laporan mokar kel 2.doc

BAB I

BAB IPENDAHULUAN1.1Latar Belakang

Praktikum merupakan salah satu komponen yang penting dalam proses belajar mengajar di perguruan tinggi. Tujuan kegiatan praktikum terutama untuk memberikan pemahaman yang lebih mendalam kepada para mahasiswa terhadap teori yang telah diberikan dalam proses perkuliahan dikelas. Bentuknya biasanya berupa kegiatan di laboratorium dimana para mahasiswa melakukan percobaan untuk mempraktekkan suatu teori atau karakteristik tertentu dari materi kuliah yang telah diberikan.

Tujuan kegiatan praktikum berbeda dengan tujuan kegiatan penelitian. Walaupun keduanya sama-sama sering dilaksanakan di laboratorium. Praktikum bertujuan untuk menerapkan teori yang sudah ada dengan tujuan membantu proses belajar mengajar. Sedangkan penelitian bertujuan untuk mendapatkan teori baru dalam rangka pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam program pendidikan perguruan tinggi jenjang akademik dalam rangka mendidik calon sarjana yang menguasai ilmu pengetahuan yang sudah ada serta mampu mengembangkan ilmu pengetahuan.

Dalam bidang ilmu teknik mesin, kegiatan praktikum dapat dilaksanakan di laboratorium, karena obyek ilmu teknik mesin adalah proses atau fenomena alam dan usaha rekayasanya dalam bentuk mekanisme. Kegiatan ini untuk membentuk manusia dalam melakukan berbagai kegiatan fisik dalam hidupnya. Kegiatan praktikum dapat dilaksanakan dengan mengguanakan instalasi percobaan seperti model fisik dari obyeknya atau dengan cara simulasi matematik dengan menggunakan software komputer.

Praktikum mempunyai peranan penting, terutama untuk membantu memahami teori, proses atau karakteristik dari berbagai fenomena dan hasilrekayasa dalam bentuk rekayasa yang komplek sehingga sulit dipahami apabila hanya diterangkan melalui proses perkuliahan di kelas.

Motor bakar atau internal combustion engine merupakan hasil rekayasa mekanisme dari proses konversi energi yang sangat luas penggunaanya sampai saat ini, terutama mesin-mesin alat transportasi, mesin-mesin pertanian dan lain lain. Motor bakar yang digunakan sampai sekarang adalah jenis motor bakar torak (reciprocating engine) dan mempunyai dua jenis, yaitu motor bensin (spark ignition engine) dan motor diesel (compression ignition engine).1.2Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum motor bakar adalah :

1. Mendapatkan berbagai karakteristik kinerja (performance characteristic ) dari motor bakar melalui kegiatan pengujian di laboratorium motor bakar yang dilakukan oleh mahasiswa yaitu :

a. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap daya indikatif (Ni), daya efektif, dan daya mekanik.

b. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap torsi

c. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap Mean Effective Pressure (MEP)

d. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap Spesific Fuel Consumption (SFC)

e. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap efisiensi (i,e,v)

f. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap kandungan CO, CO2, O2, H2O dan N2 dalam gas buang.

g. Putaran terhadap keseimbangan panas.

2. Evaluasi data karakteristik kinerja tersebut dengan membandingkannya dengan karakteristik kinerja yang bersesuaian yang ada dalam buku referensi.3. Menggambarkan diagram Sankey, yaitu diagram yang menggambarkan keseimbangan panas yang terjadi pada proses pembakaran pada motor bakar.4. Mengetahui pembakaran sempurna atau tidak yang ditunjukkan dengan emisi gas buang berupa karbon monoksida.BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Pengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah energi kimia menjadi energi mekanik berupa kerja (rotasi) . Pada dasarnya mesin kalor (Heat Engine) dikategorikan menjadi dua (2), yaitu:

a. External Combustion Engine

Yaitu mesin yang menghasilkan daya dengan menggunakan peralatan lain untuk menghasilkan media yang dapat digunakan untuk menimbulkan daya seperti turbin uap, dimana uap yang digunakan untuk menghasilkan daya berasal dari proses lain yang terjadi di boiler, di boiler tersebut air dipanaskan sehingga menghasilkan uap (superheated steam) dan kemudian uap ini dikirim ke turbin uap untuk menghasilkan daya.

b. Internal Combustion Engine

Merupakan mesin yang mendapatkan daya dari proses pembakarannya yang terjadi dalam mesin itu sendiri, hasil pembakaran bahan bakar dan udara digunakan langsung untuk menimbulkan daya. Contohnya mesin yang menggunakan piston seperti gasoline engine, diesel engine, dan mesin dengan turbin penggerak (turbin gas).2.1.1Prinsip Kerja Motor BakarMotor bakar yang sampai sekarang digunakan adalah jenis motor bakar torak. Motor bakar torak menggunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat torak yang bergerak translasi bolak balik. Di dalam silinder itulah terjadi pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan torak yang dihubungkan dengan poros engkol oleh batang penghubung (batang penggerak). Gerak translasi torak tadi mengakibatkan gerak rotasi pada poros engkol dan sebaliknya. Berdasarkan langkah kerjanya, motor bakar torak dibedakan menjadi 2, yaitu motor bakar 4 langkah dan motor bakar 2 langkah.A. Motor Bakar 4 Langkah

Pada motor bakar 4 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 4 kali langkah torak atau 2 kali putaran poros engkol, yaitu:

a. Langkah Isap (Suction Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah), dengan katup KI (katup isap) terbuka dan katup KB (katup buang) tertutup. Karena gerakan torak tersebut maka campuran udara dengan bahan bakar pada motor bensin atau udara saja pada motor diesel akan terhisap masuk ke dalam ruang bakar.

b. Langkah Kompresi (Compression Stroke)

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB tertutup.Sehingga terjadi proses kompresi yang mengakibatkan tekanan dan temperatur di silinder naik.

c. Langkah Ekspansi (Expansion Stroke)Sebelum posisi torak mencapai TMA pada langkah kompresi, pada motor bensin busi dinyalakan, atau pada motor diesel bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar sehingga terjadi proses pembakaran. Akibatnya tekanan dan temperatur di ruang bakar naik lebih tinggi. Sehingga torak mampu melakukan langkah kerja atau langkah ekspansi. Langkah kerja dimulai dari posisi torak pada TMA dan berakhir pada posisi TMB saat KB mulai terbuka pada langkah buang. Langkah ekspansi pada proses ini sering disebut dengan power stroke atau langkah kerja.

d. Langkah Buang

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB terbuka. Sehingga gas hasil pembakaran terbuang ke atmosfer.Skema masing masing langkah gerakan torak di dalam silinder motor bakar 4 langkah tersebut ditunjukkan dalam gambar 2.1.

Gambar 2.1 Skema Langkah Kerja Motor Bakar 4 Langkah

Sumber: Britannica (2013)

B. Motor Bakar 2 Langkah

Pada motor bakar 2 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 2 kali langkah torak atau 1 kali putaran poros engkol. Motor bakar 2 langkah juga tidak memiliki katup isap (KI) dan katup buang (KB) dan digantikan oleh lubang isap dan lubang buang. Secara teoritis, pada berat dan displacement yang sama, motor bakar 2 langkah menghasilkan daya 2 kali lipat dari daya motor bakar 4 langkah, tetapi pada kenyataannya tidak demikian karena efisiensinya lebih rendah akibat pembuangan gas buang yang tidak komplit dan pembuangan sebagian bahan bakar bersama gas buang akibat penggunaan sistem lubang. Tetapi melihat konstruksinya yang lebih simpel dan murah serta memiliki rasio daya-berat dan daya-volume yang tinggi maka motor bakar 2 langkah cocok untuk sepeda motor dan alat-alat pemotong.

Gambar 2.2 Skema Langkah Kerja Motor Bakar 2 Langkah

Sumber: Beamerguide (2010)a) Langkah Torak dari TMA ke TMB

Sebelum torak mencapai TMA, busi dinyalakan pada motor bensin (bahan bakar disemprotkan pada motor diesel) sehingga terjadi proses pembakaran. Karena proses ini, torak terdorong dari TMA menuju TMB. Langkah ini merupakan langkah kerja dari motor bakar 2 langkah. Saat menuju TMB, piston terlebih dahulu membuka lubang buang, sehingga gas sisa pembakaran terbuang. Setelah itu dengan gerakan piston yang menuju TMB, lubang isap terbuka dan campuran udara bahan bakar pada motor bensin atau udara pada motor diesel akan masuk ke dalam silinder.b) Langkah Torak dari TMB ke TMA

Setelah torak mencapai TMB maka torak kembali menuju TMA. Dengan gerakan ini, sebagian gas sisa yang belum terbuang akan didorong keluar sepenuhnya yang disebut scarenging. Selain itu, gerakan piston yang turun menuju TMA menyebabkan terjadinya kompresi yang kemudian akan dilanjutkan dengan pembakaran setelah lubang isap tertutup oleh torak.2.2Siklus Termodinamika Motor BakarSiklus aktual dari proses kerja motor bakar sangat komplek untuk digambarkan, karena itu pada umumnya siklus motor bakar didekati dalam bentuk siklus udara standar (air standar cycle). Dalam air standar cycle fluida kerja menggunakan udara, dan pembakaran bahan bakar diganti dengan pemberian panas dari luar. Pendinginan dilakukan untuk mengembalikan fluida kerja pada kondisi awal. Semua proses pembentuk siklus udara standar dalam motor bakar adalah proses ideal, yaitu proses reversibel internal.2.2.1Siklus Otto

Siklus standar udara pada motor bensin disebut Siklus Otto, berasal dari nama penemunya, yaitu Nicholas Otto seorang Jerman pada tahun 1876. Diagram P V dari Siklus Otto untuk motor bensin dapat dilihat pada gambar.

Gambar 2.3 Diagram Siklus Otto Ideal

Sumber: Thermodynamics, Cengel, 1994 : 457

Langkah kerja dari Siklus Otto terdiri dari :

1. Langkah kompresi adiabatis reversibel (1-2)

2. Langkah penambahan panas pada volume konstan (2-3)

3. Langkah ekspansi adiabatis reversibel (3-4)

4. Langkah pembuangan panas secara isokhorik (4-1)

Dalam siklus udara standar langkah buang (1-0), dan langkah isap (0-1) tidak diperlukan karena fluida kerja udara tetap berada didalam silinder. Apabila tekanan gas dan volume silinder secara bersamaan pada setiap posisi torak dapat diuraikan maka dapat digambarkan siklus aktual motor bensin yang bentuknya seperti ditunjukkan pada gambar.

Gambar 2.4 Siklus Aktual Otto

Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 457

Langkah siklus motor bensin aktual terdiri dari

1. Langkah Kompresi

2. Langkah pembakaran bahan bakar dan langkah ekspansi

3. Langkah pembuangan4. Langkah isap

2.2.2Siklus DieselPada tahun 1990 di Jerman Rudolph Diesel merencanakan sebuah motor dengan menkompresikan udara sampai mencapai temperatur nyala dari bahan bakar, kemudian bahan bakar diinjeksikan dengan laju penyemprotan sedemikian rupa sehingga dihasilkan proses pembakaran pada tekanan konstan. Penyalaan terhadap bahan bakar diakibatkan oleh satu kompresi dan bukan oleh penyalaan busi seperti halnya motor cetus api (S.I Engine)

Gambar 2.5 Diagram P-V dan T-S siklus diesel

Sumber: Thermodynamics, Cengel, 1994 : 464

Langkah siklus ini terdiri dari :

1. Langkah isap (0-1) secara isobarik

2. Langkah kompresi (1-2) secara isentropik

3. Langkah pemasukan kalor (2-3) secara isobarik

4. Langkah kerja (3-4) secara isentropik

5. Langkah pelepasan kalor secara isokhorik (4-1)6. Langkah buang (1-0) secara isobarik2.2.3Siklus Trinkler

Siklus trinkler merupakan gabungan antara siklus otto dengan siklus diesel. Pada siklus ini pemasukan kalor sebagian pada volume konstan seperti dalam siklus otto, dan sebagian lagi pada tekanan konstan dalam siklus diesel. Kombinasi demikian merupakan gambaran yang lebih baik pada motor motor pembakaran dalam modern.

Gambar 2.6 Diagram Siklus Dual Motor Diesel

Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 466

Langkah kerja siklus dual motor diesel teoritis terdiri dari :

1. Langkah kompresi adiabatis reversibel (1-2)

2. Langkah pemberian panas pada volume konstan (2-X)

3. Langkah pemberian panas pada tekanan konstan (X-3)

4. Langkah ekspansi adiabatis reversibel (3-4)5. Langkah pembuangan panas (4-1)

2.3Pengertian Karakteristik Kinerja Motor BakarKarakteristik kinerja motor bakar adalah karakteristik atau bentuk bentuk hubungan antara indikator kerja sebagai variabel terikat dengan indikator operasionalnya sebagai variabel bebas. Dengan adanya bentuk hubungan antara kedua indikator tersebut maka dapat diketahui kondisi optimum suatu motor bakar harus dioperasikan, atau apakah kondisi suatu motor bakar masih baik dan layak untuk dioperasikan.2.3.1Indikator Operasional dan Indikator Kerja Motor BakarBeberapa indikator kinerja motor bakar yang biasa digunakan untuk mengetahui kinerja suatu motor bakar diantaranya adalah:

1. Daya Indikatif (Ni)

Daya yang dihasilkan dari reaksi pembakaran bahan bakar dengan udara yang terjadi di ruang bakar.

DimanaPi: tekanan indikasi rata-rata (kg/cm)

Vd : volume langkah = (m)

D : diameter silinder (m)

L : panjang langkah torak (m)

n : putaran mesin (rpm)

z : jumlah putaran poros engkol untuk setiap siklus

untuk 4 langkah z = 2, dan untuk 4 langkah z = 1

2. Daya Efektif (Ne)

Daya efektif motor bakar adalah proporsional dengan perkalian torsi yang terjadi pada poros output (T) dengan putaran kerjanya (n). Karena putaran kerja poros sering berubah terutama pada mesin kendaraan bermotor, besar torsi pada poros (T) yang dapat dijadikan sebagai indikator kinerja motor bakar. Daya ini dihasilkan oleh poros engkol yang merupakan perubahan kalor di ruang bakar menjadi kerja. Daya efektif dirumuskan sebagai berikut

DimanaT: Torsi (kg . m)

n : putaran (rpm)

3. Kehilangan Daya / Daya Mekanik (Nf)

Kehilangan daya (Nf) terjadi akibat adanya gesekan pada torak dan bantalan.

Nf = Ni Ne

Dimana : Ni = Daya Indikatif

Ne = Daya efektif

Nf = Daya mekanis

4. Tekanan Efektif Rata Rata (MEP)

Tekanan rata-rata di dalam silinder selama 1 siklus kerja dan menghasilkan daya efektif Ne. Data MEP digunakan untuk mengetahui apakah proses kompresi yang terjadi masih cukup baik, atau untuk mengetahui adanya kebocoran dari dalam silinder.

MEP = Pe = 0,45 . Neo . z (kg/cm)

Vd . n .i

5. Efisiensi Motor Bakar terdiri dari :

a. Efisiensi Termal Indikatif

b. Efisiensi Termal Efektif

c. Efisiensi Mekanis

d. Efisiensi Volumetrik

6. Beberapa Indikator Kerja yang lain, misalnya konsumsi bahan bakar spesifik (SFC), kandungan polutan dalam gas buang dan neraca panas.Indikator operasional motor bakar menunjukkan kondisi operasi dimana motor bakar tersebut dioperasikan. Dua jenis indikator operasional sebagai variabel bebas dalam pengujian karakteristik kinerja suatu motor bakar adalah :

1) Putaran kerja mesin (rpm)

2) Beban mesin / Daya efektifnya (Ne) pada putaran kerja konstan

Pengujian motor bakar dengan putaran mesin sebagai variabel bebas digunakan untuk mesin mesin transportasi, yang biasanya beroperasi pada putaran yang berubah ubah. Sedangkan pengujian motor bakar dengan daya efektif sebagai variabel bebas pada putaran konstan digunakan pada motor bakar stasioner yang biasanya beroperasi pada putaran konstan, terutama pada mesin penggerak generator listrik.

2.3.2Jenis Karakteristik Kinerja Motor BakarBentuk hubungan antar masing masing variabel indikator kinerja terhadap variabel, indikator operasional suatu motor bakar didapatkan dengan cara pengujian laboratorium dari mesin yang bersangkutan. Data yang digunakan untuk menggambarkan bentuk hubungan antara variabel tersebut dapat berasal dari pengukuran langsung selama pengujian, atau harus dihitung dari data yang diukur. Data seperti putaran mesin dan temperatur dapat diukur langsung, tetapi daya, torsi, dan efisiensi dihitung berdasarkan pengukuran terhadap parameter pembentuknya.

Pada pengujian dengan putaran mesin sebagai variabel bebas, jenis karakteristik kinerja yang sering diperlukan adalah :

1) Putaran terhadap daya indikatif (Ni), daya efektif (Ne), dan daya mekanik (Nf)

2) Putaran terhadap torsi (T)

3) Putaran terhadap Mean Efektif Pressure (MEP)

4) Putaran terhadap spesific fuel consumption (SFC)

5) Putaran terhadap efisiensi ((i , (e , (m , (v)

6) Putaran terhadap komposisi CO2, CO , O2 , dan N2 dalam gas buang

7) Putaran terhadap keseimbangan panas

8) Putaran terhadap fuel consumptionRentang besar putaran dalam pengujian tersebut mulai dari putaran minimum sampai melewati kondisi besar daya maksimum mesin.2.4Karakteristik Kinerja Motor Bakar2.4.1Grafik hubungan Putaran dengan Daya Poros dan Fuel Consumption.a. Grafik Torsi dengan Putaran

Pada grafik ditunjukkan bahwa semakin tinggi putaran (rpm) maka torsi semakin meningkat sampai mencapai titik maksimum pada putaran tertentu. Hal inidisebabkan karena dibutuhkannya momen putar tinggi pada awal putaran poros kemudian terjadi sifat kelembaman sehingga menurun pada putaran tertentu.

Gambar 2.7 Grafik Hubungan Putaran dengan daya Poros

Sumber: Arismunandar, Motor Diesel Putaran Tinggi. 1975 : 61

b. Grafik Hubungan antara Spesific Fuel Consumption terhadap Putaran

Dari grafik 2.9 terlihat bahwa pemakaian bahan bakar yang dimaksud adalah jumlah putaran / jumlah sirkulasi bahan bakar yang diperlukan untuk daya yang dihasilkan dan grafik antara fuel consumption dengan putaran cenderung mengalami penurunan. Namun setelah mencapai titik optimum kembali mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan konsumsi bahan bakar yang cenderung tinggi karena diperlukan daya yang besar untuk penggerak awal mesin. Pada putaran setelah titik optimum, grafik mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan pembakaran kurang sempurna sehingga daya mengalami penurunan, inilah yang menyebabkan SCF meningkat. Selain itu dengan naiknya putaran maka daya yang dibutuhkan semakin besar

c. Grafik Daya Poros terhadap Putaran

Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi nilai putaran maka daya poros mengalami peningkatan sampai mencapai titik maksimum (titik dimana putaran poros lebih rendah daripada putaran dimana daya indikatornya maksimum), kenaikkan itu menunjukkan semakin besarnya daya efektif akibat dari daya indikasi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar semakin besar akibat putaran yang terus bertambah. Kemudian mengalami penurunan pada putaran yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena adanya gesekan antara piston dengan silinder dalam ruang bakar, pada bantalan, roda gigi, daya untuk menggerakkan pompa bahan bakar, generator, pompa air, katup,dsb. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar putaran menyebabkan gesekan yang terjadi juga besar, sehingga beban daya yang harus ditanggumg daya indikasi semakin besar dan berpengaruh pada daya efektif.2.4.2Grafik hubungan antara momen putar (torsi), daya poros, dan MEP

Gambar 2.8 Grafik Hubungan putaran dengan daya, dan MEP

Sumber: Maleev. 1985. Internal Combustion Engine.a. Grafik Antara Daya Efektif dan Putaran

Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi putaran, maka daya efektifnya akan mencapai nilai maksimum dengan kata lain daya efektifnya berbanding lurus dengan putaran. Tetapi setelah mencapai titik maksimumnya, nilainya akan menurun. Nilai daya efektif merupakan pengurangan nilai daya indikasi dengan daya mekanis.

b. Grafik Antara Daya Mekanis dan Putaran

Pada grafik terlihat semain tinggi putaran maka daya mekanis cenderung meningkat. Tingkat kenaikan daya mekanis dibawah daya indikasi dan daya efektif.c. Grafik Hubungan Mean Efective Pressure dengan Putaran

Pada grafik hubungan putaran dengan MEP terlihat bahwa grafik mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan putaran. Tetapi setelah mencapai titik ultimate, harga tekanan efetif rata-rata mengalami penurunan.

d. Grafik Hubungan Daya Indikasi dengan Putaran

Pada grafik hubungan daya indikasi dengan putaran terlihat bahwa kurva yang awalnya naik setelah mencapi titik tertentu kurva tersebut akan cenderung menurun. Dikarenakan semakin cepat putaran maka daya yang hilang akibat gesekan juga semain besar sehingga menyebabkan penurunan daya indikasi.

2.4.3Grafik Hubungan Efisiensi dengan Compression Rasio

Gambar 2.9 Grafik Hubungan Efisiensi dan compression Ratio

Sumber: Maleev. 1985. Internal Combustion Engine.a. Perbandingan Antara Efisiensi Mekanis dengan Compression Ratio Pada grafik terlihat bahwa semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi mekanis akan semakin menurun, karena putaran berbanding lurus dengan perbandingan kompresi, maka semakin tinggi putaran efisiensi mekanis akan menurun diakibatkan gesekan yang terjadi semakin besar.

b. Perbandingan Efisiensi Indikasi dengan Compression Ratio Pada grafik terlihat bahwa semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi mekanis akan semakin meningkat. Kenaikkan tersebut dikarenakan perbandingan selisih daya indikasi lebih besar dibandingkan kenaikkan panas akibat kompresi.

c. Perbandingan Efisiensi Efektif dan Compression RatioPada grafik terlihat bahwa semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi efektif akan semakin meningkat. Pada perbandingan kompresi tertentu efisiensi efektif akan mencapai nilai maksimum dan akan sedikit mengalami penurunan akibat adanya kerugian mekanis.

2.5Orsat Apparatus

Orsat apparatus merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengukur dan menganalisa komposisi gas buang. Untuk itu digunakan larutan yang dapat mengikat gas tersebut dengan kata lain gas yang diukur akan larut dalam larutan pengikat. Masing - masing larutan tersebut adalah :

a. Larutan Kalium Hidroksida (KOH), untuk mengikat gas CO2b. Larutan Asam Kalium Pirogalik, untuk mengikat gas O2 c. Cupro Clorid (CuCl2), untuk mengikat gas CO

Gambar 2.10 Orsat apparatusSumber : Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Pada gambar di atas masing masing tabung berisi :

I. Tabung pengukur pertama berisi larutan CuCl2II. Tabung pengukur kedua berisi larutan asam kalium pirogalikIII. Tabung ketiga berisi larutan KOH

2.6Diagram Sankey

Gambar 2.11 Diagram Sankey

Sumber: Arismunandar, Motor Diesel Putaran Tinggi. 1975 : 29

Diagram sankey seperti gambar diatas merupakan diagram yang menjelaskan keseimbangan panas yang masuk dan panas yang keluar serta dimanfaatkan saat pembakaran terjadi. Pada gambar diatas juga menunjukkan bahwa 30-45% dari nilai kalor bahan bakar dapat diubah menjadi kerja efektif. Sisanya merupakan kerugian-kerugian, yaitu kerugian pembuangan (gas buang dengan temperatur 300o 600o C). kerugian pendinginan dan kerugian mekanis (kerugian gesekan yang diubah dalam bentuk kalor yang merupakan beban pendinginan).

Kerugian pembuangan

Gas buang yang bertemperatur 300o 600o C, merupakan kerugian karena panas/kalor tersebut tidak dimanfaatkan. Selain itu, karena perbedaan temperatur didalam sistem lebih tinggi dibandingkan diluar sistem, menyebabkan temperatur tersebut berpindah / keluar ke lingkungan Kerugian Pendinginan

Silinder, katup-katup, dan torak akan menjadi panas karena berkontak langsung terhadap gas panas yang bertemperatur tinggi, sehingga dibutuhkan fluida pendinginan berupa air dan udara untuk menjaga komponen tersebut agar tidak rusak, pendinginan ini merupakan kerugian juga karena banyaknya kalor / panas yang hilang akibat diserap oleh fluida pendinginannya Kerugian Mekanis

Merupakan kerugian gesekan yang diubah dalam bentuk kalor yang merupakan beban pendingin.2.7 Teknologi Motor Bakar Terbaru2.7.1Definisi

i-DSI adalah singkatan dari Intelligent Dual and Sequential Ignition. Mesin i-DSI menggunakan 2 buah busi pada tiap silinder pada ruang pembakaran dan pengontrolan waktu pembakaran secara cerdas.2.7.2Prinsip Kerja

Gambar 2.12 Prinsip Kerja i-DSISumber: Joko Susilo (2012)Mesin i-DSI mempunyai ruang pembakaran yang kompak dan dua busi pada tiap silinder. Pemantikan dua buah busi dalam setiap silinder dimana dalam teknologi lainnya hanya digunakan satu buah busi. Jadi saat proses pembakaran di silinder terjadi dua kali percikan busi dalam waktu berbeda yang berurutan (sequential). Cara seperti ini menjadikan pembakaran lebih sempurna.2.7.3Keuntungan dan Kekurangan

1. Keuntungan

Pembakaran jadi lebih sempurna setelah dibakar dengan busi pertama dibakar lagidengan busi kedua menjadikan mesin dengan tenaga yang sama dapat menghabiskanbahan bakar yang lebih sedikit dan Teknologi i-DSI mampu membuat mesinmenghantarkan torsi tinggi pada setiap rpm, membuat efisien/hemat bahan bakar danmengeluarkan emisi gas buang yang lebih bersih.2. Kekurangan

Waktu pembakaran mesin menjadi lebih lama dan respon mesin agak lambat, instalasi peranti elektronik lebih banyak, part pengapian (busi) dan kabel busi membutuhkan jumlah lebih banyak, suhu mesin menjadi lebih tinggi dikarenakan pembakaran yang terjadi lebih lama.2.7.4Aplikasi

Aplikasi dari sistem mesin i-DSI ini adalah mobil-mobil yang diproduksi oleh Honda dan sepeda motor yang diproduksi Bajaj Pulsar.BAB III

METODELOGI PERCOBAAN3.1Waktu dan TempatWaktu : 13 10 - 2014

Jam : 15.00 WIB

Tempat: Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Brwaijaya3.2Pelaksanaan Praktikum3.2.1Instalasi Percobaan Motor BensinPeralatan praktikum yang tersedia adalah instalasi percobaan (test rig) lengkap, yang terdiri dari :

Instalasi Percobaan Motor Diesel

Kedua instalasi percobaan tersebut merupakan rangkaian lengkap yang dapat digunakan untuk keperluan praktikum maupun penelitian

Unit Motor Diesel sebagai obyek percobaan / penelitian.

Instrumen pengukur berbagai variabel yang diperlukan (alat ukur kelembaban, higrometer, aeorometer, orsat apparatus).

Peralatan bantu seperti instalasi air pendingin dan penyaluran gas buang.

Unit motor bakar yang digunakan adalah motor diesel dengan 4 silinder, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Siklus

: 4 langkah

Jumlah silinder

: 4

Volume langkah torak total: 2164 cm3 Diameter silinder

: 83 mm

Panjang langkah torak

: 100 mm

Perbandingan kompresi

: 22 : 1

Bahan bakar

: Solar

Pendingin

: Air

Daya Poros

: 47 BHP / 3200 rpm

Merk

: Nissan, Tokyo Co.Ltd.

Model

: DWE 47 50 HS AV

Negara pembuat

: Jepang

Gambar 3.1 Skema Instalasi Motor BensinSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya3.2.2Alat Ukur dan Fungsi Alat ukur serta fungsinya yang digunakan saat praktikum adalah sebagai berikut :

a. Orsat apparatusDigunakan untuk mengukur dan menganalisa gas buang

Gambar 3.2 Orsat apparatusSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

b. Barometer

Digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer.

Gambar 3.3 Barometer

Sumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

c. Aerometer

Digunakan untuk mengukur massa jenis bahan bakar (kg/m3).

Gambar 3.4 Aerometer


d. Flash Point

Digunakan untuk mengetahui titik nyala api suatu bahan bakar (oC).

Gambar 3.5 Flash Point


e. Diesel Engine Test Bed

Digunakan untuk mengetahui parameter-parameter yang menunjukkan karakteristik motor bakar.

Gambar 3.6 Diesel Engine Test Bed


f. Stopwatch

Digunakan untuk mengetahui waktu konsumsi bahan bakar.

Gambar 3.7 Stopwatch

Sumber: http://guides.machienescience.org/ile.php/29/1P/stopwatch.gif

g. HigrometerDigunakan untuk mengukur kelembaban relatif udara/

Gambar 3.8 Higrometer

Sumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijayah. Dynamometer

Digunakan untuk mengetahui gaya pembebanan pada poros

Gambar 3.9 DynamometerSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

i. Tachometer

Digunakan untuk menghitung putaran mesin (rpm).

Gambar 3.10 TachometerSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

j. Flowmeter air pendinginan

Digunakan untuk mengukur debit aliran air pendinginan.

Gambar 3.11 Flowmeter air pendinginan


k. Flowmeter Bahan Bakar

Digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar (ml).

Gambar 3.12 Flowmeter bahan bakar


l. Manometer

Digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan dalam sistem.

Gambar 3.13 Manometer


m. Viscometer

Digunakan untuk mengukur viskositas fluida.

Gambar 3.14 ViscometerSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

n. Bomb Calorimeter

Digunakan untuk mengetahui kalor bahan bakar

Gambar 3.15 Bomb CalorimeterSumber: Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

3.3Prosedur Pengambilan Data PraktikumSetiap kelompok praktikum melaksanakan sendiri semua proses pengujian dan pengambilan data yang diperlukan untuk memenuhi tujuan praktikum di atas. Dalam melaksanakan proses pengujian tersebut, mahasiswa harus mengikuti semua aturan dan tata tertib yang berlaku di laboratorium dan mengikuti semua petunjuk asisten laboratorium yang bertugas.

Metode percobaan dengan variasi putaran, parameter yang diukur adalah :1. Gaya Pengereman2. Tekanan Masuk Nozzle3. Perbedaan Tekanan Masuk dan Keluar Nozzle4. Suhu Udara5. Suhu Gas Buang6. Suhu Air Masuk dan Air keluar7. Debit Bahan Bakar8. Volume Gas Buang9. Volume Gas Hasil Pembakaran10. Tekanan Udara

3.3.1Prosedur Pengujian Motor Bakar1.Persiapan Sebelum Mesin Beroperasi

a.Nyalakan pompa pengisi untuk mengisi air dalam tangki sampai level air mencapai tinggi aman.

b.Buka kran air pada pipa-pipa yang mengalirkan air ke mesin dan ke dinamometer.

c.Atur debit air yang mengalir pada flowmeter pada debit tertentu dengan mengatur bukaan kran pada flowmeter.

d.Tekan switch power untuk menghidupkan alat-alat ukur.

e.Hidupkan alarm dinamometer yang akan memberitahu jika terjadi overheating dan level air kurang.

f.Nyalakan dinamo power control dan atur kondisi poros mesin dalam keadaan tanpa beban.

2.Cara Menghidupkan Mesin

a.Setelah semua persiapan di atas dipenuhi, nyalakan kunci kontak pada posisi memanaskan mesin terlebih dahulu sampai indikator glow signal menyala.

b.Putar posisi kunci ke posisi START sambil throttle valve dibuka sedikit sampai mesin menyala (seperti menyalakan mesin mobil).

c.Setelah mesin menyala, biarkan mesin beroperasi beberapa saat untuk menstabilkan kondisi mesin.

3. Cara Mengambil Data

a.Atur bukaan throttle pada bukaan yang diinginkan dengan membaca throttle valve indikator (%)

b.Atur putaran mesin (rpm) dengan mengatur pembebanan pada dinamometer sampai mendapatkan putaran yang diinginkan.

c.Tunggu kondisi mesin stabil kemudian lakukan pengambilan data yang diperlukan.3.3.2Prosedur Penggunaan Orsat Apparatus

Gambar 3.16 Orsat Apparatus


Cara penggunaan Orsat Apparatus :

1. Set ketiga tabung I, II, III pada ketinggian tertentu dengan membuka keran A, B, C dan mengatur tinggi larutan pada tabung I, II, III dengan menaik turunkan gelas B, kemudian tutup keran A, B, C setelah didapatkan tinggi yang diinginkan. Posisi ini ditetapkan sebagai titik acuan.

2. Naikkan air yang ada pada tabung ukur C sampai ketinggian air mencapai 50 ml dengan cara membuka keran H dengan menaikkan gelas B. Setelah didapatkan tinggi yang diinginkan, tutuplah kembali keran H.

3. Ambil gas buang dari saluran gas buang untuk diukur, salurkan melalui selang yang dimasukkan ke dalam pipa H.

4. Buka keran H sehingga gas buang akan masuk dan mengakibatkan tinggi air yang ada di tabung ukur C akan berkurang.

5. Setelah tinggi air pada tabung ukur turun sebanyak 50 ml (sampai perubahan air mencapai angka 0) tutuplah keran H dan kita sudah memasukkan volume gas buang sebanyak 50 ml.

6. Untuk mengukur kandungan CO2 buka keran C supaya gas buang bereaksi dengan larutan yang ada pada tabung III dengan mengangkat dan menurunkan gelas B sebanyak 5 7 kali.

7. Setelah 5 7 kali kembalikan posisi larutan III ke posisi acuan pada saat set awal dan tutup keran C setelah didapatkan posisi yang diinginkan.

8. Baca kenaikan permukaan air yang ada pada tabung ukur C. Kenaikan permukaan air merupakan volume CO2 yang ada pada 50 ml gas buang yang kita ukur.

9. Untuk mengukur kandungan O2 dan CO ulangi langkah 6 dan langkah 7 untuk keran B dan keran A pada tabung II dan tabung I.

10. Baca kenaikan permukaan air pada tabung ukur C dengan acuan dari tinggi permukaan air sebelumnya.

3.3.3Rumus PerhitunganAdapun rumus rumus yang digunakan dalam perhitungan hasil percobaan adalah sebagai berikut :

1. Momen Torsi

(kg.m), dimana : F = besar gaya putar (kg)

l = panjang lengan dinamometer (m)

2. Daya Efektif

(PS), dimana : n = putaran (rpm)

3. Daya Efektif dalam Kondisi Standard JIS

(PS)

Dimana : ;

EMBED Equation.3 4. Tekanan Efektif Rata-rata ( Pe )

Pe = [ Kg/cm ]

5. Fuel Consumption

[ Kg/jam ] solar = 0,835 gr/mL

6. Panas Hasil Pembakaran

()

7. Berat Jenis Udara

Dimana :Pa = Tekanan atmosfer pengukuran (mmHg)

Ps = Tekanan udara standard pada temperatur tertentu (mmHg)

( = Relative Humidity / Kelembapan Relatif (%)

(o = Berat jenis udara kering pada 760 mmHg

( = Temperatur bola kering(oC)

8. Koefisien Udara

9. Aliran Udara Melalui Nozzle

(kg/s)

Dimana : = koefisien kemiringan nozzle = 0,822

a = berat jenis udara pada kondisi ruangan saat pengujian

10. Debit Aliran Gas Buang

(kg/s)

11. Panas Yang Terbawa Gas Buang

(kcal/jam)

12. Efisiensi Kerugian Dalam Exhaust Manifold

13. Kerugian Panas Pendinginan

(kcal/jam)

Dimana : Ww = debit air pendinginan

Cpw = panas jenis air = 1 kcal/jam

Two = temperatur air keluar (oC)

Twi = temperatur air masuk (oC)

14. Efisiensi Kerugian Panas dalam Cooling Water

15. Efisiensi Thermal Efektif

16. Efisiensi Friction

17. Ekuivalen Daya Terhadap Konsumsi Bahan Bakar

(PS)

18. Daya Friction

19. Daya Indikasi

20. Spesific Fuel Consumtion Efektif

21. Spesific Fuel Consumtion Indikasi

22. Panas Hasil Pembakaran yang Diubah Menjadi Daya Efektif

23. Panas yang Hilang Karena Sebab Lain

24. Efisiensi Thermal Indikasi

25. Efisiensi Mekanis

26. Efisiensi Volumetrik

27. Perbandingan Udara dan Bahan Bakar

28. Rasio Udara Bahan Bakar Teoritis

29. Faktor Kelebihan Udara

30. Faktor Koreksi Standard

=

Dimana : Pst = 760 mmHg

tst = 25 C

P = tekanan udara atsmosfert = temperatur ruangan

31. Daya Efektif Standard

a. Torsi Efektif Standard

b. Pemakaian Bahan Bakar Efektif Standard

32. Analisa Gas Buang

Komposisi gas Buang dapat dihitung dengan persamaan berikut :

% CO = x 100%

% O2 = x 100%

% CO2 = x 100%

% N2 = x 100%

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASANUntuk pengolahan data diambil data percobaan nomor 4. Untuk hasil pengolahan data yang lain disajikan dalam bentuk tabel.4.1 Data Hasil Pengujian Putaran (n)

: 1100 rpm P1

: 9724 mmHg P1 P2

: (P1 P2)1 = 7,2 mmHg: (P1 P2)2 = 7,2 mmHg

: (P1 P2)3 = 7,2 mmHg

: (P1 P2)rata-rata = 7,2 mmHg Beban Pengereman (F)

: F1 = 23 kg: F2 = 23,5 kg

: F3 = 23,5 kg

: Frata-rata = 23,33 kg Temperatur Udara Masuk (Tud)

: (Tud)1 = 29oC: (Tud)2 = 30oC

: (Tud)3 = 30oC

: (Tud)rata-rata = 29,67oC Temperatur Gas Buang (Teg)

: 345oC Temperatur Air Masuk (Twi)

: (Twi)1 = 27 oC: (Twi)2 = 27 oC

: (Twi)3 = 27 oC

: (Twi)rata-rata = 27 oC Temperatur Air Keluar (Two)

: (Two)1 = 45oC: (Two)2 = 45oC

: (Two)3 = 45oC

: (Two)rata-rata = 45oC Konsumsi Air (Ww)

: (Ww)1 = 520 liter/jam: (Ww)2 = 540 liter/jam

: (Ww)3 = 520 liter/jam

: (Ww)rata-rata = 526,67 liter/jam Waktu (t)

: t1 = 33,37 s: t2 = 33,87 s

: t3 = 33,34 s

: trata-rata = 33,527 s Volume Gas Buang (Veg)

: 50 cm3 Volume Gas CO2

: 91 cm3 Volume Gas CO

: 87 cm3 Volume Gas O2

: 84 cm3 Massa Jenis

: 0,835 Suhu Bola Kering

: 30oC Suhu Bola Basah

: 28oC Kelembaban Relatif

: 83% Panjang Lengan Dynamometer

: 0,358 m4.2 Pengolahan Data1. Moment torsi (T)

T = F.L (kg.m)

= 23,33 . 0,358 (kgm)

= 8,353 (kgm)2. Daya Efektif (Ne)

= 12,830 (PS)3. Neo = k . Ne (PS)( ; di mana

Neo = k . Ne

4. Tekanan Efektif Rata-Rata (Pe)

5. Fuel Consumption (Fc)

6. Panas hasil pembakaran (Qb)

Qb= FC . LHVbahan bakar (kcal/jam)Qb= 2,6898 . 10500 (kcal/jam)

Qb= 28242,89 (kcal/jam)7. Berat jenis udara (a)

8. Koefisien Udara () = ( =

9. Aliran Udara Melalui Nozzle (Gs)

Gs = (kg/s)Gs = Gs = 0,0185 (kg/s)10. Debit Aliran Gas Buang (Gg)

Gg = Gs + (kg/s)Gg = 0,0185 +(kg/s)

Gg = 0,01922 (kg/s)11. Panas yang terbawa gas buang (Qeg)

Qeg = Gg Cpg (Teg-Tud) (kcal/jam)

Qeg = 0,01922 . 0,285 (345 29,67) (kcal/jam)Qeg = 6219,863 (kcal/jam)

12. Efisiensi Kerugian (g)

g = x 100 %g = x 100 %g = 22,023%

13. Kerugian Panas Pendinginan (Qw)Qw = Ww.Cpw (Two-Twi)Qw = 526,67.1.(45-27)

Qw = 9480 (kcal/jam)14. Efisiensi kerugian panas (w)

w = x 100 %w = x 100 %w = 33,566%15. Efisiensi Efektif (e)

e = x 632 x 100 %e = x 632 x 100 %e = 28,71%16. Efisiensi Friction (f)

f = 100% -( g+ w+ e) f = 100% - (22,023% + 33,566% + 28,71%) f = 15,702%17. Ekivalen Daya Terhadap Konsumsi Bahan baker (Qf)

Qf =

Qf =

Qf = 44,6881 (PS)18. Daya Friction (Nf)Nf =

Nf =

Nf = 7,0168 (PS)19. Daya Indikasi (Ni)

Ni = Ne + NfNi = 12,830 + 7,0168Ni = 19,8468 (PS)20. Spesific Fuel Consumption Efektif (SFCe)

SFCe = (kg/PS.jam)

SFCe = (kg/PS.jam)

SFCe = 0,2097 (kg/PS.jam)

21. Spesific fuel Consumption Indicated (SFCi)SFCi = (kg/PS.jam)

SFCi = (kg/PS.jam)

SFCi = 0,1355 (kg/PS.jam)

22. Panas Hasil Pembakaran Yang Diubah Menjadi Daya Efektif (Qe)

Qe = 632 . NeQe = 632 . 12,83Qe = 8108,4017 (kcal/jam)23. Panas yang hilang karena sebab lain (Qpp)

Qpp = Qb-Qeg-Qw-QeQpp = 28242,89 6219,8630 9480 8108,4017Qpp = 4434,6264 (kcal/jam)

24. Efisiensi Indikasi (i)

i = x 632 x 100 %i = x 632 x 100 %i = 44,411%25. Efisiensi Mekanis (m)

m = x 100 %

m = x 100 %m = 64,64%26. Efisiensi Volumetris (v)v = x 100 % v = x 100 % v = 85,146%27. Rasio Udara bahan bakar (R)

R = x 3600(kgudara/kgbahan bakar)

R = x 3600R = 24,73 (kgudara/kgbahan bakar)28. Rasio udara dalam bahan bakar teoritis (Ro)

Ro = 34,48 ( + h)Ro = 34,48 ( + 0,14)29. Ro = 14,711 (kgudara/kgbahan bakar)30. Faktor Kelebihan Udara () =

=

= 1,6810

31. Faktor Koreksi (A)

32. Daya Efektif Standar (Ne)st

(PS)

(PS)

(PS)

33. Torsi efektif standar (T)st

(kg.m)

(kg.m)

(kg.m)34. Pemakaian Bahan Bakar Efektif Standar (SFCE)st

(kg/PS.jam)

(kg/PS.jam)

(kg/PS.jam)35.

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

4.3 Grafik dan Pembahasan4.3.1 Grafik Hubungan antara Putaran dengan Torsi

Diatas merupakan grafik hubungan putaran dengan torsi dimana di sumbu Y adalah torsi dan pada sumbu X adalah putaran. Dari grafik diatas dapat diambil kesimpulan bahwa torsi cenderung naik sampai pada putaran 1100 RPM, kemudian torsi cenderung turun pada torsi selanjutnya (Putaran yang lebih tinggi 1200 RPM 1500 RPM). Peningkatan terjadi karena semakin besar putaran maka nilai torsi juga akan semakin meninggi sampai pada putaran tertentu dan kemudian menurun pada putaran yang lebih tinggi. Dalam percobaan dapat diambil kesimpulan bahwa torsi tertinggi mesin berada pada posisi 8,353 [kg/m] pada putaran 1100 RPM. Besarnya torsi dipengaruhi oleh daya poros / daya efektif dimana akan bertambah sesuai dengan bertambahnya putaran mesin dan mengalami penurunan karena adanya gaya Inersia yang disebabkan oleh massa torak dari silinder yang menghambat gerak piston (gaya Inersia mempengaruhi besar momen putar reaksi) dan juga karena terjadi gesekan antara piston dan ruang bakar yang semakin tinggi mengikuti naiknya putaran mesin, sehingga gaya semakin kecil. Hubungan antara Torsi (T) dengan putaran (n) adalah:

T = 716,2 [kg.m]

Selain itu harga Torsi (T) dipengaruhi oleh gaya putar atau pengereman (F) yang terbaca pada dynamometer dan panjang lengan dynamometer (L) sebesar 0,358 mm dimana gaya pengereman (F) berbanding lurus dengan panjang lengan dynamometer (L), sesuai dengan rumus berikut :

T = F . L [kg.m]

4.3.2 Grafik Hubungan antara Putaran dengan Daya

Diatas merupakan grafik hubungan putaran dengan daya dimana di sumbu Y adalah daya dan pada sumbu X adalah putaran. Dari grafik ini dapat diambil kesimpulan yang berhubungan dengan daya efektif (Ne), daya mekanis (Nf) dan daya indikatif (Ni) adalah sebagai berikut : Daya Efektif (Ne)Dari grafik daya efektif (Ne) dapat dilihat bahwa grafik mengalami kenaikan dari putaran awal 800 RPM sampai dengan putaran 1500 Secara umum pada saat grafik mengalami kenaikan disebabkan karena harga torsi yang juga naik, sesuai dengan rumus :

Ne = [PS] Daya Mekanis (Nf)Dari grafik antara putaran ( n ) dengan daya mekanis ( Nf ) terlihat bahwa polynomial grafik kenaikan daya seiring dengan naiknya putaran mesin. Hal ini disebabkan karena adanya gaya gesek (fr) pada ruang bakar kemudian daya yang hilang akibat bagian bagian yang bergerak seperti flywheel, gear dsb. Akibat adanya daya yang hilang karena digunakan untuk menggerakan perlengkapan mesin seperti pompa bahan bakar, radiator, dsb. Dari grafik dapat diambil kesimpulan bahwa semakin tinggi putaran maka daya mekanis akan semakin besar, dimana sesuai dengan rumus :

Nf = [PS]

Daya Indikatif (Ni)Dari grafik terlihat bahwa polynomial grafik cenderung naik pada putaran 11001500 RPM. Grafik cenderung naik seiring dengan bertambahnya putaran mesin. Sesuai dengan rumus berikut :

Ni = [PS]

Kenaikan daya Indikatif (Ni) disebabkan pula karena pada putaran rendah, pembakaran yang terjadi cenderung lebih sempurna dan kerugian mekanis yang cenderung lebih kecil. Akan tetapi pada percobaan atau aktualnya terlihat bahwa semakin naik putaran mesin, grafik juga belum sempat mengalami penurunan. Hal ini disebabkan belum mencapai putaran maksimal dan akibat turunya Ni adalah karena pembakaran yang terjadi kurang sempurna (pasokan bahan bakar dan udara tidak sesuai).

Pada grafik hubungan putaran terhadap daya posisi grafik Ni di atas Ne dan Nf sebabNi = Ne + Nf [PS]4.3.3 Grafik Hubungan antara Putaran dengan Mean Effective Pressure (MEP)

Diatas merupakan grafik hubungan putaran dengan torsi dimana di sumbu Y adalah MEP dan pada sumbu X adalah putaran. Dari grafik ini dapat diambil kesimpulan bahwa polynomial grafik mengalami kenaikan dan penurunan sampai dengan putaran 1100RPM, kemudian polynomial grafik mengalami penurunan grafik yang cukup signifikan pada putaran 1500 RPM. Grafik pada putaran awal cenderung naik (walaupun sempat turun) disebabkan karena Daya Efektif (Ne) cenderung meningkat pada putaran awal seiring dengan bertambahnya putaran. Dimana hal ini sesuai dengan rumus:

Pe = [kg/cm]

dimana Ne = k. Ne, Ne = Dengan naiknya nilai daya efektif (Ne) seiring bertambahnya putaran maka menyebabkan nilai Neo juga naik, yang juga diikuti dengan naiknya nilai tekanan efektif rata rata (MEP) walaupun nilai n (putaran) sebagai pembagi juga naik,sedangkan pada putaran akhir (800 RPM 1500 RPM). Grafik cenderung menurun disebabkan karena nilai daya efektif yang yang mengalami peningkatan yang tidak sebanding dengan peningkatan putaran disebabkan daya mekanis besar.

4.3.4 Grafik Hubungan antara Putaran dengan SFC

Diatas merupakan grafik hubungan putaran dengan specific fuel consumption dimana di sumbu Y adalah SFC dan pada sumbu X adalah putaran. Dari grafik ini dapat diambil kesimpulan yang berhubungan dengan adalah sebagai berikut : Hubungan Putaran dan SFCe (Spesific Fuel Consumption efektif)Pemakain bahan bakar spesifik efektif berarti pemakaian bahan bakar untuk setiap daya efektif (Ne). Dari grafik hubungan putaran dan specific fuel consumption effective telihat bahwa polynomial grafik menurun. Hal ini dikarenakan pada putaran awal dari daya efektif dari putaran mesin masih terbilang kecil mengalami penurunan pada rentang putaran 1200 RPM dan kemudian naik kembali pada rentang putara jika sudah mencapai putaran maksimal. Itu dikarenakan juga pada putaran putaran awal diperlukan konsumsi bahan bakar yang cukup tinggi. Hal ini sesuai dengan rumus : SFCe =

[kg/PS.jam] Grafik Hubungan Antara Putaran terhadap SFCi(SpecificFuel Consumption Indicated)Dari grafik hubungan putaran dan SFCi terlihat bahwa polynomial grafik cenderung konstan seiring semakin besar nilai putaran mesin. Hal ini dikarenakan daya indikasi (Ni) yang mengalami peningkatan akibat proses pembakaran yang semakin sempurna, akan tetapi nilai FC juga mengalami kenaikan seiring meningkatnya putaran, dimana sesuai dengan rumus berikut :

SFCi =

[kg/PS.jam]

Letak grafik SFCi (Spesific Fuel Consumption indikatif) selalu di bawah SFCe (Spesific Fuel Consumption efektif). Hal ini disebabkan oleh harga Ni > Ne, sesuai dengan rumus : Ni = Ne + NfSehingga jika bilangan pembaginya semakin besar, maka menyebabkan harga SFCi

laporan mokar kel 2.doc

Documents