Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
P
1
berada pada diatas tekanan atmosfer.P
a.
Blow-down energi ditunjukkan pada daerah 5-8-9, saluran gas buang pada tekanan P
7
juga berada diatas tekanan atmosfer P
a
. Proses gas buang yang berasal dari silinder ditunjukkan oleh garis 5,13,11 dimana pada titik 5,13 adalah periode terjadi blow-down energi ketika
katup buang terbuka dan tekanan gas yang tinggi diekspansikan keluar pada saluran gas buang.
Proses 13,11 menunjukkan proses pembuangan gas sisa yang tinggal ketika piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah yang menggerakkan
sebagian besar gas buang dari silinder ke saluran pembuangan. Gas tersebut juga berada di atas tekanan atmosfer dan oleh karena itu juga mempunyai energi yang
berguna untuk diekspansikan menjadi tekanan atmosfer. Daerah kerjanya dapat ditampilakan pada daerah 13-9-10-11.
Energi maksimum yang mampu menggerakkan turbin ditunjukkan pada daerah 13-9-10-11, Untuk memperoleh energi tersebut maka tekanan masuk turbin
seketika itu juga harus meningkat pada titik tekanan P
5
ketika katup buang terbuka, yang diikuti ekspansi isentropik dari gas buang melalui P
7
sampai ke tekanan atmosfer P
8
=P
a
. Selama proses pergerakan pembuangan tekanan masuk turbin yaitu pada titik P
7
. Energi yang berguna pada turbin diberikan pada daerah 7-8-10- 11.
2.6 Pengaruh Penggunaan Turbocarjer dengan Interkuler Terhadap
Performansi Motor bakar Diesel
Jika sebuah mesin empat langkah dapat menghisap udara pada kondisi isapnya sebanyak volume langkah toraknya untuk setiap langkah isap, maka hal itu
sesuatu yang ideal. Namun, hal tersebut tidak terjadi dalam keadaan sebenarnya.
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
Perbandingan antara jumlah udara yang terisap yang sebenarnya terhadap jumlah udara yang terisap dalam keadaan ideal, dinamai, ”efisiesnsi volumetrik”,
v
η , yang didefinisikan dalam persamaan berikut :
, ,
T P
pada torak
langkah volume
sebanyak segar
udara berat
T P
pada terisap
segar udara
berat
v
= η
besarnya efisiensi volumetrik tergantung pada kondisi isap P,T yang ditetapkan, hal ini akan mengakibatkan seberapa besar volume udara yang akan terisap apabila
motor bakar tersebut tidak menggunakan pengisian lanjut. Akan tetapi lain halnya kalau dengan menggunakan pengisian lanjut contohnya seperti turbocarjer.
Kebutuhan udara akan terus disuplai oleh turbocarjer dan akan meningkatkan tekanan didalam ruang bakar dan hal inilah yang akan berdampak langsung
terhadap performansi motor bakar tersebut. Antara lain: 1.
Daya Poros Daya poros adalah daya yang dihasilkan oleh motor bakar tersebut setelah
mengalami kerugian – kerugian gesek antara torak dan dinding silinder, pada bantalan, roda gigi, daya untuk menggerakkan pompa bahan bakar, katup dan
sebagainya. Sesuai dengan persamaan berikut :
i e
m
N N
= η
m i
e
N N
η =
hp Dimana :
=
e
N Daya efektif
hp =
m
η efisiensi mekanis motor bakar
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
=
i
N Daya Indikator hp
2. Daya Indikator
Daya indikator adalah daya yang dihasilkan didalam sistem motor bakar tersebut antara piston dan ruang bakar.
Sesuai dengan persamaan berikut :
xz x
xnxi xV
P N
d i
i
75 60
=
hp dimana :
=
i
P Tekanan indikator rata – rata
kgcm2 =
d
V Volume silinder
m3 =
n putaran
rpm
= i
jumlah silinder =
z motor 4_langkah 12
3. Momen Puntir
Momen puntir atau Torsi adalah merupakan suatu performansi motor bakar diesel. Dalam hal ini momen puntir digunakan sebagai kemampuan motor bakar tersebut
untuk memutar memlintri suatu beban dengan beban kg dan jarak m. sesuai dengan persamaan :
n x
x N
T
e
π
2 75
60 =
kg-m =
e
N Daya efektif motor bakar
hp =
n Putaran
rpm
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
4. Tekanan Efektif Rata – Rata
Tekanan efektif rata – rata juga merupakan bagian dari performansi motor bakar diesel, dimana tekanan efektif rata – rata ini sangat dipengaruhi oleh
kerapatan udara yang disuplai masuk kedalam silinder ruang bakar. Sesuai dengan persamaan berikut :
RT P
=
ρ
dimana :
= P
Tekanan suplai masuk ke dalam ruang bakar kgcm2
= R
Konstanta gas Universal 5. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Konsumsi bahan bakar spesifik adalah kemampuan motor bakar tersebut menghabiskan bahan bakar dalam satu – saturan waktu, sesuai dengan persamaan:
632 LHV
F N
h e
b
= η
sehingga persamaannya menjadi: 632
LHV N
F
b e
h
η =
dimana : N
e
= daya efektif motor hp LHV = nilai kalor bawah bahan bakar kkal kg
=
b
η efisiensi thermal brake F
h
= konsumsi bahan bakar jam hphr
Ardi Kusmawadi : Kajian Studi Pengaruh Penggunaan Turbocarjer Dengan Interkuler Terhadap Performansi Motor Bakar Diesel 130 Ps Penggerak Kendaraan Truk, 2008.
USU Repository © 2009
BAB III METODOLOGI KAJIAN DAN ANALISA TERMODINAMIKA
3.1 Idealisasi Analisa Termodinamika
Proses - proses termodinamika yang terjadi didalam motor bakar torak sangatlah kompleks untuk dianalisa menurut teori. Maka untuk memudahkan
analisa proses tersebut, perlu dilakukan beberapa idealisasi menurut lit.1 hal 8, yaitu :
• Fluida kerja dianggap sebagai gas sempurna gas ideal
• Proses pembakaran dianggap sebagai proses pemanasan fluida kerja..
• Proses kompresi dan ekspansi berlangsung secara isentropik
• Pada akhir ekspansi, yaitu pada waktu torak mencapai TMB, fluida kerja
didinginkan sehingga tekanan dan temperaturnya turun mencapai tekanan dan temperatur atmosfer.
• Tekanan fluida kerja pada saat langkah buang sama dengan tekanan
atmosfer. Dari idealisasi diatas, maka akan dapat dianalisa kondisi setiap titik pada siklus
kerja. Dengan diperolehnya hasil dari kondisi idealisasi, maka akan dapat diperkirakan hasil dari proses sebenarnya dengan mengalikan hasil yang didapat
dari siklus ideal tersebut dengan faktor yang menyatakan penyimpangan keadaan yang sebenarnya.
