BAB IV PENGERTIAN - PENGERTIAN I. Pengertian a. Diameter torak adalah garis tunggal torak. Dalam perhitungan motor garis tunggal torak dianggap sama dengan diameter silinder. Pada kenyataannya tidak sama atau diameter silinder lebih besar dari pada diameter torak. Bila diameter silinder dikurang dengan diameter torak, disebut kelonggaran ( spelling ), dan kelonggaran ini dapat dikedapkan dengan menempatkan cincin torak (pistonling), sehingga dalam silinder akan didapat kompresi udara, bila udara tersebut dimanfaatkan saat langkah kompresi : b. Langkah torak adalah jarak yang ditempuh torak dalam silinder yang diukur dari TMA ke TMB. c. Tekanan rata-rata adalah tekanan udara dan gas didalam silinder secara rata – rata pada saat masing – masing proses kerja (pemasukan, kompresi, pembakaran, expansi dan pembuangan ). d. Putaran adalah jumlah putaran poros engkol tiap menit ( RPM ) yang terdapat karena sebuah motor bekerja. e. Tenaga theoritis ialah tenaga motor yang dihitung berdasarkan P-V diagram yang direncanakan dan berkaitan erat dengan tekanan rata – rata yang dihitung secara theoritis f. Tenaga indikator ialah tenaga motor yang didapat dari diagram indikator dengan memperhatikan kerugian – kerugian didalam silinder ( seperti kerugian mekanis, kerugian gesekan dll ) berkaitan erat dengan tekanan rata – rata indikator.
23
Embed
BAB IV PENGERTIAN - PENGERTIAN I. Pengertianbp3ipjakarta.ac.id/attachments/article/619/permesinan kapal bab 4.pdf · dalam motor atau untuk menggerakkan pompa dan lain-lain. 3. Rendemen
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB IV
PENGERTIAN - PENGERTIAN
I. Pengertian
a. Diameter torak adalah garis tunggal torak. Dalam perhitungan motor garis tunggal
torak dianggap sama dengan diameter silinder. Pada kenyataannya tidak sama atau
diameter silinder lebih besar dari pada diameter torak. Bila diameter silinder
dikurang dengan diameter torak, disebut kelonggaran ( spelling ), dan
kelonggaran ini dapat dikedapkan dengan menempatkan cincin torak (pistonling),
sehingga dalam silinder akan didapat kompresi udara, bila udara tersebut
dimanfaatkan saat langkah kompresi :
b. Langkah torak adalah jarak yang ditempuh torak dalam silinder yang diukur dari
TMA ke TMB.
c. Tekanan rata-rata adalah tekanan udara dan gas didalam silinder secara rata – rata
pada saat masing – masing proses kerja (pemasukan, kompresi, pembakaran, expansi
dan pembuangan ).
d. Putaran adalah jumlah putaran poros engkol tiap menit ( RPM ) yang terdapat karena
sebuah motor bekerja.
e. Tenaga theoritis ialah tenaga motor yang dihitung berdasarkan P-V diagram yang
direncanakan dan berkaitan erat dengan tekanan rata – rata yang dihitung secara
theoritis
f. Tenaga indikator ialah tenaga motor yang didapat dari diagram indikator dengan
memperhatikan kerugian – kerugian didalam silinder ( seperti kerugian mekanis,
kerugian gesekan dll ) berkaitan erat dengan tekanan rata – rata indikator.
g. Tenaga efektif ialah tenaga motor yang terdapat pada poros engkol tanpa kerugian –
kerugian jelas, tenaga efektif adalah tenaga yang murni keluar dari mesin. Tenaga
efektif berkaitan erat dengan tekanan rata – rata efektif
II. Perhitungan pada motor
Tekanan rata terdiri dari : tekanan rata - rata indikator dan tekanan rata - rata
efektif.
Tenaga theoritis terdiri dari : tenaga indikator dan tenaga efektif.
Didalam matematika bahwa luas silinder adalah R2 atau :
Luas = . R2 R = ½ D
Luas = . ( ½ D )2 = . ¼ D
2 = /4 D
2 /4 = 3,14/4 = 0, 785
Luas = 0, 785 D2
Volume silinder = luas silinder x langkah
V = 0, 785 D2 . S
Usaha dalam silinder = volume x tekanan rata-rata
A = 0, 785 D2 . S . pR
Tenaga theoritis = usaha tiap satuan waktu dalam put / menit
N0 = A/t = 0, 785 D2 . S . pR . n ……………………….. ( kgm / menit )
Bila dalam putaran / detik N0 = 0, 785 D2 . S . n. pR …….. ( kgm / menit )
N0 = 0, 785 D2 . S . n . pR ………………..( PK )
60. 75
Untuk motor 2 takt, tiap 1 putaran poros engkol akan menghasilkan 1 tenaga sehingga :
N0 = 0, 785 D2 . S . n . pR motor 2 takt
60. 75
sedang motor 4 takt, tiap 2 putaran poros engkol menghasilkan 1 tenaga sehingga
N0 = 0, 785 D2 . S . n/2 . pR atau N0 = 0, 785 D
2 . S . n . pR 4 takt
60 . 75 2, 60 . 75
Tenaga Indikator tiap silinder N1 = 0, 785 D2 . S . n . pR
60 . 75
Tenaga Indikator seluruh silinder Ni = 0, 785 D2
. S . n . Z . pi
60 . 75
Ni = 0, 785 D2 . S . n . Z . pi
60 . 75
Tenaga efektif menjadi : Ne = 0, 785 D2 . S . n . Z. Pe
60 . 75
Ne = 0, 785 D2 . S . n . Z . pe
2, 60 . 75
Keterangan Rumus – rumus
No = Tenaga theoritis dalam HP atau PK
Ni = Tenaga indikator dalam IHP atau IPK
Ne = Tenaga efektif dalam EHP atau EPK
D = Diameter torak dalam cm
S = Langkah torak dalam meter
Z = Jumlah silinder
PR = Tekanan rata-rata dalam kg/cm2
PI = Tekanan rata – rata indikator dalam kg/cm2
Pe = Tekanan rata-rata efektif dalam kg/cm2
IHP = Indicated Horse Power ( tenaga kuda indikator )
EHP = Efektif Horse Power ( tenaga kuda efektif )
IPK dan EPK adalah dalam Bahasa Belanda yang artinya :
IPK = Tenaga kuda indikator
EPK = Tenaga kuda efektif
III. Konstanta Silinder
Tenaga motor dengan diameter dan langkah torak yang sudah tertentu akan mengalami
perubahan bilamana :
- Putaran motor berubah
- Jumlah silinder berubah
- Tekanan rata baik tekanan rata-rata indikator maupun tekanan rata-rata efektif
berubah.
Angka tetap yang sudah tertentu tersebut disebut “ Konstante silinder “.
Dari rumus tenaga motor :
Ni = 0, 785 D2 . S . n . Z . pI dan Ne = 0, 785 D
2 . S . n . Z . Pe
60 . 75 60 . 75
Perkalian 0, 785 D2. S . disebut konstanta silinder atau
K = 0. 785 D2 . S K = 0, 785 D
2 . S
60 . 75 2. 60.75
Sehingga : NI = K . n . PI . Z D = dalam cm
Ne = K . n . Pe . Z S = dalam meter
Kerja ganda 2 takt : K = 0, 785 ( 2D2 – d
2 ) s
60 . 75
Kerja ganda 4 takt : K = 0, 785 ( 2D2 – d
2 ) s
2. 60 . 75
IV. Piston Displacement
Piston displacement adalah volume silinder motor atau piston displacement = 0,
785 D2 . S. Piston displacement disingkat PD, jadi :
D = = 0, 785 D2 . S
V. Rendemen
Yang dimaksud dengan Rendemen ( efeciemey ) ialah perbandingan antara
sesuatu yang berguna terpakai terhadap yang diberikan.
Jumlah panas yang dibangkitkan oleh pembakaran bahan bakar suatu motor ada sebagian
panas yang tidak terubah menjadi usaha. Gas bekas yang keluar dari cerobong masih
mempunyai suhu yang tinggi mencapai 200 – 4000 C, jelaslah disini hanya sebagian saja
panas hasil pembakaran bahan bakar yang dirubah menjadi usaha, sedangkan panas
lainnya meninggalkan mesin keluar cerobong.
Dewasa ini pada motor – motor kapal yang modern disekitar cerobong ditempatkan
suatu ketel gas buang ( Ketel ramount ), dimana untuk membuat uap dari air,
dimanfaatkan gas bekas motor yang masih bersuhu tinggi, dialirkan melalui ketel ini,
baru kemudian gas buang tersebut dialirkan ke udara luar. Uap yang dihasilkan dari ketel
gas buang ini, diperlukan untuk pemanas bahan bakar MFO untuk motor tersebut. Jenis
bahan bakar MFO ( madine fuel oil ) adalah kental, karenanya harus dipanaskan terlebih
dahulu agar mencair sebelum dialirkan ke pengabut ( injector ). Didalam sebuah motor
kita mengenal 3 ( tiga ) macam
Rendemen yaitu :
1. Rendemen theknis : ialah perbandingan antara panas yang diubah menjadi
usaha dengan panas yang dihasilkan dari pembakaran
bahan bakar.
= Q silinder
Q b. bakar
2. Rendemen mekanis : ialah perbandingan antara tenaga efektif yang terdapat
pada poros engkol dengan tenaga dari diagram indikator.
= Q poros
Q silinder
Pada diagram indikator menunjukkan bahwa berapa banyaknya usaha yang
diberikan oleh gas kepada torak. Namun usaha ( dinyatakan dalam ipk ) inipun tidak
seluruhnya dipakai, karena sebagian diperlukan untuk melawan gesekan-gesekan
dalam motor atau untuk menggerakkan pompa dan lain-lain.
3. Rendemen total : ialah perkalian antara rendemen theknis dengan rendemen
Mekanis. = Q poros
Q b. bakar
Catatan :
- Bila Rendemen theknis dihitung dari banyaknya panas yang dibutuhkan untuk 1
ipk, maka disebut Rendemen theknis indikator.
( Rendemen theknis indikator selalu disebut Rendemen theknis ).
- Bila Rendemen theknis dihitung dari banyaknya panas yang dibutuhkan 1 ipk ,
maka disebut Rendemen theknis total.
( Rendemen theknis total selalu disebut Rendemen total ).
VI. Pemakaian Bahan Bakar
Jumlah bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut (injector ) kedalam silinder
disebut menentukan pemakaian bahan bakar dari motor tersebut.
Pemakaian bahan bakar yang berkaitan dengan tenaga indikator disebut pemakaian bahan
bakar indikator, sedang pemakaian bahan bakar yang berkaitan dengan tenaga efektif
disebut pemakaian bahan bakar efektif. Pemakaian bahan bakar indikator atau pemakaian
bahan bakar efektif dihitung tiap ipk jam atau epk jam.
Karena baik rendemen theknis maupun Rendemen total berhubungan dengan panas
hasil pembakaran bahan bakar, maka pemakaian bahan bakar baik indikator maupun
pemakaian bahan bakar efektif diupayakan juga dalam bentuk panas sehingga :
- Rendemen theknis = 632 atau
bi . NP
th = 632
bi . NP
- Rendemen mekanis = Ne atau
Ni
m = Ne
Ni
- Rendemen total = 632 = th . m
be . NO
Keterangan rumus – rumus
bi = Pemakaian bahan bakar dalam gram / ipk jam ( kg / ipk jam )
be = Pemakaian bahan bakar dalam gram / epk jam ( kg / epk jam )
NP = Nilai pembakaran bahan bakar dalam kcal / kg
Satuan Rendemen dalam prosen ( % )
Nilai Pembakaran NP = 81C + 344 ( H = 0/8 ) + 25 S
Np = 6600 + 3000
j
VII. Pemakaian bahan bakar tiap semprotan ( injeksi ) tiap langkah tiap silinder
Didalam instruetion book dari suatu musim, oleh pabrik pembuat mesin tersebut telah
ditentukan pemakaian bahan bakar efektif dalam gram tiap epk jam atau dalam kg epk
jam, dalam symbol yang telah kita pelajari disebut be. Bila jumlah silinder disebut Z
maka :
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap epk jam dalam kg = be
Z
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap jam dalam kg = be . Ne
Z
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap menit dalam kg = be . Ne
60. Z
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap n putaran dalam kg = be . Ne
60.Z.n
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap langkah usaha dalam kg = be . Ne atau
60.Z.n
tiap injeksi dalam kg = be . Ne
60.Z.n
Pemakaian bahan bakar tiap silinder tiap langkah usaha dalam kg = be . Ne atau
60.Z.n
tiap injeksi dalam kg = be . Ne
60.Z.n
Pemakaian bahan bakar tiap injeksi dalam liter adalah :
B inj = be . Ne
60.Z.n.J
B inj = be . Ne
30.Z.n.J
dimana : B inj = Pemakaian bahan bakar tiap injeksi dalam liter
be = Pemakaian bahan bakar dalam kg / epk jam.
Ne = Tenaga efektif motor dalam EPK
n = RPM
J = Berat jenis bahan bakar dalam kg/dm3 atau gram/cm
3
Pemakaian bahan bakar tiap injeksi dalam liter, dengan kaitannya terhadap pemakaian
bahan bakar indikator adalah :
B inj = be . Ne
60.Z.n.J
B inj = be . Ne
30.Z.n.J
VIII. Mengenai momen puntir pada poros engkol
L ( m ) K ( kg ) Pada gambar 19 ditentukan sebuah gaya K
Bekerja pada batang l .
A B
Menurut mekanik maka momen = M = K . l . ( kgm ). Bila batang ( poros ) AB berputar n
kali tiap menit terhadap A, maka titik tangkap gaya K akan menempuh jarak = 2 . . l . n.
Jadi gaya K memberi usaha = gaya x jarak = 2 .l.n.K karena :
M = K . l = 2 . M . n
Usaha tiap menit = 2 . M . n ( kgm )
Usaha tiap detik = 2 . M . n ( kgm )
60
Usaha dalam PK = 2 . M . n = 2 . 3, 14. M . n ( kgm )
60 . 75 4500
M = 4500 . Ne ( kgm )
2 . 3, 14 . n
M = 716, 2 . Ne ( kgm )
n
MW = 71620 . Ne ( kg cm ) M = momen puntir
N Ne = daya efektif ( epk)
n = R P M
Dari rumus tenaga motor, dapat dijabarkan lebih lanjut sbb :
Ni = 0, 785 D2 . S . n . Z . pi untuk motor 2 takt
60 . 75
Ne = 0, 785 D2 . S . n . Z . pe untuk motor 2 takt
60 . 75
m = Ne = 0, 785 D2 . S . n . Z . pe : 0, 785 D
2 . S . n . Z . pi
Ni 60 . 75 60 . 75
= 0, 785 . D2 . S . n . Z . pe x 60 . 75
60 . 75 0, 785 D2 . S . n . Z . pi
m = pe untuk motor 2 takt da 4 takt.
Pi
Dari tat = th . m
m = tat = 632 : 632
th be . NP bi . NP
= 632 x bi . NP
be . NP 632
m = bi untuk motor 2 takt dan 4 takt
be
Sehingga : m = Ne = pe = bi = tat
Ni pi be th
Rumus m ini berlaku untuk motor 2 takt atau motor 4 takt baik kerja tunggal maupun
kerja ganda.
IX. Contoh soal
1. Sebuah motor diesel 4 takt kerja tunggal diketahui, jumlah silinder = 4 buah, diameter
silinder = 145 mm, langkah torak = 1000 mm, putaran = 150 tiap menit, tekanan rata-
rata indikator = 7 kg/cm2 dan tekanan rata-rata efektif = 5, 8 kg / cm