Motor Bensin

BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1 1..11 LLaattaar r BBeellaakkaanngg Seora

Seorang sarjana ng sarjana teknik mesiteknik mesin sangat membn sangat membutuhkautuhkan aplikasi berban aplikasi berbagai macamgai macam teori tentang ilmu pengetahuan yang mereka dapatkan di bangku perkuliahan, agar  teori tentang ilmu pengetahuan yang mereka dapatkan di bangku perkuliahan, agar  nantinya saat di dunia kerja ia mempunyai bekal dalam menghadapi berbagai masalah nantinya saat di dunia kerja ia mempunyai bekal dalam menghadapi berbagai masalah yang nantinya mereka temui di lapangan nantinya. Dan motor bakar menjadi salah satu yang nantinya mereka temui di lapangan nantinya. Dan motor bakar menjadi salah satu alat yang menerapkan ilmu pengetahuan-ilmu pengetahuan dasar teknik mesin mulai alat yang menerapkan ilmu pengetahuan-ilmu pengetahuan dasar teknik mesin mulai dari Thermodinamika, Material Teknik, Proses Produksi serta masih banyak lagi ilmu dari Thermodinamika, Material Teknik, Proses Produksi serta masih banyak lagi ilmu  penge

 pengetahuan tahuan teknik teknik mesin mesin yang yang terintegterintegrasi rasi dalam dalam satu satu buah buah motor motor bakar bakar bensin bensin ini.ini. Sehingga menjadi suatu hal yang sangat penting untuk mengikuti praktikum motor  Sehingga menjadi suatu hal yang sangat penting untuk mengikuti praktikum motor   bakar

 bakar bensin bensin ini, ini, dan dan mahasiswmahasiswa a sekaligusekaligus s mengmengamati amati berbagberbagai ai fenomefenomena-fenomna-fenomenaena yan

yang g terterjadi jadi yanyang g akaakan n menmenjadi bekal jadi bekal saat mahasissaat mahasiswa wa tertersebusebut t di di hadhadapkapkan an padpadaa  persoala

 persoalan yang n yang serupa saserupa saat di duat di dunia kerja nia kerja nantinynantinya.a.

1

1..22 TTuujjuuaan n PPeerrccoobbaaaann 1

1.. MeMengngetetahahui ui prprososes es yayang ng teterjrjadadi pi padada ma mototor or babakakar br benensisin.n. 2.

2. MeMempmpelelajajarari kai kararaktktererististik dik dan an papararamemeteter prr presestatasi msi mototor or bebensnsinin..

1

1..33 MMaannffaaaatt 1

1.. MaMahahasisiswswa daa dapapat met mengngetetahahui fui fenenomomenena yaa yang ng teterjrjadadi pai pada mda mototor bor bakakar ar   bensin

 bensin.. 2

2.. MMaahhasasisiswwa a ddapapat meat mellihihaat t apapllikikaasi si ddarari i bbeerrbbagagai ai mmatata a kkuulliaiah h yyaangng menjadi proses dasar dari motor bakar.

BAB II BAB II

TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA

2.

2.1.1. MMototor or BaBakakar Br Benensisin (n (SiSiklklus us OtOttoto)) Me

Mesin sin kakalolor, r, yayaitu itu memesin sin yayang ng memengnggugunaknakan an enenergergi i tetermrmal al untuntuk uk  melakukan kerja mekanik atau yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik. melakukan kerja mekanik atau yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik. Ditinjau dari cara memperoleh energi, mesin kalor dapat dikategorikan menjadi dua Ditinjau dari cara memperoleh energi, mesin kalor dapat dikategorikan menjadi dua  jenis

 jenis yaitu yaitu mesin mesin pembakpembakaran aran dalam dalam dan dan mesin mesin pembpembakaran akaran luar. luar. Pada Pada mesinmesin  pemba

 pembakaran luar, karan luar, proses pembakaran terjadi proses pembakaran terjadi di di luar mesin, luar mesin, di di mana energi mana energi termal daritermal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin, melalui beberapa dinding gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin, melalui beberapa dinding  pemisa

 pemisah.h.

Sedangkan pada mesin pembakaran dalam, proses pembakaran terjadi Sedangkan pada mesin pembakaran dalam, proses pembakaran terjadi dalam ruang bakar sehingga gas pembakaran yang terjadi berfungsi sekaligus sebagai dalam ruang bakar sehingga gas pembakaran yang terjadi berfungsi sekaligus sebagai fluida kerja. Mesin pembakaran dalam lebih dikenal dengan nama motor bakar.

fluida kerja. Mesin pembakaran dalam lebih dikenal dengan nama motor bakar.

Pada prinsipnya motor bakar bekerja dengan memanfaatkan energi campuran Pada prinsipnya motor bakar bekerja dengan memanfaatkan energi campuran  bahan bakar

 bahan bakar dan dan udara udara dalam dalam bentuk panas bentuk panas (temper(temperatur atur dan dan tekanan tinggi) tekanan tinggi) di di dalamdalam rua

ruangangan n yanyang g disedisebut but silisilindender, r, sehsehinggingga a dapdapat at melmelakuakukan kan kerkerja ja mekmekanikanik. . DalDalamam kerjanya motor bakar menggunakan satu atau lebih silinder yang didalamnya terdapat kerjanya motor bakar menggunakan satu atau lebih silinder yang didalamnya terdapat to

torarak k bebergrgererak ak sesecacara ra trtrananslslasasi i (b(bololakak-b-balalikik). ). Di Di dadalalam m sisililindnder er ititululah ah teterjrjadadii  pemba

 pembakaran antara bahan bakkaran antara bahan bakar dengan oksigar dengan oksigen. Gas pembakaen. Gas pembakaran yang dihasilkran yang dihasilkan olehan oleh  prose

 proses tersebut ms tersebut mampu ampu mengmenggerakkgerakkan torak an torak yang oyang oleh batleh batang peang penghunghubung bung ((crank shaft crank shaft )) dihubungkan dengan poros engkol. Gerak translasi torak menyebabkan gerak rotasi dihubungkan dengan poros engkol. Gerak translasi torak menyebabkan gerak rotasi  poros

 poros engkoengkol.l.

Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran  bahan

 bahan bakar bakar dan dan udara udara di di dalam dalam silindesilinder r ((internal combustion engineinternal combustion engine). Motor bakar ). Motor bakar   bensin

 bensin dilengdilengkapi kapi dengdengan an busi busi dan dan karbukarburator rator yang yang membmembedakanyedakanya a dengdengan an motor motor  diesel.

diesel. B

Buusi si beberfrfuungngsi si uuntntuk uk mmemembabakakar r cacammpupuraran n ududarara-a-bebensnsin in yayang ng tetelalahh dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. Karena itu

Karena itu motor bensin motor bensin dinamai dinamai dengandengan spark ignitio spark ignitionsns. Sedangkan karburator adalah. Sedangkan karburator adalah tempat bercampu

BAB II BAB II

TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA

2.

2.1.1. MMototor or BaBakakar Br Benensisin (n (SiSiklklus us OtOttoto)) Me

Mesin sin kakalolor, r, yayaitu itu memesin sin yayang ng memengnggugunaknakan an enenergergi i tetermrmal al untuntuk uk  melakukan kerja mekanik atau yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik. melakukan kerja mekanik atau yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik. Ditinjau dari cara memperoleh energi, mesin kalor dapat dikategorikan menjadi dua Ditinjau dari cara memperoleh energi, mesin kalor dapat dikategorikan menjadi dua  jenis

 jenis yaitu yaitu mesin mesin pembakpembakaran aran dalam dalam dan dan mesin mesin pembpembakaran akaran luar. luar. Pada Pada mesinmesin  pemba

 pembakaran luar, karan luar, proses pembakaran terjadi proses pembakaran terjadi di di luar mesin, luar mesin, di di mana energi mana energi termal daritermal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin, melalui beberapa dinding gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin, melalui beberapa dinding  pemisa

 pemisah.h.

Sedangkan pada mesin pembakaran dalam, proses pembakaran terjadi Sedangkan pada mesin pembakaran dalam, proses pembakaran terjadi dalam ruang bakar sehingga gas pembakaran yang terjadi berfungsi sekaligus sebagai dalam ruang bakar sehingga gas pembakaran yang terjadi berfungsi sekaligus sebagai fluida kerja. Mesin pembakaran dalam lebih dikenal dengan nama motor bakar.

fluida kerja. Mesin pembakaran dalam lebih dikenal dengan nama motor bakar.

Pada prinsipnya motor bakar bekerja dengan memanfaatkan energi campuran Pada prinsipnya motor bakar bekerja dengan memanfaatkan energi campuran  bahan bakar

 bahan bakar dan dan udara udara dalam dalam bentuk panas bentuk panas (temper(temperatur atur dan dan tekanan tinggi) tekanan tinggi) di di dalamdalam rua

ruangangan n yanyang g disedisebut but silisilindender, r, sehsehinggingga a dapdapat at melmelakuakukan kan kerkerja ja mekmekanikanik. . DalDalamam kerjanya motor bakar menggunakan satu atau lebih silinder yang didalamnya terdapat kerjanya motor bakar menggunakan satu atau lebih silinder yang didalamnya terdapat to

torarak k bebergrgererak ak sesecacara ra trtrananslslasasi i (b(bololakak-b-balalikik). ). Di Di dadalalam m sisililindnder er ititululah ah teterjrjadadii  pemba

 pembakaran antara bahan bakkaran antara bahan bakar dengan oksigar dengan oksigen. Gas pembakaen. Gas pembakaran yang dihasilkran yang dihasilkan olehan oleh  prose

 proses tersebut ms tersebut mampu ampu mengmenggerakkgerakkan torak an torak yang oyang oleh batleh batang peang penghunghubung bung ((crank shaft crank shaft )) dihubungkan dengan poros engkol. Gerak translasi torak menyebabkan gerak rotasi dihubungkan dengan poros engkol. Gerak translasi torak menyebabkan gerak rotasi  poros

 poros engkoengkol.l.

Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran  bahan

 bahan bakar bakar dan dan udara udara di di dalam dalam silindesilinder r ((internal combustion engineinternal combustion engine). Motor bakar ). Motor bakar   bensin

 bensin dilengdilengkapi kapi dengdengan an busi busi dan dan karbukarburator rator yang yang membmembedakanyedakanya a dengdengan an motor motor  diesel.

diesel. B

Buusi si beberfrfuungngsi si uuntntuk uk mmemembabakakar r cacammpupuraran n ududarara-a-bebensnsin in yayang ng tetelalahh dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. Karena itu

Karena itu motor bensin motor bensin dinamai dinamai dengandengan spark ignitio spark ignitionsns. Sedangkan karburator adalah. Sedangkan karburator adalah tempat bercampu

sili

silindender r yanyang g dindinyalyalakan oleh akan oleh lonloncatacatan n bunbunga ga api api listlistrik rik dardari i busbusi i menmenjelajelang ng akhakhir ir  la

langngkakah h kokompmpreresisi. . PePembmbakakararan an babahahan n babakakar-r-ududarara a inini i memenynyebebababkakan n memesisinn me

menghnghabisabiskan kan daydaya. a. Di Di daladalam m siksiklus lus OttOtto o (ide(ideal) al) pempembakbakaran aran tersetersebut but dimdimisalisalkankan dengan pemasukan panas pada volume konstan.

dengan pemasukan panas pada volume konstan.

Selengkapnya proses termal yang terjadi pada siklus daya motor bensin Selengkapnya proses termal yang terjadi pada siklus daya motor bensin digambarkan pada diagran

digambarkan pada diagran p-v p-v berikut :berikut :

Gambar 1.

Gambar 1. diagramdiagram p-v p-v motor bensinmotor bensin

Keterangan : Keterangan : 0

0.1.1 LLananggkakah hh hisisap ap (k(katatuup hp hisisaap tp tererbubukka)a) 1.

1.22 LaLangngkakah kh komomprepresi (si (kakatutup hp hisaisap dp dan an kakatutup bp buanuang tg tertertututupup)) 2

2..33 PPeemmbbaakkararaan bn baahhaan n bbaakkaar ur uddaarara 3.

3.44 LaLangngkakah uh usahsaha (a (katkatup up hishisap ap dadan n kakatutup bp buauang ng teterturtututup)p) 4

4..55 LLaannggkkaah h ppeennddiinnggiinnaann 5

5--00 LLaannggkkaah h bbuuaanngg

Secara sepintas prinsip dasar dari motor bakar ini agak mirip dengan sistem Secara sepintas prinsip dasar dari motor bakar ini agak mirip dengan sistem  propu

 propulsi yang lsi yang terdapat pterdapat pada mesiada mesin jet pesawn jet pesawat misalnyat misalnya, namua, namun punn punya perbeya perbedaan. Yadaan. Yangng menjadi perbedaan adalah kalau Sistem Propulsi daya dorong yang di hasilkan oleh menjadi perbedaan adalah kalau Sistem Propulsi daya dorong yang di hasilkan oleh

ledakan bahan bakar langsung mendorong benda atau gas buang yang mengahasilkan ledakan bahan bakar langsung mendorong benda atau gas buang yang mengahasilkan daya dorong serta gerakan yang dihasilkan berupa gerakan translasi, sedangkan kalau daya dorong serta gerakan yang dihasilkan berupa gerakan translasi, sedangkan kalau Mo

Motor tor BakBakar ar ledledakan akan bahbahan an bakbakar ar memenghnghasilasilkan kan kerkerja ja mesmesin in sertserta a gergerakan akan yangyang dihasilkan berupa gerakan rotasi.

dihasilkan berupa gerakan rotasi. 2.

2.1.1.11 KlKlasasififikaikasi si MoMototor r BaBakakarr 1.

1. Berdasarkan Berdasarkan pada pada jumlah jumlah langkahlangkah

♠

♠

2 tak 2 tak 

♠

♠

4 tak 4 tak  2.

2. Berdasarkan Berdasarkan sistem sistem pengapianpengapian

♠

♠

Spark ignition engineSpark ignition engine

♠

♠

Combustion engineCombustion engine 3.

3. BeBerdardasarsarkakan jun jumlmlah sah siliilindnder er 

♠

♠

TunggalTunggal

♠

♠

Ganda (ganda)Ganda (ganda)

♠

♠

Multi (banyak)Multi (banyak) 4.

4. BeBerdardasarsarkakan n letletak ak kakatutupp

♠

♠

KepalaKepala

♠

♠

Samping (dinding silinder)Samping (dinding silinder)

♠

♠

BawahBawah 5.

5. BeBerdardasarsarkakan ben bentntuk suk siliilindender r 

♠

♠

Linear Linear 

♠

♠

VV 6.

6. BeBerdardasarsarkakan pergn pergeraerakakan pistn pistonon

♠

♠

TranslasiTranslasi

♠

♠

RotasiRotasi 7.

7. BeBerdardasarsarkakan bn bahahan an babakakar r 

♠

♠

BensinBensin

♠

♠

DieselDiesel 8.

8. Berdasrkan Berdasrkan proses proses pembakaranpembakaran

♠

♠

 Direct  Direct (langsung)(langsung)

♠

Perbedaan antara Internal Combustion dan External Combustion

Perbedaan antara Internal Combustion dan External Combustion adalah  pada fluida kerja yang dihasilkan dan yang digunakan. Pada Internal Combustion fluida kerja didapatkan dari hasil proses pembakaran, sedangkan  pada External Combustion fluida kerja sudah ada dan kemudian fluida kerja

tersebut hanya dipanaskan.

Perbedaan antara Spark Ignition dengan Compression Ignition

Perbedaan antara SI dan CI adalah pada proses pengapian yang dilakukan. Pada Spark Ignition pengapian dilakukan oleh busi, sedangkan pada Compression Ignition pengapian terjadi pada waktu bahan bakar mengalami tingkat kompresi yang tinggi sehingga bahan bakar tersebut terbakar dalam ruang bakar.

KLASIFIKASI DARI MOTOR BAKAR  1. Internal Combustion Engine

Adalah mesin yang memanfaatkan energi termal menjadi energi mekanis yang proses pembakarannya terjadi di dalam ruang bakar.

1.a. Reciprocating Type 1.a.1 . Diesel Engine

1.a.2. Spark Engine (Gasoline Engine)

1.b. Rotary Type

The path of the rotor in the Wankel engine. Note the constantly varying shape of the combustion chamber and the two spark plugs per cylinder.

1.b.2. Open-Cycle Gas Turbine (OCGT)

Open-cycle constant-pressure gas-turbine engine

.

Adalah mesin yang memanfaatkan energi termal menjadi energi mekanis yang proses pembakarannya terjadi di luar ruang bakar.

2.a Reciprocating Type 2.a.1 Stirling Engine

2.a.2 Steam Engine

2.b.1 Steam Turbine

ELECTRIC FUEL INJECTION (EFI)

Sesuai dengan namanya, pada dasarnya sistem EFI (Electronic Fuel Injection) mengatur, mengontrol dan mengawasi jumlah bensin yang harus masuk ke dalam silinder dengan cara mengatur waktu dan frekuensi  penginjeksian bensin (injection duration and frequency).

Pada EFI, bensin diinjeksikan ke dalam mesin menggunakan injektor  dengan waktu penginjeksian (injection duration and frequency) yang dikontrol secara elektronik. Injeksi bensin disesuaikan dengan jumlah udara yang masuk, sehingga campuran ideal antara bensin dan udara akan terpenuhi sesuai dengan kondisi beban dan putaran mesin. Generasi terbaru EFI dikenal dangan sebutan  Engine Management System (EMS), yang mengontrol sistem bahan bakar 

sekaligus juga mengatur sistem pengapian (duration, timing, and frequency of  ignition).

Tujuan pengaplikasian sistem EFI adalah

1. meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar ( fuel efficiency), kinerja mesin lebih maksimal (optimal engine performance),

2. pengendalian/pengoperasian mesin lebih mudah (easy handling ), 3. memperpanjang umur/lifetime dan daya tahan mesin (durability),

Lantas bagaimana prinsip kerja sistem EFI? Jumlah aliran/massa udara yang masuk ke dalam silinder melalui intake manifold diukur oleh sensor aliran udara (air flow sensor), kemudian informasikan ke ECU ( Electronic Control Unit ). Selanjutnya ECU menentukan jumlah bahan bakar yang harus masuk ke dalam silinder mesin. Idealnya untuk setiap 14,7 gram udara masuk diinjeksikan 1 gram bensin dan disesuaikan dengan kondisi panas mesin dan udara sekitar serta  beban kendaraan. Bensin dengan tekanan tertentu (2-4 kali tekanan dalam

sistem karburator) telah dibangun oleh pompa bensin elektrik dalam sistem dan siap diinjeksikan melalui injektor elektronik. ECU akan mengatur lama

 pembukaan injektor, sehingga bensin yang masuk ke dalam pipa saluran masuk  (intake manifold ) melalui injektor telah terukur jumlahnya. Bensin dan udara akan bercampur di dalam intake manifold dan masuk ke dalam silinder pada saat langkah pemasukan. Campuran ideal siap dibakar. Kemudian, mengapa

campuran bensin dan udara harus dikendalikan? Kalau tidak dikendalikan, akan menimbulkan kerugian. Jika perbandingan udara dan bahan bakar tidak ideal (tidak dikendalikan) menjadikan bensin boros pada campuran yang terlalu  banyak bensin. Selain itu, pembakaran tidak sempurna, akibatnya emisi gas  buang berlebihan dan tenaga tidak optimal karena energi kinetis yang dihasilkan  pun tidak maksimal. Kerusakan mesin pada jangka pendek maupun jangka

 panjang lebih cepat terjadi. Kemudian, beban kerja mesin dan kondisi lingkungan (suhu dan tekanan) yang variatif akan memerlukan pengaturan

relatif kompleks. Sistem EFI lebih mampu mengatasi kondisi variatif ini secara optimal dibandingkan sistem karburator.

VARIABLE VALVE TIMING with INTELLIGENCE

VVT-i (Variable Valve Timing with Intelligence) merupakan teknologi mesin ciptaan dari pabrikan toyota sebagai pengembangan dari teknologi

generik VVT(Variable Valve Timing) yang sering digunakan sebagai teknologi standart mesin mobil saat ini. Teknologi serupa juga telah diterapkan pada mesin BMW sejak tahun 1990an dengan nama Vanos Engine.

Cara kerja teknologi ini terdapat pada cylinder head yang memiliki  parameter untuk mengukur besarnya beban mesin dan memberikan pasokan  bahan bakar sesuai dengan beban mesin tersebut. Pada teknologi VVT biasa

 Namun perbedaannya adalah bahwa Toyota telah memodifikasi

teknologi ini menjadi continously dimana perputaran posisi ini lebih rata untuk  di setiap beban yang dihadapi oleh mesin tersebut, sehingga konsumsi bahan  bakar lebih ekonomis.

Teknologi inipun kini dikembangkan lagi menjadi Dual VVT-i yang diterapkan untuk mesin konfigurasi V yang kini sudah diterapkan pada mesin 3.5L V6 Toyota Camry dan Alphard.

The OTTO CYCLE

Assumptions:

•

Cold-air-standard assumption is valid for this analysis. The constant volume specific heat cv= 0.718 kJ/(kg-K), the constant pressure specific heat cP= 1.005

kJ/(kg-K)

•

Model the cycle in the car engine as an ideal Otto cycle and an ideal Diesel cycle, respectively.

P-v and T-s Diagram of the Otto Cycle

Sitem pendinginan 1. Motor Bensin

Pada motor bensin pendinginan menggunakan pendingin air, dimana air   pendingin dialirkan melalui dan menyelubungi dinding silinder, kepala silinder  serta bagian lain yang perlu untuk didinginkan. Air pendingin akan menyerap kalor dari semua bagian tersebut kemudian mengalir meninggalkan blok mesin menuju radiator atau alat pendingin yang menurunkan kembali temperaturnya.

Pada radiator air panas yang keluar dari mesin disalurkan melalui pipa- pipa vertikal di dalam radiator yang dilengkapi dengan sirip pendingin untuk 

memperluas bidang perpindahan kalor. Pendinginan dilakukan oleh kipas yang terdapat di belakang radiator. Udara atmosfer dipaksa melewati sirip radiator  tadi dan menyerap kalor yang dilepaskan oleh air pendingin ke bidang radiator. Jadi air pendingin tidak berhubungan langsung dengan udara atmosfer. Karena itu dinamai sistem pendinginan tertutup. Diagram sirkulasi air pendingin air   pendingin dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar Sistem Pendinginan Air

2. Motor Diesel

Sistem pendingin pada mesin diesel sangat sering kita jumpai, berikut ini cara sirkulasi pendinginan oleh mesin diesel

a. Ketika mesin baru akan dihidupkan (biasanya di pagi hari), suhu air pada radiator berkisar pada suhu ruang yaitu sekitar 23 deg.C. Ketika mesin

dinyalakan, air yang berada di dalam blok mesin bersirkulasi dengan bantuan waterpump melewati selang by-pass tanpa melewati radiator. Mengapa tidak  melewati radiator? Itu dikarenakan lubang air menuju radiator masih ditutup oleh termostat, sementara itu lubang by-pass yang letaknya berseberangan

dengan lubang menuju radiator terbuka memungkinkan waterpump mengalirkan air yang keluar dari blok mesin untuk kembali masuk ke dalam blok mesin

untuk mendinginkan silinder, oil cooler dan cylinder head. Mengapa dibuat demikian? Fase ini disebut sebagai fase pemanasan dimana air yang bersirkulasi di dalam blok mesin sengaja tidak di dinginkan agar suhu kerja mesin, berkisar  di 85-90 deg.C cepat tercapai.

 b. Ketika mesin mencapai suhu kerja, temperatur air pada sistem sirkulasi fase  pendinginan pun naik hingga 85-90 deg.C. Ketika air dengan temperatur 

tersebut sampai ke rumah thermostat, thermostat yang oleh pabrikan di-set untuk membuka pada suhu antara 85-90 deg.C membuka, sehingga

memungkinkan air dari blok mesin masuk ke radiator. Dengan membukanya thermostat, ujung dari thermostat tersebut menutup lubang by-pass yang  berseberangan dengan jalur keluar air. Dengan tertutupnya lubang by-pass

tersebut juga memungkinkan waterpump untuk memompa air dari dalam radiator untuk menjaga temperatur kerja dari mesin tersebut. Air yang keluar  dari blok mesin masuk ke radiator untuk didinginkan dengan bantuan tiupan angin dari fan, baik mekanik maupun elektrik. Fase ini disebut fase

 pendinginan. Disaat mesin berkerja pada putaran rendah, suhu kerja mesin turun dari 85 deg.C, maka otomatis si thermostat kembali menutup untuk menjaga temperatur air tidak berkurang dari suhu kerja mesin, dan akan membuka

kembali ketika suhu tersebut tercapai kembali. Kedua fase ini berpindah secara  bergantian bergantung dari temperatur mesin itu sendiri.Dimana pada saat suhu

85-90 deg.C, Ketika air dengan temperatur tersebut sampai ke rumah

thermostat, sehingga memungkinkan air dari blok mesin masuk ke radiator. Dengan membukanya thermostat, ujung dari thermostat tersebut menutup lubang by-pass System pendingin oleh air tawar 

Akan tetapi pada insatalasi kapal system pendinginya sedikit berbeda dan sering disebut Sistem pendingin tertutup (Indirect cooling system),dimana silinder motor bakar dan komponen lainnya didinginkan dengan air tawar dan kemudian air tawar tersebut didinginkan oleh air laut dan selanjutnya air tawar  tersebut dipakai kembali untuk mendinginkan motor, jadi yang selalu bergantian adalah air laut, sedangkan air tawar selalu beredar tetap, demikian daur ini

 berjalan terus. Pendingin air tawar (Fresh water cooler) yaitu alat pemindah  panas berbentuk bejana yang dipergunakan untuk mendinginkan air tawar   pendingin motor penggerak utama dan motor bantu kapal dengan mengalirkan

air laut kedalam bejana tersebut. Pada motor-motor ukuran besar lebih

cenderung menggunakan sistem pendingin tertutup. Hal ini dengan suatu alasan  bahwa untuk pendinginan dibawah temperatur 60o C bagi motor-motor yang  bertenaga besar lebih sulit. Sedangkan air laut pada temperatur yang tinggi akan

menyebabkan endapan-endapan pada tempat yang didinginkan, yang akibatnya  bisa mengganggu proses pendinginan.

Prinsip Kerja Sistem Pendinginan Diesel Penggerak Generator.

Motor diesel penggerak generator yang banyak dipakai di lapangan, umumnya motor diesel selinder tunggal-horisontal berpendingin air. Sirkulasi air pendingin menggunakan sistem sirkulasi alam atau dengan sirkulasi air pendingin tidak menggunakan pompa sirkulator (water   pump).Sirkulasi jenis ini berlangsung karena adanya perbedaan berat jenis

air pendingin akibat rambatan panas yang diterima dari blok silinder.

Tipe-Tipe Sistem Pendinginan Air Diesel Penggerak Generator.

Secara garis besarnya sistem pendinginan air di atas dapat dibagi dalam 3 tipe / konstruksi, meliputi :

(a). tipe Hopper, (b). tipe Radiator dan (c). tipe Kondensor.

(a). tipe hopper  (b). tipe radiator 

(c). tipe kondensor 

Tipe-tipe sistem pendinginan air motor diesel generator

Karakteristik masing-masing tipe pendinginan pada motor diesel  penggerak generator tersebut antara lain :

a). Tipe hopper 

Efek pendinginannya diperoleh dengan cara menguapkan air pendingin didalam tangki air pendingin. Ciri-ciri fisik tipe ini adalah indicator jumlah air   pendinginnya berupa bola apung. Perlu menambahkan air pendingin kedalam

tangki setiap beroperasi selama 40 menit sampai 1 jam.  b). Tipe radiator 

Efek pendinginannya diperoleh dari aliran udara yang melewati sirip-sirip (fin) radiator. Ciri-ciri fisik tipe ini adalah dilengkapi dengan kipas

 pendingin guna memperlambat terjadinya penguapan. Frekwensi  penambahan air pendingin ke dalam tangki lebih rendah bila

dibandingkan dengan tipe hopper. c). Tipe kondensor 

Efek pendinginannya memanfaatkan prinsip kondensasi (pengembunan) dimana uap air dialirkan dalam pipa-pipa kecil yang dialiri udara pendingin dari kipas, sehingga mengembun menjadi air kembali. Ciri-ciri fisik tipe ini adalah dilengkapi dengan kipas pendingin (cooling fan), tetapi bagian atas tangki air tidak ditutup dan dilengkapi dengan tangki kondensor sebagai tempat penampungan air hasil pengembunan (kondensasi). Frekwensi  penambahan air pendingin ke dalam tangki lebih rendah bila dibandingkan

dengan tipe hopper.

Sistem karburasi (pengabutan) sederhana

Karburator berfungsi untuk mencampur bahan bakar dan udara sesuai dengan kondisi kerja mesin.

 Supercharger 

Supercharger adalah sebuah kompresor  yang digunakan dalam mesin  pembakaran dalam untuk meningkatkan keluaran tenaga mesin dengan meningkatkan massa oksigen yang memasuki mesin. Energi untuk memutar sudu kompresor berasal dari putaran mesin. Adapun tipe-tipe dari supercharger ini adalah sebagai berikut:

Supercharging jenis ini mengkompres udara secara sedikit demi sedikit secara terus menerus melalui screw, yang kemudian dialirkan ke ruang bakar, arah masuk dan keluarnya udara adalah searah.

Gambar 11 Positive Displacement Compressor 

• Dynamic Compressor 

Supercharger jenis ini mengkompresi udara dengan menggunakan impeller, arah masuk dan keluar udara tegak lurus.

Gambar 12 Dynamic Compressor 

Fungsi dari turbosupercharger adalah sama dengan supercharger hanya saja energi yang digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin menggunakan energi dari aliran gas  buang.

Gambar Skema Instalasi Motor Torak Dengan Turbosupercharger 

Keuntungan Supercharger & Turbocharger 

•

Meningkatkan tenaga mesin

•

Mengurangi biaya bahan bakar karena:

1. Tekanan udara yang masuk silinder sudah tinggi melebihi tekanan atmosfer sehingga proses pencampuran bahan bakar dan udara lebih mudah. Mengurangi berat pada suatu daya tertentu.

2. Kecepatan udara masuk ruang bakar begitu tinggi sehingga terjadi aliran turbulen dalam ruang bakar yang memudahkan pencampuran bahan bakar dan udara.

•

Sangat bermanfaat pada mesin diesel karena tekanan dalam silinder akan tetap tinggi.

Menghemat energi karena energi yang terkandung dalam gas buang masih dapat dimanfaatkan melalui turbocharger.

Berdasarkan prinsip kerja, motor bensin dibedakan atas: 1 • Motor bakar bensin dua langkah (2-tak)

2 • Motor bakar bensin empat langkah (4-tak)

A. Motor Bensin Dua Langkah

Motor bensin dua langkah pertama kali dirancang oleh Duglad Clerk  pada tahun 1880. pada motor bensin dua langkah yang sederhana umumnya untuk mengatur   jalannya proses tidak menggunakan katup-katup. Proses pemasukan bahan bakar dan  pembuangan gas bekas diatur oleh posisi gerakan torak. Proses pemasukan gas baru (campuran bahan bakar dan udara) dalam silinder hanya berlangsung sebagian dari

langkah torak saja, yaitu selama lubang isap terbuka oleh torak. Sedangkan proses  pembuangan gas bekas berlangsung selama lubang pembuangan terbuka oleh langkah

torak.

Motor dua langkah mengkombinasikan empat langkah proses yang dibutuhkan  pada motor empat langkah hanya dalam dua langkah saja. Langkah isap, kompresi,

kerja, dan langkah buang terjadi dalam dua langkah torak berturut-turut atau dalam satu kali putaran poros engkol.

Prinsip Kerja Motor Bensin Dua Langkah

Motor bensin dua langkah (2-tak) merupakan motor bakar yang mengalami dua proses dalam setiap langkahnya.

Langkah pertama, terjadi proses isap dan kompresi, dimana pada langkah ini torak bergerak dari TMB (titik mati bawah) ke TMA (titik mati atas). Pada keadaan ini lubang pemasukan dan pembuangan terbuka, gas baru masuk ke dalam silinder dan mendorong sisa-sisa pembakaran keluar. Kemudian torak bergerak dan menutup lubang  pemasukan dan pembuangan sehingga gas baru dipadatkan (kompresi).

Langkah kedua, terjadi proses kerja dan buang, dimana pada saat ini torak   bergerak dari TMA menuju TMB. Pada saat torak berada pada TMA terjadi  pembakaran sehingga tekanan gas naik dan mendorong torak menuju TMB,

menghasilkan kerja (ekspansi). Kemudian lubang pembuangan terbuka, maka gas bekas keluar. Setelah itu lubang pemasukan terbuka dan gas baru yang bertekanan lebih besar  masuk, demikian proses ini berulang secara terus-menerus.

Motor dua langkah bekerja dengan siklus dua kali jumlah siklus motor empat langkah, sehingga dapat menghasilkan daya dua kali daya empat langkah dengan tekanan efektif rata-rata yang sama pada putaran poros dan ukuran serta jumlah silinder  yang sama.

B. Motor Bensin Empat Langkah

Pada tahun 1867 Nicolaus A Otto dan Eugen Langen untuk pertama kalinya memperkenalkan sebuah tipe mesin yang mempunyai efisiensi mekanik sampai 11%. Mesin ini memanfaatkan daya dari tekanan atmosfer yang bekerja terhadap udara vakum. Inilah mesin empat langkah pertama diciptakan oleh manusia. Pada waktu itu motor bakar torak yang bekerja dengan siklus empat langkah dinamai  Motor Otto.

Seperti yang telaha dijelaskan sebelumnya, bahwa motor empat langkah adalah motor yang dapat menyelesaikan siklusnya dalam empat kali langkah torak atau dua kali putaran poros engkol. Untuk dapat berlangsungnya proses di atas diperlukan komponen utama motor bakar bensin yang meliputi torak, silinder, poros engkol, batang  penggerak, katup-katup, karburator, busi dan komponen-komponen lainnya. Pada

Gambar 2.2 dapat dilihat penampang melintang sebuah mesin bensin.

1 tempat minyak pelumas; 2 poros engkol; 3 poros kam; 4 kipas air pendingin; 5 termostat; 6 pompa air pendingin; 7 Busi; 8

Katup; 9 Pegas katup; 10 Torak; 11 Pena torak; 12 Batang Penghubung; 13 Roda gaya

Gambar 2.2 Penampang melintang sebuah motor bensin dengan pendinginan air

Lintasan torak dari bagian atas ke bagian paling bawah disebut dengan langkah torak. Batas pada bagian atas disebut titik mati atas (TMA) dan batas pada bagian  bawah disebut titik mati bawah (TMB). Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah dan volume ruang antara TMA dan kepala silinder disebut volume sisa. Perbandingan antara volume ruang antara TMB dan kepala silinder dengan volume sisa disebut perbandingan kompresi.

Motor empat langkah memiliki dua macam katup, yaitu katup isap dan katup  buang. Jika katup isap terbuka (katup buang tertutup), sedangkan torak bergerak dari TMA ke TMB, maka muatan segar berupa campuran bensin dan udara yang telah dikarburasikan pada karburator yang berada pada saluran masuk (intake manifold) akan terisap ke dalam silinder. Hal ini terjadi karena tekanan di dalam silinder lebih rendah dibandingkan dengan tekanan pada saluran masuk. Sebaliknya jika katup buang terbuka, sesudah proses kerja, maka gas sisa pembakaran yang ada di dalam silinder  yang mempunyai tekanan lebih tinggi dari tekanan atmosfer, didesak oleh torak yang  bergerak dari TMB menuju TMA dan segera keluar melalui saluran buang.

Untuk membuka katup-katup ini digunakan bubungan dengan porosnya serta roda-roda gigi dan pegas. Selama empat langkah atau dua putaran katup hisap dan katub  buang masing-masing terbuka sekali (satu proses). Katup ini digerakkan oleh bubungan

(cam) yang dipasang pada poros bubungan (camshaft). Poros bubungan digerakkan oleh  poros engkol dengan perantaraan roda gigi. Jadi dua putaran poros engkol sama dengan

satu kali putaran poros bubungan karena roda gigi poros bubungan dua kali roda gigi  poros engkol. Pada Gambar 2.3 dapat dilihat prinsip pembukaan katup.

Pembukaan katup dapat dibagi atas dua macam, yaitu pembukaan secara langsung dan pembukaan tak langsung. Pembukaan langsung banyak digunakan pada mesin-mesin kecil, di sini batang katup langsung ditekan oleh bubungan dan menutupnya kembali oleh gaya pegas. Pada pembukaan tak langsung, bubungan mengangkat batang pengangkat (pushrol) maka batanh tersebut mengangkat tuas (valve lever) dan tuas menekan batang katup sehingga katup terbuka. Menutupnya kembali oleh gaya pegas.

Busi berfungsi untuk membakar campuran udara-bensin yang telah dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. Sedangkan karburator adalah semacam venturi yang mengatur jumlah bahan bakar yang masuk dan dicampurkan dengan udara sekaligus mengabutkan campuran tersebut sebelum dimasukkan ke dalam ruang bakar.

Prinsip Kerja Motor Bensin Empat Langkah

Gambar 2.4 Prinsip kerja motor bensin 4-langkah

1. Langkah isap

Langkah ini diawali dengan pergerakan piston dari titik mati atas (TMA) menuju titik  mati bawah (TMB), katup isap terbuka dan katup buang tertutup.Melalui katup isap, campuran bahan bakar bensin-udara masuk ke dalam ruang bakar.

2. Langkah kompresi

Poros engkol berputar menggerakan torak ke TMA setelah mencapai TMB. Katup masuk dan katup buang tertutup. Campuran udara bahan-bakar dikompresikan, tekanan dan temperatur di dalam silinder meningkat, sehingga campuran ini mudah terbakar. Proses pemampatan ini di sebut juga langkah tekan, yaitu ketika torak bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup.

3. Langkah kerja

Dikala berlangsungnya langkah kerja ini, kedua katup tertutup. Pada waktu torak  mencapai TMA, timbullah loncatan bunga api listrik dari busi dan membakar campuran udara-bahan bakar yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga timbul ledakan,

akibatnya torak terdorong menuju TMB sekaligus menggerakkan poros engkol sehingga diperoleh kerja mekanik.

4. Langkah buang

Setelah menacapai TMB poros engkol menggerakkan torak ke TMA, volume silinder  mengecil. Pada saat langkah buang katub masuk tertutup dan katu buang terbuka. Torak  menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA, katup isap mulai terbuka dan beberapa saat setelah bergerak ke bawah, katup  buang sudah menutup.Gerakan ke bawah ini menyebabkan campuran udara-bahan  bakar masuk ke dalam silinder, sehingga siklus tersebut terjadi secara berulang.

Tabel 2.1 Perbedaan Motor Bensin Empat Langkah dengan Dua Langkah  No. Perbedaan 4 Langkah 2 Langkah

1 Proses Memerlukan 4 langkah dalam 1 proses Memerlukan 2 langkah dalam 1 proses 2. Efisiensi Bahan Bakar  Besar Rendah

3. Konstruksi Rumit Sederhana

PROSES “KNOCKING”

 Knocking  adalah sebuah proses terbakarnya bahan bakar sebelum torak  mencapai titik mati atas (TMA). Hal ini diakibatkan oleh temperatur yang terlalu tinggi  pada ruang silinder sehingga bahan bakar terbakar sebelum waktunya. Temperatur 

tersebut naik dikarenakan adanya tekanan yang tinggi akibat dari rasio volumetrik yang tinggi pula. Atau proses knocking ini juga bisa disebabkan oleh proses pengapian yang sengaja di-set terlalu maju atau advance mode.

2.1.2 Daya Poros

Daya poros didefinisikan sebagai momen putar dikalikan dengan kecepatan  putar poros engkol. Besarnya daya poros adalah :

Daya poros diketahui dari pengukuran, dinamometer-brake digunakan untuk mengukur  momen putar dan tachometer untuk mengukur putaran poros engkol. Daya poros dihitung dengan persamaan :

 Na = T

 

 

 



 

  π

60 2 n J/s

2.1.3 Tekanan Efektif Rata – Rata

Tekanan efektif rata – rata didefinisikan sebagai tekanan efektif dari fluida kerja terhadap torak sepanjang langkahnya untuk menghasilkan kerja persiklus.

Pe=

ker ja persiklus

volume langkah torak 

Pa=

n

.

z

.

a

.

V

 N

L e kPa 2.1.4 Efisiensi Termal

Efisiensi termal menyatakan perbandingan antara daya yang dihasilkan terhadap  jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk jangka waktu tertentu. Efisiensi termal

dihitung dengan menggunakan persamaan :

t η = LHV . m  N f  e 2.1.5 Efisiensi volumetrik 

Efisiensi volumetrik didefinisikan sebagai perbandingan antara laju aliran udara sebenarnya terhadap laju aliran ideal.

v

η

= ideal udara aliran laju sebenarnya udara aliran laju v

η

= x100 m m ln a

%

Pemakaian bahan bakar dinyatakan dalam kg/jam, misalkan pemakaian 50cc bahan  bakar setiap detik maka jumlah bahan bakar yang dipakai dalam kg/jam adalah :

mf  = t 50 . Spgr bahan bakar . 1000 3600 kg/jam

2.1.6 Pemakaian bahan bakar spesifik 

Pemakaian bahan bakar spesifik didefinisikan sebagai banyaknya bahan bakar  yang terpakai perjam untuk menghasilkan setiap kW daya motor.

Be= e f 

 N

m

kg/kWh

2.1.7 Perbandingan Bahan Bakar-Udara

Untuk menentukan perbandingan – perbandingan bahan bakar-udara digunakan  persamaan : a f  m m A F =

2.1.8 Laju Air Pendingin

Alat ukur ini digunakan untuk mengukur volume aliran air yang masuk radiator, maka debit aliran air dapat ditentukan :

Qa= t V_a

Maka laju massa aliran air :

ma = ρ_a

.

Q

_a

(

kg/s

)

dimana :

ma= laju massa air pendingin

a

ρ

= massa jenis air, kg/m3

Prinsip keseimbangan energi digunakan untuk mengetahui energi dalam bentuk panas yang digunakan secara efektif pada suatu sistem. Skema keseimbangan energi seperti gambar dibawah ini :

Gambar 1. Skema keseimbangan energi a). Energi Masuk 

♠

Energi bahan bakar masuk ( Hf )

Hf  = mf . LHV ( kW )

♠

Energi udara masuk (Hu)

Hu= mu. c pu. T1 (kW)

b). Energi Keluar

♠

Energi gas buang (Hgb)

♠

Hgb = (mu+ mf ) . c pgb. Tgb (kW)

♠

Asumsi : c pgb= 950 + (0,25 . Tgb) (J/kgoK)

♠

Energi poros efektif dalam bentuk panas

♠

H Ne= Ne (kW)

♠

Energi keluar air pendingin (Hap)

♠

Hap= map. c pap. (Tk - Tm) (kW)

c). Energi Yang Hilang (Qloss)

Qloss = (Hu + Hf ) – (H Ne+ Hap+ Hgb) (kW)

Persentase keseimbangan energi menjadi :

1 = f  u loss f  u gb f  u ap f  u  Ne H H H H H H H H H H H H + + + + + + + Q loss Hf  Hu H Ne Hsp Hgb

atau BH Ne=

H

H

H

f  u  Ne

+

x 100% BHap= f  u ap

H

H

H

+ x 100% BHgb = f  u gb H H H + x 100% BHloss = f  u loss H H H + x 100%

2.2. Motor Bakar 4 Langkah

Motor 4 langkah merupakan suatu mesin yang dalam satu siklus kerjanya terdiri dari langkah hisap,langkah kompresi, langkah kerja, langkah buang. Dimana saat pada langkah hisap katup hisap terbuka,sehingga udara dan bahan bakar masuk ke ruang  bakar. Serta selanjutnya di lakukan langkah kompresi oleh poros, dan saat tekanan ruang bakar menjadi sangat tinggi di beri loncatan bunga api yang menyebabkan terjadinya ledakan bahan bakar sehingga terjadi langkah kerja. Saat piston mencapai titik mati bawah setelah melakukan langkah kerja,maka katup buang terbuka dan terjadi langkah buang, di mana gas buang di keluarkan dari ruang bakar. Secara lebih jelasnya dapt diamati dari gambar di bawah ini.

Gambar 2 . Prinsip kerja motor 4 tak 

2.3 Motor Bakar 2 Tak  

Pada siklus dua tak, untuk menghasilkan satu kali pembakaran hanya membutuhkan dua kali langkah proses, yaitu : langkah kompresi dan langkah usaha.

2.2 Teori dasar alat ukur

a. Tachometer

Gambar 3.1 Tachometer 

Tachometer merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kecepatan  putarandengan menggunakan sensor mekanik ataupun infra merah. Apabila menggunakan sensor infra merah, sinar dari infra merah tadi diarahkan ke poros yang berputar dan diperoleh pembacaan berupa angka pada layar tachometer. Jika menggunakan sensor mekanik,sensor ditempelkan pada poros yang berputar dan diperoleh pembacaan pada skala yang ditunjukan oleh jarum.

b. Stop Watch

Gambar 3.4 Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan pada setiap cc  pemakaian bahan bakar dalam detik.

c. Termometer digital

Termometer digunakan untuk mengetahui temperatur udara masuk  karburator, temperatur gas buang, temperatur air masuk radiator dan temperatur  air keluar radiator.

d. Dinamometer Brake

Dinamometer brake (rem gesek tromol) yang dipakai pada alatini berguna untuk mengukur torsi yang ditimbulkan oleh putaran motor.

BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan 3.2 Alat Ukur 1. Dinamometer brake 2. Tachometer. 3. Manometer. 4. Termometer. 3.3 Asumsi-asumsi. 1. Siklus otto ideal.

2. Tekanan pada silinder diatas tekanan atmosfer.

Sebelum melakukan pengujian, perlu dilakukan beberapa tahap pengerjaan sebagai berikut :

1. Periksa tangki bahan bakar, apakah telah diisi. Dan periksa air pendingin  pada radiator serta minyak pelumas motor.

2. Hidupkan blower pendingin rem.

3. Buka katup bahan bakar dan katup bahan bakar ke karburator.

4. Sebelum mesin dijalankan periksa sekali lagi kondisi motor dan komponen lainnya agar pengujian dapat dilakukan dengan lancar.

Pengujian Motor Bensin

1. Hidupkan motor dengan menekan tombol ON pada panel instrumen.

2. Buka katup gas secukupnya. (Prosedur menghidupkan dan mematikan motor  harus dilakukan dengan baik agar tidak terjadi kerusakan dan kesalahan pada komponen alat uji)

3. Selanjutnya pengujian dapat dilakukan pada berbagai kondisi seperti berikut : a. Katup gas berubah, beban konstan.

 b. Beban berubah, katup gas konstan.

c. Beban dan katup gas berubah, putaran konstan. 4. Pada setiap operasi, dilakukan pengamatan terhadap :

a. Momen puntir   b. Putaran poros

c. Pemakaian bahan bakar 

d. Perbedaan tekanan pada manometer  e. Temperatur gas buang

f. Temperatur kamar (konstan) g. Temperatur air masuk radiator  h. Temperatur air keluar radiator  i. Debit aliran air masuk radiator  Teknik pengujian dan pengukuran

Setelah motor dijalankan, pengujian dapat dilakukan dengan membuka katup gas pada posisi yang diingini. Pada bukaan katup gas konstan prosedur pengukuran  prestasi mesin adalah :

2. Motor mulai dibebani dengan mengatur beban pada dinamometer-brake sampai  pada putaran tertentu

3. Setelah keadaan alat uji dalam keadaan stabil, dilakukan pengamatan terhadap  parameter – parameter sebagai berikut :

a. Putaran poros, n (rpm)

 b. Pembebanan pada rem, F (kgf) c.

∆

h manometer tabung-U (mm)

d. Waktu pemakaian bahan bakar (second) e. Temperatur gas buang (

°

C)

f. Temperatur air masuk radiator (

°

C) g. Temperatur air keluar radiator (

°

C)

h. Volume aliran air masuk radiator setiap waktu 10 detik (liter)

4. Selanjutnya putaran motore dapat dinaikkan dengan mengurangi beban pada Dinamometer-brake.

5. Data dapat diambil pada putaran motor yang berbeda-beda. Posisi katup konstan.

6. Untuk posisi katup gas berubah, cara pengujian dan pengukuran sama dengan diatas.

7. Setelah pengujian selesai. Catat tekanan dan temperatur udara sekeliling. 8. Matikan motor dengan menekan tombol OFF pada panel instrumen.

BAB IV DATA

4.1 Data Percobaan

Tabel Data Motor Bakar Bensin

Kelompok : XI No. Putaran Beban Bahan Bakar ΔH

udara Air Pendingin T gb

(rpm) (kg) Vol (ml) t (s) (mm) T in (ºC) T out (ºC) t (s) Vol (m3) (ºC) 1 1000 1 50 79,2 1 51 48 79,2 9,00E-03 139 2 1000 1,5 50 88,8 1 58 52 88,8 2,00E-02 165 3 1000 2 50 64,2 1 62 57 64,2 3,50E-02 180 4 1000 2,5 50 77,4 1 64 59 77,4 4,70E-02 205 5 1000 3 50 82,2 1 67 61 82,2 6,30E-02 214 6 700 2 50 88,8 1 69 60 88,8 7,90E-02 184 7 900 2 50 93,6 1 70 64 93,6 1,00E-01 202 8 1100 2 50 83,4 1 70 65 83,4 1,19E-01 229 9 1300 2 50 73,8 1 71 67 73,8 1,41E-01 253 10 1500 2 50 70,8 1 73 68 70,8 1,60E-01 275 Padang, 12 Juni 2009 Asisten Motor Bakar 

4.2 Contoh Perhitungan. Untuk beban 1 Kg

Data perhitungan :

n = 1000 rpm

m = 1 kg

Volume bahan bakar = 50ml ∆t bahan bakar = 92 dt Tin air  = 51 °C Tout air  = 48 °C t gas buang = 116°C F = m.g = 1kg . 9,81 m/s2 = A. Torsi Mesin ( T ) T F L m g l T 4 9.8 0.785 30.8034 Nm

= ⋅ = ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅

=

B. Daya poros efektif (Ne)

3 3 2 nT  Ne 10 60 2 3.14 13000 30.8034 10  Ne 41.951 kW 60 − −

π

=

⋅

⋅ ⋅ ⋅

⋅

=

=

C. Tekanan efektif rata-rata.

6 6  Ne Pe 60 10 Vl z n a 41.051 Pe 60 10 260.69879 kPa 371.35 4 13000 0.5

=

⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅

=

⋅

⋅

=

⋅ ⋅

⋅

D. Pemakaian bahan bakar. f bb v m 0.0036 kg / jam t 50 732.9 0.0036 66 1.999 kg / jam

= ⋅ρ ⋅

∆

= ⋅

⋅

=

E. Pemakaian bahan bakar spesifik.

f 

m 1.999

Sfc 0.036 kg / kW jam  Ne 41.951

=

=

=

F. Laju aliran masa udara (mu)

3 3 6 u mt 1.178 h 10 10 1.496 10 m 787 − − −

ρ

∆ = ⋅ =

⋅ =

⋅

ρ

m v 6 Vu 2 g h 1 3600 787 2 9.8 1.496 10 1 3600 1.187 503.665 m / jam −



ρ

 

= ⋅ ⋅∆ ⋅

_

− ⋅

_ 

ρ



 



 

= ⋅ ⋅

⋅ ⋅

_

− ⋅

_ 



 

=

(

)

2 2 3 2 3 3 u u u u u 3.14 0.05 d A 1.9625 10 m 4 4 Q A V 1.9625 10 503.665 0.989 m / jam m Q 1.178 0.989 1.165 kg / jam − −

⋅

π

=

=

=

⋅

= ⋅ =

⋅ ⋅

=

=

ρ ⋅ =

⋅

=

G. Perbandingan bahan bakar udara

f  u m F 1.999 1.715 A

=

m

=

1.165

=

H. Efesiensi volumetrik (ηv)

6 ui ui 6 u v ui v m Vl z n a 60 10 371.35 4 13000 0, 5 1, 2 60 10 695.169 m 100% m 1.715 100% 0.168 % 695.169

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ρ ⋅ ⋅

=

⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

=

η =

⋅

η

=

⋅

=

I. Efesiensi termal. th f   Ne 100% m LHV 3600 41.951 100% 1.999 42697 3600 176.961 %

η =

⋅



_ ⋅



 



 

=

⋅



_ ⋅



 



 

=

J. Energi bahan bakar.

f  f  m LHV H 3600 1.999 42679 85343.540 kW 3600

⋅

=

⋅

=

=

K. Energi Gas Buang

(

)

(

)

gb u f pgb gb H (m m ) C T 1.165 1.999 1.005 114 273 1244.163 kW

= + ⋅ ⋅

=

+

⋅ ⋅ +

=

L. Energi Poros Efektif 

 Ne

H Ne

41.951 kW

=

=

M. Energi Air pendingin.

ap ap ap 0.024 M Q 982 0.506 kg / s 66



 

=

ρ ⋅ = ⋅

_

_ 

=



 

ap ap pa H m C T 0.506 4.186 (273 4) 586.578 kW

= ⋅ ⋅ ∆

=

⋅ ⋅ +

=

(

)

(

)

(

)

(

)

Loss u f Ne ap gp H H H H H H 390.034 85343.54 41.951 586.578 1244.163 83860.882 kW

= + − + +

=

+

−

+

+

=

Persentase keseimbangan energi menjadi:

(

)

(

)

(

)

 NE  NE U F ap ap u f  gb gb U f  loss loss U f  H 41.951 BH 100 % 100 % 0.049 % H H 390.034 85343.540 H _586.578 BH 100 % 100 % 0.684 % H H 390.034 85343.540 H _1244.163 BH 100% 100 % 1.451 % H H 390.034 85343.540 H 830360.453 BH 100% H H 39

=

⋅

=

⋅

=

+

+

=

⋅

=

⋅

=

+

+

=

⋅

=

⋅

=

+

+

=

⋅

=

+

(

0.034 85343.540

+

)

⋅

100 %

=

97.816 %

4.5 Analisa dan Pembahasan

Pada praktikum motor bakar bensin, hal penting yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui karakteristik serta parameter-parameter prestasi yang ada pada motor bakar bensin.

Volume bahan bakar yang dipakai pada tiap satu kali percobaan adalah 50 ml. Setelah dilakukan 10 kali percobaan. 5 kali percobaan pertama dilkukan  pada putaran konstan dan kemudian 5 kali percobaan berikutnya untuk beban

yang konstan.

Pada percobaan dengan putaran konstan, waktu yang didapatkan setelah  bahan bakar dipakai kurang tepat. Karena waktu untuk percobaan pertama dan

kedua cukup tinggi, padahal beban yang terpasang rendah. Hal ini tentunya tidak sesuai dengan teori yang ada, karena seharusnya waktu yang tertinggi adalah pada percobaan pertama tersebut dan kemudian nilai waktu yang didapatkan akan terus menurun karena kenaikan beban yang terjadi pada  percobaan selanjutnya.

Jika dilihat dari temperatur air pendingin, pada temperatur masuk  cenderung mengalami kenaikan untuk tiap-tiap percobaan. Begitu juga dengan temperatur keluarnya. Hal ini sudah sesuai dengan yang seharusnya karena temperatur mesin akan terus naik jika waktunya juga bertambah. Kemudian  pada temperatur gas buang, kecendrungan yang sama juga ditemukan yaitu

temperatur gas buang akan terus naik jika waktunya juga bertambah.

Pada percobaan dengan beban konstan, waktu pemakaian bahan bakar  cenderung menurun seiring dengan kenaikan putaran mesin. Hal ini sudah sesuai dengan hal teoritisnya, karena pada putaran tinggi pemakaian bahan  bakar juga semakin besar.

Untuk temperatur air pendingin dan temperatur gas buang

kecendrungannya sama dengan pada puataran konstan yaitu temperatur akan terus naik jika waktunya juga bertambah.

Jika ditinjau dari grafik yang kemudian didapatkan, pada grafik 

ηth

Vs

 Ne

untuk percobaan beban konstan terdapat kecenderungan kenaikan nilai efisiensi terhadap nilai daya poros. Hal ini sudah sesuai dengan literatur yang ada, karena menurut teori yang ada efisiensi termal akan naik dengan kenaikan

nilai dari daya poros. Untuk putaran konstan terdapat penurunan nilai efisiensi  pada data ke tiga. Hal ini mungkin terjadi karena kesalahan dalm pencatatan

waktu pemakaian bahan bakar.

Pada grafik 

mbb

Vs

 Ne

untuk percobaan beban konstan terdapat

kecenderungan bahwa daya poros yang dihasilkan akan terus naik apabila harga

mbb

 juga naik. Hal ini sudah sesuai dengan literatur, karena menurut teori yang ada bahwa daya yang besar dapat dihasilkan jika suplai dari bahan bakar 

memiliki nilai yang besar pula. Sedangkan pada percobaan dengan putaran konstan terdapat kecenderungan yang berbeda, karena terdapat fluktuasi nilai yang didapatkan. Hal ini mungkin diakibatkan oleh kekurangtelitian dalam  proses pengukuran waktu serta kekurangtepatannya beban pada waktu  pengaturannya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan dan perhitungan yang dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Semakin besar harga Ne maka energi yang hilang semakin kecil. 2. Semakin besar Ne maka semakin kecil Sfc

3. Harga Ne berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan. 4. Motor bensin disebut juga dengan spark ignition engine. 5. Motor bensin dilengkapi dengan busi dan karburator.

6. Pada langkah hisap udara dan bahan bakar dihisap pada saluran hisap.

7. Proses pembakaran terjadi pada saat kompresi dimana setelah udara dan bahan  bakar didalam karburator dimampatkan maka diberi loncatan bunga api listrik   pada busi.

8. Parameter yang paling berpengaruh dalam penentuan prestasi motor bensin adalah daya poros efekif dan laju pemakaian bahan bakar.

5.2 Saran

1. Amati hasil yang ditinjukkan oleh alat ukur dengan teliti sehingga hasil yang diperoleh akurat.

2. Untuk praktikum selanjutnya disarankan agar lebihberhati-hati dalam  penghitungan waktu serta parameter-parameter yang lain.