Maka secara ringkas langkah-langkah kerja pada mesin diesel adalah sebagai berikut:
1. Langkah hisap
Piston bergerak dari TMA titik mati atas menuju titik mati bawah TMB. Katup isap terbuka, dan katup buang tertutup, karena terjadi tekanan dalam
silinder terjadilah kevakuman pada waktu torak bergerak ke TMB titik mati atas, selajutnya campuran udara bahan bakar mengalir kedalam silinder melalui katup
masuk untuk mengisi ruang silinder. 2.
Langkah kompresi Setelah mencapai TMB titik mati bawah, piston bergerak kembali menuju
TMA titik mati atas, dam kedua katup dalam keadaan tertutup. Dengan demikian campuran udara dan bahan bakar yang berada didalam silinder ditekan
dan dimanfaatkan oleh torak yang bergerak ke TMA titik mati atas, akibatnya tekanan dan suhu dalam silinder naik sehingga bahan bakar sangat mudah untuk
terbakar. 3.
Langkah usaha Pada saat piston bergerak dari TMA titik mati atas menuju TMB titik mati
bawah, katup hisap dan katup buang tertutup. Sesaat piston menjelang titik mati atas, injektor menyemprotkan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran yang
menyebabkan piston bergerak dari TMA titik mati atas ke TMB titik mati bawah.
4. Langkah buang
Piston bergerak dari TMB titik mati bawah menuju TMA titik mati atas. Katup hisap tertutup dan katup buang terbuka. Pada proses ini gas yang terbakar
dibuang oleh dorongan piston ke atas dan selajutnya mengalir melalui katup buang. Pada posisi ini poros engkol telah berputar dua kali dalam satu siklus dari
empat langkah.
2.2.3. Siklus Ideal Diesel
Pada motor bakar mesin diesel, siklus yang berlangsung pada proses pembakaran adalah pada tekanan konstan. Pada siklus ini tampak secara jelas dan
diuraikan satu per satu proses perpindahan atau aliran yang berlangsung dari satu
Universitas Sumatera Utara
titik ke titik yang lain. Dengan memperhatikan gambar dan arah perpindahan maka kita akan memahami proses yang berlangsung apakah terjadi laju
peningkatan, penurunan atau keadaan stagnan tetap.
TTemperatur
Gambar 2.2. Diagram P – v a dan diagram T – s b
Lit 1. hal . 92 Proses-proses yang terjadi pada siklus tersebut adalah:
a. Proses 6-1. Tekanan konstan udara hisap pada Po. Katup hisap terbuka dan katup keluar tertutup:
6 1
1 6
v v
P W
− =
−
[2.1] Sumber: Lit. 5 hal. 93
Keterangan: P
= tekanan pada titik 0 kPa V
1
= volume pada titik 1 m
3
V
6
= volume pada titik 6 m
3 1
6 −
W = kerja pada titik 6-1 kJ
Po
Entropy s 2
1 6
5 4
1 Volume spesifik v
Qout 2
3
4 P Tekanan
Qi 3
Universitas Sumatera Utara
b. Proses 1-2. Langkah kompresi isentropik Semua katup tertutup: T
2
= T
1
V
1
V
2 k-1
= T
1
V
1
V
2 k-1
=T
1
r
c k-1
[2.2] P
2
= P
1
V
1
V
2 k
= P
1
V
1
V
2 k
= P
1
r
c k
[2.3] V
2
= V
TDC
= m
m
RT
2
P
2
[2.4] Q
1-2
= 0 [2.5]
W
1-2
= m
m
RT
2
– T
1
1- k [2.6]
Sumber: Lit. 5 hal. 93 Keterangan:
1
P = tekanan pada titik 1 kPa
2
P = tekanan pada titik 2 kPa
1
T = temperatur pada titik 1 K
2
T = temperatur pada titik 2 K
1
V = volume pada titik 1 m
3 2
V = volume pada titik 2 m
3 2
1 −
W = kerja pada siklus 1-2 kJ
R = konstanta gas kJkg.K
c. Proses 2-3. Tekanan Konstan Panas Masuk Pembakaran semua katup tertutup: Q
2-3
= Q
in
= m
f
Q
HV
η
c
= m
m
C
p
T
3
– T
2
= m
a
+ m
f
C
p
T
3
– T
2
[2.7] Q
HV
η
c
= AF + 1C
p
T
3
– T
2
[2.8] Q
2-3
= Q
in
= C
p
T
3
- T
2
= h
3
– h
2
[2.9 ] W
2-3
= Q
2-3
– u
3
– u
2
= P
2
V
3
– V
2
[2.10] T
3
= T
max
[2.11] Cut of Ratio :
ß = V
3
– V
2
= T
3
T
2
[2.12] Sumber: Lit. 5 hal. 93
Keterangan:
3
P = tekanan pada titik 3 kPa
2
P = tekanan pada titik 2 kPa
Universitas Sumatera Utara
3
T = temperatur pada titik 3 K
2
T = temperatur pada titik 2 K
HV
Q = heating value kJkg
in
Q = kalor yang masuk kJ
c
η
= efisiensi pembakaran
m
m = massa campuran gas di dalam silinder kg
p
C
= panas jenis gas pada tekanan konstan kJkg.K
3 2
−
W = kerja pada titik 2-3 kJ
d. Proses 3-4: Langkah Isentropik atau langkah ekspansi isentropik: Semua katup tertutup:
Q
3-4
= 0 [2.13]
T
4
= T
3
V
3
V
4 k-1
= T
3
V
3
V
4 k
[2.14] T
4
= T
3
= V
3
V
4 k
= V
3
V
4 k
[2.15] W
3-4
= P
4
V
4
– P
3
V
4
1 – k = RT
4
– T
3
1 – k = u
3
– u
4
= C
v
T
3
- T
4
[2.16]
Keterangan:
4
P = tekanan pada titik 4 kPa
3
P = tekanan pada titik 3 kPa
3
T = temperatur pada titik 3 K
4
T = temperatur pada titik 4 K
3
V = volume pada titik 3 m
3 4
V = volume pada titik 4 m
3 m
m = massa campuran gas di dalam silinder kg
R = konstanta gas kJkg.K
4 3
−
W = kerja pada titik 3-4 kJ
Universitas Sumatera Utara
e. Proses 4-5: Rejeksi panas volume konstan keluaran berhembus kebawah Katup keluar terbuka dan katup hisap tertutup.
V
5
= V
4
= V
1
= v
BDC
[2.17] W
4-5
= 0 [2.18]
Q
4-5
= Q
out
= m
m
C
v
T
5
– T
4
= = m
m
C
v
T
1
- T
4
[2.19] Q
4-5
= Q
out
= C
v
= T
5
– T
4
= u
5
– u
4
= C
v
T
1
– T
4
[2.20] Sumber: Lit. 5 hal. 93-94
Keterangan:
4
T = temperatur pada titik 4 K
5
T = temperatur pada titik 5 K
m
m = massa campuran gas di dalam silinder kg
v
c = panas jenis gas pada volume konstan kJkg.K
5 4
−
W = kerja pada titik 4-5 kJ
f. Proses 5-6: Tekanan Konstan langkah buang di Po. Katup buang terbuka.
W
5-6
= P V
6
– V
5
= P V
6
– V
1
[2.21] Sumber: Lit. 5 hal. 94
Keterangan: P
= tekanan pada titik 0 kPa
5
v = volume pada titik 5 m
3 6
v = volume pada titik 6 m
3 6
5 −
W = kerja pada titik 5-6 kJ
Effisiensi Thermal Siklus Diesel Eff. Th: η
t DIESEL
= [W
net
] [Q
in
] = 1 – [Q
out
] [Q
in
] [2.22]
Sumber: Lit. 5 hal. 94
Universitas Sumatera Utara
2.2.4 Siklus Dual Cycle
