modul 1 mesin diesel stationer

PRAKTIKUM PRESTASI MESIN 2013/2014

MODUL IMOTOR DIESEL STATIONER

A. Pendahuluan

Motor bakar merupakan salah satu mesin penggerak mula yang

mempunyai peranan penting sebagai tenaga penggerak berbagai macam

peralatan dari kapasitas kecil sampai besar. Jenis peralatan yang

digerakkan adalah peralatan yang tidak bergerak (stationer) dan bergerak

(marine, aviation, automotive).

Motor bakar terdiri dari motor dengan kerja bolak balik (reciprocating

engine) dan motor dengan kerja putar (rotary engine). Motor dengan kerja

bolak-balik terdiri dari motor bensin (Otto) dan motor Diesel, dengan sistem

2 langkah maupun 4 langkah. Motor dengan kerja putar adalah motor

Wankel dan turbin gas. Motor Wankel mempunyai dasar kerja yang sama

dengan motor bensin.

Perbedaan utama motor bensin dengan motor diesel adalah pada sistem

penyalaannya. Motor bensin dengan bahan bakar bensin dicampur terlebih

dahulu dalam karburator dengan udara pembakaran sebelum dimasukkan

ke dalam silinder (ruang bakar), dan dinyalakan oleh loncatan api listrik

antara kedua elektroda busi. Sehingga motor bensin dinamai Spark Ignition

Engines. Di dalam motor Diesel, yang disebut Compression Ignition

Engines, terjadi proses penyalaan sendiri, yaitu karena bahan bakar solar

disemprotkan ke dalam silinder berisi udara bertemperatur dan bertekanan

tinggi. Bahan bakar itu terbakar sendiri oleh udara yang temperaturnya

telah melampaui temperatur nyala (ignition temperature) dari bahan bakar.

B. Tujuan Percobaan

- Mempelajari cara kerja dan cara pengoperasian motor diesel.

- Menganalisa unjuk kerja (prestasi) motor diesel stationer.

C. Peralatan Percobaan

1. Motor diesel

Pada percobaan ini dipakai Kubota Stationary Diesel Engine 4 stroke

tipe RD 55 N, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Jumlah silinder : silinder tunggal (single cylinder)

Diameter silinder (bore) : 76 mm

Panjang langkah (stroke) : 75 mm

Mechanical Engineering UNS


Daya (power) : 4,5 HP/2200 rpm

Perbandingan kompresi : -

2. Generator listrik (Electric dynamometer)

Pada percobaan ini dipakai generator listrik dengan spesifikasi sebagai

berikut :

Kapasitas : 3 KVA, 1 phase

Sistem pembebanan : tahanan listrik ( 30 bolam listrik)

Instrumentasi : Voltmeter (0 – 30 V)

: Amperemeter 2 buah (0–220 A & 0–15

A)

: Swicth

D. Prosedur Percobaan

Untuk menjaga mesin agar tetap dalam kondisi yang baik, perlu

diperhatikan cara pengoperasian mesin yang benar. Sebelum

menghidupkan mesin, terlebih dahulu harus dilakukan pemeriksaan

terhadap kondisi minyak pelumas, bahan bakar, dan lampu beban.

Hidupkan mesin pada putaran idlenya (± 1400 rpm) selama 5 menit. Ini

merupakan proses pemanasan (warming up), supaya mesin mencapai

kondisi kerjanya sehingga siap untuk dibebani. Selanjutnya lakukan

pengujian dengan tahap-tahap sebagai berikut :

1. Naikkan kecepatan mesin sampai tegangan keluar generator listrik

tetap 220 volt dengan kondisi tanpa beban, pengamatan dilakukan

setelah mesin mencapai keseimbangan.

2. Naikkan beban pada saat tegangan keluar generator mencapai 220 V

sampai pada beban 2400 watt (secara bertahap). Pada saat beban

tertentu, setelah mesin mencapai keseimbangan, catat data konsumsi

bahan bakar, tegangan, arus, dan temperatur. Putaran mesin harus

dijaga pada tegangan keluar generator tetap 220 V dengan jalan

mengatur saluran bahan bakar.

3. Setelah pengujian selesai bebaskan beban dan turunkan putaran mesin

sampai pada putaran idlenya (± 850 rpm), dan tunggu 5 menit

kemudian matikan mesin.

E. Pengukuran dan Perhitungan

1. Torsi dan Daya Poros

Mechanical Engineering UNS 2

1


Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk menghasilkan kerja.

Dalam prakteknya, torsi dari mesin berguna untuk mengatasi hambatan

sewaktu kendaraan jalan menanjak, atau waktu mempercepat laju

kendaraan (otomotif). Dalam laboratorium torsi (momen putar) diukur

dengan menggunakan dinamometer. Besar torsi dapat dihitung dengan

rumus :

T = (1)

dimana :

T : torsi (N.m)

Ne : daya poros/daya efektif (Watt)

n : putaran poros engkol (rpm)

Putaran poros engkol diukur dengan menggunakan tachometer.

Pada motor bakar torak, daya yang berguna adalah daya poros, karena

poros itulah yang menggerakkan beban. Dari persamaan (1) dapat

dihitung besarnya daya poros yaitu :

Ne = (Watt) (2)

Catatan : Satuan Ne selain Watt, bisa memakai satuan hp (US

horsepower) atau PS (metric horsepower), dimana ;

1 PS = 0,986 hp = 736 W = 75 kg.m/detik atau,

1 hp = 747,5 W = 1,014 PS

Satuan torsi (T) bisa memakai kg.m, dimana 1 kg.m = 9,807

N.m.

2. Tekanan Efektif Rata-Rata (Brake Mean Effective Pressure =

bmep)

Tekanan efektif rata-rata didefinisikan sebagai tekanan teoritis

(konstan), yang apabila mendorong torak sepanjang langkah kerja dari

motor dapat menghasilkan tenaga (tenaga poros).

bmep =

bmep =



bmep = (3)

dimana :

bmep : tekanan efektif rata-rata (kg/cm2)

Ne : daya poros/daya efektif (PS)

VL : Volume langkah torak per silinder (cm3)

: [luas penampang torak (cm2)] x [panjang langkah torak

(cm)]

z : jumlah silinder

n : putaran poros engkol (rpm)

a : jumlah siklus per putaran,

: 1, untuk motor 2 langkah

: ½, untuk motor 4 langkah.

3. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

Pemakaian bahan bakar spesifik menyatakan banyaknya bahan bakar

yang dikonsumsi mesin per jam untuk setiap daya kuda yang dihasilkan.

Harga pemakaian bahan bakar spesifik yang lebih rendah menyatakan

efisiensi yang lebih tinggi. Jika dalam suatu pengujian mesin diperoleh

data mengenai penggunaan jumlah bahan bakar (kg bahan bakar/jam),

dan dalam waktu 1 jam diperoleh tenaga yang dihasilkan N hp, maka

pemakaian bahan spesifik dihitung sebagai berikut :

B = (4)

dimana :

B : pemakaian bahan bakar spesifik (kg bahan

bakar/jam.hp)

Gf : jumlah bahan bakar yang digunakan (kg bahan

bakar/jam)

N : jumlah tenaga yang dihasilkan per jam (hp)

4. Efisiensi Termal Efektif

Menyatakan efisiensi pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk

diubah menjadi tenaga mekanis (poros). Besar efisiensi termal efektif

dapat dihitung dengan :

e = x x 100%



e = x 100% (5)

dimana :

e : efisiensi termal efektif (%)

Ne : daya poros/daya efektif (PS)

Gf : jumlah bahan bakar yang dipergunakan (kg bahan

bakar/jam)

Qc : nilai kalor bahan bakar (kcal/kg bahan

bakar)

Catatan : 1 kcal = 427 kg.m

1 PS = 75 kg.m/detik

5. Grafik-grafik pengujian motor diesel

Berikut contoh-contoh hasil pengujian prestasi sebuah motor diesel

pada berbagai macam putaran.



F. Tugas

Dari hasil percobaan analisa unjuk kerja motor diesel untuk pemakaian

bahan bakar spesifik dan efisiensi termal efektif pada pengujian beban 0-

3000 W dengan putaran dijaga tetap (constant speed test).


PRAKTIKUM PRESTASI MESIN 2013/2014DATA PERCOBAAN MESIN KUBOTA RD 55 N

Putaran mesin.Putaran konstan : …………..rpm/220 Volt

Beban mesin(Watt)

Konsumsi bahan bakar(cc/…………

detik)

Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Temperatur (oC) Keterangan

Generator

Instalasi

Rata-rata Generator Instalasi

Rata-rata Mesin Udara

0200400600800

10001200140016001800200022002400260028003000

PraktikanNama mahasiswa: NIM Surakarta, ………………………1. ……………………………………. ……………………….. Dosen/Asisten,2. ……………………………………. ………………………..3. ……………………………………. ………………………..4. ……………………………………. ………………………..5. ……………………………………. ………………………..


PRAKTIKUM PRESTASI MESIN 2013/20146. ……………………………………. ………………………..

( …………………………………..)


modul 1 mesin diesel stationer

Documents