KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT PADA NANCHANG TYPE 2105A 3

PROSIDING 2012© Arsitektur

Elektro

Geologi

Mesin

HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Perkapalan Sipil

KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT PADA NANCHANG TYPE 2105A – 3 Abdul Latief Had & Eko Haryono Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea – Makassar, 90245 Telp./Fax: (0411) 585637 e-mail: [email protected]

Abstrak Mesin Diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam. Untuk mempertahankan agar temperatur mesin selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi. Umumnya temperatur kerja mesin antara 82 sampai 99° C. Maka perlunya pemasangan thermostat pada mesin. Thermostat merupakan alat bantu pengatur sirkulasi air di sistem pendinginan dan dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin, disamping itu kerja mesin menjadi lebih maksimum. Jadi penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh thermostat pada mesin diesel Nanchang 2105 A-3 sehingga dapat diketahui apakah dengan pemasangan thermostat dapat mempengaruhi prestasi mesin diesel dalam hal konsumsi bahan bakar, daya mesin dan efisiensi termalnya. Hasil penelitian terhadap prestasi mesin dengan thermostat dan tanpa thermostat dalam percobaan ini adalah pada putaran 1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,063 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal 0,254 sedangkan untuk mesin dengan thermostat pada putaran 1.022 rpm, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,0624 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal 0,257. Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik 0,97%, daya mesin 0,64%, dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada mesin Nanchang dengan thermostat, emisi gas buangnya yang ditimbulkan minimum. Kata Kunci: mesin diesel, thermostat, prestasi mesin

PENDAHULUAN Mesin diesel merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Mesin pembakaran dalam selama beroperasi temperatur gas dalam ruang pembakaran bisa mencapai 2500 °C sehingga diperlukan suatu sistem pendinginan mesin. Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak dibuang, komponen mesin yang berhubungan dengan pembakaran akan mengalami kenaikan temperatur berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut (Daryanto, 1999:62). Berdasarkan kejadian tersebut, mesin memerlukan sistem pendinginan yang berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin sehingga kemampuan ideal mesin dapat dicapai. Untuk memperoleh kinerja maksimal, umumnya temperatur air pendingin selama mesin beroperasi ada di antara 80o – 90oC atau biasa disebut temperatur kerja mesin. Jika temperatur mesin diesel tidak memenuhi spesifikasi ini, maka mesin pendinginan tidak dibutuhkan, sehingga diperlukannya thermostat sebagai pengatur sirkulasi air. Kesalah-pahaman yang terjadi pada masyarakat yaitu melepas thermostat pada mesin karena dianggap benda tersebut mengakibatkan temperatur mesin naik dari yang semestinya. Tindakan ini keliru. Penyebab mesin panas bukan karena adanya thermostat, tetapi terjadi panas bisa jadi karena tenaga mesin yang diberi beban berlebihan. Tanpa thermostat, sirkulasi air tidak akan berjalan sempurna karena fase pemanasan dan fase pendinginan tidak terjadi, sehingga hal inilah yang menyebabkan pada temperatur mesin masih dingin, air sudah masuk ke cooler, padahal temperatur air belum perlu didinginkan. Untuk itu alat ini dipasang di mesin diesel untuk melakukan pengukuran sebagai langkah dalam proses penelitian ini. Alat ini dapat dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang sesungguhnya.

Volume 6 : Desember 2012

Group Teknik Perkapalan TP3 - 1

ISBN : 978-979-127255-0-6

Kinerja Mesin Diesel akibat… Arsitektur Elektro

Geologi

Mesin

Abdul Latief Had & Eko Haryono Perkapalan Sipil

KAJIAN PUSTAKA Pada umumnya performance atau prestasi mesin bisa diketahui membaca dan menganalisis parameter yang ditulis dalam sebuah laporan atau media lain. Biasanya kita akan mengetahui daya, torsi, dan bahan bakar spesifik dari mesin tersebut. Parameter itulah yang menjadi pedoman praktis prestasi sebuah mesin. Parameter prestasi mesin dapat dilihat dari berbagai hal diantara yang terdapat dalam diagram sebagai berikut. Parameter Prestasi Mesin

Daya

Laju Konsumsi

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Efisiensi Bahan Bakar Gambar 1. Diagram Alir Prestasi Mesin

Mesin bakar adalah suatu mesin yang mengkonversi energi dari energi kimia yang terkandung pada bahan bakar menjadi energi mekanik pada poros mesin bakar. Jadi daya yang berguna akan langsung dimanfaatkan sebagai penggerak adalah daya pada poros. Proses perubahan energi dari mulai proses pembakaran sampai menghasilkan daya pada poros mesin bakar melewati beberapa tahapan dan tidak mungkin perubahan energinya 100%. Selalu ada kerugian yang dihasilkan dari selama proses perubahan, hal ini sesuai dengan hukum termodinamika kedua yaitu "tidak mungkin membuat sebuah mesin yang mengubah semua panas atau energi yang masuk menjadi kerja". Jadi selalu ada "keterbatasan" dan "keefektifan" dalam proses perubahan, ukuran inilah yang dinamakan efisiensi. Kemampuan mesin bakar untuk merubah energi yang masuk yaitu bahan bakar sehingga menghasilkan daya berguna disebut kemampuan mesin atau prestasi mesin. Pada gambar 2 adalah penggambaran proses perubahan energi bahan bakar.

Gambar 2. Keseimbangan Energi pada Mesin Bakar

Pada mesin bakar tidak mungkin mengubah semua energi bahan bakar menjadi daya berguna. Dari gambar terlihat daya berguna bagiannya hanya 25% yang artinya mesin hanya mampu menghasilkan 25% daya berguna yang bisa dipakai sebagai penggerak dari 100% bahan bakar. Energi yang lainnya dipakai untuk menggerakkan asesoris atau peralatan bantu, kerugian gesekan dan sebagian terbuang ke lingkungan sebagai panas gas buang dan melalui air pendingin. Kalau digambar dengan hukum termodinamika dua adalah sebagai berikut.

ISBN : 978-979-127255-0-6




Elektro

Geologi

Mesin


Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (V d). Sedangkan volume antara TMA dan kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (V c). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak ketika ia berada di TMB sampai tutup silinder. 𝑉𝑡 = 𝑉𝑑 + 𝑉𝑐

(1)

Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan diameter silinder (D) dan panjang langkah torak (L) biasanya mempunyai satuan centimeter cubic (cc) atau cubic inch (cu.in). 𝑉𝑑 = 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 × 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑙𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎ℎ 𝑉𝑑 = 𝜋𝑟 2 × 𝐿 1 2 𝑉𝑑 = 𝜋 ( 𝐷) × 𝐿 2

(2)

Dengan demikian besaran dan ukuran mesin bakar menurut volume silinder tergantung dari banyaknya silinder yang digunakan dan besarnya volume silinder (Kiyuku & Murdhana 1998).

Perbandingan Kompresi (Compression Ratio) Perbandingan kompresi (r) adalah mencirikan seberapa banyak campuran bahan bakar dan udara yang masuk silinder pada langkah hisap, dan yang dimampatkan pada langkah kompresi. Perbandingannya adalah antara volume langkah dan ruang bakar (Vd +Vc) yaitu pada posisi piston di TMB, dengan volume ruang bakar (Vc) yaitu pada posisi piston di TMA, dapat dirumuskan dengan persamaan; 𝑟=

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑠𝑖 𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛 𝑑𝑖 𝑇𝑀𝐵 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑠𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑠𝑖 𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛 𝑑𝑖 𝑇𝑀𝐴

𝑟=

𝑉𝑑 + 𝑉𝐶 𝑉𝑑 =1+ 𝑉𝐶 𝑉𝐶

(3)

Pada mesin diesel rasio kompresi lebih tinggi dibanding dengan mesin bensin. Rasio kompresi semakin tinggi pada mesin diesel dibarengi dengan kenaikan efisiensi. Kenaikan rasio kompresi akan menaikkan tekanan pembakaran, kondisi ini akan memerlukan material yang kuat sehingga bisa menahan tekanan dengan temperatur tinggi. Material yang mempunyai kualitas tinggi harus dibuat dengan teknologi tinggi dan harganya mahal, sehingga secara keseluruhan menjadi tidak efektif. Tekanan tersebut dinamai “tekanan efektif rata – rata” yang diformulasikan sebagai, 𝑃𝑒 =

𝑊 𝑉𝐿

(4)

dimana, W = Kerja (kJ) VL = Volume langkah torak (m3) Daya poros adalah daya efektif pada poros yang akan digunakan untuk mengatasi beban kendaraan. Dengan adanya bagian-bagian yang bergesekan waktu mesin bekerja, maka disini akan timbul kerugian daya. Kerugian daya ini dapat diperkecil dengan adanya minyak pelumas yang baik atau sistem pelumasan yang sempurna. Tenaga indikator (Ni) dikurangi dengan kerugian karena gesekan-gesekan akan menghasilkan daya efektif (Ne). Apabila putaran mesin inti n kali per menit ini berarti n/60 kali per detik. Kita telah mengetahui bahwa untuk mesin 4 langkah tiap dua putaran baru ada satu langkah kerja sehingga pada (n) putaran per menit jumlah langkah kerja ada n/2 tiap menit atau 1/2 x n/60 tiap detik.



ISBN : 978-979-127255-0-6


Geologi

Mesin


Jadi tenaga (daya) mesin dapat ditulis: 𝑁𝑒 =

1 𝑛 𝜋 × × × 𝐷2 × 𝑃𝑒 × 𝑙 2 60 4

(kg.cm/detik)

(5)

untuk 1 DK (daya kuda) = 75 kgm/detik = 7500 kg cm/detik Maka tenaga mesin (daya) untuk 1 silinder dapat ditulis:

𝑁𝑒 =

𝑃𝑒 ×

𝜋 2 𝑛 1 𝐷 ×𝑙× × 4 60 2 75 × 100

mesin 4 tak

(6)

untuk mesin lebih dari satu silinder besarnya daya efektif 𝑁𝑒 =

𝑃𝑒 × 𝑉𝑙 × 𝑎 × 𝑛 × 𝑧 100 × 60 × 75

(7)

dimana, Ne VL n Pe a z

= Daya efektif (Hp) = Volume langkah torak (cm3) = Putaran mesin tiap menit = Tekanan efektif rata-rata (kg/cm2) = Jumlah langkah kerja, untuk mesin 2 tak = 1 = untuk 4 tak = ½ = Jumlah silinder mesin

Efisiensi thermis adalah ukuran besarnya pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk dirubah menjadi daya efektif (power). 𝑁𝑡 =

632 × 100% 𝑆𝐹𝐶 × 𝐻

(8)

dimana, H = Nilai kalor untuk bahan bakar 9.420 kcal/kg. SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik 632 kcal/jam

1 cal 1 PS

= 4,186 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 = 735,5 𝑊 = 735,5 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒/𝑠 1 1 = 735,5 × × 3.600 × 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑗𝑎𝑚 4,186 1000 = 632 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑗𝑎𝑚

Nilai kalor mempunyai hubungan dengan berat jenis. Pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah nilai kalornya (Kiyaku & Murdhana, 1998). Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) ditentukan dalam g/PSh atau g/kWh dan lebih umum digunakan dari pada ηt. Besar nilai SFC adalah kebalikan dari pada ηt. Penggunaan bahan bakar dalam gram per jam Ne dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: 𝑆𝐹𝐶 =

𝑚𝑓 [𝑘𝑔/𝐻𝑝. ℎ] 𝑁𝑒

(9)

dimana, SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik (kg/Hp.jam) Ne = Daya mesin (Hp)

ISBN : 978-979-127255-0-6




Elektro

Geologi

Mesin


Sedang nilai mf dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut, 𝑚𝑓 =

𝑏 3600 × × 𝜌𝑏𝑏 𝑡 1000

(10)

dimana, b t ρbb mf

= Volume konsumsi bahan bakar (cc) = Waktu (detik) = Berat jenis bahan bakar (gram / cm3) = Penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu. (Soenarta & Furuhama, 1995)

Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil pembakaran berupa gas pembakaran saja. Jadi dapat disimpulkan bahwa pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat: 1) Kerugian panas dalam mesin jadi besar, sehingga efisiensi mesin menjadi turun. Usaha dari mesin turun pula pada penggunaan bahan bakar yang tetap. 2) Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas torak melekat pada alurnya, sehingga tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak. 3) Sisa pembakaran terdapat pula pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katup buang sehingga katup tidak dapat menutup dengan rapat. 4) Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara torak dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga torak dan silinder mudah aus.

Thermostat Temperatur cairan pendingin pada sistem pendinginan terkandung dengan operasi mesin. Pada umumnya efisiensi operasi yang tertinggi, adalah bila temperaturnya berkisar 80-90 °C. Sangat penting sekali bahwa temperatur yang mencapai batas optimal paling baik secepat mungkin dapat dicapai setelah mesin hidup. Thermostat dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin dalam batas yang diizinkan. Thermostat adalah semacam katub yang membuka dan penutup secara otomatis sesuai dengan kondisi temperatur cairan pendingin. Thermostat dipasangkan di dalam rumah thermostat pada kepala silinder, antara cooler dan sirkuit pendingin mesin. Bila temperatur rendah katup menutup untuk mencegah agar tidak masuk ke cooler. Bila temperatur meningkat katup akan membuka dan dengan demikian cairan pendingin mengalir ke cooler. Dengan demikian, periode pemanasan mesin dapat dibatasi dan memelihara suhu kerja mesin secara ekonomis. Dikenal dua macam thermostat, yaitu model bellow dan model wax. Pada model yang pertama, bellow tembaga diisi dengan cairan yang mudah menguap (volatile liquid) seperti ethyl atau methyl alcohol. Apabila suhunya rendah, maka bellow akan mengerut dan menutup katup sehingga air yang mengalir menuju radiator terhenti. Dengan demikian sirkulasi air hanya terjadi pada mantel air sampai suhunya segera naik. Jika telah panas, volatile liquid akan memuai dan membuka katup. Thermostat model wax banyak dipakai sangat ini, ia bekerja lebih baik dibanding jenis bellow, setelah ternyata bahwa model bellow kurang baik untuk sistem pendinginan tertutup atau sistem pendinginan tekan. Thermostat model wax ini memiliki beberapa keistemewaan di banding model bellow. Pada umumnya sekarang ini banyak dipakai model wax. Cara kerjanya sama dengan model bellow, hanya pada jenis ini digunakan sifat suhu ekspansi parafin untuk membuka dan menutup katupnya.



ISBN : 978-979-127255-0-6


Geologi

Mesin


Gambar 3. Thermostat Model Wax

METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan pada Laboratorium Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan. Proses penelitian dilakukan dengan melakukan pengujian/percobaan langsung berdasarkan masalah yang akan dibahas. 

Bahan dan Alat Adapun bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut: 1. Tangki air 2 (dua) buah 2. Pompa untuk menyalurkan air 3. Air tawar sebagai pendingin mesin 4. Alat Pengukur debit air (flow motor) 5. Cooler sebagai alat pendingin mesin 6. Thermometer sebagai pengukur suhu 7. Stopwatch sebagai pengukur waktu 8. Tachometer sebagai alat untuk mengukur putaran mesin 9. Mesin Diesel



Prosedur Percobaan Prosedur percobaan dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Air diisi ke dalam tangki dengan menggunakan pompa listrik 2. Setiap thermometer di pasang pada tempatnya 3. Nyalakan mesin selama ± 15 menit 4. Catat temperatur air sebelum masuk ke cooler dan sesudah keluar dari cooler dan temperatur air sebelum masuk ke mesin diesel dan sesudah keluar dari mesin diesel serta temperatur udara gas buang. 5. Catat pemakaian bahan bakar dalam waktu 1 (satu) menit. 6. Pengambilan data dilakukan setiap 1 (satu) menit sebanyak 5 (lima) kali untuk bukaan throttle 30%, 7. Ulangi Percobaan 3 sampai 5 untuk bukaan throttle 40%, 50%, 60%, dan 70%

HASIL DAN BAHASAN Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105A-3, terlebih dahulu kita harus memperhatikan peletakan thermostat pada mesin Nanchang, karena dalam pemasangan thermostat pada mesin ada dua macam yaitu thermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) dan thermostat yang letaknya di saluran air keluar (water outlet). Untuk pemasangan thermostat pada mesin Nanchang diletakkan di saluran air keluar, disebabkan instalasi perpipaannya lebih mudah daripada peletakan thermostat pada saluran air masuk. Pada bagian mesin Nanchang tidak memiliki tempat untuk thermostat sehingga digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat, cooler dan mesin Nanchang. Pipa yang digunakan berukuran ½ inci karena disesuaikan dengan pipa yang ada pada mesin Nanchang dan cooler. Sebagaimana hasil dari percobaan mesin diesel Nanchang pada laboratorium kapal pada bukaan throttle 30 – 70 %, maka prestasi mesin diesel Nanchang adalah sebagai berikut:

ISBN : 978-979-127255-0-6




Elektro

Geologi

Mesin


Tabel 1. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 30% No

Nama

Satuan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

P suplai Temperatur udara masuk (T1) Volume silinder (V1) Tekanan di titik 2 (P 2) Tekanan di titik 3 (P 3) Tekanan di titik 4 (P 4) Rasio kompresi (R) K Cp Konstata gas (R) Temperatur di titik 2 (T2) Temperatur di titik 3 (T3) Temperatur di titik 4 (T4) Volume ruang bakar Volume di titik 3 (V3) Cv Massa udara dalam silinder (Mud) Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) Tekanan efektif rata-rata (Pe) Untuk silinder 4 langkah nilai a Daya efektif dalam HP (Ne) Daya efektif dalam kW (Ne) Konsumsi bahan bakar (Vbb) Massa jenis bahan bakar (bb) Waktu pemakaian (s) Penggunaan bahan bakar (mf) Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Efisiensi thermis ()

kg/cm3 K cm3 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

kJ/kgK K K K cm3 cm3 kg

Putaran 742 rpm tanpa dengan Thermostat Thermostat 0,981 0,981 300,000 300,000 1.171,090 1.171,090 95,871 96,014 95,871 96,014 2,057 2,058 26,730 26,730 1,393 1,394 1,016 1,016 0,287 0,287 1.092,791 1.094,247 1.857,745 1.860,220 418,600 413,000 43,820 43,820 74,494 74,494 0,729 0,729 0,00131 0,00131

kJ

0,90661

0,91269

kg/cm3

8,207 0,500 17,269 12,877 19,160 0,850 60,000 0,977 0,0566 0,283

8,299 0,500 17,284 12,964 19,040 0,850 60,000 0,971 0,0558 0,287

HP kW cm3 gram/cm3 S kg/h Kg/Hp.jam


Nama

Satuan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

P suplai Temperatur udara masuk (T1) Volume silinder (V1) Tekanan di titik 2 (P 2) Tekanan di titik 3 (P 3) Tekanan di titik 4 (P 4) Rasio kompresi (R) K Cp Konstata gas (R) Temperatur di titik 2 (T2) Temperatur di titik 3 (T3) Temperatur di titik 4 (T4) Volume ruang bakar Volume di titik 3 (V3) Cv Massa udara dalam silinder (Mud) Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) Tekanan efektif rata-rata (Pe) Untuk silinder 4 langkah nilai a Daya efektif dalam HP (Ne) Daya efektif dalam kW (Ne) Konsumsi bahan bakar (Vbb) Massa jenis bahan bakar (bb) Waktu pemakaian (s)


19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.




kJ

0,90661

0,91269

kg/cm3

8,207 0,500 17,269 12,877 19,160 0,850 60,000

8,299 0,500 17,384 12,964 19,040 0,850 60,000

HP kW cm3 gram/cm3 S


ISBN : 978-979-127255-0-6


Geologi


Mesin

Tabel 2. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 40% (lanjutan) No

Nama

Satuan

26. 27. 28.

Penggunaan bahan bakar (mf) Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Efisiensi thermis ()

kg/h Kg/Hp.jam

Putaran 742 rpm tanpa dengan Thermostat Thermostat 0,977 0,971 0,0566 0,0558 0,283 0,287


Nama

Satuan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.



19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.



kJ

0,89879

0,90531

kg/cm3

8,136 0,500 19,117 14,256 21,300 0,850 60,000 1,086 0,0566 0,282

8,232 0,500 19,256 14,359 21,150 0,850 60,000 1,079 0,0558 0,286


Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60% No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Nama P suplai Temperatur udara masuk (T1) Volume silinder (V1) Tekanan di titik 2 (P 2) Tekanan di titik 3 (P 3) Tekanan di titik 4 (P 4) Rasio kompresi (R) K Cp Konstata gas (R) Temperatur di titik 2 (T2) Temperatur di titik 3 (T3) Temperatur di titik 4 (T4) Volume ruang bakar Volume di titik 3 (V3) Cv

ISBN : 978-979-127255-0-6

Satuan kg/cm3 K cm3 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

kJ/kgK K K K cm3 cm3

Putaran 742 rpm tanpa dengan Thermostat Thermostat 0,981 0,981 300,000 300,000 1.171,090 1.171,090 95,209 95,308 95,209 95,308 2,055 2,396 26,730 26,730 1,392 1,393 1,019 1,018 0,287 0,287 1.088,865 1.089,998 1.851,071 1.852,997 433,800 429,400 43,820 43,820 74,494 74,494 0,732 0,731




Elektro

Geologi

Mesin


Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60% (lanjutan) No

Nama

Satuan

17. 18.

Massa udara dalam silinder (Mud) Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) Tekanan efektif rata-rata (Pe) Untuk silinder 4 langkah nilai a Daya efektif dalam HP (Ne) Daya efektif dalam kW (Ne) Konsumsi bahan bakar (Vbb) Massa jenis bahan bakar (bb) Waktu pemakaian (s) Penggunaan bahan bakar (mf) Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Efisiensi thermis ()

kg

19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

Putaran 742 rpm tanpa dengan Thermostat Thermostat 0,00131 0,00131

kJ

0,89008

0,89487

kg/cm3

8,057 0,500 19,901 14,840 22,580 0,850 60,000 1,151 0,0579 0,277

8,137 0,500 20,008 14,920 22,470 0,850 60,000 1,146 0,0570 0,279



Nama

Satuan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.



19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.



kJ

0,87939

0,88506

kg/cm3

7,960 0,500 20,379 15,197 25,170 0,850 60,000 1,284 0,0630 0,254

8,048 0,500 20,511 15,295 25,090 0,850 60,000 1,280 0,0624 0,257


Analisa yang dapat dilakukan dari tabel-tabel yang di atas dapat setelah diintegrasikan menjadi sebuah grafik adalah hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dan putaran mesin antara mesin diesel dengan thermostat dan tanpa thermostat berbanding lurus. Semakin tinggi putaran mesin maka makin meningkat konsumsi bahan bakar spesifiknya. Mesin diesel tanpa thermostat memiliki SFC yang lebih besar yaitu sebesar 0,063 kg/hp.jam dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama, mesin diesel dengan thermostat menghasilkan 0,0624 kg/hp.jam. Perbandingan putaran mesin dan konsumsi bahan bakar spesifik antara mesin diesel dengan thermostat dan mesin diesel tanpa thermostat, bahwa dengan putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih tinggi konsumsi bahan bakar spesifiknya (SFC). Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,965%.



ISBN : 978-979-127255-0-6

Geologi

Mesin


Konsumsi B.B. Spesifik (SFC), kg/hp.H


Putaran Mesin (rpm) Tanpa thermostat Dengan thermostat

Gambar 4. Grafik Perbandingan antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dan Putaran Mesin

Daya Efektif (Ne), hp

Daya efektif dengan putaran adalah tanpa thermostat maupun dengan thermostat berbanding lurus. Semakin tinggi putaran mesin maka semakin tinggi pula daya efektifnya. Mesin diesel dengan thermostat memiliki daya efektif yang lebih tinggi yaitu sebesar 20,511 Hp dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama untuk mesin diesel tanpa thermostat menghasilkan 20,379 Hp. Perbandingan daya efektif dan putaran mesin antara mesin diesel tanpa thermostat dengan mesin diesel dengan thermostat, bahwa dengan putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih rendah daya efektifnya. Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,64%.

Putaran Mesin (rpm) Tanpa thermostat Dengan thermostat

Gambar 5. Grafik Perbandingan antara Daya Efektif (Ne) dan Putaran Mesin

Efisiensi thermis dengan putaran adalah tanpa thermostat dan dengan thermostat semakin tinggi putaran mesin semakin rendah efisiensi thermisnya. Efisiensi tertinggi dari yang mesin diesel dengan thermostat terjadi pada putaran rendah 742 rpm sebesar 0,287 dan kemudian menurun seiring dengan naiknya putaran mesin. Pada putaran yang sama, efisiensi yang mesin diesel tanpa thermostat sebesar 0,284. Perbandingan putaran mesin dan efisiensi thermis tanpa thermostat dan mesin diesel dengan thermostat, bahwa dengan putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih rendah efisiensi thermalnya. Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,965 % .

ISBN : 978-979-127255-0-6



Elektro

Geologi

Mesin


Efisiensi Thermis (η t),


Tanpa thermostat Dengan thermostat

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 6. Grafik Perbandingan antara Efisiensi Thermis (Ηt) dan Putaran Mesin

SIMPULAN Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisa data dapat disimpulkan bahwa: 1. Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105 A-3, digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat dan mesin Nanchang 2105 A-3, dimana pipa yang digunakan pipa besi yang berukuran ½ inci disebabkan kita menyesuaikan dengan pipa yang ada di mesin Nanchang dan cooler. 2. Dalam penentuan prestasi mesin Nanchang baik yang menggunakan thermostat maupun tanpa thermostat, yang harus diperhatikan putaran, daya konsumsi bahan bakar spesifik, dan efisiensi thermis. Prestasi mesin Nanchang dengan thermostat temperatur kerja lebih efisien dibandingkan mesin Nanchang tanpa thermostat dalam percobaan ini adalah pada putaran 1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,063 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal 0,254. Sedangkan untuk mesin dengan thermostat pada putaran 1022 rpm, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,0624 kg/Hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal 0,257. Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik 0,97%, daya mesin 0,64%, dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada mesin Nanchang dengan thermostat, emisi gas buangnya yang ditimbulkan minimum.

DAFTAR PUSTAKA Holman, J.,P., (1997), Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta. Karyanto, E., (2000), Panduan Reparasi Mesin Diesel, Pedoman Ilmu Jaya, Jakarta. Kreith, Frank, (1997), Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas, Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta. Ozisik, Necati, M., (1985), Heat Transfer a Basic Approach, McGraw-Hill Book Company. Rahmat, Doni, Widodo, & Karnowo, (2008), Teori Mesin Diesel, Semarang. Sukoco, & Zainal, Arifin, (2008), Teknologi Motor Diesel, Alfabeta, Bandung. Wiranto, Arismunandar, & Koichi, Tsuda, (1986), Motor Diesel Putaran Tinggi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.



ISBN : 978-979-127255-0-6


ISBN : 978-979-127255-0-6

Geologi

Mesin




KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT PADA NANCHANG TYPE 2105A 3

Recommend Documents