71
= 0,47236447 kJ
Kerja satu siklus : Kerja yang dihasilkan dari satu siklus termodinamika adalah sebagai
berikut : W
nett
= W
1-2
W
3-4
= -0,14222797 085589207
= 0,7136641 kJ
4.2.2. Parameter performance mesin
Tekanan efektif rata rata Didefenisikan sebagai suatu tekanan yang dibayangkan bekerja pada
permukaan piston pada langkah kerja, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :
mep = W
nett
V
d
Dengan nilai W
nett
= 0,7136641 kJ dan besarnya volume langkah V
d
= 0,0003245 m
3
Maka besarnya tekanan efektif rata rata adalah : mep =
= 2199,27304 kPa
Universitas Sumatera Utara
72
Daya indikator Merupakan daya yang dihasilkan dalam silinder motor sehingga
merupakan basis perhitungan atau penentuan efisiensi pembakaran atau besarnya laju panas akibat pembakaran didalam silinder.
Besarnya daya indikator W
i
pada putaran 3200 RPM dapat dirumuskan sebagai berikut :
W
i
=
W
i
= 19,0310 kW
Untuk 4 silinder = 4
19,0310 kW = 76,1241 kW
Daya yang dihasilkan suatu mesin pada poros keluarannya disebut sebagai daya poros
brake horse power dengan besar torsi 120 Nm yang diperoleh dari spesifikasi mesin halaman 34, maka torsi dapat dihitung
berdasarkan persamaan : W
b
= 2 3,14
120
W
b
= 40,192 kW
Universitas Sumatera Utara
73
Besarnya torsi pada putaran 6000 rpm dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
100,31 N.m
Konsumsi bahan bakar spesifik sfc
Secara tidak langsung konsumsi bahan bakar merupakan indikasi efisiensi dalam menghasilkan daya dari pembakaran bahan bakar. Laju aliran
bahan bakar sebesar 0,000026724 kgdet dan daya poros W
b
¸sebesar 40,192 kW maka konsumsi bahan bakar spesifik pada putaran 3200 RPM diperoleh
sebagai berikut : sfc =
sfc = = 0,000070923 kgKw
–det = 255,3388 gram kw
– jam
Universitas Sumatera Utara
74
Efisiensi thermal
Efisiensi ini merupakan indikasi sesungguhnya dari konvensi energi input thermodinamika menjadi energi mekanis.
th
=
th th
0,6014
th
60,14
Efisiensi mekanis Merupakan perbandingan antara daya poros dengan
Wb dengan daya indikator
Wi dengan daya poros sebesar 40,192 dan daya indikator 76,1241 maka besarnya efisiensi mekanis dapat diketahui dengan rumus
sebagai berikut :
m
m
m
0,5279
m
52,79
Universitas Sumatera Utara
75
Efisiensi volumetrik Merupakan indikasi sejauh mana volume sapuan
swept volume mesin tersebut dapat terisi fluida kerja. Dengan massa udara sebesar
0,000392836 kg, densitas udara 1,21213356 kgm
3
,dan besar volume langkah 0,0003245
m
3
, maka efisiensi volumetrik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
v
v
0,9987 99,87
Universitas Sumatera Utara
76
Berikut adalah tabel dan grafik performance mesin Daihatsu Terios
D99B dan mesin non VVT-i
Tabel 4.1. Torsi Mesin
Putaran RPM
TORSI Nm VVT- i
Non VVT- i
1500
31,83 25,31
2000
42,45 33,42
2500
53,07 41,78
3000
63,67 50,14
3500
74,29 58,50
4000
84,9 66,86
4500
95,52 75,22
5000
106,14 83,58
5500
116,75 91,94
6000
127,37 100,3
Universitas Sumatera Utara
77
Gambar 4.1. Grafik Torsi Mesin Daihatsu Terios dan mesin non VVT-i
Pada putaran 1500 rpm pada mesin Daihatsu Terios D99B torsi yang dihasilkan sebesar 31,83 Nm dan sedangkan pada mesin non VVT-i torsi
yang dihasilkan sebesar 25,31 Nm. Sehingga terjadi peningkatan sebesar 6,52 Nm. Hingga 6000 Rpm torsi yang dihasilkan mesin Daihatsu terios
cenderung lebih besar dibanding dengan mesin non VVT-i, ini disebabkan oleh teknologi VVT-I yang memakai DOHC
Double Over Head Chamsaft dimana cam atau nok menjadi profil cam pada poros yang membuat katup
isap atau katup masuk dapat bekerja secara tepat dan fleksibel sesuai dengan putaran mesin Pada saat bekerja pada putaran rendah, mesin hanya
memerlukan campuran udara dan bahan bakar yang lebih sedikit, karena tenaga yang harus dihasilkan tidak perlu besar.
20 40
60 80
100 120
140
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 non VVT-I
VVT-i
RPM To
rsi N
.m
Universitas Sumatera Utara
78
Tabel 4.2 Daya Mesin
Putaran RPM
Daya KW
VVT-i Non
VVT -i
1500 19,99
15,9
2000 26,66
20,99
2500 33,33
26,24 3000
39,99 31,49
3500 46,66
36,74
4000 53,32
41,99 4500
59,99 47,24
5000 66,66
52,49
5500 73,32
57,74 6000
79,99 62,99
Universitas Sumatera Utara
79
Gambar 4.2 Grafik Daya mesin Daihatsu Terios D99B dan mesin non VVT-i
Putaran 1500 Rpm daya yang dihasilkan pada mesin Daihatsu Terios lebih besar yaitu 19,99 kW, dibanding dengan mesin non VVT-i daya yang
dihasilkan sebesar 15,90 kW. Sehingga terjadi peningkatan daya sebesar 4,09 kW pada mesin Daihatsu Terios D99B. Begitu juga pada putaran 2000 Rpm
hingga 6000 Rpm Daya yang di hasilkan mesin VVT-i lebih besar. OCV Oil Control valve pada saat mesin idling OCV menerima masukan dari
sensor sensor selanjutnya plunger OCV bergerak maju dan membuka katup aliran oli masuk menekan di depan sudu sudu atau blade control VVT-i,
sehingga putaran, roda control VVT-i menggeser maju membuat poros cam tertinggal putarannya. Dengan tertinggalnya poros cam membuat katup
masuk lebih lambat, jadi tenaga yang dihasilkan mesin juga kecil sebanding dengan konsumsi bahan bakar yang masuk ke silinder mesin.
10 20
30 40
50 60
70 80
90
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 VVT-i
non VVT-i
RPM D
AYA KW
Universitas Sumatera Utara
80
Tabel 3.3. SFC dan Putaran Mesin
Putaran RPM
SFC grkW-jam
VVT-i Non
VVTi
1500
85,3238 119.6900
2000
113,7651 159,5867
2500
142,2064 199,4834
3000
170,6477 239,3807
3500
199,089 279,2768
4000
227,5309 319,1735
4500
255,9716 359,0702
5000
284,4129 398,9669
5500
312,8542 438,8636
6000
341,2955 478,7603
Universitas Sumatera Utara
81
Gambar 4.3. Grafik SFC dan putaran mesin Daihatsu Terios D99B dan mesin non VVT-i
Pada putaran yang sama yaitu 1500 Rpm, konsumsi bahan bakar mesin Daihatsu Terios sebesar 85,3238 grkw-jam, sedangkan pada mesin
non VVT-i sebesar 119.6900 grkw-jam. Sehingga pemakaian bahan bakar berkurang menjadi 34,3662 grkw-jam. Dengan adanya sistem VVT-i, saat
bekerja pada putaran rendah waktu buka katup isap tidak perlu lama, waktu buka katup diperlambat dan tutupnya dipercepat sehingga bahan bakar yang
diperlukan mesin tetap sedikit, selanjutnya, bila saat percepatan, hal itu akan menyebabkan kebutuhan mesin akan bahan bakar dan udara makin besar,
katup isap membuka lebih cepat dan waktu menutup diperlambat, artinya waktu buka katup masuk lebih lama. Dengan demikian, jumlah udara dan
bahan bakar yang masuk kedalam mesin jadi lebih banyak. Pada mesin non VVT-i waktu buka dan tutup katup isap selalu sama,
baik saat bekerja pada putaran rendah maupun tinggi, kondisi ini akan
100 200
300 400
500 600
700 800
900
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000
non VVT-i VVT-i
RPM SF
C g
r kw
-jam
Universitas Sumatera Utara
82
membuat mesin tidak bekerja secara optimal dan efisien, baik pada putaran rendah maupun saat putaran tinggi. Sebaliknya bila mesin melakukan
percepatan, kerja mesin pada putaran tinggi akan tersendat, selain itu konsumsi bahan bakar juga menjadi boros.
Universitas Sumatera Utara
83
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
