah gigi pada rotor .Hal ini bermaksud agar kerugian gesek antara gigi-gigi tersebut menjadi kecil.
Karburator bertugas untuk mencampur udara bahan bakar yang dimasukkan kedalam motor .Saluran Gas buang (dipihak kanan dan saluran masuk ) menyalurkan gas buang ke luar dari mesin.Busi dipasang pada motor torak ,motor inipun menghasilkan arus usaha berputus – putus ,Jadi juga memerlukan roda penerus.
Dengan tidak adanya torak dan batang penggerak ,maka motor ini bekerja lebih tenang dan ringan ( kira – kira 0,5 kg/dk )
Kesukaran utama dalam pembuatan motor ini terutama pada dinding lengkung stator ,sudut rotor dan sekat – sekatnya.Beberapa pabrik telah membuat mesin antara lain oleh Curtiss wright di Amerika.Daimler – Benz dan lain lain di Jerman,Perkin di Inggris dan Kogyo di Jepang.
Prinsip Kerja.
Kelima Proses Yakni: Pengisian ,Kompresi,Penyalaan,Ekspansi, dan Pembuangan terjadi serentak disekeliling rotor .Tiap kompartemen menyelesaikan satu siklus tiap putaran rotor.
Untuk melihat apa yang dialami campuran udara - bahan bakar yang telah diisap ini maka kita lihat pada gambar.
Disini campuran udara bahan bakar diapit diantara bidang A-B yakni kompartemen (5).sudut A sudah melewati saluran pengisi. Penyempitan volume telah dimulai ,jadi proses kompresi dimulai. Pergerakan selanjutnya masih terus mempersempit volume ruang kompartemen (6). Sebagaimana terjadi pada gambar b. Kemudian pada gambar c volume ruang menjadi sangat kecil ,Jadi campuran mencapai kompresi maksimum .Beberapa saat setelah bidang A-B melewati sikap titik tengahnya yakni pada sikap terendah.campuran tadi dinyalakan oleh cetusan api busi. Kini gas mengalami kenaikan tekanan pada volume yang hampir konstan .Karena pada saat itu rotor berada pada sikap tidak setimpang.Maka bidang A-B didorong oleh tekanan gas tadi sehingga rotor berputar menghasilkan usaha.
Pada gambar d.Ekspansi gas – gas memutar rotor hingga mencapai sikap( 9) .pada gambar a ,dan sikap (10) pada gambar b.
Untuk mengikuti lanjutan proses gas – gas hasil pembakarantadi masih terus melangsungkan kerja atas rotor hingga mencapai sikap (9). Pada sikap ini proses pembakaran selesai dan tekanan mulai menurun karena volume bertambah.Disamping itu,Air pendingin turut serta membantu menurunkan tekanannya.
Pada Gambar b.Ekspansi gas mencapai batas akhir (10) ,Kini sumbat C siap untuk mulai membuka saluran buang .Pada Gambar c .Pengeluaran gas telah berlangsung dan volume ruang (11) menyempit.
Pada gambar d ,pengeluaran gas masih tetap berlangsung dan volume ruang (12) mengecil,sumbat C mulai membuka saluran pengisi.Gerakan selanjutnya akan kembali seperti gambar a. Untuk memulai siklus berikutnya.
Dari penjelasan di atas ,Nyata bahwa tiap putaran rotor masing –masing kompartemen telah menyelesaikan satu siklus.Akibatnya , setiap satu putaran rotor akan dihasilkan tiga siklus.
Dilihat dari banyaknya siklus ini ,maka motor – motor rotasi menghasilkan siklus yang sama banyaknya dengan motor empat langkah enam silinder.
Mesin ini termasuk ke dalam klasifikasi Rotary Combustion Engines (RCE), karena mesin wankel tidak menggunakan ruang silinder seperti motor bakar pada umumnya, melainkan menggunakan rotor segitiga (Reuleaux Triangle) yang berputar secara rotasi yang digerakkan oleh poros.
Selain rotor segitiga, terdapatrumah rotor yang berbentuk oval, atau dalam bahasa teknik disebut epitrochoid. Rumah rotor tersebut berfungsi sebagai ruangan untuk proses hisap, kompresi, usaha dan buang sekaligus di dalam sebuah ruangan.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar diatas menjelaskan proses atau prinsip kerja dari mesin wankel.
Posisi rotor sisi a merupakan proses langkah hisap, pada langkah hisap campuran udara dan bahan bakar dihisap masuk ke ruang vakum.
Posisi rotor sisi b awal merupakan proses langkah kompresi, pada langkah ini campuran udara dan bahan bakar dikompresikan,
Posisi rotor sisi b akhir merupakan proses langkah usaha, pada langkah ini busi membakar campuran udara dan bahan bakar, tekanan tinggi hasil dari pembakaran menghasilkan tenaga untuk menggerakkan rotor.
Posisi rotor sisi c merupakan proses langkah pembuangan, pada langkah ini tekanan tinggi hasil pembakaran keluar melalui exhaust port.
Dilihat dari prinsip kerja diatas maka mesin wankel membutuhkan alat yang sama seperti mesin bensin untuk mencampur bahan bakar dan udara, alat tersebut pada mesin wankel terdahulu masih menggunakan karburator, sedangkan untuk saat ini sudah ada yang dioperasikan dengan sistem injeksi bahan bakar elektronik.
Jika kita telaah lebih lagi, maka mesin wankel akan menghasilkan 3 langkah tenaga dalam satu kali putaran penuh pada mesin, maka 6 kali lebih cepat menghasilkan tenaga dibandingkan motor bakar 4 langkah pada satu kali putaran penuh mesin dan 3 kali lebih cepat menghasilkan tenaga dibandingkan motor bakar 2 langkah pada satu kali putaran penuh mesin.
Ukuran dan bentuk dari rotor serta ruang bakar dapat mempengaruhi tenaga yang dihasilkan. Untuk pemanfaatan tenaga yang besar sekaligus mesin halus (minim getaran), maka dikembangkan mesin wankel dengan dua rotor, yang dipasang berbanding tegak lurus dengan rotor kedua.
Biasanya sisi-sisi dari rotor diberi cekungan kedalam yang berfungsi sebagai ruang bakar tambahan. Ujung-ujung dari rotor terdapat seal yang berfungsi sebagai perapat antara rotor dengan rumah rotor pada saat kompresi, agar tidak terjadi kebocoran kompresi.
Pendinginan pada mesin wankel menggunakan air pendingin sedangkan untuk rotornya menggunakan pendinginan oli.
No comments:
Post a Comment