bab ii landasan teori 1.1 pengertian umum motor...

15
BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensin Motor adalah gabungan dari alat-alat yang bergerak (dinamis) yang bila bekerja dapat menimbulkan tenaga / energi. Sedangkan pengertian motor bakar adalah motor yang sumber tenaganya diperoleh dari hasil pembakaran gas didalam ruang bakar. Motor bensin sendiri mempunyai pengertian motor dimana gas pembakarnya berasal dari hasil campuran antara bensin dengan udara dalam suatu perbandingan tertentu, sehingga gas tersebut terbakar dengan mudah sekali didalam ruang bakar, apabila timbul loncatan bunga api listrik tegangan tinggi pada elektroda busi. Dan alat yang mencampur bensin dan udara supaya menjadi gas pada motor bensin ini adalah karburator. Tenaga yang dihasilkan oleh motor adalah berasal dari adanya pembakaran gas didalam ruang bakar, oleh karena adanya pembakaran gas tersebut, maka timbullah panas. Dan panas ini mengakibatkan gas yang telah terbakar mengembang / ekspansi. Pembakaran dan pengembangan gas ini terjadi didalam ruang bakar yang sempit dan tertutup (tidak bocor) dimana bagian atas dan samping kiri kanan dari ruang bakar adalah statis / tidak bias bergerak, sedangkan yang dinamis / bisa bergerak hanyalah bagian bawah, yakni piston sehingga dengan sendirinya piston akan terdorong kebawah dengan kuatnya oleh gas yang terbakar dan mengembang tadi. Pada saat piston terdorong ke bawah ini, membawa tenaga yang sangat dahsyat, dan tenaga inilah yang dimaksud dengan tenaga motor. 1.2 Prinsip Kinerja Motor Bensin Motor Bensin sebagai salah satu jenis motor pembakaran dalam banyak . Digunakan untuk mengerakkan atau sebagai sumber tenaga dari

Upload: vuongtuyen

Post on 06-Feb-2018

219 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

BAB II

LANDASAN TEORI

1.1 Pengertian Umum Motor Bensin

Motor adalah gabungan dari alat-alat yang bergerak (dinamis) yang bila

bekerja dapat menimbulkan tenaga / energi. Sedangkan pengertian motor bakar

adalah motor yang sumber tenaganya diperoleh dari hasil pembakaran gas didalam

ruang bakar.

Motor bensin sendiri mempunyai pengertian motor dimana gas

pembakarnya berasal dari hasil campuran antara bensin dengan udara dalam suatu

perbandingan tertentu, sehingga gas tersebut terbakar dengan mudah sekali didalam

ruang bakar, apabila timbul loncatan bunga api listrik tegangan tinggi pada

elektroda busi. Dan alat yang mencampur bensin dan udara supaya menjadi gas

pada motor bensin ini adalah karburator.

Tenaga yang dihasilkan oleh motor adalah berasal dari adanya

pembakaran gas didalam ruang bakar, oleh karena adanya pembakaran gas tersebut,

maka timbullah panas. Dan panas ini mengakibatkan gas yang telah terbakar

mengembang / ekspansi. Pembakaran dan pengembangan gas ini terjadi didalam

ruang bakar yang sempit dan tertutup (tidak bocor) dimana bagian atas dan samping

kiri kanan dari ruang bakar adalah statis / tidak bias bergerak, sedangkan yang

dinamis / bisa bergerak hanyalah bagian bawah, yakni piston sehingga dengan

sendirinya piston akan terdorong kebawah dengan kuatnya oleh gas yang terbakar

dan mengembang tadi. Pada saat piston terdorong ke bawah ini, membawa tenaga

yang sangat dahsyat, dan tenaga inilah yang dimaksud dengan tenaga motor.

1.2 Prinsip Kinerja Motor Bensin

Motor Bensin sebagai salah satu jenis motor pembakaran dalam

banyak . Digunakan untuk mengerakkan atau sebagai sumber tenaga

dari

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

suatu kendaraan. Pada pembahasan ini, motor bensin sebagai sumber tenaga

menurut prinsip kerjanya dibedakan menjadi 2 yaitu motor bensin 4 tak dan motor

bensin 2 tak.

2.2.1 Motor Bensin 4 Tak

Motor bensin 4 tak adalah motor yang setiap satu kali pembakaran bahan

bakarnya memerlukan 4 langkah piston atau dua kali putaran poros engkol. Secara

kasar atau secara garis besarnya, cara kerja motor bensin 4 tak adalah sebagai

berikut :

Mula-mula gas yang merupakan campuran bahan bakar dengan udara

yang dihasilkan dari karburator dihisap masuk kedalam silinder kemudian

dimampatkan dan dibakar. Karena panas, gas tersebut mengembang dan karena

ruang terbatas maka tekanan didalam silinder atau ruang bakar naik dan tekanan ini

mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha yang oleh batang

piston diteruskan ke poros engkol akan berputar.

Secara terperinci dibawah ini diuraikan masing-masing langkah atau proses sebagai

berikut :

1) Langkah hisap

Pada langkah ini piston bergerak dari TMA ke TMB serta engkol berputar ½

putaran ( 1800 ). Dan pada langkah ini klep / katup masuk membuka pintu

saluran masuk yang berhubungan dengan karburator, sedangkan katup buang

menutup pintu saluran pembuangan. Oleh karena bergeraknya piston dari TMA

ke TMB ini mempunyai daya hisap yang sangat kuat, sehingga dengan

sendirinya gas baru yang berada dalam karburator terhisap masuk kedalam

silinder dan ruang bakar.

2) Langkah kompresi

Pada langkah ini piston bergerak dari TMB ke TMA, engkol berputar (3600

atau 1 putaran ). Dan pada langkah ini katup masuk dan katup buang menutup

pintu salurannya masing-masing. Bergeraknya piston ini, makin naik, makin

membuat ruangan diatas piston semakin sempit, sehingga daya kompresi

didalam ruangan yang sempit ini menjadi tinggi. Dan oleh karena disekeliling

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

ruangan ini tertutup rapat, maka gas baru yang telah dihisap masuk menjadi

termampat oleh piston.

3) Langkah usaha

Beberapa saat sebelum piston mencapai TMA , engkol berputar mulai

mencapai ( 3600 ) pada akhir langkah kompresi, busi meloncatkan bunga api

listrik tegangan tinggi didalam ruang bakar tepat saat engkol berputar 360 0 atau

torak tepat mencapai TMA sehingga gas baru yang telah termampat didalam

ruang bakar menjadi terbakar. Pembakaran ini berlangsung sampai piston

mencapai TMA, setelah itu hasil pembakaran gas tersebut dapat menimbulkan

panas yang menyebabkan pengembangan gas didalam ruang bakar.

Pengembangan gas ini menimbulkan tekanan / tenaga yang dahsyat sekali

kesegala arah, yakni bagian atas bawah dan samping kiri kanan didalam ruang

bakar adalah statis, sedangkan yang dinamis didalam ruang bakar hanyalah

bagian bawah , yaitu piston maka dengan sendirinya piston terdorong dengan

kuatnya dari TMA ke TMB .Meluncurnya piston dari TMA ke TMB ini sudah

tentu menimbulkan tenaga yang sangat besar pula .

4) Langkah buang

Piston bergerak dari TMB ke TMA, engkol berputar 7200 ,maka pada langkah

ini katup buang terbuka pintu salurannya sehingga gas hasil sisa pembakaran

didalam ruang terdorong keluar oleh piston ,melalui saluran buang menuju

exhouse.

1. Langkah hisap 3. Langkah usaha

2. Langkah kompresi 4. Langkah buang

2.2.2 Motor Bensin 2 Tak

Motor bensin dua tak adalah motor yang setiap kali pembakarannya

membutuhkan hanya 2 kali langkah torak atau satu kali putaran engkol , dengan

kata lain motor bensin dua tak tak berbeda jauh dengan motor 4 tak, yaitu pada

motor bensin 2 tak tidak bekerja dengan poros yang tunggal pada masing – masing

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

langkahnya melainkan antara proses dan kompresinya terjadi dalam satu langkah

torak .sedang proses atau cara kerja atau cara kerja motor 2 tak sebagai berikut .

1. Langkah Hisap dan Kompresi

Pada langkah ini piston dari TMA ke TMB , sehingga saluran masuk

terbuka oleh piston,reed valve , rotary valve,atau crank shaft valvenya. Pada

saat piston semakin bergerak keatas , maka akan mengakibatkan ruang bagian

bawah piston yakni ruang carter menjadi semakin luas, dan bergeraknya piston

kearah TMA ini bagian bawah piston menghisap gas baru dari karburator ke

dalam ruang carter dan melalui saluran bilas menuju ke ruang bakar. Proses

merupakan langkah isap . Selanjutnya piston terus bergerak menuju TMA ,

sampai saluran buang dan saluran bilas tertutup oleh piston bagian atas sehingga

terjadilah pemampatan gas yang masuk kedalam ruang bakar dan silinder

sebelumnya , maka terjadilah kompresi dan kejadian ini yang di sebut langkah

kompresi .

2. Langkah Usaha dan buang.

Beberapa saat sebelum mengakhiri langkah kompresi ( pada akhir langkah

I ) , busi meloncatkan bunga api listrik tegangan tinggi didalam ruang bakar .

sehingga gas baru dikompresikan menjadi terbakar . pembakaran ini terjadi

berlangsung terus menerus sampai piston mencapai TMA. Oleh karena

pembakaran tersebut, maka timbullah panas yang menyebabkan gas

mengembang . Gas ini terjadi pada saat setelah piston berada di TMA, karena

hanya piston yang dinamis (bias bergerak) maka piston terdorong kearah TMB

dengan kuatnya oleh ledakan gas dan tenaga tadi diteruskan ke poros engkol.

Peristiwa ini merupakan langkah usaha / kerja pada motor bensin 2 tak.

Selanjutnya gerakan piston kearah TMB ini membuat saluran buang dan saluran

bilas menjadi terbuka, sehingga gas bekas keluar melalui saluran buang tadi,

oleh karena adanya bantuan desakan dari gas baru yang muali masuk lagi

kedalam ruang bakar dan silinder melalui saluran bilas. Proses ini disebut

langkah buang.

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Masuknya gas baru dari ruang carter ke dalam ruang bakar dan silinder karena

gas baru yang berada didalam ruang keatas mendapat tekanan dari piston,

sewaktu piston bergerak kebawah dan proses ini disebut kompresi carter.

1.3 Kelebihan dan Kekurangan Motor Bensin 4 Tak dan 2Tak

A. Kelebihan dan kekurangan motor bensin 4 tak

• Pemakaian bensin lebih hemat karena pembakaran lebih sempurna.

• Polusi yang ditimbulkan rendah karena pembakaran lebih sempurna dan oli tidak

terbakar sehingga gas buang lebih bersih.

• Tenaga yang dihasilkan lebih besar karena pembakaran lebih sempurna.

• Perawatannya lebih sulit dibandingkan dengan motor bensin 2 tak karena

menggunakan katup masuk dan katup buang beserta system penggeraknya.

• Relatif lebih sulit dioperasikan.

B. Kelebihan dan kekurangan motor bensin 2 tak

• Mudah dihidupkan.

• Perawatannya lebih mudah karena tanpa katup.

• Suaranya lebih halus karena tidak menggunakan ring piston oli dan katup serta

mekanisme penggeraknya.

• Polusi yang ditimbulkan lebih banyak karena oli ikut terbakar bersama bansin dan

pembakarannya kurang sempurna.

• Pemakaian bahan bakar (bensin) lebih banyak / boros karena pembakarannya

yang kurang sempurna.

1.4 Proses Keliling Motor Bensin 4 Langkah

Yang dimaksud dengan proses keliling pada motor bensin 4 tak berdasarkan proses

kerja motor adalah suatu keadaan gas didalam silinder motor dimulai dari pengisian gas

didalam silinder dan diakhiri dengan pembuangan gas bakar hasil pembakaran.

Sedangkan jika kita tinjau apa yang terjadi didalam silinder, kita akan mengetahui bahwa

hasil pembakaran yang berupa panas itu diubah menjadi usaha desak diatas penghisap.

Oleh karena volume dan tekanan didalam silinder besarnya tidak tetap sama, maka

keadaan didalam silinder itu dapat dilakukan dalam bentuk diagram P – V. Diagram P –

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

V yaitu garis-garis yang melakukan hubungan antara tekanan dan volume gas dengan

segala perubahannya.

1.4.1 Diagram P – V Teoritis Motor Bensin 4 Langkah

Diagram P – V teoritis pada proses pembakaran bahan bakar motor bensin 4 tak

adalah sebagai berikut :

0 - 1 : Garis hisap

Torak bergerak kekanan untuk langkah hisap. Pada kecepatan penghisap

tertentu, garis akan berada di bawah garis atm, jadi ada tekanan bawah atau

vakum

1 – 2 : Garis kompresi

Volume gas dimampatkan waktu penghisap bergerak ke sisi tutup. Tekanan

naik hingga mencapai 7 atm sebelum titik mati atas (TMA) dan busi

dinyalakan.

2 – 3 : Garis pembakaran.

Pembakaran terjadi dengan cepat sekali, suhu gas naik, sedangkan dalam

waktu yang sangat cepat volume gas hanya sedikit. Tekanan meningkat

maksimum 28 atm. ±

3 – 4 : Garis usaha atau garis ekspansi

Selama ini gas pembakaran mendesak penghisap dan volume gas tersebut

membesar sehingga tekanan menjadi turun.

4 – 1 : Pembuangan pendahuluan

Tekanan turun sesuai dengan tekanan atmosfer, sebagian besar (70 %) gas

pembakaran telah dikeluarkan.

1 – 0 : Garis pembuangan

Sisa gas didesak keluar oleh penghisap. Karena kecepatan gerak penghisap,

maka terjadilah kenaikan tekanan sedikit diatas 1 atm.

1.4.2 Diagram P – V Sebenarnya Motor Bensin 4 Langkah

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Proses ini sering disebut prose otto yaitu proses terdapat pada motor bensin 4

langkah, dimana pembakarannya menggunakan busi dan proses pembakaran terjadi

dengan volume tetap.

Gambar. 5.2.1 Diagram P – V Sebenarnya Motor Bensin 4 Langkah

Keterangan :

0 – 1 : Langkah Hisap

Pada waktu torak bergerak tekanan, campuran bahan bakar dan udara masuk ke

dalam silinder. Karena torak dalam keadaan bergerak, maka tekanannya turun

sehingga lebih kecil daripada tekanan udara luar, begitu juga suhunya. Garis

langkah hisap dapat dilihat pada diagram diatas. Penurunan tekanan ini

bergantung pada kecepatan aliran. Pada motor yang tidak menggunakan

supercharge, tekanan terletak antara 0,85 – 0,9 atm terhadap tekanan udara luar.

1 – 2 : Langkah Kompresi

Dalam proses ini kompresi teoritis berjalan adiabatic.

2 – 3 : Langkah Pembakaran

Pembakarannya terjadi pada volume tetap, sehingga suhu naik.

3 – 4 : Langkah Pemuaian atau Langkah Kerja

Pada langkah ini terjadi proses adiabatic karena cepatnya

gerak torak sehingga dianggap tak ada panas yang keluar maupun masuk.

4 – 1 : Langkah Pembuangan Pendahuluan

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Terjadi proses isochoric yaitu keluar dari katup pembuangan.

1 – 0 : Langkah pembuangan

Sisa gas pembakaran di desak keluar oleh torak . Karena kecepatan gerak torak ,

terjadilah kenaikan tekanan sedikit diatas 1 atm.

1.5 Thermodinamika

Dalam perhitungan thermodinamika, maka kita harus mengetahui diagram proses

pembakaran.

Gambar. 5.2.1 Diagram P – v Teoritis Motor Bensin 4 Langkah

a. Keadaan Titik a

Keadaan awal proses kompresi, dimana torak bergerak dari TMA ke TMB dan

mendorong udara pembakaran

Temperatur Awal Kompresi

Adalah temperature campuran bahan bakar yang berada didalam silinder saat piston

mulai melakukan langkah kompresi.

r

rra

TtwToTγγ

++∆+

=1

.…………………………………. ……… (1)

Dimana :

Ta = Temperatur awal kompresi (o K )

To = Temperatur udara luar (o K )

Tr = Temperatur gas bekas (o K )

γ = Koefisien gas bekas

∆tw = Kenaikan suhu udara karena menerima suhu dari dinding ( o C )

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Effisiensi Pemasukan ( Charge Effisiency )

Adalah perbandingan jumlah pemasukan udara segar sebenarnya yang dikompesikan

di dalam silinder mesin yang sedang bekerja dan jumlah volume lengkah pada

tekanan dan temperature udara luar ( Po dan To ).

chη = ( ) ( )rTrtwToToPa

γε

+∆+.. ……………………………... ( 2 )

Poε − .1-------------------------------

Dim aan : 2) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Mir Publisher, Moskow, hal. 31

ε = Perbandingan kompresi

1) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Mir Publisher, Moskow, hal. 29

Po = Tekanan udara luar ( Kg/cm2 )

Pa = Tekanan awal kompresi ( Kg/cm2 )

b. Keadaan titik b

Adalah akhir langkah kompresi, dimana tekanan dan temperature udara pembakaran

sangat tinggi dan merupakan awal proses pembakaran bahan bakar.

1. Tekanan akhir kompresi

Adalah tekanan campuran bahan bakar silinderpada akhir langkah kompresi.

Pc = Pa . ε…………………………………… ( 3 )

Dimana :

Pc = Tekanan akhir kompresi ( Kg/cm2 )

Nl = Koefisien Polytropic

2. Temperatur akhir kompresi

Tc = Ta . ε( nl – 1 ) (o K ) ………………………… ( 4 )

c. Keadaan titik puncak c

Pada keadaan ini proses pembakaran terus berlangsung pada volume tetap.

1. Nilai Kalor Pembakaran Bahan Bakar ( Q1 )

Adalah jumlah panas yang mampu dihasilkan dalam pembakaran 1 Kg bahan

bakar.

Q1 = 9530 kkl/kg………………… ( 5 )

Keterangan :

Q1 = 9530 kkl/kg adalah nilai kalor pembakaran untuk bahan bakar

bensin (gasoline).

2. Kebutuhan Udara Teoritis

------------------------------- 3) Ibid, hal. 32 4) Ibid, hal. 32 5) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Mir Publisher, Moskow, hal. 42

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Adalah kebutuhan udara yang diperlukan untuk membakar bahan bakar jika

jumlah oksigen diudara sebesar 21 %, sesuai perhitungan.

Lo’ = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++

3241221.01 OHC ……………. ( 6 )

Dimana :

Lo’ = Kebutuhan udara teoritis ( mole / Kg )

C = Kandungan karbon ( % )

H = Kandungan Hidrogen ( % )

O = Kandungan oksigen ( % )

3. Koefisien Pembakaran

Adalah Koefisien yang menunjukkan perubahan molekul yang terjadi selama

proses pembakaran bahan bakar.

µo = '.' Lo

mgL

Mgα

= ……………………………… ( 7 )

Dimana :

µo = koefisien Pembakaran

Mg = jumlah molekul yang terbakar

Lo’ = jumlah udara sebenarnya untuk pembakaran bahan baker mol/kg

α = Koefisien kelebihan udara

4. Koefisien Pembakarn molekul

Adalah menunjukkan perubahan molekul yang terjadi sebelum dan sesudah

pembakaran.

r

ro

γγµ

µ++

=1 …………………………………… ( 8 )

5. Temperatur pembakaran pada Volume tetap.

Adalah temperature gas hasil pembakaran campuran bahan bakar untuk motor

bensin yang memiliki siklu, volume tetap Tz yang dapat dicari dengan rumus:

( ) ( )[ ] ( ) TzgMcpTcmixMcvrLo

Qz ..985.1.1'.

1 µλγα

ς=++

+ … ( 9 )

Dimana :

------------------------------- 6) lbid, hal. 37 7) lbid, hal. 40 8) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Mir Publisher, Moskow, hal. 40

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Tz = Temperatur pembakaran pada volume tetap atau

temperature akhir pembakaran ( oK )

Σz = Heat Utilization Coefficient ( Koefisien perbandingan

panas )

Q1 = Nilai pembakaran bahan bakar ( Kkal / Mole per oC )

(Mcv)mix = Kapasitas udara panas pada Volume tetap (Kkal / Mole

per oC )

(Mcp)g = Kapasitas panas dari gas pada tekanan tetap ( Kkal / Mole

per oC )

6. Tekanan Akhir pembakaran

Pz = pz. µ . ……………………………… (10)

Dimana :

Pz = Teklanan akhir pembakaran ( Kg / cm 2 )

7. Perbandingan tekanan dalam silinder selama pembakaran ( λ )

Adalah ratio yang menunjukan dan perbandingan tekanan akhir pembakaran

dengan tekanan awal pembakaran.

cPzP

=λ …………………………………………….. (11)

d. Keadaan titik d

Keadaan ini merupakan akhir langkah Ekspansi.

1). Perbandingan ekspansi

Perbandingan ekspansi pendahuluan

Adalah rasio yang menunjukkan perubahan yang terjadi pada gas hasil

pembakaran campuran bahan bakar pada awal langkah ekspansi.Perbandingan

ekspansi pendahuluan ;

Τ= Ζ

.

.λµ

ρ ………………………………………………… (12)

------------------------------- 9) Ibid , Hal 45 10) Ibid,Hal 50 11) Ibid,Hal 14 7 Hal 45

2). Perbandingan ekspansi selanjutnya Adalah Rasio yang menunjukkan

perubahan pada hasil pembakaran selama langkah ekspansi.

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

ρεδ = …………………………… (13)

3). Tekanan Gas pada Ahkir Kompresi.

2nb

δΖΡ=Ρ …………………………………. (14)

4). Temperatur Akhir kompresi

12−

Τ=Τ n

zbδ ………………………………………………..(15)

5). Tekanan Rata – Rata Indikator Teoritis

( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−+−

−= −− 111

2

1111

1111

11 2 nn

c

nnPPit

εδλρρλ

ε (16)

6). Tekanan rata-rata indicator sebenarnya adalah besar tekanan rata-rata yang

dihasilkan dari pembakaran campuran bahan bakar.

Pi = Pit.φ ……………………………………………. (17)

Dimana :

Φ = Faktor koreksi (0,92 – 0,98)

7) Tekanan efektif rata-rata

Adalah besarnya tekanan rata-rata efektif yang bekerja pada permukaan

piston.

1.PmPe η= ……………………………………… (18)

Dimana :

mη = Randemen mekanik

1.6 Faktor-faktor Kemampuan Motor

Faktor –faktor yang menentukan motor dalam beroperasi adalah sebagai berikut

------------------------------- 12) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, hal. 50 13) lbid, hal. 14 14) lbid, hal. 15 & 52 15) lbid, hal. 54 16) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Mir Publisher, Moskow, hal. 55 17) lbid, hal. 55

1. Volume Silinder

Volume silinder ditentukan ketika piston berada pada TMB (Titik Mati Bawah).

Volume silinder pada motor adalah volume dari jumlah silinder pada motor tersebut.

Volume silinder dapat dihitung dengan rumus :

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

LDVd .100

.41 2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= π ……………………………………………. (19)

Dimana :

dV = Volume yang ditempuh oleh piston selama melakukan langkah kerja ( )3m

D = Diameter silinder (cm)

L = Langkah piston (cm)

2. Daya Indikator

Daya indikator adalah panas pembakaran bahan bakar diatas piston yang dikurangi

kerugian-kerugian panas karena gas buang. Daya indikator dapat ditentukan dari

rumus :

HPxax

nVPN idii 7560

...104

= ………………………………...…………(20)

Dimana :

iN = Daya indicator (HP)

D = Diameter silinder (cm)

L = Langkah piston (cm)

iP = Tekanan rata-rata indicator ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

2cmKg

n = Putaran tiap menit

a = Langkah kerja tiap putaran poros engkol. Untuk motor empat langkah adalah

½.

------------------------------- 18) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Hal .61 19) lbid, hal. 22 20) lbid, hal. 58

3. Daya Efektif

Daya efektif atau daya usaha adalah daya yang berguna sebagai penggerak atau daya

poros.

Daya efektif (Ne) dihasilkan dari daya indicator (Ni) dikurangi dengan kerugian

karena gesekan-gesekan, dimana besar kecilnya kerugian akan mempengaruhi

randemen mekanik ( )mη . Daya efektif ini merupakan tenaga yang akan

menggerakkan poros engkol.

miNeN η−= …………………………………………………….(21)

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

4. Pemakaian bahan bakar

a. Pemakaian bahan bakar indicator

Adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan

indicator.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

−′Ρ

Ρ= hrhp

kgTL

Fooe

ochi

...

.4,318α

η ……………………… (22)

b. Pemakaian bahan bakar efektif

Adalah jumlah konsumsi bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan

kerja efektif.

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

−′= hrhp

kg

oToLePoPch

eF...

.4,318

α

η…………………… (23)

c. Pemakaian bahan bakar tiap jam

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= jam

kgeNeFhF . ……………………………………… (24)

1.7 Perhitungan Neraca Panas

Persamaan keseimbangan panas pada mesin adalah :

------------------------------- 21) lbid, hal. 24 22) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, , hal. 64

restQegQcoolQeQrQ +++= …………………………. (25)

1. Panas yang didapat dari pembakaran

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= jam

KkalQhFfQ 1. …………………………………… (26)

Dimana :

Q1 = Nilai pembakaran terendah bahan bakar ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

kgKkal

hF = Kebutuhan bahan bakar tiap jam

2. Panas yang berguna pada kerja efektif mesin

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛= jam

KkaleNeQ .632 ……………………………………. (27)

3. Panas yang terbawa oleh media pendingin (Air dan Oli pelumas)

………………………………………… (28) fQcoolQ .31,0=

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI 1.1 Pengertian Umum Motor Bensindigilib.unimus.ac.id/files/disk1/105/jtptunimus-gdl-ahmadmuhaj... · mendorong piston kebawah dan menghasilkan langkah usaha

Panas yang diserap media pendingin melalui dinding silinder liner, kepala silinder,

katup, dan piston kira-kira 31 % dari panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan

bakar ( )fQ ketika mesin berjalan pada beban penuh.

4. Panas yang terbawa gas bekas

oTpCmixWrTpCegWegQ .... ′−= …………………………….(29)

Dimana :

egW = Banyaknya gas bekas (kg/jam)

mixW = Pemakaian uadara (kg/jam)

pC = Panas spesifik gas bekas (Kkal/kg˚C)

′pC = Panas spesifik udara bersih (Kkal/kg˚C)

rT = Temperatur gas buang (˚K)

oT = Temperatur udara masuk (˚K)

5. Panas sisa

Adalah panas yang terbawa oleh karena gesekan dan pancaran dengan perhitungan.

------------------------------- 23) lbid, hal. 64 24) lbid, hal. 63 25) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Marine Combustion Engine, Hal .65 26) N. Petrovsky, Marine Combustion Engine, Marine Combustion Engine, Hal .65 27) N. Petrovsky, Prof. D Sc.Marine Combustion Engine, Hal .65 28) lbid, hal. 67

egQcoolQeQfQrestQ −−−= …………………….. (30)