PERANCANGAN
KOMPONEN
–
KOMPONEN UTAMA MOTOR DIESEL
DENGAN DAYA 100 HP DAN PUTARAN ENJIN 4000 RPM
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebahagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya
Bidang Teknik Mesin
Disusun oleh
AHMAD HUSEIN NST NIM : 509220003
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
iii
PERANCANGAN KOMPONEN –KOMPONEN UTAMA MOTOR DIESEL DENGAN DAYA 100 HP DAN PUTARAN ENJIN 4000 RPM
AHMAD HUSEIN NST NIM: 509220003
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNIMED. Jl. Willem Iskandar. Pasar V. Medan Estate. Medan
A.ucie3n@gmail.com
ABSTRAK
Perancangan motor diesel dengan daya 100 hp dan putaran enjin 4000 rpm difungsikan Sebagai mobil pengangkutan keluarga jenis mini bus atau mobil pribadi. Metode yang dilakukan dalam perancangan ini adalah dengan cara menghitung bagian utama dari mesin diesel itu sendiri. Adapun komponen - komponen motor diesel yang termasuk dalam perhitungan mencakup komponen utama dari motor diesel adalah blok silinder, piston, pen piston, ring piston dan batang piston (connecting rod) kemudian perhitungan juga mencakup proses analisis Termodinamika. Melalui perancangan ini dapat dilihat perbandingan daya yang dihasilkan maupun tenaga yang dihasilkan dengan meningkatkan tenaga dan putaran enjin, dimana motor yang digunakan adalah motor diesel 4 langkah dengan daya 100 hp, jumlah silinder 4, putaran enjin 4000 rpm, dengan bahan piston yang terbuat dari aluminium alloy 2011T3 tebal kepala piston 10,96 mm, diameter 72,49 mm, tinggi piston 89,1 mm, diameter lubang pen piston 24,5 mm, untuk blok silinder bahan yang digunakan gray cast iron, tebal tabung silinder 3,6 mm dan tinggi silinder 19,4 mm. Dalam perancangan ini mobil yang digunakan adalah mobil Toyota Kijang krista berbahan bakar solar.
i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayahnya serta kesehatan kepada penulis sehingga
laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi
Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
Dengan senantiasa mengharapkan ridho Allah swt, Penulis telah berupaya
semaksimal mungkin dalam membuat laporan Tugas Akhir ini, Namun dengan segala
keterbatasan yang ada, Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak terdapat
kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu dengan segala
kerendahan hati, Penulis mengharapkan saran atau masukan yang berguna dalam
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Kegiatan dalam penulisan Tugas Akhir ini melibatkan beberapa pihak, dengan
demikian penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah Nya.
2. Bapak Prof. DR.Abdul Hamid K. M,Pd selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Negeri Medan.
3. Bapak Drs. Hidir Efendi, M,Pd selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed.
ii
5. Bapak Drs. Suherman, M,Pd selaku Dosen Pembimbing yang telah
membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Bapak dan ibu dosen di Fakultas Teknik yang telah memberikan ilmunya
selama perkuliahan.
7. Seluruh keluarga saya dan yang paling utama kedua orang tua saya yang
sangat saya banggakan, yang selalu memberi semangat dan do’a nya kepada
saya, serta abang ,kakak, dan adik saya yang saya sayangi.
8. A.K.L yang selalu saya cintai.
Dan saya ucapkan banyak terima kasih juga kepada seluruh teman –
teman saya Teknik Mesin D-3 Stambuk 2009 dan para Alumni Prodi D-3 Jurusan
Teknik Mesin Universitas Negeri Medan untuk dukungan serta diskusi-diskusi nya
selama ini.
Medan, Juli 2013
Penulis
AHMAD HUSEIN NST NIM : 509220003
iv
C. Perbandingan kompresi motor diesel dan bensin ... 7
D. Keuntungan dan Kerugian Motor Bakar Diesel Dengan Motor Bakar Bensin ... 12
E. Komponen Utama Motor Diesel ... 13
BAB III. ANALISIS THERMODINAMIKA ... 20
A. Idealisasi Dari Analisa Termodinamika ... 20
B. Pemilihan Siklus ... 21
v
BAB IV. PERHITUNGAN KOMPONEN UTAMA MOTOR
BAKAR DIESEL ... 27
A. Blok Silinder .. ... 27
B. Displacement Volume ( Volume langkah ) ... 30
C. Diameter Silinder dan Panjang Langkah Piston... 31
D. Volume Sisa ( Clearance Volume ) ... 32
E. Perhitungan Piston ... 32
F. Pen Piston ... ... 40
G. Ring Piston ... ... 43
H. Material Ring Piston ... 43
I. Potongan Ring Piston ... 44
J. Ukuran Ring Piston ... 45
K. Batang Torak ... 46
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
A. Kesimpulan ... 51
B. Saran ... 54
vii
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Langkah Hisap ... 9
Gambar 2. Langkah Kompres ... 10
Gambar 3. Langkah Usaha ... 11
Gambar 4. Langkah Buang ... 12
Gambar 5. Diagram P-V Pada Siklus Diesel Cycle ... 21
Gambar 6. Diagram P-V Pada Siklus Gabungan ... 22
Gambar 7. Tabung Silinder ... 28
Gambar 8. Penampang Piston ... 34
Gambar 9. Perbandingan Ukuran Kepala Piston dan Badan Piston ... 37
Gambar 10. Pen Piston ... 41
Gambar 11. Jenis-Jenis Potongan Ring Piston ... 44
Gambar 12. Ring Piston ... 45
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang.
Perkembangan pembangunan dan kemajuan ekonomi pada suatu negara,
tidak lepas dari keberadaan alat transportasi. Karena itu transportasi merupakan
suatu alat yang sangat penting yang dapat meningkatkan aktifitas kehidupan
manusia. Transportasi yang lancar dan cepat pada suatu daerah akan menjadikan
kehidupan masyarakat lebih sejahtera dan lebih maju. Masyarakat modern pada
zaman sekarang ini membutuhkan sarana pengangkutan yang cepat dan aman.
Oleh karena itu, alat transportasi harus memiliki perlengkapan-perlengkapan dan
bagian-bagian yang kuat dan nyaman.
Salah satu jenis kendaraan roda empat yang banyak digunakan sehari
hari adalah kendaraan pribadi jenis mini bus. Di Indonesia jenis mobil ini
banyak diminati oleh masyarakat yang anggota keluarganya banyak sehingga
jenis mobil ini sangat efisien bagi mereka. Kendaraan pribadi jenis minibus
ini digerakkan oleh satu unit tenaga penggerak yang dalam istilah otomotif
disebut motor bakar.
Pada umumnya motor bakar yang beredar dipasaran menggunakan
bensin dan solar sebagai bahan bakarnya. Keduanya memiliki karakteristik
yang menjadi variasi pilihan bagi para pengguna kendaraan pribadi jenis
minibus. Dalam tugas akhir ini penulis memilih motor bakar diesel sebagai
penggerak kendaraan minibus. Motor bakar diesel memiliki desain yang simpel
karena tidak menggunakan sistem pengapian untuk pembakaran dalam ruang
bakar. Selain itu motor bakar diesel memiliki karakteristik putaran motor tinggi,
2
kemudian putaran motor stabil dan kecil kemungkinan untuk terjadinya knocking
serta pemakaian bahan bakar yang irit.
Dalam laporan ini penulis memilih motor bakar diesel dengan alasan
sebagai berikut, volume effisiensi tinggi sehingga daya yang dibangkitkan lebih
besar pada kapasitas yang sama, mesin diesel memiliki output momen (torsi) yang
lebih baik daripada motor bensin pada putaran yang sama, dan terakhir adalah
konstruksi enjin lebih simpel.
(Maleev V.L,hal 52:1995) menyatakan agar bahan bakar dapat terbakar
dengan sendirinya maka diusahakan agar perbandingan kompresi mencapai 15-20.
Penulis menggunakan perbandingan kompresi (rv) 16 berdasarkan pertimbangan
kekuatan material serta berat enjinnya.
Akhirnya dalam penulisan laporan tugar akhir ini penulis memilih judul
Perancangan komponen – komponen utama motor diesel dengan daya 100 hp dan putaran enjin 4000 rpm.
Dengan spesifikasi berikut :
Jenis motor bakar : motor diesel 4 langkah
Daya motor : 100 hp
Jumlah silinder : 4 silinder
3
B. Batasan Masalah.
Dalam menyelesaikan tugas akhir mengenai motor bakar diesel, penulis
membatasi tugas akhir yakni hanya pada perancangan komponen - komponen
utama enjin yaitu blok silinder, piston, ring piston, pen piston dan connecting rod.
C. Tujuan.
Perancangan mengenai komponen utama Motor Bakar Diesel ini
dilakukan dengan tujuan:
1. Untuk mengetahui perhitungan komponen komponen utama motor diesel
2. Untuk mengetahui perhitungan thermodinamika pada motor diesel
3. Untuk memilih nilai volume ruang bakar (Vc) yang tepat sehingga
menghasilkan daya 100 Hp.
D. Manfaat.
Adapun manfaat dari perancangan komponen utama motor bakar diesel ini
antara lain :
1. Dapat Mengaplikasikan pengetahuan dan keterampilan yang telah diperoleh
selama perkuliahan
2. Dapat mengetahui perhitungan – perhitungan bagian utama dan
thermodinamika pada motor diesel.
4
E. Mekanisme Penulisan.
Penulis melakukan tehnik pengumpulan data yang dibutuhkan dalam
penyusunan Tugas Akhir ini antara lain dengan cara:
1. Mengumpulkan referensi yang berkaitan dengan perancangan
komponen-komponen motor diesel.
2. Melakukan pengumpulan data - data yang berkaitan dengan motor diesel dari
internet.
3. Melakukan studi lapangan dengan mengamati enjin - enjin dan alat yang
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan.
Adapun kesimpulan yang diperoleh penulis dari hasil perhitungan dan
perancangan adalah sebagai berikut :
1. Jenis motor bakar :
a. Bahan yang digunakan = Aluminium Alloy 2011T3
b. Tebal Kepala Piston = 10,96 mm
c. Diameter kepala piston = 72,49 mm
d. Tinggi piston = 89,1 mm
e. Diameter lubang pin piston = 24,5 mm
53
c. Diameter bagian dalam = 24 mm
d. Diameter bagian luar = 30 mm
e. tebal lapisan metal atas = 8 mm
Ukuran bagian bawah
f. lebar kepala 2 = 43 mm
g. diameter bagian dalam = 49 mm
h diameter bagian luar = 63 mm
i. tebal lapisan metal bawah = 2 mm
54
B. Saran.
Dalam rancangan komponen – komponen motor diesel empat langkah,
penulis menyarankan agar :
1. Pemasangan ring piston harus dilakukan dengan benar, agar tidak terjadi
kebocoran gas dan oli yang dapat mengurangi tekanan kompresi yang telah di
hasilkan pada ruang bakar.
2. Ukuran Jarak antara ujung ring piston sebelum dan sesudah terpasang tidak
boleh sama.Jarak ujung ring piston harus lebih rapat ketika dalam keadaan
terpasang.
3. Bahan–bahan yang digunakan untuk setiap komponen motor diesel harus
dipilih sesuai dengan spesifikasinya, agar komponen – komponen tersebut
mampu menahan beban ataupun tekanan yang di berikan kepada komponen
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar Wiranto. 1997. Motor Diesel Putaran Tinggi. Jakarata: PT.Pradya Paramita.
Daryanto. 1997. Dasar-dasar Teknik Mobil. Jakarta : Bumi Aksara
Ginting RU. 2008. Termodinamika Teknik. Universitas Negeri Medan. Medan.
Maleev .V.L.1995. Operasi dan Pemeliharaan Mesin Diesel. Jakarta : Erlangga
Rahayu. 2007. Mekanisme Kerja Motor Bakar 4 Tak. 20 Januari 2011
www.gudangilmu.org.
Sentanuhady, Jayan. 2009. Prinsip Kerja Mesin diesel. 21 Januari 2011
www.gudangilmu.org.
Usman Robingu, Sardjijo. 1979. Motor Bakar 3. Jakarta : Departemen Pendidikan
Dan Kebudayaan.
