![Laporan Praktikum Motor Bakar [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-praktikum-motor-bakar.jpg)
14 0 1 MB
Laporan Praktikum Motor Bakar
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Percobaan Dalam proses percobaan pengujian motor bakar adalah: untuk membandingkan, menganalisa dan mengevaluasi dari teori dengan praktis tentang performance dan karakteristik yang dapat digambarkan dalam grafik sebagai petunjuk yang lebih mudah dipahami untuk setiap gejala perubahan dan akibat yang terlihat dalam sistem motor bakar. Selain itu untuk menghitung: Daya mesin efektif, tekanan efektif rata-rata, pemakaian bahan bakar spesifik, efisiensi thermis, dan momen puntir.
1.2. Metodologi Pelaksanaan Percobaan Percobaan pengujian motor bakar yang dilaksanakan ada dua macam: 1. Pengujian pada kecepatan berubah 2. Pengujian pada kecepatan tetap
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
1
Laporan Praktikum Motor Bakar 1.2.1. Pengujian Pada Kecepatan Berubah Pengujian
pada
kecepatan
berubah
dimaksudkan
untuk
memperoleh daya efektif dari mesin pada tiap tingkat kecepatannya (batas disesuaikan pada tabel).
1.2.2. Pengujian Pada Kecepatan Tetap Pada pengujian ini dilakukan dengan mengatur beban yang diberikan, dimana dalam pengujian diharapkan putaran mesin dijaga tetap.
1.3. Sistematika Penulisan Untuk memudahkan penulisan praktikum motor bakar ini maka penulis telah membuat sistem pembahasan dalam bentuk bab-bab serta sub bab sebagai berikut: Bab I
: Merupakan pendahuluan yang terdiri dari tujuan percobaan, metodologi pelaksanaan percobaan dan sistematika penulisan.
Bab II : Menguraikan secara garis besarnya saja mengenai dasar teori Bab III : perhitungan dan analisa dari percobaan motor bakar bensin dan motor bakar diesel. Bab IV : Kesimpulan dan saran-saran.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2
Laporan Praktikum Motor Bakar
BAB II DASAR TEORI
2.1. Tenaga dan Torsi Untuk mengukur putaran dari mesin digunakan Tachometer.
Bobot Kontra
P
Poros dari rotor dihubungkan dengan poros dari mesin yang akan diuji, dimana rotor tersebut dikopel dengan stator secara mekanis (gesekan). Kerja dalam satu revolusi poros mesin: Kerja = 2..P.R (Kg.m) Untuk mesin berputar dalam n rpn, maka: Kerja (Pada n rpm) = 2..P.R.n Tenaga adalah kerja persatuan waktu, bila dinyatakan dalam PK, maka:
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
3
Laporan Praktikum Motor Bakar Daya mesin efektif (Motor bensin): 2. .P.R.n PK 75 x60
Ne = Keterangan :
Ne = daya efektif (PK) P
= beban (Kg)
R
= jari-jari (m)
n
= putaran (rpm)
Daya mesin efektif (Motor Diesel) P
1,36
Ne = b.g x 1000 (PK) Keterangan: P
= Beban dalam watt Vr .ir
= Cos watt Ir
= Arus Rata-rata
(Ampere)
Vr
= Tegangan Rata-Rata
(Volt)
Cos
= faktor kerja
1,8
b
= efisiensi belt
0,85
g
= efisiensi generator
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
0,90 4
Laporan Praktikum Motor Bakar
2.2 Tekanan Efektif Rata-rata Tekanan efektif rata-rata proses (Pe), didefinisikan sebagai tekanan tetap efektif yang bisa dianggap bekerja selama langkah kerja dari mesin untuk menghasilkan tenaga efektif poros. Pe.L. A.n.i PK 75.60.z.100
Ne = Maka : Pe =
Ne.z.450000 kg / cm2 L.A.n.i
Keterangan : Ne = tenaga kuda poros (Pk) A = luas penampang torak (cm 2) L
= Panjang langkah torak (cm)
i
= jumlah silinder
n
= putaran mesin (rpm)
z
= indeks silinder Motor 2 langkah, z = 1 Motor 4 langkah, z = 2
2.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
5
Laporan Praktikum Motor Bakar Pemakaian bahan bakar spesifik adalah sejumlah bahan bakar yang dikonsumsikan mesin untuk menghasilkan tenaga 1 Daya Kuda (DK) selama 1 jam. Sfc =
Gb. 3600 kg / PK .Jam Ne . t
Keterangan : Sfc = spesifikasi fuel consumption (kg/PK.jam) Gb
= Berat bahan bakar (kg) = Volume bahan bakar yang ditentukan x Bd
t
Bd bensin : 0,75 kg/dm3
Bd solar
: 0,85 kg/dm3
= waktu untuk menghabiskan bahan bakar yang telah ditentukan (detik)
2.4
Efisiensi Thermis Efisiensi Thermis didefinisikan sebagai efisiensi pemanfaatan panas dari bahan bakar dirubah menjadi tenaga mekanis (poros). Tenaga Efektif
th = Panas yang diberikan bahan bakar x 100% 632
th = Sfc x LHV x 100% Keterangan : Sfc = spesifikasi fuel consumption (kg/PK.jam) Lhv = nilai kalor bawah bahan bakar (Kkal/kg.BB) UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
6
Laporan Praktikum Motor Bakar Dimana : LHV dihitung dengan rumus :
Untuk solar (gasoline) LHV = 16380 + (60.API o) (Btu/lb)
Untuk bensin (gasoline) LHV = 16610 + (60.API o) (Btu/lb)
Dan APIO dihitung : APIO =
141,5 131,5 y
Dimana : J = Bahan bakar specific gravity.
2.5
Moment Puntir (Mt) Mt = 71620 .
Ne (Kg.cm) n
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
7
Laporan Praktikum Motor Bakar
BAB III HASIL DAN PENGOLAHAN DATA 3.1
Percobaan Motor Bensin Kendaraan Bermotor
3.1.1 Data Mesin Merk
: Toyota (Japan)
Jumlah langkah
:4
Jumlah silinder
: 4 buah
Garis tengah silinder
: 76 mm
Panjang langkah torak
: 74 mm
Total volume displacement : 335,5 cm3 Kompresi rasio
3.2
: 9,7 : 1
Tujuan Percobaan Tujuan percobaan untuk menentukan :
Daya mesin efektif
Tekanan efektif rata – rata
Pemakaian bahan bakar spesifik
Efisiensi thermis
Moment puntir
Membuat grafik hasil percobaan hubungan antara :
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
8
Laporan Praktikum Motor Bakar Ne = f (n); Pe = f(n); sfc = f(n); Mt = f(n); dan η th = f(n) 3.3
Peralatan yang Digunakan a. Stop watch Digunakan
untuk
mengukur
waktu
yang
diperlukan
untuk
menghasilkan bahan bakar sebanyak 30 cc. b. Tachometer Digunakan untuk mengukur putaran mesin. c. Tabung gelas ukur Digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang digunakan sebanyak 30cc.
3.3.1 Prosedur Percobaan 3.3.1.1 Persiapan Langkah-langkah yang perlu diperhatikan dan diperiksa:
Minyak pelumas mesin
Air pendingin mesin
Bahan bakar
Baterai/accu untuk start dan semua peralatan percobaan.
3.3.1.2 Pengujian pada Kecepatan Berubah Tahapan-tahapan yang dilaksanakan pada pengujian ini adalah :
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
9
Laporan Praktikum Motor Bakar 1. Hidupkan mesin pada putaran idlenya 700 rpm selama lima menit supaya mesin mencapai kondisi kerja. 2. Tingkatkan kecepatan mesin sampai dengan 2000 rpm dengan tanpa beban. 3. Berikan
beban
dengan
memberikan
tekanan
pada
sistim
pengereman (dengan memutar) 4. Lakukan pengamatan dengan mencatat, dimulai dari beban nol pada putaran 2000 rpm kemudian ditambah beban, maka akan terjadi penurunan putaran mesin (besarnya putaran lihat tabel). 5. Sebelum memberikan tambahan beban, sebaiknya selalu dimulai dari putaran 2000 rpm. Hal-hal yang perlu dicatat :
Waktu
yang
diperlukan
untuk
pemakaian
bahan
bakar
sebanyak 30 cc.
Jumlah pembebanan untuk mendapatkan putaran mesin sesuai dengan ketentuan.
6. Setelah pengujian selesai, bebaskan beban dan turunkan putaran mesin sampai putaran idlenya 700 rpm selama 5 menit sebelum dimulai percobaan berikutnya. 3.3.1.3 Pengujian Pada Kecepatan Tetap 1. Tingkatan putaran mesin sampai 1400 rpm dengan tanpa beban.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
10
Laporan Praktikum Motor Bakar 2. Selanjutnya pengujian dilakukan dengan menaikkan beban dan pengamatan dilaksanakan pada beban, dengan menjaga putaran mesin tetap 1400 rpm, dilakukan dengan mengatur bukaan gas. 3. Setelah pengujian selesai bebaskan beban dan turunkan putaran mesin dengan mengatur gas sampai pada putaran idlenya selama 3 (tiga) menit sebelum melakukan pengujian berikutnya. 4. Lakukan pengujian berikutnya pada putaran tetap 2000 rpm dengan prosedur yang sama. 3.4
Tabel Hasil Percobaan
3.4.1 Kecepatan Mesin Bervariasi No
n (rpm)
Beban (kg) Waktu untuk bahan bakar (detik)/30cc
1
2000
0
30
2
1700
0
38
3
1100
0
46
4
800
0
66
3.4.2 Kecepatan Mesin Tetap n = 2000 rpm No
Beban (Kg) Waktu untuk bahan bakar (detik)/30cc
1
5
26
2
8
26
3
10
29
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
11
Laporan Praktikum Motor Bakar 4
12
28
5
16
24
n = 1400 rpm No
Beban (Kg) Waktu untuk bahan bakar (detik)/30cc
1
5
38
2
8
37
3
11
35
4
14
29
5
17
25
3.5 PERCOBAAN MOTOR DIESEL STATIONARY 3.5.1 Data Mesin Merk
: SHUANGNIAO DIESEL ENGINE
Type
: R. 176
Jumlah langkah
:4
Jumlah silinder
:1
Total volume displacement : 331,2 cm2 Daya mesin
: 4,41 Kw/2600 rpm
3.5.2 Data Generator Merk
: SYNCHRONOUS GENERATOR
Type
: ST – 2 – TH
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
12
Laporan Praktikum Motor Bakar Cos
:1
Frekuensi
: 50 / 60 Hz
Kapasitas
: AC 2 KW/ 230 // 112 V 8,7 / 17,4A
Loading sistem
: Electric resistance (11 bulb lamp)
Electric control
: - Volt meter (0-300V) 2 buah - Ampere meter (0-10A) 1 buah - Switch on / off
3.6
Peralatan yang Digunakan a. Stop watt Digunakan
untuk
mengukur
waktu
yang
diperlukan
untuk
menghasilkan bahan bakar sebanyak 30 cc. b. Tachometer Digunakan untuk mengukur putaran mesin. c. Tabung gelas ukur Digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang digunakan sebanyak 20 cc. d. Ampermeter Digunakan untuk mengukur kuat arus yang ditimbulkan oleh generator. e. Voltmeter Digunakan untuk mengukur tegangan listrik yang ditimbulkan oleh generator.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
13
Laporan Praktikum Motor Bakar
3.7
Prosedur Percobaan
3.7.1 Persiapan Langkah-langkah yang perlu diperhatikan :
Minyak pelumas mesin
Bahan bakar
Keadaan dan tegangan belt
Kabel dan sistim kelistrikan.
3.7.2 Pengujian Setelah pekerjaan persiapan selesai, pengujian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Mesin dihidupkan dengan memutar engkol stater 2. Throttle pengatur bahan bakar disetel pada kedudukan tertentu, dan diatur pula putaran idlenya 1000 rpm selama 3 menit supaya mesin mencapai kondisi kerjanya. 3. Sekelar pada generator di-ON-kan. 4. Putaran mesin dinaikkan mencapai putaran 1800 rpm dan dijaga konstan. 5. Sakelar yang menuju lampu dihidupkan.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
14
Laporan Praktikum Motor Bakar 6. Pengujian dilakukan dengan pembebanan dari nol, kemudian dinaikkan (dengan menghidupkan lampu satu persatu). 7. Pengamatan dan pencatatan adalah :
Tegangan (ampere)
Kuat arus (volt)
Waktu untuk menghasilkan bahan bakar sebanyak 20 cc setiap pengukuran.
8. Setelah percobaan selesai, lampu-lampu (beban) dimatikan dan putaran mesin diturunkan pada putaran idlenya selama 3 menit, kemudian semua Sakelar dimatikan dan mesin dimatikan.
3.7.3 Tabel Hasil Percobaan Kecepatan Konstan Pada 1200 Rpm No 1 2 3 4 5 6 7
Beban (Watt) 0 200 300 600 900 1200 1500
Tegangan (volt) V1 V2 Vr 0 0 0 160 160 160 170 170 160 185 185 160 160 160 160 130 130 160 120 120 120
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
Arus (ampere) 0 0,8 2,4 5,5 8,0 8,9 10,5
Waktu untuk bahan bakar (detik)/20 cc 0 226 217 143 125 120 114
15
Laporan Praktikum Motor Bakar
3.8
Perhitungan dan Analisa Data Motor Bensin
3.8.1 Kecepatan Mesin Bervariasi dan Pembebanan Nol 3.8.1.1 Daya Efektif Mesin (Ne) Ne =
2. .P.R.n ( PK ) 75 x 60
Dimana: R = 0,5 meter; P = 0 kg a. n
= 2000 rpm
Ne = b. n
= 1700 rpm
Ne = c. n
2. .0.0,5.1700 PK 75 x60
= 1100 rpm
Ne = d. n
2. .0.0,5.2000 PK 75 x60
2. .0.0,5.1100 PK 75 x60
= 800
Ne =
2. .0.0,5.800 PK 75 x60
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
16
Laporan Praktikum Motor Bakar 3.8.1.2 Tekanan Efektif Rata-Rata (Pe) Pe =
Ne. .450.000 ( Kg / cm 2 ) L. A.n.i
Dimana: Z = 2; L=7,4 cm; i = 4; A = /4. (7,6)2 cm2 a. n
= 2000 rpm
Pe = b. n
0. 2. 450000 7,4. 45,361700. 4
0 kg / cm 2
= 1100 rp,
Pe = d. n
0 kg / cm 2
= 1700 rpm
Pe = c. n
0. 2. 450000 7,4. 45,36 2000. 4
0. 2. 450000 7,4. 45,361100 . 4
0 kg / cm 2
= 800 rpm
Pe =
0. 2. 450000 7,4. 45,36 800. 4
0 kg / cm2
3.8.1.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (sfc) Sfc =
Gp.3600 ( kg / PK . jam) Ne.t
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
17
Laporan Praktikum Motor Bakar Dimana: GP = 30 cc x 0,75 (Bensin) = 0,0225 kg a. n
= 2000 rpm; t = 30 dt
sfc = b. n
0,0225 3600 . kg/PK. Jam 0 26
= 1700 rpm ; t = 38 dt
sfc = c. n
0,0225 3600 . kg/PK. Jam 0 31
= 1100 rpm ; t = 46 dt
sfc = d. n
0,0225 3600 . kg/PK. Jam 0 44
= 800 rpm ; t = 66 dt
sfc =
0,0225 3600 . kg/PK. Jam 0 62
3.8.1.4 Efisiensi Thermis ( th) 632
th = sfc . LHV X 100% Dimana: LHV = 16610 + (60 API0) API0 = (141,5/0,75) – 131,5 = 20040
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
18
Laporan Praktikum Motor Bakar Karena sfc dari masing-masing putaran mesin = (tak terhingga), maka nilai efisiensi thermisnya menjadi tak terhingga dan nilai momen puntirnya menjadi nol.
3.9 Kecepatan Mesin Tetap Pada = 2000 rpm 3.9.1. Daya Efektif Mesin (Ne) Ne =
2. .P.R.n ( PK ) 75 x 60
Dimana: R = 0,5 meter a. P
= 5 kg
Ne = b. P
= 8 kg
Ne = c. P
2..10. 0,5. 2000 13,96 PK 75x 60
= 12 kg
Ne = e. P
2.. 8. 0,5. 2000 11,17 PK 75x 60
= 10 kg
Ne = d. P
2.. 5. 0,5. 2000 6,98 PK 75x 60
2..12. 0,5. 2000 16,75 PK 75x 60
= 16 Kg
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
19
Laporan Praktikum Motor Bakar
Ne =
2. .16 . 0,5. 2000 22,3PK 75 x60
3.9.2 Tekanan Efektif Rata-Rata (Pe) Pe =
Ne. .450.000 ( Kg / cm 2 ) L. A.n.i
Dimana: Z = 2; L=7,4 cm; i = 4; A = /4. (7,6)2 cm2 a. P = 5 kg Pe =
6,98. 2. 450000 7,4. 45,36 2000. 4
2,34 kg / cm 2
b. P = 8 kg Pe =
11,17 . 2. 450000 7,4. 45,36 2000. 4
3,74 kg / cm 2
c. P = 10 kg Pe =
13,96. 2. 450000 7,4. 45,36 2000. 4
4,68 kg / cm 2
d. P = 12 kg Pe =
16,75. 2 . 450000 7,4 . 45,36 2000. 4
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
5,61 kg / cm 2
20
Laporan Praktikum Motor Bakar e. P = 16 kg Pe =
22,34. 2. 450000 7,4. 45,36 2000. 4
7,49 kg / cm 2
3.9.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (Sfc) Sfc =
Gp.3600 ( kg / PK . jam) Ne.t
Dimana: GP = 30 cc x 0,75 (Bensin) = 0,0225 kg a. P
= 5 kg ; t = 24 dt
Sfc = b. P
= 8 kg ; t = 22 dt
Sfc = c. P
0,33 kg/PK. Jam
0,0225 3600 . 22,34 21 = 0,28 kg/PK. Jam
= 12 kg ; t = 21 dt
Sfc = e. P
0,0225 3600 . 11,17 22 =
= 10 kg ; t = 21 dt
Sfc = d. P
0,0225 3600 . 6,98 24 = 0,5 kg/PK. Jam
0,0225 3600 . 16,7 21 = 0,23 kg/PK. Jam
= 16 kg ; t = 19 dt
Sfc =
0,0225 3600 . 22,319 = 0,2 kg/PK. Jam
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
21
Laporan Praktikum Motor Bakar
3.9.4 Efisiensi Thermis ( th) 632
th = sfc . LHV X 100% Dimana: LHV = 16610 + (60 API 0) API0 = (141,5/0,75) – 131,5 = 20040 Dari hasil perhitungan sfc diatas dapat diketahui: th1 =
632 X 100% 6,3% 0,5. 20040
th2 =
632 X 100% 9,55% 0,33. 20040 632
th3 = 0,28. 20040 X 100% 11,3% th4 =
Ηth5 =
632 X 100% 13,7% 0,23. 20040 632 X 100% 15,7% 0,2. 20040
3.9.5 Momen torsi (Mt)
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
22
Laporan Praktikum Motor Bakar
Mt = 71620x
Ne kg.cm n
Dari daya efektif mesin dapat diketahui momen puntirnya, yaitu: Mt1 = 71620 x
7 250,67 kg.cm 2000
Mt2 = 71620 x
11,2 401,07 kg.cm 2000
Mt3 = 71620 x
14 501,34 kg.cm 2000
Mt4 = 71620 x
16,7 598,03 kg.cm 2000
Mt5 = 71620 x
22,3 758,56 kg.cm 2000
3.10 Kec. Putar Mesin = 1400 rpm 3.10.1 Daya Efektif Mesin (Ne) Ne =
2. .P.R.n ( PK ) 75 x 60
Dimana: R = 0,5 meter a. P
= 5 kg
Ne = b. P
2.. 5. 0,5.1400 4,89PK 75x 60
= 8 kg
Ne =
2.. 8. 0,5.1400 7,82 PK 75x 60
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
23
Laporan Praktikum Motor Bakar c. P
= 12 kg
Ne = d. P
2..12 . 0,5.1400 11,73 PK 75x 60
= 10 kg
Ne = e. P
2..10. 0,5.1400 9,77 PK 75x 60
= 16 Kg
Ne =
2..16 . 0,5.1400 15,64 PK 75x 60
3.10.2 Tekanan Efektif Rata-Rata (Pe) Pe =
Ne. .450.000 ( Kg / cm 2 ) L. A.n.i
Dimana: Z = 2; L=7,4 cm; i = 4; A = /4. (7,6)2 cm2 a. P = 5 kg Pe =
4,9. 2. 450000 7,4 . 45,361400 . 4
1,64 kg / cm 2
b. P = 8 kg Pe =
7,8. 2. 450000 7,4. 45,361400. 4
2,61 kg / cm 2
c. P = 10 kg UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
24
Laporan Praktikum Motor Bakar
Pe =
9,8. 2. 450000 7,4. 45,36 1400 . 4
3,28 kg / cm 2
d. P = 12 kg Pe =
11,7 . 2. 450000 7,4. 45,361400. 4
3,92 kg / cm 2
e. P = 16 kg Pe =
15,6. 2. 450000 7,4. 45,361400. 4
5,23 kg / cm 2
3.10.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (Sfc) Sfc =
Gp.3600 ( kg / PK . jam) Ne.t
Dimana: GP = 30 cc x 0,75 (Bensin) = 0,0225 kg a. P
= 5 kg ; t = 34 dt
Sfc = b. P
= 8 kg ; t = 31 dt
Sfc = c. P
0,0225 3600 . = 7,8 31
0,33 kg/PK. Jam
= 10 kg ; t = 29 dt
Sfc = d. P
0,0225 3600 . =0,49 kg/PK. Jam 4,9 34
0,0225 3600 9,8 29 =0,21 kg/PK. Jam
= 12 kg ; t = 26 dt
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
25
Laporan Praktikum Motor Bakar
Sfc = e. P
0,0225 3600 11,7 26 =0,27 kg/PK. Jam
= 16 kg ; t = 24 dt
Sfc =
0,0225 3600 15,6 24 =0,22 kg/PK. Jam
3.10.4 Efisiensi Thermis ( th) 632
th = sfc . LHV x 100% Dimana: LHV = 16610 + (60 API 0) API0 = (141,5/0,75) – 131,5 = 20040 632
th1 = 0,49. 20040 X 100% 6,43% th2 =
632 X 100% 9,55% 0,33. 20040 632
th3 = 0,21. 20040 X 100% 15% 632
th4 = 0,27 . 20040 X 100% 11,6% Ηth5 =
632 X 100% 14,3% 0,22. 20040
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
26
Laporan Praktikum Motor Bakar 3.10.5 Momen Puntir (Mt) Dari daya efektif mesin dapat diketahui momen puntirnya, yaitu: Mt = 71620x
Ne kg.cm n
Mt1 = 71620 x
4,9 250,67 kg.cm 1400
Mt2 = 71620 x
7,8 399,02 kg.cm 1400
Mt3 = 71620 x
9,8 501,34 kg.cm 1400
Mt4 = 71620 x
11,7 598,5 kg.cm 1400
Mt5 = 71620 x
15,6 798,05 kg.cm 1400
3.11 Perhitungan dan Analisa Data Motor Diesel 3.11.1 Daya Mesin Efektif (Ne) Ne
P
1,36
= b.g x 1000 (PK)
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
27
Laporan Praktikum Motor Bakar Dimana: P
= Beban dalam watt Vr .ir
= Cos watt Keterangan: Ir
= Arus Rata-rata
(Ampere)
Vr
= Tegangan Rata-Rata
(Volt)
Cos = faktor kerja
1,8
b
= efisiensi belt
0,85
g
= efisiensi generator
0,90
Sehingga : Vr .Ir
1,36
Ne = Cos .b.g x 1000 PK Maka perhitungannya Ne1 =
110 . 0 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0 PK
Ne2 =
125.1,5 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,19 PK
Ne3 =
130 . 2,3 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,29 PK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
28
Laporan Praktikum Motor Bakar
Ne4 =
135. 4,9 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,65PK
Ne5 =
100. 6,25 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,62PK
Ne6 =
85. 8 1,36 x 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,67 PK
Ne7 =
50 . 8,9 x 1,36 1,8. 0,85. 0,9 1000
0,44 PK
3.11.2 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (sfc) Sfc =
Gf (kg/PK. Jam) Nc
Gf
Gb. 3600 ( kg / Jam) t
=
Dimana: Gf : Pemakaian bahan bakar tiap jam (kg/jam) Gb : berat bahan bakar (standar)
20 cc x Bd = 20x0,85 = 0,017 kg
t
Bd bensin : 0,75 kg/dm 3
Bd solar : 0,85 kg/dm 3
= waktu untuk menghabiskan bahan bakar standar (det)
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
29
Laporan Praktikum Motor Bakar Ne = daya mesin efektif (pk) Sehingga: Sfc =
Gb. 3600 ( kg / PK . Jam) t. Ne
Maka perhitungannya : Sfc1 =
0,017 x 3600 158 0
kg/PK. Jam
Sfc2 =
0,017 x 3600 136 0,28
1,61 kg/PK. Jam
Sfc3 =
0,017 x 3600 143 0,412
1,04 kg/PK. Jam
Sfc4 =
0,017 x 3600 114 0,81
0,66 kg/PK. Jam
Sfc5 =
0,017 x 3600 108 1,08
0,52 kg/PK. Jam
Sfc6 =
0,017 x 3600 94 1,17
0,56 kg/PK. Jam
Sfc7 =
0,017 x 3600 95 1,19
0,54 kg/PK. Jam
3.11.3 Efisiensi Thermis ( th) 632
th = sfc . LHV x 100% Keterangan : Sfc
= pemakaian bahan bakar spesifik (kg/pk. Jam)
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
30
Laporan Praktikum Motor Bakar LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (Kcal/kg) = 16380 + (60. API 0) (Btu/lb) (b.b. solar)
(Bahan bakar solar) API0 = J
141,5 131,5 j
= berat jenis gasoline (solar) = 0,85 kg/dm 3
Sehingga: LHV = 16380 + (60x((141,5 / 0,85) – 131,5)) = 18478 Maka perhitungannya: th1 =
632 X 100% 0 .18478
th2 =
632 X 100% 2,12% 1,61.18478
th3 =
632 X 100% 3,29% 1,04.18478
th4 =
632 X 100% 5,18% 0,66.18478
th5 =
632 X 100% 6,58% 0,52.18478
th6 =
632 X 100% 6,1% 0,56.18478
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
31
Laporan Praktikum Motor Bakar th7 =
632 X 100% 6,33% 0,54.18478
3.11.4 Tekanan Efektif Rata-Rata (Pe) Pe =
Ne.z.450000 (kg / cm 2 ) L. A.n.i
Dimana: z
=2
L.a = 331,2 cm 3 n
= 1800 rpm
i
=1
Sehingga perhitungannya Pe1 =
0. 2. 450000 331,2.1800.1
Pe2 =
0,28. 2. 450000 331,2.1800.1
Pe3 =
0,412. 2. 450000 331,2.1800.1
Pe4 =
0,81. 2. 450000 331,2.1800.1
1,22 kg / cm 2
Pe5 =
1,08. 2. 450000 331,2.1800.1
1,63kg / cm 2
0 kg / cm 2
0,42 kg / cm 2
0,62 kg / cm2
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
32
Laporan Praktikum Motor Bakar
Pe6 =
1,17 . 2. 450000 331,2.1800 .1
1,77 kg / cm2
Pe7 =
1,19. 2. 450000 331,2.1800.1
1,8 kg / cm2
3.11.5 Momen Puntir Mesin (Mt) Mt = 71620 x
Ne kg.cm n
Sehingga perhitungannya
3.12
Mt1= 71620 x
0 0 kg.cm 1800
Mt2= 71620 x
0,28 11,14 kg.cm 1800
Mt3= 71620 x
0,412 16,39 kg.cm 1800
Mt4= 71620 x
0,81 32,23 kg.cm 1800
Mt5= 71620 x
1,08 43 kg.cm 1800
Mt6= 71620 x
1,17 46,55 kg.cm 1800
Mt7= 71620 x
1,19 47,35 kg.cm 1800
Tabel Dari Hasil Perhitungan
3.12.1 Untuk Kecepatan Mesin Berubah Pada Motor dengan Bahan Bakar Bensin
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
33
Laporan Praktikum Motor Bakar
No n (rpm) Beban Waktu BB Ne Pe (Kg) (dtk) (PK) kg 2 cm
Sfc
th
gr PK. jam
(%)
Mt (Kg.cm)
1
2000
0
35
0
0
-
0
0
2
1700
0
43
0
0
-
0
0
3
1100
0
64
0
0
-
0
0
4
800
0
114
0
0
-
0
0
3.12.2 Untuk Kecepatan Mesin Konstan Dengan Bahan Bakar bensin Putaran 1400 rpm No
Beban (kg)
Ne (PK)
Pe (Kg/cm2)
Sfc (kg/PKJ. Jam)
th (%)
Mt (kg.cm)
1
5
4.9
1.64
0.49
6.4
250.67
2
8
7.8
2.61
0.33
9.5
399.02
3
11
9.8
3.28
0.21
15
501.34
4
14
11.7
3.92
0.27
11.7
598.50
5
17
15.6
5.23
0.22
14.3
798.05
Putaran 2000 rpm No
Beban (kg)
Ne (PK)
Pe (Kg/cm2)
Sfc (kg/PKJ. Jam)
th (%)
Mt (kg.cm)
1
5
7
2.35
0.5
6.3
250.67
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
34
Laporan Praktikum Motor Bakar 2
8
11.2
3.75
0.33
9.55
401.07
3
10
14
4.7
0.28
11.3
501.34
4
12
16.7
5.6
0.23
13.7
598.5
5
16
22.3
7.5
0.2
15.8
758.56
3.12.3 Untuk Motor Diesel Kecepatan Mesin Konstan 1200 rpm No
Beban (watt)
Ne (PK)
Pe (Kg/cm2)
Sfc (kg/PKJ. Jam)
th (%)
Mt (kg.cm)
1
0
0
0
-
0
0
2
200
0.28
0.42
1.61
2.12
11.14
3
300
0.412
0.62
1.04
3.29
16.39
4
600
0.81
1.22
0.66
5.18
32.23
5
900
1.08
1.63
0.52
6.58
43
6
1200
1.17
1.77
0.56
6.1
46.55
7
1500
1.19
1.8
0.54
6.33
47.35
3.13 GRAFIK UNTUK MOTOR BENSIN Ne (PK) 3.13.1 Kecepatan putaran konstan 1400 rpm
35
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
P (Kg)
Laporan Praktikum Motor Bakar
Grafik beban terhadap daya efektif pada rpm konstan Pe (PK)
P (Kg) Grafik beban terhadap tekanan efektif rata-rata pada rpm konstan sfc
36
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
P (Kg)
Laporan Praktikum Motor Bakar
Grafik beban terhadap sfc pada rpm konstan ηth
P (Kg) Mt
Grafik beban terhadap efisiensi thermis pada rpm konstan
37
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
P (Kg)
Laporan Praktikum Motor Bakar
Grafik beban terhadap momen torsi pada rpm konstan
3.14 Kecepatan putaran konstan 2000 rpm Ne (PK)
Pe
P (Kg) Grafik Beban terhadap Daya Efektif Pada rpm Konstan
38
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
P (Kg)
Laporan Praktikum Motor Bakar
Grafik beban terhadap tekanan efektif rata-rata pada rpm konstan
Sfc ( gr/pk.jam )
P (Kg) Grafik Beban terhadap Spesific Fuel Consumption Pada rpm Konstan th (%)
39
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
P (Kg)
Laporan Praktikum Motor Bakar
Grafik Beban terhadap th (%) Pada rpm Konstan MtM (Kg.cm) (Kg t
cm)
P (Kg)
Grafik Beban terhadap Momen Torsi Pada rpm Konstan
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
40
Laporan Praktikum Motor Bakar 3.15
GRAFIK UNTUK MOTOR DIESEL
3.15.1 kecepatan putaran konstan 1200 rpm Ne
P ( Watt ) Grafik beban terhadap daya efektif pada putaran konstan
2 Pe M (Kg.cm (Kg ) t
cm)
P (Watt) Grafik Beban terhadap Tekanan Efektif Pada rpm Konstan
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
41
Laporan Praktikum Motor Bakar Sfc (Kg/PK.jam Mt (Kg 2) cm)
P (Watt) Grafik Beban terhadap Spesifik Fuel Consumption Pada rpm Konstan Mth (%) (Kg t cm)
P (Watt) Grafik Beban terhadap Efisiensi Thermis Pada rpm Konstan
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
42
Laporan Praktikum Motor Bakar MtM (Kg.cm) (Kg t
cm)
P (Watt)
Analisa Pemahaman Arti Fisis Grafik Beban terhadap momen torsiBerdasarkan Efektif Pada rpmGrafik Konstan
Ditunjukkan pada grafik bahwa: “Daya efektif (Ne) meningkat seiring dengan naiknya beban (P) yang diterapkan pada sistem”. Artinya daya yang dilakukan oleh poros semakin besar apabila beban (P), dalam hal ini dianalogikan dengan pengereman, diperbesar. Hal ini dapat dibayangkan dengan mudah, dimana apabila sebuah roda diberikan gaya gesek, maka diperlukan daya yang lebih besar untuk menggerakkan roda tersebut bila dibandingkan dengan tanpa adanya gaya gesek tersebut, tentunya dengan acuan rpm yang sama. Akibat dari fenomena diatas, diperlukan konsumsi bahan bakar yang lebih banyak dibandingkan dengan konsumsi bahan bakar pada rpm yang sama tanpa pembebanan.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
43
Laporan Praktikum Motor Bakar Terbukti pula dalam data yang terlihat pada grafik spesifik Fuel Consumption (Sfc) terhadap beban (P). Demikian pula yang ditunjukkan pada persamaan
Ne =
2PRn (PK), 75 x 60
dimana variabel Ne dan P yang berbanding lurus
membuktikan penjelasan diatas
Sfc =
Gbx3600 Nex1
dimana
variabel
Gb
(berat
bahan
bakar)
yang
berbanding lurus dengan Ne, berarti berbanding lurus pula terhadap P, membuktikan uraian diatas. Uraian serupa dapat mewakili hubungan antara momen torsi dengan beban yang diterapkan pada sistem, dimana semakin besar beban semakin besar pula momen torsi yang timbul.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
44
Laporan Praktikum Motor Bakar
1
1 0
2 4 3
5
6
1 1
7
1 2 3
1 3
8 9
3.16 Gambar mesin motor bensin
1 4
1 5
keterangan gambar: 1. Tangki bensin 2. Tabung ukur bensin 3. selang bensin 4. mesin 5. transmisi /gear box 6. joint 7. plopeller 8. joint 9. as penghubung 10. batang penyetel 11. kampas rem 12. alat timbangan 13. pencekam 14. tumpuan 15. rotor rem
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
45
Laporan Praktikum Motor Bakar
9 1
2 4
8
6 5
7 1
3
1 0
V
1 1
A
1 2
3.17 Gambar mesin motor diesel keterangan gambar: 1. Tangki air 2. Tangki solar 3. manipol 4. flywheel 5. funbelt 6. Generator 7. kabel 8. lampu 9. dudukan lampu 10.dudukan mesin diesel dan Generator 11. Voltmeter 12. Ampermeter
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
46
Laporan Praktikum Motor Bakar
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
4.1. Kesimpulan 1. Untuk motor diesel Dari hasil perhitungan yang dapat diperoleh suatu kesimpulan bahwa daya efektif, efisiensi termis, dan momen torsi dapat diketahui. Sedangkan apabila beban (watt) bertambah maka dalam tegangan rata-rata akan semakin kecil, dan arus ( ampere ) akan meningkat. Untuk konsumsi bahan bakar dengan pembebanan yang terus bertambah mengakibatkan bahan bakar akan semakin cepat habis pada keadaan putaran konstan. 2. Untuk motor bensin Dalam pengujian pada kecepatan berubah dapat diketahui daya efektif yang dikeluarkan oleh mesin pada tiap tingkatan kecepatan.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
47
Laporan Praktikum Motor Bakar 4.2. Saran Dalam pelaksanaannya perlu adanya peningkatan disiplin baik asisten maupun peserta, serta ketelitian baik alat maupun proses pelaksanaan praktikum itu sendiri, sebab valid atau tidaknya data yang akan diperoleh dan diolah menjadi laporan (bahkan pengetahuan bagi peserta) sangat tergantung dari benar atau tidaknya cara pelaksanaan dan pembacaan alat uji. Namun demikian dengan segala keterbatasan yang ada minimal tidak mengurangi tujuan yang ingin dicapai dalam praktikum ini. Terima kasih.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
48
Laporan Praktikum Motor Bakar DAFTAR PUSTAKA
1. Hilmy Achmad,dkk., Buku Panduan Praktikum Motor Bakar,Fak Teknik, Jurusan Teknik Mesin – Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya,1998 2. Panduan Praktikum Motor Bakar ITS Surabaya 3. Toyota part Catalogs, Toyota 4. Achadiat A.Suhadi,Otomotif, angkasa,Bandung.
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
49
Laporan Praktikum Motor Bakar
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
50
