2.6.2.4. Efisiensi Thermal Brake Kerja berguna yang dihasilkan selalu lebih kecil dari pada energi yang di
bangkitkan piston karena sejumlah energi hilang akibat adanya kerugian mekanis mechanical losses. Dengan alasan ekonomis perlu dicari kerja maksimum yang
dapat dihasilkan dari pembakaran sejumlah bahan bakar. Efisiensi ini sering disebut sebagai efisiensi termal brake brake thermal efficiency,
b
η
. �
�
=
� �
��
....................................................... 2.6 [
���. 6 ℎ�� 59]
Laju panas yang masuk Q, dapat dihitung dengan rumus berikut: �
��
= �̇
�
�
��
�
�
...............................................................
2.7
dimana: �̇
�
= laju aliran bahan bakar kgh Q
HV
= Nilai kalor bahan bakar kJkg η
c
= efisiensi pembakaran dalam pengujian diambil 0,97
2.6.3. Pembakaran pada Mesin Otto
Pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia yang mana oksidan bereaksi cepat dengan bahan bakar untuk melepaskan energi panas. Pada
aplikasinya, oksidan pada pembakaran adalah oksigen pada udara. Tiga unsur kimia utama dalam elemen mampu bakar combustible pada bahan bakar adalah
karbon C dan hidrogen H , elemen mampu bakar yang lain namun umumnya hanya sedikit terkandung dalam bahan bakar adalah sulfur S. Proses pembakaran
dikatakan sempurna apabila semua karbon dibahan bakar terbakar menjadi karbon dioksida, hidrogen terbakar menjadi sulfur dioksida, jika kondisi teori
pembakaran tidak memenuhi maka pembakaran tidak sempurna. Nitrogen adalah gas lembam dan tidak berpartisipasi dalam pembakaran.
Selama proses pembakaran, butiran minyak bahan bakar dipisahkan menjadi elemen komponennya yaitu hidrogen dan karbon dan masing-masing bergabung
dengan oksigen dari udara secarah terpisah. Hidrogen bergabung dengan oksigen
Universitas Sumatera Utara
untuk membentuk air dan karbon bergabung dengan oksigen menjadi karbon dioksida. Jika oksigen yang tersedia tidak cukup, maka sebagian dari karbon akan
bergabung dengan oksigen dalam bentuk karbon monoksida. Pembentukan karbon monoksida hanya menghasilkan 30 panas yang dibandingkan panas yang timbul
oleh pembentukan karbon dioksida.
Karburator Motor otto adalah motor pembakaran yang menggunakan bahan bakar
bensin. Dari hasil pembakaran bensin akan diperoleh energi panas. Bensin adalah suatu cairan yang mudah disimpan, dipindahkan dan alirannya
mudah dikontrol. Selain itu bensin mempunyai sifat mudah menguap, mudah menyala dan terbakar. Dalam pemakaiannya pada motor pembakaran, bensin cair
ini terlebih dahulu harus diubah menjadi bentuk uap atau kabut agar mudah dibakar.
Bensin terdiri dari molekul-molekul hidrokarbon. Bensin yang mengandung molekul-molekul hidrokarbon dengan titik didih rendah akan
memudahkan motor dihidupkan pada suhu sekeliling yang rendah. Disamping itu kendaraan dapat dijalankan tanpa pemanasan yang agak lama pada beban yang
rendah. Bila suhu sekeliling cukup tinggi akan mengkibatkan bensin dapat mendidih dalam pipa yang terletak antara tangki dan karburator, sehingga pompa
bahan bakar tidak dapat berfungsi dengan baik karena bensin mengandung gelembung-gelembung kantong uap. Karena itu dianjurkan untuk menggunakan
bensin dengan karakteristik yang sesuai dengan spesifikasi dan kondisi kerja dari motor pembakaran.
Bensin harus dicampur lebih dahulu dengan udara sebelum dimasukkan dalam silinder. Campuran udara bahan bakar setelah masuk ke dalam silinder
kemudian dikompresikan dan pada saat akhir kompresi baru dinyalakan. Pembakaran yang sempurna dapat terjadi bila perbandingan antara campuran
udara dan bahan bakar masih dalam batas yang ditentukan menurut kondisi tertentu. Perbaandingan campuran bila diperlukan tenaga maksimum adalah
berkisar antara 12-13 : 1. Jadi lebih gemuk dari campuran teoritis yang dibutuhkan untuk dapat terjadinya suatu pembakaran yang sempurna yaitu 15 : 1.
Universitas Sumatera Utara
Sekalipun perbandingan campuran sudah bagus, bila sebagian bahan bakar tidak dapat menguap, maka akan mengakibatkan campuran menjadi kurus, sehingga
tidak dapat terbakar dengan baik. Selain campuran harus baik dan rata, juga diperlukan posisi atau letak dari busi yang tepat agar terjadi loncatan api yang
sempurna. Untuk mencampur udara dengan bahan bakar secara otomatis dengan
suatu perbandingan tertentu pada suatu saat dan kondisi tertentu diperlukan karburator. Jelasnya karburator menyediakan suatu campuran udara bahan bakar
dengan perbandingan yang tetap. Karburator bekerja sangat tepat untuk setiap kondisi yang berbeda-beda dalam menghasilkan suatu perbandingan campuran
yang baik. Sesaat setelah motor dihidupkan, suhu motor masih dingin, dan hanya
sekitar 10-20 dari bensin yang menguap. Pada saat ini kita menggerakkan katup choke untuk mengurangi jumlah aliran udara sehingga tekanan negatif
menjadi besar dan campuran menjadi cukup gemuk. Karena itu sekalipun bensin menguap hanya 10 dan campuran cukup gemuk tapi masih dapat menyala.
Setelah itu kita harus segera membuka kembali katup choke bila motor sudah berjalan stabil. Pada beban rendah dan pembukaan katup throttle yang kecil,
campuran cenderung menjadi kurus, sebab :Penguapan bahan bakar rendah karena suhu tempat yang dilalui bahan bakar rendah.
Distribusi atau pemberian bahan bakar rendah. Karena itu perbandingan campuran pada karburator harus dinaikkan atau pemberian bahan bakar harus
diperbanyak. Pada beban menengah menggunakan suatu campuran udara bahan bakar yang kurus, namun demikian masih dapat menyala dan terbakar dengan
stabil karena suhu dan tekanan masih dalam batas yang memungkinkan untuk bekerja dengan hasil yang menguntungkan. Jika campuran lebih gemuk dari
campuran stokiometris untuk beban ringan, maka akan menghasilkan suatu pembakaran yang tidak sempurna. Dalam hal ini selain memboroskan bahan
bakar, juga gas buang akan banyak mengandung karbonmonoksida CO dan hidrokarbon HC yang tidak terbakar. Jadi campuran gemuk yang dengan
perbandingan 12 : 1 sangat cocok untuk menghasilkan penyalaan dan pembakaran bila tenaga maksimum diperlukan. Perbandingan campuran yang lebih kurus dari
Universitas Sumatera Utara
15 : 1 akan menghasilkan efisiensi yang rendah dan mengurangi pemakaian bahan bakar jika pembakarannnya stabil. Atau dengan kata lain bahwa suhu gas bekas
rendah karena akibat kelebihan udara, sehingga memungkinkan sebagian kecil panas terbuang. Alasan lain adalah panas spesifik yang kecil dari gas
memungkinkan suhu dan tekanan dari gas untuk naik dengan mudah. Sekalipun demikian jika campuran terlalu kurus maka proses pembakarannya akan berjalan
lambat dan tidak stabil, sehingga memungkinkan kenaikan pemakaian bahan bakar.
2.6.4. Penyalaan dengan Bunga Api
