Siklus Kompressor Bolak-Balik

KOMPRESOR UDARA

 

Kompresor Torak

Kompressor adalah mesin/alat untuk memampatkan udara atau gas. Secara umum biasanya mengisap udara, yang merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 78% Nitrogren, 21% Oksigen dan 1% campuran Argon, Carbon Dioksida, Uap Air, Minyak, dan lainnya. Namun ada juga kompressor yang mengisap udara/gas dengan tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer dan biasa disebut penguat (booster). Sebaliknya ada pula kompressor yang menghisap udara/gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfer dan biasanya disebut pompa vakum.

Fungsi kompresor adalah untuk menaikkan tekanan suatu gas. Tekanan gas dapat dinaikkan dengan mengurangi volumenya. Ketika volumenya dikurangi, tekanannya naik.

Karena proses pemampatan, udara mempunyai tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan udara lingkungan (1atm). Dalam keseharian, kita sering memanfaatkan udara mampat baik secara langsung atau tidak langsung. Sebagai contoh, udara mampat yang digunakan untuk mengisi ban mobil atau sepeda motor, udara mampat untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di bengkel-bengkel dan manfaat lain yang sering dijumpai sehari-hari.

Pada industri, penggunaan kompresor sangat penting, baik sebagai penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin. Kompresor banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan yang menjadi satu dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin dan lainnya.

Dengan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa ban sepeda atau mobil. Jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akan turun sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masuk melalui celah katup hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur, dapat mengencang dan mengendur dan dipasang pada torak. Setelah udara masuk pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara, sehingga volumenya menjadi kecil.

 

Pompa Sepeda

Tekanan menjadi naik terus sampai melebihi tekanan di dalam ban, sehingga udara mampat dapat masuk ban melalui katup. Karena diisi udara mampat terus menerus, tekanan di dalam ban menjadi naik. Jadi jelas dari contoh tersebut, proses pemampatan terjadi karena perubahan volume pada udara yaitu menjadi lebih kecil dari kondisi awal.

Jenis-jenis Kompresor

Kompresor Piston (bolak-balik) terdiri dari 3 jenis:

1. Kompresor Piston Aksi Tunggal

Kompresor piston dengan hanya mempunyai satu silinder, dengan gerakan torak yang bolak balik di dalamnya.

2. Kompresor Piston Aksi Ganda

Kompresor piston dengan mempunyai jumlah silinder lebih dari satu, dibuat dengan maksud untuk memperoleh kapasitas yang lebih besar atau tekanan yang lebih besar.

3. Kompresor Diafragma

Kompresor diafragma ini termasuk ke dalam jenis kompresor torak. Penempatan torak dipisahkan dengan ruangan penyedotan oleh sebuah diafragma. Kompresor jenis ini banyak digunakan dalam industri bahan makanan, industri farmasi dan kmia.

Prinsip kerja dari kompresor ini ialah dengan cara mengatur katup masukan udara dan diisap oleh torak yang gerakannya naik turun sesuai dengan bentuk katup.

Konstruksi Kompresor Torak

Dalam modul ini hanya akan dibahas khusus konstruksi kompresor torak/piston, karena pada umumnya kompresor udara yang digunakan dalam bidang kerja otomotif skala menengah-kecil adalah kompresor torak/piston.

 

Bagian-bagian Kompresor Torak

Kompresor yang terlihat pada Gambar 9.2 biasa kita jumpai dibengkel-bengkel kecil sebagai penghasil udara mampat untuk keperluan pembersih kotoran dan pengisi ban sepeda motor atau mobil. Prinsip kerjanya sama dengan pompa ban, yaitu memampatkan udara di dalam silinder dengan torak. Perbedaanya terletak pada katupnya, kedua katup dipasang dikepala silinder, dan tenaga penggeraknya adalah motor listrik. Tangki udara berfungsi sama dengan ban yaitu sebagai penyimpan energi udara mampat.

Kompresor torak atau kompresor bolak-balik pada dasarnya adalah mengubah gerakan bolak-balik torak/piston. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerak bolak-balik pada torak.

Gerakan torak akan menghisap udara ke dalam silinder dan mmampatkannya. Lankah kerja kompresor torak hampir sama dengan komsep kerja motor torak.

Langkah Kerja Kompresor Torak:

1. Langkah Hisap

 

Poros engkol berputar, torak bergerak dari TMA ke TMB. Kevakuman terjadi pada ruangan di dalam silinder, sehingga katub hisap terbuka oleh adanya perbedaan tekanan dan udara terhisap masuk ke dalam silinder.

2. Langkah Kompresi

Langkah kompresi terjadi saat torak bergerak TMB ke TMA, katup hiasap dan katup keluar tertutup sehingga udara dimampatkan di dalam silinder.

3. Langkah Keluar

Bila torak meneruskan gerakannya ke TMA, tekanan di dalam silinder akan naik sehingga katup keluar oleh tekanan udara sehingga udara keluar memasuki tangki penyimpanan udara.

Kompresor Torak Kerja Ganda

 

Bagan Kompresor Torak Kerja Ganda

Kompresor torak kerja ganda proses kerjanya tidak berbeda dengan kerja tunggal. Pada kerja ganda, setiap gerakan terjadi sekaligus langkah penghisapan dan pengkompresian. Dengan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efisien dan udara yang disimpan lebih banyak.

Referensi:

Saad, Michael A.2000.Termodinamika.Jakarta:  PT. Prenhallindo