Mekanisme Kerja Turbocarjer Penetapan Siklus Termodinamika

47

3.2 Mekanisme Kerja Turbocarjer

Adapun mekanisme kerja sederhana dari turbocarjer adalah seperti gambar 3.1 berikut ini Gambar 3.1 Mekanisme kerja sederhana dari turbocarjer pada waktu langkah buang Keterangan gambar : 1. engine 4. kompresor blower 2. piston 5. saluran gas buang 3. turbin gas 6. saluran masuk 1 4 3 5 6 2 Universitas Sumatera Utara 48 Adapun mekanisme kerja sederhana dari turbocarjer di atas adalah ketika piston melakukan langkah buang, dimana gas buang yang masih bertemperatur tinggi dan juga bertekanan yang tinggi diekspansikan keluar ke saluran buang exhaust manifold dengan laju aliran gas buang yang tinggi masuk ke turbin turbocarjer dan akan memutar turbin, dengan berputarnya turbin maka kompresor juga akan ikut berputar. Sehingga udara atmosfer akan masuk ke kompresor , dan akan masuk ke dalam ruang bakar dengan udara yang mempunyai tekanan yang tinggi dan juga kerapatan udara yang tinggi pula. Putaran turbocarjer dapat mencapai putaran 80.000 rpm sampai 130000 rpm literatur 3. Turbocarjer pada kondisi putaran mesin yang tinggi, akan dihasilkan tekanan gas buang yang masuk turbocarjer yang tinggi pula, hal ini mengakibatkan jumlah udara dan tekanan yang disuplai ke ruang bakar akan melebihi jumlah udara dan tekanan udara suplai yang ditentukan hal ini akan berpengaruh kepada tingkat ketahanan material ruang bakar itu sendiri. Untuk menghindari tekanan yang berlebih masuk ke turbin turbocarjer maka dibuatlah mekanisme waste gate valve hal ini bertujuan untuk mengurangi tekanan yang masuk turbin turbocarjer. Dalam perancangan ini diasumsikan bahwa gas buang seluruhnya masuk ke turbin turbocarjer. Universitas Sumatera Utara 49

3.3 Penetapan Siklus Termodinamika

Secara umum ada tiga jenis siklus termodinamika yang berlaku pada motor bakar torak, yaitu : a. Siklus volume konstan Siklus Otto b. Siklus tekanan konstan c. Siklus tekanan terbatas Siklus Dual Siklus tekanan terbatas siklus dual merupakan siklus ideal bagi motor bakar torak yang proses pembakarannya berlangsung pada kondisi yang mendekati volume konstan dan terus berlanjut pada tekanan konstan. Keunggulan bahan bakar diesel adalah diukur dari kualitas kesiapan penyalaannya, angka setana dari bahan bakar merupakan pengukur kualitas penyalaan, semakin besar angka setana maka semakin besar ketahanannya terhadap detonasi. Dengan adanya bahan bakar dengan angka setana yang tinggi, putaran motor akan naik lebih tinggi dan lebih banyak bahan bakar yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar hingga penyalaan sendiri terjadi, yang mengakibatkan tekanan naik tajam disaat awal pembakaran. Sehingga motor bakar diesel putaran tinggi lebih cocok didekati oleh siklus tekanan terbatas siklus dual, dimana pembakaran dibagi dalam dua daerah yakni daerah volume konstan dilanjutkan daerah tekanan konstan. Siklus yang ditetapkan sebagai siklus ideal bagi motor bakar yang direncanakan disini adalah siklus tekanan terbatas siklus dua l . Universitas Sumatera Utara 50 Gambar 3.2 Diagram P-V untuk siklus ideal tekanan terbatas pada motor diesel Keterangan gambar : 0-1 : Langkah isap tekanan konstan 1-2 : Langkah kompresi isentropis 2-3a : Pembakaran pada volume konstan 3a- 3 : Pembakaran pada tekanan konstan 3 – 4 : Langkah ekspansi isentropis 4- 1 : Proses pengeluaran kalor pada volume konstan

3.4 Bahan Bakar yang Digunakan