teng-eff motor pada traktor

Download Teng-Eff Motor pada traktor

Post on 08-Apr-2018

227 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    1/14

    Tenaga motor - 1

    PEMBAKARAN DAN PERUBAHAN

    TENAGA PANAS MENJADI

    TENAGA ME K ANIS

    1. NERACA PANAS

    Suhu dalam silinder motor bakar 1200 1600 oC Suhu dalam silinder motor uap s 300 oC

    2. TENAGA PANAS MENJADI TENAGA ME K ANIS

    Semua bentuk enersi dapat saling berubah bentuk.Enersi dalam suatu sistem tertutup dan terisolir adalahkonstan.

    B enda gas dapat dimampatkan: volumenya berbandingterbalik dengan tekanan asal temperaturnya tidak

    berubah (Hk B oyle)

    Pi

    Pi

    25 %media

    pendingin

    31 %gas buang

    13 %gesekan

    31 % berguna

    Pe

    19 % berguna

    16 %gas asap

    4 %ketel

    68 %kondensator

    3 %gesekan

    Pi

    motor bakar motor uap

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    2/14

    Tenaga motor - 2

    Perubahan temperatur suatu gas, mengakibatkan berubahnya volume dan tekanan (Hk Charles)

    K ebenaran hukum ini jelas dilihat pada Diagram PVmotor diesel:

    y U dara masuk dalam ruang pembakaran. Volumemengecil selama langkah tekanan, memperbesar temperatur dan tekanan.

    y B ahan bakar yang disemprotkan, akhirnya membakar udara yang bertemperatur tinggi dan menghasilkan

    tenaga yang menekan piston pada langkah tenaga.y Tekanan yang dihasilkan tergantung pada tingkat

    pembakaran dan jumlah panas yang tertahan dalam gastidak terbuang melalui dinding silinder atau exhaust

    system .

    Dalam suatu motor, enersi yang ada sebagian diubahmenjadi kerja , tetapi sebagian besar hilang dalam bentuk panas .

    1. Langkah pemasukan2. Langkah kompresi3. Langkah tenaga4. Langkah pembuangan

    Proses 4 langkah

    P

    V

    3

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    3/14

    Tenaga motor - 3

    Efisiensi Thermal: perbandingan enersi untuk kerjayang diterima piston (indicative work = P i) denganenersi yang tersedia hasil pembakaran bahan bakar.

    akar bb En er si P E it !

    Et motor bensin 4 langkah = s 40 %,--- rasio kompresi 8 : 1

    Et motor diesel 4 langkah = s 50 %,--- rasio kompresi 18 : 1

    Tenaga yang menekan piston (P i) digunakan untuk:

    y mengatasi gesekan dan kehilangan tenaga mekanislain (piston, ring, bearing, pompa oli, kipas,

    pendingin, generator),y menggerakan beban, tenaga tersedia pada fly wheel.

    Efisiensi mekanis: perbandingan enersi untuk kerjaefektip (P e) dengan enersi yang diterima piston (P i).

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    4/14

    Tenaga motor - 4

    iem ! Em motor bensin/diesel = s 70 %.

    Efisiensi keseluruhan (brake thermal effcy)Etm = E t x E m

    atau bbEnersiPE etm !

    3. TENAGA MOTOR

    3.1. I ndicative Pow er (tenaga di dalam silinder), P i :tenaga yang menekan piston.

    mesin konversi

    enersi efisien ?

    E tm motor bensin 4 langkah = 19 28 %,

    E tm motor diesel 4 langkah = 30 35 %,

    Diagram PV motor 2 tak

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    5/14

    Tenaga motor - 5

    Tekanan rata-rata dalam silinder selama power stroke p i

    p i motor bensin = 6,5 11,0 kg/cm2

    atau = (6,5 11,9) 10 5 N/m 2

    p i motor diesel = 6,2 8,8 kg/cm2

    atau = (6,2 8,8) 10 5 N/m 2

    p i dapat dihitung dari PV diag r am motor, PV diag r am hanya dapat ditentukan dalam laboratoriumdengan alat tertentu.

    Rata-rata gaya yang diberikan pada piston:

    Gaya = p i x (T/4) D 2 D = diameter pistonsatuan: N = N/m 2 x m 2

    Indicative power 2

    n NsD4 pP

    2i

    ivvvTv!

    putarandet/ putaranmmm/ N

    Watts/ Nm22 vvvv!!

    N = kecepatan rotasi putaran,s = jarak langkah pistonn = jumlah silinder 2 = jumlah putaran menghasilkan satu langkah

    tenaga (4 tak)

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    6/14

    Tenaga motor - 6

    3.2. T enaga Ef ekti f (brake power = P e)

    Tenaga efektif adalah tenaga yang tersedia pada fl ywhee l.

    ime v!

    K ehilangan tenaga ( ie ) = f r ictio n powe r darimotor, dapat diukur dengan el ect r ic dy n amomete r yang menjalankan motor tersebut.

    3.3. Ef isiensi K onversi dalam Motor Efisiensi keseluruhan (brake thermal efficiency) adalah

    brake power (efective power P e) yang dihasilkan motor dibagi nilai panas bahan bakar.

    C o nt oh : motor menghasilkan tenaga efektif 50kW selama 1 jam (diukur dengan dinamometer,misal prony brake).

    50 kWh = 43.000 kcal (1 kWh = 860 kcal), pada fl y whee l.

    Jika konsumsi bahan bakar motor 250 gr/kWh(diukur selama test dengan dynamometer), berartiselama 1 jam dengan 50 kW membutuhkan 12,5kg solar (250 gr/kWh x 50 kWh).

    Nilai panas 1 kg solar = 10.000 kcal

    Nilai panas 12,5 kg solar = 125.000 kcal

    Efisiensi keseluruhan = 43.000 kcal /125.000 kcal= 34 %

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    7/14

    Tenaga motor - 7

    B ahan bakar

    B erat bhn bakar/lt

    Nilai panas per lt atau panas per kg

    B ensin 725 gr/lt7.300 kcal/lt atau 10.100

    kcal/kg

    Solar 800 gr/lt 7.850 kcal/lt atau 9.800kcal/kg

    3.4. Ko pel Motor

    K opel (maksimum) suatu motor penting, karenamenentukan besarnya tenaga tarik maksimum.

    N2PenginecoupleM e T!

    N = kecepatan rotasi (-/s)

    penggerak roda-rodaadiusdriveinal boxgear engcoupleM bpull

    vv!

    4. P NG UKUR AN T NAGA F K TIP MOTO R /T NAGA PTO

    Pengukuran tenaga e ektip motor dapat dilakukan:

    y Digandengkan langsung pada motor

    y Melalui PTO shaft traktor, (10 15 % dari P e hilangkarena gesekan pada transmisi)

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    8/14

    Tenaga motor - 8

    4.1. A lat P engukur T enaga Ef ektip / Tenaga PTO(dynamometer)

    a. Ab so r ptio n dyn amomete r

    mengukur besarnya tenaga, sementera itu merubahnyake enersi bentuk lain biasanya panas.

    1 . P r on y br ak e

    Dinamometer, memanfaatkan adjusta b l e br ak e b an d

    untuk me-rem pulley. Rem menahan pulley agar tidak berputar lebih jauh, oleh suatu lengan yangdihubungkan dengan alat pengukur gaya (F, Newton).

    Dengan radius lengan torsi (R, meter) dan kecepatanrotasi (N, putaran per detik). Nilai tenaga terukur diperoleh dengan rumus:

    NFR ..2P b vvT! atau NM.2P b vvT!

    2. Hydraulic dynamometer

    Alat ini bekerja dengan prinsip mengubah kerjamenjadi panas. Media kerja biasanya air (water brake)

    Prony brake

    Lengan torsi ( R )

    Beban gesekan

    Arah putaranF

    rps

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    9/14

    Tenaga motor - 9

    yang ada dalam suatu ruang tertutup, dan karenagesekan, temperaturnya akan naik.

    B agian luar berputar pada as dihubungkan denganlengan torsi. Rumus tenaga, sama dengan prony brake,ketelitiannya dapat lebih baik.

    3. Air brake

    Seperti hydraulic dynamometer, disini tenaga dialihkan

    ke udara oleh kipas, dan tergantung pada besarnyakipas dan jarak kipas dari as. Alat ini ketelitiannyakurang.

    b . T r an smissio n dyn amomete r cr ad l ed e n gin e

    Sebuah motor bakar atau motor listrik ditempelkan pada suatu kereta dengan rangka yang ditunjang oleh bearing. Dengan lengan torsi dan skala, keluaranreaksi torsi terhadap mesin yang diputar, diukur.Tenaga dihitung dari torsi dan rpm as keluaran.

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    10/14

    Tenaga motor - 10

    c. E l ect r ic cu rr en t dyn amomete r

    Menggunakan generator listrik, dan tenaga ditentukandengan mengukur output dari generator. Dalam hal ini

    perlu diketahui efisiensi generator.

    Masukan tenaga listrik terukur:

    wattefisiensi

    amperevoltefisiensi

    agaoutput tenPe

    v!!

    d. Torsion dynamometer

    Torque meter strain gauge type. Strain gauge elektristersedia dalam berbagai bentuk untuk mengukur torsiPTO. Alat ini disambungkan pada PTO. As lain darimesin yang di test dihubungkan ujung lain dari alat.

    Semua torsi disalurkan ke alat, dan suatu alat pengukur digunakan untuk mengukur torsi.

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    11/14

    Tenaga motor - 11

    4.2. Mengukur performa motor traktor

    Perhatikan contoh hasil test suatu motor traktor padaGambar

    T enaga m aksi m um

    Menaikan bebandynamometer sampai

    batas kecepatan mesin

    yang ditetapkan pabrik,akan memberi tenaga m aksi m um yang dapatdiperoleh.

    K urva to rsi

    K urva torsi yangdikehendaki adalahmenaik maksimum jauhdi sebelah kiri (padakecepatan rendah). Inimenunjukan kemampuanuntuk menarik.

    Perubahan torsi akanmerubah kecepatanmotor.

    K ebutu h an ba h an bakar

    B iasanya menggunakan satuan gr per kWh. Efisiensidari konversi bahan bakar menjadi kerja adalah palingtinggi pada titik torsi maksimum.

    19

    18

    17

    16

    15

    Torsi(N.m)

    40

    35

    30

    2520

    260

    250

    240

    1300 1700 2100 2500

    Jangkauankerja

    Power (kW)

    KecepatanEngine (rpm)

    Konsumsib. bakar spesifik

    (gr/kWh)

  • 8/6/2019 Teng-Eff Motor pada traktor

    12/14

    Tenaga motor - 12

    Contoh:

    K ebutuhan b. bakar motor diesel 250 gr/kWh. Jika

    motor tsb menghasilkan tenaga 50 kWh selama 1 jamakan membutuhkan 0,250 kg/kWh x 50 kWh = 12,5 kg

    solar/jam pada beban penuh. Pada traktor biasanya

    bekerja pada 40 % tenaga maksimum, kebutuhan bahan

    bakar adalah 5 kg/jam.

    U ntuk perkiraan: kebutuhan b. bakar untuk 40 % dari

    tenaga maksimum (rated brake power) adalah 1 lt/jam per

    10 rated brake hp. Pada motor 50 kWh = 50 kWh x 1,36

    hp/kWh = 67,5 hp, konsumsinya = 6,