ii.doc · web viewpiston adalah bagian yang digunakan sebagai alat penekan fluida agar menghasilkan...

Leak-off pipe

Permanent bleed

Return pipe

Fuel Tank

Lift Pump

Injector

High-pressure pipe

Drive shaft

Bleed screw

Return pipe

Injection pump

Stop lever

Acc.lever

Supply pipe

Filter

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Sistem Pelayanan Bahan Bakar Motor diesel

Sistem pelayanan bahan bakar motor diesel berfungsi untuk melayani

kebutuhan bahan bakar untuk proses kerja motor diesel. Proses pembakaran motor

diesel terjadi dalam ruang silinder motor dengan pengabutan bahan bakar solar

yang disemprotkan kedalam udara bertemperatur ± 600oC.

Gambar di bawah ini adalah Sistem Pelayanan Bahan Bakar Motor diesel.

Gambar 2.1 Sistem pelayanan bahan bakar motor diesel

2.1.1 Tangki Bahan Bakar

Tangki bahan bakar berfungsi untuk menyimpan bahan bakar sebelum

disalurkan kedalam pompa injeksi.

Politeknik Negeri Bandung 2008 II-


2.1.2. Saringan bahan Bakar

Saringan berfungsi untuk menyaring bahan bakar solar dari kotoran dan

tidak mengandung air. Penempatan saringan dalam sistem bahan bakar adalah

sebagai berikut :

Saringan kassa dalam tangki bahan bakar

Saringan ini langsung dipasang pada pipa hisap dalam tangki.

Saringan kassa pada pompa pengalir

Saringan ini berfungsi untuk menyaring kotaran agar tidak

mempengaruhi kinerja pompa pengalir.

Saringan halus

Saringan ini adalah proses terakhir penyaringan. Saringan ini dipasang

setelah saringan kasar atau menyaring bahan bakar untuk kedua

kalinya. Saringan halus biasanya dipasang dian tara pompa pengalir

dengan pompa injeksi. Untuk pompa injeksi model distributor

digunakan saringan yang mempunyai pori-pori sebesar 0,004 – 0,005

mm. untuk pompa jenis lain sebesar 0,008 – 0,010 mm. saringan halus

terbuat dari kertas dan kain.

2.1.3. Pompa Penyemprot Bahan Bakar

Pompa injeksi berfungsi sebagai pembagi bahan bakar dengan jumlah

dengan jumlah yang tepat dan menekannya pada saat yang tepat di bawah tekanan

nosel-nosel yang menyemprotkan bahan bakar kedalam silinder-silinder motor.

Pada gambar 2.2 adalah gambar yang menunjukkan konstruksi pompa

penyemprotan bahan bakar jenis Bosch yang banyak dipergunakan. Pada pompa

tersebut terdapat plunyer, silinder dan katup pengeluaran yang merupakan katup

searah.



Gambar 2.2 Konstruksi pompa penyemprot bahan bakar jenis Bosch

Adapun skema sistem penyemprotan bahan bakar jenis bosch dapat

digambarkan pada gambar 2.3. dimana bahan bakar dimulai dari tekanan rendah

kemudian dipompakan sehingga menghasilkan bahan bakar tekanan tinggi untuk

proses penyemprotan.

Gambar 2.3 Skema sistem penyemprotan bahan bakar jenis Bosch.



Prinsip kerja dari pompa penyemprot bahan bakar jenis Bosch adalah

sebagai berikut :

1. Pada gambar 2.4(a), plunyer berada di titik mati bawah (TMB). Dalam

keadaan tersebut, bahan bakar bertekanan rendah mengalir kedalam

silinder melalui lubang masuk i’, mengisi ruang h dan ruangan alur-

alur yang terdapat pada plunyer h’. oleh karena katup pengeluaran

berfungsi menutup bagian atas dari ruangan h dengan gaya pegas,

maka bahan bakar baru mulai ditekan jika lubang i’ dan i sudah ditutup

oleh plunyer itu sendiri. Katup pengeluaran merupakan katup searah.

Maka apabila tekanan bahan bakar didalam silinder sudah mencapai

tekanan tertentu, katup pengeluaran akan terbuka.

2. Pada gambar 2.4(b), bahan bakar didalam pipa bahan bakar dan

penyemprotan juga mengalami penekanan, sehingga pada suatu saat

dimana tekanan di dalam penyemprotan bahan bakar sudah melampaui

suatu tekanan tertentu, penyemprotan bahan bakar ke dalam silinder

baru dimulai.

3. Pada gambar 2.4(c), gerakan torak selanjutnya ke titik mati atas

(TMA), alur plunyer n yang miring akan melalui lubang i, sehingga

bahan bakar bertekanan tinggi yang ada di dalam ruangan h dan h’

akan keluar melalui lubang i. dengan demikian tekanannya akan turun

dengan cepat dan gelombang penurunan tekanan akan terjadi di dalam

pipa bahan bakar. Apabila tekanan bahan bakar di nozel penyemprot

bahan bakar turun dibawah suatu harga tertentu, maka katup nozel pun

akan tertutup sehingga penyemprotan bahan bakar akan berhenti.

Pada suatu saat menjelang akhir langkah plunyer ke TMA, lubang i juga

akan terbuka sehingga bahan bakar akan mengalir dari ruangan h dan h’ ke ruang

pemasukan bahan bakar, di samping silinder. Tetapi, pada gambar plunyer menuju

TMB-nya, lubang i' akan tertutup terlebih dahulu, dan pada waktu n melalui tepi

bawah dari i, tekanan ruang h dan h’ akan berkurang. Selanjutnya, plunyer yang

juga tertarik ke bawah oleh pegas akan menyebabkan terjadinya vakum di dalam



ruang h dan h’ . pada saat tepi puncak plunyer mulai membuka lubang i dan i’ ,

maka bahan bakar mulai masuk kedalam silinder, seperti keadaan tersebut pada

gambar 2.4(a). dan seterusnya, proses tersebut kan terjadi berulang-ulang sesuai

dengan putaran mesin.

Gambar 2.4 Prinsip kerja pompa penyemprot bahan bakar jenis Bosch.

2.1.4. Penyemprot Bahan Bakar

Penyemprot bahan bakar adalah alat bantu untuk menjaga agar bahan

bakar dapat bercampur dengan udara dengan baik. Pada gambar 2.5 adalah sebuah

nozel penyemprot bahan bakar. Pada nozel tersebut terdapat sebuah katup jarum,

dimana ujung bawahnya terdiri atas dua bidang kerucut. Kerucut yang pertama

menetap pada dudukannya, sedangkan yang kedua menerima tekanan bahan

bakar. Jika gaya yang ditimbulkan bahan bakar melebihi gaya pegas, maka katup

akan terangkat ke atas sehingga membuka lubang nozel.

Ujung nozel dapat dibuat dalam beberapa bentuk, seperti terlihat pada

gambar 2.6. Nozel (a) dan (b) dinamai nozel berlubang atau nozel katup jarum,

dimana setiap lubang berdiameter kira-kira 0,2 sampai 0,3 mm. nozel (a) disebut

nozel berlubang tunggal, sedangkan nozel (b) disebut nozel berlubang banyak.

Nozel (c) dinamai nozel pasak. Ujung katup pasak pada nozel tersebut berbentuk



silinder dan menonjol keluar ujung nozel, sehingga dengan lubang nozel ia

membuat rongga silinder. Dengan demikian, apabila katup membuka lubang

nozel, bahan bakar akan mengalir melalui rongga tersebut dan membuat pancaran

berbentuk kerucut berlubang.

Gambar 2.5 Konstruksi penyemprot bahan bakar

Komponen-komponen dari penyemprot bahan bakar adalah sebagai

berikut :

1. Badan 6. Paking

2. Batang 7. Sekerup

3. Pegas 8. Baut

4. Baut pengatur 9. Paking

tekanan pegas 10. Sekerup

5. Sekerup 11. Nozel



Gambar 2.6 Konstruksi beberapa jenis nozel

Dalam penyemprotan bahan bakar ada dua tipe cara penginjeksian yaitu :

a. Injeksi langsung yang bertekanan penyemprotan sekitar 150 - 250 bar.

b. Injeksi tak langsung yang bertekanan penyemprotan sekitar 110 - 150

bar.

2.1.5. Governor

Governor adalah suatu alat kontrol otomatis bahan bakar yang harus

diinjeksikan ke dalam silinder untuk menjaga putarannya. Misalnya batang

pengaturnya ditempatkan pada posisi yang tetap kalau bebannya berkurang maka

putarannya akan naik. Governor mengontrol pompa penyemprot bahan bakar

untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang disemprotkan.

Ada dua jenis governor yang sering digunakan. Yang pertama governor

jenis bandul berputar dan yang kedua governor jenis pneumatik. Disamping itu

governor tersebut governor kecepatan konstan yang dipakai pada mesin-mesin

penggrak generator listrik.



Gambar 2.7. Konstruksi governor dengan bandul

Gambar 2.8 Konstruksi governor pneumatik

2.2. Prinsip Dasar Sistem Hidrolik

Dalam energi fluida bekerja berdasarkan hukum paskal yang berbunyi

tekanan yang ditambahkan pada fluida akan diteruskan ke segala arah oleh fluida

tersebut. Secara matematis dapat ditulis



F1 = Gaya aksi (N)

F2 = Gaya reaksi (N)

A1 = Luas penampang aksi (m2)

A2 = Luas penampang reaksi (m2)

Tekanan yang dihasilkan pada ilustrasi diatas adalah

P1 = P2 konstan

Tekanan kerja yang dibutuhkan

.............................................................. (1)

Gambar 2.9 Prinsip dasar sistem hidrolik



2.2.1. Sistem Pengereman Hidrolik

Sistem pengereman hidrolik adalah sistem pengereman yang

menggunakan fluida cair sebagai media pengerem. Adapun bagaian-bagian dari

sistem pengeraman hidrolik pada mobil adalah sebagai berikut :

1. Brake Pedal

Brake Pedal adalah komponen pengeraman yang berfungsi sebagai

tuas pendorong master rem.

2. Power Brake Unit

Power Brake Unit adalah komponen yang berfungsi untuk member

dorongan yang kuat pada silinder pada master rem.

3. Master Cylinder (Master Rem)

Master rem adalah komponen yang berfungsi sebagai pompa hidrolik

yang memompakan fluida untuk proses pengereman hidrolik.

Politeknik Negeri Bandung 2008 II-10


4. Brake Warning Lamp

Brake Warning Lamp adalah lampu indikator pengereman.

5. Pressure Diferential Switch

Pressure Diferential Switch adalah komponen yang berfungsi untuk

tempat berpindah fluida menuju disk brake atau drums brake.

6. Metering Valve

Metering Valve adalah katup bercabang untuk aliran fluida.

7. Propotioning Valve

Propotioning Valve adalah katup pengatur fluida pengerem.

8. Caliper (Rem Depan)

Caliper (Rem Depan) adalah actuator untuk proses pengereman disk

brake.

9. Disc(Rem Depan)



Disc(Rem Depan) adalah komponen yang menjadi media untuk

menghentikan putaran ban dengan caliper sebagai pengeremnya.

10. Brake Drums

Brake Drums adalah alat pengereman yang menggunakan rem pegas.

11. Wheel Cylinder

Wheel cylinder adalah alat aktuator yang yang berfungsi untuk

pengereman pada brake drums.



Gambar 2.10 Sistem pengereman hidrolik pada mobil

2.2.1.1. Master Rem ( Master Cylinder)

Master rem adalah alat yang berfungsi sebagai penekan fluida pada sistem

pengereman hidrolik.. Pada Master Rem ada Beberapa bagian Utama, yaitu :

a. Reservoir

Reservoir adalah adalah alat yang menyediakan fluida yang digunakan

sebagai media penekan.

b. Piston

Piston adalah bagian yang digunakan sebagai alat penekan fluida agar

menghasilkan tekanan yang diingikan.

c. Vent Port



Vent port adalah bagian yang berfungsi sebagai penghubung antara

reservior dan ruang silinder piston.

d. Outlet Port

Outlet port adalah tempat keluaran fluida yang sudah ditekan dan

dihasilkan tekanan yang diinginkan untuk didistibusikan ke bagian

pengereman.

Piston

Gambar 2.11 Master Rem



2.3. Perancanaan Konstruksi

Sifat bahan suatu struktur atau mesin mempengaruhi pemilihan dan

ukuran yang memenuhi kekuatan dan kekakuan. Salah satu masalah dasar dalam

perencanaan adalah pemilihan bahan yang baik dan pemakaian yang tepat

sehingga suatu struktur atau mesin mampu melakukan fungsi yang sesuai dengan

tujuan rancangan.

2.4. Tegangan dan Regangan

Konsep dasar tegangan dan regangan dapat dijelaskan dengan

menggunakan sebuah batang yang diberi gaya aksial P seperti diperlihatkan pada

gambar 2.12. akibat gaya aksial P akan timbul tegangan (internal stress). Untuk

menghitung tegangan perlu dilakukan pemotongan khayal pada penampang m – n

dengan arah tegak lurus sumbu batang. Dapat dilihat pada gambar 2.12(a) sebagai

berikut.



Gambar 2.12 Batang prismatik yang mengalami tarik

Potongan sebelah kanan dipisahkan sebagai tanda bebas (gambar 2.12).

pada ujung sebelah kanan bekerja pada gaya P (aksi), sedangkan pada bagian

sebelah kiri timbul gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya aksinya.

Tegangan normal dapat dihitung.

................................................................................(2)

Dimana σ = Tegangan

P = Beban (N)

A = Luas Penampang (m2)



Akibat gaya tarik P akan timbul tegangan dan batang akan mengalami

pemanjangan sedangkan apabila gaya P berupa beban tekan maka batang akan

mengalami pemendekan. Perubahan panjang baik pemanjangan maupun

pemendekan (Δl) dinyatakan dengan δ. Perbandingan antara δ dan panjang mula-

mula disebut regangan (ε).

.......................................................................... (3)

ε = Regangan

δ = Pemanjangan (mm)

L = Panjang semula (mm)

Regangan untuk kasus di atas dinamakan regangan normal. Hubungan

antara tegangan dan regangan dapat dinyatakan dengan diagram tegangan-

regangan pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 Diagram tegangan dan regangan pada baja

2.5. Faktor Keamanan dan Tegangan Ijin

Faktor keamanan menjamin agar benda yang direncanakan aman. Untuk

menentukan faktor keamanan dicari dengan persamaan :



Faktor Keamanan = kekuatan sebenarnya …….. (4)

Kekuatan yang dibutuhkan

Faktor keamanan dibuat > 1 untuk menghindari kegagalan. Parameter

untuk menentukan faktor keamanan :

Adanya kemungkinan pembebanan yang melampaui batas struktur

Jenis pembebanan

Variasi dalam sifat-sifat bahan

Keburukan yang disebabkan kondisi serta proses pembuatan atau efek-

efek lingkungan yang lain.

Pada rancangan aktual tegangan ijin (σ) dibatasi hingga harga tidak

melebihi batas proporsional sehingga hubungan tegangan dan regangan dari

hokum hooke masih berlaku. Tetapi, karena batas proporsional sulit ditetapkan

secara teliti. Biasanya tegangan ijin didasarkan pada titik mulur atau kekuatan

batas, dibagi oleh bilangan sesuai v yang disebut faktor keamanan.

…………………………………………… (5)

Dimana : σ = Tegangan ijin (N/mm2)

σyp = Tegangan mulur (N/mm2)

v = Faktor keamanan

Titik mulur sebagai dasar untuk menetapkan σ pada baja struktur. Karena

titik mulur adalah tegangan dimana tidak terjadi perubahan permanen.

2.6. Tegangan Tarik

Tegangan tarik adalah tegangan yang ditimbulkan oleh gaya luar dimana

gaya luar tersebut tegak lurus terhadap penampang dan arahnya meninggalkan

penampang.



…………………………………………... (6)

Dimana : σt = Tegangan tarik (N/mm2)

F = Gaya (N)

A = Luas penampang (mm2)

2.7. Tegangan Tekan

Tegangan tekan adalah tegangan yang ditimbulkan oleh gaya luar dimana

gaya luar tersebut tegak lurus terhadap titik penampang dan arahnya menuju

penampang.

……………………………………….. (7)

Dimana : σtk = Tegangan tekan (N/mm2)

F = Gaya (N)


2.8. Tegangan Geser

Tegangan geser adalah tegangan yang ditimbulkan oleh gaya luar dimana

gaya luar tersebut searah dengan bidang penahan gaya.

………………………………………. (8)

Dimana : τg = Tegangan geser (N/mm2)

F = Gaya (N)




2.9. Tegangan Bending

Tegangan yang ditimbulkan oleh gaya luar dimana gaya luar tersebut

arahnya melintang terhadap penampang.

………………………………… (9)

Dimana : σb = Tegangan bending (N/mm2)

Mb = Momen lentur (N.mm)

Y = Jarak terhadap sumbu netral (mm)

I = Momen inersia penampang (mm4)

2.10. Kekuatan Logam Las

Dalam konstruksi las biasanya digunakan logam las yang mempunyai

kekuatan dan keuletan yang lebih baik atau paling tidak sama dengan logam

induk. Tetapi karena pengaruh proses pengelasan, kekuatan dan keuletan logam

dapat berubah.

2.10.1. Tegangan Ijin dan Faktor Keamanan Pengelasan

Tegangan ijin dalam pengelasan adalah tegangan tertinggi yang diijinkan

dalam suatu konstruksi las dengan tidak membahayakan yang didasarkan atas sifat

mekanik logam induk dan logam las, jenis dari beban serta jenis dari sambungan.

Besarnya tegangan ijin juga tergantung dari tingkat kepentingan dan

keguanaandari konstruksi. Faktor keamanan dalam perencanaan konstruksi las

didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan yang direncanakan dengan

batas luluh (σy) atau terhadap kekuatan patah (σp). Faktor keamanan dalam

pengelasan perlu diambil karena adanya hal yang kurang pasti dan adnya

ketidaktetapan mutu las.

2.10.2. Perhitungan Kekuatan Las



Kekuatan sambungan las dihitung berdasarkan tegangan ijin dengan

anggapan bahwa hubungan antara tegangan dan regangan mengikuti hokum hooke

dengan syarat tegangan terbesar yang terjadi tidak melebihi tegangan ijin yang

ditentukan. Adapun persamaan untuk kekuatan las untuk pengelasan penuh adalah

sebagai berikut :

h

a


ii.doc · web viewpiston adalah bagian yang digunakan sebagai alat penekan fluida agar menghasilkan...

Documents