DDK TKR - BAB 1 Konversi Energi Kendaraan Ringan
BAB 1
Konversi Energi Kendaraan Ringan
Kompetensi Dasar
3.1 Menganalisis proses konversi energi pada kendaraan ringan.
3.2 Mengidentifikasi jenis-jenis sumber energi yang digunakan pada kendaraan ringan.
4.1 Menjelaskan mekanisme kerja setiap jenis mesin atau motor penggerak.
4.2 Membandingkan kelebihan dan kekurangan dari setiap jenis energi kendaraan.
Pendahuluan
Kendaraan yang kita gunakan sehari-hari, baik mobil maupun sepeda motor, bergerak berkat sebuah proses yang disebut konversi energi. Proses ini adalah perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain untuk menghasilkan tenaga gerak. Bab ini akan mengulas secara rinci bagaimana kendaraan ringan mengubah berbagai sumber energi, mulai dari bahan bakar fosil hingga listrik, menjadi kekuatan yang menggerakkan roda.
(A) Proses Dasar Konversi Energi
Pada dasarnya, konversi energi pada kendaraan terjadi di dalam mesin atau motor. Tujuannya adalah mengubah energi potensial yang tersimpan dalam bahan bakar atau baterai menjadi energi kinetik (gerak) untuk menggerakkan kendaraan.
Siklus Konversi Energi
Sumber Energi: Bahan Bakar (Gasoline/Diesel) atau Baterai (Listrik).
Mesin atau Motor: Tempat konversi terjadi.
Proses Konversi: Pembakaran atau reaksi elektrokimia.
Output: Energi kinetik (gerak) yang disalurkan ke roda melalui transmisi.
(B) Jenis-Jenis Sumber Energi dan Konversinya
1. Kendaraan Berbahan Bakar Gasoline (Bensin)
Mekanisme Konversi: Menggunakan Mesin Pembakaran Internal (Internal Combustion Engine/ICE).
Proses: Udara dan bensin dicampur, lalu disemprotkan ke dalam ruang bakar. Campuran ini dikompresi oleh piston, dan kemudian dinyalakan oleh busi. Ledakan kecil ini mendorong piston, yang menggerakkan poros engkol, lalu menghasilkan gerak rotasi.
Kelebihan: Pengisian bahan bakar cepat, infrastruktur stasiun bensin yang luas, dan harga kendaraan yang relatif terjangkau.
Kekurangan: Emisi gas buang (karbon dioksida, NOx), efisiensi rendah (banyak energi terbuang sebagai panas), dan ketergantungan pada bahan bakar fosil.
2. Kendaraan Berbahan Bakar Diesel (Solar)
Mekanisme Konversi: Juga menggunakan Mesin Pembakaran Internal, namun dengan prinsip yang berbeda.
Proses: Udara murni dikompresi di dalam ruang bakar hingga sangat panas. Kemudian, bahan bakar diesel disemprotkan. Karena suhu udara yang sangat tinggi, bahan bakar akan terbakar secara spontan tanpa bantuan busi.
Kelebihan: Efisiensi termal lebih tinggi (lebih irit), torsi besar pada putaran mesin rendah, dan daya tahan mesin yang baik.
Kekurangan: Emisi partikulat dan nitrogen oksida (NOx) yang lebih tinggi (jika tidak dilengkapi filter), suara mesin yang lebih kasar, dan harga mesin yang seringkali lebih mahal.
3. Kendaraan Listrik (Electric Vehicle/EV)
Mekanisme Konversi: Menggunakan Motor Listrik dan Baterai.
Proses: Energi kimia yang tersimpan di dalam baterai disalurkan ke motor listrik. Motor listrik ini mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (gerak rotasi) untuk menggerakkan roda.
Kelebihan: Nol emisi (saat beroperasi), efisiensi energi yang sangat tinggi (sekitar 90%), akselerasi instan dan halus, serta suara yang senyap.
Kekurangan: Waktu pengisian baterai yang lebih lama, infrastruktur stasiun pengisian yang masih terbatas, dan harga baterai yang mahal.
**4. Kendaraan Hybrid
Mekanisme Konversi: Menggabungkan Mesin Pembakaran Internal (Gasoline) dan Motor Listrik.
Proses: Kendaraan hybrid dapat beroperasi hanya dengan mesin bensin, hanya dengan motor listrik, atau keduanya secara bersamaan. Sistem elektronik akan menentukan sumber energi mana yang paling efisien pada setiap kondisi berkendara.
Kelebihan: Menggabungkan kelebihan mesin bensin (jarak tempuh jauh, pengisian cepat) dan motor listrik (efisiensi, emisi rendah).
Kekurangan: Lebih kompleks secara mekanis, sehingga biaya perawatan bisa lebih tinggi.
Zona Aktivitas
A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan 1)
Jelaskan secara singkat apa yang dimaksud dengan konversi energi pada kendaraan.
Sebutkan tiga (3) sumber energi yang digunakan pada kendaraan ringan.
Apa perbedaan utama dalam proses pembakaran antara mesin Gasoline dan mesin Diesel?
Mengapa kendaraan listrik disebut memiliki efisiensi yang lebih tinggi daripada kendaraan bensin?
Apa keunggulan utama dari kendaraan Hybrid?
B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik 1)
Analisis Kendaraan: Pilih satu jenis kendaraan yang paling sering Anda lihat (misalnya, sepeda motor atau mobil keluarga).
Identifikasi:
Tentukan jenis sumber energi yang digunakan.
Jelaskan bagaimana proses konversi energi terjadi pada kendaraan tersebut.
Sebutkan satu kelebihan dan satu kekurangan dari jenis energi tersebut.
C. Tugas Proyek (Nilai Proyek 1)
Riset & Perbandingan: Lakukan riset tentang dua jenis kendaraan yang berbeda (misalnya, mobil listrik dan mobil bensin).
Buat Presentasi: Buatlah presentasi sederhana (misalnya, dalam bentuk slide atau poster) yang membandingkan kedua kendaraan tersebut dari sisi:
Proses konversi energi.
Kelebihan dan kekurangan.
Dampak lingkungan.
Sajikan: Presentasikan temuan Anda di depan kelas atau kelompok.
Rangkuman
Bab ini telah mengajarkan Anda tentang konversi energi, sebuah proses fundamental yang memungkinkan kendaraan bergerak. Kita telah memahami berbagai jenis sumber energi, yaitu Gasoline, Diesel, Listrik, dan Hybrid, serta bagaimana setiap teknologi mengubah energi menjadi gerak. Memahami hal ini adalah langkah awal yang penting untuk mendalami teknologi otomotif.
Ulangan Akhir Bab 1
A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.
Proses yang mengubah energi potensial bahan bakar menjadi energi kinetik disebut...
a. Pembakaran.
b. Konversi energi.
c. Transmisi.
d. Kompresi.
e. Regenerasi.Mesin yang menggunakan busi untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara adalah...
a. Mesin Diesel.
b. Motor Listrik.
c. Mesin Bensin.
d. Mesin Hybrid.
e. Motor Diesel.Emisi gas buang yang paling rendah dihasilkan oleh kendaraan...
a. Diesel.
b. Gasoline.
c. Hybrid.
d. Listrik.
e. Konvensional.Yang merupakan kelebihan utama mesin Diesel adalah...
a. Harga murah.
b. Suara mesin halus.
c. Torsi besar pada putaran rendah.
d. Nol emisi.
e. Pengisian sangat cepat.Sebuah kendaraan yang memiliki mesin bensin dan motor listrik secara bersamaan disebut...
a. Kendaraan Diesel.
b. Kendaraan Listrik.
c. Kendaraan Bensin.
d. Kendaraan Hybrid.
e. Kendaraan Konvensional.Tiga (3) jenis sumber energi utama pada kendaraan ringan adalah...
a. Kayu, batu bara, air.
b. Bensin, solar, baterai.
c. Gas, solar, minyak.
d. Listrik, angin, surya.
e. Hidrogen, uranium, bensin.Pada kendaraan listrik, energi yang tersimpan di dalam baterai diubah menjadi energi...
a. Kimia.
b. Panas.
c. Potensial.
d. Mekanik.
e. Bunyi.Mengapa efisiensi mesin bensin lebih rendah dari motor listrik?
a. Karena bensin lebih murah.
b. Karena banyak energi terbuang sebagai panas.
c. Karena mesin bensin lebih sederhana.
d. Karena motor listrik lebih berat.
e. Karena bensin memiliki emisi yang tinggi.Apa fungsi busi pada mesin bensin?
a. Menyaring udara.
b. Mendinginkan mesin.
c. Menyalakan campuran udara dan bensin.
d. Mengkompresi udara.
e. Mengubah energi listrik.Kelemahan utama kendaraan listrik adalah...
a. Akselerasi lambat.
b. Suara mesin berisik.
c. Waktu pengisian baterai yang lama.
d. Nol emisi.
e. Torsi rendah.
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.
Jelaskan bagaimana proses konversi energi pada mesin Diesel terjadi.
Mengapa infrastruktur stasiun pengisian masih menjadi kendala bagi kendaraan listrik?
Sebutkan tiga (3) perbedaan antara kendaraan bensin dan kendaraan listrik, baik dari segi mekanisme maupun operasional.
Jelaskan keuntungan menggunakan kendaraan Hybrid dibandingkan hanya menggunakan kendaraan bensin atau listrik.
Apa dampak dari emisi gas buang terhadap lingkungan?
C. Praktik
Bayangkan Anda ditugaskan untuk membandingkan mobil bensin dan mobil listrik untuk sebuah keluarga.
Tugas:
Buatlah tabel perbandingan sederhana yang mencakup: biaya awal, biaya operasional (bahan bakar/listrik), biaya perawatan, dan dampak lingkungan.
Berdasarkan data yang Anda temukan, berikan rekomendasi mobil mana yang lebih cocok untuk keluarga tersebut, dan jelaskan alasannya.
0 komentar: