BAB II LANDASAN TEORI

LAPORAN TUGAS AKHIR

BAB II LANDASAN TEORI Kendaraan merupakan salah satu produk yang sangat di butuhkan semua masyarakat, baik sebagai alat transpotrasi maupun sebagai alat olah raga balap seperti yang di rencanakan ini. Sebagai mobil balap maka diperlukan beberapa syarat terutama kekuatan. Namun secara garis besar tersusun atas empat komponen utama, yaitu: 1.

Rangka

2.

Bodi

3.

Rangkaian penghasil tenaga

4.

Rangkaian penerus tenaga Gokart, secara garis besar sama hanya tanpa bodi dan sebagian besar

komponennya berupa frame chassis, karena gokart merupakan kendaraan kecil yang digunakan untuk sirkuit balap dengan lintasan yang rata dan tikungantikungan dengan jarak dekat maka paling dibutuhkan oleh sebuah gokart adalah akselerasi yang ditentukan oleh rangkaian penghasil tenaga/mesin dan rangkaian penerus tenaga, serta kekuatan atau keamanan dari frame chassis gokart tersebut.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA

8

LAPORAN TUGAS AKHIR

Gambar 2.1 Gokart AutoCAD

2.1

Rangkaian penghasil tenaga (mesin) Struktur mesin dan Perancangan rangka sebagian besar adalah seni dalam

hal mengakomodasi komponen – komponen mesin. Seperti kita ketahui roda-roda memerlukan adanya tenaga luar yang memungkinkan kendaraan dapat bergerak serta dapat mengatasi keadaan, jalan, udara dan sebagainya. Sumber dari luar yang menghasilkan tenaga disebut mesin. Untuk dapat bergerak kendaraan harus memiliki daya dorong yang cukup untuk melawan semua hambatan pada kendaraan. Gaya dorong ini terjadi pada roda penggerak kendaraan, yang ditransformasikan dari torsi mesin ke roda pengerak.


9

LAPORAN TUGAS AKHIR

Tentu saja syarat – syarat teknis harus terpenuhi, sebagaimana struktur itu sendiri. Beberapa parameter perancangan yang penting untuk menentukan daya mesin yang dibutuhkan atau besaran mimimal daya dorong yang di butuhkan di pengaruhi oleh beban kendaraan dan fungsi kendaraan itu sendiri. Perancangan performa mesin ini adalah tidak terbatas, karena ini akan memusatkan pada petunjuk-petunjuk umum yang mengacu pada judul laporan ini sendiri dengan berdasarkan reori motor bensin. 2.2

Motor Bensin Motor bensin adalah suatu motor yang menggunakan bahan bakar bensin.

Sebelum bahan bakar ini terbakar didalam silinder terlebih dahulu dijadikan gas yang kemudian di kompresikan didalam ruang bakar, dan yang dimaksud gas disini adalah campuran udara dan bensin. Umumnya perbandingan udara dan bensin adalah 15:1, tetapi idealnya adalah 12,5:1. Dengan adanya campuran bensin dan udara yang dikompresikan di dalam silinder dengan bantuan percikan bunga api dari busi maka tejadilah ledakan yang akan mendorong torak ke bawah dengan tenaga yang besar. Karena tenaga ini tidak bisa langsung digunakan maka tenaga ini diubah menjadi gerak putar. Bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder dan dikompresikan oleh torak sebagai tekanan mencapai 8-15 kg/cm2, campuran bahan bakar dan udara dibakar oleh loncata bunga api dari busi di dalam silinder. Kecepatan pembakaran melalui campuran udara biasanya 10-25 m/dt. Suhu udara naik hingga 200025000C dan tekanan mencapai 30-40 kg/cm2.


10

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.3

Siklus Motor 4 Langkah 2.3.1 Motor Bensin Pada siklus pembakaran motor otto dengan bahan bakar bensin di pengaruhi

oleh Volume (V), tekanan (P) dan temperatur (T).

Gambar 2.2 Diagram P-V Motor Bensin Keterangan : 1.

Langkah 0-1 Pada langkah ini adalah sedang melakukan langkah isap dimana pada proses ini rekanan konstan.

2.

Langkah 1-2 Langkah ini merupakan proses kompresi dimana campuran bahan bakar dan udara dikompresikan di dalam silinder sehingga terjadi penaikan temperatur, volume menjadi kecil dan tekanan pada silinder naik.

3.

Langkah 2-3


11

LAPORAN TUGAS AKHIR

Pada langkah ini adalah sedang melakukan proses pembakaran dan berlangsung sangat singkat sekali. Dengan terjadinya proses pembakaran ini terjadilah kenaikan, tekanan yang sangat cepat meskipun volume tetap. 4.

Langkah 3-4 Langkah ini torak bergerak dari TMA ke TMB jadi proses ini merupakan proses usaha dimana temperatur dan tekanan menurun tetapi volume membesar.

5.

Langkah 4-1 Pada langkah ini torak berada di TMB. Pada proses ini tekanan turun akan tetapi volume tetap.

6.

Langkah 1-0 Langkah ini merupakan langkah buang dimana torak bergerak dari TMB ke TMA dimana sisa pembakaran ditekan keatas dan dikeluarkan melalui katup buang. Pada proses ini tekanan tetap meskipun volume diperkecil.

2.4

Perinsip Kerja Motor Bensin Motor bensin bekerja dengan gerak torak bolak- balik (bergerak naik turun).

Menurut prinsipnya, motor bakar dibedakan menjadi 2 yaitu : Motor 2 langkah (2 tak) 4 langkah (4 tak) motor, tetapi yang akan kita uraikan adalah motor bensin 4 langkah. 2.4.1 Motor Bensin 2 Langkah Motor bensin 2 langkah adalah mesin yang proses pembakarannya lebih sederhana dari motor 4 langkah yaitu dilakukan pada satu kali putaran poros engkol yang berakibat dua kali langkah piston. Motor dua langkah mempunyai 2 langkah torak dalam satu pembakaran. Untuk memperoleh tenaga hanya


12

LAPORAN TUGAS AKHIR

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.

Langkah Usaha (Langkah Kedua) Gas sisa pembakaran menekan piston sehingga akan bergerak kearah TMB, lubang pembuangan yang relative lebih dekat dengan TMA akan terbuka menyusul lubang pemasukan juga terbuka Ketika lubang pembuangan terbuka maka gas sisa pembakaran akan meuju saluran buang (knalpot), dan ketika lubang pemasukan terbuka maka campuran bahan bakar dan udara dari crankcase akan masuk silinder. Setelah sampai TMB maka proses (siklus) akan berulang. Pada siklus mesin dua tak ini, proses pembakaran tidak bias berlangsung relative sempurna seperti pada motor empat langkah, karena saat piston menekan campuran bahan bakar dan udara untuk proses pembakaran, saat itu sebenarnya campuran tersebur telah tercampur juga dengan gas sisa pembakaran sebelumnya yang belum sempat keluar lewat lubang pembuangan, maka campuran bahan bakar dan udara yang baru masuk silinder sebagia akan ikut keluar lewat lubang pembuangan tersebut bersama gas sisa pembakaran.

2.4.2 Motor Bensin 4 Langkah Pada mesin 4 langkah, torak bergerak bolak-balik dalam silinder dari Titik Mati Bawah (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB) sebanyak 4 kali atau 2 putar anengkol untu memenuhi 1 siklus kerja. Jarak yang di tempuh torak selama gerakan bolak-balik disebut dengan stroke atau langkah torak. Langkah-langkah yang terdapat pada motor bensin 4 langkah adalah langkah isap, kompresi, kerja, dan buang.


14

LAPORAN TUGAS AKHIR

1.

Langkah Isap Torak bergerak kebawah, katup masuk membuka, katup buang menutup sehingga terjadi kevakuman pada waktu torak bergerak kebawah. Campuran bahan bakar dan udara mengalir kedalam silinder melalui lubang katup masuk. Campuran bahan bakar dan udara terhisap dari karburator, masuk keruang bakar dalam silinder.

2.

Langkah kompresi Torak bergerak dari TMB ke TMA dimana kedua katup tertutup. Campuran bahan bakar dan udara yang ada didalam silinder di kompresikan sehingga tekanannya meningkat.

3.

Langkah Usaha Bilamana torak sudah mencapai TMA, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan dibakar dengan bunga api dari busi sehingga mengakibatkan tekanan naik hingga mencapai 30-40 kg/cm2 dan torak terdorong kebawah.

4.

Langkah Buang Gas bekas hasil sisa pembakaran dikeluarkan dari silinder, pembuangan gas berlangsung selama langkah buang bila torak bergerak ke atas dan katup buang terbuka. Peroses kerja di atas bekerja berulang-ulng sehingga menghasilkan

tenaga putar. Untuk lebih jelas kita lihat gambar proses kerja motor bensin 4 langkah di bawah ini.


15

LAPORAN TUGAS AKHIR

Gambar 2.4. Proses kerja motor bensin empat langkah Sumber : http://www.bankspower.com

2.5

Kontruksi Motor Bensin Mesin bensin terdiri dari mesin itu sendiri dan berbagai macam alat bantu

lainnya. Sedangkan mesin itu sendiri terdiri dari, blok silinder, kepala silinder, torak, poros engkol, dan mekanisme katup. Adapun alat bantu lainnya pada mesin untuk mendukung kerja mesin. Diantaranya, pelumasan, pendinginan, pemasukan dan pembuangan (intake and exhaust), bahan bakar dan sistem kelistrikan.

Gambar 2.5. Kontruksi Mesin Bensin Sumber : http://motogokil.wordpress.com/2013/05/17/nyok-ngobrolin-mesin-

fans-boy-kudu-ngerti-mesin-bagian-1/


16

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.6

Komponen Utama Motor bensin 2.6.1 Blok Silinder Blok silinder merupakan inti dari mesin, yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ada beberapa blok silinder yang dibuat dari paduan aluminium.

Gambar 2.6. Blok Silinder Sumber : http://www.motoracetuner.com201303bagian-block-cylinder-sepeda-

motor-bebek.html 2.6.2 Kepala Silinder Kepala silinder ditempatkan dibagian atas blok silinder. Pada bagian bawah kepala silinder terdapat ruang bakar dan katup-katup.

Gambar 2.7. Kepala Silinder Sumber : http://andiweb3.wordpress.com/2011/12/17/kepala-silinder-cylinder-

head/


17

LAPORAN TUGAS AKHIR

1. Katup Masuk (intake valve) Katup masuk adalah katup yang berfungsi untuk mengontrol pemasukan campuran udara-bahan bakar kedalam silinder mesin dan mencegah terjadinya aliran balik ke dalam saluran masuk campuran udara-bahan bakar (intake manifold). 2. Katup Buang (exhaust valve) Katup buang adalah katup yang mengontrol pengeluaran hasil pembakaran dari silinder mesin untuk dibuang keluar dan menjaga agar arah aliran yang mengalir hanya satu arah. 2.6.3 Torak (Piston) Torak adalah komponen berbentuk silinder yang bergerak naik turun di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, kompresi, pembakaran dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk mengubah tekanan di dalam ruang bakar menjadi gerak rotasi pada poros engkol.

Gambar 2.8. Torak (Piston) Sumber : http://neowcodock.files.wordpress.com201101picture11.jpg


18

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.6.4 Busi Busi adalah komponen elektris yang digunakan untuk memicu pembakaran campuran udara-bahan bakar dengan menciptakan percikan listrik bertegangan tinggi pada celah elektroda.

Gambar 2.9. Busi Sumber : http//ekokiswantoblog.blogspot.com/2012/06/kupas-

pemakaian-pemilihan-busi.html

2.7

PARAMETER PRESTASI MESIN Karakteristik unjuk kerja suatu motor bakar torak dinyatakan dalam

beberapa parameter diantaranya adalah konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik, perbandingan bahan bakar-udara, daya keluaran. Berikut ditampilkan rumus-rumus dari beberapa parameter yang digunakan dalam menentukan unjuk kerja motor bakar torak:


19

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.7.1 Isi Silinder Isi silinder adalah besarnya volume langkah ditambah volume ruang bakar. Volume langkah adalah volume diatas torak sewaktu berada di TMB sampai garis di TMA. Volume ruang bakar adalah volume diatas torak pada saat torak berada di TMA, yang juga volume sisa. Besarnya volume langkah atau isi langkah torak dapat dicari dengan rumus : VL =

d2 . S . Z atau 0,785 . d2 . S .................... (Ref 7.hal. 22)

Jadi isi silinder dapat dicari dengan : Vt = VL + Vs Pada motor yang memiliki jumlah silinder lebih dari satu contohnya motor dengan empat silinder dapat dicari dengan : Vs+Vs+Vs+Vs atau 4 . Vs Keterangan : Vt = Isi silinder (cm3) VL = volume langkah torak (cm3) Vs = volume ruang bakar (cm3) D = Diameter silinder (cm) S = Langkah torak (cm) Z = Jumlah silinder


20

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.7.2

Perbandingan Kompresi Pebandingan kompresi dapat dinyatakan dengan simbol

dan dapat

dicari dengan rumus :

atau

atau -1

....................................(Ref 7.hal. 24)

Keterangan :

= Perbandingan kompresi

Vs = Volume silinder

Vc = Volume ruang bakar Perbandingan kompresi biasanya di buat tinggi dengan tujuan untuk menimgkatkan tekanan dan suhu akhir pemampatan. 2.8

Thermodinamika Motor Bensin Konversi energi yang terjadi pada motor bakar torakberdasarkan pada siklus

termodinamika. Proses sebenarnya amatkomplek, sehingga analisa dilakukan pada kondisi ideal dengan fluidakerja udara.Idealisasi proses sebagai berikut :Fluida kerja dari awal proses hingga akhir proses, panas jenis dianggap konstan meskipun terjadi perubahantemperatur pada udara, proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara adiabatik, tidakterjadi perpindahan panas antara gas dan dinding silinder, sifat-sifat kimia fluida kerja tidak berubah selama siklus


21

LAPORAN TUGAS AKHIR

berlangsung., motor dua proses mempunyai siklus termodinamika yang sama dengan motor empat proses.Siklus ideal dan siklus aktual yang terjadi pada motor bakar torak ditunjukkan oleh Gambar 3.1 dibawah ini

Gambar 2.10. Diagram P–V siklus ideal dan siklus aktual motor otto

(Cengel & Boles 1994: 375)

Dasar – dasar perhitungan thermodinamika motor bensin meliputi proses thermodinamika yang terjadi pada motor bensin, yaitu : Proses hisap, proses kompresi, proses kerja, dan proses buang

Pada siklus Otto atau siklus volume konstan, proses pembakaran terjadi pada volume konsta. Siklus ideal pada kerja motor bensin ditunjukan oleh Gambar 3.1 diagram P – V dan T – S dibawah ini .


22

LAPORAN TUGAS AKHIR

Gambar 2.11. Diagram P – vdan T – s Siklus Otto

(Cengel & Boles. 1994: 382 – 383) Keterangan diagram P – v dan T – s Siklus Ottopada Gambar 2.10 adalah sebagai berikut : Proses 1 – 2 : Proses kompresi isentropic (adiabatic reversible), dimana piston bergerak menuju top dead center (TDC) mengkompresikan udara sampai volume clearance sehingga tekanan dan temperatur udara naik. Proses 2 – 3 : Pemasukan kalor pada volume konstan, piston sesaat pada TDC bersamaan kalor suplai dari sekelilingnya serta tekanan dan temperature meningkat hingga nilai maksimum dalam siklus, qin = m.Cp.(T3 - T2) Proses 3 – 4 : Proses isenstopic udara panas dengan tekanan tinggi mendorong piston turun menuju BDC, energi dilepaskan disekeliling berupa internal energi, qout = m.Cv.(T4 - T1)


23

LAPORAN TUGAS AKHIR

Proses 4 – 1 : Proses pelepasan kalor pada volume konstan, piston sesaat pada BDC dengan menstransfer kalor ke sekeliling dan kembali meproses awal pada titik awal. 2.8.1

Proses Hisap Proses penghisapan (intake), torak bergerak dari TMA ke TMB , Katup

masuk terbuka, campuran bahan bakar dengan udara yang telah tercampur di dalam karburator masuk dan dihisap de alam cylinder.Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertuup.bahan bakar dan udara dihisap masuk kedalam silinder dengan tekanan awal (pa) 2.8.2 Proses Kompresi Proses kompresi/penekanan (compression), torak bergerak dari TMB ke TMA, Katup masuk dan katup buang kedua-duanya tertutup sehngga gas yang telah dihisap tadi tidak dapat keluar pada waktu di tekan oleh torak, yang mengakibakan tekanan akan naik sambil mengeluarkan panas, adapun perhitungannya meliputi : 1. Tekanan pada awal proses kompresi (Pa) Pa = (0,85−0,95)Po......................................................(Ref 7.hal. 27) Dengan : Po = Tekanan udara luar (kg/cm2) = 1 atm = 1 (kg/cm2) 2. Temperatur pada awal kompresi (Ta)

Ta

...................................................(Ref 7.hal. 29)

Dengan :


24

LAPORAN TUGAS AKHIR

To = Temperatur udara luar ∆t∞ = Temperatur campuran tambahan dari dinding silnder

γr = Koefisien gas buang Tr = Temperatur gas buang Adapun batasan temperatur awal pada motor bensin (carburator engine) 340 –380 K, sehingga memenuhi syarat. 3. Efisiensi pengisaian (ηch)

Adalah rasio yang menunjukan kemampuan silinder dalam menghisap campuran bahan bakar. ήch =

...........................(Ref 7.hal. 31)

dimana : Pa

= tekanan campuran bahan bakar dalam silinder pada akhir langkah hisap.

To

= temperatur udara luar

Tr

= temperatur gas buang

γr

= koefisien gas bekas

Po

= tekanan udara luar

ɛ

= perbandingan kompresi


25

LAPORAN TUGAS AKHIR

= kenaikan temperatur didalam silinder akibat panas dari luar (K) Adapun batas efisiensi pada motor bensin empat proses (4 langkah) adalah ηch = (0,83−0,86), sehingga memenuhi syarat untuk diaplikasikan.

4. Tekanan pada akhir proses kompresi (pc) Adalah tekanan campuran bahan bakar didalam silinder pada akhir langkah kompresi. PC

= Pa · ɛn1

P1 · V1n1

= P2 ·→ V2nl P2 = PC n1

P2

= Pl ·

.....................................................(Ref 7.hal. 26)

Dimana: P1 = Pa = tekanan campuran bahan bakar dalam silinder pada akhir langkah hisap. = 0.9 ɛ

= perbandingan kompresi = 11,4

n1 = eksponen politropik rata-rata (1,23-1,30) diambil = 1,23 Dimana n1 adalah eksponen politropik rata-rata yaitu eksponen yang menunjukan sifat dan bentuk dari proses adibatik. Dimana iya menunjukan perubahan tekanan dan volume yang terjadi pada saat bahan bakar di kompresi. ... (Mkovakh.motor vehicle Engines. 1979 : 117)


26

LAPORAN TUGAS AKHIR

5. Temperatur kompresi (Tc)

Adalah temperatur campuran bahan bakar sebelum pembakaran (pada akhir langkah kompresi).

= Ta · ɛⁿ

TC

1-1

..................................................................(Ref 6.hal. 34)

Adapun batasan tempertaur pada akhir langkah kompresi adalah : 550 – 750 K (M. Kovakh,1979 : 117)

2.8.3

Proses Pembakaran Torak bergerak dari TMB ke TMA, Katup masuk dan katup buang

keduaduanya tertutup sehngga gas yang telah dihisap tadi tidak dapat keluar pada waktu di tekan oleh torak, yang mengakibakan tekanan akan naik sambil mengeluarkan panas. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi mengeluarkan percikan bunga api listrik. Gas/bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi tadi terbakar. Akibat pembakaran bahan bakar tadi, tekanannya akan naik menjadi kira-kira tiga kali lipat, adapun perhitungannya meliputi : 1. Nilai pembakaran bahan bakar (Qb)

Adalah jumlah panas yang mampu dihasilkan dalam pembakaran 1 kg bahan bakar.

Bensin mempunyai komposisi sebagai berikut :

C

= 87%

H = 11%


O= 2% 27

LAPORAN TUGAS AKHIR

Menurut persamaan dulong dengan komposisi demikian bensin tersebut mempunyai nilai pembakaran (Qb) sebesar :

Qb

= 81· C + 200 · (H – O/8) ..............................(Ref 7.hal. 43)

2. Kebutuhan udara teoristis (L’o) Adalah kebutuhan udara yang diperlukan membakar 1 mol bahan bakar sesuai perhitungan. L’o =

*

+..............................................(Ref 7.hal. 32)

3. Berat udara teoritis membakar 1 kg bahan bakar (Lo)

Lo = 28,96 . L'o...........................................................(Ref 7.hal. 37)

4. Kebutuhan udara aktual (L)

α=

 L = α×L′o...............................................(Ref 7.hal. 38)

Dengan : α = koefisien kelebiha udara (0,85 – 1,05) = 1,05

5. Jumlah gas hasil pembakaran pada pembakaran sempurna 1 kg bahan bakar dalam mol

Mg = αL'o +


mol........................................(Ref 7.hal. 39)

28

LAPORAN TUGAS AKHIR

6. Total volume gas hasil pembakaran setiap 1 kg bahan bakar (Vg)

Vg = 24,4Mg m3/ kg bahan bakar .............................(Ref 7.hal. 39)

7. Koefisisen perubahan molar atau rasio gas pembakaran dalam silinder (µₒ) Adalah koefisien yang menunjukan perubahan molekul yang terjadi selama proses pembakaran bahan bakar. µₒ

=

.............................................................(Ref 7.hal. 40)

dimana : 𝛼

= koefisien kelebihan udara.

M𝗀

= jumlah molekul hasil pembakaran 1 kg bahan bakar

8. Koefisisen perubahan aktual molar atau rasio gas pembakaran (µ) Adalah menunjukan perubahan sebuah molekul yang terjadi sebelum dan setelah pembakaran. µ

=

.........................................................(Ref 7.hal. 40)

9. Kapasitas panas rata – rata campuran udara dengan gas buang (Mcv )mix = A + B.Tc............................................................(Ref 7.hal. 48)


29

LAPORAN TUGAS AKHIR

10. Kapasitas panas rata – rata gas hasil pembakaran

(m Cv )gas = A gas + Bgas . Tz................................................(Ref 7.hal. 48)

Agas = Vco2 Aco2 + VH2O. AH2O + V N2 . A N2 + VO2 . AO2

Bgas = V co2 B co2 + VH O2 . BH O2 + V N2 B N2 + V O2 . B O2

11. Temperatur akhir pembakaran pada proses tekanan konstan (TZ)

gas·

[

Tz=

]TC........(Ref 7.hal. 46)

12. Tekanan akhir pembakaran pada proses tekanan konstan (PZ) Adalah tekanan hasil dari pembakaran campuran bahan bakar di ruang bakar.

Pz = Pc . µ

2.8.4

................................................................(Ref 7.hal. 50)

Proses Ekspansi Proses ekspansi, saat ini kedua katup masih dalam keadaan tertutup.

Gas yang terbakar tadi dengan temperatur dan dengan tekanan yang tinggi akan mengembang kemudian menekan dan memaksa torak turun ke bawah (dari TMA ke TMB). Saat inilah pertamakali tenaga panas di rubah menjadi tenaga gerak/mekanis. Tenaga ini di salurkan melalui batang penggerak dan oleh poros engkol dirubah menjadi gerak putar. perhitungannya adalah sebagi berikut :


30

LAPORAN TUGAS AKHIR

1. Perbandingan tekanan dalam silinder selama pembakaran ( λ ) Adalah rasio yang menunjukan perbandingan tekanan maksimum pada pembakaran campuran bahan bakar dengan tekanan pada awal pembakaran.

λ =

.........................................................................(Ref 7.hal. 31)

2. Perbandingan Ekspansi ( ρ ) Merupakan ratio yang menunjukan perubahan yang terjadi pada gas hasil pembakaran campuran bahan bakar pada awal langkah ekspansi. Perbandingan ekspansi pendahuluan dapat dicari dengan rumus :

ρ

=

..........................................................(Ref 7.hal. 50)

3. Perbandingan ekspansi selanjutnya (

)

Adalah rasio yang menunjukan perubahan pada gas hasil pembakaran selama langkah espansi

= ...............................................................(Ref 6.hal. 46)


31

LAPORAN TUGAS AKHIR

4. Temperatur akhir pada proses ekspansi

Tb =

........................................................(Ref 7.hal. 52)

Dengan : n2 = Ekponen politropik rata – rata (1,16 – 1,23) = 1,23 δ  ɛ =Perbandingan ekspansi 5. Tekanan akhir ekspansi ( pb ) Tekanan akhir pada proses ekspansi

Pb =

2.9

.........................................................(Ref 7.hal. 52)

Efisiensi Termal (ηth ) Efisiensi termal suatu mesin didefinisikan sebagai energi keluar dengan

energi kimia yang masuk yang di hisap ke dalam ruang bakar. Efisiensi termal menurut definisinya merupakan parameter untuk mengukur bahan bakar. selisih antara jumlah kalor masuk dan kalor keluar merupakan dasar untuk menentukan efisiensi termal secara teoristis. ηth

=

Q1

= Cv (T3 – T2)

Q2

= Cv (T4 – T1)


x 100%..................................(Ref 2.hal. 4)

32

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.10

Tekanan efektif Rata – Rata Tekanan efektif rata-rata (Brake Mean Effective Pressure) dalam satuan

kg/cm2 yang merupakan tekanan rata-rata yang bekerja pada piston selama proses kerja dapat dihitung berdasarkan rumus: 1. Tekanan indikator rata – rata teoritis (Pit)

Adalah besaran rata – rata tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran campuran bahan bakar dan bekerja pada piston sesuai perhitungan :

Pit =

*

(

)

(

)+.(Ref 7.hal. 55)

2. Tekanan indikator rata – rata (Pi)

Adalah besaran rata-rata tekanan yang dihasilkan dari pembakaran campuran bahan bakar.

Pi

= φ . Pit............................................................(Ref 7.hal. 55)

Dimana :

φ

= faktor koreksi berkisar antara 0,92 – 0,97 Dalam perhitungan diambil = 0,97


33

LAPORAN TUGAS AKHIR

3. Tekanan efektif rata – rata(Pe)

Merupakam besaran rata-rata tekanan efektif yang bekerja pada permukaan piston. = Pi . ήm...........................................................(Ref 7.hal. 61)

Pe

Dengan : ήm = Efisiensi mekanik besarannya sekitar 0,8 – 0,85. Diambil 0,85

2.11

Perhitungan Daya Motor Keluar

2.11.1 Daya indikator ( Ni )

Ni

= Pi . V L . Z . n . a

...................(Ref 7.hal. 61)

2.11.2 Daya efektif ( Ne ) Adalah besaran rata-rata daya yang dihasilkan oleh mesin. Ne

= Pe . V L . Z . n . a

...................(Ref 7.hal. 61)

Dimana : a : jumlah siklus perputaran, untuk motor 4 langkah = 0,5 1. Torsi T

= 7162.0


........................................(Ref 1.hal. 82)

34

LAPORAN TUGAS AKHIR

2.12

Komsumsi Bahan Bakar

2.12.1 Pemakaian bahan bakar indikator (Fi) Adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan tekanan indikator F1 =

.............................................(Ref 6.hal. 67)

Dimana : = Efisiensi Pengisian.

= tekanan udara luar.

= Tekanan indikaror rata-rata.

= Koefisien kelebihan udara.

= Kebutuhan udara teoristis (mol).

= Temperatur udara luar

2.12.2 Komsumsi bahan bakar spesific efektif (F) F=

kg/hp jam...................................................(Ref 7.hal. 63)

2.12.3 Komsumsi bahan bakar dalam setiap jam (Fh) Fh = F . Ne kg/jam .......................................................(Ref 7.hal. 63)


35

BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents