Mesin pembakaran internal
Mesin pembakaran internal (ICE atau mesin IC) adalah mesin panas di mana pembakaran bahan bakar terjadi dengan oksidator (biasanya udara) di dalam ruang bakar yang merupakan bagian integral dari sirkuit aliran fluida kerja. Dalam mesin pembakaran internal, ekspansi gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh pembakaran memberikan gaya langsung ke beberapa komponen mesin. Gaya ini biasanya diterapkan pada piston (mesin piston), bilah turbin (turbin gas), rotor (mesin Wankel), atau nosel (mesin jet). Gaya ini menggerakkan komponen pada jarak tertentu, mengubah energi kimia menjadi energi kinetik yang digunakan untuk mendorong, menggerakkan, atau menggerakkan apa pun yang dipasangkan pada mesin.
Mesin pembakaran internal pertama yang sukses secara komersial diciptakan oleh Étienne Lenoir sekitar tahun 1860, dan mesin pembakaran internal modern pertama, yang dikenal sebagai mesin Otto, diciptakan pada tahun 1876 oleh Nicolaus Otto. Istilah mesin pembakaran internal biasanya mengacu pada mesin yang pembakarannya terputus-putus, seperti mesin piston dua langkah dan empat langkah yang lebih dikenal, bersama dengan variannya, seperti mesin piston enam langkah dan mesin rotari Wankel. Kelas kedua dari mesin pembakaran internal menggunakan pembakaran kontinu: turbin gas, mesin jet, dan sebagian besar mesin roket, yang masing-masing merupakan mesin pembakaran internal dengan prinsip yang sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. (Senjata api juga merupakan salah satu bentuk mesin pembakaran internal, meskipun jenisnya sangat khusus sehingga biasanya diperlakukan sebagai kategori terpisah, bersama dengan persenjataan seperti mortir dan meriam anti-pesawat terbang). Sebaliknya, pada mesin pembakaran eksternal, seperti mesin uap atau mesin Stirling, energi disalurkan ke fluida kerja yang tidak terdiri dari, bercampur dengan, atau terkontaminasi oleh produk pembakaran. Fluida kerja untuk mesin pembakaran eksternal termasuk udara, air panas, air bertekanan atau bahkan natrium cair yang dipanaskan dengan ketel.
Meskipun ada banyak aplikasi stasioner, sebagian besar ICE digunakan dalam aplikasi seluler dan merupakan catu daya utama untuk kendaraan seperti mobil, pesawat terbang, dan kapal. ICE biasanya ditenagai oleh bahan bakar berbasis hidrokarbon seperti gas alam, bensin, bahan bakar diesel, atau etanol. Bahan bakar terbarukan seperti biodiesel digunakan pada mesin pengapian kompresi (CI) dan bioetanol atau ETBE (etil tert-butil eter) yang diproduksi dari bioetanol pada mesin pengapian busi (SI). Pada awal tahun 1900, penemu mesin diesel, Rudolf Diesel, menggunakan minyak kacang tanah untuk menjalankan mesinnya. Bahan bakar terbarukan biasanya dicampur dengan bahan bakar fosil. Hidrogen, yang jarang digunakan, dapat diperoleh dari bahan bakar fosil atau energi terbarukan.
Sejarah
Berbagai ilmuwan dan insinyur berkontribusi pada pengembangan mesin pembakaran internal. Pada tahun 1791, John Barber mengembangkan turbin gas. Pada tahun 1794, Thomas Mead mematenkan mesin gas. Juga pada tahun 1794, Robert Street mematenkan mesin pembakaran internal, yang juga merupakan yang pertama menggunakan bahan bakar cair, dan membangun sebuah mesin pada waktu itu.
Pada tahun 1798, John Stevens membuat mesin pembakaran internal pertama di Amerika. Pada tahun 1807, insinyur Prancis Nicéphore Niépce (yang kemudian menciptakan fotografi) dan Claude Niépce menjalankan prototipe mesin pembakaran internal, menggunakan ledakan debu yang terkontrol, Pyréolophore, yang diberi hak paten oleh Napoleon Bonaparte. Mesin ini menggerakkan sebuah perahu di sungai Saône di Prancis. Pada tahun yang sama, insinyur Swiss François Isaac de Rivaz menemukan mesin pembakaran internal berbasis hidrogen dan menggerakkan mesin dengan percikan listrik. Pada tahun 1808, De Rivaz memasang penemuannya pada sebuah kendaraan primitif - "mobil bertenaga pembakaran internal pertama di dunia."Pada tahun 1823, Samuel Brown mematenkan mesin pembakaran internal pertama yang diaplikasikan secara industri.
Pada tahun 1854 di Inggris, penemu Italia, Eugenio Barsanti dan Felice Matteucci, memperoleh sertifikasi: "Memperoleh Tenaga Motif dengan Ledakan Gas". Pada tahun 1857, Kantor Paten Great Seal memberikan mereka paten No. 1655 untuk penemuan "Peralatan yang Disempurnakan untuk Memperoleh Tenaga Motif dari Gas."Barsanti dan Matteucci mendapatkan paten lain untuk penemuan yang sama di Prancis, Belgia, dan Piedmont antara tahun 1857 dan 1859. Pada tahun 1860, insinyur Belgia, Jean Joseph Etienne Lenoir, menghasilkan mesin pembakaran internal berbahan bakar gas. Pada tahun 1864, Nicolaus Otto mematenkan mesin gas atmosferik yang pertama.
Pada tahun 1872, George Brayton dari Amerika menemukan mesin pembakaran internal berbahan bakar cair komersial pertama. Pada tahun 1876, Nicolaus Otto mulai bekerja sama dengan Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach, mematenkan mesin empat siklus dengan muatan terkompresi. Pada tahun 1879, Karl Benz mematenkan mesin bensin dua langkah yang andal. Kemudian, pada tahun 1886, Benz memulai produksi komersial pertama kendaraan bermotor dengan mesin pembakaran internal, di mana mesin dan sasis beroda tiga, empat siklus membentuk satu unit. Pada tahun 1892, Rudolf Diesel mengembangkan mesin pengapian kompresi muatan terkompresi pertama. Pada tahun 1926, Robert Goddard meluncurkan roket berbahan bakar cair pertama. Pada tahun 1939, Heinkel He 178 menjadi pesawat jet pertama di dunia.
Etimologi
Pada suatu waktu, kata engine (melalui bahasa Prancis Kuno, dari bahasa Latin ingenium, "kemampuan") berarti setiap bagian dari mesin-suatu pengertian yang bertahan dalam ungkapan seperti mesin pengepung. Sebuah "motor" (dari bahasa Latin motor, "penggerak") adalah mesin apa pun yang menghasilkan tenaga mekanis. Secara tradisional, motor listrik tidak disebut sebagai "mesin"; namun, mesin pembakaran sering disebut sebagai "motor". (Mesin listrik mengacu pada lokomotif yang dioperasikan dengan listrik).
Dalam berperahu, mesin pembakaran internal yang dipasang di lambung kapal disebut sebagai mesin, tetapi mesin yang berada di jendela di atas kapal disebut sebagai motor.
Aplikasi
Mesin piston bolak-balik sejauh ini merupakan sumber tenaga yang paling umum untuk kendaraan darat dan air, termasuk mobil, sepeda motor, kapal, dan pada tingkat yang lebih rendah, lokomotif (beberapa bertenaga listrik, tetapi sebagian besar menggunakan mesin diesel). Mesin rotary dari desain Wankel digunakan di beberapa mobil, pesawat terbang, dan sepeda motor. Ini secara kolektif dikenal sebagai kendaraan bermesin pembakaran internal (ICEV).
Ketika rasio daya-terhadap-berat yang tinggi diperlukan, mesin pembakaran internal muncul dalam bentuk turbin pembakaran, atau terkadang mesin Wankel. Pesawat bertenaga biasanya menggunakan ICE yang bisa berupa mesin bolak-balik. Pesawat terbang dapat menggunakan mesin jet dan helikopter dapat menggunakan turboshaft; keduanya merupakan jenis turbin. Selain menyediakan tenaga penggerak, pesawat terbang dapat menggunakan ICE terpisah sebagai unit tenaga tambahan. Mesin wankel dipasang pada banyak kendaraan udara tak berawak.
ICE menggerakkan generator listrik besar yang memberi daya pada jaringan listrik. Mereka ditemukan dalam bentuk turbin pembakaran dengan output listrik khas di kisaran sekitar 100 MW. Pembangkit listrik siklus gabungan menggunakan knalpot suhu tinggi untuk mendidihkan dan memanaskan uap air untuk menjalankan turbin uap. Dengan demikian, efisiensinya lebih tinggi karena lebih banyak energi yang diekstraksi dari bahan bakar daripada yang dapat diekstraksi oleh mesin pembakaran saja. Pembangkit listrik siklus gabungan mencapai efisiensi di kisaran 50-60%. Dalam skala yang lebih kecil, mesin stasioner seperti mesin gas atau generator diesel digunakan sebagai cadangan atau untuk menyediakan daya listrik ke area yang tidak terhubung ke jaringan listrik.
Mesin kecil (biasanya mesin bensin/bensin 2-tak) adalah sumber daya yang umum untuk mesin pemotong rumput, pemangkas tali, gergaji mesin, penghembus daun, mesin cuci tekanan, mobil salju, jet ski, motor tempel, moped, dan sepeda motor.
Disadur dari: en.wikipedia.org