motor bakar & mesin diesel

Upload: dinasm

Post on 06-Jul-2018

245 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    1/23

    Universitas Sumatera Utara

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Motor Bakar

    Motor bakar adalah mesin atau pesawat tenaga yang merupakan mesin

    kalor dengan menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik dengan

    merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas (thermal ) sehingga

    menghasilkan energi mekanik. Cara memperoleh energi termal tersebut dari hasil

     proses pembakaran bahan bakar di dalam mesin itu sendiri, maka dapat dibagi

    menjadi 2 bagian dengan kelebihan masing-masing, yaitu:

    1. Mesin Pembakaran uar ( External Combustion Engine)

    Contohnya !

    a. Steam engine (mesin uap torak), panas pembakaran di dalam ruang

     bakar akan memanasi air yang kemudian menjadi uap sehingga uap

    tersebut akan menggerakkan torak.

     b. "urbin gas dan turbin uap

     Kelebihannya!

    1. #apat digunakan bahan bakar berkualitas rendah baik bahan bakar 

     padat, $air maupun gas.

    2. %apasitas besar, seperti ! pusat pembangkit tenaga listrik, pusat

     pembangkit tenaga uap, dalam hal ini untuk penggerak turbin dan

     proses produksi.

    &. Pada umumnya tidak terdapat bagian yang bergerak translasi bolak-

     balik sehingga getaran yang terjadi ke$il.

    2. Mesin Pembakaran #alam ( Internal Combustion Engine)

    Contohnya !

    a. Motor bakar torak ! mesin otto dengan penyalaan lon$atan bunga api,

    mesin diesel dengan penyalaan kompresi, mesin wankel dengan gerak 

    torak berputar (rotary).

     Kelebihannya:

    1. 'ederhanasimple

    2. ahan bakar lebih irit.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    2/23

    Universitas Sumatera Utara

    &. *n+estasi awal lebih ke$il.

    . Co$ok untuk tenaga penggerak pada kendaraan.

    2.1.1. Mesin Diesel

    Mesin diesel adalah sejenis m esin pe m bakaran dala m   lebih spesiik lagi,

    sebuah m esin pe m i$u k o m pres i, dimana bahan b akar dinyal a kan oleh suhu tinggi

    gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat  beren e rgi lain (seperti busi).

    Cara kerja mesin diesel ini adalah udara masuk ke dalam ruang bakar 

    mesin diesel dan dikompresi oleh  piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari ras io

    k o m presi dari  mesin otto. eberapa saat sebelum piston pada posisi "itik Mati

    /tas ("M/) atau "#C (Before Top Dead Center)  bahan bakar diesel

    diijeksikan ke ruang b a kar dalam tekanan tinggi melalui nosel supaya ber$ampur 

    dengan udara panas yang bertekanan tinggi. 0asil pen$ampuran ini menyala dan

    membakar dengan $epat, ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang

     pembakaran mengembang dengan $epat, mendorong piston ke bawah dan

    menghasilkan tenaga linear. 'iklus diesel (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan

    dengan pemasukan panas pada tekanan konstan.

    ambar 2.1 #iagram P-+ mesin diesel aktual dan ideal

    %eterangan ambar !

    P "ekanan (atm)

    3 3olume 'pesiik (m&kg)

    !in %alor yang masuk (k4)

    !out %alor yang dibuang (k4)

    http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mesin_pemicu_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang_bakar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pistonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pistonhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rasio_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rasio_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Dieselhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang_bakar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang_bakar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Mesin_pemicu_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suhuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang_bakar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pistonhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rasio_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rasio_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rasio_kompresi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Dieselhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ruang_bakar&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Tekananhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalam

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    3/23

    Universitas Sumatera Utara

    ambar 2.2 #iagram "-' Mesin #iesel

    %eterangan ambar !

    " "emperatur (%)

    ' 5ntropi (k4kg.%)

    !in %alor yang masuk (k4)

    !out %alor yang dibuang (k4)

    %eterangan siklus !

    1-2 %ompresi *sentropik 

    2-& Pemasukan %alor pada "ekanan %onstan

    &- 5kspansi *sentropik 

    -1 Pengeluaran %alor pada "ekanan %onstan

    Mesin diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin

     pembakaran dalam (internal "ombustion engine)# Prinsip kerja mesin diesel

    adalah merubah energi kimia yang terdapat dalam bahan bakar menjadi energi

    mekanis. 5nergi kimia ini di dapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran)

    dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

    Pembakaran pada mesin diesel dimulai dari kompresi udara dalam ruang bakar 

    yang sangat tinggi diikuti oleh penginjeksian bahan bakar bertekanan tinggi

    kedalam ruang bakar sewaktu temperatur udara men$apai temperatur nyala untuk 

     bahan bakar tersebut.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    4/23

    Universitas Sumatera Utara

    ambar 2.& angkah kerja mesin diesel6127

    Proses kerja motor diesel terdiri dari langkah sebagai berikut !

    a). angkah 0isap

    Piston bergerak dari "M/ (titik mati atas) ke "M (titik mati bawah),

    katup masuk terbuka. 8dara murni terhisap masuk ke dalam selinder akibat

    terjadinya ke+akuman dalam ruang silinder karena terjadi pembesaran +olume

    ruang di atas torak (gerak dari "M/ ke "M).

     b). angkah %ompresi

    Poros engkol terus berputar, piston bergerak dari "M ke "M/, kedua

    katup tertutup. 8dara murni yang terhisap tadi terkompresi dalam ruang bakar.

    %arena terkompresi suhu dan tekanan udara tersebut naik hingga men$apai &9 atm

    dengan temperatur 9::⁰ - ;::⁰ (pada perbandingan kompresi 2: ! 1).

    $). angkah 8saha

    Poros engkol masih terus berputar, beberapa derajat sebelum torak 

    men$apai "M/ di akhir langkah kompresi, bahan bahar diinjeksikan ke dalam

    ruang bakar. %arena suhu udara kompresi yang tinggi terjadilah pembakaran yang

    menghasilkan tekanan eksplosi yang mendorong piston bergerak dari "M/ ke

    "M. %edua katup masih dalam keadaan tertutup. aya dorong ke bawah

    diteruskan oleh batang piston ke poros engkol untuk dirubah menjadi gerak rotasi.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    5/23

    Universitas Sumatera Utara

    angkah usaha ini berhenti ketika katup buang mulai membuka beberapa derajat

    sebelum torak men$apai "M.

    d). angkah uang

    Poros engkol masih terus berputar, piston bergerak dari "M ke "M/,

    katup buang terbuka. as sisa hasil pembekaran terdorong keluar dari ruang bakar 

    (ruang silinder di atas torak) menuju udara luar melalui katup buang yang terbuka.

    %arena gas sisa tersebut masih bertekanan tinggi.

    2.1.2. Mesin Otto

    Mesin otto adalah sebuah tipe m esin p e m bakaran dalam yang

    menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, diran$ang untuk 

    menggunakan bahan bakar gasoline atau yang sejenis.

    Mesin otto berbeda dengan m esin diesel dalam metode pen$ampuran

     bahan bakar dengan udara, dan mesin otto selalu menggunakan penyalaan busi

    untuk proses pembakaran. Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan

    dalam ruang bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan, bahan bakar 

    diinjeksikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk ber$ampur 

    dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka $ampuran udara dan bakar 

    tersebut akan terbakar dengan sendirinya. 'iklus otto (ideal) pembakaran tersebut

    dimisalkan dengan pemasukan panas pada +olume konstan.

    ambar 2. #iagram P-+ mesin otto aktual dan ideal

    http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_dieselhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pembakaran_dalamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_diesel

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    6/23

    Universitas Sumatera Utara

    %eterangan ambar !

    P "ekanan (atm)

    3 3olume 'pesiik (m&kg)

    !in %alor yang masuk (k4)

    !out %alor yang dibuang (k4)

    ambar 2.9 #iagram "-' mesin otto

    %eterangan ambar !

    " "emperatur (%)

    ' 5ntropi (k4kg.%)

    !in %alor yang masuk (k4)

    !out %alor yang dibuang (k4)

    %eterangan siklus !1-2 %ompresi *sentropik 

    2-& Pemasukan %alor pada 3olume %onstan

    &- 5kspansi *sentropik 

    -1 Pengeluaran %alor pada 3olume %onstan

    Pada mesin otto, pada umumnya udara dan bahan bakar di$ampur sebelum

    masuk ke ruang bakar, sebagian ke$il mesin otto modern mengaplikasikan injeksi

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    7/23

    Universitas Sumatera Utara

     bahan bakar langsung ke silinder ruang bakar termasuk mesin otto 2 langkah

    untuk mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan. Pen$ampuran udara

    dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi, keduanya

    mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan penambahan sensor-

    sensor elektronik. 'istem *njeksi ahan bakar di motor otto terjadi diluar silinder,

    tujuannya untuk men$ampur udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin,

    hal ini disebut 5

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    8/23

    Universitas Sumatera Utara

    erikut ini dijelaskan langkah kerja mesin otto 2 langkah, disini gas buang

    didesak keluar dari dalam silinder melalui lubang buang oleh udara dan $ampuran

     bahan bakar dan udara yang dimasukkan dalam silinder. 'udah barang tentu

    sebagian udara atau $ampuran bahan bakar dan udara segar ikut keluar dari dalam

    silinder bersama-sama dengan gas buang

    ambar 2.? angkah kerja mesin >tto 2 langkah6117

    1. angkah Pertama "M/ ke "M

    Piston bergerak dari "M/ ke "M maka terjadilah penekanan pada ruang

     bilas yang berada diruang piston, pada lubang linier terdapat lubang dari

    inlangkahe dan e@haust. Pada saat piston bergerak melewati lubang exhaust , gas

    yang ada pada ruang bakar akan keluar melewati lubang exhaust . 'edangkan saat

     piston melewati lubang inlang$ahe maka gas yang berada di ruang bilas yang ikut

    terpompa oleh piston akan masuk kedalam ruang bakar, dan saat ini sedang terus

     berlanjut gas dari sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui e@haust.

    2. angkah %edua dari "M ke "M/

    Pada saat piston bergerak dari "M ke "M/ akan melakukan

     penghisapan $ampuran bahan bakar, udara, dan oli samping. 'etelah piston

    melewati lubang inta$e dan lubang exhaust , maka piston akan melakukan sistem

    kompresi yang terjadilah tekanan pada ruang bakar. Piston akan terus menekan

    hingga tepat di posisi "M/, sedangkan $ampuran bahan bakar dan udara yang

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    9/23

    Universitas Sumatera Utara

    sudah dapat tekanan dari piston akan terbakar oleh api yang dihasilkan oleh

    sebuah busi, setelah itu terjadi pada uang bakar maka akan diteruskan ke langkah

    tenaga, dan tenaga disalurkan ke bagian transmisi, itu terjadi selama mesin motor 

    hidup.

    2.1.2.2. Mesin Otto Langkah

    Mesin >tto empat langkah adalah mesin pembakaran dalam yang dalam

    satu siklus pembakaran terjadi empat langkah piston. 5mpat langkah tersebut

    meliputi, langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang yang

    se$ara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol ("ran$shaft)  per satu

    siklus pada mesin otto.

    ambar 2.; Mesin >tto langkah

    Prinsip kerja motor otto empat langkah adalah sebagai berikut !

    1. Langkah !isa"

    #alam langkah ini, $ampuran bahan bakar dan udara di hisap ke dalam

    ruang bakar, %atup hisap membuka sedangkan katup buang tertutup. Aaktu torak 

     bergerak dari titik mati atas ("M/) ke titik mati bawah ("M), menyebabkan

    ruang silinder menjadi +akum dan menyebabkan masuknya $ampuran udara dan

     bahan bakar ke dalam silinder yang disebabkan adanya tekanan udara luar.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    10/23

    Universitas Sumatera Utara

    ambar 2.B angkah hisap mesin otto langkah6?7

    2. Langkah Ko#"resi

    #alam langkah ini, $ampuran udara dan bahan bakar dikompresikan.

    %atup hisap dan katup buang tertutup. Aaktu torak naik dari titik mati bawah

    ("M) ke titik mati atas ("M/), $ampuran yang dihisap tadi dikompresikan.

    /kibatnya tekanan dan temperaturnya akan naik, sehingga akan mudah terbakar.

    'aat inilah per$ikan api dari busi terjadi. Poros engkol berputar satu kali ketika

    torak men$apai titk mati atas ("M/).

    ambar 2.1: angkah kompresi mesin >tto langkah6?7

    $. Langkah Usaha

    #alam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga dimana gerak translasi

     piston diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol dan selanjutnya akan

    menggerakkan kendaraan. 'aat torak men$apai titik mati atas ("M/) pada saat

    langkah kompresi, busi memberikan lon$atan bunga api pada $ampuran udara dan

     bahan bakar yang telah dikompresikan. #engan adanya pembakaran, kekuatan

    dari tekanan gas pembakaran yang tinggi mendorong torak ke bawah. 8saha ini

    yang menjadi tenaga mesin.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    11/23

    Universitas Sumatera Utara

    ambar 2.11 angkah usaha mesin >tto langkah6?7

    . Langkah B%ang

    #alam langkah ini, gas yang sudah terbakar, akan dibuang ke luar silinder.

    %atup buang membuka sedangkan katup hisap tertutup.Aaktu torak bergerak dari

    titik mati bawah ("M) ke titik mati atas ("M/), mendorong gas bekas keluar 

    dari silinder. Pada saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap kedua katup

    akan membuka sedikit (+al+e o+erlap) yang berungsi sebagai langkah pembilasan

    ($ampuran udara dan bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran).

    %etika torak men$apai "M/, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan langkah

     berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah melakukan 2 putaran penuh

    dalam satu siklus yang terdiri dari empat langkah yaitu, 1 langkah hisap, 1

    langkah kompresi, 1 langkah usaha, 1 langkah buang yang merupakan dasar kerja

    dari pada mesin empat langkah.

    ambar 2.12 angkah buang mesin >tto langkah6?7

    Proses %erja adalah keseluruhan langkah yang berurutan untuk terjadinya

    satu siklus kerja dari motor. Proses kerja ini terjadi berurutan dan berulang-ulang.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    12/23

    Universitas Sumatera Utara

    Piston motor bergerak bolak balik dari titik mati atas ("M/) ke titik mati bawah

    ("M) dan dari titik mati bawah ("M) ke titik mati atas ("M/) pada langkah

    selanjutnya.

    Pada motor empat langkah, proses kerja motor diselesaikan dalam empat

    langkah piston.

    - angkah pertama yaitu piston bergerak dari "M/ ke "M, disebut

    langkah pengisian.

    - angkah kedua yaitu piston bergerak dari "M ke "M/ disebut langkah

    kompresi.

    - angkah ketiga piston bergerak dari "M/ ke "M disebut langkah usaha.

    Pada langkah usaha ini terjadilah proses pembakaran bahan bakar 

    ($ampuran udara dan bahan bakar) di dalam silinder motorruang

     pembakaran yang menghasilkan tenaga yang mendorong piston dari "M/

    ke "M.

    - angkah keempat yaitu piston bergerak dari "M ke "M/ disebut

    langkah pembuangan. as hasil pembakaran didorong oleh piston keluar 

    silinder motor. 4adi pada motor empat langkah proses kerja motor untuk 

    menghasilkan satu langkah usaha (yang menghasilkan tenaga) diperlukan

    empat langkah piston.

    5mpat langkah piston berarti sama dengan dua kali putaran poros engkol.

    Pada motor dua langkah proses kerja motornya untuk mendapatkan satu kali

    langkah usaha hanya diperlukan dua kali langkah piston. Motor dua langkah yang

     paling sederhana, pintu masuk atau lubang masuk dan lubang buang terlelangkah berhadap-hadapan yaitu berada pada sisi bawah pada dinding silinder motor.

    Proses kerjanya adalah sebagai berikut.!

    - Piston berada "M, kedua lubang (masuk dan buang) sama sama terbuka

    kemudian $ampuran udara dan bahan bakar dimasukkan kedalam silinder 

    melalui lubang masuk.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    13/23

    Universitas Sumatera Utara

    - erakan piston dari "M ke "M/, maka lubang masuk akan tertutup dan

    tertutup pula lubang buang, maka terjadilah langkah kompresi. Pada akhir 

    langkah kompresi ini terjadilah pembakaran gas bahan bakar. #engan

    terjadinya pembakaran gas bahan bakar maka dihasilkan tenaga

     pembakaran yang mendorong piston ke bawah dari "M/ ke "M.

    - angkah usaha terakhir terjadilah pembuangan gas bekas begitu terbuka

    lubang buang. 'esudah itu terbuka pula lubang masuk sehingga terjadi

     pemasukkan gas baru sekaligus mendorong mendorong gas bekas keluar 

    melalui lubang buang.

    #engan demikian pada motor dua langkah proses motor untuk 

    menghasilkan satu kali langkah usahapembakaran gas dalam silinder, hanya

    diperlukan dua langkah piston. #ilihat dari putaran poros engkolnya diperlukan

    satu kali putaran poros engkol.

    2.1.$. Mesin &ankel

    Mesin wankel yang juga disebut dengan mesin rotari adalah mesin

     pembakaran dalam yang digerakan oleh tekanan yang dihasilkan dari pembakarandan diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang selanjutnya akan

    menggerakan poros.

    Mesin ini ditemukan oleh insinyur 4erman

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    14/23

    Universitas Sumatera Utara

    ambar 2.1& Mesin Aankel6;7

    Prinsip kerja dari mesin wankel sama saja dengan mesin -langkah

    kon+ensional. Pertama-tama, $ampuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam

    ruang silinder karena hisapan dari perputaran rotor. alu, $ampuran bahan bakar 

    dan udara dibawa ke sisi yang lain dan termampatkan oleh pergerakan rotor.

    angkah selanjutnya, busi menyemburkan api yang membakar $ampuran bahan

     bakar dan menyebabkan peningkatan tekanan gas serta meningkatkan perputaran

    rotor dan sumbu eksentrik. %emudian, saat rotor bergerak ke sisi yang lain untuk 

    memulai siklus yang baru, sisa pembakaran keluar melalui saluran gas buang.

    Perbedaan mesin Aankel dengan mesin -langkah kon+ensional adalah

    mesin Aankel tidak perlu mengubah energi gerak piston yang naik turun menjadi

    energi putar sehingga lebih eisien.

    %eunggulan yang dimiliki mesin wankel antara lain bobotnya yang ringan

    dan desainnya yang simpel karena menggunakan suku $adang yang lebih sedikit

    dibandingkan dengan mesin -langkah kon+ensional. "enaga yang dihasilkan

    mesin ini juga lebih besar dibanding dengan mesin kon+ensional dengan kapasitas

    yang lebih besar.

    %ekurangan dari mesin ini adalah boros bahan bakar. 5misi yang

    dihasilkan mesin ini juga $ukup tinggi dan boros oli. 0al ini menyebabkan biaya

     perawatan untuk mesin Aankel sangat besar dan sering kali mesin wankel hanya

    dipakai untuk keperluan balapan.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    15/23

    Universitas Sumatera Utara

    2.2. Dina#o#eter

    #inamometer digunakan untuk mengukur torsi pada keseluruhan operasi

    mesin, dinamometer yang digunakan adalah tipe %ater bra$e dynamometer 

    dimana memanaatkan aliran air se$ara proporsional dengan beban yang

    diterapkan untuk men$iptakan resistensi terhadap motor.

    ambar 2.1 &ater bra$e dynamometer operation theory61&7

    'ebuah aliran dikontrol air melalui saluran masuk diarahkan pada pusatrotor di setiap penyerapan bagian dalam. /ir ini kemudian diarahkan menuju

     bagian luar tubuh dinamometer oleh gaya sentriugal. 'eperti yang diarahkan

    keluar, air diper$epat ke dalam kantong di piring stator stasioner , per$epatan terus

    menerus deselerasi air men$iptakan beban pada motor.

    2.$. Per'or#ansi Motor Bakar

    agian ini membahas tentang perormansi mesin pembakaran dalam.

    Parameter mekanik yang termasuk dalam subbab ini adalah torsi, daya,

     perbandingan udara bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesiik dan eisiensi

    dari pembakaran di dalam mesin.

    2.$.1. Torsi (an Da)a

    "orsi yang dihasilkan suatu mesin dapat diukur dengan menggunakan

    dinamometer yang dikopel dengan poros output mesin. >leh karena siat

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    16/23

    Universitas Sumatera Utara

    dinamometer yang bertindak seolah-olah seperti sebuah rem dalam sebuah mesin,

    maka daya yang dihasilkan poros output ini sering juga disebut dengan bra$e

     po%er . "orsi dideinisikan sebagai gaya yang bekerja pada jarak momen dan

    memiliki satuan -m atau lb-t.

    #aya dideinisikan sebagai usaha dari mesin per satuan waktu.

      2 

    60000

    ...........................................................................................(2.1)

    #imana !

      = Daya poros (kW)

     ' Putaran mesin (rpm)

    D "orsi (m)

    ambar 2.19 #aya dan torsi sebagai ungsi putaran

    67

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    17/23

    aik torsi dan daya adalah ungsi dari putaran mesin. Pada putaran rendah,

    torsi meningkat dengan meningkatnya putaran mesin. Putaran mesin meningkat

    lebih lanjut, torsi men$apai maksimum dan kemudian menurun seperti yang

    ditunjukkan pada gambar diatas. "orsi menurun karena mesin tidak dapat udara

    yang optimal pada ke$epatan yang lebih tinggi. #itunjukkan daya meningkat

    seiring putaran meningkat kemudian menjadi maksimal dan kemudian menurun

     pada putaran mesin yang lebih tinggi. 0al ini dikarenakan kerugian gesekan

    meningkat dan menjadi aktor dominan pada ke$epatan yang sangat tinggi. 8ntuk 

    mobil bensin, daya maksimum terjadi pada kisaran =::: hingga ?::: EPM,

    sekitar satu setengah kali torsi maksimum.

    2.$.2. Per*an(ingan U(ara Bahan Bakar +A,-

    /ir-

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    18/23

      = aju aliran udara ke mesin (kgse$)

        = Massa bahan bakar (kgsiklus)

        = aju aliran bahan bakar ke mesin (kgse$)

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    19/23

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    20/23

     bekerja. 8ntuk satu siklus mesin pada satu silinder, panas yang ditambahkan

    adalah !

     =           ........................................................................................(2.;)

    8ntuk keadaan steady !

     =           ........................................................................................(2.B) 5isiensi termalnya adalah !

       =  ⁄  =  ⁄  =     ⁄     ...............................................................

    (2.1:) #imana!

      = #aya poros (kA)

        = massa bahan bakar (kgsiklus)

        = aju aliran bahan bakar ke ruang bakar (kgse$)

        =  ilai kalor dari bahan bakar (:: %jkg)

      5isiensi pembakaran (:,B9 - :,B;)

        5isiensi kon+ersi bahan bakar 

    2.. Analisis Keti(ak"astian

    'uatu $ara atau metode untuk menaksir ketidakpastian dalam hasil-hasil

    eksperimen telah dikemukakan oleh %line dan M$Clinto$k. Metode ini didasarkan

    atas spesiikasi yang teliti ketidakpastian dalam berbagai pengukuran primer 

    eksperimen. 8mpamanya, suatu ba$aan tekanan tertentu mungkin dinyatakan

    sebagai!

    P 1:: km2

    G 1 km2

    ila tanda plus atau minus itu digunakan untuk menyatakan

    katidakpastian, orang yang membuat penandaan itu sebenarnya menyatakan

     berapa menurut pendapatnya derajat ketelitian pengukuran yang dilakukannya itu.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    21/23

    Perlu di$atat bahwa spesiikasi itu sendiri tidak pasti, karena pelaku eksperimen

    itu tentunya tidak pasti mengenai ketelitian dalam pengukurannya.

    ila instrumen itu baru saja dikalibrasi se$ara seksama, dengan tingkat

     presisi yang tinggi, eksperimentalis itu mungkin dapat memberikan tingkat

    ketidakpastian pengukuran yang lebih baik dari bila pengukuran dilakukan dengan

     pengukur atau instrumen lain yang riwayat kalibrasinya tidak diketahui. 'ebagai

    $ara yang lebih baik dalam memberikan spesiikasi ketidakpastian suatu

     pengukuran, %line dan M$Clinto$k menyarankan agar pelaku eksperimen

    menyatakan taruhan (kemungkinan) ketidakpastian itu. 4adi, persamaan diatas tadi

    dapat ditulis!

    P 1:: km2 G 1 km2 ( 2: banding 1)

    #engan kata lain, pelaku eksperimen berani bertaruh dengan kemungkinan

    2: banding 1 pengukuran itu akan berada dalam G 1 km2. Perlu di$atat bahwa

    spesiikasi taruhannya itu hanya bisa dilakukan eksperimentalis itu atas dasar 

     pengalaman laboratorium keseluruhan.

    8mpamakan seperangkat pengukuran dilakukan dimana ketidakpastian

    masing-masing pengukuran dapat dinyatakan dengan taruhan yang sama.

    Perangkat pengukuran ini lalu digunakan untuk menghitung hasil eksperimen

    yang dikehendaki. %ita ingin menaksir ketidakpastian dalam perhitungan atas

    dasar ketidakpastian dalam pengukuran-pengukuran primer. 0asil   ialah suatu

    ungsi dari +ariabel tak tergantung atau (independent ) @1 , @2 , @& ,...@n . jadi,

        (@1 , @2 , @& ,...@n)

    ...........................................................................(2.11)

    8mpamakan &   ialah ketidakpastian dalam hasil w1 , w2 ,...wn

    ketidakpastian dalam +ariabel tak-tergantung itu mempunyai taruhan yang sama,

    maka ketidakpastian dalam hasil yang mempunyai taruhan itu diberikan rujukan

    sebagai berikut!

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    22/23

    &   *

    ��

      2

    1� + �

    2

    2� + … +

      2

    1�

    2

    .......................(2.12)

     1  

    2

     

    2.. Lo#*a Ken(araan !e#at 0nergi

    8ntuk menjawab kebutuhan akan kendaraan masa depan yang hemat akan

     penggunaan energi dan ramah lingkungan maka dewasa ini banyak dilakukan riset

    dan penelitian termasuk kegiatan F kegiatan yang meman$ing kaum muda untuk 

     berpartisipasi didalamnya. /da beberapa perlombaan kendaraan hemat energi

    yang kita kenal salah satunya adalah 'hell 5$o-marathon dimana kegiatan ini

    merupakan reguler tahunan yang menantang tim mahasiswa untuk meran$ang danmembangun kendaraan yang paling hemat energi untuk bersaing dengan

    kendaraan tim lain, dimana pemenangnya adalah kendaraan yang dapat bergerak 

    dengan jarak terjauh dengan menggunakan bahan bakar atau energi paling sedikit.

    Para tim akan bersaing dalam dua kategori utama berdasarkan desain mobil

    mereka !

    1. Kategori  Prototype adalah untuk kendaraan berbentuk uturistik yang

     bertujuan untuk memaksimalkan eisiensi bahan bakar melalui elemen desain

    yang ino+ati.

    2. Kategori Urban Concept adalah untuk desain kendaraan kon+ensional roda

    empat yang hemat bahan bakar, sesuai dengan kebutuhan pengemudi saat ini

    atau yang umum disebut dengan konsep "ity "ar#

    "im mahasiswa dapat memilih salah satu bahan bakar berikut untuk 

    sumber daya kendaraan mereka. %endaraan-kendaraan dapat menggunakan salah

    satu bahan bakar berikut atau jenis energi !

    1. 'hell 8nleaded B9 (58)'hell Plus ;B (8') Petrolasoline

    2. 'hell #iesel

    &. iHueied Petroleum as (P)

    . 'hell as to iHuids (1::I ")

    9.

  • 8/17/2019 motor bakar & mesin diesel

    23/23

    ;. 'olar5nergi 'urya

    B. Plug-*n 5le$tri$ity (i-on)

    'hell 5$o-marathon /sia 2:12 memiliki jumlah peserta sebanyak 19 tim

    dari 1; negara di /sia dimana dari *ndonesia sendiri diikuti oleh ; perguruan

    tinggi yaitu! 8ni+ersitas ajah Mada (8M), *nstitut "eknologi andung (*"),

    *nstitut "eknologi 'epuluh opember (*"'), Politeknik egeri Pontianak,

    8ni+ersitas Pendidikan *ndonesia, Politeknik Manuaktur andung, Politeknik 

     egeri 4akarta dan 8ni+ersitas 'umatera 8tara (8'8).

    #i *ndonesia sendiri untuk pertama kalinya tahun 2:12 diadakan *ndonesia

    5nergy Marathon Challange dimana kegiatan ini pada dasarnya juga sama dengan

    konsep 'hell 5$o-marathon hanya saja peserta kompetisi dari *ndonesia dan

    keragaman sumber energi yang disediakan juga masih sangat minim yaitu

     pertama@ plus, solar dan listrik.