Mesin Penggerak Kapal
Mesin Penggerak Kapal
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN
F
F
AKUL
AKUL
T
T
AS
AS
TEK
TEK
NIK
NIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
Si
M
Me
essin
in P
Pe
en
ngg
gge
erra
ak
k U
Utta
am
ma
a
1.
1. Mesin Mesin Uap Uap TTororak ak ((Steam Reciprocating EngineSteam Reciprocating Engine)) 2.
2. TTurbin urbin Uap Uap (Steam (Steam TTurbine)urbine) 3.
3. TTurbin urbin Electrick Electrick DriveDrive 4.
4. Motor Motor PePembakmbakararan Dalam an Dalam ((InternalInternal Combustion Engine
Combustion Engine)) 5.
5. Gas Gas TTurbiurbinn 6.
M
Me
essiin
n U
Ua
ap
p T
To
orra
ak
k
Mudah pemakaian dan pengontrolan Mudah pemakaian dan pengontrolan Mudah berputar balik (reserving)Mudah berputar balik (reserving)
Mempunyai kecepatan putar yang sama. Mempunyai kecepatan putar yang sama.
M
Me
essiin
n U
Ua
ap
p T
To
orra
ak
k
•
• TTenaga dihasilkan dari tekanan enaga dihasilkan dari tekanan uap.uap. •
• TTekanan uap ini mendorong torak di ekanan uap ini mendorong torak di dalamdalam
silinder, sehingga timbul gaya pada torak. silinder, sehingga timbul gaya pada torak.
•
• Oleh batang penggerak gayOleh batang penggerak gaya ini diteruskan ka ini diteruskan kee
k
kepala silaepala silang.ng.
•
• Oleh batang engkOleh batang engkol gerak ol gerak lurus tersebutlurus tersebut
diubah menjadi gerak berputar. diubah menjadi gerak berputar.
Prinsip Kerja Turbin Uap
•Bedanya mesin uap menggunakan piston •Turbin uap menggunakan turbin.•Pada mesin uap kalor diubah menjadi energi
kinetik translasi piston kemudian diubah menjadi energi kinetik rotasi
•Pada turbin uap, kalor langsung diubah menjadi
Turbin Electric Drive
Adalah mesin yang menggunakan turbin untuk menggerakkan generator sedangkan baling– baling digerakkan oleh motor yang terpisah
tempatnya dengan menggunakan aliran listrik. Dengan sistim ini reversing dapat mudah
dilakukan sehingga tidak diperlukan reversing turbin tersendiri
Nuklir
Dengan cara memanfaatkan energi panas yang dihasilkan dari reaksi untuk memanaskan air sehinga uap dari air tersebut menggerakkan turbin uap.
Motor Pembakaran Dalam
Saat ini banyak MPK menggunakan compression
ignation yang dikenal dengan nama Diesel Engines. Mulai kebutuhan pleasure boats hingga ke modern
supertankers dan passenger liners.
Daya bisa lebih dari 2500 kW per cylinder, atau 30,000 kW untuk 12 cylinders (40,200 HP).
Torsi dibatasi oleh maximum pressure dari masing-masing silinder-nya.
Pada maximum torque, artinya, maximum power dicapai pada kondisi maximum RPM.
Sistem MPK Kombinasi
Diesel Vs Bensin
Mesin diesel bisa jauh lebih kuat daripada mesin bensin konvensional.
Mesin diesel sangat efisien bahan bakar sampai 15% dibandingkan mesin bensin biasa.
Bahan bakar diesel mulai membekukan dalam cuaca dingin dan menjadi “waxing” sehingga membentuk kristal dalam mesin dan saluran bahan bakar.
Diesel Vs Bensin
Diesel sangat bergantung pada panas dan kompresi untuk menghasilkan tenaga sehingga menjadi sulit untuk mulai bekerja dalam cuaca dingin.
Pemanas sudah diterapkan untuk membantu
memecahkan masalah tsb dan bahan bakar aditif dapat membantu mencegah waxing.
Kendala besar penggunaan mesin diesel yaitu jumlah emisi yang lebih besar selama operasi, terutama
Kerja Motor Diesel
• Diesel 2 langkah diselesaikan dalam dua(2) langkah, atau satu putaran poros engkol
• Diesel 4 langkah diselesaikan dalam empat (4) langkah atau dua putaran poros engkol
Perbedaan Diesel 2 dan 4 langkah
• Perbedaan utama :
Metode pengeluaran gas yang telah dibakar dan pengisian silinder dengan udara segar.
• Diesel 4 tak operasi ini dilakukan oleh torak mesin
selama langkag buang dan isap.
• Diesel 2 tak operasi ini dilakukan dekat t.m.b,
oleh pompa atau penghembus udara yang terpisah.
Komponen Diesel
Cylinder Liner Cylinder Head Piston
Piston Road Connecting Crank shaft Crank Pin and bearing Main Bearing Nozzle Injector Piston Ring Exhaust Valve Crankshaft Push road
Rocker Arm Crank Case Inlet Main fold Guide shoes Fondation Inlet valve spring Exhaust Main fold
Exhaust valve spring Crosshead and Pin
Prosedur Kerja Diesel 2 langkah
1. Langkah 1A
Pada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan LM dan LB dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder dan meniup sisa gas pembakaran melalui LB.
2. Langkah 1B
Piston akan bergerak ke atas, LM dan LB dalam keadaan tertutup oleh dinding piston. Udara bersih yang berada dalam silinder akan dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
Prosedur Kerja Diesel 2 langkah
3. Langkah 2A
Kemudian piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan
4. Langkah 2B
Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana LB sudah terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktifitas pemompaan.
Langkah 1 (suction stroke)
Udara murni akan tersedot oleh piston yang bergerak ke bawah
Langkah 2 (Kompresi)
Langkah 3 (Power Stroke)
Katup tertutup, udara terkompresi secara maksimal. Tekanan dan suhu menjadi sangat tinggi. Kemudian injektor menyuntikkan bahan bakar ke dalam udara yang panas. Sehingga pada suhu bahan bakar yang tinggi bisa menekan piston ke bawah.
Langkah 4 (Pembuangan)
Gas yang dihasilkan dari proses pembakaran akan dikeluarkan dari silinder melalui katup kedua oleh piston yang kemudian akan bergerak keatas lagi
Horse Power
Daya adalah kemampuan untuk melakukan kerja yang dinyatakan (Nm/s, Watt, HP).
1 HP (horse power) setara dengan kemampuan seekor kuda menarik beban 366 pound dengan kecepatan 1 foot per second
Horse Power
Brake power
daya yang diberikan oleh poros engkol.Friction power
Daya yang digunakan untuk mengatasi gesekan-gesekan pada motor.Indicated power
adalah daya yang timbul dalam ruang pembakaan yang diterima oleh piston.Horse Power
Hubungan :indicated power
-brake power
-friction power
Indicated power = brake power + friction power.Energi Bahan Bakar
P
ENGP = m
fuel× Cf
• PENG = Engine Power (Daya Mesin)
• m fuel = mass fuel rate (Laju Aliran Bahan Bakar) • Cf = Calorific Value of Fuel (Nilai Kalor Bahan
Engine Power
P
ENG= bmep × L × A × n
• bmep = Brake mean effective pressure • L = Langkah Torak (Length of stroke) • A = Area of piston-bore (Luasan torak) • n = Rate of power strokes
Engine Power
P
ENG= Q
ENG× n
ENG• Q Eng = Engine Torque • nEng = Engine Speed
Sistem Mesin Diesel
Mesin secara umum memerlukan sistem
pendukung agar dapat beroperasi dengan baik dan tanpa mengalami gangguan yang berarti dan tiap unit bagian mesin harus mendapat perawatan secara simultan dan continue.
Secara umum sistem pendukung pada mesin tersebut dibagi menjadi 5 bagian utama
Sistem Mesin Diesel
• Pelumasan (Lubrication)
• Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection) • Pendinginan (Cooling)
• Asupan Udara ( Air Intake) • Saluran Buang (Exhaust)
Gas Turbine
Mula digunakan 1940-an- Royal Naval Frigates & Missile Warships - Oil tankers - Container Vessels Komponen Utama : • Air compressor • Combustion chamber • Gas turbine
Gas-Turbine Engine
Adalah suatu alat yang memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan pembakaran internal.
Energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik melalui udara bertekanan yang
memutar roda turbin sehingga menghasilkan daya.
Prinsip Kerja Gas-Turbine Engine
1. Pemampatan (compression)
udara di hisap dan dimampatkan 2. Pembakaran (combustion)
bahan bakar dicampurkan ke dalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.
3. Pemuaian (expansion)
gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel (nozzle).
4. Pembuangan gas (exhaust ) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.
Keuntungan Kerugian Gas Turbine
Keuntungan
• Rasio power-to-weight besar dibandingkan Diesel • Ukuran relatif lebih kecil dibanding dengan Diesel
untuk daya yang sama.
Kerugian
• Mahal biaya investasi mengingat beroperasi pada
kecepatan dan pada temperatur yang sangat tinggi sehingga diperlukan material dan perencanaan yang rumit dan proses produksinya yang tidak mudah.
