Konversi dan Konservasi Energi Praktik

(1)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas karuniaNya saya dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Prestasi Mesin dengan percobaan Mesin Diesel Di dalam laporan ini yang saya bahas antara lain adalah tujuan dari praktikum ini, pengolahan data, pembuatan grafik, analisis hasil serta kesimpulan. Tentunya saya ingin berterimakasih pada pihak-pihak yang telah membantu saya dalam menyelesaikan laporan ini:

 Bapak Ir. Imansyah Ibnu Hakim M.Eng dan Bapak Prof. Ir Yulianto S Nugroho

M.Sc., Ph.D selaku dosen mata kuliah Konversi dan Konservasi Energi  Dani Ariyantoa sebagai asisten praktikum Mesin Diesel,

 Teman-teman kelompok praktikum,

 Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.

Saya selaku penulis laporan sadar betul bahwqa laporan ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu saya sangat mengharapkan adanya masukan berupa kritik dan saran membangun untuk lapran ini. Semoga laporan ini dapat menjadi manfaat bagi kita semua dan mahasiswa Teknik mesin pada umumnya.

Depok, 11 Mei 2013

(2)

DAFTAR ISI

KATA PENGATAR...(1)

DAFTAR ISI...(2)

BAB I...(3)

BAB II...(4)

BAB III...(18)

BAB IV...(21)

BAB V...(28)

REFERENSI...(34)

LAMPIRAN...(34)

(3)

BAB I

TUJUAN PENGUJIAN

Tujuan pengujian Motor Diesel adalah untuk mengetahui karakteristik dari motor diesel yang diuji, kemudian hasilnya digambarkan dalam bentuk grafik karakteristik. Beberapa grafik karakteristik yang dapat dipergunakan untuk menilai performance atau kemampuan suatu motor diesel antara lain:

 Karakteristik motor diesel pada berbagai kecepatan putaran (n)

(4)

BAB II

TEORI

II. 1 Teori Dasar

Satuan yang digunakan adalah Internasional System Units. i. Dynamometer Reading

DESKRIPSI SIMBOL SATUAN

Torque T Nm

Balance reading F N

Torque arm length L mm

Time t s

Revolutions n rpm

Power output BHP kW

Dynamometer constant K1

ii. Fuel Consumption

Fuel gauge calibrated volume Vg L

Fuel consumption BFC L/h

Specific fuel consumption BSFC L/Kw-h

Density of fuel Xf Kg/L

Lower Calorifie Value Hf J/Kg

iii. Engine Dimensions

Cylinder diameter d mm

Piston stroke s mm

Number of cylinders N

Constant 2 – stroke K2 1

4 – stroke K2 2

Swept volume Vs l

Clearance volume Vc

(5)

iv. Engine Performance

Indikated power I Kw

Mechanical Losses M Kw

Brake mean effective pressure p KN/m2

Friction mean effective pressure m KN/m2

Mechanical efficiency ηmech

Air standard efficiency ηa

Thermal efficiency ηth

v. Air Consumption

Diameter of measuring orifice D mm Volume of air box VB M3

Orifice coefficient K3

Temperature of air Ta K

Barometric pressure Pa KN/m2

Density of air ρa Kg/m3

Velocity across orifice U m/s

Gas constant ho CmH2O

Engine volumetric efficiency R J/kgo_K

vi. Energy Balance

Heat of combustion of fuel H1 J/s Enthalpy of exhaust gas H2 J/s

Enthalpy of inlet air H3 J/s

Heat to cooling water Q1 J/s

Other heat losses Q2 J/s

Exhaust temperature Te oC

Engine cooling water flow qw L/s Cooling water inlet temperature T1 o_C

(6)

II.2 Fisilitas Pengujian dan Analisa

Fasilitas pengujian merupakan factor utama yang mempengaruhi relevannya data-data hasil pengujian dan analisa-analisa terhadap karakteristik pengujian yang didapat. Fasilitas-fasilitas pengujian yang terpenting dalam pengujian motor bakar adalah sebagai berikut :

1. Measurement of output torque and power 2. Measurement of speed

3. Measurement of fuel consumption

4. Measurement of air mechanical losses in engine 5. Measurement of air consumption

6. Measurement of heat losses 7. Exhaust gas analisys

i. Measurement of Output torque and power

Untuk mengukur besarnya output-torque dari suatu motor dapat digunakan alat-alat ukur seabagai berikut :

a) Electrical Dynamometer

Torque : T₁₀₀₀F , L (Nm)

diamana :

F = Balance reading atau Balance reading added weight (N) L = Torque arm length

Dari kedua persamaan diatas didapat :

BHPF .n_Kl (Kw)

K1=6.10

7

(7)

b) Hydraulic Dynamometers

Khusus untuk Hydrolic dynamometer ini, balance reading dan added weight dinyatakan langsung dalam satuan torque ( Nm )

Maka : BHP=T . n_K

1 (Kw)

Dari rumus diatas dapat dianalisa karakteristik motor pada berbagai kecepatan putaran.

Grafiknya : BHP, Brake Torque Vs Kecepatan Putaran

ii. Pengukuran Kecapatan Putaran

Untuk menggambarkan karakteristik Torque-speed, diperlukan tachometer. Dalam pengukuran karakteristik-karakteristik laiinya seperti power output dan fuel consumption dipergunakan stopwatch. Pada Electrical Dynamometer biasanya dilengkapi dengan counter yang dapat dipasang dan dilepaskan secara manual.

Cara mengukur speed dengan memasang counter untuk periode waktu tertentu guna mencatat putaran dan waktu. Sedangkan pada hydraulic dynamometer biasanya sudah dilengkapi dengan counter yang bekerja secara terus-menerus. Dalam hal ini harus dipergunakan stopwatch untuk mencatat waktu antara saat mulai pengukuran dan akhir pengukuran.

iii. Measurement of fuel Consumption

Pengukuran atas kebutuhkan bahan bakar yang dipergunakan dapat dilaksanakan dengan Plint Fuel Gauge. Pada prinsipnya alat tersebut terdiri dari tabung yang didalamnya dibatasi dengan sekat (spacer) dan antara setiap spacer yang berurutan mempunyai volume : 50 – 100 – 200 cc. dengan stop-watch dapat diketahui waktu yang diperlukan untuk pemakaian sejumlah bahan bakar tertentu.

Rumus :

(8)

Dimana : Vg = Calibrated volume of fuel gauge (L) t = time to consumen calibrated volume (sec)

B. Specific Fuel consumption and power

Untuk mengetahui thermal efficiency perlu diketahui besarnya specific fuel consumption.

Kecepatan putaran moor dapat juga dihitung dengan mempergunakan “counter dan stop watch” sebagai berikut :

n60._tN (rpm)

Dimana : N = Jumlah putaran dalam waktu t

Performance suatu motor disebut sebagai brake mean effective atau bmep. Ini menyatakan tekanan rata-rata yang diperlukan untuk menggerakkan piston selama langkah kerja guna menghasilkan power output, bilamana tidak ada mechanical losses. Power output dari motor dalam hubungannya dengan bmep :

BHP p . n .Vs

6.104. K2

(Kw)

Dimana : p = bmep (kN/m2₎

Vs = swept volume of engine (L) K2 = 1 for a 2-stoke engine

2 for a 4-sroke engine

(9)

Dimana : d = diameter cylinder (mm) s = piston stroke (mm) N = jumlah silinder

Maka :

Electrical Dynamometers :

´ P6.10

4

. K2. F

K₁. V_s (kN/m2)

Hydraulic dynamometer :

´ P6.10

4

. K2. T

K₁.V_s (kN/m2)

Brake thermal efficiency :

Dimana : Hl = Lower calorific value ( J/Kg ) ρf = Density of fuel at 200_{C ( Kg / l )}

Dari rumus-rumus diatas dapat dianalisa karakteristik motor pada putaran konstan dengan berbagai pembebanan.

(10)

iv. Measurement of mechanical losses in engine Penyebab kerugian mekanis dalam motor bakar :

 Gesekan antara piston dengan dinding silinder, bantalan – bantalan dan bagian yang

bergesekan lainnya seperti : roda gigi, chamshaft dsb.

 Keperluan daya untuk menggerakkan mekanisme katup, fuel pump, lubricating oil pump, cooling water pump dan sebagainya.

Kerugian pemompa atau “pumping losses” kadangkala ikut terhitung dalam kerugian mekanis, hal ini tergantung pada method pengukuran kerugian mekanis yang diperlukan. Pimping losses. Pumping losses adalah kerugian daya yang dipergunakan untuk penghisapan udara/mixture ke dalam silinder dan pendorong gas bekas keluar dari silinder.

Beberapa pengukuran kerugian mekanis :

- Measurement of mechanical losses by motoring.

- Measurement of mechanical losses from indicator diagram.

- Measurement of mechanical losses by extrapolation of William line.

- Estimation of mechanical losses by means of morse test.

A. Measurement of Mechanical losses by Motoring

Prinsipnya adalah mengukur besar daya yang diperlukan untuk memutar engine tanpa terjadi pembakaran didalam silinder. Metode ini hanya dapat dijalankan bila engine di kopel dengan electric dynamometer yang sekaligus berfungsi sebagai penggeruk.

Caranya :

 Menghidupkan mesin sampai engine steady

 Memutuskan perapian atau stop bahan bakar sehingga tidak terjadi pembakaran dalam silinder.

 Mengukur daya yang diperlukan untuk memutar engine sampai ke putaran penuh,

pengukuran harus dilakukan sebelum engine menjadi dingin

(11)

dalam arah yang berlawanan dengan arah ketika dynamometer menyerap daya dari engine.

 Rumus :

Mechanical losses

M F . n_K

1 =

T . n K1 (Kw)

Mechanical efficiency :

IMEP

6.104. K2. I

n .V_s (kN/m2)

FMEP=IMEP_η

mek (

kN m2)

Dari rumus-rumus tersebut di atas dapat dianalisa karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran.

Grafiknya: IMEP, FMEP, BMEP, BHP vs putaran.

B. Measurement of mechanical losses from indicator diagram

Prinsipnya adalah pengukuran indicated power output langsung dari indicator diagram dan pada saat yang bersamaan juga diadakan pengukuran terhadap brake power output sehingga besarnya mechanical power dapat dihitung. Metode ini hanya berlaku bila tersedia fasilitas untuk pengambilan indicator diagram secara teliti.

Diagram yang dihasilkan dengan mempergunakan “Oscilloscpoe” kurang sesuia untuk tujuan ini sebaiknya dipergunakan “Maihak-Indicator”.

(12)

Hitung luas diagram yang dihasilkan oleh indicator diagram dengan menggunakan planimeter, kemudian dibagi dengan panjang (absis) dari diagram. Kalikan dengan skala tekanan (ordinat) dari diagram.

Hasilnya : IMEP=´i

Sedangkan dari pengukuran Power Output dapat dihitung besarnya:

BMEP= ´p

Jadi :

ηmek=

´ P

´_i

C. Measurement if mechanical losses by Extrapolation of Williams Line

Prinsipnya adalah pengukuran fuel consumption pada putaran konstan dengan berbagai pembebanan, kemudian digambarkan dalam grafik fuel consumption vs BMEP.

Metode ini khusus dipergunakan untuk mengukur kerugian mekanis pada motor diesel, dimana pengisapan udara tanpa Throttled.

Caranya :

- Dari grafik BFC vs BMEP diketahui bahwa garis consumption atau Williams Line merupakan garis lurus dari nol sampai rated power output = 75%

- Apabila garis tersebut diteruskan / ekstrapolasi samapi fuel consumption = 0, maka perpotongannya dengan sumbu BMEP merupakan mechanical power (n) - Sedangkan BMEP dihitung pada maksimum power output (p)

(13)

D. Estimation of Mechanical Losses by mean of Morese Test

Prinsipnya adalah menghitung indicated power output dari setiap silinder dengan terlebih dahulu mengadakan pengukuran terhadap power output dari engine dimana pembakaran dalam satu silinder dimatikan secar berturut-turut.

Metode ini hanya dapat dilaksanakan pada engine yang mempunyai silinder banyak (misalnya 4 silinder) dan hasilnya merupakan suatu pendekatan belaka dan ketelitiannya agak menyangsikan, karena dalam metode ini diterapkan dua anggapan/asumsi yang perlu dipertanyakan kebenarannya sebagai berikut:

 Pemutusan atau penghentian pembakaran pada setiap silinder tidak

mempengaruhi kesempurnaan pembakaran pada silinder-silinder lainnya.  Berkurangnya atau selisih power output engine pada salah satu silinder

dihentikan pembakarannya terhadap power output total engine adalah sama dengan indicated power output dari silinder yang pembakarannya dihentikan. Caranya :

 Jalankan / hidupkan engine sampai berjalan normal pada maksimum power output dan kemudian hentikan/matikan pembakaran pada salah satu silinder dengan cara sebagai berikut:

 Motor Diesel : buka sambungan pada pipa bahan bakar antara fuel pump dengan injector. Selanjutnya ukur torque output engine pada putaran konstan. Rumus:

- Indicated power output of individual cylinder

P−P1=I1

P−P2=I2

P−P3=I3

P−P4=I4

Dimana : I1, I2, ….. = Indicated power output of individual cylinder

P1, P2, ….= Measured power output with combustion suppressed in each cylinder (1, 2, 3,

(14)

- Indicated power output engine

Rumus-rumus dasar di atas dapat juga diperhitungkan dalam bentuk persamaan dari :

BMEP( ´p ,´p₂,´p₃,´p₄), pada putaran konstan sehingga didapat persamaan

v. Measurment of Air Consumption

Efficiency volumetric sangat mempengaruhi performance dari suatu motor bakar karena power output yang dihasilkan tergantung sekali besarnya terhadap jumlah udara/mixture yang dapat dihisap oleh piston dalam silinder. Pengukuran jumlah udara yang dihisap dilaksanakan dengan Air Consumption Motor, TE40 dengan prinsip mengukur pressure drey dari aliran udara yang melalui suatu orifice yang telah diketahui diameter dan coeffisien of dichargenya dan kemudian menghitung. Pengukuran pressure drey dilaksanakan dengan “inclined manometer”.

Rumus-rumus:

a. Hubungan antara beda tekanan dan kecepatan dari ekspansi bebas gas

p=ρa. U

2

Dimana: ρa= density of air, kg/m3

U = velocity, m/s

p = pressure difference, N/m3

(15)

p=ρa. U

Kombinasi persamaan a dan b :

U=237,3

√

h0.Ta

103pa

c. Volumetric rate of flow melalui orifice

V_a=10−3.π . D

D = orifice diameter, mm

K3 = coefficient of discharge of orifice

d. Massa rate of flow

(16)

2 untuk 4-stroke Vs = swept volume, liters.

Dari rumus di atas dapat diketahui karakteristik engine pada berbagai kecepatan putaran.

Grafik : �vol terhadap putaran.

vi. Measurement of Heat Losses

Persamaan umum kesetimbangan energy dalam motor bakar dapat ditunjukkan sebagai berikut:

P=H1−(H2−H3)−Q1−Q2

Dimana: P = power output of engine

H1 = heat combustion of fuel

H2 = enthalpy of exhaust gas

H3 = enthalpy of inlet air

Q1 = heat to cooling water

Q2 = other heat losses.

Semua harga tersebut di atas dinyatakn dalam: watt (Joule/sec). Sedangkan masing-masing harga pada ruas kanan persamaan di atas adalah:

a. H1=

HL .ρf .V

3600

Dimana : HL= lower calorific value of fuel, J/kg ρf = density of fuel, kg/ltr

BFC = fuel consumption. l/h

b. H3=ma. Cp. Ta(Watt)

Dimana : ma = massa rate of flow air at engine inlet kg/sec

Cp = specific heat of air at constant pressure J/kg Ta = temperature of air at inlet, 0°C.

c. H2=

(

ma+

ρf.V

3600

)

. Cp. Te

(17)

Perhitungan H2 dengan mempergunakan rumus di atas adalah merupakan pendekatan saja

dengan beberapa asumsi, bahwa specific heat dari asap yang mempunyai massa sama dengan jumlah massa udara dan bahan bakar yang diisap ke dalam silinder adalah sama specific heat dari udara masuk.

Metode ini dapat dilaksanakan dengan mempergunakan exhaust indicator and thermocouple RE2-3. Untuk perhitungan yang lebih teliti dipergunakan Exhaust Calorimeter TE 90, di mana gas buang didinginkan sampai temperature tertentu dengan cara mengalirkan air ke dalam calorimeter.

d. Q1=4187qw(T2−T1)

Dimana : qw = rate of flow engine cooling water l/sec T2 = cooling water outlet temp. °C

T1 = cooling water inlet temp. °C

Dari perhitungan dengan rumus-rumus di atas akan dapat diketahui karakteristik (heat balance) engine pada suatu putaran tertentu.

(18)

BAB III

INSTALASI DAN SPESIFIKASI UNIT PENGUJIAN

III.1 SKEMA INSTALASI

ENGINE TEST BED 100 HP/75 Kw – TE. 18

KETERANGAN :

A. MOTOR DIESEL TE18

B. HYDRAULIC DYNAMOMETER DPX1

C. FUEL CONSUMTION GAUGE PE13

D. AIR CONSUMTION FLOW METER PE40 E. ENGINE COOLING WATER SISTEM TE95

(19)

III.2 SPESIFIKASI ALAT PERCOBAAN DAN PENGUKURAN Equipment : Hydraulic dynamometer test bed 75 kW (100HP) Serial number : 18/39780

Supplied to : Gilbert, Gilkos N. Gordon (Indonesia)

Engine

Type : 4D-56 MITSUBISHI DIESEL

Engine No. :

Bore : 91.1 mm

Stroke : 55 mm

Swept Volume : 2477 cc Compression Ratio: 23 : 1:21

Max Speed : 4000 rpm

Max. Power : 85 kW (115HP) / 4000 rpm Indicator Tapings : in number 4 cylinders Diameter of exhaust pipe : 38 mm (1.5”)

Length of exhaust pipe : 1 meter

Torque : 240 Nm (24.5 Kg.m) / 2000 rpm

Dynamometer

Capacity : 75 kW/100 HP

Type : DPX 1

Max. Speed : 9000 rpm

Power Equation : (Newton x rpm)/9645,305 Watts Centre Height : 381 mm

Fuel Gauge

Number : 1

(20)

Water Flow meter

Capacity : 5 to 50 l/min

Air Box

Drum Size : 0.61 m diameter X 0.91 m long Orifice Size : 56.00 mm

Coefficient of Discharge : 9.6

Additional Instruments

Oil Pressure Gauge : Rotetherm 0 to 700 kN/m2

Oil Temperature Gauge : Rotetherm 50 to 200 0_C

Tachometer : Candolla instruments TTC 105 Revolution Counter : Serial No. 002

Cooling Water thermometer : -10 to 1100_C

Exhaust Thermometer : not supplied Exhaust Test Clock : yes

Literature

Foundation Plinth Engine Handbook : 20038 Heenan & Froude Instruct book no. : 506/4 Heenan & Froude Publication : 6032/3

Heenan & Froude Drawing no. : BX 10000020AA

(21)

BAB IV

PENGOLAHAN DATA

IV.1 Data Pengujian Motor Diesel pada berbagai putaran (n)

Tabel Data Percobaan

N

o n Vg t T-in outT- Q ∆L Pa Ta Te Torsi (rp

m) (L) (sec) (K) (K) sec)(L/ (cmHO) 2 (kPa) (K) (K) (Nm)

1 120₀ 0,02₅ 77 334 336 0,583 0,95 1,00 309 310,₇ 0,35

2 140₀ 0,02₅ 71 336 338 0,600 1,30 1,00 309 312,₂ 0,75

3 160₀ 0,02₅ 60 338 340 0,600 1,90 1,00 309 314,₂ 1,00

4 180₀ 0,02₅ 55 342 344 0,617 2,30 1,00 309 315,₇ 1,10

5 200₀ 0,02₅ 49 340 342 0,625 2,90 1,00 309 316,₇ 1,50

IV.2 Mencari Harga BHP, BFC, BSFC, BMEP, Va, ma,

η

th

,

dan

η

vol

N

o n BHP BFC BSFC BMEP Va ma ηth ηvol (rp

m) (Kw) sec)(L/ (L/Kw-h) (kN/m²) (L/sec) sec)(kg/

1 1200 0,044 1,169 26,57 1,776 190,19 0,002144 0,00375 7,678

2 1400 0,110 1,268 11,53 3,806 222,49 0,002509 0,00867 7,699

3 1600 0,168 1,500 8,928 5,087 268,98 0,003033 0,01120 8,144

4 1800 0,207 1,636 7,903 5,571 295,94 0,003337 0,01265 7,965

(22)

Contoh Perhitungan

Untuk n =1200 rpm

BHP=2₆₀π × n× T_×₁₀₀₀=2π ×₆₀1200_×₁₀₀₀×0,35=0,0 44kW Dengan metode Least square :

N

o BHP (x) BFC(y) X² Y² XY (kW) (l/s)

1 0,044 1,169 0,00194 1,36656 0,05143

2 0,110 1,268 0,01210 1,60782 0,13948

3 0,168 1,500 0,02822 2.25000 0,25200

4 0,207 1,636 0,04285 2.67650 0,33865

5 0,314 1,837 0,09860 3.37457 0,57682

(23)

Tabel hasil perhitungan :

N

o n FHP IHP ηmek IMEP FMEP

(rpm)

1 1200 3,43 3,474 0,01266 120,7503 9537,94

2 1400 3,43 3,540 0,03107 122,4984 3942,66

3 1600 3,43 3,598 0,04669 108,9423 2333,31

4 1800 3,43 3,637 0,05691 97,8872 1720,04

5 2000 3,43 3,744 0,08387 90,6903 1081,32

Contoh Perhitungan :

Untuk n =1200 rpm

FHP=b_a=1,89341_0,55202=3,43

1200×2,477 =140,2503

FMEP=IMEP_η

mek =

120,7503

0,01266 =9537,94

IV.4 Mencari Harga ‘Haet Losses’ H1, H2, H3, Q1, dan Q2

Tabel hasil perhitungan :

No n H1 H2 H3 Q1 Q2

(rpm)

1 1200 11730,59 1035,10 77,32 4882,04 5846,77 2 1400 12724,03 1201,22 90,48 5024,40 6478,89 3 1600 15052,08 1448,78 109,37 5024,40 8520,27 4 1800 16416,80 1592,54 120,34 5166,76 9570,84 5 2000 18433,78 1788,21 135,12 5233,75 11232,94

Contoh Perhitungan :

Untuk n =1200 rpm

(24)

H3=ma×Cp×Ta=0,002144×1001,7×309=77,32Watt(J_s)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 0

(25)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 0

(26)

0

Efsiensi thermal vs RPM

Efsiensi thermal vs RPM

 Effisiensi Volumetrik vs RPM

11001200130014001500160017001800190020002100

Efsiensi Volumetrik vs RPM

Efsiensi Volumetrik vs RPM

 Effisiensi Mekanik vs RPM

0

Efsiensi Mekanik vs RPM

(27)

 Grafik H1, H2, H3, Q1, dan Q2 terhadap n

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000

(28)

BAB V

ANALISA DAN KESIMPULAN

V.1 ANALISA

Analisis grafik dilakukan pada setiap grafik yang akan diamati dan kesalahan dalam percobaan. Setelah analisa selesai, akan dibandingkan dengan litelatur yang ada.

V.1 Analisa grafik

i. Analisa Kurva BHP terhadap putaran mesin (RPM)

(29)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 0

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

BHP vs RPM

BHP vs RPM

ii. Analisa Kurva FHP terhadap putaran mesin (RPM)

Pada kurva antara FHP dengan putaran mesin (RPM) menunjukkan bahwa nilai dari FHP memiliki nilai yang konstan pada nilai RPM berapapun. Hal ini dikarenakan FHP = b/a sama untuk tiap RPM yang berbeda, dengan demikian kurva FHP akan membentuk garis lurus.

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

FHP vs RPM

FHP vs RPM

iii. Analisa Kurva IHP terhadap putaran mesin (RPM)

(30)

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100

iv. Analisa Kurva BSFC terhadap putaran mesin (RPM)

Pada kurva antara BSFC dengan putaran mesin (RPM), menunjukkan nilai dari BSFC akan menurun seiring dengan naiknya nilai dari RPM. Dengan kata lain, BSFC berbanding terbalik dengan RPM. Penurunan kurva tersebut disebabkan karena nilai dari BSFC sendiri berbanding terbalik dengan nilai dari BHP yang selalu mengalami kenaikan terhadap nilai RPM.

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0

v. Analisa Kurva

η

mek terhadap RPM

Pada kurva antara

η

mek dengan RPM menunjukkan bahwa nilai dari

η

mek akan

meningkat, seiring dengan kenaikan nilai dari RPM (

η

mek sebanding dengan putaran

mesin). Kenaikkan kurva tersebut disebabkan karena nilai dari

η

mek sendiri bergantung

(31)

0

Efsiensi Mekanik vs RPM

vi. Analisa Kurva

η

th terhadap RPM

Pada kurva antara

η

th dengan RPM menunjukkan bahwa nilai dari

η

th akan meningkat,

seiring dengan kenaikan nilai dari RPM (

η

th sebanding dengan n) walaupun kenaikannya

tidak terlalu signifikan. Hal ini disebabkan karena nilai dari

η

th berbanding terbalik

dengan nilai dari BSFC yang mengalami penurunan kurva, artinya bahwa ratio dari heat sebanding dengan nilai dari brake.

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0

Efsiensi thermal vs RPM

vii. Analisa Kurva

η

vol terhadap RPM

Pada kurva antara

η

vol dengan n terlihat bahwa nilai dari

η

vol tidak stabil dan cenderung

naik, seiring dengan naiknya putaran mesin. Hal ini disebabkan karena hubungan

η

vol

(32)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Efsiensi Volumetrik vs RPM

viii. Analisa Kurva BMEP terhadap putaran mesin (RPM)

Pada kurva antara BMEP dengan RPM menunjukkan bahwa nilai dari BMEP akan meningkat, seiring dengan kenaikan nilai dari RPM. Dengan kata lain, BMEP sebanding dengan RPM. Kenaikan tersebut disebabkan nilai dari BMEP sebanding dengan nilai dari BHP dan berbanding terbalik dengan nilai dari RPM. Sementara kondisi nilai dari BHP sendiri memiliki nilai perbandingan RPM, hal ini membuat RPM secara nyata tidak memberikan pengaruh langsung terhadap kenaikan BMEP, tetapi kenaikan RPM memberikan pengaruh pada kenaikan Torsi, dan kenaikan Torsi sebanding dengan peningakatan BMEP. Itulah yang menyebabkan nilai dari BMEP tetap naik, walaupun RPM secara korelasi tidak memberikan dapak apapun.

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 0

ix. Analisa Kurva H1 terhadap RPM

Pada kurva antara H1 dengan RPM menujukkan bahwa nilai dari H1 akan mengalami

(33)

besar. Sebagaimana diketahui bahwa hubungan antara nilai H1 (Heat of Combustion of Fuel)

sebanding dengan nilai dari BFC ( Fuel Consumption ).

x. Analisa Kurva H2 terhadap RPM

Pada kurva antara H2 dengan RPM terlihat bahwa nilai dari H2 mengalami kenaikan seiring

dengan naiknya nilai RPM. Hal ini secara langsung karena nilai dari mass rate of flow airat engine inlet dan BFC menigkat.

xi. Analisa Kurva H3 terhadap RPM

Pada kurva hubungan antara H3 dengan RPM terlihat bahwa nilai dari H3 mengalami

kenaikan seiring dengan naiknya nilai RPM, karean kenaikan RPM menyebabkan terjadi penigkatan mass rate of flow airat engine inlet.

xii. Analisa Kurva Q1 terhadap n

Pada kurva hubungan antara Q1 dengan n terlihat bahwa nilai dari Q1 menigkat seiring dengan

naiknya nilai RPM, indaksinya dikarenakan mass rate of flow air at engine inlet menigkat saat kecepetan RPM ditingkatkan, dengan perubahan suhu air yang hampir selalu konstan pada inlet dan outlet, rata-rata selisih suhu inlet dan outlet berkisar di 2 derajat celcius.

xiii. Analisa Kurva Q2 terhadap RPM

Pada kurva hubungan antara Q2 dengan RPM terlihat bahwa nilai dari Q2 naik seiring dengan

naiknya nilai RPM. Kenaikan tersebut disebabkan H1 yang terus menigkat sebanding dengan

(34)

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Dari praktikum dan pengolahan data yang dilakukan, dapat di tarik kesimpulan berikut ini.

a. Nilai BHP menunjukkan kenaikan, seiring dengan kenaikan nilai dari putaran mesin (RPM). BHP berbanding lurus dengan kenaikan putaran, walaupun tidak linier, tapi masih mungkin untuk di linierisasi.

b. Nilai FHP memiliki nilai yang konstan pada nilai putaran berapapun, karena nilai FHP = b/a sama untuk tiap putaran yang berbeda, dengan demikian kurva FHP akan membentuk garis lurus.

c. Nilai IHP akan mengalami kenaikan, seiring dengan kenaikan nilai dari putaran. d. Nilai BFC akan meningkat, seiring dengan kenaikan nilai dari putaran dan nilai

dari BSFC akan menurun seiring dengan naiknya nilai dari putaran

e.

η

mek akan meningkat, seiring dengan kenaikan nilai dari n begitu juga

η

termal

namun

η

vol akan menunjukkan grafik yang tidak stabil.

f. BMEP menunjukan kenaikan karean sebanding dengan kenaikan torsi.

g. Nilai dari H1 akan mengalami kenaikan, seiring dengan naiknya nilai dari RPM.

(35)

REFERENSI

Tim Penyusun Buku Penuntun Praktikum Prestasi Mesin, Buku Penuntun Praktikum Prestasi Mesin, Depok: Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, 2009.

TUGAS TAMBAHAN RESUME

2012 International Conference on Future Energy, Environment, and Materials

The Impact of Common Rail System’s Control

Parameters on

the Performance of High-power Diesel

(36)

rel yang meningkat, ekonomi bahan bakar dan asap semakin membaik, sedangkan NOx sebaliknya malah memburuk. Namun, karena tekanan rel yang sangat tinggi, tren peningkatan asap dan ekonomi bahan bakar, tidak terlihat jelas dan bahkan pada kondisi pembebanan yang relatif rendah, ke ekonomisan akan justru akan menurun. Dengan pengaturan delay injeksi, NOx berkurang sementara asap meningkat dan bahan bakar semakin boros pada saat kondisi beban yang relatif besar. Sementara saat kodisi pembebanan relatif rendah kondisi yang terjadi sebaliknya.

Sistem kontrol elektronik pada common rail memiliki keunggulan injeksi tekanan yang tinggi dan fleksibilitas parameter seperti tekanan, timing/waktu, jumlah bahan bakar. Dan menjadi pilihan utama untuk sistem mesin diesel advance denagn kelebihan tidak berisik, gas buangan rendah, dan hemat bahan bakar.

Pengujian dilakukan dengan menjaga putaran tetap konstan pada 1000 RPM kemudian berbagai macam variasi dialkukan mulai dari pembebanan (Nm) dan rail pressure (bar) kemudian melihat perbandingan specific fuel combustion (BSFC), FSU/Rb, NOx/ppm. Kemudian melihat pengaruh BSFC dan Pmax, terhadap perubahan sudut injeksi dengan Rail Pressure 2 kondisi 50 MPa (500bar) dan 80 Mpa (800bar), kemudian putaran dijaga tetap 1000 RPM dan Torsi 1000 Nm.

Kesimpulan dalam penenlitian di jurnal ini di sebutkan sebagai berikut:

Meningkatkan Rail Pressure dalam daerah tertentu yang bersesuaian akan membuat bahan bakar semakin hemat dan asap baunganan menurun tetapi NOx meningkat.

Semakin besar Rail pressure semakin hemat (BSFC menurun), tetapi NOx meningkat.

Semakin besar Torsi semakin hemat (BSFC menurun), tetapi NOx meningkat.

Pada semua jenis pembebanan untuk penigkatan Rail pressure mengurangi asap partikel.

Pengurangan sudut(angle) menuju negatif mengurangi BSFC dan meningkatkanPeak pressure pada saat pembakaran terjadi, semakin ke arah positif meningkatkan BSFC tetapi menurunkan Peak pressure pembakaran.