41
Berdasarkan pertimbangan di atas, maka dipilihlah jenis kompresor sentrifugal, hal ini dikarenakan kompresor ini memiliki kapasitas yang relatif
tinggi. Alasan lain pemilihan kompresor sentrifugal karena ruangan yang dibutuhkan lebih kecil, dapat bekerja dengan putaran tinggi, tekanan yang
dihasilkan tinggi serta dapat langsung dikopel dengan poros motor penggerak yaitu poros turbin.
2.4 Siklus Termodinamika Motor Diesel dengan Turbocarjer
Perencanaan yang bagus dari mesin diesel dengan menggunakan turbocarjer bergantung pada pemilihan sistem untuk pengiriman energi gas buang
dari katup buang ke turbin dan kegunaan energi tersebut pada turbin turbocarjer. Idealnya semua energi yang meninggalkan silinder dikirimkan ke turbin , tetapi
dalam keadaan aktualnya atau sebenarnya ada beberapa yang hilang, dikarenakan adanya terjadinya pindahan panas di sekitarnya, tetapi hal ini tidak mencapai 5 .
Siklus ideal termodinamis dari mesin diesel dapat ditunjukkan pada gambar 2.14 yang menunjukkan energi yang terkandung dan berguna di dalam
sistem pembuangan. Katup buang akan terbuka pada titik mati bawah pada titik 5 dimana tekanan silinder lebih besar dari pada tekanan atmosfer, yaitu pada akhir
pipa pembuangan. Jika katup buang terbuka maka secara isentropik dan reversibel akan menuju pada tekanan atmosfer yaitu pada titik 6, dimana daerah kerja dapat
digambarkan pada daerah 5-6-1. Daerah kerja yang digambarkan pada daerah titik 5-6-1, dimana pada daerah tersebutlah untuk memanfaatkan energi gas buang
ditempatkan turbocarjer pada daerah tersebut yang disebut juga dengan blow- down energi.
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 2.14 Siklus ideal tekanan terbatas pada mesin diesel
Sumber : Bernard and Rodica, Diesel Engine Reference Book, 1999
Pada Gambar 2.15 menunjukkan bahwa turbocarjer meningkatkan tekanan pada saluran masuk, dari sini proses masuk 12-1 pada tekanan P
1
dimana P
1
berada pada di atas tekanan atmosfer.P
a.
Blow-down energi ditunjukkan pada daerah 5-8-9, saluran gas buang pada tekanan P
7
juga berada di atas 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 ditampilkan pada daerah 13-9-10-11. Energi maksimum yang mampu
Universitas Sumatera Utara
43
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.
Gambar 2.15 Siklus ideal tekanan terbatas dengan menggunakan turbocarjer
Sumber : Bernard and Rodica, Diesel Engine Reference Book, 1999
Pada penjelasan pada gambar 2.15 di atas siklus ideal tekanan terbatas motor bakar diesel dengan menggunakan turbocarjer tekanan konstan, sangat
berbeda dengan yang digunakan pada turbocarjer sistem pulsa yaitu perbedaannya terdapat pada penambahan penggunaan energi yang digunakan pada daerah 5-7-
13. Tekanan masuk turbin yang diperlukan yaitu mencapai tekanan P
5
ketika katup buang terbuka pertama kalinya, kemudian menuju sepanjang garis 5,6,7.
Turbin juga mempunyai daerah aliran efektif yang kecil, ketika katup buang telah terbuka, gas buang mengalir dari silinder ke saluran gas buang
Universitas Sumatera Utara
44
dikarenakan saluran buang kecil maka tekanan pun akan turun. Laju aliran massa gas buang akan meningkat ketika katup terbuka. Dan laju aliran massa gas buang
tersebut akan menuju turbin sehingga energi yang berguna dimanfaatkan untuk memutar turbin. Dimana dalam hal ini energi gas buang yang dimanfaatkan pada
sistem pulsa lebih besar dari pada sistem tekanan konstan
2.5 Perbandingan Siklus Termodinamika Motor Diesel dengan Turbocarjer
