Muliyadi : Rancangan Motor Diesel Penggerak Generator Listrik Untuk Memenuhi Kebutuhan Listrik Pada PT Dow Agrosciences Indonesia, 2009.
SKRIPSI
MOTOR BAKAR
RANCANGAN MOTOR DIESEL PENGGERAK GENERATOR
LISTRIK UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK PADA
PT DOW AGROSCIENCES INDONESIA
OLEH
M U L I Y A D I
060421010
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
D E P A R T E M E N T E K N I K M E S I N
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
SKRIPSI
MOTOR BAKAR
RANCANGAN MOTOR DIESEL PENGGERAK GENERATOR
LISTRIK AC UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK PADA
PT DOW AGROSCIENCES INDONESIA
OLEH
M U L I Y A D I
060421010
Telah diperiksa dan diperbaiki dalam seminar periode ke 121 Tanggal 21 Februari 2009
Disetujui :
Dosen pembimbing
NIP. 130517501 Ir. Isril Amir _
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
D E P A R T E M E N T E K N I K M E S I N
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
SKRIPSI
MOTOR BAKAR
RANCANGAN MOTOR DIESEL PENGGERAK GENERATOR
LISTRIK AC UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK PADA
PT DOW AGROSCIENCES INDONESIA
OLEH
M U L I Y A D I
060421010
Telah diperiksa dan diperbaiki dalam seminar periode ke 121 Tanggal 21 Februari 2009
Dosen pembanding I Dosen Pembanding II
Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
NIP. 130517501 NIP. 130905356
Ir. Mulfi Hazwi, MSC
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
D E P A R T E M E N T E K N I K M E S I N
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
KATA PENGANTAR
Puji Syukur Saya panjatkan kehadirat Allah SWT karena dengan Rahmat dan
HidayahNya Saya dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir. Tugas Akhir ini adalah
tugas wajib yang diberikan kepada setiap mahasiswa sebagai syarat untuk
menyelesaikan program studi teknik ekstension jurusan Teknik Mesin Universitas
Sumatera Utara.
Selesainya Tugas Akhir ini juga tidak lepas dari dukungan orang-orang yang
ada di sekeliling saya. Untuk itu pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Ir Isril Amir sebagai Dosen pembimbing skripsi
2. Dr Ing Ikhwansyah Isranuri sebagai ketua jurusan teknik mesin
3. Bapak Syawal, staff administrasi yang telah membantu saya selama pengurusan
skripsi ini
4. Khusus kepada almarhum Ayahanda Sulaiman Yusuf yang telah bersusah payah
membesarkan dan mendidik saya hingga akhir hayatnya, serta Ibunda Kasinem
yang entah berapa juta tetes airmatanya tercurah selama membesarkan dan
membimbing anak-anaknya. Semoga segala amal kebaikan beliau mendapat
5. Untuk pendamping setiaku Nazriana dan ketiga penerusku Putri, Aziz dan Adzky,
untuk segala dorongan dan motivasinya sehingga Ayah selesaikan Tugas Akhir
ini.
Selanjutnya saya ucapkan terima kasih untuk semua pihak yang telah membantu
saya yang namanya tak bisa saya tuliskan satu persatu, semoga segala amal
kebaikannya mendapat balasan yang setimpal dan selalu mendapat ridho dari Allah
SWT.
Hormat Saya,
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i.
KATA PENGANTAR ………..………….…... ii.
DAFTAR ISI ……...………... iii.
DAFTAR TABEL ... v.
DAFTAR GAMBAR ... vi.
BAB I. PENDAHULUAN ... 1.
1.1. Latar Belakang ... 1.
1.2. Rumusan Masalah ... 3.
1.3. Tujuan Perencanaan ... 4.
1.4. Manfaat Perencanaan ... 5.
1.5. Cakupan Perencanaan... 5.
1.6. Sistematika Penulisan ...…... 7.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 8.
2.1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ………... 8.
2.2. Mesin Diesel ………... 10.
2.3. Klasifikasi Mesin Diesel ………... 15.
2.4. Sifat-Sifat Mesin Diesel ... 16.
2.5. Pemilihan Mesin Diesel ……...………... 17.
2.6. Bagian-Bagian Motor Bakar …………... 22.
2.7. Generator …... 34.
2.8. Sistem Pendinginan... 36.
2.9. Sistem Pelumasan... 38.
2.12. Kerja Pararel Generator ... 44.
2.13. Perawatan ... 45.
BAB III. PENENTUAN SPESIFIKASI... 48.
3.1. Data Peralatan ... 48.
3.2. Rencana Pengembangan Produksi ... 52.
3.3. Kondisi Pembebanan... 54.
3.4. Sistem Keterpasangan ... 55.
3.5. Penentuan Spesifikasi Yang Dibutuhkan ... 57
BAB IV. PERENCANAAN MESIN DIESEL ... 59.
4.1. Spesifikasi Awal ... 59.
4.2. Torak/Piston ... 59.
4.3. Silinder ... 73.
4.4. Batang Penggerak ... 75.
4.5. Crank Shaft ... 80.
4.6. Roda Penerus (Fly. Wheel) ... 86.
4.7. Katup (Valve) Dan Kelengkapannya ... 88.
4.8. Injector (Pengabut) ... 98.
4.9. Pendingin ... 100.
BAB V. KESIMPULAN ... 104.
DAFTAR TABEL
Tabel 3-1. List Panel Distribusi di PT Dow AgroSciences Indonesia …...…...… 49.
Tabel 3-2. List Peralatan di PT Dow AgroSciences Indonesia ... 49.
Tabel 3-3. Proyeksi Rencana Produksi Selama 5 Tahun ... 53.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. P – V Diagram Siklus Diesel …...…...…...………… 11.
Gambar 2.2. P – V Diagram Siklus Otto ...………...……… 12.
Gambar 2.3. Cara Kerja Mesin Diesel .………….……...………... 13.
Gambar 2.4. Langkah Kerja Motor Bakar 4 Tak …..………... 21.
Gambar 2.5. Komponen-Komponen Inti Motor Bakar …...…………... 24.
Gambar 2.6. Berbagai Contoh Susunan Piston Pada Motor Bakar ………... 26.
Gambar 2.7. Contoh Desain Katup Dan Cam Pada Motor Bakar ... 28.
Gambar 2.8. Desain Ruang Bakar Terbuka …... 31.
Gambar 2.9. Desain Ruang Bakar Kamar Muka ...…….…………... 32.
Gambar 2.10. Desain Ruang Bakar Turbulen ..…………..………... 33.
Gambar 2.11. Desain Ruang Bakar Lanova ...………... 35.
Gambar 3-1. Grafik Proyeksi Rencana Produksi Selama 5 Tahun ……... 53.
Gambar 3.2. Grafik Pemakaian Listrik Di PT Dow Agrosciences Indonesia ..…... 54.
Gambar 3.3. Sistem Keterpasangan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel ... 55.
Gambar 3.4. Sistem Keterpasangan Motor Diesel Sebagai Penggerak …...…….... 56.
Gambar 4.1. Piston ...….………...… 64.
Gambar 4.2. Piston Crown ... 66.
Gambar 4.3. Ring Piston ... 69.
Gambar 4.4. Ring Kompresi (Compression Ring) ... 71.
Gambar 4.5. Cincin Minyak (Oil Control Ring) ... 72.
Gambar 4.6. Silinder Linier ... 74.
Gambar 4.7. Potongan Tangkai Connecting Rod ... 77.
Gambar 4.8. Batang Penggerak (Connecting Rod) ... 78.
Gambar 4.9. Konstruksi Batang Penggerak ... 80.
Gambar 4.10. Beberapa Konstruksi Batang Penggerak ... 80.
Gambar 4.12. Bantalan ... 88.
Gambar 4.13. Diagram Katup Mesin Diesel 4 Langkah ... 89.
Gambar 4.14. Gambar Rencana Katup ... 91.
Gambar 4.15. Cam Shaft ... 93.
Gambar 4.16. Katup ... 94.
Gambar 4.17. Pegas ... 95.
Gambar 4.18. Pasak ... 95.
Gambar 4-19. Piringan Pegas ... 96.
Gambar 4-20. Rocker Arm ... 96.
Gambar 4.21. Batang Penekan ... 97.
Gambar 4.22. Perlengkapan Katup ... 97.
Gambar 4.23. Pengabut (Injector) ... 98.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Sektor pertanian merupakan pendukung perekonomian Indonesia dari dulu
hingga saat ini, terutama saat krisis moneter melanda negara ini menciptakan bagi
perusahan-perusahaan yang berhubungan dengan sektor ini untuk mengembangkan
usahanya. Diantaranya adalah perusahan pestisida yang memproduksi obat – obatan
pertanian yang diperlukan dan menjadi salah satu sarana produksi pertanian.
PT. Dow AgroSciences Indonesia merupakan salah satu perusahaan yang
memproduksi pestisida yang berbasiskan penelitian di bidang pertanian yang berpusat
di Amerika Utara, tepatnya di Indianapolis. Perusahaan ini melakukan penelitian,
pengembangan, memproduksi dan memasarkan produk yang berhubungan dengan
penanggulangan gulma, insect, zat pengatur pertumbuhan, jamur, benih, dan
penanggulangan rayap/hewan pengerat.
Pestisida merupakan bahan kimia yang digunakan untuk membunuh/
membasmi atau mengendalikan hama penyakit tanaman. Produk pestisida merupakan
produk yang memiliki prospek yang cukup cerah dimana saat ini Indonesia sedang
berusaha meningkatkan kembali produktivitas di bidang pertanian, makanya tidak
heran kalau di pasaran terdapat berbagai macam pestisida yang beredar di pasaran
perusahaan penghasil pestisida dalam merebut pasar melalui beragam produk yang
ditawarkan.
PT. Dow AgroSciences Indonesia telah memproduksi berbagai jenis produk
yang berbeda, meliputi herbisida dan insektisida dalam berbagai kemasan yang
memenuhi kebutuhan bidang pertanian, kehutanan, kesehatan dan lingkungan
pemukiman saat ini.
Pada setiap bidang industri hanya ada satu tujuan yang ingin dicapai yaitu
keuntungan. Setiap perusahaan berusaha mendapatkan keuntungan yang sebesar –
besarnya dengan pengeluaran yang minim dengan syarat tidak merusak atau
mengurangi mutu dari suatu jenis produk yang dihasilkan. Karena mutu tersebutlah
yang menjadi nilai jual. Oleh karena itu kualitas dari hasil produksi merupakan unsur
utama yang harus diperhatikan.
Untuk mendapat hasil yang baik dari suatu proses produksi diperlukan pula
bahan–bahan yang baik, baik dari bentuk ataupun kandungan bahan kimianya.
Bahan-bahan tersebut memiliki berbagai macam bentuk (serbuk, cairan, cairan
dengan high viscosity dan padatan).
Dan untuk mendukung semua kegiatan tersebut, PT. Dow AgroSciences
Indonesia juga menggunakan berbagai macam peralatan dan proses yang mana setiap
proses memerlukan peralatan pendukung yang digunakan sebagai alat bantu ketika
proses berlangsung. Peralatan-peralatan tersebut juga memiliki system dan cara kerja
menjadi bagian yang amat penting demi mendukung berlangsungnya proses produksi
yang aman dan baik.
Saat ini PT Dow Agrosciences Indonesia memiliki satu peralatan pembangkit
tenaga listrik sendiri yang digunakan sebagai cadangan sumber energi listrik
bilamana sumber energi listrik dari pemerintah (PLN) mengalami masalah. Proses
memindahkan power listrik ini dilakukan secara manual dan melihat dari kondisi
Generator yang sudah berusia cukup lama, maka peralatan ini akan diganti dengan
peralatan yang baru dengan mempertimbangkan beberapa kondisi lingkungan,
kecukupan area dan kapasitas daya listrik yang dibutuhkan. Oleh sebab itu penulis
bermaksud untuk mengambil judul tugas akhir sebagai berikut:
“ RANCANGAN MOTOR DIESEL PENGGERAK GENERATOR LISTRIK
UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN LISTRIK PADA PT DOW
AGROSCIENCES INDONESIA”
1.2. RUMUSAN MASALAH
PT Dow Agrosciences Indonesia saat ini hanya menggunakan motor bakar
diesel sebagai penggerak generator listrik, namun keadaan yang dijumpai ketika
menggunakan generator ini kondisi peralatan di area produksi mengalami masalah
karena frekuensi tegangan yang dihasilkan tidak stabil. Kondisi ini secara awam
dapat dilihat dari kondisi generator ketika beroperasi terdengar seperti ada tarikan
Keadaan seperti ini akan bisa memberi dampak terhadap peralatan elektronik
yang ada di pabrik. Karena frekuensi yang tidak stabil mengakibatkan rangkaian
elektronik tersebut sering rusak dan mendapat masalah ketika beroperasi. Dengan
adanya kondisi ini maka generator listrik yang lama akan diganti dengan generator
listrik yang baru. Dan dalam hal ini penulis menentukan motor bakar diesel sebagai
penggerak generator listrik yang akan digunakan di PT Dow Agrosciences Indonesia
tersebut dengan memberikan pertimbangan-pertimbangan yang bisa dijadikan bahan
masukan dalam menentukan system penggerak generator listrik tersebut.
1.3. TUJUAN PERENCANAAN
Adapun tujuan perencanaan ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai syarat untuk menyelesaikan program Pendidikan Sarjana Ekstensi di
Universitas Sumatera Utara
2. Untuk memberikan masukan mengenai pemilihan sistem penggerak yang
akan digunakan untuk menggerakkan generator listrik di PT Dow
AgroSciences Indonesia
3. Untuk mengaplikasikan motor bakar yang telah dipelajari secara teori pada
bangku perkuliahan pada aplikasi nyata.
4. Mengetahui system dan cara kerja penggerak motor diesel, kelebihan dan
1.4. MANFAAT PERENCANAAN
Manfaat dari perencanaan ini antara lain :
1. Sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem penggerak generator
listrik di PT Dow AgroSciences Indonesia
2. Sebagai bahan masukan untuk teman-teman mahasiswa ataupun masyarakat
umum yang ingin mempelajari sistem penggerak motor diesel ini.
3. Sebagai bahan pembelajaran bagi penulis dalam hal mengaplikasikan
pengetahuan yang didapat di bangku kuliah pada keadaan sebenarnya.
1.5. CAKUPAN PERENCANAAN
Dalam perencanaan ini penulis akan melakukan serangkaian kegiatan antara
lain :
1. Pengambilan data mengenai area kerja generator listrik tersebut
2. Penentuan besarnya kapasitas Listrik yang dibutuhkan
3. Penentuan besarnya daya Motor diesel penggerak generator pembangkit listrik
4. Melakukan penghitungan terhadap perencanaan ukuran-ukuran komponen
utama motor diesel seperti torak/piston, silinder, batang penggerak, poros
engkol (crank shaft), roda penerus (fly wheel), katup dan cam shaft
5. Melakukan perhitungan kebutuhan air pendingin untuk motor penggerak
Sistematika penulisan skripsi ini dibagi menjadi beberapa bagian dengan
sistematika penulisan skripsi pada umumnya, meliputi beberapa bagian yang dibagi
dalam beberapa bab yaitu :
BAB I. PENDAHULUAN
Diuraikan secara singkat mengenai latar belakang masalah, perumusan
masalah, pembatasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian dan sistematika
penulisan tugas akhir
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini diuraikan mengenai tinjauan-tinjauan kepustakaan dan berisikan
toeri-teori dan pemikiran-pemikiran yang dikutip dari buku-buku, makalah dan
tulisan-tulisan yang berkenaan dengan sistem penggerak motor diesel dan generator.
BAB III. PENENTUAN SPESIFIKASI
Memuat data hasil pengumpulan data yang diperoleh dari perusahaan sebagai
bahan untuk melakukan pengolahan data yang digunakan sebagai dasar pembahasan
masalah.
BAB IV. PERENCANAAN MESIN DIESEL
Berisikan perhitungan-perhitungan teoritis untuk mendapatkan ukuran-ukuran
bagian mesin diesel
BAB V. KESIMPULAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang dapat diambil dari hasil perhitungan dan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel cocok untuk lokasi dimana pengeluaran
bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan
dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang dapat ditangani oleh
mesin pembangkit dalam kapasitas kecil serta dapat beroperasi dalam waktu yang
singkat. Sistem pembangkit listrik seperti ini juga digunakan pada PT Dow
Agrosciences Indonesia.
Kegunaan dari suatu Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PTLD)
adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk :
- Sebagai unit cadangan yang dijalankan pada saat unit peinbangkit utama yang ada
tidak dapat mencukupi kebutuhan daya listrik.
- Sebagai unit pembangkit yang menyuplai listrik selama 24 jam atau sebagai
pemikul beban tetap. Sifat pengoperasian harus pada beban dasar yang
berkapasitas tertinggi dan tidak dipengaruhi oleh frekuensi beban tetap. Hal ini
memungkinkan juga bila pasokan dapat mengalami gangguan.
- Sebagai unit beban puncak atau peak load. Bila PLTD dioperasikan pada beban
puncak biasanya dalam waktu yang tidak lama, karena dapat berfungsi untuk
- Sebagai unit cadangan yang dijalankan saat keadaan darurat, saat terjadi
pemadaman pada unit pembangkit utama. Bila terjadi yang mengakibatkan
gangguan pada total seluruh jaringan listrik maka PLTD dapat beroperasi tanpa
bantuan tegangan dari luar dan langsung mengisi tegangan serta menanggung
beban listrik dengan cepat serta membutuhkan perhatian yang sedikit. Keadaan
ini adalah keadaan yang berjalan saat ini di PT Dow Agrosciences Indonesia.
Pembangkit listrik (generator) dihidupkan ketika pabrik mengalami masalah pada
sumber tenaga listrik yang berasal dari perusahaan listrik Negara.
Sedangkan keuntungan yang didapat daripada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD) adalah :
- Investasi modal relatif rendah.
- Waktu pembangunan relatif singkat.
- Disain dan instalasi yang sederhana.
- Bahan bakar yang cukup murah.
- Dapat dijalankan dan dihentikan dengan cepat.
Hal hal yang menjadi pertimbangan ketika akan memilih sistem Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel (PLTD) yang sesuai antara lain :
- Jarak dari beban dekat.
- Pengangkutan bahan bakar.
- Kebisingan dan kesulitan lingkungan.
- Persediaan areal tanah dan air.
2.2. MESIN DIESEL
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran
dalam (internal combustion engine). Penggunaan motor diesel bertujuan untuk
mendapatkan tenaga mekanik dari energi panas yang ditimbulkan oleh energi
kimiawi bahan bakar, energi kimiawi tersebut diperoleh dari proses pembakaran
antara bahan bakar dan udara di dalam ruang bakar. Pada motor diesel ruang
bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada tujuan perancangan, dan
dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak.
Mesin Diesel sehagai penggerak mula PLTD yang berfungsi menghasilkan
tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Mesin Diesel
adalah sejenis motor bakar yang penyalaannya dengan cara bahan bakar diinjeksikan
kedalam silinder, yang berisi tekanan udara dalam silinder mesin maka suhu udara
meningkat, sehingga ketika bahan bakar dalam bentuk kabut halus bersinggungan dan
bercampur dengan udara panas ini mulai terbakar sendiri. Lihat gambar 2.1
memperlihatkan diagram P-V cara kerja mesin diesel
Gambar 2.1. Siklus diesel
Siklus Diesel
- Proses O-A : Proses hisap, udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan
atmosfir dan volume naik dari V2 menjadi V1.
- Proses A-B : gas ditekan secara adiabatik dari V1 menjadi V2 dan temperaturnya
naik
- Proses B-C : terjadi proses pembakaran gas, kalor (Qh) diserap oleh gas - Proses C-D : Gas berekspansi secara adiabatik
- Proses D-A : kalor Qc dilepas dan tekanan gas turun pada volume konstan.
- Proses A-O : dan pada akhir proses, gas sisa dibuang pada tekanan atmosfir dan volume gas turun dari V1 menjadi V2
C
B
D
A
V
1V
3V
2V
P
Qh
Qc
Siklus Otto
-
- Proses O-A : Udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan atmosfir dan
volume naik dari V2 menjadi V1.
- Proses A-B : gas ditekan secara adiabatik dari V1 menjadi V2 dan temperaturnya
naik dari TA ke TB.
- Proses B-C : terjadi proses pembakaran gas (dari percikan api busi), kalor diserap oleh gas Qh. Pada proses ini volume konstan sehingga tekanan dan temperaturnya naik
- Proses C-D : Gas berekspansi secara adiabatik, melakukan kerja
- Proses D-A : kalor Qc dilepas dan tekanan gas turun pada volume konstan.
- Proses A-O : dan pada akhir proses, gas sisa dibuang pada tekanan atmosfir dan volume gas turun dari V1 menjadi V2
Q
hV
V
1V
2C
B
P
D
A
O
Gambar 2.2. P – V diagram siklus Otto
Sekalipun mesin diesel memiliki kekurangan dalam hal kebisingan dibandingkan mesin bensin. Mesin diesel karena keunggulan effisiensi bahan bakar menjadi pilihan banyak pengguna motor bakar untuk kendaraannya. Sebagai efek dari semakin ketatnya peraturan terhadap pencemaran lingkungan hidup, mesin diesel menjadi salah satu pilihan dalam pemakaian sistem internal-combustion engine. Internal-combustion engine ini kita temui dalam sistem mobil, kapal, alat pembangkit listrik portable, bus, traktor dsb. Salah satu keunggulan mesin diesel adalah sistem pembakarannya menggunakan Compression-ignition ( pembakaran-tekan), yang tidak memerlukan busi (lihat gambar 2.3)
Gambar 2.3. Cara kerja mesin Diesel
Sistem ini memungkinkan tercapainya tekanan awal yang tinggi sebelum terjadi proses pembakaran, hal ini akan meningkatkan effisiensi panas dibandingkan sistem yang lain. Keunggulan yang lain adalah fleksibilitas jenis bahan bakar yang bisa digunakan, karena pembakaran yang terjadi tidak memerlukan pengontrolan bunga api, berbagai jenis bahan bakar bisa dipakai. Misalnya; minyak tanah, minyak sawit, produk minyak berat dari minyak mentah, alkohol, emulsi (campuran air dan bahan bakar solar) dsb.
Applikasi dari sistem pembakaran diesel ini bisa ditemui di dunia automotive untuk angkutan berat, traktor, bulldozer, pembangkit listrik di desa-desa, generator listrik darurat di rumah-sakit, hotel dsb. Namun disamping keunggulan yang dimiliki, diesel sistem juga memiliki problem khusus yang berhubungan dengan pencemaran lingkungan adalah smoke/asap serta gas buang khususnya Nitrogen Oxide (NOx). Kedua pollutant ini saling bertolak belakang dalam pemunculannya. Smoke/soot/asap terbentuk ketika bahan bakar tidak mampu tercampur dengan baik dengan oksigen sehingga reaksi pembakaran tidak sempurna, dalam kondisi seperti ini suhu pembakaran tidak terlalu tinggi atau Nitrogen Oxide tidak banyak terbentuk.
Untuk mengatasi dilema diatas, berbagai penelitian telah dilakukan khususnya untuk memungkinkan reduksi antara asap dan Nitrogen Oxide secara bersama-sama.
2.3. KLASIFIKASI MESIN DIESEL
Motor diesel dapat diklasifikasikan berdasarkan susunan silinder, siklus kerja, sistem pendinginan, pengoperasian injektor, pemasukan udara dan bahan bakar. Berdasarkan pengaturan susunan silinder mesin diesel dapat dikategorikan sebagai berikut :
a. susunan segaris vertikal b. susunan segaris horisontal c. susunan bentuk V
d. susunan bentuk W e. susunan radial f. susunan berhadapan
Berdasarkan siklus kerja mesin diesel dapat dikategorikan sebagai berikut : a. motor diesel 4 langkah
b. motor diesel 2 langkah
b. pendinginan air
Berdasarkan sistem injektor mesin diesel dapat dikategorikan sebagai berikut : a. Injeksi langsung
b. Injeksi tidak langsung
Berdasarkan pemasukan udara dan bahan bakar mesin diesel dapat dikategorikan sebagai berikut :
a. Injeksi yang menggunakan sedikit udara b. Injeksi yang menggunakan lebih banyak udara
2.4. SIFAT-SIFAT MESIN DIESEL
Mesin diesel disebut juga motor tekan rata, karena pembakaran bahan
bakarnya terjadi dalam volume yang membesar hingga tinggi tekanan pembakrannya
hampir sama atau rata. Pembakaran bahan bakarnya dilakukan tanpa perantaraan
nyala api, tetapi dengan suhu kompresinya. Untuk mencapai tekanan dan suhu yang
tinggi kompresi dinaikkan. Pada saat tekanan tertinggi tercapai, bahan bakar
dimasukkan ke dalam silinder dan segera terbakar karena bersentuhan dengan udara
yang sangat panas (500oC – 600oC) 1. Pembangkitan panas akibat akibat pembakaran
manaikkan suhu dan tekanan gas.
1
2.5. PEMILIHAN MESIN DIESEL
Untuk suatu PLTD, pemilihan mesin diesel sebagai penggerak
mula didasarkan atas :
2.5.1. Faktor Mesin
Mesin diesel dibagi menjadi beberapa kelas kecepatan, yaitu mesin kecepatan rendah.
mesin kecepatan sedang dan mesin kecepatan tinggi.
Kecepatan untuk berbagai mesin diesel yang ada dibagi menjadi 3 kelas berdasarkan
putaran mesinnya.
1. Mesin kecepatan rendah, dengan kecepatan 500 - 1000 RPM
2. Mesin kecepatan sedang dengan kecepatan 1000 sampai dengan 1500 RPM
3. Mesin kecepatan tinggi dengan kecepatan lebih dari 1500 RPM. Jika mesin
dipasang untuk operasi kontinyu dan kalau diinginkan umur panjang dengan
biaya perawatan murah, maka sebuah mesin kecepatan rendah atau sedang yang
paling sesuai.
2.5.2. Jumlah silinder
Makin banyak jumlah silinder juga berpengaruh pada makin seragam putaran
mesin dan keseimbangan mesin lebih baik Jumlah silinder lebih dari enam terutama
digunakan untuk menigkatkan daya mesin tanpa menambah tinggi dan beratnya.
bergerak, lebih banyak tempat yang menderita keausan, makin banyak jumlah kerja
perawatan yang diperlukan dan makin besar peluang untuk rusaknya suatu bagian.
Umumnya susunan silinder dari PLTD adalah :
- Deret Vertikal
Susunan deret vertikal sebagian besar digunakan dalam pembangkit tenaga listrik.
Semua silinder dipasang secara pararel dan jumlah deret dalam silinder harus
sebanyak 16 buah.
- Tipe V
Susunan piston menyerupai bentuk huruf V, digunakan pada mesin yang memerlukan
kecepatan pada lebih dari 1000 rpm.
- Tipe Horisontal
Susunan mesin horisontal ditempatkan herlawanan satu sama lainnya. Susunan ini
lebih istimewa. karena ruangan atas merupakan masalah besar. Mesin ini harus
memakai tipe multi silinder.
2.5.3 Proses Kerja
Menurut proses bekerjanya mesin diesel dapat dalam mesin 4 langkah dan
mesin 2 langkah. Yang dimaksud dengan mesin 4 langkah ialah bahwa torak
harus membuat 4 langkah untuk memperoleh satu langkah kerja. Berarti poros engkol
harus berputar dua kali untuk mendapatkan daya satu kali. Yang dimaksud dengan
langkah kerja. Berarti poros engkol harus berputar satu kali untuk mendapatkan daya
satu kali.
Keuntungan dari mesin 4 langkah :
1. Proses pelumasannya lebih sederhana.
2. Efisiennya tinggi.
Kerugian dari mesin 4 langkah :
1. Dalam tiap dua putaran poros engkol hanya diperoleh satu langkah kerja (daya).
2. Ukuran mesin lebih besar sehingga ruangan yang diperlukan juga lebih besar.
3. Harganya lebih mahal.
Keuntungan dari mesin 2 langkah :
1. Dalam setiap satu putaran poros engkol diperoleh satu langkah.
2. Setengah dari perpindahan torak untuk datya yang diberikan, yang berarti mesin
tersebut praktis beratnva setengahnya sehingga lebih murah.
3. Roda gilanya kira-kira beratnya hanya setengahnya untuk keseragaman
putarannya yang sama karena langkah kerja berjumlah dua kali lipat.
4. Ukuran mesin Iebih kecil sehingga ruangan yang diperlukan juga lebih kecil.
Kerugian mesin 2 langkah :
1. Pembilasan dan pembakaran kurang sempurna.
2. Pemakaian bahan bakar tidak hemat
3. Suhu torak dan dinding silinder tinggi, sehinga air pendingin yang dibutuhkan
Keputusan akhir apakah memilih mesin dua langkah ataukah empat langkah
biasanya lebih dipengaruhi oleh tersedianya mesin dari daya dan faktor kecepatan
yang cocok. Pemilihan mesin diesel untuk suatu instalasi daya
sebaiknya dipilih dari jenis mesin yang sama. pemilihan jenis mesin yang sama. yaitu
dari merk dengan lubang dan jumlah langkah yang sama mana akan diperoleh
beberapa keuntungan. yaitu Mengurangi jumlah suhu cadang yang harus disediakan
untuk mencegah lamanya kerusakan Memudahkan operasi dan perawatan untuk
petugas PLTD
2.5.4 Siklus Mesin Diesel 4 Langkah
Yang dimaksud dengan mesin 4 langkah ialah bahwa torak
harus membuat 4 langkah untuk memperoleh satu langkah kerja. Berarti poros engkol
harus berputar dua kali untuk mendapatkan daya satu kali. untuk memperjelas siklus
mesin diesel 4 langkah dapat dilihat pada gambar 2.4 untuk memperjelas siklus mesin
diesel 4 langkah. Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah
terletak pada proses pembakaran bahan bakar, pada motor bensin pembakaran bahan
bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang ditimbulkan oleh dua elektroda
busi, sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur
campuran udara dan bahan bakar hingga mencapai temperatur nyala akibat kompresi
juga disebut motor bakar tekan (compression ignition engine) sedangkan motor
bensin disebut spark ignition engine.
[image:30.612.134.512.191.566.2]
Gambar 2.4. Langkah kerja motor bakar 4 tak
Sumber : Lit 12
(a) (b) (c)
Keterangan gambar
(a) Posisi awal
(b) Proses hisap, udara ditekan masuk ke dalam silinder pada tekanan atmosfir dan
volume naik
(c) Proses tekan, gas ditekan secara adiabatik dan temperatur naik
(d) Proses pembakaran, kalor diserap oleh gas
(d) Proses ekspansi, gas berekspansi secara adiabatik, kalor dilepas dan tekanan gas turun
(f) dan pada akhir proses, gas sisa dibuang pada tekanan atmosfir dan volume gas turun
2.6. BAGIAN-BAGIAN MOTOR BAKAR
Motor bakar memiliki beberapa bagian yang disebut komponen inti sebuah
motor bakar. Komponen-komponen tersebut dapat dilihat pada gambar 2.5
2.6.1. Rasio langkah – diameter (Stoke-bore ratio)
Stroke adalah panjang langkah dari kerja piston diukur dari titik mati atas
(TMA) sampai titik ati bawah (TMB). Sedangkan bore adalah diameter lubang
sebelah dalam dari silinder. Perbandingan antara langkah dan diameter menentukan
jang istilah yang umum digunakan di Amerika Serikat, Inggris, Australia dan
beberapa negara. Mesin yang mempunyai ukuran diameter lebih besar dari langkah
mempunyai rasio L/D lebih besar dari satu, disebut mesin langkah pendek (short
stroke). Jika mesin mempunyai ukuran diameter lebih pendek dari langkah atau
mempunyai rasio L/D lebih kecil dari satu, disebut mesin langkah panjang (long
stroke). Mesin balap untuk formula satu (F1) mempunyai rasio bore-stroke 2.5:1 dan
dapat dipacu sampai 19000 rpm.
Mesin Langkah Pendek (Shortstroke)
Suatu mesin dikatakan langkah pendek (shortstroke) jika ukuran diameter
lebih besar dari langkah. Mesin shortstroke disebut mempunyai karakter positif,
karena stroke yang pendek berarti mempunyai friksi yang lebih kecil serta poros
engkol yang lebih kuat. Mesin shortstroke juga biasanya handal dan dapat
dioperasikan pada kecepatan tinggi. Mesin jenis ini tidak mengalami kerugian daya,
namun pada kecepatan rendah torsi relatif rendah. Kelemahan Mesin shortstroke
antara lain tidak bisa mempunyai perbandingan kompresi setinggi tipe mesin
longstroke, sehingga menyebabkan mesin shortstroke lebih boros bahan bakar dengan
emisi gas buang yang lebih jelek dibandingkan dengan mesin longstroke.
Walaupun mesin dimodifikasi dengan memendekkan langkah untuk mencapai
Mesin Short stroke lebih ringan dan pendek ukurannya namun cenderung mudah
panas (overheat).
Mesin Langkah Panjang (Longstroke)
Motor bakar torak disebut undersquare atau longstroke jika silindernya
mempunyai ukuran diameter yang lebih pendek dibandingkan dengan ukuran
[image:33.612.113.531.282.669.2]langkah. Mesin tipe ini mempunyai karakteristik negatif karena langkah yang pan-
Gambar 2.5. Komponen-komponen inti motor bakar
Injector
jang berarti friksi yang lebih besar dan poros engkol yang lemah, dan diameter yang
lebih kecil dan ukuran katup juga kecil sehingga membatasi pertukaran gas.
Kelemahan ini dapat diperbaiki pada mesin modern dewasa ini.
Mesin jenis ini umumnya mempunyai torsi putaran rendah yang lebih besar,
juga dapat mempunyai rasio kompresi yang lebih tinggi, berarti lebih hemat bahan
bakar dan menghasilkan gas buang yang lebih bersih. Walaupun mempunyai
keungulan torsi maksimum, mesin jenis ini jarang diproduksi sebab lebih berat dan
lebih tinggi.
2.6.2. Poros engkol dan urutan pembakaran dan kesetimbangan statis dan
dinamis
Pada mesin dengan jumlah silinder lebih dari 1, maka poros engkol umumnya
mempunyai konfigurasi, agar berbeda fase satu piston dengan lainnya.
Urutan penyalaan atau firing order adalah urutan penyalaan busi pada motor
bensin atau urutan injeksi bahan bakar kedalam setiap silinder pada motor diesel.
Pada motor bakar yang mempunyai lebih dari 2 silinder, maka urutan penyalaan tidak
terjadi berurut secara seri, namun dengan urutan tertentu untuk agar kestabilan mesin
terjaga. Urutan penyalaan ini sangat kritis untuk memperkecil vibrasi dan mencapai
pengoperasian yang halus, agar didapatkan kenyamanan pengguna dan umur mesin
Gambar 2.6. Berbagai contoh susunan piston pada motor bakar
Sumber : Lit 13
2.6.3. Desain katup, cam
Katup ini berfungsi untuk membuka dan menutup aliran udara dan bahan
bakar yang masuk dan keluar dari tuang bakar. Lihat gambar 2.7 contoh desain katup
dan cam pada sebuah motor bakar. Katup ini digerakkan oleh cam shaft yang berputar
seiringan dengan bergerakknya piston. Pada saat langkah masuk, cam akan
menggerakkan katup masuk terbuka dan udara murni akan mengalir masuk ke dalam
silinder. Dan pada langkah kedua (langkah kompresi), katup masuk akan tertutup dan
katup buang juga tertutup. Pada saat langkah ketiga (langkah usaha) terjadi penyalaan
masih dalam posisi tertutup. Lalu pada saat langkah keempat (langkah buang) katup
masuk akan tertutup dan katup buag akan terbuka dan membuang (melepaskan)
gas-gas sisa pembakaran.
Dalam design katup ini, design dibuat harus sesuai dengan keperluan yang
dimaksud, sehingga pada saat bekerja tidak dijumpai kesalahan. Bentuk penutup
katup harus disesuaikan dengan besar dan bentuk mulut ruang bakar agar katup
berada tepat pada dudukan yang benar sehingga kebocoran-kebocoran yang tidak
diharapkan dapat dibuat sekecil mungkin. Bagian-bagian yang penting pada katup
adalah :
a. Katup,
Berfungsi sebagai penutup lubang ruang bakar
b. Pegas pembalik
Berfungsi sebagai pembalik posisi katup setelah penekanan
c. Batang pengungkit
Berfungsi untuk meneruskan gerak menekan dari batang penekan
d. Batang penekan
Berfungsi sebagai penerima tekanan dari cam
Gambar 2.7. Contoh desain katup dan cam pada motor bakar
Sumber : Lit 13
2.6.4. Ruang bakar
Pada motor diesel konstruksi ruang bakar sangat penting. Ruang bakar adalah
maksud agar pembakaran dapat terlaksana dengan sempurna dan menyeluruh pada
langkah tenaga. Menurut Arismunandar (1994) ada 4 jenis ruang bakar yang umum
digunakan yaitu :
1. ruang bakar terbuka
2. ruang bakar kamar muka
3. ruang bakar turbulen, dan
4. ruang bakar lanova
Ruang bakar terbuka
Ruang bakar terbuka adalah desain ruang bakar yang paling sederhana (lihat
gambar 2.8). Disini, tugas penyemprot bahan (injector) bakar sangat berat, karena
harus mengkabutkan dan menistribusikan secara merata agar terjadi pembakaran
sempurna. Bahan bakar ini harus bercampur dengan udara yang dipadatkan sampai
bagian terjauh, namun harus dijaga agar tidak menembus sampai silinder karena
dapat merusak kualitas pelumas. Tipe ruang pembakaran ini menggunakan tekanan
injektor 180-300 kg/cm2 bahkan dapat mencapai 1500-2000 kg/cm2 mesin diesel
besar. Ruang bakar ini lebih cocok dipergunakan pada motor diesel putaran rendah.
Motor diesel putaran rendah dikatakan paling ekonomis konsumsi bahan
bakarnya spesifiknya, yaitu antara 152-187 g/HP-jam.
[image:38.612.116.446.197.354.2]
Gambar 2.8. Desain ruang bakar terbuka
Ruang bakar kamar muka
Ruang bakar kamar muka, terdiri dari dua bagian, yaitu kamar muka dan
ruang bakar utama seperti ditunjukkan pada Gambar. Kamar muka berupa ruang
kecil (30-40% volume ruang sisa) disebelah ruang bakar utama, dimana injektor
ditempatkan. Menjelang 25-30 derajat sebelum TMA bahan bakar disemprotkan.
Pembakaran yang terjadi di kamar muka, namun karena jumlah udara dalam kamar
muka terbatas maka pembakaran masih belum sempurna. Namun demikian, adanya
tekanan udara yang tinggi hasil pembakaran awal ini mendorong bahan bakar ke
ruang bakar utama dengan kecepatan tinggi sehingga pembakaran lanjutan dapat
dilakukan lebih sempurna. Proses ini disebut proses pengabutan kedua. Ruang bakar
tipe ini tidak membutuhkan injektor tekanan tinggi, biasanya digunakan tipe nosel
antara 16-17. Ini menguntungkan karena bahan bakarnya lebih murah, dan dapat
menggunakan bahan bakar dengan viskositas lebih tinggi. Tekanan gas maksimum
berkisar antara 50 - 60 kg/cm2.
Dibandingkan dengan ruang bakar kamar terbuka, pemakaian bahan bakar
spesifik sekitar 15% lebih boros, yaitu antara 192-223 g/HP-jam. Kerugian kalor ini
disebabkan volume ruang bakarnya yang lebih besar, sehingga banyak panas yang
hilang karena proses pindah panas melalui dinding ruang bakar. Pada saat dingin
kadang sulit dihidupkan, sehingga perlu ditambahkan pemanas di kamar muka.
[image:40.612.159.453.324.525.2]
Gambar 2.9. Desain ruang bakar kamar muka
Ruang bakar turbulen
Ruang bakar turbulen mempunyai konstruksi yang mirip dengan ruang bakar
kamar muka, yaitu mempunyai 2 bagian. Namun demikian bagian turbulen
Dengan desain seperti angka 9, maka udara yang ditekan pada langkah
kompresi mengalami turbulensi, dan bergerak makin kencang seiringdengan
kecepatan torak yang mendorong udara tersebut. Pada saat bahan bakar
disemprotkan, turbulensi ini membantu proses pengkabutan bahan bakar dan
pencampurannya dengan udara. Karena itu mesin dengan ruang bakar ini juga tidak
memerlukan injektor dengan tekanan tinggi, umumnya antara 85-140 kg/cm2. Seperti
juga ruang bakar kamar muka, mesin dengan ruang bakar ini juga memerlukan
pemanas (glow plug). Adanya turbulensi mempersingkat perioda pembakaran
terkendali, sehingga ruang bakar ini sangat baik untuk motor diesel tekanan tinggi.
Tekanan gas maksimum berkisar 60-70 g/cm2. Pemakaian bahan bakar spesifik pada
jenis ruang bakar ini juga cukup irit, yaitu berkisar 187-213 g/HP-jam.
[image:41.612.166.470.396.661.2]
Ruang bakar lanova
Prinsip kerja ruang bakar lanova mirip dengan ruang bakar terbuka, perbedaan
utamanya terletak pada penempatan injektornya tidak dalam ruang lanova tetapi di
sebelah luarnya. Sekitar 60% bahan bakar disemprotkan di ruang lanova kecil (yang
volumenya hanya 10% dari ruang sisa). Ruang lanova terbagi dua, yaitu ruang
lanova kecil dan ruang lanova besar. Pada saat bahan bakar disemprotkan,
mula-mula terjadi pembakaran pada ruang lanova kecil. Kenaikan tekanan karena
pembakaran ini menyebabkan campuran bahan bakar yang belum terbakar
menyembur ke ruang lanova besar pada kecepatan tinggi, maka terjadi proses
pencampuran yang lebih efektif dan menyebabkan arus turbulen. Pada saat torak
mulai turun dari TMA menuju ke TMB terjadi perbedaan tekanan yang sangat besar
antara ruang lanova dan ruang bakar utama, sehingga campuran bahan bakar dan
udara memasuki ruang bakar utama dengan kecepatan lebih tinggi dan terjadi proses
pembakaran yang lebih sempurna. Ruang bakar ini menggunakan tekanan nosel
125-130 kg/cm2, dengan sudut pancaran yang lebih kecil. Jenis ruang bakar ini cocok
untuk bahan bakar dengan nilai oktan yang lebih tinggi. Perbandingan kompresi
umumnya untuk mesin dengan ruang bakar jenis ini berkisar 13-15 (cukup rendah).
Tekanan gas maksimum mencapai 60-100 kg/cm2. Pemakaian bahan bakar spesifik
jenis ini sangat menguntungkan, terutama penggunaannya pada mesin diesel dengan
beragam kecepatan, termasuk kecepatan tinggi.
[image:43.612.155.485.192.519.2]
Gambar 2.11. Desain ruang bakar lanova
2.8. SISTEM PENDINGINAN
Adanya proses pembakaran akan mengakibatkan suhu ruang bakar menjadi
naik sehingga dapat mengakibatkan kerusakan dinding ruang bakar katub-katub
puncak torak dan kemacetan cincin torak. Disamping itu minyak pelumas yang
melumasi torak akan menguap dengan cepat dan silinder dapat rusak, dan
menimbulkan gangguan kerja mesin. Oleh sebab itu diperlukan suatu sistem
Metode pendinginan dapat dibedakan berdasarkan jumlah jenis medium
pendingin yang digunakan dan sistem yang digunakan. Berdasarkan jenis medium
pendingin yang digunakan ada dua yaitu medium pendingin udara yang digunakan
pada unit mesin kecil dan medium pendingin air yang digunakan pada unit mesin
besar. Diesel memerlukan air 40 s/d 60 liter untuk mendinginkan setiap daya kuda
setiap jamnya.
Adapun bagian yang perlu didinginkan di mesin adalah bagian silinder,
karena bagian atasnya terpanas dan sebagian panas gas pembakaran dipindahkan
langsung ke pendinginnya bagian bawah silinder, perpindahan panas ke pendingin
tidak langsung tetapi lewat torak dan cincin torak jika pendingin tidak berfungsi baik,
maka suhu silinder naik dan menyebabkan kerusakan dinding ruang bakar, minyak
pelumas akan menguap. Batas pemanas yang diperbolehkan adalah 70 oC. Fungsi dari
sistem pendingin dapat diklasifikasikan menjadi :
1. Pendingin mesin, berfungsi untuk memelihara beban temperatur yang dapat di
terima piston dan tutup silinder
2. Pendingin oli, berfungsi untuk mengontrol temperatur sehingga viskositas oli
pelumasan berada dalam batas yang diperlukan untuk menghasilkan pelumasan
yang efektif. Oli pelumas juga berfungsi untuk mendinginkan piston.
3. Pendingin udara, berf'ungsi untuk menaikkan densitas udara yang masuk silinder
bakar, selain itu juga berfungsi untuk memelihara temperatur yang dapat diterima
oleh katup pengeluaran udara.
2.9. SISTEM PELUMASAN
Bagaimanapun baiknya sebuah mesin dirancang dari segi efisiensi panas dan
kekuatannya dan bagaimanapun baiknya pembuatan dari segi bahan dan
pengerjaannya kalau pelumasan dan semua bagian yang bergerak tidak diperhatikan
dengan baik, maka mesin tidak akan berjalan sama sekali. Kegunaan dari pelumasan
adalah :
1. Mengurangi keausan permukaan bantalan dengan menurunkan gesekan
diantaranya
2. Mendinginkan permukaan bantalan dengan membawa pergi panas yang
dibangkitkan oleh gesekan
3. Membersihkan permukaan dengan membawa butiran logam yang dihasilkan dari
keausan.
Sistem pelumasan memerlukan pompa sirkulasi minyak pelumas
Pada dasarnya umur dan efisiensi sangat tergantung pada sistem ini. Pelumasan ini
2.10. SISTEM BAHAN BAKAR
Pada mesin diesel, bahan bakar yang digunakan adalah solar. Dalam bahan
bakar dibutuhkan tangki sebagai penyedia bahan bakar. Ada 2 macam tangki bahan
bakar :
Tangki Harian : Tangki ini biasanya diletakkan diruang mesin dan harus berisi
minyak yang cukup untuk mengoperasikan mesin selama satu hari kerja penuh atau 8
sampai 9 jam. Untuk mesin yang sangat besar tangki harian harus berisi bahan bakar
sebanyak yang diijinkan oleh peraturan Pemadam Kebakaran Batas penyimpanan
dalam gedung adalah 909,2 liter (200 galon) sehingga tangki yang besar harus
ditambahkan diluar bangunan.
Tangki penyimpanan utama (Storage Tank) : tangki penyimpanan dapat ditempatkan
diatas/ dibawah tanah. Tangki diatas tanah biasanya merupakan tangki baha silindris.
Jadi tangki harus jauh dari gedung sentral dimana jika terjadi kebocoran dapat
mengakibatkan kebakaran. Merencanakan tangki penyimpanan harus diperhitungkan
pemakaian bahan bakar dan untuk berapa lama bahan bakar disediakan2
dimana :
Vth = Volume tangki penyimpanan bahan bakar (liter)
2
Abdul Rizal, Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dengan daya 1500 KW di PT PLN Pulau
Vth = ---(2.7)
1iter
KWH x
T = untuk berapa lama bahan bakar disediakan (hari)
Sistem bahan bakar memerlukan pompa transfer bahan bakar. Merencanakan daya
pompa transfer bahan bakar harus memperhatikan kapasitas dari pompa bahan bakar
yang dipakai3
dimana :
P = daya pompa bahan bakar (KW)
Q = kapasitas pompa (liter/det)
= efisiensi pompa (%)
2.11. SISTEM PEMBUANGAN GAS
Kegunaan dari sistem pembuangan gas adalah untuk membawa gas buang dari
silinder mesin ke atmosfer, melindungi lingkungannya terhadap gas buang dan
meredam kebisingan yang dibuat oleh gas buang yang keluar. Pada akhir langkah
ekspansi gas didalam silinder mesin masih bertekanan cukup tinggi yaitu 30 sampai
50 psig. Kalau tiba-tiba dilepaskan kedalam pipa yang berisi gas pada tekanan
atmosfir, maka gas buang menimbulkan kenaikan tekanan dalam pipa dan
memberikan kecepatan kepada gas dalam pipa. Aliran dan kelembabannya
3 Ibid
Q . H P =
menghasilkan penurunan tekanan dalam silinder dan kenaikan tekanan dalam pipa
buang. Kenaikan tekanan ini karena kelembamam gas, diikuti dengan penurunan
tekanan. Tekanan yang naik turun/bergelombang tersebut tidak hanya terjadi pada
pipa buang, tetapi dapat dikembalikan ke dalam silinder mesin, keadaan buang ini
disebut tekanan balik. Suatu kenaikan 1 % dalam tekanan balik, akan menurunkan
keluaran daya sebesar kira-kira 1,5 %. Untuk mesin empat langkah panjang pipa yang
paling baik adalah sependek mungkin, tetapi untuk mesin dua langkah pipa
disesuaikan sehingga memberikan tekanan balik yang terjadi serendah mungkin
dalam saluran ketika gas buang mulai keluar pada daur berikutnya.
Untuk menghitung panjang pipa buang dengan menggunakan persamaan4
Dimana :
P = tekanan untuk mendorong gas buang
udara = kecepatan udara
gas = kecepatan gas
:
Kecepatan udara dan kecepatan gas dapat dicari dengan5
4
Eddy Harmadi Tjokrowisastro dan Budi Utomo Kukuh Widodo, Teknik Pembakaran Dasar dan Bahan Bakar (Surabaya, FTI-ITS 1990)
5
Eddy Harmadi Tjokrowisastro dan Budi Utomo Kukuh Widodo, Teknik Pembakaran Dasar dan
L = P ( udara – gas)
---(2.11)
--- (2.12) P _
Dimana :
P = Tekanan 1 atm (1,033.104 kgf/m2)
R = konstanta gas yaitu 29.27
T = suhu udara (oK)
2.12. PERAWATAN
Maintenance (pemeliharaan/perawatan) adalah hal yang sangat penting agar
mesin selalu dalam kondisi yang baik dan siap pakai. Peralatan sistem pembangkit
tenaga listrik dan mesin-mesin serta peralatan lain yang
terdapat di dalam suatu pabrik memerlukan perawatan secara teratur dan baik
untuk mengurangi kerusakan pada mesin dan medukung agar proses produksi dapat
berjalan dengan baik. Tujuan dari maintenance/ perawatan adalah :
1 . Menjaga agar mesin dapat berjalan dengan baik dan lancar.
2. Memperpanjang umur mesin
3 . Menjaga agar kualitas yang dihasilkan tetap baik.
Maintenance/perawatan memberikan pemeriksaan yang teratur pada mesin.
Perbaikan-perbaikan preventif dalam jangka waktu tertentu sesuai dengan jadwal
diluar jadwal perawatan harian. Panjang dari jangka waktu yang ditentukan
tergantung pada perencanaan mesin, tujuan pemakaiannya dan kondisi kerjanya.
Metode yang dipergunakan untuk melakukan maintenance terdiri dari dua macam
1. Preventif maintenance
Preventif maitenance dilakukan dengan melakukan perawatan secara
berkala tanpa menunggu mesin atau peralatan yang lain itu rusak terlebih dahulu.
Preventif maintenance yang dilakukan antara lain :
Menjaga kebersihan mesi-mesin dan peralatan instalasi tenaga listrik
serta peralatan lain yang dipergunakan setiap hari
Mengganti minyak pelumas mesin bagi mesin yang membutuhkan penggantian
secara berkala.
Memberi minyak pelumas pada permukaan yang bersentuhan dan bergesekan,
misalnya roda gigi, roll, sebagainya.
Memeriksa tangki-tangki dan saluran gas yang bertekanan untuk mencegah
terjadinya kebocoran yang dapat menimbulkan kebakaran dan kerugian
2. Repair maintenance
Repair maintenance diiakukan dengan jalan memperbaiki mesin-mesin dan
peralatan instalasi tenaga listrik serta peralatan lain yang rusak. Repair maintenance
yang dilakukan antara lain :
Mengganti suhu cadang yang rusak dengan persediaan yang ada
Menggantikan sementara mesin atau peralatan lain yang rusak dengan peralatan
cadangan. sehingga mesin atau peralatan lain yang rusak dapat diperbaiki di
BAB III
PENENTUAN SPESIFIKASI
3.1. DATA PERALATAN
Perkembangan industrialisasi di Indonesia memberikan banyak manfaat,
namun manfaat tersebut harus diimbangi dengan penyediaan energi listrik yang
memadai. Berhubung karena adanya kesulitan dari pihak pemasok energi listrik yang
dalam hal ini dilakukan oleh pihak PLN (Perusahaan Listrik Negara) sehingga para
pemakai jasa layanan listrik ini harus mencari alternatif lain sebagai sumber energi
listrik, dan salah satu alternatif yang sangat populer saat ini adalah penggunaan
Genset (Generating Set) yaitu alternator yang digerakkan oleh motor diesel.
Mengingat karena Genset ini adalah suatu peralatan yang tidak murah
harganya, maka perlu diperhatikan beberapa hal yang dapat menjamin keawetan dari
genset itu sendiri. Dan bahagian yang paling sering mendapat masalah adalah motor
penggeraknya yang dalam hal ini adalah motor diesel.
Pada PT. Dow AgroSciences Indonesia, Generating set ini juga digunakan
sebagai alat penghasil tenaga listrik yang digunakan sebagai cadangan ketersediaan
listrik manakala listrik dari PLN tidak tersedia.
Sebelum mengadakan generating set ini, maka perlu diperhitungkan mengenai
daya yang dibutuhkan oleh pemakai, baik daya listrik yang dibutuhkan maupun dari
penulis mengambil catatan list peralatan dan stasiun (panel) listrik yang
membutuhkan pasokan energi listrik sperti yang terlihat pada tabel 3-1 dan tabel 3-2.
Tabel 3-1. List panel distribusi di PT Dow AgroSciences Indonesia
No Nama Peralatan AMP KW Keterangan
1 Panel Fire pump E-605 200 Stand by power
2 Panel Listrik Workshop 200 Stand by power
3 Panel water treatment 60 Stand by power
4 Panel Fire pump E-602 200 Stand by power
5 Panel formulasi Tordon 30 Stand by power
6 Panel pompa air tanah 32 Stand by power
[image:53.612.110.528.187.706.2]7 Panel Melter 63 Operate 24 hours
Tabel 3-2. List peralatan di PT Dow AgroSciences Indonesia
Nama Peralatan HP KW Keterangan
1. Pond Water Pump 15 HP 15 11.00 Beroperasi 24 jam
2. Drum crusher 25 HP 15 11.00 Beroperasi bila diperlukan
3. Wrapping Machine 2.00 Jarang beroperasi
4. Agitator Tordon Formulasi 0.5 0.38 Jarang beroperasi
5. Deep well pump 10 HP 10 8.00 Beroperasi sesuai dengan
kondisi level tangki
6. Pompa formulasi Tordon 3 2.25 Jarang beroperasi
7. Dryer 2.20 Beroperasi 24 jam
9. Compressor 601 50 HP 50 37.50 backup
10. Pompa transfer water treatment 7.5 5.60 Beroperasi 24 jam
11. Portable water pump 7.5 HP 7.5 5.60 Jarang beroperasi
12. Pompa sand filter 1 3.2 2.40 Beroperasi 24 jam
13. Pompa Sand filter 2 ESPA 2.00 Beroperasi 24 jam
14. ESPA PDAM storage pump 2.00 Beroperasi pada kondisi
tertentu
15. Pompa Solar ke Genset A 0.75 0.50 Stand by 24 jam
16. Pompa Solar ke Genset B 0.5 0.37 Back up pompa A
17. Pompa solar ke F/L 0.75 0.50 Beroperasi bila ada F/L yang memerlukan bahan bakar (max 4 x seminggu)
18. Sump pump A 20 HP 20 15.00 Stand by 24 jam
19. Sump pump B 20 HP 20 15.00 Backup pompa A
20. Pompa unloading solar A 5 3.00
Beroperasi ketika
unloading solar dari tangki Pertamina max 4 x
sminggu selama 4 jam/unloading
21. Pompa unloading solar B 5 3.00 Backup pompa A
22. Melter Insecticide 18 KW x 2 37.00 beroperasi 24 jam
23. Big Fire pump 75.00 Stand by 24 jam (belum
pernah beroperasi)
24. Workshop 16.00 Beroperasi 24 jam
25. Jocky Fire pump 20 16.00 Stand by 24 jam
26. pompa sirkulasi Herbo
(Fristam) 8.50
Beroperasi ketika ada formulasi herbo
27. High shear Herbo formulasi 12.60 Beroperasi ketika ada
formulasi herbo
28. Pompa transfer air tanah 15 11.00 Tidak beroperasi (hanya menggunakan gravitasi) 29. Pompa Formulasi Clincher 15 11.00 Beroperasi ketika ada
30. Pompa formulasi DMA 7.50 Beroperasi ketika ada formulasi DMA
31. Polipon Agitator 0.75 Beroperasi ketika ada
formulasi DMA
32. Monopump DMA 2.00 Beroperasi ketika ada
formulasi DMA
33. Pompa washing Herbo 5.00 Beroperasi ketika ada
formulasi herbo
34. Agitator Herbo 3 2.00 Beroperasi ketika ada
formulasi herbo 35. Blower Herbicide formulasi 15 11.00 Beroperasi ketika ada
formulasi herbo
36. Agitator Success 1.50 Beroperasi ketika ada
formulasi Success
37. Agitator Pluronic 0.75 Beroperasi ketika ada
formulasi Success
38. High shear veegum 4.00 Beroperasi ketika ada
formulasi Success
39. Agitator V-408 15 11.00 Belum pernah beroperasi
40. Monopump V-408 4.00 Belum pernah beroperasi
41. Pompa transfer dursban 0.75 0.50 Beroperasi ketika ada filling Dursban 42. Pompa formulasi Dursban 7.5 5.00 Beroperasi ketika ada
formulasi Dursban 43. Pompa formulasi Insecto 5.5 4.00 Beroperasi ketika ada
formulasi Insecto
44. Pompa transfer Insecto 3.70 Beroperasi ketika ada
formulasi Insecto
45. New OBI 16.00 Beroperasi ketika ada
filling Dursban
46. Mesin cuci 5.00 24 jam
47. Wascator dryer 10.00 24 jam
48. Herbicide Filling mesin 10.00 Beroperasi ketika ada
filling Herbicida
49. Kantor Admin 13.00 Central AC beroperasi
hanya 8 jam/hari
50. Herbicida melter 18.00 24 jam
51. Insecticida filling 5.00 Beroperasi ketika ada
52. Insecticida exhaust fan 7.00 Beroperasi ketika ada filling/formulasi Insektisida
53. water heater 5.00 Beroperasi ketika ada
pencucian tangki WBI
54. Panel laboratorium 5.00 24 jam
55. Mesin filling drum 3.00 Beroperasi ketika ada
filling produk ke drum
56. Portable pump 0.50 24 jam
57. Nitrogen generator 3.00 24 jam
58. Lampu penerangan 3.00 Beroperasi pada malam
hari
Catatan :
Total daya Listrik yang dibutuhkan adalah 537 KW
Pabrik beroperasi selama 5 hari/minggu dan 24 jam/hari
Pabrik beroperasi 2 line filling dan 1 formulasi setiap hari
3.2. RENCANA PENGEMBANGAN PRODUKSI
Rencana Jumlah liter yang akan diproduksi selama proyeksi 5 tahun dapat
4,200,000.00 4,400,000.00 4,600,000.00 4,800,000.00 5,000,000.00 5,200,000.00 5,400,000.00 5,600,000.00 5,800,000.00 Total Jumlah Liter Rencana Produksi 2007 2008 2009 2010 2011
Gambar 3-1. Grafik proyeksi rencana produksi selama 5 tahun
Berarti untuk peningkatan jumlah produksi yang akan dilakukan pada tahun terakhir
dibandingkan dengan tahun 2008 adalah sebagai berikut :
x 100 %
Persentase Kenaikan = Jumlah Produksi tahun terakhir – Jumlah produksi 2008 Jumlah Produksi 2008
Persentase Kenaikan = 5.646.061,79 – 5.037.500,84 5.037.500,84
= 12 %
x 100 %
2007 2008 2009 2010 2011
Total 5,382,592.75 5,037,500.85 4,893,681.85 4,731,923.85 5,646,061.79
DMA Facility (DMA) 1,251,584.00 1,156,990.08 1,115,840.08 1,114,480.08 1,365,671.29
Oil Based Herbicide (Herbo) 1,906,818.00 1,706,268.00 1,618,084.00 1,463,916.00 1,561,577.00
Water Based Herbicide (Topstar) - - - -
-Water Based Herbicide (Tordon) 156,380.00 200,634.00 144,034.00 139,424.00 83,232.00
Water Based Insecticide (Success) 518,063.00 497,977.26 539,974.26 536,090.26 449,925.50
Oil Based Insecticide (Insecto) 588,467.00 561,679.00 561,797.00 564,061.00 1,166,911.00
Oil Based Insecticide (Dursban) 961,280.75 913,952.50 913,952.50 913,952.50 1,018,745.00
[image:57.612.116.524.103.481.2]RENCANA PRODUKSI
Tabel 3-3. Proyeksi Rencana Produksi selama 5 tahun
3.3. KONDISI PEMBEBANAN
Untuk menentukan kapasitas listrik yang dibutuhkan, diperlukan data yang
menunjukkan kondisi beban puncak yang terjadi pada PT. Dow agroSciences
Indonesia agar diketahui pada saat kapan dan kondisi yang bagaimana yang perlu
diperhitungkan ketika menentukan spesifikasi besarnya daya listrik yang dibutuhkan.
Berdasarkan grafik 3-2 dan tabel 3-4, didapat bahwasanya kenaikan pemakaian listrik
mulai terjadi pada pukul 19:00 karena pada saat ini semua lampu di area produksi dan
lampu penerangan jalan sudah hidup. Dan pemakaian beban tertinggi terjadi pada saat
pukul 06:00 s/d pukul 07:00, karena pada waktu ini listrik ke Admin (kantor) mulai
[image:58.612.113.448.399.625.2]dijalankan dan Central AC sudah hidup secara otomatis.
Tabel 3- 4. Data Kondisi Pemakaian Beban Listrik
Waktu Ampere Daya Waktu Ampere Daya
8:00 275 144799.4475 21:00 300 157963
9:00 275 144799.4475 22:00 300 157963
10:00 270 142166.7303 23:00 295 155330.3
11:00 280 147432.1647 0:00 290 152697.6
12:00 290 152697.5992 1:00 290 152697.6
13:00 270 142166.7303 2:00 290 152697.6
14:00 275 144799.4475 3:00 295 155330.3
15:00 285 150064.882 4:00 295 155330.3
16:00 290 152697.5992 5:00 290 152697.6
17:00 285 150064.882 6:00 305 160595.8
18:00 295 155330.3164 7:00 305 160595.8
19:00 300 157963.0337 8:00 275 144799.4
Kondisi Pemakaian Listrik 130000.00 135000.00 140000.00 145000.00 150000.00 155000.00 160000.00 165000.00 8: 00 10: 00 12: 00 14: 00 16: 00 18: 00 20: 00 22: 00 0: 00 2: 00 4: 00 6: 00 8: 00 Waktu Wa tt Watt
Gambar 3.2. Grafik pemakaian Listrik di PT Dow AgroSciences Indonesia
Dengan data ini dapat di tentukan besarnya daya listrik sebenarnya yang
terjadi pada saat pemakaian tertinggi adalah sebagai berikut :
W = Volt x Amp x √3 x cos
= 380 x 305 x 1,73 x 0,8
= 160.405,6 Watt
= 160,405 KW
3.4. SISTEM KETERPASANGAN
Generator pada PT Dow AgroSciences Indonesia tidak bekerja secara terus
menerus. Sistem keterpasangan dan sistem sambungan aliran tenaga listrik pada PT
Gambar 3.3. Sistem keterpasangan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Dan untuk sistem keterpasangan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel itu sendiri, dapat
dilihat pada gambar 3-4.
Gambar 3.4. Sistem keterpasangan Motor Diesel sebagai Penggerak
PLN CUBICAL TRAFO LOAD
G
BAHAN BAKAR
MOTOR
DIESEL COUPLING GENERATOR
[image:60.612.118.543.372.540.2]3.5. PENENTUAN SPESIFIKASI YANG DIBUTUHKAN 3.5.1. Penentuan Daya Motor
Untuk menentukan daya motor penggerak berdasarkan output Daya listrik yang
dibutuhkan dapat ditentukan dengan rumus 6
Dimana :
Ne = Output Motor (HP)
W = Output Generator (KW)
cos = Faktor daya 3 phasa (0,8)
= Efisiensi Generator (%)
dari data kebutuhan listrik ketika beban puncak sebesar 160,465 KW maka :
Dengan asusmsi pertumbuhan produksi 12 % dan pengembangan peralatan untuk
proses aminasi sebesar 30% maka kebutuhan listrik ditentukan sebagai berikut :
Maka besarnya Daya motor bakar yang dibutuhkan adalah7
6
Nakoela Soenarta Dipl-ING, Dr Shoichi Furuhama, Motor Serbaguna, edisi revisi, Pradnya Paramita Jakarta
7
Nakoela Soenarta Dipl-ING, Dr Shoichi Furuhama, Motor Serbaguna, edisi revisi, Pradnya Paramita Jakarta
: Ne = W . cos 0,736 . --- (3.1)
Kebutuhan Listrik = 160,465 + (160,465 KW x 12%) + (160,465 x 30%)
=
Putaran motor (n)8
maka untuk frekwensi 50 Hz dan kumlah pol sebanyak 4 buah, dapat ditentukan
besarnya putaran motor yang diinginkan Dimana :
n = Putaran motor (rpm)
f = Frekwensi (Hz)
p = Jumlah pol
Daya motor penggerak (Ne) = 227,86 KW . 0,8 0,736 . 0,8
= 310 KW 182,288 KW 0,588
= 420 HP
Putaran Motor (n) = f
p 120 x
Putaran Motor (n) = 50
4 120 x
BAB IV
PERENCANAAN MESIN DIESEL
4.1. SPESIFIKASI AWAL
Untuk melakukan analisa dan perencanaan mesin, ditentukan spesifikasi awal
sebagai berikut :
Daya (Ne) = 420 HP
Putaran Mesin (n) = 1500 RPM
Jumlah silinder (i) = 6
Silinder (Z) = 4 tak (4 langkah)
Tekanan Efektif (Pe), harga efektif rata-rata untuk diesel 4 langkah adalah 5,5 – 6,09
Torak (piston) bersama-sama cincin torak berfungsi untuk menghisap udara
segar, mengubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik dan mencegah (menyekat)
hubungan di atas torak dan di bawah torak. Torak harus dibuat dari bahan yang
mempunyai sifat-sifat ringan, kuat, kokoh, pengantar panas yang baik, koefisien muai
yang kecil, tahan panas dan tahan aus.
kg/m2, diambil = 5,7 kg/cm2
Efisiensi mekanik ( m) = 0,80
4.2. TORAK/PISTON
9
1) Perhitungan ukuran-ukuran utama torak :
a. Diameter Torak (D)
Dimana :
D = Diameter Torak (mm)
Ne = Daya Motor (HP)
Pe = Tekanan efektif (kg/cm2)
Cm = kecepatan rata-rata piston untuk diesel putaran tinggi (8,5 – 12 m/det)10,
diambil 9,5 m/det
Langkah Torak (L)
Syarat L/D untuk Motor diesel adalah 0,8 – 2,011
D = Ne
0,00523 . Pe . Cm . i
420
0,00523 . 5,5 . 9,5 . 6 D =
D = 16,0 cm = 160 mm
Cm . 30
n L =
9,5 . 30
1500 L =
Maka untuk pemeriksaan :
L/D = 190/160
= 1,18 (Termasuk Motor Diesel Putaran Tinggi)
Sehingga harga L dan D sudah memenuhi syarat
Isi (volume) langkah piston (Vd)
Vd = 0,785 . (0,160)2 . 0,190
= 0,00381 m3
= 3,81 liter
Volume ruang bakar (Vc)
= 1 +
Syarat (perbandingan kompresi) untuk motor diesel putaran tinggi adalah 12 – 1612,
dipilih 16, maka :
= – 1
11
Ir Isril Amir, Catatan Motor Bakar, Universitas Sumatera Utara 12
Daryanto, “Contoh Perhitungan Perencanaan Motor Diesel 4 Langkah” Tarsito Bandung, 1984
4 D
2
. L Vd =
Vd Vc Vd Vc Vd Vc
= 16 – 1
Vc =
3,81
15
Tinggi Torak (H)
13
Maka,
H = 1,3 . D
H = 1,3 . 160 mm
= 208 mm
Tinggi dari puncak torak hingga ring atas (h)
14
Maka,
h = 0,16 . D
= 0,16 . 160 mm
= 25,6 mm
Tebal piston crown (hcr)
Maka,
hcr = 0,17 . D
hcr = 0,17 . 160 mm
13
Daryanto, “Contoh Perhitungan Motor Diesel 4 Langkah” Tarsito Bandung, 1984
H
D
= 1,16 ÷ 1,54 (Diambil 1,3)
H
D
= 1,3
h
D
= 0,14 ÷ 0,2 (Diambil 0,16)
h
D
= 0,16
Hcr
hcr = 27,2 mm ~ 27 mm
Jarak antara dua lubang ring torak (hl)
hl = 0,05 . D
= 0,05 . 160 mm
= 8 mm
Panjang dari sumbu piston pin sampai dasar piston (H1)
H1 = 0,40 . L
= 0,40 . 190 mm = 76 mm
Tinggi Piston Skirt (H2)
H2 = 0,66 . 190 mm = 125,4 mm ~ 125 mm
Diameter Luar pin (dex)
dex = 0,36 . D
hl
D
= 0,04 ÷ 0,065 (Diambil 0,05)
Hl
L
= 0,38 ÷ 0,50 (Diambil 0,40)
H2
L
= 0,62 ÷ 0,70 (Diambil 0,66)
dex
D
= 0,36 . 160 mm = 57,6 mm ~ 58 mm
Jarak tengah-tengah antara pin (bb)
[image:68.612.147.455.238.661.2]bb = 0,40 . 160 mm = 64 mm
Gambar 4.1. Piston bb
D
= 0,40
D
Piston dengan = ¼, piston skirt mengalami beban normal maksimum pada dinding
peluncur sebesar15
Nmax = 0,1 . P
Dimana, P = :
pz = Tekanan akhir pembakaran (55 ÷ 75 atm), diambil pz = 70 atm
PZ =
= 14067 kg
Nmax = 0,1 . 14067
= 1406,7 kg ~ 1406 kg
Tekanan samping spesifik maksimum (q) pada permukaan piston16
q =
= 7,01 kg/cm2
Syarat harga q = 5 ÷ 7 kg/cm2, berarti piston skirt masih mampu menahan tekanan
samping yang terjadi.
:
q =
3) Perhitungan Piston
15
Daryanto, Drs “Contoh Perhitungan Motor Diesel 4 Langkah” Tarsito Bandung, 1984 16
ibid
4 D
2
. Pz
3,14 4 16
2
. 70
Nmax
D . H2
1406,7 16 . 12,54
Gambar 4.2. Piston crown
Keterangan :
a = Jarak titik berat ½ lingkaran ke titik pusat lingkaran, untuk crown a =
b = Jarak titik berat ½ lingkaran ke titik pusat lingkaran,
b =
Dimana :
Di = Diameter piston crown barrel
D = Diameter piston
D 2 3
Untuk menghitung bending stress piston kita bayangkan tekanan gas P terbagi rata
dan piston crown berbentuk bulat yang bergerak bebas di dalam silinder dengan
diameter piston crown (Di).
Gaya tekanan gas pada luas ½ lingkaran piston crown
Feg = = pz
Moment yang terjadi pada bidang ½ lingkaran crown
Mb = Feg . a = pz
Moment reaksi dari cincin ½ lingkaran
Mb” = – Feg . b = – pz
Resultante moment bending Mb :
Mb = Mb’ + Mb”
Mb = pz pz Dengan menganggap D ~ Di
Didapat :
Mb = – pz
= – 70
= 11946,6 kg cm ~ 11946 kg cm
Moment tahanan (
