soal prapraktikum motor bakar-2

8/11/2019 Soal Prapraktikum Motor Bakar-2

1/11

SOAL PRAPRAKTIKUM MOTOR BAKAR

(Pilih dan Kerjakan 10 dari 25 soal yang disediakan!)

1. Sebutkan minimal 3 tujuan praktikum motor bakar?

1.

Mendapatkan berbagai karakteristik kinerja (performance characteristic) dari motor

bakar melalui kegiatan pengujian di laboratorium motor bakar yang dilakukan oleh

mahasiswa yaitu :

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

daya mekanik.

b. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap torsi

c.

Karakteristik kinerja antara putaran terhadapMean Effective Pressure (MEP)

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

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

f. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap kandungan CO, CO2, O2, H2O dan

N2dalam gas buang.

g. Putaran terhadap keseimbangan panas.

2. Evaluasi data karakteristik kinerja tersebut dengan membandingkannya dengan

karakteristik kinerja yang bersesuaian yang ada dalam buku referensi.

3. Menggambarkan diagram Sankey, yaitu diagram yang menggambarkan

keseimbangan panas yang terjadi pada proses pembakaran pada motor bakar.

4. Mengetahui pembakaran sempurna atau tidak yang ditunjukkan dengan emisi gas

buang berupa karbon monoksida.


2/11

2. jelaskan yang dimaksud dengan :

a. internal combustion engine (berikan 2 contoh)

Internal Combustion engine atau mesin pembakaran dalam adalah salah satu

engine yang mengubah energi kimia (campuran antara bahan bakar dan udara)

menjadi energi mekanik/gerak didalam silinder engine itu sendiri. Hasil

pembakaran bahan bakar dan udara digunakan langsung untuk menimbulkan

daya.

Contohnya : mesin bensin dan mesin diesel

b. external combution engine (berikan 2 contoh)

Motor pembakaran luar adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi diluar

motor itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran motor tersendiri. Panas dari

hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi

terlebh dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga

mekanik. Di dalam motor pembakaran luar bahan bakarnya dibakar diruang

pembakaran tersendiri dengan ketel untuk menghasilkan uap, selanjutnya uap

yang dihasilkan digunakan untuk menggerakan sudutsudut turbin. Jadi motor

tidak digerakan oleh gas yang terbakar, akan tetapi digarakan oleh uap air.

Contoh : kereta uap, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, dan pesawat lainya yang

menggunakan tenaga uap.

3. jelaskan apa yang dimaksud dengan :

a. two stroke engine

Setiap satu siklus kerja memerlukan 2 kali langkah kerja, 1 kali putaran poros

engkol. Motor bakar 2 langkah tidak mempunyai katup isap maupun katup buang,

dan digantikan oleh dua lubang yaitu lubang buang dan lubang isap.

b. four stroke engine


3/11

Setiap satu siklus kerja memerlukan 4 kali langkah kerja, 2 putaran poros engkol.

Langkah kerjanya langka Isap (Suction Stroke), langkah compresi (compression

stroke), langkah ekspansi (expantion stroke), langkah buang.

4.

jelaskan tentang air standard cycle?

Air standard cycle (siklus udara standard) adalah suatu siklus yang menerapkan asumsi

udara standard. Karena kompleksnya siklus daya gas actual, maka perlu ada pendekatan

berupa asumsi udara standar. Yaitu :

a. fluida kerjanya dianggap sepenuhnya udara yang bersirkulasi dalam siklus

tertutup dan dianggap sebagai gas ideal.

b.

Semua proses yang membentuk siklus dianggap reversible secara internal

c. Proses pembakaran dianggap sebagai proses penambahan kalor dari sumber luar.

d. Proses pembuangan dianggap sebagai proses pelepasan kalor yang

mengembalikan fluida kerja ke keadaan awal.

Asumsi lainnya :

e.

Udara mempunyai kalor spesifik konstan yang nilainya ditentukan pada

temperature ruang (25 atau 77F) jika asumsi ini digunakan disebut asumsi udara

standar dingin

5. Jelaskan tentang siklus otto dan siklus diesel?

Siklus otto

Siklus standar udara pada motor bensin disebut Siklus Otto, berasal dari nama

penemunya, yaitu Nicholas Otto seorang Jerman pada tahun 1876. Diagram P V dari

Siklus Otto untuk motor bensin dapat dilihat pada gambar.


4/11

Gambar 1.1: Diagram Siklus Otto Ideal

Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 457

Langkah kerja dari Siklus Otto terdiri dari :

1. Langkah kompresi adiabatis reversibel(1-2)

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

3.

Langkah ekspansi adiabatis reversibel(3-4)

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

Dalam siklus udara standar langkah buang (1-0), dan langkah isap (0-1) tidak

diperlukan karena fluida kerja udara tetap berada didalam silinder. Apabila tekanan gas


5/11

dan volume silinder secara bersamaan pada setiap posisi torak dapat diuraikan maka

dapat digambarkan siklus aktual motor bensin yang bentuknya seperti ditunjukkan pada

gambar.

Gambar 2.4 Siklus Aktual Otto


Langkah siklus motor bensin aktual terdiri dari

1. Langkah Kompresi

2. Langkah pembakaran bahan bakar dan langkah ekspansi

3.

Langkah pembuangan

4. Langkah isap

Siklus Diesel

Pada tahun 1990 di Jerman Rudolph Diesel merencanakan sebuah motor dengan

menkompresikan udara sampai mencapai temperatur nyala dari bahan bakar, kemudian

bahan bakar diinjeksikan dengan laju penyemprotan sedemikian rupa sehingga dihasilkan

proses pembakaran pada tekanan konstan. Penyalaan terhadap bahan bakar diakibatkanoleh satu kompresi dan bukan oleh penyalaan busi seperti halnya motor cetus api (S.I

Engine)


6/11

Gambar 1.2 : Diagram P-V dan T-S siklus diesel


Langkah siklus ini terdiri dari :

1.Langkah isap (0-1) secara isobarik

2.Langkah kompresi (1-2) secara isentropik

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

4.Langkah kerja (3-4) secara isentropik

5.Langkah pelepasan kalor secara isokhorik (4-1)

6.Langkah buang (1-0) secara isobarik

6. Apa yang dimaksud dengan:

a. Langkah Isap

Torak bergerak dari posisi TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati

bawah), dengan katup KI (katup isap) terbuka dan katup KB (katup buang)

tertutup. Karena gerakan torak tersebut maka campuran udara dengan bahan bakarpada motor bensin atau udara saja pada motor diesel akan terhisap masuk ke

dalam ruang bakar.


7/11

b. Langkah Kompresi

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB

tertutup.Sehingga terjadi proses kompresi yang mengakibatkan tekanan dan

temperatur di silinder naik

c. Langkah ekspansi

Sebelum posisi torak mencapai TMA pada langkah kompresi, pada motor

bensin busi dinyalakan, atau pada motor diesel bahan bakar disemprotkan ke

dalam ruang bakar sehingga terjadi proses pembakaran. Akibatnya tekanan dan

temperatur di ruang bakar naik lebih tinggi. Sehingga torak mampu melakukan

langkah kerja atau langkah ekspansi. Langkah kerja dimulai dari posisi torak pada

TMA dan berakhir pada posisi TMB saat KB mulai terbuka pada langkah buang.

Langkah ekspansi pada proses ini sering disebut dengan power stroke atau

langkah kerja.

d. Langkah buang

Torak bergerak dari posisi TMB ke TMA dengan KI dan KB terbuka.

Sehingga gas hasil pembakaran terbuang ke atmosfer.

7. Apa yang dimaksud dengan :

a. Daya bahan bakar (Nbb)

Daya yang dihasilkan oleh bahan bakar.

b. Daya Indikasi (Ni)

Daya yang dihasilkan dari reaksi pembakaran bahan bakar dengan udara yang terjadi

di ruang bakar. Dimana merupakan langkah awal perubahan energy panas dari hasil

pembakaran bahan bakar ke dalam energy mekanik. Besar daya indicator didapat dari

pengukuran melalui sebuah indicator atau dapat dihitung dengan rumus :


8/11

c. Daya mekanis (Nf)

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

Nf = NiNe

Dimana : Ni = Daya Indikatif

Ne = Daya efektif

Nf = Daya mekanis

d. Daya efektif (Ne)

Daya efektif motor bakar adalah proporsional dengan perkalian torsi yang terjadi

pada poros output (T) dengan putaran kerjanya (n). Karena putaran kerja poros sering

berubah terutama pada mesin kendaraan bermotor, besar torsi pada poros (T) yang

dapat dijadikan sebagai indikator kinerja motor bakar. Daya ini dihasilkan oleh poros

engkol yang merupakan perubahan kalor di ruang bakar menjadi kerja. Daya efektif

dirumuskan sebagai berikut:

Ne = n.T

Dimana : T : Torsi (kg . m)


9/11

n : putaran (rpm)

8. Apa yang anda ketahui tentang bomb calorimeter?

Calorimeter bomb merupakan suatu piranti lain yang banyak digunakan untuk penentuan

nilai kalor bahan bakar padat dan cair. Pengukuran calorimeter bomb dilakukan pada

kondisi volume konstan tanpa aliran atau dengan kata lain reaksi pembakaran dilakukan

tanpa menggunakan nyala api melainkan menggunakan gas oksigen sebagai pembakaran

dengan volume konstan atau tekanan tinggi. Prinsip kerjanya ialah contoh bahan bakar

yang akan diukur dimasukkan kedalam bejana logam yang kemudian diisi oksigen pada

tekanan tinggi. Bom itu ditempatkan didalam bejana berisi air dan bahan bakar itu

dinyalakan dengan sambungan listrik dari luar. Suhu itu diukur sebagai fungsi waktu

setelah penyalaan. Pada saat pembakaran suhu bomb tinggi oleh karena itu keseragaman

suhu air disekeliling bomb harus dijaga dengan suatu pengaduk. Selainitu dalam beberapa

hal tertentu diberikan pemanasan dari luar melalui selubung air untuk menjaga supaya

suhu seragam agar kondisi bejana air adiabatic.

Gambar 1.3 Calori Bomb

Sumber : anonymous

9. Apa yang dimaksud dengan knocking? Dan bagaimana cara mengatasinya?


10/11

Knocking adalah bertumbukannya dua elemen logam dari mesin saat dijalankan.

Knocking atau di Indonesia terkenal dengan sebutan ngelitik adalah saat pengapian atau

pembakaran yang tidak pas. Biasanya terjadi ketika campuran udara dan bensin (dalam

bentuk gas) di dalam silinder tidak terbakar disaat yang seharusnya, yaitu saat busi

memercikan api.Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa

mungkin harus kita hindari.

Cara mengatasinya :

1. Pergunakan bahan bakar dengan nilai oktan tinggi, misalnya pertamax atau pertamax

plus

2.

Ganti Komponen mesin hyang sudah rusak

3. Ganti Timing Belt jika ada kelonggaran/slack/rusak

4. Service secara teratur

10.Apa yang anda ketahui tentang istilah SOHC engine dan DOHC engine?

SOHC (Single Over Head Camshaft) adalah camshaft yang hanya memiliki satu (single)

pasang over head. Dengan kata lain mesin ini memiliki dua klep, dimana satu klep untukmengatur masukan bahan bakar dan satu lagi untuk mengatur keluaran gas buang. Dan

hanya memiliki satu noken as.

Sedangkan mesin DOHC (Double Over Head Camshaft) adalah Camshaft yang

mempunyai Over Head double atau mesin yang dalam satu piston mempunyai dua pasang

over head. Sehingga mesin tersebut mempunyai empat klep, dimana dua klep untuk

mengatur masukan bahan bakar dan dua klep untuk mengatur keluaran gas buang

(menuju knalpot). Dalam mesin ini menggunakan dua noken as yang terletak pada kepala

silinder


11/11

http://otoemo.mywapblog.com/apa-itu-internal-combustion-engine.xhtml

http://otomaster.wordpress.com/2011/01/09/pengertian-internal-dan-eksternal-combustion/

http://dida14.blogspot.com/2013/05/proses-pembakaran-motor-bakar-luar.html ada contoh ketel

uap

http://www.kaskus.co.id/thread/533f7d803ecb170a358b4abc/external-combustion-engine-

sebagai-solusi-energi-masa-depan/

http://www.slideshare.net/RockSandy/siklus-daya-gas

http://www.answers.com/Q/What_are_the_Assumptions_of_air-standard_cycles

http://herusantoso17.blogspot.com/2012/06/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html

http://maintenance-group.blogspot.com/2010/08/unjuk-kerja.html

http://eko-winn.blogspot.com/2011/08/klasifikasi-pompa.html

soal prapraktikum motor bakar-2

Documents