Prinsip Kerja Mesin Atkinson

Gambar 1- Mesin Atkinson Konvensional (www.curbsideclassic.com)

Gambar 1- Mesin Atkinson Konvensional (www.curbsideclassic.com)

Anda mungkin familiar dengan siklus otto maupun siklus diesel, kedua siklus ini merupakan siklus yang diaplikasikan pada mesin kendaraan bermotor. Namun ternyata terdapat satu siklus lagi yang dapat diterapkan pada kendaraan bermotor. Siklus tersebut disebut dengan siklus Atkinson, dimana nama Atkinson berasal dari nama penemu siklus itu sendiri yaitu James Atkinson pada tahun 1882. Siklus ini merupakan modifikasi siklus otto.Secara umum, Siklus ini dapat meningkatkan efisiensi pada mesin 4 tak (langkah) dibandingkan dengan siklus otto. Berikut uraian detail dari siklus Atkinson

Prinsip Kerja Mesin Atkinson

Sebenarnya prinsip kerja antara siklus otto dan siklus Atkinson tidak banyak berbeda untuk tinjauan mesin 4 langkah. Perbedaan yang terjadi antara kedua siklus ini adalah pada saat proses kompresi dimana pada siklus Atkinson, intake valve (katup masuk) tertutup lebih lambat daripada pada siklus Otto. ketika piston sudah mulai bergerak ke atas untuk memulai langkah kompresi, katup masuk masih membuka. Ini menyebabkan sejumlah campuran udara dan bahan bakar dikeluarkan lagi dari ruang bakar menuju saluran masuk. Akan tetapi pada saat langkah usaha (ekspansi) di mana terjadi ledakan, semua pengaturan tetap normal. Sehingga dengan panjang langkah ekspansi yang sama, siklus Atkinson memiliki langkah kerja kompresi yang lebih pendek

Kelebihan Mesin Atkison

Dengan pengaturan timing dari intake valve ternyata membuat siklus Atkinson memiliki beberapa kelebihan dibanding siklus otto, berikut kelebihan yang dimiliki siklus Atkinson:

  • Bahan bakar yang dipakai relatif lebih sedikit (karena proses kompresi yang lebih pendek)
  • Efisiensi thermal mesin lebih tinggi
  • Emisi gas buang yang lebih ramah lingkungan (temperatur gas buang relatif lebih kecil)
  • Menyediakan udara bertekanan pada siklus selanjutnya (mirip seperti turbo) akibat dari keterlambatan dari intake valve untuk tertutup.
energyclimatetransportation.blogspot.com

Gambar 2- Diagram P-V Siklus Otto dan SIklus Atkinson (energyclimatetransportation.blogspot.com)

Kekurangan Mesin Atkinson

Meskipun memiliki banyak kelebihan dibandingkan siklus otto, namun terdapat kekurangan dibandingkan dengan siklus otto, berikut kelemahan dari siklus Atkinson:

  • Torsi yang dihasilkan relatif rendah pada putaran yang sama
  • Tenaga hanya keluar optimal di rentang putaran sangat sempit (tidak cocok alam berakselerasi)

Hasil Studi Mesin Atkinson

Berikut ini akan disajikan salah satu hasil studi terkait siklus atkison, dalam hasil studi ini akan terlihat bagaimana perbandingan antara siklus otto, diesel dan atkinson

Picture Atkinson

Gambar 3- Grafik Kerja Netto vs Efisiensi (Advanced Design and Manufacturing Technology)

Picture Atkinson

Gambar 4- Grafik Efisiensi vs Rasio Kompresi (Advanced Design and Manufacturing Technology)

Picture Atkinson

Gambar 5- Grafik Kerja Netto vs Rasio Kompresi (Advanced Design and Manufacturing Technology)

Aplikasi Mesin Atkinson

Dengan pertimbangan kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh siklus ini, maka pada kondisi nyata siklus ini tidak dapat diaplikasikan secara langsung. Namun dikombinasikan dengan siklus otto sehingga lebih berupa sistem hybrid. Mobil yang telah menerapkan sistem ini antara lain Toyota Prius, Toyota Aqua, Daihatsu Ayla, Lexus RC F. Pada Toyota Prius, rasio kompresi yang terjai sebesar 8:1, sedangkan rasio ekspansinya sebesar 13:1. Dengan struktur mesin yang sama menghasilkan peningkatan efisiensi sebesar 12 hingga 14 persen dari pada menggunakan siklus Otto. Pada tahun 2016 akan diluncurkan mobil Pickup keluaran Toyota yang diberi nama ‘Toyota Tacoma’ yang juga menerapkan siklus Atkinson pada mesinnya.

http://news.pickuptrucks.com

Gambar 6 – Aplikasi Siklus Atkinson pada Toyota Tacoma (news.pickuptrucks.com)

Jika artikel ini bermanfaat buat Anda, mohon untuk di Share because “Sharing is Caring”

Referensi:

  1. www.howstuffworks.com,
  2. nptel.ac.in,
  3. eng-scoop.org,
  4. t-square.gatech.edu

COMMENTS

Loading Facebook Comments ...