SKRIPSI (ME 1336)
PENGARUH PERUBAHAN COMPRESSION RATIO PADA UNJUK KERJA MOTOR DIESEL DENGAN BAHAN BAKAR GAS
OLEH: Nama : DAYANG NRP : 4209 105 014 JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
PENDAHULUAN
Gas alam terkompresi (CNG) telah muncul sebagai solusi untuk masalah harga minyak yang tinggi dan emisi gas buang tinggi. Saat ini, bahan bakar alternatif telah berkembang karena kekhawatiran bahwa cadangan bahan bakar fosil di seluruh dunia yang terbatas dan pada dekade awal abad ini akan habis . Dalam proses konversi mesin diesel menjadi mesin bahan bakar gas diperlukan perubahan rasio kompresi pada ruang bakar. Dalam konversi mesin diesel mejadi mesin bahan bakar gas perlu direncanakan rasio kompresi yang tepat agar diperoleh unjuk kerja mesin bahan bakar gas yang tinggi.
PERUMUSAN MASALAH Berapa kompresi rasio bahan bakar gas yang memiliki unjuk kerja tertinggi ? • Berapa persen perubahan daya engine setelah dikonversi?
BATASAN MASALAH Hanya membahas compression ratio saja. Untuk merubah compresion ratio tidak sampai memotong connecting rod. Tidak membahas sistem injeksi bahan bakar. Tidak membuat benda kerja, sehingga analisa perubahan compresion rasio dengan menggunakan software GT-Power.
TUJUAN Mengetahui unjuk kerja mesin diesel pada rasio kompresi aslinya. Menganalisa efek rasio kompresi terhadap unjuk kerja mesin bahan bakar gas. Menganalisa rasio kompresi mesin diesel dan mesin bahan bakar gas yang optimum terhadap perubahan unjuk kerja mesin. Mengetahui rasio kompresi mesin bahan bakar gas yang menghasilkan unjuk kerja tertinggi. •
DIESEL ENGINE
Pada diesel engine panas dari tekanan udara di ruang bakar membakar bahan bakar secara sepontan. Rasio kompresi diesel engine antara 14:1 – 25:1 Pada dimensi yang sama mesin diesel menghasilkan torsi yang lebih besar daripada mesin bensin dan mesin bahan bakar gas.
COMPRES NATURAL GAS
CNG, adalah gas alam yang ditekan yang sifatnya jernih, tidak berbau, tidak beracun, dan non-korosif. Gas alam lebih aman daripada bensin dalam banyak hal dan suhu flash point untuk gas alam lebih tinggi daripada bensin dan solar. Kandungan utama Gas alam adalah metana (CH 4) tapi sering mengandung etana, propana, nitrogen, helium, karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan uap air
KONVERSI DIESEL KE MESIN BAHAN BAKAR GAS
Semua mesin diesel dapat dikonversikan menjadi Mesin bahan bakar gas alam Tingkat daya dari mesin setelah konversi tergantung pada berbagai masalah, seperti kualitas tingkat gas alam, tenaga dari mesin diesel asli, tingkat emisi diperlukan dll . Mesin diesel dikonversi menjadi gas alam umumnya memerlukan komponen tambahan serta beberapa perubahan mekanik untuk mesin
LANGKA-LANGKAH KONVERSI MESIN DIESEL MENJADI MESIN BAHAN BAKAR GAS Bongkar mesin.
Memeriksa komponen dan mengganti seperlunya. Merubah piston untuk bahan bakar gas (rasio kompresi lebih rendah). Mengubah cylinder head untuk memasang busi. Install camshaft sensor dan timing wheel. Pasang kembali mesin. Install throttle body, sistem pengapian, mixer gas atau injeksi bahan bakar. Tuning dari mesin (bahan bakar dan pengapian).
METODOLOGI
Metodelogi pengerjaan tugas akhir dimulai dengan setudi literatur, yaitu mencari buku yang berkaitan dengan diesel, compres natural gas, diesel conversi to natural gas, serta program GTPower untuk analisa. Lalu mencari data engine, data menyangkut daya engine, putaran engine, bore, stroke dan compresion ratio. Dari data dibuat model engine, melakukan analisa compresion ratio menggunkan program dengan memvariasikan volume clirence, setelah dilakukan dengan variasi CR 20:1 hingga 10:1 hingga didapat compresion ratio yang terbaik dengan fefoma engine tertinggi, lalu didapat kesimpulan setelah itu selesai.
START
-Buku -Jurnal -Internet -Software analisa
Studi literatur
Pengumpulan data
•Spek engine •Bore •stroke •compresion ratio
Pembuatan model engine
Simulasi dengan variasi pada : Compresion ratio
Simulasi model
Analisa rasio kompresi
Kesimpulan dan saran
Selesai
Tidak
HSD, CNG CR 14-20,28
CNG CR 16, CNG CR 19 HSD CR 20,28
CNG CR 19, CNG CR 20,28 HSD CR 20,28
GRAFIK DAYA PADA HSD CR 20,28
CNG CR 16
DATA DAYA CNG 16
DATA DAYA HSD CR 20,28
GRAFIK DAYA CNG CR 19
DATA DAYA CNG CR 19
KESIMPULAN
Kesimpulan didapat dari semua rangkaian pemodelan dan simulasi yang telah dilakuan, adapun kesimpulannya adalah sebagai berikut : Rasio kompresi yang cocok untuk mesin HSD yang dikonversi menjadi mesin bahan bakar gas alam adalah CR 16. Mesin CNG kompresi rasionya masih dapat dinaikan hingga CR 19, Namun jika CR diatas 16 dan kurang dari atau sama dengan 19 maka daya pada RPM rendah dayanya akan kecil, namun tinggi pada tinggi pada rpm tinggi.
SARAN
Saran dari penulis adalah : Jika suatu mesin yang dikonversi akan digunakan pada kecepatan dan daya yang bervariasi maka cocok mengubah CR menjadi CR 16 namun jika suatu mesin akan dioperasikan pada kecepatan tetap dan beban tetap maka CR diubah menjadi CR 19. Suatu mesin HSD yang dikonversi menjadi mesin CNG sebaiknya dilakukan modifikasi pada cam shaft lifter agar daya nya dapat menyamai daya sebelum dikonversi.
DAFTAR PUSTAKA Ismail, S.A.R. and T.F. Nugroho, 2010. Experimental and computational of engine cylinder pressure investigation on the port injection dedicated CNG engine development. J. Applied Sciences, 10: 107-115. Semin., Ismail, A.R., Bakar, R.A, 2008b. ”Investigation of CNG engine intake port gas flow temperature based on steady-state and transient simulation”, European Journal of ScientificResearch 22 (3), pp. 361-372 Semin., Bakar, R.A., Ismail, A.R, 2008c. ”Computational visualization and simulation of diesel engines valve lift performance using CFD”, American Journal of Applied Sciences 5 (5), pp.532-539. Semin., Ismail, A.R., Bakar, R.A, 2008a. ”Comparative performance of direct injection diesel engines fueled using compressed natural gas and diesel fuel based on GT-POWER simulation”, American Journal of Applied Sciences 5 (5), pp. 540- 547.
