A ANALISA A PERFO ORMAN NSI MOTOR BA AKAR 4 LANGK L KAH PAD DA MOB BIL KIJ JANG 18800 CC LAPOR L RAN TUG GAS AK KHIR
Diajuk kan untuk Memenuhi M Sebagian Persyaratan P n dalam M Menyelesaik kan Program m Pendidika an Diploma a III
Progrram Studi T Teknik Kon nversi EnergiMekanikk
Oleh :
IMA AM WICA AKSONO O 1205051 1020
JURUSA J AN TEK KNIK ME ESIN PO OLITEKN NIK NE EGERI MEDAN M MEDA AN 2015 5
KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim, Alhamdulilah atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia yang diberikannya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, mulai dari awal penyusunan hingga selesai. Laporan yang berjudul Analisa Performansi Motor Bakar Bensin 4 Tak Pada Mobil Kijang 1800 cc ini, dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Semester VI pendidikan program Diploma III, Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapat banyak arahan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa materi, spiritual, informasi maupun dari segi administrasi, oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Idham Kamil, S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Mesin; 3. Bapak Ir. Abdul Razak, M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik dan selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan tenaga dalam memberikan saran dan arahan kepada penulis; 4. Seluruh staf pengajar Teknik Konversi Energi Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Ir.Suprapto,M.T., selaku wali kelas Teknik Konversi Energi EN6B; 6. Bapak Rahmat Saleh, S.T. yang telah banyak membantu saat penulis melaksanakan PKL dan menyelesaikan tugas akhir ini
vi
7. Teristimewa untuk orang-orang yang begitu mengasihi penulis, Ayahanda Ladi dan Ibunda Maya Rohani, yang selalu mendoakan dan mengingatkan agar mendekatkan diri kepada Allah SWT dalam segala keadaan, dan memotivasi untuk menjadi lebih baik lagi. 8. Teman-teman seangkatan 2012 terkhusus EN-6B atas semua bantuan yang kalian berikan selama pegerjaan tugas akhir ini;
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat bagi kita semua khususnya untuk mahasiswa Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan.
Medan, Agustus 2015 Hormat Penulis,
IMAM WICAKSONO NIM.1205051020
vii
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ...................................................................
ii
LEMBAR PERSETUJUAN .........................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................
iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR............................................
v
KATA PENGANTAR ...................................................................................
vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ...................................................................................... ..
xii
INTI SARI .....................................................................................................
xiii
ABSTRACT ...................................................................................................
xiv
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1
A. Latar Belakang ..........................................................................
1
B. Batasan Masalah ........................................................................
2
C. Tujuan Tugas Akhir ...................................................................
2
D. Manfaat Tugas Akhir .................................................................
2
E. Metode Pengumpulan Data ........................................................
3
F. Sistematika Penulisan..................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................
5
A. Defenisi Motor Bakar .................................................................
5
B. Klasifikasi Motor Bakar..............................................................
5
a). Berdasarkan Sistem Pembakarannya .....................................
5
1. Mesin Pembakaran Luar .....................................................
5
2. Mesin Pembakaran Dalam ..................................................
6
b). Berdasarkan sistem penyalaannya ........................................
7
1. Motor Bakar Bensin ...........................................................
7
2. Motor Bakar Diesel ............................................................
7
C. Spesifikasi Motor Bakar Bensin ................................................
8
BAB II
viii
D. Daya Poros Efektif......................................................................
8
E. Tekanan Efektif Rata-rata ...........................................................
9
F. Daya Indikator .............................................................................
9
G. Pemakaian Bahan Bakar ............................................................
10
H. Efisiensi Mekanis .......................................................................
10
I. Efisiensi Thermal ........................................................................
11
BAB III MOTOR BAKAR BENSIN ..........................................................
11
A. Motor Bakar Bensin ....................................................................
11
1. Pengertian Motor Bakaar Bensin..............................................
11
2. Sejarah Motor Bakar Bensin ...................................................
11
B. Bagian-bagian Utama Motor Bakar Bensin dan Fungsinya .........
12
1. Torak/Piston ............................................................................
12
2. Batang Torak ...........................................................................
13
3. Pena Torak ................................................................................
13
4. Ring Torak/Piston .....................................................................
13
5. Poros Engkol ............................................................................
14
6. Blok Silinder .............................................................................
14
7. Kepala Silinder .........................................................................
15
C. Prinsip Kerja Motor Bakar Bensin ...............................................
15
D. Klasifikasi Motor Bakar Bensin ...................................................
16
1. Motor Bakar Bensin 2 Langkah ..............................................
16
2. Motor Bakar Bensin 4 Langkah ...............................................
18
E. Sistem Bahan Bakar pada Motor Bensin ......................................
21
E.1. Aliran Bahan Bakar pada Sistem Bahan Bakar Bensin .............
22
E.2. Komponen komponen Sistem Bahan Bakar Bensin ..................
22
1. Tangki Bahan Bakar ( Fuel Tank) ............................................
22
2. Saluran Bahan Bakar ................................................................
23
3. Saringan Bahan Bakar (Fuel Filter) .........................................
23
4. Pompa Bahan Bakar .................................................................
24
5. Karburator.................................................................................
24
ix
F. Sistem Pelumasan .........................................................................
25
F.1. Tujuan Pelumasan ......................................................................
25
F.2. Prinsip Kerja Sistem Pelumasan ................................................
25
F.3. Fungsi Pelumasan ......................................................................
26
1. Mengurangi Gesekan ................................................................
26
2. Sebagai Peredam ......................................................................
26
3. Sebagai Anti Karat ...................................................................
26
G. Sistem Pendinginan ......................................................................
27
G.1. Macam-macam Sistem Pendingin .............................................
28
G.2. Proses Pendinginan Pada Mesin ...............................................
29
BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................
32
A. Data Spesifikasi Motor Bakar Bensin .........................................
32
B. Tabel Hasil Percobaan .................................................................
32
C. Daya Poros Efektif .......................................................................
33
D. Tekanan Efektif Rata-rata ...........................................................
34
E. Daya Indikator ..............................................................................
36
F. Pemakaian Bahan Bakar ..............................................................
38
G. Efisiensi Mekanis ........................................................................
40
H. Efisiensi Termal ...........................................................................
42
PENUTUP .....................................................................................
44
A. Kesimpulan ...............................................................................
44
B. Saran .........................................................................................
44
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
xv
BAB V
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Motor Uap ...............................................................................
6
Gambar 2.2. Motor Bakar Torak..................................................................
6
Gambar 2.3. Mesin Bensin ..........................................................................
7
Gambar 2.4. Mesin Diesel ..........................................................................
8
Gambar 3.1. Torak/Piston ...........................................................................
12
Gambar 3.2. Batang Torak ...........................................................................
13
Gambar 3.3. Pena Torak .............................................................................
13
Gambar 3.4. Ring Piston .............................................................................
14
Gambar 3.5. Poros Engkol ..........................................................................
14
Gambar 3.6. Blok Silinder ...........................................................................
15
Gambar 3.7. Kepala Silinder ........................................................................
15
Gambar 3.8. Langkah Hisap dan Kompresi .................................................
17
Gambar 3.9. Langkah Bilas dan Buang .......................................................
18
Gambar 3.10. Langkah Hisap .....................................................................
19
Gambar 3.11 .Langkah Kompresi ................................................................
19
Gambar 3.12 Langkah Usaha. .....................................................................
20
Gambar 3.13. Langkah Buang . ...................................................................
21
Gambar 3.14. Sistem Bahan Bakar pada Motor Bensin ..............................
22
Gambar 3.15. Tangki Bahan Bakar..............................................................
23
Gambar 3.16. Saluran Bahan Bakar .............................................................
23
Gambar 3.17. Saringan Bahan Bakar ...........................................................
23
Gambar 3.18. Pompa Bahan Bakar ..............................................................
24
Gambar 3.19. Karburator ............................................................................
24
Gambar 4.1. Motor Bakar dengan 4 Silinder ..........................................................
33
xi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Putaran Tetap , dengan n = 2000 rpm .............................................
32
Tabel 4.2. Putaran Tetap , dengan n = 1400 rpm ............................................
32
xii
INTI SARI
Mesin kalor adalah mesin yang dapat mengubah energi termal menjadi energi mekanik.Motor bakar torak termasuk kedalam mesin kalor. Motor bakar torak langsung mengubah energi termal menjadi energi mekanik tanpa melalui perantara yang prosesnya terjadi didalam mesin itu sendiri, contohnya adalah mesin bensin.Mesin bensin merupakan mesin yang proses penyalaan bahan bakarnya memerlukan bantuan loncatan bunga api yang berasal dari busi. Adpaun faktor performansi mesin adalah daya poros efektif, tekanan efektif, daya indikator, konsumsi bahan bakar, efisiensi mekanis dan efisiensi termal. Dari analisis data, diperoleh hasil performansi mesin yaitu : n = 1200 rpm daya Poros = 100 watt, tekanan efektif = 4470,6 Kg/m2, daya indikator = 133,3watt, pemakaian bahan bakar=1,89 Kg/Jam, konsumsi bahan bakar spesifik = 0,0189 kg/WH dan efisiensi termal = 11,4 %
Kata Kunci : Mesin Kalor, Mesin Bensin, Efisiensi
xiii
ABSTRACT
Heat engine is a machine that can convert thermal energy into energy mekanik.Motor included into the piston combustion heat engine. Reciprocating engine directly convert thermal energy into mechanical energy without going through intermediaries that the process occurs within the engine itself, for example, is bensin. Petrol engine is an engine that processes the fuel ignition spark require assistance coming from the spark plug. A performance factor is the engine shaft power effective, effective pressure, power indicator, fuel consumption, mechanical efficiency and thermal efficiency. From the data analysis, the results obtained engine performance, namely: Power Shaft = 100 watt, effective pressure = 4470,6 Kg /m2, the power indicator = 133,3watts, fuel = 1,89Kg /hour, specific fuel consumption = 0.0189 kg / WH and thermal efficiency = 11.4% mechanical efficiency = 33.04%, and the thermal efficiency = 2,96%. Keywords : Heat Engine, Petrol Engine, eficiency
xiv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Pada dasarnya, mobil merupakan kebutuhan tersier untuk manusia, yaitu kebutuhan yang tidak harus dipenuhi. Namun dewasa ini, di daerah perkotaan mobil seakan-akan menjadi hal yang wajib untuk manusia yang ekonominya menengah ke atas. Ini bisa dibuktikan dengan menjamurnya mobil-mobil di kotakota besar di Indonesia dan dari tahun ke tahun pertumbuhannya semakin lama semakin meningkat. Seluruh mobil yang ada tersebut menggunakan motor bakar pembakaran dalam sebagai penggeraknya. Motor bakar telah banyak diaplikasikan dalam kehidupan manusia. Tidak hanya diaplikasikan pada kendaraan bermotor, tapi juga bisa diaplikasikan untuk membangkitkan tenaga listrik , dan lain sebagainya.. Menurut bahan bakar yang digunakan motor bakar dibagi dua, yaitu Motor Bakar Diesel dan Motor Bakar Bensin. Motor Bakar Bensin dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu motor bakar bensin 2 tak dan motor bakar bensin 4 tak.Namun untuk mobil seluruhnya memakai motor bakar 4 tak, baik itu berbahan bakar diesel maupun berbahan bakar bensin. Motor bakar bensin adalah motor bakar yang berbahan bakar bensin, sedangkan 4 tak adalah proses kerja torak/piston didalam ruang bakar yang mengalami 4 langkah kerja. Dimana Piston 2 kali naik turun, poros engkol berputar 2 x 3600, untuk menghasilkantenaga. Semakin lama motor bakar semakin berkembang dan banyak melakukan inovasi. Namun , di sisi lain motor bakar yang semakin menjamur menyebabkan manusia boros dalam memakai bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. Mengingat minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui dan harganya yang semakin lama semakin mahal, maka pemakaian bahan bakar haruslah digunakan sebijak mungkin dan dengan se-efektif mungkin.
1
Untuk mengetahui sejauh mana ke-efektifan motor bakar yang kita gunakan, kita harus mengetahui parameter yang mempengaruhi performansi dari motor bakar tersebut. Oleh sebab itu Penulis mengangkat judul : “Analisa Performansi Motor Bakar Bensin 4 Tak Pada Mobil Kijang 1800CC”.
B. Batasan Masalah Pembahasan mengenai motor bakar bensin sangatlah luas, mengingat keterbatasan penulis dan untuk mendapatkan pembahasan yang efektif maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Adapun yang menjadi batasan masalah dalam Tugas akhir ini adalah: 1. Bagaimana prinsip kerja motor bakar bensin 4 langkah pada mobil kijang 1800 cc; 2. Bagaimana bagian utama motor bakar bensin dan fungsi komponennya; 3. Bagaimana spesifikasi motor bakar bensin 4 langkah pada mobil kijang 1800 cc; 4. Bagaimana performansi motor bakar bensin 4 langkah pada mobil kijang 1800 cc.
C. Tujuan Tugas Akhir Adapun yang menjadi tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Untuk mengaplikasikan pelajaran motor bakar yang telah dipelajari secara teori di bangku perkuliahan; 2. Untuk mengetahui sistem dan cara kerjamotor bakar 4 langkah pada mobil Kijang 1800 cc; 3. Untuk mengetahui spesifikasi motor bakar bensin 4 langkah pada mobil Kijang 1800 cc; 4. Untuk mengetahui performansi pada motor bakar bensin 4 langkah pada mobil Kijang 1800 cc.
2
D. Manfaat Tugas Akhir Adapun manfaat penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Bermanfaat bagi penulis untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan tentang aplikasi motor bakar pada mobil; 2. Bermanfaat bagi para pembaca yang ingin mengetahui cara kerja motor bakar; 3. Semua mahasiswa yang membaca untukdijadikan referensi tambahan mengenai motor bakar.
E. Metode Pengumpulan Data Adapun metode - metode yang dilakukan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Lapangan yaitu metode pengumpulan dengan cara mengambil data yang dibutuhkan dalam Tugas Akhir ini secara langsung; 2. Studi kepustakaan yaitu mengumpulkan informasi dari berbagai refrensi yang berkaitan dengan Tugas Akhir ini; 3. Konsultasi dengan dosen pembimbing dan orang - orang yang memahami motor bakar.
F. Sistematika Penulisan Sistematika dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I : PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang permasalahan, pembatasan masalah, tujuan, manfaat, metode pengumpukan data dan sistematika penulisan dari analisa performansi motor bakar bensin.
3
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang spesifikasi motor bakar bensin, daya efektif(Ne), tekanan efektif rata-rata(Pe), konsumsi bahan bakar(mf), pemakaian bahan bakar spesifik(SFC) dan efisiensi thermal(ηth).
BAB III : MOTOR BAKAR BENSIN Berisi tentang dasar teori mengenai motor bakar,jenis-jenis, dan prinsip kerja dari motor bakar bensin.
BAB IV : PEMBAHASAN Membahas analisa data dari keseluruhan parameter performansi motor bakar bensin 4 tak.
BAB V : PENUTUP Berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan pembahasan pada tugas akhir ini.
4
