Klasifikasi dan Jenis-jenis Kompresor

Klasifikasi dan Jenis-jenis Kompresor 

a) Klasifikasi Kompresor 

Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model, tergantung pada volume dan tekanan yang dihasilkan. Istilah kompresor banyak dipakai untuk yang bertekanan tinggi, blower untuk yang bertekanan menengah rendah dan fan untuk yang bertekanan sangat rendah. Ditinjau dari cara pemampatan (kompresi) udara, kompresor terbagi dua jenis yaitu :

1. Kompresor Perpindahan Positif (Positiv Displacement) 

Kompresor jenis ini menaikkan tekanan dengan memperkecil atau memampatkan volume gas/udara yang diisap ke dalam silinder atau stator oleh torak atau sudu. 

Kompresor ini juga dibagi atas kompresor bolak-balik (reciprocating) dan kompresor putar (rotary). 

2. Kompresor Turbo (Non-Positiv Displacement) 

Kompresor ini menaikan tekanan dan kecepatan gas/udara dengan gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeller atau dengan gaya angkat (lift) yang ditimbulkan oleh sudu.Beberapa bagian dari konstruksi kompresor udara jenis torak/ piston antara lain meliputi silinder, kepela silinder, torak/ piston, batang torak, poros engkol, katup-katup, kotak engkol dan alat-alat bantu. Berikut ini akan diuraikan beberapa bagian utama dari kompresor torak.

a) Silinder dan Kepala Silinder 

Silinder mempunyai bentuk silindris dan merupakan bejana kedap udara dimana torak bergerak bolak-balik untuk mengisap dan memampatkan udara. 

Silinder harus kuat menahan beban tekanan yang ada. Silinder untuk tekanan kurang dari 50 kgf/cm2 (4.9 Mpa) pada umunya menggunakan besi cor sebagai bahan silindernya. Bagian dalam silinder diperhalus sebab cincin torak akan meluncur pada permukaan dalam silinder. Dinding bagian luar silinder diberi sirip-sirip untuk memperluas permukaan sehingga lebih cepat/kuat memancarkan panas yang timbul dari proses kompresi di dalam silinder. Kompresor dengan pendingin air diperlengkapi dengan selubung air di dinding luar silinder.

b) Torak dan cincin torak 

Torak merupakan komponen yang betugas untuk melakukan kompresi terhadap udara/ gas, sehingga torak harus kuat menahan tekanan dan panas. Torak juga harus dibuat seringan mungkin untuk mengurangi gaya inersia dan getaran. 

Cincin torak dipasangkan pada alur-alur torak dan berfungsi sebagai perapat antara torak dan dinding silinder. Jumlah cincin torak bervariasi tergantung perbedaan tekanan sisi atas dan sisi bawah torak. Pemakaian 2 s.d. 4 cincin torak biasanya dipakai pada kompresor dengan tekanan kurang dari 10 kgf/cm2. 

Pada kompresor tegak dengan pelumasan minyak, pada torak dipasangkan sebuah cincin pengikis minyak yang dipasang pada alur terbawah. Sedangkan pada kompresor tanpa pelumasan, cincin torak dibuat dari bahan yang spesifik yaitu karbon atau teflon.

c) Katup-Katup 

Katup-kstup pada kompresor membuka dan menutup secara otomatis tanpa mekanisme penggerak katup. Pembukaan dan penutupan katup tergantung dari perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dan bagian luar silinder. 

Jenis-jenis katup yang biasa digunakan adalah 

1. jenis katup pita,
2. katup cincin, 
3. katup kanal dan katup kepak.

d) Poros Engkol dan Batang Torak 

Poros engkol dan batang torak mempunyai fungsi utama untuk mengubah gerakan putar menjadi gerak bolak-balik. Secara konstruksi, poros engkol dan batang torak kompresor hampir sama dengan yang terdapat pada motor bakar. Ujung poros engkol berhubungan dengan transmisi daya dari sumber penggerak. Poros engkol dan batang torak biasa terbuat dari baja tempa. 

e) Kotak Engkol 

Kotak engkol adalah sebagai blok mesinnya kompresor yang berfungsi sebagai dudukan bantalan engkol yang bekerja menahan beban inersia dari masa yang bergerak bolak-balik serta gaya pada torak. Pada kompresor dengan pelumasan minyak kotak engkol sekaligus sebagai tempat/ bak penampung minyak pelumas. 

f) Peralatan Pembantu 

Untuk dapat bekerja dengan sempurna, kompresor diperlengkapi dengan beberapa peralatan pembantu yang antara lain adalah sebagai berikut: 

• Saringan udara : Jika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder dan cincin torak akan cepat aus bahkan dapat terbakar. Karena itu kompresor harus diperlengkapi dengan saringan udara yang dipasang pada sisi isapnya.Saringan yang banyak dipakai saat ini terdiri dari tabung tabung penyaring yang berdiameter 10 mm dan panjangnya 10 mm. Tabung ini ditempatkan di dalam kotak berlubang-lubang atau keranjang kawat, yang dicelupkan dalam genangan minyak. Udara yang diisap kompresor harus mengalir melalui minyak dan tabung yang lembab oleh minyak. 

Dengan demikian jika ada debu yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor menjadi bersih. Aliran melalui saringan tersebut sangat turbulen dan arahnya membalik hingga sebagian besar dari partikel-partikel debu akan tertangkap di sini.

• Katup pengaman : Katup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompresor. Katup ini harns membuka dan membuang udara ke luar jika tekanan melebihi 1,2 kali tekanan normal maksimum dari kompresor. Pengeluaran udara harus berhenti secara tepat jika tekanan sudah kembali sangat dekat pada tekanan normal maksimum.
• Tangki udara : Tangki udara dipakai untuk menyimpan udara tekan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah-ubah jumlahnya dapat dilayani dengan lancar. Dalam hal kompresor torak di mana udara dikeluarkan secara berfluktuasi, tangki udara akan memperhalus aliran. Selain itu, udara yang disimpan di dalam tangki udara akan mengalami pendinginan secara pelan-pelan dan uap air yang mengembun dapat terkumpul di dasar tangki untuk sewaktu-waktu dibuang. Dengan demikian udara yang disalurkan ke pemakai selain sudah dingin, juga tidak lembab.
•  Peralatan Pembantu : Kompresor untuk keperluan-keperluan khusus sering dilengkapi peralatan bantu antara lain : peredam bunyi,  pendingin akhir, pengering, menara pendingin dan sebagainya sesuai dengan kebutuhan spesifik yang dibutuhkan sistem. 
•  Peralatan pengaman yang lain 

Kompresor juga memiliki alat-alat pengaman berikut ini untuk menghindari dari kecelakaan. 

1. alat penunjuk tekanan, rele tekanan udara dan rele tekanan minyak
2. alat penunjuk temperatur dan rele thermal (temperatur udara keluar, temperatur udara masuk, temperatur air pendingin, temperatur minyak dan temperatur bantalan. 
3. Rele aliran air (mendeteksi aliran yang berkurang/ berhenti. 

Klasifikasi Kompresor secara umum adalah : 

1. Klasifikasi berdasar jumlah tingkat kompresi,kompresor terdiri atas: kompresor satu tingkat,dua tingkat, .... , banyak tingkat. 
2. Klasifikasi berdasarkan langkah kerja,kompresor terdiri atas : kompresor kerja tunggal /single acting dan kerja ganda. 
3. Klasifikasi berdasarkan susunan silinder “khusus kompresor torak”, kompresor terdiri atas : mendatar,tegak, bentukL, bentukV,bentukW, bentuk bintang dan lawan imbang /balansopposed. 
4. Klasifikasi berdasarkan cara pendinginan,kompresor terdiri atas : kompresor pendinginan air dan pendinginan udara 
5. Klasifikasi berdasarkan penempatannya,kompresor terdiri atas : kompresor permanen /stationar dan kompresor yang dapat dipindah–pindah /portable. 

Cara Kerja Kompresor Torak 

Seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini, kompresor torak atau kompresor bolak- balik pada dasarnya dibuat sedemikian rupa hingga gerakan putar dari penggerak mula menjadi gerak bolak- balik. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerak bolak- balik pada torak. 

1. Hisap 

Bila proses engkol berputar dalam arah panah, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. Maka terjadilah tekanan negative ( di bawah tekanan atmosfer ) di dalam silinder, dan katup isap terbuka oleh perbedaan tekanan, sehingga udara terhisap. 

• Piston bergerak dari TDC ke BDC 
• Intake valve membuka & exhaust valve menutup 
• Udara luar terisap ( karena didalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi

2. Efisiensi Volumetrik 

Efisiensi volumetrik adalah persentase pemasukan udara yang diisap terhadap volume ruang bakar yang tersedia.

• Kompresi Bila torak bergerak dari titik mati bawah ketitik mati atas, katup isap tertutup dan udara di dalam silinder dimampatkan. 
• Piston bergerak dari BDC ke TDC 
• Kedua valve menutup 
• Udara dikompresikan dan menyebabkan suhu dan tekanan naik(akibat dari ruangnya dipersempit), 

3. Power Stroke 

• Gas sisa pembakaran mengembang ( ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya dorong ) 
• Kedua valve menutup 
• Piston terdorong turun ke BDC 

4. Keluar atau Buang 

Bila torak bergerak keatas, tekanan didalam silinder akan naik, maka katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara atau gas, dan udara atau gas akan keluar. 

• Piston bergerak dari BDC ke TDC 
• Exhaust valve membuka 
• Sisa pembakaran terbuang ( melalui exhaust valve & exhaust manifold ),