LAPORAN
PRAKTEK MESIN KONVERSI ENERGI (MOTOR BAKAR)
1. Motor Bakar. adalah mesin yang mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi mekanik melalui proses pembakaran. Energi mekanik ini digunakan untuk menggerakkan berbagai jenis kendaraan, seperti mobil, motor, dan mesin-mesin lainnya.
a. Motor bakar terbagi menjadi dua jenis utama:
1) Motor bakar dalam (Internal Combustion Engine/ICE):
Pembakaran bahan bakar terjadi di dalam ruang bakar. Contoh:
o Mesin bensin (otorisasi dengan busi)
o Mesin diesel (otorisasi melalui kompresi)
2) Motor bakar luar (External Combustion Engine):
Pembakaran terjadi di luar mesin, dan energi panas digunakan untuk menghasilkan tekanan pada fluida kerja (biasanya uap air). Contoh:
mesin uap.
Motor bakar dalam banyak digunakan pada kendaraan modern karena efisiensinya yang tinggi dan desain yang lebih kompak.
b. Langkah-langkah pada motor bakar. mengacu pada siklus kerja mesin untuk mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik.
Motor bakar umumnya bekerja berdasarkan dua jenis siklus: empat langkah (4-tak) atau dua langkah (2-tak). Berikut adalah penjelasan langkah-langkahnya motor 4 tak:
1). Motor Bakar Empat Langkah (4-Tak)
Motor ini membutuhkan empat langkah piston untuk menyelesaikan satu siklus pembakaran. Langkah-langkahnya adalah:
a) Langkah Hisap (Intake Stroke):
o Piston bergerak dari atas ke bawah.
o Katup masuk (intake valve) terbuka, sedangkan katup buang tertutup.
o Campuran udara dan bahan bakar masuk ke ruang bakar.
b)Langkah Kompresi (Compression Stroke):
o Piston bergerak dari bawah ke atas.
o Kedua katup (masuk dan buang) tertutup.
o Campuran udara dan bahan bakar dikompresi hingga tekanan dan suhu meningkat.
c) Langkah Usaha (Power Stroke):
o Percikan api dari busi (untuk mesin bensin) atau suhu tinggi akibat kompresi (untuk mesin diesel) membakar campuran udara dan bahan bakar.
o Pembakaran menghasilkan tekanan yang mendorong piston ke bawah, menghasilkan tenaga mekanik.
d)Langkah Buang (Exhaust Stroke):
o Piston bergerak dari bawah ke atas.
o Katup buang terbuka, dan gas hasil pembakaran dikeluarkan dari ruang bakar.
2) Motor Bakar Dua Langkah (2-Tak)
Motor ini menyelesaikan satu siklus pembakaran dalam dua langkah piston, yaitu:
a) Langkah Hisap dan Kompresi:
o Piston bergerak dari bawah ke atas.
o Campuran udara dan bahan bakar masuk ke ruang bakar sambil mengompresi gas dari siklus sebelumnya.
b) Langkah Usaha dan Buang:
o Piston bergerak dari atas ke bawah akibat ledakan pembakaran.
o Gas hasil pembakaran dikeluarkan melalui lubang buang, dan campuran baru masuk untuk siklus berikutnya.
3) Perbedaan utama antara 4-tak dan 2-tak:
Motor 4-tak lebih efisien, tahan lama, dan ramah lingkungan.
Motor 2-tak lebih sederhana, ringan, dan menghasilkan tenaga lebih besar untuk ukuran yang sama, tetapi konsumsi bahan bakarnya lebih boros dan lebih berpolusi.
Siklus ini sangat penting dalam pengoperasian mesin kendaraan, baik mobil, motor, maupun mesin industri lainnya.
2. Data Analisa
Nama Spesifikasi Senyawa QHVI
Silinder 1 CO 282802 kj/kmol
Cc 125 HC 572023 kj/kmol
Bore (mm) 56 H2 240000 kj/kmol
Rasio Kompresi 9,3
Stroke 46 Kondisi awal opraso
Tekanan Awal P0 (kN/m2) 101,3
Temperatur awal, T0 (K) 300
Nama Pertamax 92 Specifikasi gas constan, R0 (kj/kg K) 0,284
C10H24 specifikasi heat volume konstan, cv (kj/kg K) 0,946
RON 92 specifikasi heat tekanan konstan, cv (kj/kg K) 1,23
LHV (kj/kg) 44971 kj/kg=6450327 kj/mol Rasio kalor spesifikasi 1,3
Motor Bakar CO (% vol) HC (ppm Vol) H2 (% Vol)
4 tak injeksi 0,31 55=0,000055 (% Vol) 0,155 ❑❑
Jenis motor Pertamax 92
Parameter
massa udara (ma) massa fuel (mf) mmix
motor bakar 4 tak injeksi 0,273 kg kmol kg kmol kg
motor 4
tak injeksi 0,0001445 0,0000000656 0,0000095 0,000000066 0,000154
3. Analisa Siklus oto a. T2 = T1 . rk−1
T2 = 300 . 9,31,3−1 T2 = 300 . 9,3 T2 = 585,69 k
b.
1-0,04 = 0,96 = 0,04% kg/mol
c.
0,96 . 0,0000095 . 44791 kj/mol
= 0,408494 kj/mol
d.
e.
f.
g.
4. Daya Efektif
Ne : w.L.g.2 π.rpm 60.000
W = 5 kg L = 0,091 m g = 9,81 m/S2 rpm = 2750
I- ɱc= ( % CO . OHV CO) + ( % HC . OHV HC ) + ( % H2 . OHV H2 )
QHVf MF
MA + MF
I- ɱc= ( 0,31 . 282802) + ( 0,000055 . 572023 ) + ( 0,155 . 240000 ) 0,000000066
0,0000000656 + 0,000000066 6450327kg/mol
I- ɱc= 87668,12 + 31,4612 + 37200 3249783,069
= 124900,0812 kj/mol 3249783,069
ɱc=
Q¿= ɱc. mf . QHVf
=
5. Torsi
Ne . 60.000 2 π rpm 1,28 . 60.000 2 . 3,14 . 2750 76.800
17.270 = 4,47 Nm 6. Air Foul Rasio
7. Air Foul Rasio adalah proses reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen yang menghasilkan energi berupa panas dan/atau cahaya. Dalam konteks mesin kendaraan, pembakaran terjadi di ruang bakar, di mana campuran bahan bakar dan udara dibakar untuk menghasilkan energi mekanis yang digunakan untuk menggerakkan kendaraan.
Segitiga pembakaran sebagai berikut : a. Panas/sumber panasBahan bakar b. Oksigen
Hidrokarbon :
Ne : w.L.g.2 π.rpm
5 kg . 0,091 m . 9,81 m/S2 . 2 . 3,14 . 2750 60.000
=
= 1,28 kw 77.085 60.000
= = Ʈ =
=
C x Hy + 02 C02 + H2o
Reaksi pembakaran stoichiometri
a. Reaksi setimbang antara bahan bakar dan udara atau oksigen dan membentuk produk molekul molekul stabil
b. Molekul stabil = molekul dengan energi minimum 1 mol = BB (bahan bakar)
2 mol = Oksigen/ 02
reaktan produk
CH4 + 2O2 C02 + 2H2o
Afr mol = 2 mol 02 : 1 mol BB
C = 12 H = 1 O = 16 N = 14
ג
CH4 + 2O2
= 0,988
12 + (1 . 4) + (2 . 16 . 2) 16
16
64 16
1 4
AFRshc = C H4 = 4 : 1
CH4 + (O2 + 3,76 N2) CO2 + CH2O + 3,76 CN2 12 + (1 . 4) + (16 . 2) + 3,76 + 14,2
16 + 32 + 105,28 16 = 2 (137,28) 16 = 274,56
16 16
1 : 17,17 kg
ג
8. Komsumsi Bahan Bakar b = Volume bb t = Waktu hasil b = 10 ml t = 41,4 s
b t
= 0,65 kg/jam Fc = . p . 3600
C10 H24+ (O2 + 3,76 N2) CO2 + H2O + (3,76 CN2)
((12 . 20) + (1 . 24)) + 16 ((16 . 2) + (3,76 . 14.2)) (120 . 24) + 16 (32 + 105,28)
144 + 16 (137,28) 144 + 2196,48
144 161 15,316
C10 H24+ 16 (O2 + 3,76 N2) 10 CO2 + 12 H2O + 16 (3,76 CN2)
Udara = 1 BB = 15,3
ARR = 15,3 : 1
= ARR Aktual AFRsbch
AFR Aktual =
ג
AFR stuichAFR Aktual = 0,988 x 15,3 AFR Aktual = 15,11 : 1
9. Efiensi hasil aktual ɱOUT
1,28 k/s
0,00018 kg/s . 4479 kj/kg 1,28
8,08 = Ne
Fc . QHVf =
= = 0,158 = 16 % 20 % =
