Gambar 5.6 Tabung Silinder
5.8.1. Perencanaan Tabung Silinder
Dalam perencanaan ini dipakai tabung yang terpisah dari blok silindernya dan bahan yang digunakan untuk tabung silinder motor diesel adalah gray-cast
iron dengan data-data sebagai berikut : o
Bahan : Besi tuang kelabu SAE 122
o Tegangan tarik a
: 45000 psi = 3163,95 kgcm
2
o Faktor keamanan V
: 7 o
Tegangan tarik Izin
σ
: 7
45000 = 6428,57 psi = 92571 Btulb
a. Tebal Tabung Silinder t
t =
k D
P
maks
+
σ
. 2
.
.........................................5.18 lit.3
hal 25 Di mana : P
maks
= Tekanan gas maksimum 70 kgcm
2
D = Diameter dalam silinder 10,94 cm
σ = Tekanan izin bahan 451,99 kgcm
2
k = Penambahan ketebalan untuk pengesahan 0,24 cm
Maka:
Universitas Sumatera Utara
t = cm
x 24
, kgcm
99 ,
451 2
cm 10,94
x kgcm
70
2 2
+
= cm
24 ,
98 ,
903 8
, 765
+ = 1,08 cm
b. Diameter Luar Silinder Do = D+2t
= 10,94 + 21,08 = l3,l cm
c. Tinggi Silinder Hsil Hsil =H+S
Dimana: H = Tinggi piston = 13,01 cm
S = Panjang langkah piston : 13,675 cm
Maka: Hasil = 13,01c m +13,675cm
= 26,685 cm
5.8.2. Pemeriksaan Kekuatan Tabung Silinder
Tegangan yang terjadi pada dinding tabung silinder adalah : a. Tekanan akibat gas hasil pembakaran
b. Perbedaan temperatur antara dinding luar dengan dinding dalam silinder
yang disebut temperatur stress. Untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada tabung silinder terlebih dahulu
diketahui Data-data material untuk gray cast iron, yaitu:
Konduktivitas thermal k
= 320 Btu Inft2
Moduluse lastisitasE = 12: 14 x 10
6
psi
Poissonr ratio y = 0,27
Koefrseri ekspansi a
= 6,5x 10
6
a. Tekanan Gas Maksimum Akibat Pembakaran
Universitas Sumatera Utara
Tekanan gas maksimum akibat pembakaran, yaitu regangan tangensia :
S
g
=
[ ]
2 2
2 2
1 1
Di Do
Do y
D y
P
g
+ +
+ −
..................5.19 lit.3 hal 25 Dimana : P = Tekanan gas maksimum = 995,4 psi
Di = Diameter dalam piston Do = Diametel luar silinder
Maka : S
g
=
[ ]
[ ]
46 4
96 ,
4 96
, 4
27 ,
1 46
, 4
27 ,
1 4
, 995
2 2
2 2
− −
+ +
− psi
=
[ ]
71 ,
4 24
, 31
52 ,
14 4
, 995
+
= 9670,8 psi = 679,95 kgcm
2
b. Tekanan Akibat Perbedaan Temperatur Temperatur Stress
Dapat dihitung dari persamaan :
S
th
= 1
. 2
3 1
. .
. y
k m
t q
E −
−
α .....................................5.20 lit.3 hal 31-32
Di mana: m =
1 −
D Do
= 1
94 ,
10 176
, 12
−
= 1,112 cm q = panas yang mengalir persatuan luas dinding silinder
q =
A Q
s
Q
s
= 14 . Q
m
Q
m
=
LHV Sfc
Ne .
. 4
Universitas Sumatera Utara
= 18225
4008 ,
. 4
24 ,
77 x
= 141056,66 Btu Jam Maka :
Q
s
= 14 . 141056,66 = 19747,93 Btu Jam
Luas dinding silinder menyerap panas A A =
2 S
Do D
+ π
...............................5.21 lit.3 hal 32 Dimana : S = Panjang langkah piston
= 5,58 In = 0,465 ft
Sehingga : A =
2 465
, 413
, 371
, +
π
= 0,572 ft Maka : q =
A Q
s
= ft
Jam Btu
572 ,
93 ,
19747
= 3448,02 jam
ft Btu.
Sehingga tegangan thermal yang timbul pada silinder adalah :
S
th
= 1
. 2
3 1
. .
. y
k m
t q
E −
−
α ............................5.22 lit.3 hal 32-33
= 27
, 1
320 2
3 0364
, 1
0202 ,
02 ,
34488 .
10 .
13 10
. 5
, 6
6 10
−
−
−
x
= 2
, 467
0987 65
, 696
5 ,
84 x
x = 124,47 psi
= 8,75 kgcm
2
Tegangan total yang timbul pada silinder σ cr
total
σ
total
= S
g
+ S
n
= 674,95 + 8,75
Universitas Sumatera Utara
= 688,70 kgcm
2
Tegangan yang timbul lebih kecil dari tegangan izin sehingga konstruksi silinder aman dalam operasinya : 1054,65 kgcm
2
688,70 kgcm
2
.
5.9. Kepala Silinder
Kategori