Motor Bakar 2

Materi kuliah Motor Bakar oleh Dr. Eng. Nurkholis Hamidi, ST., M.Eng tentang takanan efektif rata-rata, penyebab penyimpangan siklus udara (ideal), perhitungan daya indikator, efisiensi termal indikator, dan contoh soalnya:

Tekanan Efektif Rata-Rata

Perbandingan kompresi:   r = V_max/V_min

r = V_BDC/V_TDC

 

Tekanan Efektif Rata-Rata:

Tekanan tertentu yang konstan yang apabila mendorong torak sepanjang langkahnya dapat menghasilkan kerja per-siklus yang sama dengan siklus yang dianalisis.

 

Daya yang Dihasilkan oleh Motor Bakar:

1 PS = 75 kg.m/detik

dimana:

Ｎ : daya motor (PS)

P_rata-rata : tekanan efektif rata-rata (kg/cm²)

V_L : volume langkah torak (cm³)

z : jumlah silinder

n : putaran poros engkol (rpm)

a : jumlah siklus per-putaran

motor 2 langkah (a=1)

motor 4 langkah (a=1/2)

 

Siklus Aktual

Dalam kenyataan tidak ada satu siklus pun merupakan siklus volume konstan, tekanan konstan, maupun tekanan terbatas.

 

Penyebab Penyimpangan Siklus Udara (Ideal) :

1. Kebocoran fluida kerja karena penyekatan oleh cincin torak dan katup tak sempurna
2. Katup tidak tidak dibuka dan ditutup tepat pad TMA dan TMB, karena pertimbangan dinamika mekanisme katup dan kelembaman fluida kerja.
3. Fluida kerja bukanlah udara yang dapat dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan selama proses.
4. Pada motor bakar torak yang sebenarnya, ketika torak berada pada posisi TMA, tidak terdapat pemasukan kalor seperti pd siklus ideal. Kenaikan temperatur dan tekanan fluida kerja terjadi akibat proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder.
5. Proses pembakaran memerlukan waktu, jadi berlangsung tidak spontan.
6. Terdapat kerugian kalor akibat ada transfer panas dari fluida kerja ke fluida pendingin.
7. Terdapat kerugian kalor bersama gas buang.
8. Terdapat kerugian energi akibat gesekan.

 

Effisiensi Indikator

Antara effisiensi siklus udara (ideal) dan siklus sebenarnya terdapat hubungan tertentu yaitu pada effisiensi indikator yang diperoleh dari hasil pengukuran dan didefinisikan sebagai :

h_{i bensin} ≈ 0,5 – 0,75 h_{i volume konstan}

h_{i diesel} ≈ 0,75 – 0,85 h_{i tekanan terbatas}

≈ 0,65 – 0, 80 h_{i tekanan konstan}

dimana:

h_{i bensin} ≈ 0,25 – 0,45

h_{i diesel} ≈ 0,40 – 0,55

 

Jika P_{i rata-rata} diketahui, maka daya indikator dapat dihitung sebagai:

Dalam siklus aktual kalor input tidak dimasukkan dari luar, melainkan diperoleh dari hasil pembakaran di dalam silinder. Jumlah energi bahan bakar (Q_m) tersebut adalah:

Dengan efisiensi termal indikator (η_i) dapat dinyatakan sebagai:

 

Contoh Soal:

Misalkan dari pengukuran diagram indikator sebuah motor bakar torak diketahui: P_{i rata-rata} = 7,5 kg/cm². Apabila V_L = 900 cm³ , z = 6, n = 2000 rpm, motor 2 langkah (a=1), jumlah bahan bakar yang terpakai G_f = 25,29 kg/jam dan Q_c = 10000 kcal/kg.

maka:

Untuk mendownload artikel ini dan artikel-artikel yang lain silakan kunjungi halaman My Archives.