laporan prestasi mesin.pdf

i

i

LAPORAN PRAKTIKUM

PRESTASI MESIN

(HMKK 423)

Disusun Oleh

1. IRIANSYAH MAULANA (H1F112003)

2. KHAIRULLAH (H1F112005)

3. WAHYU NUR HIDAYAT (H1F112012)

4. SETYO YULIO P. (H1F112013)

5. SYAHBUDI AGUNG P. (H1F112009)

6. SUHEMI (H1F112008)

7. HENDRA ARDIANTO (H1F112002)

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBU

NG MANGKURAT

BANJARBARU

ii

ii

2014

HALAMAN PENGESAHAN

PRAKTIKUM PRESTASI MESIN

(HMKK 423)

DISUSUN OLEH:

1. IRIANSYAH MAULANA (H1F112003)

2. KHAIRULLAH (H1F112005)

3. WAHYU NUR HIDAYAT (H1F112012)

4. SETYO YULIO P. (H1F112013)

5. SYAHBUDI AGUNG P. (H1F112009)

6. SUHEMI (H1F112008)

7. HENDRA ARDIANTO (H1F112002)

Telah disetujui : Mei 2014

Mengetahui Telah diperiksa dan disetujui

Ketua Laboratorium Dosen Pembimbing

Motor Bakar

Apip Amrullah, S.T., M.Eng Hajar Isworo, S.Pd, M.T

iii

iii

NIP.19810810 201212 1 001 NIP.

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

LEMBAR ASISTENSI

PRAKTIKUM PRESTASI MESIN

KELOMPOK II

1. HENDRA ARDIANTO H1F112002

2. IRIANSYAH MAULANA H1F112003

3. KHAIRULLAH H1F112005

4. WAHYU NUR HIDAYAT H1F112012

5. SETYO YULIO PRATAMA H1F112013

6. SYAHBUDI AGUNG P. H1F112009

7. SUHEMI H1F112008

No Tanggal Materi Konsultasi Tanda

Tangan

1 20 Mei 2014 Ketidak linearan grafik.

Apa sebabnya?

2 20 Mei 2014 Hubungan putaran dan daya yang

dihasilkan!

3 25 Mei 2014 Rumus perhitungan daya mekanik

4 25 Mei 2014 Rumus perhitungan daya listrik

5 29 Mei 2014 Pembahasan Bab IV

6 29 Mei 2014 Pembahasan Bab IV

7 29 Mei 2014 Acc

Banjarbaru, Mei 2014

Dosen Pembimbing

iv

iv

Hajar Isworo, S.Pd, M.T

NIP.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan

ridho-Nya jualah kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Prestasi Mesin ini.

Tidak lupa juga penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah

membantu dalam menyelasaikan laporan ini.

Kami menyadari bahwa dalam laporan ini masih banyak kekurangan atau

sangat jauh dari sempurna, maka dari itu kami mengharapkan kepada teman-

teman atau pembaca sekalian untuk memberikan kritik dan saran kepada kami

yang sifat membangun kesempurnaan laporan ini.

Akhir kata dengan segala keiklasan hati mengucapkan terima kasih,

semoga Laporan Praktikum Prestasi Mesin ini dapat bermanfaat bagi semua pihak

yang membaca dan menjadi amal bagi penulis. Amin.

Banjarbaru, Juni 2014

Penyusun

v

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. ii

LEMBAR ASISTENSI .................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv

DAFTAR ISI ................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ viii

DAFTAR GRAFIK ......................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

BAB II DASAR TEORI ................................................................................... 2

2.1 Motor Bensin ............................................................................................ 2

2.1.1 Tujuan Percobaan ...................................................................... 2

2.1.2 Landasan Teori ......................................................................... 2

A. Prinsip Kerja Motor Bensin Empat Tak ............................... 3

B. Mesin Dua Tak ................................................................... 6

2.2 Motor Diesel ............................................................................................ 9

2.2.1 Tujuan Percobaan ..................................................................... 9

2.2.2 Landasan Teori ......................................................................... 9

A. Cara Kerja Mesin Diesel ..................................................... 10

B. Motor Diesel Empat Langkah ............................................. 14

C. Motor Diesel dua langkah ................................................... 15

D. Keunggulan Motor Diesel ................................................... 18

E. Kekurangan Motor Diesel ................................................... 20

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN ........................................................... 21

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum ................................................................. 21

3.2 Pengujian Unjuk Kerja Motor Bensin ........................................................ 21

3.2.1 Alat dan Bahan ........................................................................... 21

3.2.2 Prosedur Percobaan Unjuk Kerja Motor Bensin ......................... 22

3.3 Pengujian Unjuk Kerja Motor Diesel ......................................................... 23

3.3.1 Peralatan yang Digunakan ......................................................... 23

3.3.2 Prosedur Percobaan Unjuk Kerja Motor Diesel .......................... 24

vi

vi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 26

4.1 Motor Bensin ............................................................................................ 27

4.1.1 Analisis Data .............................................................................. 27

a. Perhitungan Besaran-Besaran dan Konstanta ..................... 27

b. Hasil Pengolahan Data ........................................................ 28

4.1.2 Grafik ........................................................................................ 31

4.2 Motor Diesel ............................................................................................. 35

4.2.1 Analisis Data ............................................................................. 36

4.2.2 Grafik ........................................................................................ 40

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 48

5.1. Motor Bensin ............................................................................... 48

5.1.1 Kesimpulan ........................................................................ 48

5.1.2 Saran ................................................................................. 48

5.2. Motor Diesel ................................................................................. 49

5.2.1 Kesimpulan ........................................................................ 49

5.2.2 Saran ................................................................................. 49

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... x

LAMPIRAN ..................................................................................................... xi

vii

vii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

2.1 Langkah Hisap .......................................................................................... 3

2.2 Langkah Kompresi .................................................................................... 4

2.3 Langkah Usaha ......................................................................................... 4

2.4 Langkah Buang ......................................................................................... 5

2.5 Prinsip Kerja Motor Diesel......................................................................... 11

2.6 Diagram P-V siklus diesel ......................................................................... 12

2.7 Pembakaran Pada Motor Diesel ............................................................... 13

2.8 Siklus Motor Diesel 4 Langkah .................................................................. 15

2.9 Siklus Motor Diesel 2 Langkah ................................................................. 17

3.1 Skema Alat yang Digunakan Dalam Pengujian Motor Bensin ................... 22

viii

viii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

4.1 Data Hasil Pengujian Unjuk Kerja Motor Bensin ....................................... 26

4.2 Sampel Untuk Beban 0 Lampu ................................................................... 28

4.3 Hasil Perhitungan ........................................................................................ 30

4.4 Data Hasil Pengujian Motor Diesel ............................................................... 35

4.5 Tabel Hasil Perhitungan Percobaan ............................................................. 39

ix

ix

DATA GRAFIK

Nomor Halaman

4.1 Hubungan Antara Debit Aliran Bahan Bakar Dengan Daya Out Put ......... 31

4.2 Hubungan Antara Efisiensi Dengan Daya Out Put ................................... 32

4.3 Hubungan Antara Bahan Bakar Spesifik Dengan Daya Out Put ............... 34

4.4 Hubungan Antara Bahan Bakar Torsi Dengan Dengan Putaran ............... 40

4.5 Hubungan Antara Daya Dengan Putaran ................................................. 41

4.6 Hubungan Antara Kecepatan Aliran Udara Dengan Putaran .................... 42

4.7 Hubungan Antara Konsumsi Udara Dengan Putaran ............................... 43

4.8 Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Dengan Putaran .................... 44

4.9 Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Dengan

Putaran .................................................................................................... 46

BAB I

PENDAHULUAN

Praktikum prestasi mesin merupakan bagian dari proses belajar di Program

Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat. Kegiatan

praktikum yang dilakukan sangat menunjang proses belajar yang di lakukan di

kelas. Praktikum ini merupakan salah satu mata kuliah wajib di Prodi Teknik Mesin

Universitas Lambung Mangkurat, sesuai dengan kurikulum baru yang berlaku

sejak 2013. Dengan praktikum ini diharapkan mahasiswa memperoleh dasar-

dasar pengetahuan dan keterampilan tentang cara kerja motor bakar dan

pengambilan data cara analisanya.

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi termal

untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi kimia dari

bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi tersebut untuk

melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran bahan bakar

pada masin itu sendiri. Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini (proses

pembakaran bahan bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan

yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.

Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran bahan bakar terjadi

di luar mesin itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin

tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah

menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru

kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin

uap. Sedangkan pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran bahan bakar

terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung

bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada turbin gas, motor bakar torak

dan mesin propulasi pancar gas.

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Motor Bensin

2.1.1 Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk menguji motor bensin, dalam bentuk

genset, meliputi:

1. Konsumsi bahan bakar sebagai daya output

2. Konsumsi bahan bakar spesifik sebagai daya output

3. Effisiensi sebagai daya output

2.1.2 Landasan Teori

Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin

pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran,

dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.

Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran

bahan bakar dengan udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan

busi untuk proses pembakaran.

Pada mesin bensin, pada umumnya udara dan bahan bakar dicampur

sebelum masuk ke ruang bakar, sebagian kecil mesin bensin modern

mengaplikasikan injeksi bahan bakar langsung ke silinder ruang bakar termasuk

mesin bensin 2 tak untuk mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan.

Pencampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem

injeksi, keduanya mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan

penambahan sensor-sensor elektronik.

Tiga syarat utama supaya mesin bensin dapat berkerja:

1. Kompresi ruang bakar yang cukup.

2. Komposisi campuran udara dan bahan bakar yang sesuai.

3. Pengapian yang tepat (besar percikan busi dan waktu penyalaan/timing

ignition).

Proses kerja adalah keseluruhan langkah yang berurutan untuk terjadinya

satu siklus kerja dari motor. Proses kerja ini terjadi berurutan dan berulang-ulang.

Piston motor bergerak bolak balik dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah

(TMB) dan dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) pada langkah

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_diesel

3

selanjutnya. Untuk yang pertama akan dibahas mengenai prinsip kerja motor

bensin 4 langkah, untuk prinsip motor bensin 2 langkah akan dibahas selanjutnya.

A. Prinsip Kerja Motor Bensin Empat Tak

Pada motor bensin empat langkah/empat tak prinsip kerjanya untuk

menyelesaikan satu siklus terdapat empat langkah piston yaitu langkah hisap,

langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang sehingga dalam satu

siklusnya tercapai dalam dua putaran poros engkol.

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku

dalam teknik otomotif:

TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre), posisi piston berada pada

titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling

jauh dari poros engkol (crankshaft).

TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre), posisi piston

berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada

pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).

Proses kerja motor bensin empat langkah adalah sebagai berikut:

1. Langkah Hisap

Dalam langkah ini, campuran bahan bakar dan bensin dihisap ke dalam

silinder. Katup hisap membuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu torak

bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), menyebabkan ruang

silinder menjadi vakum dan menyebabkan masuknya campuran udara dan bahan

bakar ke dalam silinder yang disebabkan adanya tekanan udara luar.

Gambar 2.1. Langkah Hisap

4

2. Langkah Kompresi

Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan.

Katup hisap dan katup buang tertutup. Waktu torak naik dari titik mati bawah (TMB)

ke titik mati atas (TMA), campuran yang dihisap tadi dikompresikan. Akibatnya

tekanan dan temperaturnya akan naik, sehingga akan mudah terbakar. Saat inilah

percikan api dari busi terjadi. Poros engkol berputar satu kali ketika torak mencapai

titk mati atas (TMA).

Gambar 2.2. Langkah Kompresi

3. Langkah Usaha

Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakkan

kendaraan. Saat torak mencapai titik mati atas (TMA) pada saat langkah kompresi,

busi memberikan loncatan bunga api pada campuran yang telah dikompresikan.

Dengan adanya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas pembakaran yang tinggi

mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin.

Gambar 2.3. Langkah Usaha

5

4. Langkah Buang

Dalam langkah ini, gas yang sudah terbakar, akan dibuang ke luar silinder.

Katup buang membuka sedangkan katup hisap tertutup.Waktu torak bergarak dari

titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), mendorong gas bekas keluar dari

silinder. Pada saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap kedua katup akan

membuka sedikit (valve overlap) yang berfungsi sebagai langkah pembilasan

(campuran udara dan bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran).

Ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan langkah

berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah melakukan 2 putaran penuh

dalam satu siklus yang terdiri dari empat langkah yaitu, 1 langkah hisap, 1 langkah

kompresi, 1 langkah usaha, 1 langkah buang yang merupakan dasar kerja dari

pada mesin empat langkah.

Gambar 2.4. Langkah Buang

Perbedaan motor diesel dan bensin:

1. Gas yang diisap pada langkah motor bensin adalah campuran antara

bahan bakar dan udara, sedangkan pada motor diesel adalah udara murni.

2. Bahan bakar pada motor bensin terbakar oleh loncatan bunga api busi,

sedangkan pada motor diesel oleh suhu kompresi tinggi.

3. Motor bensin menggunakan busi sedangkan motor diesel menggunakan

injector (nozzle).

6

Kelebihan dan kekurangan antara motor bensin dan motor diesel:

Kelebihan

Getaran motor bensin lebih halus dan pada ukuran dan kapasitas yang

sama mesin motor bensin lebih ringan.

Kekurangan

1. Motor bensin tidak tahan bekerja terus-menerus dalam waktu yang lama

sedangkan diesel sebaliknya. Dengan medan yang berat.

2. Motor bensin peka pada suhu yang tinggi terutama komponen sistem

pengapiannya, sedangkan motor diesel tahan bekerja pada suhu yang

tinggi.

3. Bahan bakar motor bensin harus bermutu baik karena peka terhadap

bahan bakar, beda dengan dengan motor diesel hampir dapat

menggunakan bahan bakar dari berbagai jenis dan mutu. Keduanya baik

motor bensin dan diesel keduanya bekerja dengan proses 4 tak dan 2 tak,

dimana motor 4 tak adalah motor yang bekerja setiap satu kali pembakaran

bahan bakamya memerlukan 4 kali langkah piston atau 2 kali putaran poros

engkol.

B. Mesin Dua Tak

Mesin dua tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus

pembakaran terjadi dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat tak yang

mempunyai empat langkah piston dalam satu siklus pembakaran, meskipun

keempat proses (intake, kompresi, tenaga, pembuangan) juga terjadi.

Mesin dua tak juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama

rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal

besar, dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat lainnya.

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku

dalam teknik otomotif :

TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre), posisi piston berada pada

titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling

jauh dari poros engkol (crankshaft).

TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre), posisi piston

berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada

pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).

7

Ruang bilas yaitu ruangan dibawah piston dimana terdapat poros engkol

(crankshaft), sering disebut dengan bak engkol (crankcase) berfungsi gas

hasil campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih

merata.

Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran

dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.

1. Langkah kesatu

Piston bergerak dari TMA ke TMB.

1. Pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB, maka akan menekan ruang

bilas yang berada di bawah piston. Semakin jauh piston meninggalkan

TMA menuju TMB, tekanan di ruang bilas semakin meningkat.

2. Pada titik tertentu, piston (ring piston) akan melewati lubang pembuangan

gas dan lubang pemasukan gas. Posisi masing-masing lubang tergantung

dari desain perancang. Umumnya ring piston akan melewati lubang

pembuangan terlebih dahulu.

3. Pada saat ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang

bakar keluar melalui lubang pembuangan.

4. Pada saat ring piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan

dalam ruang bilas akan terpompa masuk dalam ruang bakar sekaligus

mendorong gas yang ada dalam ruang bakar keluar melalui lubang

pembuangan.

5. Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus memompa

gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar.

2. Langkah kedua

Piston bergerak dari TMB ke TMA.

1. Pada saat piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas hasil

percampuran udara, bahan bakar dan pelumas masuk ke dalam ruang

bilas. Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi.

2. Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan

mengkompresi gas yang terjebak dalam ruang bakar.

3. Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA.

4. Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA, busi menyala untuk

membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi sebelum piston

8

sampai TMA dengan tujuan agar puncak tekanan dalam ruang bakar akibat

pembakaran terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB karena

proses pembakaran sendiri memerlukan waktu dari mulai nyala busi

sampai gas terbakar dengan sempurna.

Kelebihan dan kekurangan mesin dua tak:

Kelebihan

Dibandingkan mesin empat tak, kelebihan mesin dua tak adalah:

1. Mesin dua tak lebih bertenaga dibandingkan mesin empat tak.

2. Mesin dua tak lebih kecil dan ringan dibandingkan mesin empat tak.

3. Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya yang

sederhana.

Kekurangan mesin dua tak

Kekurangan mesin dua tak dibandingkan mesin empat tak:

1. Efisiensi mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak.

2. Mesin dua tak memerlukan oli yang dicampur dengan bahan bakar (oli

samping/two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin.

3. Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak, polusi terjadi dari

pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang terlolos masuk

langsung ke lubang pembuangan.

4. Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak, mengakibatkan

usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih rendah.

Perbedaan desain mesin dua tak dengan mesin empat tak

Pada mesin dua tak, dalam satu kali putaran poros engkol (crankshaft)

terjadi satu kali proses pembakaran sedangkan pada mesin empat tak,

sekali proses pembakaran terjadi dalam dua kali putaran poros engkol.

Pada mesin empat tak, memerlukan mekanisme katup (valve mechanism)

dalam bekerja dengan fungsi membuka dan menutup lubang pemasukan

dan lubang pembuangan, sedangkan pada mesin dua tak, piston dan ring

piston berfungsi untuk menbuka dan menutup lubang pemasukan dan

lubang pembuangan. Pada awalnya mesin dua tak tidak dilengkapi dengan

katup, dalam perkembangannya katup satu arah (one way valve) dipasang

antara ruang bilas dengan karburator dengan tujuan:

9

1. Agar gas yang sudah masuk dalam ruang bilas tidak kembali ke

karburator.

2. Menjaga tekanan dalam ruang bilas saat piston mengkompresi ruang

bilas.

Lubang pemasukan dan lubang pembuangan pada mesin dua tak terdapat

pada dinding silinder, sedangkan pada mesin empat tak terdapat pada

kepala silinder (cylinder head). Ini adalah alasan paling utama mesin dua

tak menggunakan oli samping.

2.2 Motor Diesel

2.2.1 Tujuan percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk menguji unjuk kerja motor diesel, yang

dirangkai dalam bentuk engine test bed, yang meliputi:

1. Momen puntir sebagai fungsi putaran.

2. Daya output sebagai fungsi putaran.

3. Konsumsi bahan bakar sebagai fungsi putaran.

4. Konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran.

2.1.3 Landasan Teori

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi,

sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi

gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Seorang penemu/peneliti bernama Street melakukan penelitiannya.

Perkembangan motor pembakaran dalam (ICE) pada tahun 1794. Hasil dari

perkembangan tersebut adalah motor diesel sekarang. Selanjutnya dikembangkan

oleh seorang insinyur muda berkewarga negaraan Perancis yang bernama Sadi

Carnet pada tahun 1824.

Idenya dijadikan dasar dalam perkembangan motor diesel. Dia

menyatakan bahwa udara murni yang dimampatkan tersebut dengan

perbandingan 15:1 akan menghasilkan udara yang panas untuk menyalakan kayu

kering. Udara yang digunakan untuk pembakaran motor hendaknya

dikompresikan dengan perbandingan yang besar sebelum dinyalakan. Dia juga

menyatakan bahwa dinding silinder hendaknya didinginkan, karena panas dari dari

pembakaran akan mempengaruhi kinerja motor.

10

Pada tahun 1876 Dr. Nickolas Otto mebuat konstruksi motor pembakaran

dalam 4 langkah yang menggunakan bahan bakar bensin menggunakan

penyalaan api. Pada tahun 1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan

German yang bernama Dr. Rudolf Diesel berhasil membuat motor penyalaan

kompresi menggunakan bahan bakar serbuk batu bara menggunakan prinsip

penyalan bahan bakar dan udara.

Dengan perkembangan sistem pompa injeksi bahan bakar yang benar-

benar dapat disebut “mini” oleh seorang penemu yang berkewarganegaraan

german bernama Robert Bosch pada tahun 1927 membebaskan motor diesel dari

masalah memakan tempat. Sistem injeksi pompa Robert Bosch yang ukurannya

mini dari karburator, beratnya ringan dan governer yang menyatu (built-in)

sehingga tidak ada lagi sistem pengabutan udara yang banyak makan tempat

untuk kompresor, pipa-pipa dan pengontrol klep. Pompa injeksi motor diesel dapat

diatur sesuai pembebanan, sedangkan kondisi kecepatan motor dapat atau lebih

baik dari karburator motor bensin.

Dengan perkembangan pompa rotari yang lebih kecil penampilannya juga

bobotnya yang lebih ringan yang dikembangkan oleh Vernon Rosa pada tahun

1950-an. Motor diesel akhirnya memasuki perkembangan pemakaian dan

pemasaran yang lebih luas. Perkembangan lain dari motor diesel adalah dengan

penambahan sebuah turbocarger yaitu alat untuk memasukkan (memompakan)

udara ke dalam saluran masuk (intake manifold). Pompa turbocharger ini

digerakkan oleh gas buang yang kedalam turbocarjer tersebut.Dengan adanya

turbocarjer ini maka akan menurunkan asap gas buang. Akhirnya motor diesel

seperti ini keadaanya sekarang menjadi motor yang benar-benar efisien, ringan

dan bebas polusi udara.

.

A. Cara Kerja Mesin Diesel

Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi

mekanis. Energi kimia didapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari

bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

11

Gambar 2.5. Prinsip kerja motor diesel

Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih

tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu

atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki

satu torak.

Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong

torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak,

sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak

akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya

gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada

langkah kompresi.

Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan

menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid

injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan

sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin

dianalisa dengan siklus otto).

12

Gambar 2.6. Diagram P-V siklus diesel

Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah

terletak pada proses pembakaran bahan bakar, pada motor bensin pembakaran

bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang dihasilkan oleh dua

elektroda busi (spark plug), sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi

karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi

torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan

bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition

engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine.

Pada mesin diesel, dibuat ”ruangan” sedemikian rupa sehigga pada ruang

itu akan terjadi peningkata suhu hingga mencapai ”titik nyala” yang sanggup

”membakar” minyak bahan bakar. Pemampatan yang biasanya digunakan hingga

mencapai kondisi ”terbakar” itu biasanya 18 hingga 25 kali dari volume ruangan

normal.

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh

Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran.

Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang

merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat

sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead

Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi

melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi.

Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan

13

bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat)

TMA untuk menghindari detonasi.

Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston

dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan

bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar

utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).

Gambar 2.7. Pembakaran pada motor diesel

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran

mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan

tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke

crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar.

Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai

keperluan.

Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan

komponen :

Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk

ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada

turbo/supercharger.

Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar. Udara yang

panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan

didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih

banyak.

14

Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin.

Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi

menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar

sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam

"intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai

suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder

dengan efektif memanaskan mesin.

Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan

meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat

mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan

mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk

memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik.

Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel

adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu

para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas

listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat

berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi

maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin

diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini

melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) yang

merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan

mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi

yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu

melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.

B. Motor Diesel Empat Langkah

Pada motor diesel empat langkah prinsip kerjanya untuk menyelesaikan

satu siklus atau satu rangkaian proses kerja hingga menghasilkan pembakaran

dan satu kali langkah usaha diperlukan empat langkah piston.

Langkah pertama adalah langkah pemasukan. Pada langkah ini yang

dimasukkan kedalam silinder adalah udara murni. Katup masuk terbuka

sedangkan katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA ke TMB. Langkah

kedua adalah langkah kompresi. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang

sama-sama tertutup. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Yang dikompresikan

adalah udara murni. Perbandingan kompresinya cukup besar yaitu 15-22.

15

kompresi udara akan menghasilkan panas yang mampu menyalakan bahan bakar

yang dimasukkan kedalam silinder pada akhir kompresi. Bahan bakar yang

dimasukkan kedalam silinder adalah bahan bakar cair dalam bentuk kabut

menggunakan pompa injeksi dan pengabut (nozzle).

Setelah penginjeksian bahan bakar terjadilah percampuran udara dan

bahan bakar dan disusul pembakaran bahan bakar. Langkah berikutnya adalah

langkah usaha. Proses pembakaran dan ekspansi merupakan langkah yang

menghasilkan tenaga motor. Kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang

tertutup semuanya. Karena adanya proses pembakaran didalam silinder terjadilah

kenaikan tekanan dan ekspansi dari gas (campuran udara dan bahan bakar).

Piston didorong dari TMA ke TMB. Langkah selanjutnya adalah langkah

pembuangan. Piston bergerak dari TMB ke TMA. Katup buang terbuka sedangkan

katup masuk tetap tertutup. Gas bekas hasil pembakaran didorong keluar oleh

piston yang bergerak dari TMB ke TMA.Gas bekas keluar silinder melalui saluran

buang (exhaust manifold). Berikut adalah gambar dari prinsip kerja mesin diesel 4

langkah:

Gambar 2.8. Siklus Motor Diesel 4 Langkah

C. Motor Diesel Dua Langkah

Pada motor diesel dua langkah untuk menyelesaikan satu siklus proses

kerja diperlukan dua langkah piston. Piston bergerak dari TMB ke TMA dan dari

TMA ke TMB. Pada langkah pertama terjadi proses pemasukkan dan kompresi.

Pada langkah kedua terjadi proses usaha dan pembuangan. Yang dimasukkan ke

dalam silinder adalah udara murni.

Proses kerja motor diesel dua langkah adalah sebagai berikut. Dimulai dari

piston berada di TMB. Udara murni dimasukkan ke dalam silinder motor melalui

16

katup masuk. Untuk menghindari bentuk puncak piston pada motor dua langkah

dibuat miring, hal tersebut berguna untuk mengarahkan aliran atau gerak dari

udara yang baru masuk sekaligus untuk pembilasan ruang siinder dari gas bekas

yang tadinya berada di dalam silinder. Selanjutnya piston bergerak dari TMB ke

TMA. Lubang masuk belum tertutup oleh piston pemasukkan udara baru masih

tetap berlangsung. Setelah lubang pemasukan tertutup oleh piston kemudian

disusul pula tertutup lubang buang oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA

lalu proses kompresi terjadi.

Udara yang dimampatkan atau dikompresikan dengan perbandingan yang

cukup besar (15-22). Karena itu pada akhir kompresi dihasilkan panas yang cukup

mampu memulai pembakaran bahan bakar. Penginjeksian ini menggunakan

pompa injeksi yang dialirkan melalui pengabut (nozzle). Percampuran bahan bakar

dengan udara dan disusul terjadinya pembakaran. Proses pembakaran dan

ekspansi campuran udara dan bahan bakar menghasilkan tenaga panas dan

naiknya tekanan daam silinder motor. Selanjutnya pada langkah kedua terjadi

langkah usaha. Hasil proses pembakaran mendorong piston bergerak dari TMA

ke TMB. Gerakan piston dari TMA ke TMB akhirnya membuka lubang buang yang

berada pada dinding sisi TMB. Lubang buang terbuka maka gas yang bertekanan

itu segea keluar melalui lubang buang kesaluran buang (exhaust manifold). Ada

kemungkinan masih adanya gas yang tertinggal dalam silinder karena adanya

pojok-pojok yang tidak terjangkau oleh udara yang masuk dan membilas ruang

silinder. Ketidaksempurnaan pembilasan ini tentunya mengurangi jumlah udara

baru yang masuk kedalam silinder. Hal tersebut mengurangi efisiensi volumetrik

dari pengisian silinder dengan udara yang baru.

Untuk lebih jelasnya prinsip Motor bakar yang beroperasi dengan siklus

operasi dua langkah dapat dilihat pada gambardibawah ini :

17

Gambar 2.9. Siklus Motor Diesel 2 Langkah

1. Langkah Pembilasan dan Kompresi

Pada awal langkah ini udara masuk silinder melalui lubang masuk

pembilasan (port scavenging) yang terdapat di bagian bawah silinder. Lubang ini

akan terbuka saat torak bergerak ke bagian bawah mendekati TMB dan akan

tertutup saat torak bergerak ke atas meninggalkan TMB.

Pada saat lubang pembilasan tertutup oleh torak yang bergerak ke atas

menuju TMA dan katup buang juga tertutup maka dimulailah proses kompresi.

Gerakan torak ke atas akan menyebabkan tekanan udara dalam silinder

meningkat sehingga temperatur udaranya juga naik. Dan beberapa derajat

sebelum torak mencapai TMA bahan bakar mulai disemprotkan (dikabutkan)

dengan injektor kedalam silinder, karena temperatur udara sangat tinggi sehingga

bahan bakar yang dikabutkan tersebut akan terbakar.

Proses pembakaran ini akan menyebabkan kenaikan tekanan dan

temperatur gas secara drastis, kondisi maksimal akan terjadi beberapa saat

setelah torak mulai bergerak ke bawah. Gas bertekanan tinggi ini akan mendorong

torak bergerak ke bawah dan melalui batang torak akan memutar poros engkol.

2. Langkah Ekspansi dan Buang

Langkahekspansidanbuang dimulai setelah terjadinya tekanan maksimum

di dalam silinder akibat terbakarnya campuran bahan bakar dengan udara.

Dan setelah terjadi tekanan maksimum dalam silinder piston akan

terdorong menuju TMB dan katup buang mulai terbuka dan gas hasil pembakaran

18

akan terdorong keluar akibat tekanan dalam silinder lebih besar dari pada tekanan

udara luar dan juga akibat terdesak oleh udara segar yang dimasukkan dengan

paksa melalui lubang pembilasan dengan blower pembilas (turbocharger). Pada

saat katup buang sudah tertutup proses pemasukkan udara masih berlangsung

untuk beberapa saat dengan bantuan kompresor pembilas sampai lubang

pembilasan tertutup total oleh torak, hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan

kapasitas dan menaikkan tekanan udara pembilas dalam silinder.

Demikian kedua proses ini berlangsung terus menerus dan bergantian

antara langkah pembilasan dan kompresi dengan langkah ekspansi dan buang

oleh karena itu disebut operasi dua langkah.

D. Keunggulan Motor Diesel

Setelah melihat berbagai pemakaian dan variasi konstruksi motor diesel di

atas, maka dapat diidentifikasi beberapa keunggulan motor diesel dalam

memenuhi kebutuhan masyarakat, yaitu:

1. Motor diesel mempunyai kehandalan (reliabilitas) kerja yang tinggi.

Motor diesel mampu bekerja tidak hanya dalam ukuran jam tapi bisa dalam

ukuran bulan, artinya sebuah motor diesel dapat bekerja dalam waktu satu bulan

tanpa berhenti. Meskipun demikian motor diesel dapat menghasilkan kinerja yang

tetap stabil, bila persyaratan dipenuhi. Seperti keterbatasan kemampuan minyak

pelumas, keterbatasan sistem pendingin, dan pesediaan bahan bakar yang

diperlukan. Sebagai contoh, motor diesel yang dipergunakan untuk penggerak

kapal barang antar negara, yang perjalanannya bisa memakan waktu berbulan-

bulan. Motor diesel untuk PLTD juga harus bekerja berhari-hari lamanya. Beban

tugas ini tidak mungkin dilakukkan dengan menggunakan motor bensin.

2. Biaya bahan bakar yang rendah.

Harga solar yang mendekati harga bensin, sebenarnya merupakan kondisi

yang tidak rasional. Hal ini bila dikaitkan dengan ongkos produksi, sebab

peringkatnya dalam prosuksi minyak tergolong lebih rendah dibandingkan dengan

bensin. Kenapa sekarang harga solar mendekati harga bensin?

Penyebabnya bukan karena faktor biaya produksi, dan itu diluar rasional

produksi minyak dimanapun. Bila harganya normal maka harga solar akan jauh

lebih murah dari bensin. Sehingga bila dikatakan biaya bahan bakar lebih rendah,

dilihat dari rasional produksi minyak.

19

3. Daya yang lebih besar tiap satuan berat mesin.

Dilihat dari beratnya, motor diesel jauh lebih berat dari motor bensin. Hal

ini karena kuantitas dan kualitas bahan yang dipergunakan pada motor diesel

memang lebih baik untuk mendukung operasionalnya. Kekuatan bahan ini,

diperlukan untuk mengatasi besarnya tekanan yang dihasilkan proses

pembakaran. Tekanan yang lebih besar ini menghasil-kan tenaga yang lebih besar

pula.

4. Pemakaian bahan bakar yang lebih hemat.

Konsumsi bahan bakar pada motor diesel lebih hemat dibandingkan

dengan motor bensin. Hal ini karena beberapa faktor yaitu: proses pembakaran

yang lebih sempurna, tekanan kompresi yang lebih tinggi, nilai pembakaran bahan

bakar yang lebih tinggi, distribusi bahan bakar antar silinder yang lebih merata

(untuk motor yang lebih dari satu silinder), proses pembilasan yang lebih

sempurna, dan sebagainya. Nilai pembakaran solar 139.500 cal per gallon

sedangkan bensin 124.500 cal per gallon. Perbandingan campuran bahan bakar

udara, motor diesel 40 : 1 (atau lebih), sedangkan motor bensin 18 : 1.

5. Lebih aman dari bahaya kebakaran.

Bahaya kebakaran disebabkan karena adanya beberapa penyebab yaitu

bahan bakar dan terjadinya percikan bunga api. Bahan bakar yang mudah terbakar

diindikasikan dengan tingkat kemampuan berubah menjadi benntuk gas atau

menguap. Semakin mudah menguap, maka bahan bakar tersebut akan semakin

rendah titik nyalanya. Bensin lebih mudah menguap dan mempunyai titik nyala

yang lebih rendah dibandingkan dengan solar. Sementara pada motor bensin lebih

banyak kontak-kontak yang menghasilkan percikan bunga api dibandingkan

dengan motor diesel. Kedua hal ini dapat menjadi dasar bahwa motor diesel lebih

aman dari kebakaran dibandingkan dengan motor bensin.

6. Momen mesin yang lebih tinggi.

Momen adalah panjang lengan dikalikan dengan besarnya gaya yang

tegak lurus dengan lengan tersebut. Motor diesel cenderung menggunakan sistem

long stroke, sementara motor bensin menggunukan sistem over square. Hal ini

berarti motor diesel memiliki lengan yang lebih panjang dibandingkan dengan

motor bensin. Sehingga akan menghasilkan momen yang berbeda, di mana motor

diesel akan menghasilkan momen yang lebih besar dibandingkan dengan motor

20

bensin. Sehingga motor bensin tepat untuk keperluan akselerasi, sementara motor

diesel lebih tepat untuk beban.

E. Kekurangan Motor Diesel

Kelemahan/kekurangannya antara lain adalah:

1. Perbandingan tenaga terhadap berat motor masih lebih besar dibandingkan

motor bensin.

2. Motor diesel tetap lebih sukar dihidupkan pertama kali dibandingkan motor

bensin.

3. Harga inisial (dasar) motor diesel lebih mahal karena motor diesel lebih

kompleks dan lebih berat dibandingkan motor bensin.

4. Perawatan dan servis pada umumnya tidak dapat dikerjakan oleh bengkel

lokal.

21

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum

Adapun waktu dan tempat pelaksanaan praktikum prestasi mesin ini

dilaksanakan pada 16 April 2014 dan bertempat di Laboratorium Program Studi

S-1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat

3.2 Pengujian Unjuk Kerja Motor Bensin

3.2.1 Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah: generator set, bola

lampu dan berbagai peralatan ukur yang disusun dalam panel.

1. Generator set yang digunakan memiliki spesifikasi:

Merk : Shark Gasoline Generator Set

Type : Singgle Phase Gasoline

Rated Power : 220 v

Rated Frequensi : 50 hz

Amperage : 9,1 A

Reated Output : 2,0 kW

Max. Output : 2,2 kW

Power Factor : 1,0

2. Bola lampu yang digunakan sebanyak 9 buah dengan daya masing-masing

160 W dan tegangan 220 V.

3. Peralatan ukur yang digunakan: Voltmeter, gelas ukur kecil, gelas ukur

besar, stop-watch dan tachometer.

22

Gambar 3.1. Skema alat yang digunakan dalam pengujian motor bensin

Keterangan:

1. Lampu

2. Saklar

3. Ampere meter

4. Volt meter

5. Handle (saklar pemutus)

6. Gelas ukur

7. Filter bahan bakar

8. Generator

3.2.2 Prosedur Percobaan Unjuk Kerja Motor Bensin

a. Pemeriksaan awal

1. Pemeriksaan bahan bakar di dalam gelas ukur, tambahkan bahan bakar

bilamana diperlukan.

2. Periksa alat-alat ukur, yaitu voltmeter, amperemeter, laporkan ke petugas

bilamana terjadi kerusakan.

3. Periksa lampu-lampu beban

23

b. Prosedur pengambilan data

1. Isi gelas ukur besar dengan bensin murni dan pertamax.

2. Matikan semua saklar lampu beban.

3. Hidupkan generator set.

4. Tunggu beberapa saat (kira-kira 5 menit), agar mesin panas.

5. Hidupkan stopwatch.

6. Catat kuat arus, tegangan dan putaran genset.

7. Tunggu hingga bahan bakar di dalam gelas ukur turun sampai 5 strip (50

CC).

8. Matikan stopwatch, catat penunjukan waktu di stopwatch.

9. Ulangi langkah 5 s/d 8 sebanyak 3 kali.

10. Tutup saklar beban.

11. Tunggu beberapa saat hingga putaran stabil.

12. Lakukan prosedur seperti pada langkah 5 s/d 8.

13. Lakukan prosedur seperti pada langkah 10 s/d 12 dengan berturut-turut

menutup 2 s/d 10 saklar.

14. Ulangi lagi langkah percobaan di atas dengan beban mulai 10 sampai tak

berbeban.

15. Bila telah selesai, matikan mesin dan kosongkan gelas ukur.

16. Catat data percobaan dengan format seperti pada lampiran.

3.3 Pengujian Ujuk Kerja Motor Diesel

3.3.1 Peralatan yang Digunakan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Mesin diesel

2. Instrumen

a. Manometer air, untuk mengukur penurunan tekanan udara yang

melewati venturi.

b. Venturi, untuk mengukur aliran uadara, dengan ukuran D1 = 50 mm,

D2 = 29mm.

c. Tachometer, untuk mengukur putaran mesin.

d. Iqnition switch.

e. Handle untuk mengatur pembukaan throttle.

f. Handle kopling.

24

g. Timbangan, untuk mengukur torsi.

h. Gelas ukur, untuk mengukur konsumsi bahan bakar.

i. Stopwatch, untuk mengukur waktu konsumsi bahan bakar.

3. Dinamometer, digunakan untuk mengukur torsi yang dihailkan oleh

porois mesin. Alat ini menggunakan air sebagai media kerja untuk

memberikanan tahanan hidrolis terhadap poros dan mendisipasikan

daya menjadi panas.

3.1.4. Prosedur Percobaan Unjuk Kerja Motor Diesel

a. Pemeriksaan Awal

1. Pemeriksaan bahan bakar di dalam tangki, bilamana perlu

tambahkan bahan bakar.

2. Pemeriksaan bahan bakar di dalam gelas ukur.

3. Pemeriksaan fluida ke dalam dynamometer.

4. Periksa air radiator.

5. Periksa aliran yang berasal dari tangki dengan mengatur kran

bahan bakar.

b. Cara Start

1. Lepaskan kopling.

2. Putar kunci kontak sambil memperbesar throttle sampai mesin

hidup, tunggu beberapa saat (5 menit) agar mesin panas.

3. Masukkan kopling hingga dinamometer berputar.

4. Atur pembukaan throttle hingga putaran mesin mencapai 800 rpm

selama 2-3 menit.

5. Naikkan putaran mesin hingga 2500 rpm dan tunggu hingga 15-20

menit.

c. Pengambilan Data

1. Pengukuran dimulai dari putaran 2500 rpm.

2. Atur kran bahan bakar agar aliran berasal dari gelas ukur.

3. Catat putaran mesin, bebean dinamometer, sikap manometer dan

waktu penurunan bahan bakar di dalam gelas ukur tiap 10 cm.

Lakukan masing-masing 3 kali.

4. Turunkan putaran mesin hingga mencapai 2250 rpm dan tunggu

kira-kira 5 menit.

5. Lakukan pencatatan seperti langkah 3.

25

6. Lanjutkan percobaan ini pada putaran masing-masing 2000, 1750,

1500, dan 1000 rpm.

7. Bila telah selesai matikan mesin.

8. Susun data percobaan.

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Motor Bensin

Percobaan kali ini adalah percobaan untuk menguji unjuk kerja motor

bensin dalam bentuk generator set dengan daya output maksimal sebesar 2,2 kilo

Watt. Pengujian dilakukan untuk mengetahui konsumsi bahan bakar, konsumsi

bahan bakar spesifik, daya output, dan efisiensi dari generator set tersebut dengan

menggunakan 9 buah lampu sebagai pembebanan. Masing-masing lampu

memiliki daya 160 Watt dan tegangan 220 volt.

Pengujian dilakukan dengan menghidupkan kesembilan lampu tersebut

kemudian dihitung waktu konsumsi bahan bakarnya sebanyak 25 cc, mengecek

nilai voltage, amperenya dan mengukur kecepatan putaran generator set.

Kemudian daya output (lampu) dimatikan satu persatu dan diukur lagi waktu

konsumsi bahan bakarnya sebanyak 25 cc, nilai voltage, ampere dan kecepatan

generator set. Langkah ini dilakukan sampai tidak ada pembebanan (semua

lampu mati). Berikut adalah data hasil pengamatan praktikum unjuk kerja motor

bensin.

Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Unjuk Kerja Motor Bensin

Jumlah

Beban

Lampu

Arus Listrik

(ampere)

Tegangan

(volt)

Waktu

(sekon)

Putaran

(rpm)

0 0 225 05:15:60

2095

2037

2059

1 0,5 225 04:52:07

2256

2268

2152

2 1,5 225 04:16:07

1964

1770

1763

3 2,5 225 04:13:07

2266

2732

2338

27

Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Unjuk Kerja Motor Bensin

4 3 225 04:09:12

2816

2740

2729

5 4 225 03:52:16

2892

2390

1927

6 4,5 225 03:28:19

2997

2762

3073

7 5,5 225 03:02:43

2865

3053

3051

8 6 225 02:58:64

2827

2639

2723

9 7 225 02:42:34

2959

2957

2953

4.1.1 Analisis Data

a. Perhitungan Besaran-Besaran dan Konstanta

Daya Output adalah daya yang dihasilkan oleh generator, dicari dengan

persamaan:

Pout = E x I (Watt) ....................................................................... (4.1)

Dengan:

E : tegangan listrik generator (volt)

I : kuat arus (ampere)

Daya input adalah daya yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar,

dicari dengan persamaan:

Pin = Qb ρb Cb (Watt) ................................................................. (4. 2)

Dengan:

Qb : debit aliran bensin (m3/s)

ρb : massa jenis bensin (750 kg/m3)

Cb : nilai kalor bensin (40.000 J/kg)

28

Debit aliran bahan bakar dicari berdasarkan waktu yang diperlukan untuk

pemakaian bahan bakar sebanyak 25 cc pada gelas ukur, atau:

Qb= 25

∆t10

-6(

m3

s) …………………………………………...…(4. 3)

Atau,

Qb= 25

∆t(

cm3

s) ………………………………………….………(4. 4)

Dengan ∆t adalah waktu yang diperlukan untuk penurunan 25 cc bahan bakar

(sekon).

Efisiensi dicari dengan persamaan:

η = Pout

Pin

………………………………………………………….(4. 5)

Konsumsi bahan bakar:

SFC = Qb

Pout

cm3/J………………………………………………(4. 6)

Dengan:

Qb : debit aliran bahan bakar (cm3/s)

b. Hasil Pengolahan Data

Tabel 4.2. Sampel Untuk Beban 0 Lampu

Jumlah

Beban

Lampu

Arus

Listrik

(ampere)

Tegangan

(volt)

Waktu

(sekon)

Putaran

(rpm)

0 0 225 05:15:60

2095

2037

2059

Diketahui :

I = 0 ampere

V = 225 Volt

t = 315 sekon

n rata-rata = (𝑛1+𝑛2+𝑛3)

3 =

(2095 + 2037+2059)

3 = 2063,6 rpm

29

Ditanyakan : Pout

Pin

η

SFC

Jawab : Pout

= E × I (Watt)

Pout

= 225 × 0 (Watt)

Pout

= 0 (Watt)

Qb = 25

∆t 10

-6 (

m3

s) dan Qb =

25

∆t (

cm3

s)

Qb = 25

315 10

-6 (

m3

s) dan Qb =

25

315 (

cm3

s)

Qb = 0,0794 .10-7

(m3

s) dan Qb = 0,0794 (

cm3

s)

Pin = Qb × ρb × Cb (Watt)

Pin = 0,0794.10-7

× 40.000.000 × 750 (Watt)

Pin = 2382 (Watt)

η = Pout

Pin

η = 0

2382

η = 0 ≈ 0%

SFC = Qb

Pout

cm3

J

SFC = 0,0794

0 cm3

J

SFC = tak terhingga cm3

J

Untuk perhitungan unjuk kerja mesin dengan jumlah beban selanjutnya

dapat mengikuti perhitungan diatas. Berikut adalah data hasil perhitungan data

untuk semua jumlah beban yang bisa dilihat pada Tabel 4.3.

30

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan

Jumlah

beban

Cb

(m3/s)

ρb

(kg/m3)

trata-

rata

(s)

Erat

a-rata

(V)

Irata

-rata

(A)

Pout

(Watt)

Qb

(m3/s)

Pin

(Watt)

Effis

iens

i

SFC

(cm3/

J)

0 4x107 750 315 225 0 0 0,0794

x10-6 2382 0% ~

1 4x107 750 292 225 0,5 112,5 0,0857

x10-6 2571

0,04

%

0,000

76

2 4x107 750 256 225 1,5 337,5 0,0977

x10-6 2931

0,1

%

0,000

29

3 4x107 750 253 225 2,5 562,5 0,0989

x10-6 2967

0,22

%

0,000

18

4 4x107 750 249 225 3 675 0,1005

x10-6 3015

0,27

%

0,000

5

5 4x107 750 232 225 4 900 0,1078

x10-6 3234

0,28

%

0,000

12

6 4x107 750 208 225 4,5 1012,5 0,1202

x10-6 3606

0,3

%

0,000

12

7 4x107 750 182 225 5,5 1237,5 0,1374

x10-6 4122

0,3

%

0,000

1

8 4x107 750 178 225 6 1350 0,1405

x10-6 4215

0,32

%

0,000

1

9 4x107 750 162 225 7 1575 0,1544

x10-6 4632

0,34

%

0,000

09

31

4.1.2 Grafik

a. Hubungan Antara Debit Aliran Bahan Bakar dengan Daya Output

Untuk memperjelas bagaimana hasil pengamatan kami dalam praktikum

pengamatan unjuk kerja motor bensi ini berikut kami tampilkan grafik hubungan

antara debit aliran bahan bakar (Qb) dengan daya output (Pout).

Grafik 4.1 Hubungan Antara Debit Aliran Bahan Bakar (Qb) Dengan Daya

Out Put (Pout)

Keterangan untuk Grafik hubungan antara debit aliran bahan bakar (Qb) dengan

daya out put (Pout)

Untuk pembebanan 0 lampu diperoleh debit aliran bahan bakar (Qb)

sebesar 0,0794x10-6 m3/s, daya output (Pout) sebesar 0 Watt.


sebesar 0,0857x10-6 m3/s, daya output (Pout) sebesar 112,5 Watt.








sebesar 0,1078 x10-6 m3/s, daya output (Pout) sebesar 900 Watt.

0,079365079

0,085616438

0,09765625

0,098814229

0,100401606

0,107758621

0,120192308

0,137362637

0,140449438

0,154320988

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Qb

(x1

0-6

m3/s

)

POut (Watt)

Grafik Hubungan Antara Debit Aliran Bahan Bakar (Qb)dengan Daya Out Put (Pout)

32


sebesar 0,1202 x10-6 m3/s, daya output (Pout) sebesar 1012,5 Watt.







Dari grafik dapat dilihat hubungan antara debit aliran bahan bakar (Qb)

dengan daya output (Pout) bahwa makin besar daya output (Qb) maka akan

semakin besar pula nilai debit aliran bahan bakarnya (Pout), atau dengan kata lain

nilai debit aliran bahan bakar (Qb) berbanding lurus dengan daya output (Pout).

Ketidak linieran grafik diatas disebabkan campuran dari bahan bakar yaitu

premium dan pertamax memiliki perbedaan titik nyala.

b. Hubungan Antara Efisiensi Terhadap Daya Output

Untuk mengetahui bagaimana efisiensi dari generator set yang diuji berikut

ditampilkan grafik hubungan antara efisiensi dan daya outputnya.

Grafik 4.2 Hubungan Antara Effisiensi (%) Dengan Daya Out Put (Pout)

Keterangan grafik hubungan antara effisiensi (%) dengan daya out put (Pout)

00,043757293

0,115148414

0,18958544

0,223880597

0,278293135

0,28078203

0,300218341

0,320284698

0,340025907

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Efis

ien

si(%

)

POut (Watt)

Grafik Hubungan Antara Effisiensi(%)dengan Daya Out Put (Pout)

33

Untuk pembebanan 0 lampu diperoleh Effisiensi sebesar 0%, daya output

(Pout) sebesar 0 Watt.

Untuk pembebanan 1 lampu diperoleh Effisiensi sebesar 0,0437%, daya

output (Pout) sebesar 112,5 Watt.





Untuk pembebanan 4 lampu di[peroleh Effisiensi sebesar 0,224%, daya

output (Pout) sebesar 675 Watt.





Untuk pembebanan 7 lampu diperoleh Effisiensi sebesar 0,300% daya





output (Pout) sebesar 1575Watt.

Untuk grafik hubungan antara efisiensi motor bensin dengan daya output

(Pout) terlihat bahwa makin besar nilai daya output (Pout) maka efisiensi akan

semakin besar pula, artinya nilai efisiensi berbanding lurus dengan nilai Pout

sampai pada batas yang telah dihitung.

c. Hubungan Antara Bahan Bakar Sfesific Terhadap Daya Output

Untuk mengetahui hubungan bahan bakar spesifik (SFC) dengan daya

output (Pout) dari generator set yang diuji berikut ditampilkan grafik sebagai

berikut:

Gradien pada pembebanan awal di peroleh nilai yang tinggi dikarenakan pada

awal start mesin memerlukan daya input yang besar karena mesin masih dalam

keadaan dingin.

34

Grafik 4.3 Hubungan Antara Bahan Bakar Spesifik (SFC) Dengan Daya

Out Put (Pout)

Keterangan Grafik hubungan antara bahan bakar spesifik (SFC) dengan daya

out put (Pout).

Untuk pembebanan 0 lampu diperoleh SFC sebesar tak terhingga atau tak

terdefinisi maka dianggap 0 (cm3/J), daya output (Pout) sebesar 0 Watt.

Untuk pembebanan 1 lampu diperoleh SFC sebesar 0,00076 terhingga

(cm3/J), daya output (Pout) sebesar 112,5 Watt.

Untuk pembebanan 2 lampu diperoleh SFC sebesar 0,00029 (cm3/J), daya




Untuk pembebanan 4 lampu di[peroleh SFC sebesar 0,00017 (cm3/J), daya










0

0,000761778

0,0002894810,000175822

0,000148889

0,000119778

0,000118716

0,00011103

0,000104074

9,80317E-05

0

0,0001

0,0002

0,0003

0,0004

0,0005

0,0006

0,0007

0,0008

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

SFC

(cm

3 /J)

P Out (Watt)

Hubungn Antara Bahan Bakar Spesific (SFC) dengan Daya Output (Pout)

35



Untuk grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)

dengan daya output (Pout) terlihat bahwa makin besar nilai SFC maka akan

semakin kecil nilai Pout, artinya nilai SFC berbanding terbalik dengan nilai Pout

sampai pada batas yang telah dihitung. Pada beban 1 lampu tercapai lonjakan

nilai bahan tercapai nilai bahan bakar specifik (sfc) dan untuk selanjutnya nilai

tersebut akan turun dan berangsur-angsur konstan seiring dengan bertambahnya

daya output. Lonjakan tersebut di akibatkan oleh torsi maksimum yang di capai

pada start engine. Namun nilai tersebut sangat kecil senilai 0,0008 cm3/J

4.2 Motor Diesel

Percobaan kali ini adalah percobaan untuk menguji unjuk kerja motor

diesel. Pengujian dilakukan untuk mengetahui konsumsi bahan bakar, konsumsi

bahan bakar spesifik, daya output, dan torsi dari mesin diesel. Pengujian dilakukan

sebanyak sepuluh kali dari putaran 4180 rpm sampai 8850 rpm. Berikut adalah

data hasil dari pengujian motor diesel yang dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.4 Data Hasil Pengujian Motor Diesel

No Putaran

(rpm)

W

(newton) Δh (m) Δhg (cc) t (sekon)

1 4180

12 0,010 10 38,31

2 4850 14 0,012 12 30,57

3 5180 16 0,014 13 30,34

4 5850 18 0,016 15 28,44

5 6180

18,5 0,018 17 23,81

36

6 6850 20 0,020 20 22.63

7 7180 25 0,022 23 21.65

8 7850 27,5 0,024 26 21,42

9 8180 28 0,025 28 19,57

10 8850 28 0,027 30 18,83

4.2.1 Analisis Data

a. Perhitungan Besaran-Besaran dan Konstanta

Perhitungan di bawah ini adalah perhitungan data hasil percobaan untuk

putaran mesin 4180 rpm, sedangkan perhitungan untuk data hasil percobaan

putaran mesin 4850 rpm s/d 8500 rpm tidak kami cantumkan karena

pengerjaannya yang sama, tetapi hasil putaran mesin 4500 rpm s/d 8500 rpm

dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan.

- Torsi Mesin

Torsi mesin dihitung berdasarkan persamaan:

T = W.R (Nm) ................................................................. (4. 7)

Dengan:

W= gaya tangensial pada dinamometer (W = m.g)

m= beban terbaca pada timbangan (kg)

g = percepatan gravitasi (9,8 m/det2)

R = jari-jari dinamometer (0,235 m)

Maka,

T = W .R

T = 12x 0,235

T = 2,82 Nm

37

- Daya Mesin

Daya mesin dicari dengan persamaan:

P = T.ω (Watt) ........(4. 8)

Dengan:

T = torsi mesin (Nm)

ω = kecepatan sudut mesin (rad/det)

ω = 2πn / 60

n = putaran mesin (rpm)

Maka,

P = T x ω dan

ω = 2πn / 60

Sehingga:

P = T x ω

P = 2,82 x (2 x 3,14 x 4180 / 60) = 1233,77 Watt

- Kecepatan Aliran Udara Lewat Venturi

Kecepatan aliran udara lewat venturi dicari dengan persamaan:

v = √2ρa.g.∆h

ρu

....... ........................................................ .....(4. 9)

Dengan:

ρa = massa jenis udara (1,1774 kg/m3)

ρu = massa jenis air (995,8 kg/m3)

∆h = selisih ketinggian air pada manometer (m)

Maka,

v = √2ρa.g.∆h

ρu

= √2x1,1774x9,8x0,010

995,8

= 0,0152 m/s

- Konsumsi Udara

Konsumsi udara dicari dengan persamaan:

mu = ρ.Av.v (kg/det) ......................................................... (4. 10)

Dengan :

Av = luas penampang venturi (6,6052 x 10-4 m2)

ρ = massa jenis udara (1,1774 kg/m3)

38

Maka:

mu = ρ.Av.v = 1,1774 x 6,6052 . 10-4 x 0,0152

= 1,1821 . 10-5 kg/s

- Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi bahan bakar dicari dengan persamaan:

Qf = ∆hgAg

t ............................................................... ....(4.11)

Dengan :

hg= penurunan bahan bakar di dalam gelas ukur

diambil 10 cm

Ag = luas penampang gelas ukur (8,2958 cm2)

t = waktu penurunan bahan bakar didalam

gelas ukur (detik)

Maka,

Qf = ∆hgAg

t

=1,0.10−5×8,2958.10−4

38,43 = 2,15868 . 10-6 m3/s

- Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik dicari dengan persamaan:

𝑆𝐹𝐶 =𝑄𝑓

𝑃 ............................................................ (4. 12)

Maka,

𝑆𝐹𝐶 =𝑄𝑓

𝑃

=2,15868 . 10−6

1180,64

= 1,8284 . 10−9 𝑚3 𝐽⁄

39

Hasil Pengolahan Data

No Putaran

(rpm)

W

(N)

∆h

(m) ∆hg (cc)

t

(s) R

T

(Nm)

ω

(rad/s)

P

(watt)

V

(m/s)

mu

(× 10-5

kg/s)

Qf

(m3/s)

SFC

m3/J

1 4180 12 0,01 10 38,31 0,235 2,82 437,51 1233,77 0,015 1,18.10-5 2,165.10-6 1,76.10-9

2 4850 14 0,012 12 30,57 0,235 3,29 507,63 1670,11 0,017 1,3.10-5 2,261.10-6 1,35.10-9

3 5180 16 0,014 13 30,34 0,235 3,76 542,17 2038,57 0,018 1,4.10-5 2,103.10-6 1,03.10-9

4 5850 18 0,016 15 28,44 0,235 4,23 612,30 2590,03 0,019 1,5.10-5 1,945.10-6 0,75.10-9

5 6180 18,5 0,018 17 23,81 0,235 4,3475 646,84 2812,14 0,020 1,59.10-5 2,050.10-6 0,73.10-9

6 6850 20 0,02 20 22,63 0,235 4,7 716,97 3369,74 0,022 1,67.10-5 1,833.10-6 0,54.10-9

7 7180 25 0,022 23 21,65 0,235 5,875 751,51 4415,10 0,023 1,76.10-5 1,666.10-6 0,38.10-9

8 7850 27,5 0,024 26 21,42 0,235 6,4625 821,63 5309,81 0,024 1,83.10-5 1,490.10-5 0,28.10-9

9 8180 28 0,025 28 19,57 0,235 6,58 856,17 5633,62 0,024 1,87.10-5 1,514.10-5 0,27.10-9

10 8850 28 0,027 30 18,83 0,235 6,58 926,30 6095,05 0,025 1,95.10-5 1,469.10-5 0,24.10-9

40

4.2.2 Grafik

a. Hubungan antara torsi (T) dengan putaran (n)

Untuk mengetahui bagaimana torsi terhadap putaran dari mesin diesel

yang diuji berikut ditampilkan grafik hubungan antara torsi dengan putaran:

Grafik 4.4 Hubungan Antara Torsi (T) Dengan Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara torsi (T) dengan putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh torsi sebesar 2,82 Nm




Untuk putaran 6180 rpm diperoleh torsi sebesar 4, Nm


Untuk putaran 7180 rpm diperoleh torsi sebesar 6 Nm

Untuk putaran 7850 rpm diperoleh torsi sebesar 6 Nm


Untuk putaran 8850 rpm diperoleh torsi sebesar 6,58 nm

2,823,29

3,764,23 4,35

4,70

5,88

6,46 6,58 6,58

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

T (N

m)

n (rpm)

Hubungan Antara Torsi (T) dengan Putaran (n)

Dari grafik hubungan antara torsi motor diesel (T) dengan putaran (n)

pada putaran 4180 rpm diperoleh torsi sebesar 2,82 Nm sedangkan pada putaran

8850 rpm diperoleh torsi sebesar 6,58 Nm. Terlihat bahwa makin besar nilai T

maka akan semakin besar pula nilai n, artinya nilai torsi (T) berbanding lurus

dengan nilai putarannya (n). Hal ini dikarenakan nilai torsi diperoleh dari perkalian

antaran gaya tangensial dinamometer (W) dengan jari-jari dinamometer (R) yang

mana dari nilai gaya tangensial setiap putarannya berbanding lurus juga. Semakin

besar putaran maka semakin besar pula gaya tangen sialnya. Bentuk dari hasih

grafik dilihat dari kenaikan nilai torsi di karenakan gaya tangen sial yang

berfluktuatif .

b. Hubungan antara daya (P) dengan putaran (n)

Untuk mengetahui bagaimana daya terhadap putaran dari mesin diesel

yang diuji berikut ditampilkan grafik hubungan antara daya dengan putaran:

Grafik 4.5 Hubungan Antara Daya (P) Dengan Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara daya (P) dengan putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh daya sebesar 1233,77 Watt


1233,77

1670,112038,57

2590,032812,14

3369,74

4415,10

5309,815633,62

6095,05

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

P(W

att)

n (rpm)

Hubungan Antara Daya (P) dengan Putaran (n)









Untuk grafik hubungan antara daya (P) motor diesel dengan putaran (n) pada

putaran 4180 rpm diperoleh daya sebesar 1233,77 Watt sedangkan pada putaran

8850 diperoleh daya sebesar 6095,05 Watt. Terlihat bahwa semakin besar putaran

maka akan semakin besar daya yang dihasilkan. Namun garis grafik yang di

peroleh tidak linier karena kenaikan rpm tidak konstan.

c. Hubungan antara kecepatan aliran udara (v) dengan putaran (n)



Grafik 4.6 Hubungan Antara Daya (P) Dengan Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara kecepatan aliran udara (v) dengan putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh kecepatan sebesar 0,015 m/s


0,0150,017

0,0180,019

0,0200,022

0,0230,0240,024

0,025

0,010

0,012

0,014

0,016

0,018

0,020

0,022

0,024

0,026

0,028

0,030

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

v (m

/s)

n (rpm)

Grafik Hubungan Kecepatan Aliran Udara (v) Dengan Putaran (n)









Untuk grafik hubungan antara kecepatan aliran udara (v) motor diesel

dengan putaran (n) diperoleh pada putaran 4180 rpm diperoleh kecepatan aliran

udara sebesar 0,015 m/s sedangkan pada putaran 8850 rpm diperoleh kecepatan

aliran udara sebesar 0,025. Terlihat bahwa makin besar nilai (v) maka akan

semakin besar pula nilai (n), artinya nilai (v) berbanding lurus dengan nilai (n). Dari

grafik dinyatakan relatif setabil.

d. Hubungan antara konsumsi udara (mu) dengan putaran (n)



Grafik 4.7 Hubungan Antara Konsumsi Udara (mu) dengan Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara konsumsi udara (mu) dengan putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi udara sebesar 0,118 Kg/s


0,1180,130

0,140 0,1500,159 0,1670,176 0,1830,187 0,195

0,000

0,040

0,080

0,120

0,160

0,200

0,240

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

mu

(×

10

-5 k

g/s)

n (rpm)

Hubungan antara Konsumsi Udara (mu) dengan Putaran (n)









Untuk grafik hubungan antara konsumsi udara (mu) motor diesel dengan

putaran (n) pada putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi udara sebesar 0,118 Kg/s,

sedangkan pada putaran 8850 rpm diperoleh konsumsi udara sebesar 0,195 Kg/s.

Terlihat bahwa makin besar nilai (mu) maka akan semakin besar pula nilai (n),

artinya nilai (mu) berbanding lurus dengan nilai (n). Dari grafik dinyatakan relatif

setabil.

e. Hubungan antara konsumsi bahan bakar (Qf) dengan putaran (n)

Untuk mengetahui bagaimana hubungan konsumsi bahan bakar mesin

diesel terhadap putaran dari mesin diesel yang diuji berikut ditampilkan grafik

hubungan antara keduanya:

4.8 Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar (Qf) dengan Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar (Qf) dengan

putaran (n)

2,1652,261

2,1031,945

2,050

1,8331,666

1,4901,514 1,469

1,000

1,2001,400

1,6001,800

2,000

2,2002,400

2,6002,800

3,000

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

Qf

(m3/s

)

n (rpm)

Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar (Qf) dengan Putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi bahan bakar sebesar 2,165

m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s


m3/s

Untuk grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar (Qf) motor diesel

dengan putaran (n) pada putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi bahan bakar

sebesar 2,165 m3/s, sedangkan pada putaran 8850 rpm diperoleh konsumsi bahan

bakar sebesar 1,469 m3/s. Terlihat bahwa makin besar nilai (Qf) maka akan

semakin kecil nilai (n), artinya nilai (Qf) berbanding terbalik dengan nilai (n). Namun

garis grafik yang di peroleh tidak linier karena kenaikan rpm tidak konstan.

f. Hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dengan putaran

(n)

Untuk mengetahui bagaimana hubungan konsumsi bahan bakar spesifik

mesin diesel terhadap putaran dari mesin diesel yang diuji, berikut ditampilkan

grafik hubungan antara keduanya:

4.9 Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dengan

Putaran (n)

Keterangan grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dengan

putaran (n)

Untuk putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi bahan bakar spesifik sebesar

0,00176 m3/J


0,00135 m3/J


0,00103 m3/J


0,00075 m3/J

Untuk putaran 6180 rpm diperoleh konsumsi bahan spesifik bakar sebesar

0,00073 m3/J


0,00054 m3/J


0,00038 m3/J


0,00028 m3/J


0,00027 m3/J

0,00176

0,00135

0,00103

0,00075

0,000730,00054

0,000380,00028

0,00027 0,00024

0,00000

0,00050

0,00100

0,00150

0,00200

4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

SFC

(m3/J

)

n (rpm)

Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dengan Putaran (n)


0,00024 m3/J

Untuk grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) motor

diesel dengan putaran (n) pada putaran 4180 rpm diperoleh konsumsi bahan bakar

spesifik sebesar 0,00176 m3/J, sedangkan pada putaran 8850 rpm diperoleh

konsumsi bahan bakar sebesar 0,00024 m3/J. Terlihat bahwa makin besar nilai

(SFC) maka akan kecil nilai (n), artinya nilai (SFC) berbanding terbalik dengan

nilai (n). Namun garis grafik yang di peroleh tidak linier karena kenaikan rpm tidak

konstan.

BAB V

PENUTUP

5.1 Motor Bensin

5.1.1 Kesimpulan

Dari percobaan ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut.

1. Dari grafik hubungan antara debit aliran bahan bakar (Qb) dengan daya

output (Pout) diperoleh pada pembebanan 0 lampu, debit aliran bahan bakar

(Qb) sebesar 0,0794x10-6 m3/s dengan daya Out Put (Pout) 0 Watt,

sedangkan pada beban lampu 9 diperoleh debit aliran bahan bakar (Qb)

sebesar 0,1544x10-6 m3/s, daya output (Pout) sebesar 1575 Watt. Terlihat

bahwa makin besar nilai Qb maka akan semakin besar pula nilai Pout

sampai pada batas yang telah dihitung, Akan tetapi pada beban lampu 0

konsumsi udaranya lebih besar dikarnakan pada penghidupan awal engine

membutuhkan tenaga yang besar yang mengakibatkan banyaknya

konsumsi bahan bakar.

2. Dari grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dengan

daya output (Pout) diperoleh pada pembebanan 0 lampu Effisiensi sebesar

0%, daya output (Pout) sebesar 0 Watt sedangkan pada pembebanan 9

lampu diperoleh Effisiensi sebesar 0,34 %, daya output (Pout) sebesar 1575

Watt. Terlihat bahwa besar kecil nya effisiensi tergantung pada besar

kecilnya Pin.

3. Dari grafik hubungan antara efisiensi motor bensin dengan daya output

(Pout) , diperoleh pada pembebanan 0 lampu SFC sebesar tak terhingga

(cm3/J), daya output (Pout) sebesar 0 Watt, sedangkan pada pembebanan

9 lampu diperoleh SFC sebesar 0,00009 (cm3/J), daya output (Pout) sebesar

1575 Watt. Terlihat bahwa pada grafik data yang dihasilkan naik turun.

4. Perubahan putaran dan torsi akan mempengaruhi nilai daya yang akan

dihasilkan.

5.1.2 Saran

1. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya praktikan harus menguasai

materi praktikum.

2. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya alat diperiksa terlebih dahulu.

3. Praktikan harus teliti dalam pengambilan data agar dalam perhitungan

diperoleh data yang lebih akurat.

5.2 Motor Diesel

5.2.1 Kesimpulan

Dari percobaan ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut.

1. Semakin besar nilai torsi (T) maka akan semakin besar pula nilai putaran

(n), artinya nilai torsi (T) berbanding lurus dengan nilai putaran (n).

2. Semakin besar putarannya (n) maka semakin besar daya yang dihasilkan.

3. Semakin besar nilai konsumsi bahan bakar (Qf) maka akan semakin kecil

pula nilai putaran (n), artinya nilai Qf berbanding terbalik dengan nilai n.

4. Semakin besar nilai bahan bakar spesifik (SFC) maka akan semakin kecil

pula nilai putaran (n), artinya nilai SFC berbanding terbalik dengan nilai n.

5. Perubahan putaran dan torsi akan mempengaruhi nilai daya yang akan

dihasilkan.

5.2.2 Saran

1. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya praktikan harus menguasai

materi praktikum.

2. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya alat diperiksa terlebih dahulu.

3. Praktikan harus teliti dalam pengambilan data agar dalam perhitungan

diperoleh data yang lebih akurat.

x

DAFTAR PUSTAKA

Astu P dan Djati N. 2006. “Mesin Konversi Energi”. Surabaya: Andi.

Amrullah A, Abdi, B. 2014. Panduan Praktikum Prestasi Mesin. Program Studi

Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.

Berenschoot, Arend. 1980. Motor Bensin. Jakarta.

Ganesan. V. Internal Combustion Engine. McGraw-Hill, Inc. Madras.

Heywood, John B. 1988. Internal Combustion Engine Fundamental. Mc Graw-Hill.

Singapore.

Jama, J. 1982. Motor Bensin. Ghalia Indonesia. Jakarta.

Pulkrabek, Willard W. Engineering Fundamentals Of The Internal Combustion

Engine. Prentice Hall, New Jersey

[Anonim]. Sistem Kerja Motor Bakar 1. 2009.

http://www.scribd.com/doc/19699097/Sistem-Kerja-Motor-Bakar-1

(diakses pada 23 Mei 2014).

http://id.shvoong.com/tags/motor-bensin-dan-motor-diesel

http://id.shvoong.com/tags/motor-bensin-dan-motor-diesel

http://id.shvoong.com/tags/Keunggulan Motor Diesel.htm

http://dexzrecc.wordpress.com/2008/11/17/prinsip-kerja-motor-bensin/

http://www.scribd.com/doc/19699097/Sistem-Kerja-Motor-Bakar-1

xi

LAMPIRAN

xii

1. Bahan Bakar

2. Motor Bensin

xiii

3. Tachometer

4. Sakelar

xiv

5. Voltmeter dan Amperemeter

6. Lampu

xv

7. Pengambilan Data

8. Pengambilan Data

laporan prestasi mesin.pdf

Documents

Transcript of laporan prestasi mesin.pdf