siklus kerja motor bakar 2langkah dan 4 langkah

SIKLUS 4 LANGKAH• Siklus opersinya dilakukan dalam 4 langkah torak atau dua kali putaran poros

engkol• Setiap langkah torak = 180o putaran poros engkol

04/28/2023

a. Langkah Isap

SIKLUS 4 LANGKAH

• Dimulai saat piston di TMA (Titik Mati Atas) dan mulai bergerak kebawah.

• Pada saat itu katup isap terbuka dan katup buang tertutup.

• Akibat gerakan piston, melalui katup isap isi baru (campuran bb+udara untuk SIE) atau (udara untuk CIE) terisap masuk ke dalam silinder

04/28/2023

b. Langkah Kompresi

SIKLUS 4 LANGKAH

• Sesudah mencapai TMB, torak bergerak kembali ke TMA.

• Selama langkah ini katup isap dan katup buang tertutup. Isi baru dimampatkan sampai volume=vol sisa (Vc) shg tekanan dan temperatur naik.

• Untuk SIE isi dinyalakan dgn busi, untuk CIE temp udara kompresi naik sampai melampaui ttk nyala bb, shg bb yg diinjeksikan akan terbakar.

• Proses penyalaan dilakukan saat torak hampir mencapai TMA.

• Selama proses pembakaran, energi kimia dirubah menjadi energi termal

04/28/2023

SIKLUS 4 LANGKAH

c. Langkah Kerja / Ekspansi

• Gaya gas mampu mendorong torak untuk bergerak turun ke TMB.

• Kedua katup masih dalam keadaan tertutup.

• Daya dari mesin diperoleh selama langkah ini.

• Volume gas bertambah besar, karena itu tekanan dan temperatur turun

04/28/2023

SIKLUS 4 LANGKAH

d. Langkah Buang

• Pada akhir langkah kerja (torak sampai TMB), katup buang sudah terbuka sedangkan katup isap tetap tertutup.

• Torak bergerak kembali dari TMB ke TMA, mendorrong gas hasil pembakaran yg sudah tidak terpakai keluar melalui katup buang

04/28/2023

SIKLUS 2 LANGKAH

• Siklusnya dilakukan dlm 2 langkah torak atau 1 putaran poros engkol• Hanya ada dua langkah torak yaitu kompresi dan ekspansi• Pada gambar adalah mesin 2 langkah dgn “pembilasan peti engkol”

(crankcased scavenged engine)

04/28/2023

SIKLUS 2 LANGKAH

• Isi baru terisap masuk ke dalam peti engkol melalui katup pegas karena tekanan dlm peti engkol berkurang pada saat torak bergerak ke atas dari TMB ke TMA selama langkah kompresi.

• Setelah kompresi dan penyalaan, torak memulai langkah ekspansi bergerak dari TMA-TMB

04/28/2023

SIKLUS 2 LANGKAH

• Selama langkah ekspansi isi baru dlm peti engkol terkompresi.

• Mendekati akhir langkah ekspansi, saluran buang tidak lagi tertutup oleh torak, gas pembakaran keluar dan tekanan silinder turun

• Torak masih bergerak ke bawah, giliran saluran masuk terbuka, isi baru dari peti engkol masuk ke dalam silinder

• Permukaan atas dari torak dibuat sedemikian rupa agar isi baru tidak langsung keluar melalui saluran buang, tapi dapat menyapu puncak silinder

• Proses pembilasan ini berlangsung terus sampai torak kembali ke atas dan menutup saluran masuk dan saluran keluar, diteruskan dgn langkah kompresi sampai torak mencapai TMA

04/28/2023

SIKLUS 2 LANGKAH

PEMBILASAN / SCAVENGING

• Proses pembersihan silinder dari gas buang dan pengisian silinder dgn isi baru (udara atau campuran udara+bahan bakar)

• Sistem pembilasan dapat ditinjau dari metoda memproduksi isi baru, dan metoda memasukkan isi baru ke dlm silinder

04/28/2023


• Metoda memproduksi isi baru

a. Pembilasan Ruang Engkol:

• Isi baru dihisap ke dalam masing-masing ruang engkol pada saat torak bergerak ke TMA.

• Pada saat torak dari TMA ke TMB, isi baru dlm ruang engkol ditekan dan masuk ke silinder pada saat lobang pemasukan mulai terbuka (eff. volumetris rendah, isi baru bisa terbuang)

04/28/2023

b.Pembilasan Integral:

• Isi baru ditekan oleh pompa pembilas yang dihubungkan langsung dengan mesin itu sendiri (eff. volumetris cukup tinggi, harga desain mahal untuk mesin yg besar)


04/28/2023


c. Pembilasan Terpisah:

blower

roots

• isi baru ditekan oleh pompa pembilas (roots, blower) yang digerakkan oleh sumber daya tersendiri (dari luar mesin) (metoda yg paling baik, banyak digunakan di mesin-mesin besar dan beberapa mesin kecil)

04/28/2023


• Metoda memasukkan isi baru ke dlm silinder

a. Uniflow Scavenging System:

Mempunyai eff pembilasan yg tertinggi, konstruksi agak sulit karena adanya katup atau torak yg saling berlawanan.

• isi baru masuk ke dalam silinder dari salah satu ujung ke ujung yg lain, tipe katup dan lubang dan tipe opposed piston (Junker)

• Dengan tidak ada turbulensi, sistem ini lebih mudah untuk menekan gas bekas keluar silinder tanpa saling bercampur, dan lintasan isi baru cukup pendek

04/28/2023


b. Cross Scavenging System:

• banyak digunakan di mesin-mesin kecil,• dilengkapi dgn lobang-lobang pemasukan dan

pengeluaran yg diletakkan pada sisi silinder yg berlawanan,

• aliran isi baru diarahkan oleh deflektor pada sisi atas torak atau dgn membuat lobang-lobang miring ,

• konstruksi simple, • kerugian: isi baru tdk bisa mendorong lapisan

gas bekas yg dekat dgn dinding, dan sjumlah isi baru akan terbuang (mengarah langsung ke lobang pembuangan = short circuiting)

04/28/2023


c. Loop atau Reverse Scavenging System:

• Mengatasi kelemahan short circuiting (menaikkan eff.

• Pembilasan. Lobang-lobang masuk dan keluar ditempatkan pada sisi yg sama.

• Torak dgn permukaan atas datar, dapat digunakan

04/28/2023

PERBANDINGAN SIKLUS 4 LANGKAH DAN 2 LANGKAH

4 LANGKAH 2 LANGKAH1 Siklusnya dilengkapi dgn 4

langkah torak, 1 langkah kerja didapat dlm setiap 2 putaran poros engkol

Siklusnya dilengkapi dgn 2 langkah torak, 1 langkah kerja didapat dlm setiap putaran poros engkol

2 Momen putar tidak merata, butuh flywheel yg lebih berat

Momen putar merata, butuh flywheel yg lebih ringan

3 Daya yg dihasilkan untuk ukuran mesin yg sama, lebih kecil

Untuk ukuran mesin yg sama, daya lebih besar (teoritis 2x, aktual ± 1,3x)

4 Keperluan pendinginan & pelumasan lebih rendah, laju keausan lebih rendah

Keperluan pendinginan, pelumasan dan laju keausan lebih tinggi

5 Dilengkapi dgn katup-katup dan mekanisme penggerak katup

Dilengkapi lobang-lobang untuk masuk dan buang. Ada beberapa yg dilengkapi dgn katup buang saja

04/28/2023

PERBANDINGAN SIKLUS 4 LANGKAH DAN 2 LANGKAH

4 LANGKAH 2 LANGKAH6 Lebih berat dan rumit, biaya

produksi lebih tinggiLebih ringan dan simpel, biaya produksi lebih rendah

7 Efisiensi volumetris lebih tinggi, karena waktu isap lebih panjang

Efisiensi volumetris lebih rendah, karena waktu isap lebih pendek

8 Efisiensi termis lebih tinggi Efisiensi termis lebih rendah, sejumlah isi baru terbuang keluar selama pembilasan

9 Karena efisiensi penting, digunakan untuk kendaraan angkutan, industri, pembangkit tenaga listrik, pesawat

Karena harga rendah, simpel dan ringan digunakan untuk ukuran-ukuran kecil (sepeda motor, dgn bahan bakar campur sebagai pelumasan)

04/28/2023

PERBANDINGAN S.I.E DAN C.I.E

S.I. ENINE C.I. ENGINE1. Siklus

dasarSiklus Otto Siklus Diesel

2. Bahan Bakar

Bensin, lebih diingikan temperatur nyala tinggi

Solar, lebih diingikan temperatur nyala rendah

3. Pemasukan Bahan Bakar

Dimasukkan dlm keadaan tercampur dgn udara pada langkah isap. Di perlukan karburator untuk mendapatlkan campuran, dan throttle untuk mengatur kuantitas campuranSekarang banyak yg menggunakan sistem injeksi

Dinjeksikan ke dlm ruang bakar pada tekanan tinggi, pada alkhir langkah kompresi.Diperlukan pompa injeksi dan injektorKuantiitas bahan bakar dikontrol oleh pompa

4. Penyalaan Diperlukan busi Oleh temperatur tinggi dari udara yg dikompresi

04/28/2023

PERBANDINGAN S.I.E DAN C.I.E

S.I. ENINE C.I. ENGINE5. Perb.

kompresiRendah (6 s/d 12)Batas perb. Kompresi ditentukan oleh kualitas “antiknock” bahan bakar

12 s/d 22Batas perb. Kompresi ditentukan oleh berat dari struktur mesin.

6. Kecepatan

Kecepatan putar/menit max. tinggi (2000 s/d 6000 rpm, high speed)

Kecepatan putar/menit max. rendah (1200 s/d 3500 rpm, high speed)

7. Efisiensi Efisiensi maksimum rendah Efisiensi maksimum tinggi

8. Bobot Lebih ringan berat

04/28/2023

SIKLUS IDEAL (AIR STANDARD CYCLE)• Untuk memudahkan analisa siklus proses termodinamika• Mengetahui batas maksimum teoritis performansi mesin• Mengetahui pengaruh perubahan kondisi operasi thd performansi• Mengevaluasi performansi suatu mesin thd mesin yg lain

Idealisasi

Fluida kerja adalah gas ideal, mengikuti hukum pV=n T Massa fluida kerja konstan (tetap) Konstanta fisik udara pada standar atmosfir Panas jenis (Cp, Cv) konstan Panas disuplai dan dibuang dengan proses reversibel (dapat balik) Kompresi dan ekspansi adiabatik dapat balik Energi kinetis dan potensial dari fluida kerja diabaikan Mesin bekerja tanpa gesekan

04/28/2023

Hubungan Termodinamika

Fluida kerja adalah gas ideal, mengikuti hukum pV=n T atau p =RT

SIKLUS IDEAL

p : tekanan gas (N/m2)V : volume gas (m3) : volume jenis gas (m3/kg)n : jumlah molekul (m/mM)m : massa gas (kg)mM : mass molair gas (kg) : konstanta gas universal (J/K)R : konstanta gas individual (J/kg.K)T : Temperatur gas (K)

Sifat fisik gas

Cp – Cv = R

Cp/Cv =

• Cp = panas jenis gas pada p konstan (J/kg.K)• Cv = panas jenis gas pada v konstan (J/kg.K)

04/28/2023

Proses1-2 kompresi adiabatik reversible2-3 pemasukan panas isometrik3-4 ekspansi adiabatik reversible4-1 pembuangan panas isometrik

P

V

TMBTMA

1

4

3

2

Qout

Qin

T

s1

4

3

2

Qin

Qout

SIKLUS OTTO (SIKLUS VOL. KONSTAN)

• Siklus teoritis untiuk Spark Ignition Engine (SIE)

04/28/2023

SIKLUS OTTO

• Proses 2 - 3, pemasukan panas/satuan massa gas (isometris) 23in TTCvQ

• Proses 4 - 1, pembuanga panas/satuan massa gas (isometris)

14out TTCvQ

• Kerja yg dihasilkan per satuan massa gas

outin QQW

1423 TTCvTTCvW

• Efisiensi termis,

MasukPanasKerja

to

23

1423to TTCv

TTCvTTCv

23

14to TT

TT1

Perbandingan kompresi : 1/ 2 = rPerbandingan ekspansi : 4/ 3 = r

112 rTT 1

43 rTT

1tor

11 atau

dan

3

4

2

1to T

T1TT1

04/28/2023

SIKLUS OTTO• Tekanan efektif rata-rata (mean effective pressure=m.e.p)

langkah.volsiklusperKerjap.e.m

Secara grafis,

langkahpanjangnetojakerdiagramLuasp.e.m

Kerja ekspansi = luas a-3-4-b-a (+)

4

3

4433e 1

ppdpW

Kerja kompresi = luas a-2-1-b-a (-)

2

1

1122k 1

ppdpW

Kerja netto: ken WWW

1

ppppW 11224433n

Jika : p3/p2= ; p2/p1 = p3/p4=r

11r1rpW

11

n

Jika vol sisa sebagai penskala,132 maka r41

Panjang diagram = r-1

1r1

1r1rpp.e.m1

1

P

1

4

3

2

Qout

Qin

a b

mep

04/28/2023

P

V

TMBTMA

1

4

32

Qout

Qin

T

s1

4

3

2

Qin

Qout

Proses1-2 kompresi adiabatik reversible2-3 pemasukan panas isobar3-4 ekspansi adiabatik reversible4-1 pembuangan panas isometrik

SIKLUS DIESEL (SIKLUS TEKANAN KONSTAN)• Siklus teoritis untiuk Compression Ignition Engine (CIE)

• Perbandingan ekspansi : 4/3=r2• Perbandingan kompresi : 1/2=r

• Cut off ratio : 3/2==r/r2(pemutusan injeksi)

04/28/2023

SIKLUS DIESEL

• Proses 2 - 3, pemasukan panas/satuan massa gas (isometris) 23in TTCpQ


14out TTCvQ

• Kerja yg dihasilkan per satuan massa gas

outin QQW

1423 TTCvTTCpW


MasukPanasKerja

tD

23

1423tD TTCp

TTCvTTCp

23

14tD TT

TT11

11

r11 1tD

Karena1

4

3

3

41

1

2

2

1TTdan

TT

142

3

2

3 ;TT

2

31

2

3

2

31

12

43

2

3

1

4TT

TT

04/28/2023

SIKLUS DIESEL

11

r11 1tD

11faktor yg membedakan tD dgn

tO

• = r/r2• r > r2

> 1

Jadi untuk r yang sama tO > tD

, karena […….] > 1

04/28/2023

SIKLUS DIESEL• Tekanan efektif rata-rata (mean effective pressure=m.e.p)

Secara grafis,


Luas (+) = luas a-2-3-4-b-a

3

2

4

3dpdpW

Luas (-) = luas a-2-1-b-a

2

1

11221ppdpW

Kerja netto: WWWn

1

pppp1pW 11224433432n

1

1r1pW1

2n

Jika vol sisa sebagai penskala,


1pppW 4433

232

1r1

1r1pp.e.m1

2

P

V1

4

32

Qout

Qin

a b

mep

04/28/2023

P

V

TMBTMA

1

43

2

Qout

Qin-v

Qin-p

5

T

s1

5

3

2

Qin-v

Qout

4Qin-p

Proses1-2 kompresi adiabatik reversible2-3 pemasukan panas isometrik3-4 pemasukan panas isobar4-5 ekspansi adiabatik reversible5-1 pembuangan panas isometrik

SIKLUS DUAL COMBUSTION (DUAL COMBUSTION CYCLE = LIMITED PRESSURE CYCLE)

• Siklus antara Otto dan Diesel• Terjadi pada mesin Diesel kecepatan tinggi

04/28/2023

SIKLUS DUAL COMBUSTION

• Proses 2 – 3 - 4, pemasukan panas/satuan massa gas (isometris-isobar)

3423in TTCpTTCvQ


15out TTCvQ

• Kerja yg dihasilkan per satuan massa gas outin QQW

153423 TTCvTTCpTTCvW


MasukPanasKerja

tDC

3423

153423tDC TTCpTTCv

TTCvTTCpTTCv

34p23v

15vtDC TTCTTC

TTC1

111

r11 1tDC

Karena

11

2

323

112 rT

PPTTdanrTT

.rTTT 11

3

434

r13

24

13

34

1

4

5

4

1

5

411

1

5

445 .rTTT

.TT 15

Dengan mensubstutusi T2, T3, T4, T5

04/28/2023


111

r11 1tDC

• Jika (v4/v3)=1 tDC = tO

• Jika =1 tDC = tD

• Dengan =1, efisiensi akan naik untuk dan tetap

• tDC terletak antara tO dan tD pada r yang sama

04/28/2023

• Tekanan efektif rata-rata (mean effective pressure=m.e.p)

Secara grafis,


Luas (+) = luas a-2-3-4-5-b-a

4

3

5

4dpdpW

Luas (-) = luas a-2-1-b-a

2

1

11221ppdpW

Kerja netto: WWWn

1

pppp1pW 11225544343n

1

1r11rpW1

1n

Jika vol sisa sebagai penskala,


1pppW 5544

343


1r1

1r11rpep.m1

1

P

V1

43

2

Qout

Qin-v

Qin-p

5

a b

mep

04/28/2023

CATATAN• Jika diambil = 1,4 (Cp/Cv udara), efisiensi termis dikenal dengan Air Standard Effisiency

(A.S.E)• Perb. Kompresi setinggi-tingginya dapat mencapai efisiensi maksimum• Perb. Kompresi dibatasi kesulitan-kesulitan dlm mesin dan bahan bakar(*)

()* Batas tertinggi perb. kompresi yg dapat digunakan dlm praktek disebut “Highest Useful Compression Ratio” (HUCR) yg didefinisikan: perb. kompresi tertinggi yg dapat dicapai diatas mana akan terjadi “knocking” dan dibawah mana tidak terjadi “knocking”

• Suatu anggapan bahwa siklus itu akan mempunyai arti dlm praktek jika pmax/m.e.p seminimum mungkin.

• Otto dan Diesel : pmax/mep = 5 s/d 6• Carnot : pmax/mep = 20

HUBUNGAN ANTARA m.e.p dan perb. Kompresi (r)• Banyaknya campuran yg masuk ke dalam silinder pada r tertentu dan pada pembukaan

katup pemasukan secara penuh tergantung pada pergerakan torak• Pada r yg rendah, isi yg masuk dibandingkan gas yg tertinggal dlm Vc juga rendah, m.e.p

rendah

c

csV

VVr

04/28/2023

PENGERTIAN EFISIENSI VOLUMETRIS

• Kerja yg diperoleh tergantung dari input energi dan efisiensi termis

tptp xxQ

langkah.volxxlangkah.volxQ

langkah.voljakerp.e.m

Dimana Qp: (input energi /satuan volume) yang masuk dlm silinder

m.e.p berbanding langsung dgn t pada campuran tertentu bila tetap

langkah.volmemenuhiygNTPpadaudaramassalangkahpermasukudaramassa

ataulangkah.vol

NTPpadamasukudara.vol

atau langkah.volsekelilingkeadaanpadamasuk)campuran(udara.vol

Penjelasan :

langkahsilinderdlmmasukyasesungguhncampuranudaramassam1

NTPpadalangkah.volmengisiakanygcampuranudaramassam2 04/28/2023

NTP: Normal Temperatur dan Tekanan (T= 0oC, P= 1 atm)

Pada keadaan pemasukan, 1111 TmVp

1

111 T

Vpm

2

22 T

langkah.Volpm

aTlangkah.Volp

TVpmm

12

211

2

1

Karena :2

22

1

11TVp

TVp

Udara yg masuk pada NTP: bVTPTpV 1

12

212

Substitusikan (b) ke (a) :

langkah.Vol

NTPpadamasukcampuranudara.Vollangkah.VolV2

04/28/2023

SIKLUS AKTUAL

• Dlm kenyataannya diagram indikator yg diperoleh dari pengujian mesin menyimpang (lebih kecil) dari siklus idealnya karena beberapa idealisasi shg t < ASE

• Penyimpangan2 tsb antara lain :

1. Fluida kerja bukan gas ideal, melainkan camp bb + udara2. Panas jenis fluida kerja tidak konstan, melainkan fungsi temperatur, tekanan

dan unsur2 kimia QNOHCONOBb 22222

Panas jenis berbeda

3. Kerugian desosiasi (chemical equilibrium loss)

- pada temp >2000 K, CO2 dan H2O sebagian terurai menjadi CO, H dan O yg membutuhkan panas penguraian

- timbul penyusutan volume tekanan turun, 2CO+O2 2CO2

4. Campuran bb dan udara perbandingannya tidak selalu tetap karena fluida kerja selalu diganti

04/28/2023

SIKLUS AKTUAL

5. Distribusi campuran yg tidak selalu merata, pemb. tak sempurna6. Pengaruh dari sistim katup (saat pembukaan dan penutupan)7. Kerugian waktu pembakaran (proses pemb. tidak seketika)8. Kerugian panas dari fluida kerja, bag. Mesin yg lain9. Kerugian pemompaan (pembuangan gas & pemasukan isi)10. Rugi gesekan

Air Standard Cycle

Dikoreksi thd karakteristik fluida kerja (point 1 s/d 4)

Fuel - Air Cycle

Diperhitungkan faktor2 kerugian (point 5 s/d 10)

Actual CycleDikurangi gesekan mekanis

Kerja berguna

Siklus teoritis

Kinerja aktual04/28/2023

PENGARUH DESOSIASI THD DAYA PADA BERBAGAI F/A

11 12 13 1514 1716 1918 20 21

B.H.P

S.F.C

gemukkurus

Konsumsi bb spesifik (S.F.C)

B.H.P desosiasi

B.H.P tanpadesosiasi

Cam

p. te

pat

Perb. bahan bakar – bahan baka (F/A)

04/28/2023

PENGARUH CAMPURAN THD EFISIENSI

t

gemukkurus

Cam

p. te

pat

Prosentase campuran

Air Standard Theory

Fuel - Air Theory

Actual curve

04/28/2023

KERUGIAN AKIBAT PEMBAKARAN TAK LENGKAP (untuk siklus Otto)

• Dlm praktek tidak mungkin mendapatkan campuran yg betul2 homogen karena uap bb, udara dan sisa gas bekas (yg tertinggal) berada dlm silinder sebelum terjadi penyalaan

• Kemungkinan juga di salah satu tempat dlm silinder kelebihan oksigen dan di tempat lain kelebihan bb, shg ada sejumlah bb yg tak terbakar atau terbakar tak sempurna, mengakibatkan CO dan O2 muncul dlm gas buang

• Kurang lebih hanya 90 s/d 93% energi yg dihasilkan dlm pembakaran dari input energi bb (pada aktual engine)

Camp. Kurus (diperbanyak udara)(+) bb bisa semua terbakar, naik( -) terbakar lambat, time loss meningkat, atau bahkan( -) bb tak terbakar sama sekali boros

Camp. Gemuk (diperbanyak bb)

( -) sejumlah bb tdk kebagian O2 boros bb( -) kecep api lambat, time loss meningkat, turun04/28/2023

AIR FUEL RATIO

S.F.C

m.e.pMax power

Min. SFC

gemuk

kurus

fuel-air theory

actual cycle

Campuranstoichiometric

Air Standard Theory

04/28/2023

• Tahap Pembakaran Pada SI Engine Mesin Otto)

KERUGIAN WAKTU PEMBAKARAN (TIME LOSS)P

kgf/c

m2

0

10

20

30

80 60 40 20 80604020TDC

Cranck angle

I II III

I: Ignition lagII: Propagation of flameIII: After burning

AB

Non-Firing

Spar

k

C I. Kelambatan pembakaran atau fasa persiapan. Proses kimia, tergantung pada sifat bb, temperatur, tekanan, ……

II. Proses mekanikal, dimulai kenaikan tekanan di ttk B sampai tekanan tertinggi yg dapat dicapai C

III.Walaupun C menandai selesainya perjalanan api, beberapa reaksi kimia berikutnya: resosiasi, dll yg disebut after burning berlanjut pada langkah ekspansi

04/28/2023

KERUGIAN WAKTU PEMBAKARAN (TIME LOSS)

• Pada diagram indikator Motor Otto

P(kgf/cm2)

1

4

3

2

1 2 3 4 5 6 7

10203040

50

60

Vol silinder / vol sisa

Fuel-air cyclem.e.p = 10,2 kgf/cm2

t = 32,2 %

Actual cyclem.e.p = 7,65 kgf/cm2

t = 24,1 %

Penyalaan pada TMA

• Poros engkol biasanya berputar 40o mulai walktu penyalaan sampai seluruh isi terbakar secara komplit atau bila tekanan maksimum siklus tercapai

• Pengaruhnya tek. Maksimum dicapai bukan pada saat vol minimum, tetapi bergeser beberapa saat sesudah TMA

• Kerugian kerja menurunkan efisiensi , disebut “time loss”

04/28/2023

TIME LOSS dapat dikurangi dgn mengatur saat penyalaan

- Advance

P(kgf/cm2)

1

4

3

2

1 2 3 4 5 6 7

10203040

50

60

Vol silinder / vol sisa

Fuel-air cyclem.e.p = 10,2 kgf/cm2

t = 32,2 %

Actual cyclem.e.p = 8,35 kgf/cm2

t = 26,2 %

Optimum advance 13o – 26o

04/28/2023

KERUGIAN KARENA PEMBUKAAN dan PENUTUPAN KATUP BUANG

P

VTMB

kgf /cm2

73,5

atm

Ekspansi ideal

Pembukaan terlalu awal

Pembukaan tepat

Pembukaan pada TMB

• Pada akhir langkah ekspansi, tekanan di dlm silinder 7kgf/cm2

• Jika katup buang dibuka pada saat torak di TMB, pada awal langkah buang torak akan melawan tekanan gas yg cukup tinggi.

• Jika dibuka terlalu awal, akan kehilangan sebagian langkah ekspansi,

• Yg terbaik adalah sekitar 40o s/d 70o sebelum TMB

P

VTMB

kgf /cm2

atm

(+)

(-)

b

b’

b menutup sebelum waktunya

b’ menutup tepat waktunya (10o sesudah TMA)

Pembukaan

Peutupan

04/28/2023

KERUGIAN KARENA PEMBUKAAN dan PENUTUPAN KATUP MASUK

P

VTMB

kgf /cm2

atm

(+)

(-)

b

b’

Tepat membuka, 9o sebelum TMA

terlambat membuka,

Pembukaan

P

VTMB

kgf /cm2

atm

(+)

(-)

b

b’

terlambat menutup

Tepat menutup, 40o s/d 45o sesudah TMA

Penutupan

04/28/2023

KERUGIAN KARENA PEMOMPAAN (PUMPING LOSS)

• Perbedaan kerja yg diberikan dlm mengeluarkan gas bekas dan kerja yg diberikan oleh isi baru selama langkah isap, atau

• Rugi akibat pemompaan gas dari tekanan masuk yg rendah ke tekanan pembuangan yg lebih tinggi

• Pumping loss akan bertambah dgn naikknya kecepatan dan fluktuasi tekanan dalam saluran gas buang

KERUGIAN KARENA PERAMBATAN PANAS

• Pada saat proses pembakaran, kemudian ekspansi, panas (sebagian) mengalir dari gas dlm silinder melalui dinding silinder + kepala silinder, water jacket atau sirip pendingin

• Sebagian panas juga merambat melalui piston ring piston dinding silinder dibawa pelumas ke peti engkol

• Kerugian panas selama pembakaran & ekspansi 15% dari panas total

04/28/2023

INDICATED MEAN EFFECTIVE PRESSURE (IMEP = pi)

P

V

kgf /cm2

atm

A(+)

A(-)

Vs=Lx/4xD2Vc

Ai=A(+)-A(-)

li

• Ai : luas efektif diagram indikator (kerja yg dihasilkan sesuai dgn indikator)

ii

i plAIMEP

• Kerja indikator

LD4

pW 2ii

• Daya indikator (IHP=Ni)

60nzLD

4pN d2

ii

pi (N/m2)D (m)L (m)z (jumlah silinder)

nd putaran daya (rpm), = n/2 ( 4 langakah ) = n ( 2 langkah )

Catatan : biasanya A(-) tidak dihitung secara terpisah, tapi dianggap kehilangan mesin

04/28/2023

CARA MENDAPATKAN DIAGRAM INDIKATOR

IHP

BHP

FHP

Udara Bahan bakar Mekanisme pembuat diagram

Diputar sesuai putaran engkol

P

V

atm

A(+)

A(-)

04/28/2023

UNJUK KERJA MESIN

Ni

NpNF

Udara Bahan bakar

ti

m

tb

Beberara Istilah

• Indicated Thermal Efficiency ti

PanasSuplaiIndikatorDaya

ti

Daya Indikator

W60nzLD4pN d2

ii

pi : tekanan efektif rata-rata indikator (=IMEP) (N/m2)

D : diameter silinder(m)L : panjang langkah (m)z (jumlah silinder)nd putaran daya (rpm), = n/2 ( 4 langakah ) = n ( 2 langkah )

Qin

Suplai Panas

WLHV.FCQin

FC: Konsumsi bahan bakar (kg/s)LHV: Nilai Kalor pembekaran rendah

(J/kg)

siklus kerja motor bakar 2langkah dan 4 langkah

Documents