perakitan dan pengujian gas generator setsdosen.univpancasila.ac.id/dosenfile/... · 2018. 5....
TRANSCRIPT
PERAKITAN DAN PENGUJIAN
GAS GENERATOR SETS
Skripsi Tugas Akhir
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Tugas Akhir
Program Studi Diploma Tiga
Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Nama : Andar Aji Rachmatuloh
NPM : 4314130003
Dosen Pembimbing : Eko Prasetyo, ST. MT.
FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS PANCASILA
2017
ASSEMBLY AND TESTING
GAS GENERATOR SETS
Skripsi Tugas Akhir
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Tugas Akhir
Program Studi Diploma Tiga
Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Nama : Andar Aji Rachmatuloh
NPM : 4314130003
Dosen Pembimbing : Eko Prasetyo, ST. MT.
FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS PANCASILA
2017
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas akhir dengan judul :
“Perakitan Dan Pengujian Gas Generator Sets.
Dibuat untuk melengkapi persyaratan kurikulum Program Studi Teknik
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila guna memperoleh gelar Ahli
Madya (A.Md) pada Program Studi Diploma III Teknik Mesin.
Tugas akhir ini telah diujikan dalam sidang ujian pada :
Hari / Tanggal : Rabu, 2 Agustus 2017
Tempat : Ruang Rapat-TM Universitas Pancasila
Telah disetujui dan diketahui oleh :
Jakarta, Agustus 2017
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
(Wina Libyawati, ST.MM.MT)
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
(Eko Prasteyo, ST.MT)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin FTUP
(Ir. Eddy Djatmiko, MT)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi kebutuhan energi listrik yang
semakin hari semakin berkurang. Ketersediaan energi listrik pun akan mengalami
kekurangan karena kebutuhan masyarakat yang semakin menigkat seiring dengan
jumlah penduduk dan kemajuan teknologi. Pembangkit listrik bersumber air,
angin, gas, batu bara,minyak dan lain sebagainya. Untuk mengatasi masalah
tersebut energi yang dihasilkan dengan cara alternatif yaitu gas generator sets
yang lebih efisien untuk menghasilkan energi listrik.
Prosedural penelitian yang dilakukan demi mencapai tujuan adalah
identifikasi data, persiapan alat, pengujian 1, perakitan gas generator sets,
pengujian 2, kesimpulan. Adapun data-data yang diperlukan seperti spesifikasi
komponen yang terdapat pada gas generator sets.
Gas generator sets bertujuan untuk menghasilkan daya, keseluruhan
perakitan gas generator sets dengan beberapa komponen diantaranya sistem
pengapian, ruang bakar, turbocharger, turbin penggerak, alternator, gas LPG,
accu, inverter. Semua komponen yang terdapat pada gas generator sets telah diuji
fungsinya masing-masing, parameter yang terdapat pada gas generator sets
diantaranya adalah tekanan ruang bakar sebesar 587oC dan putaran turbocharger
sebesar ± 1500 rpm
Kata kunci : gas generator sets, turbocharger,ruang bakar.
ABSTRACK
This study aims to address the need for electricity that is getting less and
less. The availability of electric energy will also be in shortage due to the
increasing community needs along with the population and technological
progress. Power plants are sourced from water, wind, gas, coal, oil and others. To
overcome this problem the energy generated by alternative means of gas generator
sets are more efficient to generate electrical energy.
Procedural research undertaken to achieve the objectives is data
identification, tool preparation, test 1, gas generator sets assembly, test 2,
conclusion. The required data such as component specifications contained in gas
generator sets.
Gas generator sets aim to generate power, the entire assembly of gas
generator sets with several components including ignition system, combustion
chamber, turbocharger, turbine drive, alternator, LPG gas, batteries, inverter. All
components contained in the gas generator sets have been tested their respective
functions, the parameters contained in the gas generator sets such as the pressure
of the combustion chamber of 587oC and turbocharger rotation of ± 1500 rpm
Keywords: gas generator sets, turbocharger, combustion chamber.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdullilah penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, yang
telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini di susun dan diajukan sebagai salah satu syarat dalam
memperoleh gelar sarjana diploma III di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Pancasila dengan judul Perakitan Dan Pengujian Gas Generator
Sets.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis yang memberikan motivasi dan doa.
2. Bapak Ir. Eddy Djatmiko, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Eko Prasetyo ST, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan saran dan nasihat dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Ibu Wina Libyawati ST, MT Selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah
memberikan saran dan nasihat dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Segenap staf pengajar dan karyawan jurusan teknik mesin yang telah
memberikan bekal ilmu serta kemudahan kepada penulis.
6. Rekan-rekan teknik Himaprodit khususnya angkatan 2014 yang telah
memberikan dukungan dan berbagai informasi.
Penulis menyadari juga bahwa didalam penulisan Tugas Akhir ini tentu masih
banyak dijumpai kekurangan-kekurangan untuk itu penulis sangat mengharapkan
saran, kritik dan masukan. Akhir kata penulis sangat berharap agar Tugas Akhir
ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, khususnya bagi penulis pribadi dan
umumnya bagi semua yang membacanya.
Jakarta, Agustus 2017
Andar Aji R
4314130003
v
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .............................................. ii
LEMBAR PERSETUJUAN SETELAH REVISI ............................................ iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
BAB :
I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
A. Latar Belakang ..................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................ 2
C. Tujuan Penulisan .................................................................................. 2
D. Batasan Masalah ................................................................................... 2
E. Metode Pengumpulan Data .................................................................. 2
F. Sistematika Penulisan ........................................................................... 3
II. TEORI DASAR ......................................................................................... 4
A. Sejarah Turbin Gas ............................................................................... 4
B. Siklus Turbin Gas ................................................................................. 5
C. Siklus Ideal Turbin Gas ........................................................................ 8
D. Siklus Aktual Turbin Gas ..................................................................... 10
E. Bahan Bakar Gas .................................................................................. 11
F. Komponen-Komponen Pada Gas Generator Sets ................................ 12
G. Operation Process Chart ..................................................................... 35
III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 37
A. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 37
IV PROSES PERAKITAN DAN EPENGUJIAN ....................................... 39
A. Komponen Keseluruhan Gas Generator Sets ...................................... 39
B. Perakitan Gas Generator Sets .............................................................. 41
C. Pengujian 1 ........................................................................................... 47
vi
D. Pengujian 2 ........................................................................................... 48
V PENUTUP ................................................................................................... 50
A. Kesimpulan ......................................................................................... 50
B. Saran ..................................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ix
LAMPIRAN ..................................................................................................... v
vii
DAFTAR TABEL
Tabel halaman
II.1 Nilai Kalor dan Massa Jenis Beberapa Bahan Bakar ................................ 12
IV.1 Komponen Gas Generator Sets. .............................................................. 40
IV.2 Peralatan Yang Digunakan Pada Proses Perakitan Gas Generator Sets.. 42
IV. 3 Hasil Pengujian Turbin Dan Kompresor ................................................ 47
IV.4 Tabel Perolehan Data ............................................................................... 48
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar halaman
2.1 Turbin Gas .................................................................................................. 4
2.2 Bagian Siklus Turbin Gas Terbuka Langsung (a)Satu Poros dan
(b) Dua Poros ............................................................................................ 6
2.3 Bagian Siklus Turbin Gas Terbuka Tak Langsung .................................... 7
2.4 Bagan Siklus Turbin Gas Tertutup ............................................................. 8
2.5 Siklus Brayton ............................................................................................ 8
2.6 Prinsip Kerja Instalasi Turbin Gas Mikro .................................................. 9
2.7 Diagram Siklus Brayton Aktual ................................................................. 10
2.8 Accumulator ............................................................................................... 13
2.9 Koil ............................................................................................................. 14
2.10 Rangkaian Primer Ketika Platina Tertutup .............................................. 15
2.11 Rangkaian Primer Ketika Platina Terbuka ............................................... 15
2.12 Hubungan Kumparan Primer Dan Kumparan Sekunder ......................... 16
2.13 Terjadinya Tegangan Pada Kumparan Sekunder .................................... 16
2.14 Diagram Hubungan Antara Kumparan Primer Dan Sekunder ................. 17
2.15 Koil Pengapian Tipe Caniste ................................................................... 18
2.16 Konstruksi Platina .................................................................................... 19
2.17 Tumit Ebonit ............................................................................................ 20
2.18 Perbedaan Sudut Pengapian Dengan Sudut Dwell ................................... 20
2.19 Kondensor ................................................................................................ 21
2.20 Busi .......................................................................................................... 22
2.21 Kontruksi Busi ......................................................................................... 23
2.22 Pengaruh Suhu Operasional Busi ............................................................. 25
2.23 Tingkat Panas Busi (a), Busi Dingin (b) Busi Sedang, Dan (c) Busi Panas
.......................................................................................................................... 25
2.24 Busi Standar ............................................................................................. 26
2.25 Busi Tipe Resistor .................................................................................... 27
2.26 Tipe Busi Dengan Elektroda Yang Menonjol .......................................... 28
2.27 Busi Platinum ........................................................................................... 29
2.28 Alternator ................................................................................................. 30
ix
2.29 Inverter ..................................................................................................... 31
2.30 Macam-Macam Baut Pengikat ................................................................. 31
2.31Macam-Macam Mur.................................................................................. 32
2.32 Turbocharger ........................................................................................... 33
2.33 Skema Cara Kerja Turbocharger Pada Kendaraan .................................. 34
3.1 Diagram Alir Penelitian Perakitan Dan Pengujian Gas Generator Sets. ... 37
4.1 Gambar Keseluruhan Gas Generator Sets. ................................................ 39
4.2 Proses Perakitan Komponen Gas Generator Sets. ..................................... 41
4.3 Perakitan Ruang Bakar Pada Rangka ......................................................... 43
4.4 Perakitan Turbocharger Pada Ruang Bakar. ............................................. 43
4.5 Perakitan Turbocharger Pada Ruang Bakar. ............................................. 43
4.6 Perakitan Turbin Penggerak Pada Transision Piece .................................. 44
4.7 Perakitan Alternator ................................................................................... 44
4.8 Pemasangan Aki Pada Rangka Dan Kabel Terminal ................................. 44
4.9 Pemasangan Inverter .................................................................................. 45
4.10 Pemasangan Koil Pada Rangka ................................................................ 45
4.11 Pemasangan Motor Dc Pada Rangka ....................................................... 45
4.12 Pemasangan Koil Dan Kabel Koil Terminal Negatif Dan Positif ........... 46
4.13 Pemasangan Karet Kopling Fleksibel Antara Delco Dan Motor Dc ....... 46
4.14 Pemasangan Blower pada inlet kompresor .............................................. 46
PERNYATAAN KEASLIAN ISI TUGAS AKHIR
Dengan ini saya yang yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Andar Aji Rachmatuloh
No.Pokok : 4314130003
Program Studi : D III Teknik Mesin
Judul : PERAKITAN DAN PENGUJIAN GAS GENERATOR
SETS.
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya buat ini
merupakan hasil karya saya sendiri, dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak
mengutip sebagian atau seluruhnya karya orang lain, kecuali yang telah
disebutkan sumbernya.
Selanjutnya, syaa bersedia menerima sanksi akademis, apabila pernyataan
saya ini tidak benar.
Jakarta, Agustus 2017
Penulis
Andar Aji R
4314130003
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan manusia yang sangat penting
dan vital yang tidak dapat di lepaskan dari keperluan sehari-hari. Manusia
hampir tidak dapat melakukan pekerjaan yang ada dengan baik ataupun
memenuhi kebutuhannya. Kekurangan energi listrik dapat menggangu
aktivitas manusia. Oleh sebab itu kesinambungan dan ketersediaan energi
listrik semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk dan
kemajuan teknologi serta informasi.
Peningkatan penggunaan energi listrik dapat dijadikan sebagai indikator
menigkatnya kemakmuran suatu masyarakat. Namun pada waktu yang sama
timbul masalah dalam upaya penyediaannya. Perkembangan teknologi dan
perindustrian serta pertumbuhan penduduk yang pesat membuat kebutuhan
akan listrik terus meningkat setiap tahunnya. Semua keperluan baik dari skala
rumah tangga hingga skala industri besar membutuhkan listrik sebagai
energinya. Meskipun demikian hendaknya para pelaku industri maupun
rumah tangga mampu mengurangi konsumsi energi dan menggunakannya
secara efisien, selain sebagai upaya hemat biaya hal itu juga mencegah
terjadinya krisis energi secara global. Listrik PLN dihasilkan dari berbagai
sumber pembangkit dari mulai air, minyak, nuklir, panas bumi, dan juga salah
satu energi terbarukan yaitu solar cell (modul surya/tenaga matahari).
Untuk mengatasi masalah tersebut, dibutuhkanlah energi yang dihasilkan
dari cara alternatif. Salah satunya adalah genset yang dapat di pergunakan
untuk rumah – rumah ataupun toko sebagai pengganti daya utama yang
berbahan bakar fosil. Oleh karena itu alternatifnya adalah menggunakan gas
generator sets yang lebih aman dan ramah lingkungan, yang memiliki
dimensi yang lebih kecil, serta biaya perawatan tidak terlalu besar.
2
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat di tarik rumusan masalah,
yaitu :
1. Bagaimana cara kerja sistem dari gas generator set?
2. Bagaimana proses perakitan gas generator set?
3. Bagaimana kinerja keseluruhan dari gas generator set apakah sudah
bekerja dengan optimal?
C. Tujuan Penulisan
Berdasrakan rumusan masalah di atas maka tujuan dari perakitan generator
set mikro berbahan bakar gas, yaitu :
1. Memahami sistem cara kerja dari gas generator set.
2. Memahami proses perakitan dari gas generator set.
3. Melakukan pengujian terhadap kinerja dari gas generator set.
D. Batasan Masalah
Mengingat luasnya masalah dalam menghasilkan generator set mikro, laporan
ini hanya di batasi pada:
1. Terdapat beberapa komponen yang akan di rakit dari gas generator set.
2. Pengujian 1 di fokuskan kepada pengujian turbin dan kompresor untuk
mendapatkan data yang diperoleh. Pengujian 2 merupakan pengujian
sistem keseluruhan dari gas generator set.
3. Bahan bakar yang digunakan pada gas generator sets ini adalah gas
LPG.
E. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang di lakukan dalam tugas akhir yaitu :
1. Studi literatur.
Menghimpun data atau mengumpulkan data tentang turbin dan
kompresor yang kemudian di gunakan sebagai landasan untuk
pengolahan data dan bersumber dari referensi buku-buku, jurnal, internet
3
2. Studi observasi.
Menghimpun data atau mengumpulkan data dengan cara penulisan
melalui pengujian langsung terhadap turbin dan kompresor.
F. Sistematika Penulisan
Dalam laporan tugas akhir di susun dengan sistematika penulisan sebagai
berikut :
Bab I PENDAHULUAN
Bab ini membahas latar belakang,rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penulisan, metode pengumpulan data dan
sistematika penulisan.
Bab II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas teori – teori yang berhubungan dengan
penelitian ini. Landasan teori yang di bahas meliputi turbin
gas,turbin dan kompresor, dan komponen-komponen yang terdapat
pada gas generator sets.
Bab III METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini di uraikan diagram alir penelitian gas generator
sets .
Bab IV PROSES PERAKITAN DAN PENGUJIAN
Dalam bab ini menguraikan tentang proses perakitan dan
pengujian gas generator sets
Bab V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisikan kesimpulan dari bab-bab sebelumnya dan
saran-saran dari permasalahan yang telah dibahas.
4
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Sejarah Turbin Gas
Turbin gas merupakan penggerak mula pada abad XX. Mulai dikenal pada
awal tahun 1890-an dan berkembang dengan lambat hingga tahun 1930-an.
Pada Perang Dunia II, terutama pada akhir Perang Dunia II Inggris dan
Jerman Telah mengembangkannya dengan pesat. Akhirnya dipakai untuk
penerbangan komersial dengan keuntungan jarak tempuh, kecepatan,
penggunaan bahan bakar yang ekonomis, kenyamanan penumpang dan lain-
lain. Untuk beberapa dekade, turbin gas dipakai untuk pesawat seperti juga
digunakan untuk lebih luas seperti sumber tenaga kapal, kereta api, truk dan
bus.
Gambar 2.1 Bagian Utama Turbin Gas[2].
Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik
berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya.
Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin
yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang
menggerakkan beban (generator listrik, pompa, kompresor atau yang
lainnya). Turbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin
gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu
kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Temperatur gas pembakaran yang
masuk sekitar 450 C dengan tekanan 45 atm dan kompresornya langsung
5
digerakkan oleh turbin. Selanjutnya, perkemban gan sistem turbin gas
berjalan lambat hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalami
perkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesar lebih kurang 15
%. Pesawat pancar gas yang pertama diselesaikan oleh “British”.
Thomson Houston Co” pada tahun 1937 sesuai dengan konsepsi Frank
Whittle (tahun 1930). Saat ini sistem turbin gas telah banyak diterapkan untuk
berbagai keperluan seperti mesin penggerak generator listrik, mesin industri,
pesawat terbang dan lainnya. Sistem turbin gas dapat dipasang dengan cepat
dan biaya investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan instalasi
turbin uap dan motor diesel untuk pusat tenaga listrik.
Saat ini, turbin gas mikro telah banyak diaplikasi pada banyak bidang,
diantaranya digunakan sebagai pembangkit daya. Sebagai penggerak mula
dengan dasar mesin turbo, unjuk kerja mesin turbo sangat berpengaruh
terhadap unjuk kerja sistem dan dapat merepresentasikan unjuk kerja sistem
secara keseluruhan. Pada operasinya, komponen turbomachine pada turbin
gas mikro dapat berputar hingga mencapai 100.000 rpm. Operasi pada turbin
gas terlebih dahulu dimulai dengan penyalaan awal yang dilakukan dengan
bantuan blower sampai titik dimana kompresor secara mandiri dapat
memenuhi kebutuhan udara yang diperlukan[2] .
B. Siklus Turbin Gas
Gas panas yang keluar dari pembakar atau reaktor berpendingin gas dapat
dipakai langsung sebagai fluida kerja. Caranya adalah dengan membuat gas
panas itu berekspansi melalui turbin gas, atau memanfaatkannya secara tak
langsung untuk memanaskan fluida kedua yang berfungsi sebagai fluida
kerja. Untuk masing – masing kasusu ini, yaitu siklus langsung atau siklus tak
langsung, atau bisa juga mempunyai siklus terbuka dan tertutup. Berikut ini
beberapa kemungkinan kombinasi itu :
6
1. Siklus terbuka langsung
(a)
(b)
Gambar 2.2 Bagian Siklus Turbin Gas Terbuka Langsung (a)Satu Poros
dan (b) Dua Poros[1].
Skematika dari siklus terbuka terlihat pada Gambar II-2 . Gas
masuk ke kondensor pada titik 1, dan di mampatkan pada titik 2. Gas itu
lalu masuk ke ruang bakar atau reaktor, dan menerima kalor pada
tekanan tetap (ideal) di situ lalu keluar dalam keadaan panas pada titik 3.
Dari situ gas itu lalu berekspansi melalui turbin ke 4. Gas buang panas
yang keluar bercampur dengan udara atmosfer di luar siklus, dan
masukan udara dingin yang baru ditarik pada titik 1. Kompresor
mendapat daya dari turbin . daya berguna juga dapat dihasilkan oleh
turbin itu atau oleh gas yang berkespansi selanjutnya di dalam nosel yang
menghasilkan gaya dorong (propulsi) terhadap wahana yang membawa
instalasi itu, misalnya pesawat terbang jet. Oleh karena siklus ini siklus
terbuka, fluida kerja yang dapat digunakan hanyalah udara (dibumi).
7
2. Siklus terbuka tak langsung
Gambar 2.3 Bagian Siklus Turbin Gas Terbuka Tak Langsung [1]
Unsur – unsur siklus terbuka tak langsung serupa dengan siklus terbuka
langsung, kecuali disini udara merupakan fluida sekunder yang menerima
kalor dari bahan pendingin primer di dalam penukar kalor. Siklus ini
cocok untuk di gunakan di tempat – tempat dimana udara tidak boleh
menerima udara secara langsung karena pertimbangan lingkungan,
misalnya dari reaktor nuklir karena radio aktivitasnya dapat menyebar ke
atmosfer. Namun, perlu di catat bahwa reaktor nuklir sebaiknya
menggunakan siklus tertutup.
3. Siklus tertutup langsung
Pada siklus tertutup gas pendingin di panaskan di dalam reaktor,
berekspansi melalui turbin, didinginkan di dalam penukar kalor dan di
kompresi kembali reaktor. Siklus ini dapat juga menggunakan gas lain,
bukan hanya udara.
8
Gambar 2.4 Bagan Siklus Turbin Gas Tertutup Langsung [1]
Tidak ada buangan gas radioaktif yang dibuang ke atmosfer dalam
operasi normal. Siklus tertutup memungkinkan fluida kerja di tekan
sehingga volumenya mngecil dan mesin – mesin rotasinya juga lebih
kecil. Fluida kerja yang paling cocok untuk ini adalah helium[1].
C. Siklus Ideal Turbin Gas
Siklus ideal untuk kerja turbin gas adalah siklus brayton . Siklus ini terdiri
atas dua proses adiabatikl maupun balik menjadi isentropik dan dua proses
tekanan tetap. Udara atmosper dikompresikan oleh kompresor sehingga
terjadi perubahsn tekanan dari P1 ke P2 dan kemudian mengalirkannya
keruang bakar dimana didalamnya diinjeksikan bahan bakar sehingga dengan
adanya suhu dan tekanan ruang bakar maka terjadilah pembakaran.
Pembakaran terjadi pada tekanan konstan P2. System in pembangkit turbin gas
yang sesuai dengan siklus brayton dapat dilihat pada Gambar II-5 dibawah
ini:
Gambar 2.5 Siklus Brayton.[1]
9
Keterangan:
1-2: Kompresi secara Isentropis
2-3: Penambahan panas pada tekanan konstan
3-4: Ekspansi secara isentropis
4-1: Penurunan kalor pada tekanan konstan
Didalam siklus turbin gas ini udara atmosfer dikompresikan dengan suatu
putaran kompresor (proses 1-2) dari tekanan P1 ke tekanan P2. dan kemudian
dialirkan keruang bakar atau pembakaran dimana bahan bakarnya kemudian
diinjeksikan dan setelah itu mengalami proses pembakaran. Pembakaran
berlangsung pada tekanan konstan P2. suhu akhir gas setelah mengalami
pembakaran menjadi T3 berekspansi dalam sebuah turbin gas mencapai tekanan
atmosfer dengan menghasilkan kerja, dan sebagian kerja tersebut dipergunakan
untuk menggerakan kompresor dan sisanya untuk kerja yang berguna[1].
1. Prinsip Kerja Micro Gas Turbine (MGT)
Dalam instalasi turbin gas terdapat tiga komponen utama, yaitu
kompresor, ruang bakar, dan turbin. Berikut ini adalah gambar dari prinsip
kerja dari turbin gas yang ditunjukkan pada gambar II-6.
Gambar 2.6 Prinsip Kerja Instalasi Turbin Gas Mikro[2].
10
Prinsip kerja turbin gas mikro pada dasarnya sama dengan proses kerja
turbin gas pada umumnya seperti yang terlihat pada gambar II-6. dimulai dari
udara yang dihisap ke dalam inlet house kompresor. Udara yang telah
termampatkan dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam ruang bakar
(combustion chamber). Ruang bakar pada MGT berbeda pada turbin gas pada
umumnya dimana ruang bakar tidak sejajar pada poros turbin dan kompresor
seperti terlihat pada gambar II-6. Ruang bakar MGT dibuat terpisah dari
kesatuan unit turbocharge atau tidak sejajar sumbu poros. Didalam ruang
bakar tersebut fluida kerja dicampur dengan bahan bakar yang berupa
Liquified Petroleum Gas (LPG)[2].
D. Siklus Aktual Turbin Gas
Dalam operasinya, turbin gas mengalami penyimpangan sehingga mengubah
siklus teoritik atau idealnya ini dikarenakan beberapa faktor yang dapat
mengakibatkan perubahan keadan aliran ideal, sebagai berikut :
1. Inefesiensi kompresi dan ekspansi yang mengakibatkan garis isentropik
berbelok ke kanan.
2. Kerugian tekanan selama penambahan dan pembuangan panas yang
menyebabkan garis tekanan konstan menurun.
3. Variasi panas jenis, karena Cp untuk udara dan gas buang pembakaran
bervariasi terhadap temperatur mengakibatkan turbin memerlukan
penurunan temperaturdalam kompresor.
Cp = 0.24+0.00005T1 (2.6)
Gambar 2.7 Diagram Siklus Brayton Aktual [1]
11
4. Variabel laju aliran massa.
5. Inefisiensi pembakaran. Pembakaran yang kurang sempurna dari bahan
bakar akan mengurangi panas yang di bebaskan.
6. Beban aksesoris mesin. Aksesoris seperti pompa minyak danbahan bakar
akan menambah beban turbin sehingga mengurangi efisiensi siklus.
Dengan demikian siklus brayton akan mengalami perubahan yang dapat di lihat
dalam grafik diatas[1].
E. Bahan Bakar Gas
Gas merupakan bahan bakar yang paling bersih dan praktis. Bila
pengaturan campuran udaranya baik maka tidak akan menimbulkan asap
hitam dan tidak berbau. Pembakaran sempurna dapat dicapai hanya dengan
memberikan sedikit excess air, sehingga efisiensi pembakaran naik dan
pengaturan kebutuhan kalor diatur dengan mudah. Bila nilai panas dari bahan
bakar padat dan cair biasanya dinyatakan dalam Btu/lb untuk bahan bakar gas
dinyatakan dalam Btu/cuft pada tekanan dan temperatur normal.
Macam-macam bahan bakar gas :
1. Gas Alam atau Gas Bumi
2. Liquified Petroleum Gas (LPG)
3. Coke Oven Gas
4. Producer Gas
5. Water Gas
6. Biogas
7. Hidrogen
Liqued petroleum gas (LPG) merupakan campuran dari berbagai
hidrokarbon yang di kenal sebagai butana, propana, isobutana,atau
campuranantara butana dengan propana, sebagai hasil sampingan minyak
mentah, berbentuk gas. Dengan menambah tekanan atau menurunkan
suhunya membuat menjadi cairan [6].
Nilai kalor (Heating Value HV) merupakan jumlah energi yang
dilepaskan ketika suatu bahan bakar dibakar secara sempurna dalam suatu
proses aliran tunak (steady) dan produk dikembalikan lagi ke keadaan dari
12
reaktan. Besarnya nilai kalor dari suatu bahan bakar sama dengan harga
mutlak dari entalpi pembakaran bahan bakar. Jenis nilai kalor ada 2, yaitu :
1. Higher Heating Value (HHV), yaitu nilai kalor atas. Nilai kalor atas
ditentukan pada saat H2O (Dihidrogen Monoksida atau air) pada produk
pembakaran berbentuk cairan.
2. Lower Heating Value (LHV), yaitu nilai kalor bawah. Nilai kalor bawah
ditentukan pada saat H2O (Dihidrogen Monoksida atau air) pada produk
pembakaran berbentuk gas.
Tabel II.1 Nilai Kalor dan Massa Jenis Beberapa Bahan Bakar [7]
Bahan bakar HHV LHV Masa Jenis
MJ/kg MJ/kg MJ/kg
Karbon Monoksida (CO) 10,9 10,9 1,165
Metana (CH4) 55,5 55,1 0,667
Gas Alam 42,5 38,1 0,708
Propana (C3H8) 48,9 45,8 1,833
Bensin (umumnya adalah
Oktana (C8H18)) 46,7 42,5 -
Solar (umumnya adalah
dodekana (C12H26)) 45,9 43 -
Hidrogen (H2) 141,9 120,1 0,084
Producer Gas 5,81 5,3 1,089
F. Komponen-Komponen Pada Gas Generator Sets
Ada beberapa komponen yang digunakan pada gas generator set yaitu:
1. Accumulator
Accumulator merupakan sebuah alat yang dapat menyimpan energi
(umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Sistem ini biasanya
terdapat pada mesin yang mempunyai sistem kelistrikan di mana baterai
sebagai sumber tegangan sehingga mesin tidak dapat dihidupkan tanpa
baterai. Hampir semua baterai menyediakan arus listrik tegangan rendah
(12 V) untuk sistem pengapian. Dengan sumber tegangan baterai akan
13
terhindar kemungkinan terjadi masalah dalam menghidupkan awal
mesin, selama baterai, rangkaian dan komponen sistem pengapian
lainnya dalam kondisi baik. Arus listrik DC (Direct Current) dihasilkan
dari baterai (Accumulator). Baterai tidak dapat menciptakan arus listrik,
tetapi dapat menyimpan arus listrik melalui proses kimia. Pada umumnya
baterai yang digunakan pada sepeda motor ada dua jenis sesuai dengan
kapasitasnya yaitu baterai 6 volt dan baterai 12 volt[3].
Gambar 2.8 Accumulator
(Sumber : dokumentasi pribadi)
Di dalam baterai terdapat sel-sel yang jumlahnya tergantung pada
kapasitas baterai itu sendiri, untuk baterai 6 volt mempunyai tiga buah sel
sedangkan baterai 12 volt mempunyai enam buah sel yang berhubungan
secara seri dan untuk setiap sel baterai menghasilkan tegangan kurang
lebih sebesar 2,1 volt. Sementara untuk setiap sel terdiri dari dua buah
pelat yaitu pelat positif dan pelat negatif yang terbuat dari timbal atau
timah hitam (Pb). Pelat-pelat tersebut disusun bersebelahan dan diantara
pelat dipasang pemisah (Separator) sejenis bahan non konduktor dengan
jumlah pelat negatif lebih banyak dibandingkan dengan pelat positif
untuk setiap sel baterainya[3].
2. Koil
Koil berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik dari aki sebesar 12
volt menjadi ribuan volt. Arus listrik yang besar ini disalurkan ke busi,
sehingga busi mampu meletikkan pijaran bunga api Untuk menghasilkan
percikan, listrik harus melompat melewati celah udara yang terdapat di
14
antara dua elektroda pada busi. Karena udara merupakan isolator
(penghantar listrik yang jelek), tegangan yang sangat tinggi dibutuhkan
untuk mengatasi tahanan dari celah udara tersebut, juga untuk mengatasi
sistem itu sendiri dan seluruh komponen sistem pengapian lainnya. Koil
pengapian mengubah sumber tegangan rendah dari baterai atau koil
sumber (12 V) menjadi sumber tegangan tinggi (10 KV atau lebih) yang
diperlukan untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah
busi dalam sistem pengapian. Pada koil pengapian, kumparan primer dan
sekunder digulung pada inti besi. Kumparan-kumparan ini akan
menaikkan tegangan yang diterima dari baterai[3]
Gambar 2.9 Koil
(sumber: dokumentasi pribadi)
menjadi tegangan yang sangat tinggi melalui induksi elektromagnetik.
Inti besi dikelilingi kumparan yang terbuat dari baja silicon tipis.
Terdapat dua kumparan yaitu sekunder dan primer di mana lilitan primer
digulung oleh lilitan sekunder. Untuk mencegah terjadinya hubungan
singkat (short circuit) maka antara lapisan kumparan disekat dengan
kertas khusus yang mempunyai tahanan sekat yang tinggi. Ujung
kumparan primer dihubungkan dengan terminal negatif primer,
sedangkan ujung yang lainnya dihubungkan dengan terminal positif
primer. Kumparan sekunder dihubungkan dengan cara serupa di mana
salah satunya dihubungkan dengan kumparan primer lewat (pada)
15
terminal positif primer yang lainnya dihubungkan dengan tegangan tinggi
melalui suatu pagas dan keduanya digulung[3].
Gambar 2.10 Rangkaian Primer Ketika Platina Tertutup[3].
Medan magnet akan dibangkitkan pada saat arus mengalir pada gulungan
(kumparan) primer. Garis gaya magnet yang dibangkitkan pada inti besin
berlawanan dengan garis gaya magnet dalam kumparan primer.
Gambar 2.11 Rangkaian Primer Ketika Platina Terbuka[3].
Arus yang mengalir pada rangkaian primer tidak akan segera mencapai
maksimum, karena adanya perlawanan oleh induksi diri pada kumparan
primer. Diperlukan waktu agar arus maksimum pada rangkaian primer
dapat tercapai. Bila arus mengalir dalam kumparan primer dan kemudian
arus tersebut diputuskan tiba-tiba, maka akan dibangkitkan tegangan
dalam kumparan primer berupa induksi sendiri sebesar 300 – 400 V,
searah dengan arus yang mengalir sebelumnya. Arus ini kemudian
mengalir dan disimpan untuk sementara dalam kondensor. Apabila
platina menutup kembali maka muatan listrik yang ada dalam kondensor
16
tersebut akan mengalir ke rangkaian, sehingga arus primer segera
menjadi penuh
Gambar 2.12 Hubungan Kumparan Primer
Dan Kumparan Sekunder[3].
Jika dua kumparan disusun dalam satu garis (dalam satu inti besi) dan
arus yang mengalir kumparan primer dirubah (diputuskan), maka akan
terbangkitkan tegangan pada kumparan sekunder berupa induksi sebesar
10 KV atau lebih. Arahnya berlawanan dengan garis gaya magnet pada
kumparan primer.
Gambar 2.13 Terjadinya Tegangan Pada Kumparan Sekunder[3].
Pada saat kunci kontak di-on-kan, arus mengalir pada gulungan primer
(demikian juga saat kunci kontak off) garis gaya magnet yang telah
terbentuk tiba-tiba menghi-lang, akibatnya pada kumparan sekunder
terbangkit tegangan tinggi. Sebaliknya apabila kunci kontak dihubungkan
kembali, makapada kumparan sekunder juga akan dibangkitkan tegangan
dengan arah yang berlawanan dengan pembentukan garis gaya magnet
pada kumparan primer (berlawanan dengan yang terjadi saat arus
diputuskan). Koil pengapian dapat membangkitkan tegangan tinggi
apabila arus primer tiba-tiba diputuskan dengan membuka platina[3].
17
Hubungan antara kumparan primer dan sekunder diperlihatkan pada
diagram di bawah ini.
Gambar 2.14 Diagram Hubungan Antara
Kumparan Primer Dan Sekunder[3].
Besarnya arus primer yang mengalir tidak segera mencapai maksimum
pada saat platina menutup, karena arus tidak segera mengalir pada
kumparan primer. Adanya tahanan dalam kumparan tersebut,
mengakibatkan perubahan garis gaya magnet yang terjadi juga secara
bertahap. Tegangan tinggi yang terinduksi pada kumparan sekunder juga
terjadi pada waktu yang sangat singkat. Besamya tegangan yang
dibangkitkan oleh kumparan sekunder ditentukan oleh faktor-faktor
sebagai berikut:
1) Banyaknya Garis Gaya Magnet
Semakin banyak garis gaya magnet yang terbentuk dalam kumparan,
semakin besar tegangan yang diinduksi.
2) Banyaknya Kumparan
Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin tinggi tegangan yang
diinduksikan.
3) Perubahan Garis Gaya Magnet
Semakin cepat perubahan banyaknya garis gaya magnet yang dibentuk
pada kumparan, semakin tinggi tegangan yang dibangkitkan kumparan
sekunder.
Untuk memperbesar tegangan yang dibangkitkan pada kumparan
sekunder, maka arus yang masuk pada kumparan primer harus sebesar
mungkin dan pemutusan arus primer harus juga secepat mungkin[3].
18
Koil yang digunakan dalam gas generator set adalah koil dengan tipe
canister Tipe ini mempunyai inti besi di bagian tengahnya dan kumparan
sekunder mengelilingi inti besi tersebut. Kumparan primernya berada di
sisi luar kumparan sekunder. Keseluruhan komponen dirakit dalam satu
rumah di logam canister. Kadang-kadang canister diisi dengan oli
(pelumas) untuk membantu meredam panas yang dihasilkan koil.
Kontsruksi tipe canister seperti terlihat
pada gambar 2.15 di bawah ini.
Gambar 2.15 Koil Pengapian Tipe Canister[3].
3. Platina
Platina pada sistem pengapian berfungsi untuk memutushubungkan
tegangan baterai ke kumparan primer. Platina bekerja seperti switch
(saklar) yang menyalurkan supply listrik ke kumparan primer koil dan
memutuskan aliran listrik untuk menghasilkan induksi. Pembukaan dan
penutupan platina digerakkan secara mekanis oleh cam/nok yang
menekan bagian tumit dari platina pada interval waktu yang ditentukan.
19
Gambar 2.16 Konstruksi Platina[3].
Pada saat poros berputar maka nok akan mendorong lengan platina
kearah kontak membuka dan selanjutnya apabila nok terus berputar lebih
jauh maka platina akan kembali pada posisi menutup demikian
seterusnya. Pada waktu platina menutup, maka arus mengalir ke
rangkaian primer sehingga inti besi pada koil pengapian akan jadi
magnet. Saat platina membuka, maka kemagnetan inti besi akan hilang
dengan tiba-tiba. Kehilangan kemagnetan pada inti besi tersebut akan
dapat membangkitkan tegangan tinggi (induksi) pada kumparan
sekunder. Tegangan tinggi akan disalurkan ke busi, sehingga timbul
loncatan bunga api pada celah elektroda busi untuk membakar campuran
bensin dan udara pada akhir langkah kompresi. Permukaan kontak
platina dapat terbakar oleh percikan bunga api tegangan tinggi yang
dihasilkan oleh induksi diri pada kumparan primer, oleh karena itu
platina harus diperiksa dan diganti secara periodis. Karena platina sangat
penting untuk menentukan performa sistem pengapian (konvensional),
maka dalam pemeriksaannya perlu memperhatikan hal-hal sebagai
berikut;
A. Tahanan Kontak Platina
Oksidasi/kerak kotoran yang terjadi pada permukaan permukaan
platina akan semakin bertambah dan semakin buruk sebanding umur
pemakaiannya. Bertambahnya lapisan oksidasi membuat permukaan
platina semakin kasar/kotor dan memperbesar tahanannya, sehingga
aliran arus pada rangkaian primer koil menjadi berkurang[3].
20
B. Celah Tumit Ebonit
Untuk menghindari aus yang terlalu cepat, sebaiknya beri gemuk
pada tumit ebonit tersebut. Jika tumit ebonit aus dapat menyebabkan
platina tidak bisa terbuka saat cam berputar sehingga sehingga tidak
akan terjadi loncatan bunga api dan mesin bisa mati.
Gambar 2.17 Tumit Ebonit[3].
C. Sudut Dwell
Sudut pengapian merupakan sudut yang diperlukan untuk satu kali
pengapian pada satu silinder motor. Di mana secara detail dapat
diterangkan sebagai sudut putar nok/cam saat platina mulai
membuka sampai platina mulai membuka pada tonjolan nok/kam
berikutnya
Gambar 2.18 Perbedaan Sudut Pengapian Dengan Sudut Dwell[3]
Berdasarkan gambar 2.18 sudut dwell adalah lamanya posisi
platina dalam keadaan menutup. Oleh karena Dengan memperbesar celah
platina sudut dwell menjadi kecil, dan sebaliknya bila celah platina
diperkecil maka sudut dwell akan menjadi besar. Sudut dwell yang terlalu
besar dapat menyebabkan kemungkinan percikan busi pada sistem
21
pengapian terlambat, putaran mesin kasar, tidak optimalnya fungsi
kondenser, dan sebagainya. Sedangkan sudut dwell yang terlalu kecil,
dapat menyebabkan kemungkinan percikan bunga api yang lemah/kecil,
mesin overheating (mesin teralu panas), performa mesin jelek dan
sebagainya[3].
D. Kondensor
Saat arus primer mengalir akan terjadi hambatan pada arus tersebut,
hal ini disebabkan oleh induksi diri yang terjadi pada waktu arus
mengalir pada kumparan primer. Induksi diri tidak hanya terjadi pada
waktu arus primer mengalir, akan tetapi juga pada waktu arus primer
diputuskan oleh platina saat mulai membuka. Pemutusan arus primer
yang tiba-tiba pada waktu platina membuka, menyebabkan bangkitnya
tegangan tinggi sekitar 500 V pada kumparan primer. Induksi diri
tersebut, menyebabkan sehingga arus prima tetap mengalir dalam bentuk
bunga api pada celah kontak. Hal ini terjadi karena gerakan pemutusan
platina cenderung lebih lambat dibanding gerakan aliran listrik yang
ingin terus melanjutkan alirannya ke masa/ground. Jika terjadi loncatan
bungai api pada platina tersebut saat platina mulai membuka, maka
pemutusan arus primer tidak terjadi dengan cepat, padahal tegangan yang
dibangkitkan pada kumparan sekunder naik bila pemutusan arus primer
lebih cepat. Untuk mencegah terjadinya loncatan bunga api pada platina
seperti percikan api pada busi, maka dipasang kondensor pada rangkaian
pengapian. Pada umumnya kondensor dipasang (dirangkai) secara paralel
dengan platina[3].
Gambar 2.19 Kondensor[3].
22
E. Busi
Tegangan tinggi yang dihasilkan oleh kumparan sekunder koil
pengapian, setelah melalui rangkaian tegangan tinggi akan dikeluarkan
diantara elektroda tengah (elektroda positif) dan elektroda sisi (elektro
dan negatif) busi berupa percikan bunga api. Tujuan adanya busi dalam
hal ini adalah untuk mengalirkan pulsa atau arus tegangan tinggi dari
tutup (terminal) busi ke bagian elektroda tengah ke elektroda sisi
melewati celah udara dan kemudian berakhir ke masa (ground)[3].
Gambar 2.20 Busi
(sumber: dokumentasi pribadi)
Busi merupakan bagian (komponen) sistem pengapian yang bisa
habis, dirancang untuk melakukan tugas dalam waktu tertentu dan harus
diganti dengan yang baru jika busi sudah aus atau terkikis. Adapun
parameter-parameter yang terdapat pada busi antara lain :
a. Kontruksi busi
Bagian paling atas dari busi adalah terminal yang menghubungkan
kabel tegangan tinggi. Terminal ini berhubungan dengan elektroda
tengah yang biasanya terbuat dari campuran nikel agar tahan
terhadap panas dan elemen perusak dalam bahan bakar, dan sering
mempunyai inti tembaga untuk membantu membuang panas. Pada
beberapa busi elektroda terbuat dari campuran perak, platina,
23
paladium atau emas. Busi-busi ini dirancang untuk memberikan
ketahanan terhadap erosi yang lebih besar serta bisa tetap bagus.
Gambar 2.21 Kontruksi Busi[3].
Elektroda tengah melewati isolator (penyekat) keramik yang terdapat
pada bagian luarnya. Isolator ini berfungsi untuk melindungi elektroda
tengah dari kebocoran listrik dan melindungi dari panas mesin. Untuk
mencegah kebocoran gas terdapat seal (perapat) antara elektroda
tengah dengan isolator dan antara isolator dengan bodi busi. Bodi busi
dibuat dari baja dan biasanya diberi plat nikel untuk mencegah korosi.
Bagian atas luar bodi berbentuk hexagon (sudut segi enam) yang
berfungsi untuk mengeraskan (memasang) dan mengendorkan
(membuka) busi. Pada bagian bawahnya dibuat ulir agar busi bisa
disekrupkan (dipasang) ke kepala silinder. Pada bagian ujung bawah
busi terdapat elektroda sisi atau elektroda negatif. Elektroda ini dilas
ke bodi busi untuk jalur ke masa saat terjadi percikan. Terdapat dua
tipe dudukan (seat) busi yaitu berbentuk datar dan kerucut. Dudukan
busi merupakan bagian dari bodi busi pada bagian atas ulir yang akan
bertemu/berpasangan dengan kepala silinder. Jika dudukan businya
berbentuk datar, maka terdapat cincin perapat (sealing washer),
sebaliknya jika dudukannya berbentuk kerucut maka tidak
memerlukan cincin perapat[3].
24
b. Tingkat Panas Busi
Elektroda busi harus dipertahankan pada suhu kerja yang tepat, yaitu
antara 4000C sampai 8000C. Bila suhu elektroda tengah kurang dari
4000C, maka tidak akan cukup untuk membakar endapan karbon yang
dihasilkan oleh pembakaran sehingga karbon tersebut akan melekat
pada permukaan insulator, sehingga akan menurunkan tahanan dengan
rumah-nya. Akibatnya, tegangan tinggi yang diberikan ke elektroda
tengah akan menuju ke massa tanpa meloncat dalam bentuk bunga api
pada celah elektroda, sehingga mengakibatkan tarjadinya kesalahan
pembakaran (misfiring). Bila suhu elektroda tengah melebihi 8000C,
maka akan terjadi peningkatan kotoran oksida dan terbakarnya
elektroda tersebut. Pada suhu 9500C elektroda busi akan menjadi
sumber panas yang dapat membakar campuran bahan bakar tanpa
adanya bunga api, hal ini disebut dengan istilah pre-ignition yaitu
campuan bahan bakar dan udara akan terbakar lebih awal karena
panas elektroda tersebut sebelum busi bekerja memercikkan bunga api
(busi terlalu panas sehingga dapat membakar campuran dengan
sendirinya). Jika terjadi pre-ignition, maka daya mesin akan turun,
karena waktu pengapian tidak tepat dan elektroda busi atau bahkan
piston dapat retak, leleh sebagian atau bahkan lumer. Busi yang ideal
adalah busi yang mempunyai karakteristik yang dapat beradaptasi
terhadap semua kondisi operasional mesin mulai dari kecepatan
rendah sampai kecepatan tinggi. Seperti disebutkan di atas busi dapat
bekerja dengan baik bila suhu elektroda tengahnya sekitar 4000C
sampai 8000C. Pada suhu tersebut karbon pada insulator akan terbakar
habis. Batas suhu operasional terendah dari busi disebut dengan self-
cleaning temperature (busi mencapai suhu membersihkan dengan
sendirinya), sedangkan batas suhu tertinggi disebut dengan istilah pre-
ignition[3].
25
Gambar 2.22 Pengaruh Suhu Operasional Busi[3].
Tingkat panas dari suatu busi adalah jumlah panas yang dapat
disalurkan/dibuang oleh busi. Busi yang dapat menyalur-
kan/membuang panas lebih banyak dan lebih cepat disebut busi dingin
(cold type), karena busi itu selalu dingin, sedangkan busi yang lebih
sedikit/susah menyalurkan panas disebut busi panas (hot type), karena
busi itu sendiri tetap panas. Pada busi terdapat kode abjad dan angka
yang menerang-kan struktur busi, karakter busi dan lain-lain. Kode-
kode tersebut berbeda-beda tergantung pada pabrik pembuatnya, tetapi
biasanya semakin besar nomomya menunjukkan semakin besar
tingkat penyebaran panas; artinya busi makin dingin. Semakin kecil
nomornya, busi semakin panas.
Gambar 2.23 Tingkat panas busi (a), busi dingin
(b) busi sedang, dan (c) busi panas[3].
26
Panjang insulator bagian bawah busi dingin dan busi panas
berbeda seperti ditunjukkan gambar di atas. Busi dingin mempunyai
insulator yang lebih pendek seperti pada Gambar 2.23 bagian (a),
karena permukaan penampang yang berhubungan dengan api sangat
kecil dan rute penyebaran panasnya lebih pendek, jadi penyebaran
panasnya sangat baik dan suhu elektroda tengah tidak naik terlalu
tinggi, oleh sebab itu jika dipakai busi dingin pre ignition lebih sulit
terjadi. Sebaliknya karena busi panas mempunyai insulator bagian
bawah yang lebih panjang, maka luas permukaan yang berhubungan
dengan api lebih besar, rute penyebaran panas lebih panjang,
akibatnya temperatur elektroda tengah naik cukup tinggi dan self-
cleaning temperature dapat dicapai lebih cepat, meskipun pada
kecepatan yang rendah dibandingkan dengan busi dingin[3].
c. Tipe-Tipe Busi
Adapun beberapa tipe-tipe busi, diantaranya adalah sebagai berikut ;
1) Busi Tipe Standar
Busi dengan ujung elektroda tengah saja yang menonjol
keluardari diameter rumah yang berulir (threaded section) disebut
busi standar. Ujung insulator (nose insulator) tetap berada di
dalamnya (tidak menonjol).
Gambar 2.24 Busi Standar[3].
27
Tipe busi ini biasa-nya cocok untuk mesin-mesin dengan tahun
pembuatan tahun tua.
2) Busi Tipe Resistor
Busi dengan tipe resistor merupakan busi yang dibagian dalam
elektroda tengah dekat daerah loncatan api dipasangkan
(disisipkan) sebuah resistor (sekitar 5 kilo ohm). Tujuan
pemasangan resistor tersebut adalah untuk memperlemah
gelombang-gelombang elektromagnet yang ditimbulkan oleh
loncatan pengapian, sehingga bisa mengurangi gangguan
(interferensi) radio dan peralatan telekomunikasi yang dipasang
disekitarnya maupun yang dipasang pada mobil lain[3].
Gambar 2.25 Busi Tipe Resistor.[3]
3) Busi Dengan Elektroda Yang Menonjol (Projected Nose Type)
Busi dengan elektroda yang menonjol maksudnya adalah busi
dengan ujung elektroda tengah dan ujung insulator sama-sama
menonjol keluar. Suhu elektroda akan lebih cepat naik dibanding
tipe busi standar karena busi tipe ini menonjol ke ruang bakar,
sehingga dapat membantu menjaga busi tetap bersih. Selain itu,
pada putaran mesin yang tinggi, efek pendinginan yang datang
dari campuran bahan bakar (bensin) dan udara akan meningkat,
28
sehingga dapat juga membantu menjaga busi beroperasi dalam
suhu kerjanya. Hal ini akan mempunyai kecenderungan
mengurangi pre-ignition. Busi tipe ini cocok untuk Mesin-mesin
modern namun tertentu saja. Oleh karena itu, hindari penggunaan
busi tipe ini pada mesin yang tidak direkomendasikan karena
dapat menyebabkan gangguan pada katup maupun piston serta
kerusakan mesin[3].
Gambar 2.26 Tipe Busi Dengan
Elektroda Yang Menonjol[3].
Busi dengan Elektroda Platinum Kemampuan pengapian yang
telah dijelaskan juga berlaku untuk busi dengan ujung elektroda
platinum. Ujung elektroda tengah dan elektroda masa dilapisi
dengan lapisan platinum untuk memperpanjang umur busi. Tipe
busi ini sudah beredar dan sering digunakan meskipun harganya
lebih mahal. Perbedaannya dengan busi biasa yaitu sebagai
berikut:
1) Untuk menyempurnakan kemampuan pengapian, maka
diameter elektroda tengahnya diperkecil sampai 1,1 mm (busi
biasa diameter elektrodanya 2,5 mm), dan celah elektroda
busi dengan platinum adalah 1,1 mm.
2) Ujung elektroda dilapisi dengan platinum untuk mengurangi
keausan elektroda, hal ini membuat waktu pemeriksaan dan
penyetelan celah elektroda menjadi semakin lama, sampai
100.000 km[3].
29
3) Lebar bidang rata bagian segi enamnya diperkecil dari 20,6
mm pada busi biasa, menjadi 16 mm (busi platinum) dengan
tujuan untuk mengurangi berat dan ukurannya serta
meningkatkan pendinginan busi.
4) Untuk mempermudah membedakan busi ini dengan busi
biasa tanpa membukanya dari mesin, maka busi platinum
biasanya ditandai dengan 3-5 garis biru tua atau merah
mengelilingi insulatornya[3].
Gambar 2.27 Busi Platinum[3].
F. Alternator
Mesin listrik pada dasarnya adalah suatu peralatan yang digunakan
untuk konversi energi, yaitu dari energi mekanik menjadi energi listrik,
energi listrik menjadi energi mekanik, atau dari energi listrik ke energi
listrik dalam level tegangan yang lain. Fungsi ini sangat erat kaitannya
dengan medan magnet sebagaimedium dalam proses pengubahan energi.
Hampir semua energi listrik dibangkitkan dengan menggunakan mesin
sinkron. Generator sinkron adalah mesin sinkron yang digunakan untuk
mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Generator sinkron dapat
berupa generator sinkron tiga fase atau generator sinkron AC satu fase
tergantung dari kebutuhan. Secara garis besar, generator memiliki 2
komponen utama yaitu stator dan rotor yang menentukan jenis dan
karakteristik generator. Rotor terbuat dari besi karbon yang ditempatkan
30
magnet permanen (NdFeB) pada permukaannya. Rotor generator diputar
oleh prime mover menghasilkan medan magnet berputar pada mesin[4].
Gambar 2.28 Alternator
(dokumentasi pribadi)
. Medan magnet putar ini menginduksi tegangan tiga fase pada kumparan
stator generator. Rotor pada generator sinkron pada dasarnya adalah
sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat
berupa salient (kutub sepatu) dan non salient (rotor silinder)[4].
G. Inverter
Konverter dc-ac atau biasa disebut inverter adalah suatu alat
elektronik yang berfungsi untuk menghasilkan keluaran ac sinusoidal
dari masukan dc dimana magnitudo dan frekuensinya dapat diatur.
Inverter biasanya banyak digunakan pada kendali mesin ac dan UPS
(Uninterruptible Power Supply). Dilihat dari jenis masukannya, inverter
dibagi menjadi dua macam yaitu VSI (Voltage Source Inverter) dimana
masukannya adalah sumber tegangan dc dan CSI (Current Source
Inverter) dimana masukannya adalah sumber arus dc. Pada prakteknya,
inverter yang lebih sering digunakan adalah VSI sedangkan CSI
penggunaannya terbatas pada kontrol motor ac dengan daya yang sangat
besar[4].
31
Gambar 2.29 Inverter
(sumber : dokumentasi pribadi)
H. Baut dan mur
Baut-baut biasanya digunakan pada lubang-lubeng yang dibor
melalui bagian-bagian yang dikuatkan. Baut ditahan dengan sebuah mur.
Perbedaannya sekrup biasanya pada lubzurg lubang yang berulir tanpa
sebuah mur. Sebuah baut (sekrup) merupakan sebuah batang metal yang
panjang yang melnpunyai sebuah kepala dan sebuah bodi. Kepalanya
biasanya segi 4 atau segi 6 (enam sisi). Sekarang ini banyak orang yang
menggunakan baut yang berkepala segi enam. Batang dari baut
mempunyai rusuk sekrup dan mempunyai rusuk ulir luar yang disebut
"drad" pada ujungnya, puncak rusuk disebut puncak crest., crest atau
ujung drad. Dasar alur disebut dasar drad. Drad-drad dibuat dengan
memotong atau dengan membentuknya sebuah sudut, drad-drad bentuk
die (tap) atau rol adalah lebih kuat daripada drad-drad yang terpotong[6].
Gambar 2.30 Macam-Macam Baut Pengikat[6].
32
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting, untuk
rnencegah kecelakaan at,au kerusakan pada rangkaian mesin, pemilihan
baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksanta untuk
mendapatkan ukuran yang sesuai. Untuk menentukan ukuran baut dan mur
berbagai faktor harus diperhatikan seperti sif'at gaya yang bekerja pada
baut, syarat kerja, kekuatan bahan, kelas ketelitian dan lain sebagainya.
Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dan mur dapat berupa: beban
statis aksial murni, baban aksial bersama dengan beban puntir, beban geser
dan beban tumbukan aksial. Pada umumnya mur mempunyai bentuk segi
enam, tetapi untuk pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk
yang bermacam-macam seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur
mahkota dan mur kuping (telinga). Ring adalah salah satu bagian dari
mesin-mesin yang sangat penting, kadang-kadang disebut juga cincin
penjamin, fungsinya adalah sebagai pembantu ikatan baut-baut dan mur
dengan benda lain di dalam suatu susunan rangkaian mesin. Sambungan
mur dengan cincin sering tidak bisa dipisahkan satu sama lain sehingga
harus menjadi satu bagian/komponen. Berikut ini adalah beberapa bentuk
macam mur dan cincin penjamin:
Gambar 2.31 Macam-Macam Mur [6]
I. Turbocharger
Turbocharger adalah perangkat sederhana tidak lebih dari sekedar
pompa udara yang di gerakkan oleh energi yang tersisa di gas buang saat
mereka keluar dari mesin dari energi yang dilepaskan dalam proses
pembakaran kira – kira satu third masuk sistem ke sistem pendingin satu
diantaranya akan menjadi turn. Crankshaft dan satu lagi dibuang keluar
sebagai panas. Itu adalah sepertiga terakhir yang bisa di gunakan untuk
menyalakan turbo. Pertimbangkan bahwa 200 BHP menyita sekitar 70 jam
yang sepadan dengan panas mentah langsung dari knalpot. Itu adalah
33
jumlah energi yang besar yang bisa dimanfaatkan dengan lebih baik. Jika
dibandingkan dengan melihat kipas angin beroperasi dengan kecepatan 70
horsepower? Dengan demikian tidak sulit membayangkan potensi turbo
untuk memindahkan udara dalam jumlah besar. Sistem turbocharger
terdiri dari turbocharger dan bagian-bagian yang di perlukan untuk
mengintegrasikannya ke dalam operasi mesin. Sistem turbocharger
bukanlah alat sederhana yang buruk. Turbocharger memiliki potensi
murni dan sederhana, lebih besar untuk meningkatkan output daya mesin
daripada perangkat lainnya[6]
Gambar 2.32 Turbocharger[6]
Komponen mesin ini memiliki tiga bagian penting : roda turbin, roda
kompresor dan rumah as. Roda turbin yang bersudu-sudu ini berputar
sehingga memompa udara masuk dalam massa yang padat. Mengingat
komponen ini sering berputar melebihi 80.000 putaran per menit maka
pelumasan yang baik sangat diperlukan.
Turbocharger merupakan sebuah peralatan untuk menambah asupan
udara yang masuk kedalam silinder dengan memanfaatkan energi gas
buang hasil dari pembakaran. Jika sebelumnya udara yang akan
dimasukkan kedalam silinder hanya mengandalkan kevakuman yang
dibentuk dari pergerakan piston saat bergerak dari TMA ke TMB atau saat
langkah hisap, maka dengan turbocharger udara ditekan masuk kedalam
silinder menggunakan kompresor yang diputar oleh turbin yang
digerakkan oleh tenaga dari gas buang hasil pembakaran. Berikut skema
cara kerja turbocharger di kendaraan
34
Gambar 2.33 Skema Cara Kerja Turbocharger Pada Kendaraan [6].
1) Udara masuk melewati saringan udara sebelum memasuki kompresor.
2) Udara kemudian di kompres sehingga menimbulkan kerapatan udara.
3) Turbocharger memiliki pendingin udara (intercooler) yang berfungsi
mendinginkan udara bertekanan untuk meningkatkan ketahanan
terhadap peledakan yang terjadi.
4) Setelah melewati intake manifold udara masuk ke silinder mesin yang
berisi volume maksimum tetap. Karena udara berada pada
pemampatan tinggi masing-masing cylinder bisa mengandung massa
udara yang meningkat. Laju aliran massa udara yang lebih tinggi
memungkinkan laju alir bahan bakar yang lebih tinggi (dengan rasio
udara/bahan bakar yang serupa). Hasil pembakaran menghasilkan
lebih banyak daya yang di hasilkan untuk ukuran atau perpindahan
tertentu.
5) Setelah bahan bakar di bakar di dalam silinder kemudian di keluarkan
pada saat cylinder exhaust masuk ke dalam exhaust manifold.
Untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna, maka diperlukan
tambahan udara yang dialirkan kedalam silinder sejumlah aliran bahan
bakar tertentu. Bila kepekatan udara bertambah sebelum ditambahkan
kedalam silinder, seluruh bahan bakar terbakar dan daya mesin akan
35
bertambah. Untuk itu mesin diesel yang dilengkapi dengan
turbocharger bertujuan untuk memadatkan udara masuk kedalam
silinder mesin. Sehingga daya mesin lebih besar dibandingkan mesin
dimensi yang sama.
6) Gas suhu tinggi kemudian berlanjut ke turbin yang menciptakan
tekanan balik pada mesin yang beratitekanan buang mesin lebih tinggi
dari tekanan atmosfir.
7) Tekanan dan penurunan suhu terjadi yang memanfaatkan energi gas
buang untuk memberi kekuatan yang di perlukan untuk menggerakkan
kompresor[6].
G. Operation Process Chart
Teori yang terdapat pada modul ini, yaitu mencakup ke dalam penjelasan
OPC, APC, struktur produk, dan BOM yang masing-masing memiliki
penjelasan tersendiri. Adapun penjelasan mengenai teori OPC, APC, struktur
produk, dan BOM adalah sebagai berikut :
a. Operation Process Chart (OPC)
Suatu diagram yang menggambarkan langkah-langkah proses yang
dialami oleh bahan baku yang meliputi urutan proses operasi dan
pemeriksaan. Lambang-lambang dari OPC yang digunakan, yaitu:
operasi adalah kegiatan dimana komponen mengalami perubahan karena
dirakit dengan komponen lain, pemeriksaan adalah kegiatan memeriksa
benda atau objek baik-baik dari segi kualitas maupun kuantitas.
Lambang-lambang ditempatkan dalam arah vertikal yang
menunjukan terjadinya perubahan proses. Penomoran terhadap suatu
kegiatan operasi diberikan secara berurutan sesuai dengan urutan operasi
yang dibutuhkan untuk pembuatan produk tersebut atau sesuai dengan
proses yang terjadi. Penomoran terhadap suatu kegiatan pemeriksaan
diberikan secara tersendiri dan prinsipnya sama dengan penomoran untuk
kegiatan operasi. Agar diperoleh gambar peta proses operasi yang baik,
produk biasanya paling banyak memerlukan operasi, harus dipetakan
36
terlebih dahulu, berarti dipetakan dengan garis vertikal disebelah kanan
halaman kertas.
b. Assembly Process Chart (APC)
Assembly process chart (APC) adalah suatu peta kerja yang
menggambarkan langkah-langkah proses perakitan yang akan dialami
oleh komponen produk, berikut pemeriksaan (inspeksi) dari awal sampai
produk jadi selesai dan juga memuat informasi-informasi yang
diperlukan untuk analisa lebih lanjut, seperti waktu yang dihabiskan,
komponen yang digunakan, dan alat-alat yang dipakaiInformasi-
informasi yang bisa dicatat melalui peta proses operasi dapat
memperoleh banyak kegunaan dan manfaat dari APC, antara lain: untuk
menentukan kebutuhan operator, untuk mengetahui kebutuhan tiap
komponen, alat yang menentukan tata letak fasilitas, alat untuk
melakukan perbaikan cara kerja, alat untuk latihan kerja.
c. Struktur Produk
Struktur produk atau bill of material (BOM) didefinisikan sebagai
cara komponen-komponen itu bergabung ke dalam suatu produk selama
proses manufacturing Struktur inverted lebih sedikit sub-assemblies
dibandingkan dengan produk akhir, dan lebih sedikit komponen dan
bahan baku dibandingkan sub-assemblies (berbentuk segitiga terbalik,
dengan bagian atas adalah produk akhir bagian tengah adalah assemblies.
d. Bill Of Material (BOM)
Bill of material (BOM) adalah daftar dari bahan material atau
komponen yang dibutuhkan untuk dirakit, dicampur atau membuat
produk akhir. Jenis-jenis BOM, antara lain phantom bill digunakan untuk
material yang tidak disimpan, tidak dibuat planed order, lead time, lot
size = Lot for lot. Modular Bill digunakan jika suatu produk akan dijual
dengan sejumlah option yang berbeda, BOM explotion akan menghitung
kebutuhan kotor untuk masing-masing komponen[8].
37
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Diagram Alir Penelitian
Berikut dibawah ini adalah urutan atau tahapan diagram alir penelitian
perakitan dan pengujian gas generator set .
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Perakitan Dan Pengujian Gas Generator
Sets.
Mulai
Perakitan gas generator
sets
Kesimpulan
Selesai
Pengujian 2
Ya
Perbaikan
Tidak
Persiapan
komponen
Pengujian 1
Identifikasi
data
38
Berikut ini adalah keterangan dari setiap proses yang dilakukan pada diagran
alir penelitian Perakitan dan pengujian gas generator set.
1. Mulai
Memulai proses manufaktur gas generator set.
2. Identifikasi Data
Memperoleh data dan keterangan dari tim yang bertugas serta melakukan
pengamatan data yang diperoleh.
3. Persiapan Komponen
Persiapan komponen ini dibagi menjadi 2 yaitu komponen yang dibuat dan
dibeli.
4. Pengujian 1
Proses pengujian memfokuskan pada turbin dan kompresor dan
mendapatkan data yang diperoleh serta membandingkan data ideal dan
aktual.
5. Perakitan Gas Generator Set
Perakitan secara keseluruhan generator set mikro seperti pemasangan
ruang bakar, turbin, kompresor, generator, pemipaan, sentrifugal fan,dan
lain-lain.
6. Pengujian 2
Proses pengujian generator set mikro serta menganalisa kinerjanya. Jika
ada beberapa komponen yang belum bekerja dengan optimal, maka akan
dilakukan pengecekan dan perbaikan ulang agar kinerja gas generator set
dapat bekerja dengan optimal.
7. Kesimpulan
Mendapatkan hasil dari kinerja gas generator set serta mencatat hasil-hasil
dan menyimpulkan dari pengujian generator set mikro, seperti pada
kecepatan putar turbin dan kompresor, temperatur ruang bakar,dan lain-
lain. Serta membandingkan aktual dengan ideal.
8. Selesai
Gas generator set dapat bekerja dengan optimal.
39
BAB IV
PROSES PERAKITAN DAN PENGUJIAN
A. Komponen Keseluruhan Gas Generator Sets
Terdapat komponen keseluruhan yang terdapat pada gas generator sets
sebagai berikut :
Gambar 4.1Gambar Keseluruhan Gas Generator Sets.
Keterangan gambar :
1. Rangka.
2. Ruang bakar.
3. Turbocharger.
4. Transision piece.
5. Turbin 2..
6. Dudukan alternator.
7. Blower.
10
11
12
13
14
1
5
4
3
7
2
8
6
15
16
17
9
40
8. Koil.
9. Delco.
10. Motor dc.
11. Kabel busi.
12. Alternator.
13. Aki.
14. Inverter.
15. Gas elpiji.
16. Regulator.
17. Selang gas.
Adapun komponen gas generator set yang dibuat dan dibeli sebagai berikut:
Tabel IV.1 Komponen Gas Generator Sets.
No Nama komponen Qty Keterangan
1. Rangka 1 Dibuat
2. Ruang bakar 1 Dibuat
3. Turbocharger 1 Dibeli
4. Transision piece 1 Dibuat
5. Turbin 2 1 Dibeli
6. Dudukan alternator 3 Dibuat
7. Blower 1 Dibeli
8. Koil 1 Dibeli
9. Delco 1 Dibeli
10. Motor dc 1 Dibeli
11. Kabel busi 2 Dibeli
12. Alternator 1 Dibeli
13. Aki 1 Dibeli
14. Inverter 1 Dibeli
15. Gas elpiji 1 Dibeli
16. Regulator 1 Dibeli
17. Selang gas 1 Dibeli
41
B. Perakitan Gas Generator Sets
Adapun proses perakitan gas generator sets dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar 4.2 Proses Perakitan Komponen Gas Generator Sets.
Keterangan Gambar
1) Perakitan rangka gas generator sets.
2) Pemasangan sistem pengapian.
3) Pemasangan ruang bakar pada rangka.
4) Pemasangan turbocharger pada ruang bakar.
5) Pemasangan turbin 2 pada transision piece.
6) Pemasangan alternator pada dudukan alternator.
7) Pemasangan selang turbocahrger pada ruang bakar.
8) Pemasangan aki pada rangka.
9) Pemasangan inverter pada rangka.
10) Pemasangan regulator gas elpiji.
1
6
2
5 4
3 7 8 9 10
42
1. Peralatan yang digunakan
Adapun beberapa perlengkapan yang digunakan untuk proses
perakitan gas generator sets adalah sebagai berikut :
Tabel IV.2 Peralatan Yang Digunakan Pada Proses Perakitan Gas Generator Sets
No. Nama peralatan
dan komponen
Jumlah Fungsi
1 Kunci pas 7 2 Mengencangkan baut pada motor dc
2 Kunci pas 10 2 Mengencangkan baut dan mur pada
generator dan kabel aki
3 Kunci ring 12 2 Mengencangkan baut dan mur pada
transision piece dan ruang bakar pada
bracket yang terdapat pada rangka
4 Obeng plus 1 Mengencangkan selang pada
turbocharger yang terhubung pada ruang
bakar
5 Obeng min 1 Mengikat clamp slang gas
6 Baut M 10 7 Untuk mengikat generator
7 Mur M 10 7 Untuk mengikat generator
8 Baut M 12 8 Untuk mengikat transision piece
9 Mur M 12 8 Untuk mengikat transision piece
10 Baut M 7 3 Untuk mengikat motor dc
2. Langkah-langkah perakitan gas generator sets
1) Siapkan alat kerja yang akan digunakan
2) Perakitan ruang bakar dan pasang pada bracket yang terdapat pada
rangka dengan kunci 12.
43
Gambar 4.3 Perakitan Ruang Bakar Pada Rangka.
(sumber : dokumentasi pribadi)
3) Setelah ruang bakar terpasang, maka dilanjutkan dengan perakitan
turbocharger pada ruang bakar kemudian ikat dengan baut dan mur
M 12 dan pasang selang ke ruang bakar dengan clamp serta
kencangkan dengan obeng min.
Gambar 4.4 Perakitan Turbocharger Pada Ruang Bakar.
(sumber : dokumentasi pribadi)
4) Perakitan transision piece pada rumah turbin dan ikat dengan mur
dan baut M 12.
Gambar 4.5 Perakitan Transision Piece Pada Turbocharger.
Kencangkan
dengan baut
M 12
Kencangkan
dengan baut dan
mur M 12 Kencangkan
pengikat clamp
Kencangkan
dengan baut dan
mur M 12
44
5) Pemasangan turbin penggerak pada transision piece kemudian ikat
dengan mur dan baut M 12.
Gambar 4.6 Perakitan Turbin Penggerak Pada Transision Piece.
(sumber : dokumentasi pribadi)
6) Perakitan alternator tempatkan dengan bracket alternator dan
kemudian pasang mur dan baut M 10 dan kencangkan.
Gambar 4.7 Perakitan Alternator.
(sumber : dokumentasi pribadi)
7) Pasang aki pada bracket aki yang terdapat pada rangka kemudian
pasang kabel aki dengan baut M 10 dan kabel aki di hubungkan pada
inverter.
Gambar 4.8 Pemasangan Aki Pada Rangka Dan Kabel Terminal.
Kencangkan
dengan baut dan
mur M 12
Ikat dengan
baut dan mur M
10
Pasang kabel
terminal positif
dengan mur M
10
Pasang kabel
terminal negatif
dengan mur M
10
45
8) Pemasangan dan tempatkan inverter pada dudukan inverter yang
terdapat pada rangka
Gambar 4.9 Pemasangan Inverter
(sumber : dokumentasi pribadi)
9) Perakitan rangkaian pemantik koil pada rangka.
Gambar 4.10 Pemasangan Koil Pada Rangka.
(sumber : dokumentasi pribadi)
10) Pemasangan motor dc pada dudukan yang telah di buat dan
kencangkan dengan kunci 7.
Gambar 4.11 Pemasangan Motor Dc Pada Rangka.
Pasang dengan
baut obeng plus
di kanan dan kiri
Ikat dengan mur
dan baut M12
Pasang dan
kencangkan baut
M 7
46
11) Pasang koil dan ikat dengan baut M 10. Kemudian pasang kabel
terminal positif dan negatif pada koil
Gambar 4.12 Pemasangan Koil Dan Kabel Koil Terminal Negatif
Dan Positif.
(sumber : dokumentasi pribadi)
12) Kemudian kencangkan serta hubungkan kabel menuju delco, motor
dc dihubungkan dengan delco dengan menggunakan karet fleksibel.
Gambar 4.13 Pemasangan Karet Kopling Fleksibel Antara Delco
Dan Motor Dc.
(sumber : dokumentasi pribadi
13) Tempatkan dan pasang blower pada inlet kompresor.
Gambar 4.14 Pemasangan Blower
Pada Inlet Kompresor
Kaitkan kabel
positif dan
negatif dan
kencangkan
dengan mur
M10
Hubungksn
delco dengan
motor dc
menggunakan
karet kopling
fleksibel
Tempatkan
blower pada
inlet kompresor
47
C. Pengujian 1
Berikut adalah spesifikasi turbocharger ct 16
Engine displacement : 2494 cm3
Optimum output power : 3600 rpm
Turbocharger : 16 psi
Max flow rate : 1,0-9,4 m3/min
: 0,0233-0,18 m3/s
Berikut ini adalah data dari hasil pengujian turbin dan kompresor, berikut
adalah beberapa data yang didapat berdasarkan pengujian aktual. Langkah-
langkah pengujian sebagai berikut :
Langkah – langkah pengujian 1 turbin dan kompresor
1) Siapkan alat yang akan digunakan kompresor.
2) Tempatkan turbin dan kompresor(turbocharger) pada tempat yang telah
disiapkan.
3) Tempelkan blower pada inlet kompresor.
4) Ukur dengan menggunakan tachometer dengan cara menempatkan di
depan sudu turbin.
Tabel IV. 3 Hasil Pengujian Turbin Dan Kompresor.
Berdasarkan tabel diatas diperoleh hasil dengan rpm 673 dengan tekanan 4
bar, hasil ini cukup baik untuk ukuran turbin dan kompresor¸tetapi untuk
mendapatkan hasil ynag optimum sebesar 3600 rpm harus dengan tekanan
yang lebih dari 4 bar untuk mencapai rpm optimum tersebut.
No. Pengujian Tekanan
(bar)
Putaran
(rpm)
1. Pengujian 1 2 342
2. Pengujian 2 4 673
48
D. Pengujian 2
Sebelum melakukan pengujian ada beberapa hal ynag harus diperhatikan
diantaranya adalah :
1. Pastikan sistem pemantik dapat berfungsi dengan baik.
2. Pastikan bahan bakar dan regulator dapat berfungsi dengan baik, serta
kran regulator kompresor menuju ruang bakar telah dibuka.
3. Persiapkan alat ukur yang akan digunakan.
4. Pastikan tidak ada kebocoran dan kondisi area telah aman.
Jika hal diatas terpenuhi, maka pengujian dapat dilakukan. Berikut adalah
tahapan-tahapan dalam melakukan pengujian gas generator sets :
1. Nyalakan blower yang menuju ruang bakar.
2. Putar regulator gas diangka 1,5 bar dan regulator angin 1,5 bar.
3. Nyalakan busi untuk pembakaran awal pada ruang bakar.
4. Terjadi proses pembakaran pada ruang bakar.
5. Jika telah mencapai stabil maka dilakukan pencatatan data yang
diperoleh.
6. Jika pengambilan data telah selesai maka matikan mesin dengan cara
menutup regulator gas, biarkan blower tetap bekerja untuk membantu
proses pendinginan ruang bakar.
Tabel IV.4 Tabel Perolehan Data
No. Temperatur
keluar ruang
bakar (oC)
Tekanan
keluar ruang
bakar (bar)
Putaran
turbo
(rpm)
Keterangan
1. 587 7 1500 Aktual
2. 950 16 3600 Ideal
Tabel diatas menunjukan temperatur yang dihasilkan sebesar 587oC dengan
mendapatkan putaran turbin 1500 rpm, pada saat pengujian putaran turbin
belum dapat berputar secara continue, hal ini disebabkan karena temperatur
ruang bakar yang belum mencapai optimum untuk menggerakkan turbin yang
seharusnya panas tersebut dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin tidak
dihasilkan, dalam pengujian ini masih dibantu dengan bantuan kompresor.
49
Dan data ideal didapatkan dari tim yang telah mengkalkulasikan berdasarkan
perhitungan yang diperoleh. Analisa dari aktual sangat jauh dibandingkan
dengan data ideal hal ini disebabkan tekanan yang keluar dari ruang bakar
belum mencapai temperatur ideal yang dibutuhkan yaitu sebesar 950oC
sehingga tekanan gas buang yang seharusnya dipergunakan untuk memutar
turbin belum optimal.
50
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Setelah melakukan perakitan dan pengujian gas generator set dapat disimpulkan
bhawa :
1. Perakitan komponen-komponen yang terdapat pada gas generator set ada yang
dibeli dan ada yang dibuat dan semua komponen tersebut dirakit menjadi satu
kesatuan pada sistem gas geneartor sets.
2. Semua komponen telah diuji fungsinya masing-masing. Turbocharger dapat
berputar, sistem pemantik dapat berfungsi dengan baik, ruang bakar dapat
berfungsi akan tetapi gas buang yang seharusnya dapat menggerakan turbin
belum mencapai tekanan yang dibutuhkan turbin.
3. Gas generator set telah diuji fungsi dn kinerja. Dari hasil pengujian didapat hasil
yang kurang maksimal. Gas generator sets belum menghasilkan daya untuk
memutar alternator dan menghasilkan listrik. Putaran yang dihasilkan
turbocharger sebesar ± 1500 rpm, dalam hal ini turbin belum bisa berputar secara
continue.
B. Saran
Adapun beberapa saran-saran dari penulis untuk Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Diperlukan analisa yang lebih mendalam pada komponen turbocharger dan ruang
bakar sehingga dapat disesuaikan.
2. Turbocharger dan ruang bakar harus diperhitungkan kembali agar turbocharger
yang digunakan sesuai dengan kapasitas tekanan keluar ruang bakar, sebaiknya
turbocharger yang dipilih menggunakan turbocharger yang berkapasitas dibawah
turbocharger ct 16 yaitu optimum sebesar 3600rpm.
ix
DAFTAR PUSTAKA
[1] M.M.EL WAKIL, Instalasi Pembangkit Daya Jilid 1.
[2] Selly Riansyah, Perancangan Mikro Turbin Gas Berbahan Bakar Biogas,
Universitas Muhammadiyah Malang, Malang, 2014.
[3] Drs. Daryanto, Ikhtisar Praktis Bagian Mesin, Tarsito, Bandung, 1986.
[4] Hasyim Asyari, Aris Budiman, Agus Munadi, Seminar Nasional Speed Bumb
Pemabngkit Listrik Ramah Lingkungan Dan Terbarukan, Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, Semarang, 2013.
[5] Jalius Jama, Teknik Sepeda Motor, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah
Kejuruan, Jakarta, 2008.
[6] Corky Bell, Maximum Boost: Design, Testing, and Installing Turbocharging
System, USA, 1997.
[7] W. Djoko Yudisworo, Studi Alternatif Penggunaan BBG Gas Elpiji Untuk Bahan
Bakar Mesin Bensin Konvensional, Jakarta, 2005.
[8] Sutalaksana I.Z, Anggawisastra R, Tjakraatmadja J.H. “Teknik Tata Cara Kerja”.:
Institut Teknologi Bandung, 1979. Bandung
[9] Angger Liyundura Putra, Analisis Aliran Fluida Pembangkit Listrik Turbin Gas
Mikro Dengan Bahan Bakar LPG Menggunakan Computational Fluid
Dynamics(CFD). Jakarta, 2016.
[10] Gufron Amrony, Perancangan Pembangkit Listrik Mikroturbine Gas Kapasitas 3
kW, Jakarta, 2016.
x
LAMPIRAN
Gambar dokumentasi
Assembly Process Chart
Nama objek : Gas Generator Sets
Nomor peta : APC-001
Dipetakan oleh : Andar Aji R
Tanggal dipetakan : 14-07-2017
turbocharger ruang bakar rangka
RINGKASAN
Kegiatan Jumlah Waktu
Perakitan 1 15 menit
Pemeriksaan 1 5 menit
Total 2 20 menit
Transision
piece
Perakitan
baut
B-1 pengecekan
15 menit
5 menit
A-1
ASSEMBLY PROCESS CHART
Nama objek : sistem pemantik
Nomor peta : APC-002
Dipetakan oleh : Andar Aji R
Tanggal dipetakan : 14-07-2017
RINGKASAN
Kegiatan Jumlah Waktu
Perakitan 1 5 menit
Pemeriksaan 1 2 menit
Total 2 7 menit
Motor dc Busi
B-1
Koil
5 menit
2 menit
Perakitan
(baut)
pengecekan
A-1
25 3 4 17
18
15
7
14
16
7
1328233222 2421119110
33
27
28
29
30
26
12
31
5
ITEM NO. PART NUMBER DESCRIPTION QTY.
1 Rangka 12 Bracket ruang bakar 13 Turbocharger 14 Transition piece 15 Gasket transition piece 16 Gasket Turbin penggerak 17 Turbin penggerak 18 Generator 19 Accu 110 Dudukan accu 111 Selang 1
12 Inverter 1
13 Bracket alternator 3
14 ISO 4018 - M10 x 35-WN 615 ISO 4018 - M10 x 30-WN 716 Hexagon Nut ISO - 4034 - M10 - N 317 Hexagon Nut ISO - 8674 - M12 x 1.5 4
18 Hexagon Nut ISO - 8673 - M10 x 1.0 7
19 Hexagon Nut ISO - 8673 - M12 x 1.5 220 ISO 8676 - M12x1.5 x 55-N 221 Clamp^Gas generator sets 222 Rangkaian Pemantik 123 Part1^Gas generator sets 124 Roda 425 Centrifugal fan 1
26 Regulator 1
27 Selang LPG 1
28 Tabung LPG 1
29 Kabel aki - 130 Clamp LPG 2
31 Kabel aki + 132 Ruang Bakar 133 Stang blender 1
1:20
UNIVERSITAS PANCASILALab. Jurusan Teknik Mesin
No.001Gas generator sets A3
Keterangan
Eko Prasetyo, ST.MT4314130003Andar Aji Rahmatulah
08/08/2017mm
DiperiksaTanggal
:::
NPMDigambar:
::
SkalaSatuan
Skema Kerja Gas Generator Sets Yang Dibuat