Modul Praktikum Lab. Motor Bakar 2014

BUKU PANDUAN PRAKTIKUM MOTOR BAKAR LABORATORIUM MOTOR BAKAR JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

DisusunOleh Tim Penyusun

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN MALANG 2014

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

Praktikum merupakan salah satu komponen yang penting dalam proses belajar mengajar di perguruan tinggi. Tujuan kegiatan praktikum terutama untuk memberikan  pemahaman yang lebih mendalam kepada para mahasiswa terhadap teori yang telah diberikan dalam proses perkuliahan dikelas. Bentuknya biasanya berupa kegiatan di laboratorium dimana para mahasiswa melakukan percobaan untuk mempraktekkan suatu teori atau karakteristik tertentu dari materi kuliah yang telah diberikan. Tujuan kegiatan praktikum berbeda dengan tujuan kegiatan penelitian. Walaupun keduanya sama-sama sering dilaksanakan di laboratorium. Praktikum  bertujuan untuk menerapkan teori yang sudah ada dengan tujuan membantu proses  belajar mengajar. Sedangkan penelitian peneliti an bertujuan untuk mendapatkan teori baru dalam rangka pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam program pendidikan perguruan tinggi  jenjang akademik dalam rangka mendidik calon sarjana yang menguasai ilmu  pengetahuan yang sudah sudah ada serta mampu mengembangkan ilmu pengetahuan. pengetahuan. Dalam bidang ilmu teknik mesin, kegiatan praktikum dapat dilaksanakan di laboratorium, karena obyek ilmu teknik mesin adalah proses atau fenomena alam dan usaha rekayasanya dalam bentuk mekanisme. Kegiatan ini untuk membentuk manusia dalam melakukan berbagai kegiatan fisik dalam hidupnya. Kegiatan praktikum dapat dilaksanakan dengan mengguanakan instalasi percobaan seperti model fisik dari obyeknya atau dengan cara simulasi matematik dengan menggunakan software komputer. Praktikum mempunyai peranan penting, terutama untuk membantu memahami teori, proses atau karakteristik dari berbagai fenomena dan hasilrekayasa dalam bentuk rekayasa yang komplek sehingga sulit dipahami apabila hanya diterangkan melalui  proses perkuliahan di kelas. Motor bakar atau internal combustion engine merupakan hasil rekayasa mekanisme dari proses konversi energi yang sangat luas penggunaanya sampai saat ini,

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS BRAWIJAYA BRAWIJAYA

1

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

Praktikum merupakan salah satu komponen yang penting dalam proses belajar mengajar di perguruan tinggi. Tujuan kegiatan praktikum terutama untuk memberikan  pemahaman yang lebih mendalam kepada para mahasiswa terhadap teori yang telah diberikan dalam proses perkuliahan dikelas. Bentuknya biasanya berupa kegiatan di laboratorium dimana para mahasiswa melakukan percobaan untuk mempraktekkan suatu teori atau karakteristik tertentu dari materi kuliah yang telah diberikan. Tujuan kegiatan praktikum berbeda dengan tujuan kegiatan penelitian. Walaupun keduanya sama-sama sering dilaksanakan di laboratorium. Praktikum  bertujuan untuk menerapkan teori yang sudah ada dengan tujuan membantu proses  belajar mengajar. Sedangkan penelitian peneliti an bertujuan untuk mendapatkan teori baru dalam rangka pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam program pendidikan perguruan tinggi  jenjang akademik dalam rangka mendidik calon sarjana yang menguasai ilmu  pengetahuan yang sudah sudah ada serta mampu mengembangkan ilmu pengetahuan. pengetahuan. Dalam bidang ilmu teknik mesin, kegiatan praktikum dapat dilaksanakan di laboratorium, karena obyek ilmu teknik mesin adalah proses atau fenomena alam dan usaha rekayasanya dalam bentuk mekanisme. Kegiatan ini untuk membentuk manusia dalam melakukan berbagai kegiatan fisik dalam hidupnya. Kegiatan praktikum dapat dilaksanakan dengan mengguanakan instalasi percobaan seperti model fisik dari obyeknya atau dengan cara simulasi matematik dengan menggunakan software komputer. Praktikum mempunyai peranan penting, terutama untuk membantu memahami teori, proses atau karakteristik dari berbagai fenomena dan hasilrekayasa dalam bentuk rekayasa yang komplek sehingga sulit dipahami apabila hanya diterangkan melalui  proses perkuliahan di kelas. Motor bakar atau internal combustion engine merupakan hasil rekayasa mekanisme dari proses konversi energi yang sangat luas penggunaanya sampai saat ini,

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS BRAWIJAYA BRAWIJAYA

1

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

terutama mesin-mesin alat transportasi, mesin-mesin pertanian dan lain lain. Motor  bakar yang digunakan sampai sekarang adalah jenis motor bakar torak (reciprocating engine) dan engine) dan mempunyai dua jenis, yaitu motor bensin (spark ignition engine) dan engine) dan motor diesel (compression ignition engine). engine).

1.2

Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum motor bakar adalah : 1.

Mendapatkan berbagai karakteristik kinerja ( performance characteristic  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 terhadap Mean terhadap Mean Effective Pressure (MEP) d. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap Spesific Fuel Consumption (SFC) e. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap efisiensi (ηi,ηe,ηv) f. Karakteristik kinerja antara putaran terhadap kandungan CO, CO 2, O2, H2O dan N2 dalam 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.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS BRAWIJAYA BRAWIJAYA

2

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Pengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah energi kimia menjadi energi mekanik berupa kerja (rotasi) . Pada dasarnya mesin kalor (Heat Engine) dikategorikan menjadi dua (2), yaitu: a.

External Combustion Engine Yaitu mesin yang menghasilkan daya dengan menggunakan peralatan lain untuk menghasilkan media yang dapat digunakan untuk menimbulkan daya seperti turbin uap, dimana uap yang digunakan untuk menghasilkan daya berasal dari proses lain yang terjadi di boiler, di boiler tersebut air dipanaskan sehingga menghasilkan uap (superheated steam) dan kemudian uap ini dikirim ke turbin uap untuk menghasilkan daya.

b.

Internal Combustion Engine Merupakan mesin yang mendapatkan daya dari proses pembakarannya yang terjadi dalam mesin itu sendiri, hasil pembakaran bahan bakar dan udara digunakan langsung untuk menimbulkan daya. Contohnya mesin yang menggunakan piston seperti gasoline engine, diesel engine, dan mesin dengan turbin penggerak (turbin gas).

2.1.1. Prinsip Kerja Motor Bakar

Motor bakar yang sampai sekarang digunakan adalah jenis motor bakar torak. Motor bakar torak menggunakan beberapa silinder yang didalamnya terdapat torak yang  bergerak translasi bolak balik. Di dalam silinder itulah terjadi pembakaran antara bahan  bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan torak yang dihubungkan dengan poros engkol oleh batang  penghubung (batang penggerak). Gerak translasi torak tadi mengakibatkan gerak rotasi  pada poros engkol dan sebaliknya. Berdasarkan langkah kerjanya, motor bakar torak dibedakan menjadi 2, yaitu motor bakar 4 langkah dan motor bakar 2 langkah.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

3

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

A.

Motor Bakar 4 Langkah Pada motor bakar 4 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 4 kali langkah torak atau 2 kali putaran poros engkol, yaitu: a.

Langkah Isap (Suction Stroke) 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  bakar pada motor bensin atau udara saja pada motor diesel akan terhisap masuk ke dalam ruang bakar.

b.

Langkah Kompresi (Compression Stroke) 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 (Expansion Stroke) 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.Skema masing masing langkah gerakan torak di dalam silinder motor bakar 4 langkah tersebut ditunjukkan dalam gambar 2.1.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

4

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 2.1 : Skema Langkah Kerja Motor Bakar 4 Langkah Sumber: Britannica (2013) B.

Motor Bakar 2 Langkah Pada motor bakar 2 langkah, setiap 1 siklus kerja memerlukan 2 kali langkah torak atau 1 kali putaran poros engkol. Motor bakar 2 langkah juga tidak memiliki katup isap (KI) dan katup buang (KB) dan digantikan oleh lubang isap dan lubang  buang. Secara teoritis, pada berat dan displacement   yang sama, motor bakar 2 langkah menghasilkan daya 2 kali lipat dari daya motor bakar 4 langkah, tetapi pada kenyataannya tidak demikian karena efisiensinya lebih rendah akibat pembuangan gas buang yang tidak komplit dan pembuangan sebagian bahan bakar bersama gas  buang akibat penggunaan sistem lubang. Tetapi melihat konstruksinya yang lebih simpel dan murah serta memiliki rasio daya-berat dan daya-volume yang tinggi maka motor bakar 2 langkah cocok untuk sepeda motor dan alat-alat pemotong.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

5

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 2.2 : Skema Langkah Kerja Motor Bakar 2 Langkah Sumber :Beamerguide (2010) a)

Langkah Torak dari TMA ke TMB Sebelum torak mencapai TMA, busi dinyalakan pada motor bensin (bahan  bakar disemprotkan pada motor diesel) sehingga terjadi proses pembakaran. Karena proses ini, torak terdorong dari TMA menuju TMB. Langkah ini merupakan langkah kerja dari motor bakar 2 langkah. Saat menuju TMB, piston terlebih dahulu membuka lubang buang, sehingga gas sisa pembakaran terbuang. Setelah itu dengan gerakan piston yang menuju TMB, lubang isap terbuka dan campuran udara bahan bakar pada motor bensin atau udara pada motor diesel akan masuk ke dalam silinder.

 b)

Langkah Torak dari TMB ke TMA Setelah torak mencapai TMB maka torak kembali menuju TMA. Dengan gerakan ini, sebagian gas sisa yang belum terbuang akan didorong keluar sepenuhnya yang disebut  scarenging . Selain itu, gerakan piston yang turun menuju TMA menyebabkan terjadinya kompresi yang kemudian akan dilanjutkan dengan pembakaran setelah lubang isap tertutup oleh torak.

2.2

Siklus Termodinamika Motor Bakar

Siklus aktual dari proses kerja motor bakar sangat komplek untuk digambarkan, karena itu pada umumnya siklus motor bakar didekati dalam bentuk siklus udara standar LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

6

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

(air standar cycle). Dalam air standar cycle  fluida kerja menggunakan udara, dan  pembakaran bahan bakar diganti dengan pemberian panas dari luar. Pendinginan dilakukan untuk mengembalikan fluida kerja pada kondisi awal. Semua proses  pembentuk siklus udara standar dalam motor bakar adalah proses ideal, yaitu proses reversibel internal.

2.2.1 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.

Gambar 2.3 : 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 dan volume silinder secara bersamaan pada setiap posisi torak dapat diuraikan maka

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

7

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

dapat digambarkan siklus aktual motor bensin yang bentuknya seperti ditunjukkan pada gambar.

Gambar 2.4 Siklus Aktual Otto Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 457 Langkah siklus motor bensin aktual terdiri dari 1.

Langkah Kompresi

2.

Langkah pembakaran bahan bakar dan langkah ekspansi

3.

Langkah pembuangan

4.

Langkah isap

2.2.2 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 diakibatkan oleh satu kompresi dan bukan oleh penyalaan busi seperti halnya motor cetus api (S.I Engine)

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

8

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 2.5 : Diagram P-V dan T-S siklus diesel Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 464 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

2.2.3

Siklus Trinkler

Siklus trinkler merupakan gabungan antara siklus otto dengan siklus diesel. Pada siklus ini pemasukan kalor sebagian pada volume konstan seperti dalam siklus otto, dan sebagian lagi pada tekanan konstan dalam siklus diesel. Kombinasi demikian merupakan gambaran yang lebih baik pada motor  –  motor pembakaran dalam modern.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

9

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 2.6 : Diagram Siklus Dual Motor Diesel Sumber : Thermodynamics, Cengel, 1994 : 466 Langkah kerja siklus dual motor diesel teoritis terdiri dari : 1.

Langkah kompresi adiabatis reversibel  (1-2)

2.

Langkah pemberian panas pada volume konstan (2-X)

3.

Langkah pemberian panas pada tekanan konstan (X-3)

4.

Langkah ekspansi adiabatis reversibel (3-4)

5.

Langkah pembuangan panas (4-1)

2.3

Pengertian Karakteristik Kinerja Motor Bakar

Karakteristik kinerja motor bakar adalah karakteristik atau bentuk  –   bentuk hubungan

antara

indikator

kerja

sebagai

variabel

terikat

dengan

indikator

operasionalnya sebagai variabel bebas. Dengan adanya bentuk hubungan antara kedua indikator tersebut maka dapat diketahui kondisi optimum suatu motor bakar harus dioperasikan, atau apakah kondisi suatu motor bakar masih baik dan layak untuk dioperasikan.

2.3.1

Indikator Operasional dan Indikator Kerja Motor Bakar

Beberapa indikator kinerja motor bakar yang biasa digunakan untuk mengetahui kinerja suatu motor bakar diantaranya adalah:

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

10

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

1.

Daya Indikatif (Ni) Daya yang dihasilkan dari reaksi pembakaran bahan bakar dengan udara yang terjadi di ruang bakar.

 

dimana

             

Pi: tekanan indikasi rata-rata (kg/cm²) Vd : volume langkah =

 

  (m³)

D : diameter silinder (m) L : panjang langkah torak (m) n : putaran mesin (rpm) z : jumlah putaran poros engkol untuk setiap siklus untuk 4 langkah z = 2, dan untuk 4 langkah z = 1 2.

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  

dimana

  

T: Torsi (kg . m) n : putaran (rpm)

3.

Kehilangan Daya / Daya Mekanik (Nf) Kehilangan daya (Nf) terjadi akibat adanya gesekan pada torak dan  bantalan.  Nf = Ni –  Ne Dimana

: Ni = Daya Indikatif

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

11

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

 Ne = Daya efektif  Nf = Daya mekanis 4.

Tekanan Efektif Rata Rata (MEP) Tekanan rata-rata di dalam silinder selama 1 siklus kerja dan menghasilkan daya efektif Ne. Data MEP digunakan untuk mengetahui apakah proses kompresi yang terjadi masih cukup baik, atau untuk mengetahui adanya kebocoran dari dalam silinder. MEP = Pe = 0,45 . Neo . z (kg/cm²) Vd . n .i

5.

Efisiensi Motor Bakar terdiri dari : a. Efisiensi Termal Indikatif   

 

    

 b. Efisiensi Termal Efektif   

 

  

c. Efisiensi Mekanis   

 



d. Efisiensi Volumetrik     6.

            



Beberapa Indikator Kerja yang lain, misalnya konsumsi bahan bakar spesifik (SFC), kandungan polutan dalam gas buang dan neraca panas Indikator operasional motor bakar menunjukkan kondisi operasi dimana motor

 bakar tersebut dioperasikan. Dua jenis indikator operasional sebagai variabel bebas dalam pengujian karakteristik kinerja suatu motor bakar adalah : 1)

Putaran kerja mesin (rpm)

2)

Beban mesin / Daya efektifnya (Ne) pada putaran kerja konstan

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

12

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Pengujian motor bakar dengan putaran mesin sebagai variabel bebas digunakan untuk mesin mesin transportasi, yang biasanya beroperasi pada putaran yang berubah ubah. Sedangkan pengujian motor bakar dengan daya efektif sebagai variabel bebas  pada putaran konstan digunakan pada motor bakar stasioner yang biasanya beroperasi  pada putaran konstan, terutama pada mesin penggerak generator listrik.

2.3.2

Jenis Karakteristik Kinerja Motor Bakar

Bentuk hubungan antar masing masing variabel indikator kinerja terhadap variabel, indikator operasional suatu motor bakar didapatkan dengan cara pengujian laboratorium

dari

mesin

yang

bersangkutan.

Data

yang

digunakan

untuk

menggambarkan bentuk hubungan antara variabel tersebut dapat berasal dari  pengukuran langsung selama pengujian, atau harus dihitung dari data yang diukur. Data seperti putaran mesin dan temperatur dapat diukur langsung, tetapi daya, torsi, dan efisiensi dihitung berdasarkan pengukuran terhadap parameter pembentuknya. Pada pengujian dengan putaran mesin sebagai variabel bebas, jenis karakteristik kinerja yang sering diperlukan adalah : 1)

Putaran terhadap daya indikatif (Ni), daya efektif (Ne), dan daya mekanik (Nf)

2)

Putaran terhadap torsi (T)

3)

Putaran terhadap Mean Efektif Pressure (MEP)

4)

Putaran terhadap spesific fuel consumption (SFC)

5)

Putaran terhadap efisiensi (i , e , m , v)

6)

Putaran terhadap komposisi CO2, CO , O2 , dan N 2 dalam gas buang

7)

Putaran terhadap keseimbangan panas

8)

Putaran terhadap fuel consumption Rentang besar putaran dalam pengujian tersebut mulai dari putaran minimum

sampai melewati kondisi besar daya maksimum mesin.

2.4

Karakteristik Kinerja Motor Diesel

a.

Grafik Torsi dengan Putaran Pada grafik ditunjukkan bahwa semakin tinggi putaran (rpm) maka torsi semakin meningkat sampai mencapai titik maksimum pada putaran tertentu . Hal

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

13

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

inidisebabkan karena dibutuhkannya momen putar tinggi pada awal putaran  poros kemudian terjadi sifat kelembaman sehingga menurun pada putaran tertentu.

Gambar 2.7 Grafik Hubungan Putaran dengan daya Poros Sumber : Arismunandar, Motor Diesel Putaran Tinggi. 1975 : 61  b.

Grafik Hubungan antara Spesific Fuel Consumption terhadap Putaran Dari grafik 2.9 terlihat bahwa pemakaian bahan bakar yang dimaksud adalah jumlah putaran / jumlah sirkulasi bahan bakar yang diperlukan untuk daya yang dihasilkan dan grafik antara  fuel consumption dengan putaran cenderung mengalami penurunan. Namun setelah mencapai titik optimum kembali mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan konsumsi bahan bakar yang cenderung tinggi karena diperlukan daya yang besar untuk penggerak awal mesin. Pada putaran setelah titik optimum, grafik mengalami kenaikan. Hal ini dikarenakan

pembakaran

kurang

sempurna

sehingga

daya

mengalami

 penurunan, inilah yang menyebabkan SCF meningkat. Selain itu dengan naiknya  putaran maka daya yang dibutuhkan semakin besar c.

Grafik Daya Poros terhadap Putaran

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

14

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi nilai putaran maka daya poros mengalami peningkatan sampai mencapai titik maksimum (titik dimana putaran  poros lebih rendah daripada putaran dimana daya indikatornya maksimum), kenaikkan itu menunjukkan semakin besarnya daya efektif akibat dari daya indikasi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar semakin besar akibat  putaran yang terus bertambah. Kemudian mengalami penurunan pada putaran yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena adanya gesekan antara piston dengan silinder dalam ruang bakar, pada bantalan, roda gigi, daya untuk menggerakkan pompa bahan bakar, generator, pompa air, katup,dsb. Dapat disimpulkan bahwa semakin besar putaran menyebabkan gesekan yang terjadi  juga besar, sehingga beban daya yang harus ditanggumg daya indikasi semakin  besar dan berpengaruh pada daya efektif.

Gambar 2.8 : Grafik Hubungan putaran dengan daya, dan MEP Sumber : Maleev. 1985. Internal Combustion Engine. d.

Grafik Antara Daya Efektif dan Putaran Pada grafik terlihat bahwa semakin tinggi putaran, maka daya efektifnya akan mencapai nilai maksimum dengan kata lain daya efektifnya berbanding lurus dengan putaran. Tetapi setelah mencapai titik maksimumnya, nilainya akan

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

15

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

menurun. Nilai daya efektif merupakan pengurangan nilai daya indikasi dengan daya mekanis. e.

Hubungan Antara Daya Mekanis dan Putaran Pada grafik terlihat semain tinggi putaran maka daya mekanis cenderung meningkat. Tingkat kenaikan daya mekanis dibawah daya indikasi dan daya efektif.

f.

Hubungan Mean Efective Pressure dengan Putaran Pada grafik hubungan putaran dengan MEP terlihat bahwa grafik mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan putaran. Tetapi setelah mencapai titik ultimate, harga tekanan efetif rata-rata mengalami penurunan.

g.

Grafik Hubungan Daya Indikasi dengan Putaran Pada grafik hubungan daya indikasi dengan putaran terlihat bahwa kurva yang awalnya naik setelah mencapi titik tertentu kurva tersebut akan cenderung menurun. Dikarenakan semakin cepat putaran maka daya yang hilang akibat gesekan juga semain besar sehingga menyebabkan penurunan daya indikasi.

Gambar 2.9 Grafik Hubungan Efisiensi dan compression Ratio Sumber : Maleev. 1985. Internal Combustion Engine. h.

Perbandingan Antara Efisiensi Mekanis dengan Compression Ratio

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

16

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi mekanis akan semakin menurun, karena putaran berbanding lurus dengan perbandingan kompresi, maka semakin tinggi putaran efisiensi mekanis akan menurun diakibatkan gesekan yang terjadi semakin besar. i.

Perbandingan Efisiensi Indikasi dengan Compression Ratio Semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi mekanis akan semakin meningkat. Kenaikkan tersebut dikarenakan perbandingan selisih daya indikasi lebih besar dibandingkan kenaikkan panas akibat kompresi.

 j.

Perbandingan Efisiensi Efektif dan Compression Ratio Semakin besar perbandingan kompresi maka efisiensi efektif akan semakin meningkat. Pada perbandingan kompresi tertentu efisiensi efektif akan mencapai nilai maksimum dan akan sedikit mengalami penurunan akibat adanya kerugian mekanis.

2.5

Or sat appar atus

Orsat apparatus merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengukur dan menganalisa komposisi gas buang. Untuk itu digunakan larutan yang dapat mengikat gas tersebut dengan kata lain gas yang

diukur akan larut dalam larutan pengikat.

Masing - masing larutan tersebut adalah : a.

Larutan Kalium Hidroksida (KOH), untuk mengikat gas CO 2

 b.

Larutan Asam Kalium Pirogalik, untuk mengikat gas O 2

c.

Larutan Cupro Clorid (CuCl 2), untuk mengikat gas CO

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

17

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 2.10 : Orsat apparatus Sumber : Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Brawijaya Pada gambar di atas masing –  masing tabung berisi : I.

Tabung pengukur pertama berisi larutan CuCl 2

II.

Tabung pengukur kedua berisi larutan asam kalium pirogalik

III.

Tabung ketiga berisi larutan KOH

2.6

Diagram Sankey

Gambar 2.11 : Diagram Sankey Sumber : Arismunandar, Motor Diesel Putaran Tinggi. 1975 : 29 Diagram sankey seperti gambar diatas merupakan diagram yang menjelaskan keseimbangan panas yang masuk dan panas yang keluar serta dimanfaatkan saat LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

18

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

 pembakaran terjadi. Pada gambar diatas juga menunjukkan bahwa 30-45% dari nilai kalor bahan bakar dapat diubah menjadi kerja efektif. Sisanya merupakan kerugiankerugian, yaitu kerugian pembuangan (gas buang dengan temperatur 300 o  –  600o C). kerugian pendinginan dan kerugian mekanis (kerugian gesekan yang diubah dalam  bentuk kalor yang merupakan beban pendinginan). 

Kerugian pembuangan Gas buang yang bertemperatur 300 o  –  600o C, merupakan kerugian karena  panas/kalor tersebut tidak dimanfaatkan. Selain itu, karena perbedaan temperatur didalam sistem lebih tinggi dibandingkan diluar sistem, menyebabkan temperatur tersebut berpindah / keluar ke lingkungan



Kerugian Pendinginan Silinder, katup-katup, dan torak akan menjadi panas karena berkontak langsung terhadap gas panas yang bertemperatur tinggi, sehingga dibutuhkan fluida pendinginan berupa air dan udara untuk menjaga komponen tersebut agar tidak rusak, pendinginan ini merupakan kerugian juga karena banyaknya kalor /  panas yang hilang akibat diserap oleh fluida pendinginannya



Kerugian Mekanis Merupakan kerugian gesekan yang diubah dalam bentuk kalor yang merupakan beban pendingin.

2.7

Teknologi Motor Bakar Terbaru

Teknologi Idling Stop System yang disematkan pada Honda Vario terbukti mampu membuat konsumsi bahan bakarnya mejadi jauh lebih irit. Hal ini terbukti dalam ajang Fun Riding Honda Vario 125 CBS Idling Stop yang diadakan oleh PT Astra Honda Motor (AHM) yang mencatatkan rekor 76,098 km/liter. Kegiatan Fun Riding Honda Vario 125 CBS Idling Stop ini diadakan pada Rabu, 10 April yang diikuti oleh

para jurnalis dari berbagai media nasional. Acara ini

mengambil lokasi di kawasan Serpong dengan panjang rute sekitar 15,5 kilometer. Pada rute yang ditetapkan, peserta melintasi 11 lampu merah yang memiliki durasi

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

19

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

 pemberhentian relatif lama. Kondisi ini sengaja dipilih untuk menguji langsung teknologi terbaru pada Honda Vario 125 CBS Idling Stop ini. Berdasarkan hasil pengetesan para jurnalis dalam acara Fun Riding Honda Vario 125 CBS Idling Stop ini, diperoleh konsumsi bahan bakar teririt yaitu 76,098 km/liter. Angka ini dicatat oleh Adib dari media maniakmotor.com. Konsumsi BBM terbaik kedua tercatat 67,660 km/liter diraih oleh Jayadi dari media gilamotor.com. Konsumsi BBM teririt berikutnya 67,234 km/liter yang diraih oleh Eko dari media Motorev. Angka ini jauh lebih hemat dibandingkan hasil pengujian konsumsi bahan bakar yang dilakukan AHM menggunakan metode ECE R40 di mana tercatat hanya 55,8 km/liter atau lebih hemat bahan bakar 7% dibandingkan dengan Honda Vario PGM-FI non ISS, bahkan bisa lebih hemat 37% jika dibandingkan dengan Honda Vario tipe karburator. "Dengan berkendara secara econo riding, konsumsi BBM Honda Vario 125 CBS Idling Stop ini bisa jauh lebih hemat. Ini menunjukkan teknologi Idling Stop System terbukti memberikan manfaat yang luar biasa kepada pemakainya," ujar Kristanto Head of Corporate Communication AHM. Teknologi Idling Stop System akan mematikan mesin Honda Vario 125 CBS Idling Stop secara sementara setelah skutik ini berhenti lebih dari 3 detik. Pengendara hanya perlu menarik tuas gas untuk menghidupkannya lagi. Teknologi ini akan sangat  bermafaat digunakan di tengah kondisi lalu lintas yang padat dengan tetap menjamin ketersediaan aliran listrik saat Idling Stop System ini diaktifkan. Selain bermanfaat membuat konsumsi BBM lebih hemat, teknologi Idling Stop System ini juga membuat Honda Vario lebih ramah lingkungan. Fitur advance ini merupakan inovasi tahap lanjut yang sebelumnya telah diaplikasikan di motor premium Honda PCX150.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

20

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

3.1

Waktu dan Tempat

Waktu Jam

: 23 –  10 –  2014 `: 15.00 WIB

Tempat: Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Brwaijaya

3.2

Pelaksanaan Praktikum

3.2.1

Instalasi Percobaaan Motor Bakar

Peralatan praktikum yang tersedia adalah instalasi percobaan (test rig ) lengkap, yang terdiri dari : 

Instalasi Percobaan Motor Diesel Kedua instalasi percobaan tersebut merupakan rangkaian lengkap yang dapat digunakan untuk keperluan praktikum maupun penelitian



Unit Motor Diesel sebagai obyek percobaan / penelitian.



Instrumen pengukur berbagai variabel yang diperlukan (alat ukur kelembaban, higrometer, aeorometer, orsat apparatus).



Peralatan bantu seperti instalasi air pendingin dan penyaluran gas buang. Unit motor bakar yang digunakan adalah motor diesel dengan 4 silinder, dengan

spesifikasi sebagai berikut : o

Siklus: 4 langkah

o

Jumlah silinder: 4

o

Volume langkah torak total: 2164 cm 3

o

Diameter silinder: 83 mm

o

Panjang langkah torak : 100 mm

o

Perbandingan kompresi: 22 : 1

o

Bahan bakar: Solar

o

Pendingin: Air

o

Daya Poros: 47 BHP / 3200 rpm

o

Merk: Nissan, Tokyo Co.Ltd.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

21

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

o

o

Model: DWE –  47 –  50 –  HS –  AV  Negara pembuat: Jepang

Gambar 3.1 : Skema Instalasi Motor Bensin Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya 3.2.2

Alat Ukur dan Fungsinya

Alat ukur serta fungsinya yang digunakan saat praktikum adalah sebagai berikut : a.

Orsat apparatus Digunakan untuk mengukur dan menganalisa gas buang

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

22

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.2 Orsat apparatus Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya  b.

 Barometer Digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer

Gambar 3.3 Barometer Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawija ya c.

 Aerometer Digunakan untuk mengukur massa jenis bahan bakar (kg/m 3)

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

23

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.4 Aerometer Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawija ya d.

 Flash Point Digunakan untuk mengetahui titik nyala api suatu bahan bakar ( oC)

Gambar 3.5 Flash Point Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya e.

 Diesel Engine Test Bed Digunakan

untuk

mengetahui

parameter-parameter

yang

menunjukkan

karakteristik motor bakar.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

24

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.6 Diesel Engine Test Bed Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya f.

Stopwatch Digunakan untuk mengetahui waktu konsumsi bahan bakar

Gambar 3.7 Stopwatch Sumber : http://guides.machienescience.org/ile.php/29/1P/stopwatch.gif g.

Higrometer  Digunakan untuk mengukur kelembaban relatif udara

Gambar 3.8 Hygrometer Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

25

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

h.

 Dynamometer Digunakan untuk mengetahui gaya pembebanan pada poros

Gambar 3.9 Dynamometer  Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya i.

Tachometer Digunakan untuk menghitung putaran mesin (rpm)

Gambar 3.10 Tachometer  Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya  j.

 Flowmeter  air pendinginan Digunakan untuk mengukur debit aliran air pendinginan

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

26

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.11 Flowmeter  air pendinginan Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya

k.

 Flowmeter  Bahan Bakar Digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar (ml)

Gambar 3.12 Flowmeter  bahan bakar Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawija ya l.

 Manometer Digunakan untuk mengukur perbedaan tekanan dalam sistem

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

27

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.13 Manometer Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya m.

Viscometer Digunakan untuk mengukur viskositas fluida

Gambar 3.14 Viscometer  Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya n.

 Bomb calorimeter Digunakan untuk mengetahui kalor bahan bakar

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

28

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.15 Bomb Calorimeter  Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawija ya 3.3 Prosedur Pengambilan Data Praktikum

Setiap kelompok praktikum melaksanakan sendiri semua proses pengujian dan  pengambilan data yang diperlukan untuk memenuhi tujuan praktikum di atas. Dalam melaksanakan proses pengujian tersebut, mahasiswa harus mengikuti semua aturan dan tata tertib yang berlaku di laboratorium dan mengikuti semua petunjuk asisten laboratorium yang bertugas. Metode percobaan dengan variasi putaran, parameter yang diukur adalah : 1. Gaya Pengereman 2. Tekanan Masuk Nozzle 3. Perbedaan Tekanan Masuk dan Keluar Nozzle 4. Suhu Udara 5. Suhu Gas Buang 6. Suhu Air Masuk dan Air keluar 7. Debit Bahan Bakar 8. Volume Gas Buang 9. Volume Gas Hasil Pembakaran 10. Tekanan Udara

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

29

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

3.3.1 Prosedur Pengujian Motor Bakar

1. Persiapan Sebelum Mesin Beroperasi a. Nyalakan pompa pengisi untuk mengisi air dalam tangki sampai level air mencapai tinggi aman.  b. Buka kran air pada pipa-pipa yang mengalirkan air ke mesin dan ke dinamometer. c. Atur debit air yang mengalir pada flowmeter pada debit tertentu dengan mengatur  bukaan kran pada flowmeter. d. Tekan switch power untuk menghidupkan alat-alat ukur. e. Hidupkan alarm dinamometer yang akan memberitahu jika terjadi overheating dan level air kurang. f. Nyalakan dinamo power control dan atur kondisi poros mes in dalam keadaan tanpa  beban. 2. Cara Menghidupkan Mesin a. Setelah semua persiapan di atas dipenuhi, nyalakan kunci kontak pada posisi memanaskan mesin terlebih dahulu sampai indikator glow signal menyala.  b. Putar posisi kunci ke posisi START sambil throttle valve dibuka sedikit sampai mesin menyala (seperti menyalakan mesin mobil). c. Setelah mesin menyala, biarkan mesin beroperasi beberapa saat untuk menstabilkan kondisi mesin. 3. Cara Mengambil Data a. Atur bukaan throttle pada bukaan yang diinginkan dengan membaca throttle valve indikator (%)  b. Atur putaran mesin (rpm) dengan mengatur pembebanan pada dinamometer sampai mendapatkan putaran yang diinginkan. c. Tunggu kondisi mesin stabil kemudian lakukan pengambilan data yang diperlukan.

3.3.2 Prosedur Penggunaan Orsat Apparatus

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

30

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

Gambar 3.12 Orsat Apparatus Sumber : Laboratorium Motor Bakar Jurusan Mesin Universitas Brawijaya Cara penggunaan Orsat Apparatus : 1.

Set ketiga tabung I, II, III pada ketinggian tertentu dengan membuka keran A, B, C dan mengatur tinggi larutan pada tabung I, II, III dengan menaik  –   turunkan gelas B, kemudian tutup keran A, B, C setelah didapatkan tinggi yang diinginkan. Posisi ini ditetapkan sebagai titik acuan.

2.  Naikkan air yang ada pada tabung ukur C sampai ketinggian air mencapai 50 ml dengan cara membuka keran H dengan menaikkan gelas B. Setelah didapatkan tinggi yang diinginkan, tutuplah kembali keran H. 3.

Ambil gas buang dari saluran gas buang untuk diukur, salurkan melalui selang yang dimasukkan ke dalam pipa H.

4.

Buka keran H sehingga gas buang akan masuk dan mengakibatkan tinggi air yang ada di tabung ukur C akan berkurang.

5.

Setelah tinggi air pada tabung ukur turun sebanyak 50 ml (sampai perubahan air mencapai angka 0) tutuplah keran H dan kita sudah memasukkan volume gas buang sebanyak 50 ml.

6.

Untuk mengukur kandungan CO 2 buka keran C supaya gas buang bereaksi dengan larutan yang ada pada tabung III dengan mengangkat dan menurunkan gelas B sebanyak 5 –  7 kali.

7.

Setelah 5 –   7 kali kembalikan posisi larutan III ke posisi acuan pada saat set awal dan tutup keran C setelah didapatkan posisi yang diinginkan.

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

31

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

8.

Baca kenaikan permukaan air yang ada pada tabung ukur C. Kenaikan permukaan air merupakan volume CO2 yang ada pada 50 ml gas buang yang kita ukur.

9.

Untuk mengukur kandungan O 2  dan CO ulangi langkah 6 dan langkah 7 untuk keran B dan keran A pada tabung II dan tabung I.

10. Baca kenaikan permukaan air pada tabung ukur C dengan acuan dari tinggi  permukaan air sebelumnya.

3.3.3

Rumus Perhitungan

Adapun rumus  –   rumus yang digunakan dalam perhitungan hasil percobaan adalah sebagai berikut : 1. Momen Torsi

T    F  l  (kg.m), dimana : F = besar gaya putar (kg) l = panjang lengan dinamometer (m) 2. Daya Efektif  Ne 

T   n 716 ,2

 (PS), dimana : n = putaran (rpm)

3. Daya Efektif dalam kondisi standard JIS

 Neo  k . Ne (PS) dimana : k  

749

273   

 Pa   Pw

293

 ;

 Pw   . Ps

4. Tekanan Efektif rata-rata ( Pe ) Pe =

 Neo  0,45  z  Vd  i  n

[ Kg/cm ]

5. Fuel Consumption  FC  

V  t 

  

3600 1000

[ Kg/jam ]

ρ solar = 0,835 gr/mL

6. Panas Hasil Pembakaran

Qb   FC . LHV  BahanB aka r  (

 Kcal  )  Jam

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

32

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

7. Berat Jenis udara

 a   o . 

 Pa   . Ps



760

dimana :

273 273   

  . w

Pa = Tekanan atmosfer pengukuran (mmHg) Ps = Tekanan udara standard pada temperatur tertentu (mmHg)  = Relative Humidity / Kelembapan Relatif (%) o = Berat jenis udara kering pada 760 mmHg  = Temperatur bola kering(oC)

8. Koefisien Udara   

 P 1   P 2  P 1

9. Aliran Udara melalui nozzle Gs 

 . . .d 2 4

2. g . a  P 1   P 2   (kg/s)

dimana : α = koefisien kemiringan nozzle = 0,822 γa = berat jenis udara pada kondisi ruangan saat pengujian 10. Debit Aliran gas buang Gg   Gs 

 FC  3600

  (kg/s)

11. Panas yang terbawa gas buang

Qeg   Gg .Cpg .Teg   Tud    (kcal/jam) 12. Efisiensi kerugian dalam exhaust manifold   g  

Qeg  Qb

 x100 %

13. Kerugian Panas Pendinginan

Qw  Ww.Cpw.Two  Twi   (kcal/jam) dimana : Ww = debit air pendinginan Cpw = panas jenis air = 1 kcal/jam Two = temperatur air keluar (oC) Twi = temperatur air masuk (oC)

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

33

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

14. Efisiensi Kerugian Panas dalam cooling water Qw

 w 

Qb

 x100 %

15. Efisiensi Thermal Efektif  Ne

 e 

Qb

 x632 x100 %

16. Efisiensi Friction    f  

100 %





  g 

  w   e

17. Ekuivalen daya terhadap konsumsi bahan bakar

Qf 

 LHV BB . FC 



632

  (PS)

18. Daya Friction  Nf   

 f   xQf   100 %

19. Daya Indikasi

 Ni   Ne   Nf  20. Spesific Fuel Consumtion Efektif SFCe 

 FC   Ne

21. Spesific Fuel Consumtion Indikasi SFCi  

 FC   Ni

22. Panas Hasil Pembakaran yang diubah menjadi Daya Efektif

Qe  632. Ne 23. Panas yang hilang karena sebab lain

Qpp  Qb  Qeg  Qw  Qe 24. Efisiensi Thermal Indikasi  i 

 Ni Qb

 x632 x100 %

25. Efisiensi Mekanis

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

34

PRAKTIKUM MOTOR BAKAR 2014

 m 

 Ne  Ni

 x100%

26. Efisiensi Volumetrik  v 

Gs. z .60  a .n.Vd .i

 x100 %

27. Perbandingan Udara dan Bahan Bakar  R 

Gs  FC . 

 x3600

28. Rasio Udara Bahan Bakar Teoritis

c   Ro  34,48  h  3 



29. Faktor Kelebihan Udara   

 R  Ro

30. Faktor Koreksi Standard  A 

 P  st   T  



0 ,5

=



 P   T  st  

 P  st   t   273 



0, 5



 P   t  st   273 

Dimana : Pst = 760 mmHgt st = 25 ˚C P = tekanan udara atsmosfert

= temperatur ruangan

31. Daya Efektif Standard

 Ne  st    A.Ne 32. Torsi Efektif Standard

T  st    A.T  33. Pemakaian Bahan Bakar Efektif Standard

SFCe st  

SFCe  A

34. Analisa Gas Buang Komposisi gas Buang dapat dihitung dengan persamaan berikut :



% CO =

Vco Veg 

 x 100%

LABORATORIUM MOTOR BAKAR  JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

35