Suatu motor penggerak
biasanya mempunyai spesifikasi
yang dapat dijadikan ukuran dari suatu motor.
Spesifikasi tersebut diantaranya :
► Volume langkah yang mempunyai satuan cc. ► Daya motor, dalam satuan dk.
► Perbandingan kompresi (rasio). ► Putaran, dalam satuan
rpm.
A. VOLUME
LANGKAH
Jika
motor mempunyai ukuran silinder D (cm) dan panjang langkahnya
dari titik mati atas sampai
dengan titik mati bawah adalah L (cm), maka volume langkahnya (VL) adalah:
VL = ╥ .D2. L (cc)
4
Keterangan :
VL = Volume langkah, dalam
satuan cc atau
D = Diameter torak, dalam satuan cm.
L = Panjang langkah torak, yaitu diukur dan
TMA sampai dengan TMB, dalam satuan cm.
B.
PERBANDINGAN KOMPRESI
Pada motor bensin, perbandingan
kompresi yang terlalu tinggi menyebabkan temperatur akhir kompresi menjadi
tinggi yang mengakibatkan bahan bakar terbakar sebelum waktunya (terjadi
detonasi) dan menyebabkan terjadinya pukulan pada dinding silinder, dan silinder
menjadi bergetar atau “knocking”. Pada motor diesel perbandingan kompresi yang
tinggi inilah yang diharapkan, karena yang dikompresikan pada motor diesel
hanya udara murni.
Perbandingan kompresi adalah angka
perbandingan volume saat di titik mati
bawah (TMB) dengan volume saat di titik mati atas (TMA) atau :
Volume saat torak di TMB
Perbandingan Kompresi =
____________________
Volume saat torak di TMA
C = VL + Vc = VL + 1
Vc Vc
Dapat pula ditulis dalam bentuk :
Vc = VL
C - 1
Keterangan:
Vc = Volume ruang bakar (cm3)
VL = Volume langkah (cm atau ditulis cc).
C = Perbandingan kompresi.
Perbandingan
kompresi untuk motor bensin antara 4,5 sampai 5,8. Sedangkan untuk pesawat
terbang, perbandingan kompresinya 6 sampai 8. Untuk motor diesel 14 sampai
dengan 17, dan motor diesel putaran tinggi C = sampai 20.
C.
DAYA INDIKATOR DAN DAYA EFEKTIF
Untuk
menentukan daya dari motor, perlu mengetahui tekanan rata-rata yang
ditunjukkan oleh tekanan indikatornya. Tekanan
rata-rata untuk tiap silinder dapat ditentukan besarnya dari :
► gaya yang bekerja di
atas torak.
► usaha yang dilakukan
oleh torak untuk tiap silinder.
► daya untuk tiap
silinder.
► daya indikator dan daya
efektif.
1. Gaya yang
Terjadi di Atas Torak
Jika tekanan rata-rata pembakaran (Pm)
dalam satuan kg/cm2 dan ukuran diameter torak (D) dalam satuan cm,
maka gaya yang terjadi di atas torak adalah :
F = ╥ . D2 . Pm (kg)
4
Keterangan:
F = Gaya di atas torak (kg)
D = Diameter torak (cm)
Pm = Tekanan rata-rata pembakaran (kg/cm2)
2. Usaha
atau Kerja
Jika
torak bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah sepanjang langkah (L)
dengan gaya di atas torak (F), maka
usaha yang dilakukan oleh torak adalah :
W = F . L (kg.cm) atau
W
= ╥ .D2. Pm . L (kg.cm)
4
Keterangan:
W =
Usaha torak untuk tiap silinder (kg.cm)
D = Diameter torak dalam satuan
(cm)
Pm = Tekanan rata-rata dalam satuan
(kg/cm2)
L = Panjang langkah torak dalam
(cm)
3. Daya
Motor
a. Daya Untuk
Tiap Silinder
Daya adalah usaha tiap satuan
waktu. Jika motor berputar n putaran tiap menit, maka usaha yang dilakükan oleh
motor 4 langkah setiap menitnya sebanyak 1/2 n. Hal ini dikarenakan tiap 2
putaran engkol menghasilkan satu kali langkah usaha. Daya motor 4 langkah untuk
setiap silindernya adalah :
N = W .
1/2 . n (kg.cm/menit)
sedangkan usaha yang dilakukan oleh motor 2 Iangkah adalah :
N = W .
n (kg.cm/
menit)
Keterangan:
N = Daya untuk tiap silinder
(kg.cm/menit)
W = Usaha untuk tiap silinder (kg.cm)
n = Putaran engkol (rpm)
b. Daya Indikator
Daya indikator biasanya dalam satuan dk (daya kuda) yang besarnya 1 dk =
75 kg.m/detik (metric horse power). Untuk
mengubah N (yang mempunyai satuan kg.cm/menit) menjadi daya indikator Ni (yang
mempunyai satuan dk) pada motor yang mempunyai jumlah silinder z, maka Ni dapat
dihitung dengan persamaan berikut :
N . z N . z
Ni =
__________ (dk ) Ni = (dk )
60 . 75. 100 450.000
atau
dapat pula :
Untuk
motor 2 langkah :
╥/4 D2
. Pm . L . n . z
Ni =
__________________ (dk)
450.000
Untuk motor 4
langkah:
╥/4 D2
. Pm . L . ½ n . z
Ni =
__________________ (dk)
450.000
Keterangan :
N = Daya untuk tiap silinder (kg.cm/menit)
Ni = Daya
indikator (dk)
z = Jumlah silinder
D = Diameter torak (cm)
Pm = Tekanan rata-rata (kg/cm2)
L = Panjang
langkah torak (cm)
n = Putaran engkoll (putaran tiap menit atau
rpm)
c. Daya efektif
Daya hasil perhitungan di atas (Ni) tidak seluruhnya bekerja pada
poros penggerak karena adanya sebagian daya yang hilang akibat gesekan-gesekan antara
bantalan-bantalan. Hal itu mengakibatkan daya yang sebenarnya atau daya efektif (Ne) lebih kecil daripada
daya hasil perhitungan (Ni) atau Ne<Ni. Efisiensi
mekanisnya dapat dirumuskan sebagai berikut
:
Ne = Ni .
ηm (dk) Keterangan
Ne = Daya efektif (dk)
Ni = Daya indikator (dk)
ηm = Efisiensi mekanis
Contoh 1.
Sebuah motor bensin 2 langkah
dengan jumlah silinder 4 mempunyai
ukuran diameter torak 100 mm, langkah torak 150 mm, tekanan rata-rata Pm = 6
kg/km2 dan putarannya 800 rpm.
Tentukan: 1) volume
langkah, dalam satuan cc!
2)
volume ruang bakar jika perbandingan
kompresi c = 6!
3)
gaya yang bekerja di atas torak!
4) usaha yang
dilakukan torak untuk tiap silinder!
5) daya untuk tiap
silinder!
6) daya indikator!
7) daya efektif jika
rendemen mekanis = 0,9!
Penyelesaian :
Motor bensin 2 langkah diketahui :
• Jumlah silinder z = 4 • Putaran n = 800 rpm
• Diameter torak D = 100 mm = 10 cm • Perbandingan
kompresi c = 6
• Langkah torak L = 150 mm = 15 cm •
Randemen mekanis ηm = 0,9
• Tekanan rata-rata Pm = 6 kg/cm2
Ditanya :
1) VL = volume langkah 5) N = daya untuk tiap
silinder
2) Vc = volume ruang bakar 6) Ni = daya indikator
3) F = gaya di atas torak 7) Ne = daya efektif
4) W
= usaha untuk tiap silinder
Jawab:
1) Volume langkah (VL):
VL = ╥ .
D2 . L = 3,14 x 102 x 15 = 1178,0972
cc = 1178 cc (dibulatkan)
4 4
2) Volume ruang bakar (Vc)
:
Vc = VL = 1178 = 1178 = 235,6
cc
(c-1) (6-1) 5
3) Gaya di atas torak
(F) :
F = ╥ . D2 . Pm = 3,14 x 102 x 6
= 471,2389 kg
4
4) Usaha untuk tiap
silinder (W) :
W = F .
L = 471,2389 x 15 = 7068,5835 kg.cm
5) Daya untuk tiap silinder
(N) :
N = W . n (untuk motor 2 langkah)
N = 7068,5835 x 800 = 5654866,8 kg.cm/menit
6) Daya indikator (Ni) :
Ni = N . z
= 5654866,8
x 4 = 50,265483 (dk) = 50,27 dk (dibulatkan)
450.000
450.000
7) Daya efektif (Ne) :
Ne = Ni . ηm = 50,27 x 0,9 = 45,243 dk.
Contoh 2.
Motor diesel mempunyai perbandingan
kompresi 14 dengan tekanan isap 0,9 kg/cm2, konstanta gas (udara) n = 1,35.
Hitunglah tekanan akhir kompresi.
Penyelesaian :
Motor diesel diketahui :
► P1 = 0,9kg/cm2 ►
n =1,35 ► c =14
Ditanya : P2
Jawab: P2 = P1 . c2 = 0,9 x 14 1,35
P2 = 31,73
kg/cm2
Contoh 3.
Motor
diesel mempunyai perbandingan kompresi 14. Temperatur saat mengisap udara 35°C.
Tentukan temperatur pada akhir kompresi jika konstanta udara n = 1,35!
Penyelesaian :
Motor diesel diketahui :
► c = 14 ►
t1 = 35°C ► k = n = 1,35
Ditanyakan : t2
Jawab:
T2 = T1 . c (k—i)
dengan T1 = (t1 + 273)°K
= (35 + 273)°K = 308°K
T2 = 308 x 14 (1,35-1)
= 308 x 14 0,35 °K = 775,7 °K
Temperatur pada akhir
kompresi t2 adalah :
T2 = (t2 + 273) oK
775,7 = t2 + 273
t2 = 775,7 - 273 =
502,7°C
Mas Bro, boleh tau gak ini referensinya dari buku apa?
Saya lagi cari buku buat referensi soalnya...
Follow igku @ikhsanal_ngrh
Bro bantu ya ini soal saya
Dari sebuah motor diesel 2 tak kerja tunggal jumlah silinder 6 silinder dengan daya efektif 2813 epk , diameter silinder 540mm langkah torak 1150mm motor dicoba dibangku percobaan dengan rpm 125 tekanan rata indikator 7,5kg/cm
Ditanyakan :
A. Tekanan rata rata eketif (pe)
B. Hitunglah berapa besar randemen mekanis(nm) dan rendemen thermisnya (nm)
C. Daya indikator (ni) motor tersebut
D. Bila diketahui nilai pembakaran BBM 9600 kcal/kg dan rendemen total (nm) m -41% berapa pemakaian bbm tiap ipk jam (bi) dan tiap epk-jam (be)
E. Berapa pemakaian bbm tiap semprotan pengabutan tiap langkah
F. Berapa % kerugian gesekan mekanisnya
Motor Otto 4 langkah 6 silinder bekerja pada putaran 5000 rpm. Torsi yang dihasilkan 27 kgf.m,
dan S/D = 1,6. Hitung :
Daya efektif mesin
Daya indikasi dan daya gesek, jika ɳm = 80%
Tekanan efektif dan tekanan indikatif bila diameter silinder 70 mm
Sfc bila efisiensi total 30% dan NK bahan bakar 10.000 kkal/kg
Kebutuhan bahan bakar per jam
Suatu kapal Pole and Line menggunakan tenaga penggerak kapal motor diesel 4 tak 4 silinder dengan daya di dalam silinder (Ni) = 780 kWatt dan daya pada poros (Ne) = 630 kWatt. Jika pemakaian bahan bakar spesifik indikator (bi) 0,20 kg/kWatt-jam. Tentukan:
Rendemen Mekanis ((m)!
Pemakaian bahan bakar spesifik efektif (be) dalam kg/kWatt.jam!
Untuk menaikkan kemampuan mesin kendaraan bermotor, seorang ahli mekanik kendaran bermotor melakukan modifikasi mesin sehingga diharapkan unjuk kerja mesin naik terutama dayanya. Ahli mekanik tersebut membawa sepeda motornya ke laboratorium uji. Dari pengujian diperoleh data-data sebagai berikut. Tekanan indikator rata-rata 8kg/cm2, pada putaran 2400 rpm besar torsinya 40 kg.m. Konsumsi bahan bakarnya 25 kg/jam dengan nilai kalor 1500 kcal/kg. Adapun data kendaran bermotornya adalah mesin 4 tak, satu silinder, dengan volume langkah 100 cm2. Hitunglah efisiseni efektifnya ! dan berapa SFC ?
Besar IPK dan epk bila rendaman mekanik 0,85??