BAB V PERHITUNGAN MOTOR MENGGUNAKAN SATUAN INTERNASIONAL (SI)
A. Daya Indikator dan Daya Efektif Gambar 24 Pada saat piston ring didepan maka D1 tidak sama dengan D2, namun piston ring terpasang D1= D2 disebut D = diameter silinder dan S = langkah torak. Luas lingkaran = R2
R=1 2 = . ( 1 D )2 2 = D2 =3 4 = 3,14 D2 4
Luas lingkaran = 0,785 D2 Volume silinder = V = 0,785 D2.S Usaha = A = 0,785 D2. S.Po Daya = Po = 0,785 D2.S.Po.n tiap Daya thersitis = Po = 0,785 D2.S.n.2.Po untuk seluruh silinder. Daya theritis P0 terdiri dari daya Indikator Pi dan daya efektif Pe, begitu Juga tekanan rata - rata Po terdiri dari Tekanan rata - rata indikator PI dan Tekanan rata - rata efektif Pe sehingga untuk motor 2 takt kerja tunggal. 2
Pi = 0,785 D .S.n.2.pi.100 2
Pe = 0,785 D .S.n.2.pe.100
Untuk motor 2 takt kerja ganda :
2
Sedangkan untuk motor 4 takt kerja tunggal
Dimana : Pi Pe D S N Pi Pe
2
Pi = 0,785 (2D – d ) s.n.z.pi.100 2 2 Pe = 0,785 (2D – d ) s.n.z.pe100
:
untuk motor 4 takt k. ganda
Pi = 0,785 D.S.n..Pi.50
Pi = 0,785 ( 2D – d ) s.n. .Pi
Pe = 0,785 D.S.n..Pe.50
Pe = 0,785 ( 2D –d ) s.n..Pe
= daya indikator dalam IKW = daya efektif dalam EKW = diameter silinder dalam meter D = diameter torak = langkah torak dalam meter d = diameter batang torak ( m ) = putaran motor dalam RPS = jumlah silinder dalam buah = tekanan rata-rata indikator dalam bar = tekanan rata-rata efektif dalam bar
B. Konstante Silinder ( volume langkah = piston displacement ) Kerja Tunggal & Ganda 1. Konstante Silinder ( volume langkah = piston displacement ) Dari rumus tersebut diatas ternyata : K sil = 0,785 D.S
Ksil = volume langkah = Vs
Km = K sil .
Ksil dan Km berlaku untuk motor 2 takt atau 4 tak
Sehingga :
dimana : K sil Km
Pi Pe
= Ksil . 2 . n . Pi . 100 = Ksil . 2 . n . Pe. 100
2 takt
Pi Pe
= K sil . 2 .n . pi . 50 = K sil . 2 . n . pe . 50
4 takt
= konstante silionder dalam tanpa satuan = konstante motor dalam tanpa satuan
D S
= diameter silinder dalam motor = langkah torak dalam motor
2. Konstante silinder kerja ganda Ksil = 0,785 ( 2D – d )
2
D = diameter torak ( m )
Km = K sil .
D = diameter batang torak ( m )
C. Rendemen - Rendemen Didalam mempelajari motor, terdapat 3 ( tiga ) rendemen saat motor sedang berjalan yaitu: 1. Rendemen thermis ( th ) adalah perbandingan panas yang diserap silinder terhadap panas pembakaran bahan bakar, dapat ditulis : th = Q sil = Pi____ Qbb bi . Pi . NO th =
1___ bi . NO
Untuk motor 2 takt atau 4 takt
2. Rendemen total (tot) adalah perbandingan panas yang diserap poros engkol terhadap panas pembakaran bahan bakar, dapat ditulis tot = Q poros = Pe_____ Qbb be . Pe . NO tot =
1___ be . NO
Untuk motor 2 takt atau 4 takt
3. Rendemen mekanis ( m ) adalah perbandingan panas yang diserap poros engkol terhadap panas yang diserap silinder, dapat ditulis : m = Q poros __ = Pe_ = 0,785 D2.s.n.2.Pe.100_ Q silinder Pi 0,785 D2.s.n.2.Pi.100 m = Pe = Pe Pi Pi
Untuk 2 takt atau 4 takt
Atau m = tot = 1 = 1 th be.NO bi . NO
M = tot = bi th be
untuk 2 takt atau 4 takt
m = Pe = Pe = tot = bi Pi Pe th be
untuk 2 takt atau 4 takt
Dimana : th = rendemen thernis dalam % Bi = pemakaian bahan bakar spesific indikator dalam kg/IKW-detik dimotor Be = pemakaian bahan bakar spesific efektif dalam kg/EKW-detik dipompa Bahan bakar NO= nilai pembakaran (opek) bahan bakar dalam kj/kg . b . bakar tot= rendemen total dalam % m = rendemen mekanis dalam%
a. Daya Gesekan Mekanis Sebagaimana diketahui bahwa daya indikator Pi adalah daya yang dihasilkan akibat panas yang diserap oleh silinder Qsil yang terdapat diruang pembakaran (conbustion chamber) karena timbul gesekan –gesekan antara gesekan piston ring terhadap silinder, gesekan piston pim dengan bearingnya, gesekan CROSSHEAD pin dengan bearingnya, gesekan cremk pin dengan bearingnya dan gesekan main jurnal dengan bearingnya maka daya gesekan (Pt) = gesekan-gesekan sehingga : Pe = Pi - Pt
Atau
Atau
Pt = Pi - Pe
Qgesekan mekanis = Qsil – Q poros = th - tot
Dimana : Pt = daya gesekan mekanis dalam KW Sehingga :
Qgesekan mekanis = Pi –Pe = Qsil –Qporos = th -tot
b. Perbandingan Kompresi dan Derajat Pengisian Dalam halaman 20 dan halaman 21, telah ditentukan bahwa :
= (Vs –Vx) + Vc Vc
dan
Dp = (Vs – Vx) + Vc Vs
dimana : = perbandingan kompresi untuk 2 takt atau 4 takt (tanpa satuan) dp= derajat pengisian untuk 2 takt atau 4 takt (tanpa satuan) Vs = volume langkah dalam m (%) Vx = volume pada saat torak berada pada jarak X meter setelah TMB dalam m(%) (Vs – Vx) = volume awal kompresi dalam meter (%) Vc = volume akhir (volume ruang rugi) dalam m (%)
Gambar 25
c. Kecepatan Rata - Rata Torak Dalam halaman 21 telah dijelaskan bahwa :
Cm = 2Sn
untuk 2 takt atau 4 takt
Dimana : Cm = kecepatan Rata-Rata torak dalam m/detik S = langkah torak dalam m N = putaran poros motor dalam RPS (Revolution Per Seemd) = putaran tiap Detik d. Nilai pembakaran (opek) bahan bakar. -
Bila komposisi bahan bakar diketahui, seperti carbon, hydrogen, sulprul dll maka : NO = 340 C + 1200 (H – 0 ) + 105 S 8
Dimana : NO = nilai opek bahan bakar dalam kj/kg C,H,N dan S = komposisi b. bakar tidak dalam %
e. Pemakaian bahan bakar dan pemakaian bahan bakar tiap injeksi
- pemakaian bahan bakar =
B =bi . pi . = be .pe
- pemakaian bahan bakar/injeksi =
untuk 2 takt (4 takt)
Binj = bi . pi = be . pe .n . n
2 takt
Vinj = B inj bb
2 takt
untuk motor 4 takt : B inj = bi . Pi . 2 .n
= be . Pe . 2 .n
V inj = Binj bb
Dimana : B = pemakaian bahan bakar dalam kg/ detik Bi = pemakaian bahan bakar spesific indikator dalam
kg Ikw – det Be = pemakaian bahan bakar spesifik efektif dalam kg / EKW – detik Pi = daya indikator dalam I KW Pe = daya efektif dalam EKW B inj = pemakaian bahan bakar tiap injeksi tiap silinder tiap proses dalam
Kg V inj = volume bahan bakar tiap silinder / proses dalam litrer bb = berat jenis bahan bakar dalam kg / dm
f. Waktu Pembukaan Dan Penutupan Katup-katup Pembukaan katup-katup (katup masuk, katup buang, katup pengabut, katup udara start dll) ialah : T=
360 . n
Untuk 2 takt (4 takt)
T = waktu katup terbuka – tertutup dalam detik ( waktu penyemprotan atau Pembilasan ) = sudut ssaat katup terbuka atau tertutup dalam derajat engkol n = putaran dalam RPS. g. Gaya dorong baling – baling F dorong = 1,944 Pe . b V
Dimana : F dorong = gaya dorong baling – baling dalam KN b = Rendemen baling-baling dalam % v = kecepatan kapal dalam knots
h. Momen Puntir Poros Engkol Mw = 0,159
Pe n
Dimana : Mw = momen puntir poros engkol dalam KNm Pe = daya efektif EKW N = putaran dalam RPS
i. Momen Putaran (tompential) Poros Engkol Mp = Ft . R
Ft = Fp sin ( + ) Cos
Fp = 0,785 D (j)
Dimana : Mp = momen putar poros engkol dalam KNm Ft = gaya tompential dalam KN Fp = gaya piston dalam KN
Pg = tekanan gas dalam bar
j. Momen Guling Mg = F ( cos + R cos )
Dimana : Mg = momen guling dalam KNm F = gaya silinder (KN) = panjang batang penggerak (m) R = jari – jari engkol = 1 S 2
k. Pompa bahan bakar “BOSCH” V inj = 0,785 dp . Sp
Pp = V inj . n . Pp .100
Pp = Vinj . . Pp . 50
(2 takt)
(4 takt)
dimana : Vinj = volume injeksi bahan bakar dalam m dp = diameter plinyer dalam m Sp = langkah plinyer dalam m Pp = daya pompa dalam KW
l. Konversi dari Satuan Matrik ke Satuan Internatif 1 kg/cm = 10 N/m = 0,968 bar 1 kg = 10 N 1 kcal = 4,187 kj 1 kcal /kg = 4,187 kj/kg 1 Kgm = 0,01 kj 1 HP = 0,736 Kw = 736 watt 1,36 HP = 1 kw = 1kj/det = 1 KNm/det 1 gram / IHP – jam = 1,36 gram /Ikw – jam = 0,00038 gr/Ikw –det 1 gram / EHP – jam = 1,36 gram /EKW – jam = 0,00038 gr/EKW – det 1 mile/jam = I knot = 0,5144 m/det
