![Panjang stroke ;
S = 2a
Jika : a = crank offset , m
N = putaran motor, rpm
Maka : kecepatan rata-rata piston :
Up = 2SN m/det
Jika R adalah perbandingan panjang connecting
rod terhadap crank offset
R = r /a
Volume dislacement [Vd] : Vd = V TMB
V TMA
Untuk mesin dengan satu silinder, maka :
Vd = [/4]B2
S
Jika mesin dengan Nc silinder, maka :
Vd = Nc. [/4]B2
S
Satuan Vd adalah : m3
[1 l = 10-3
m3
= 103
cm3
]
Volume clearence = Vc = V TMA
dan
Vd = V TMB
V TMA,
maka :
V TMB
= Vc + Vd
Komresi ratio V TMB
Vc + Vd
rc = ------------- = ------------
V TMA
Vc](https://image.slidesharecdn.com/398739101-kuliah-motor-bakar-umpam-i-241014031030-165490f4/85/398739101-KUliah-Motor-Bakar-Umpam-I-ppt-26-320.jpg)
![Contoh :
John Automobil memiliki mesin 6 silinder dengan volume 3 liter beroperasi 4
langkah pada kecepatan 3600 rpm. Jika diketahui kompresi ratio mesin 9,5 ,
panjang connecting rod = 16,6 cm dan nilai B = S. Proses pembakaran berakhir
pada sudut 20o
pada TMA.
Hitung :
1.Cylinder bore dan panjang langkah (stroke length)
2.Kecepatan rata-rata piston
3.Volume clearence silinder
4.Piston speed pada akhir pembakaran
Penyelesaian :
(1). Ada 6 silinder dengan volume = 3 l =0,003 m3
volume satu silinder = Vd = 0,003/6 = 0,0005 m3
Vd = [/4]B2
S dan jika B =S maka
Vd = [/4]B3
= 0,785B3
0,0005 = 0,785 B3
maka B = 0,086 m = 8,6 cm, dan S = 8,6 cm](https://image.slidesharecdn.com/398739101-kuliah-motor-bakar-umpam-i-241014031030-165490f4/85/398739101-KUliah-Motor-Bakar-Umpam-I-ppt-29-320.jpg)
![Mesin diesel 4 silinder 2 tak memiliki diameter silinder 12 cm
dan panjang stroke 13,50 cm serta memiliki kompresi ratio
= 19 : 1.
Hitung :
Volume displacement mesin,
Berapa besar volume clearencenya.
Berapa cc volume mesin diesel tersebut
Solusinya :
Jika B = 12 cm
S = 13,50 cm
rc = 19:1
Vd = [/4]B2
S = 0,785 x 0,122
x 0,1350 = 0,0015 m3
Kompresi ratio :
Vc + Vd Vc + 0,0015
rc = -------------, maka 19 = -----------------
Vc Vc
jadi 19 Vc Vc = 0,0015, maka Vc = 0,0015/18
Vc = 8,3 x 10-5
m3](https://image.slidesharecdn.com/398739101-kuliah-motor-bakar-umpam-i-241014031030-165490f4/85/398739101-KUliah-Motor-Bakar-Umpam-I-ppt-32-320.jpg)
More Related Content
Similar to 398739101-KUliah-Motor-Bakar-Umpam-I.ppt (20)
Recently uploaded (7)
398739101-KUliah-Motor-Bakar-Umpam-I.ppt
- 1. MOTOR BAKAR DAN SISTEM PROPULSI FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS PAMULANG 2018
- 2. Program Studi s : Teknik Mesin Kode Matakuliah : Nama Matakuliah : Motor Bakar & Sistem Propulsi Jumlah SKS : 3 Semester : VII Lingkup mata kuliah Motor Bakar & Sistem Propulsi : 1.Pengenalan dasar-dasar motor bakar 2.Pemahaman Internal Combustion Engine (SI dan CI) 3.Siklus Otto Ideal 4.Perhitungan Thermodynamika motor bakar. 5.Sistem Propulsi pada motor bakar Referensi : Heywood, J.B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill Book Company, New York, 1988. Willard W. Pulkrabek, Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine,1998
- 3. Motor bakar : mesin yang dapat mengkonversi energi kimia yang dihasilkan dari bahan bakar (dalam bentuk energi panas) menjadi energi mekanik
- 4. SEJARAH MOTOR BAKAR Motor bakar mulai di kembangkan sudah dalam kurun waktu yang cukup lama yaitu : 1680 1890. Sejarah penemuan terpenting : Lenoir (1865) mengembangkan mesin pembakaran dalam tanpa proses kompresi Nicolaus August Otto pada tahun 1876 yang menemukan motor bakar 4 stroke, yang kemudian dikenal dengan "Otto Cycle Engine, Tahun 1890 , Rudolf Diesel penemu pertama mesin diesel, di tahun 1897 pertama kali dibuat : 1 cylinder, four-stroke, water-cooled, air injection of fuel Output: 14.7 kW (20 hp) Di tahun 1900 , Benz (Jerman) mendirikan industri automotive terbesar di dunia .
- 5. KLASIFIKASI MOTOR BAKAR MOTOR BAKAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE (ICE) EXTERNAL COMBUSTION ENGINE (ECE) Mesin ketel uap Reciprocating Rotary/Wankel Rotary gas turbin CI-Engine SI-Engine 2-stroke 4-stroke 2-stroke 4-stroke
- 6. MOTOR PEMBAKARAN LUAR (ECE) ECE adalah, proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin dan untuk mengubah energinya digunakan alat/mesin yg lain. Misalnya: mesin uap, turbin. Contoh : Engine Uap Lokomotif dan Turbin Uap. KELEBIHAN DARI ECE YAITU : a. Dapat memakai semua bentuk bahan bakar. b. Dapat memakai bahan bakar bermutu rendah. c. Cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros. d. Lebih cocok dipakai untuk daya tinggi.
- 7. MOTOR PEMBAKARAN DALAM (ICE) ICE adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin dan hasil pembakaran menjadi tenaga mekanik (tenaga putar / tenaga dorong). Motor bakar itu sendiri dibagi menjadi beberapa macam berdasarkan sistim yang dipakai, yaitu motor bakar torak (Reciprocating), Wankel motor dan motor bakar turbin gas. Untuk motor bakar torak dibagi atas 2 (dua) macam, yaitu motor bensin (Spark Ignition-SI) dan motor diesel (compressive ignition- CI). Menurut langkah kerjanya motor bakar dibagi menjadi mesin dengan proses dua langkah dan mesin dengan proses empat langkah. Kelebihan ICE : Bahanbakar lebih hemat dan mudah kontrolnya, tidak memerlukan sistem peralatan yang komplek.
- 8. Mesin pembakaran luar Mesin pembakaran dalam
- 10. LANGKAH KERJA ROTARY ENGINE (WANKEL) Hisap Kompresi Kerja Buang
- 11. Mesin Rotary/Wankel Rotor Rotary/Wankel Mesin wankel kompak, dan ringan. Banyak digunakan, seperti pada: mobil balap, pesawat terbang, go-kart, dan speed boat. Sisi luar rotor berfungsi sebagai piston. Rotor berbentuk segi tiga dan di dalamnya ada tiga buah piston. Rumah rotor dibuat sedemikian rupa sehingga apabila rotor berputar akan dapat melakukan langkah usaha. Langkah usaha yang timbul akibat proses pembakaran pada rotor akan diteruskan ke crank shaft melalui roda gigi Motor rotary/wankel: jenis motor pembakaran dalam, memanfaatkan tekanan dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakkan sumbu.
- 12. Rotary Engines Pada Mobil Mazda Triple rotor engine by Mazda
- 13. MESIN DENGAN SISTEM SI Mesin dengan SI disebut juga Mesin bensin (mesin Otto), diciptakan di Jerman, Nikolaus August Otto (1864): sebuah tipe mesin pembakaran dalam, menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis. MESIN DENGAN SISTEM CI Mesi dengan CI disebut juga denga Mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan dalam ruang bakar dan timbul panas Bahan bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk bercampur dengan udara yang sangat panas, Pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bahan bakar akan terbakar dng sendirunya. MESIN DENGAN SISTEM SI DAN CI
- 14. BAGIAN-BAGIAN PADA MESIN INTERNAL COMBUSTION
- 15. Bagian-bagian utama pada motor bakar
- 16. Mesin dengan sistem 4 Langkah (4Tak)
- 17. Langkah hisap Langkah ini bertujuan untuk memasukkan campuran udara dan bahan bakar kedalam silinderPada saat mesin mengalami langkah ini maka yang terjadi adalah : Katup hisap terbuka dan katup buang tertutup. Piston bergerak turun dari TMA (Titik mati atas) ke TMB (Titik mati bawah) Langkah kompresi (compression) - Langkah ini bertujuan agar tekanan dari campuran dan bahan bakar meningkat, sehingga akan lebih mudah terbakar dan tenaga yang dihasilkan dapat lebih besar / maksimal. Pada langkah kompresi yang terjadi adalah : Kedua katup (katup hisap dan buang) dalam keadaan menutup, Piston bergerak naik dari TMB ke TMA. Campuran udara dan bahan bakar ditekan (dimampatkan). Prinsip Kerja Motor bensin 4 Langkah Langkah usaha Langkah ini merupakan langkah yang akan menghasilkan tenaga untuk menggerakkan kendaraan. Pada langkah ini yang terjadi adalah : Kedua katup dalam keadaan menutup, Busi memercikkan bunga api dan terjadi ledakan, piston bergerak turun dari TMA ke TMB Langkah buang Dalam langkah ini yang terjadi adalah : Katup hisap menutup dan katup buang membuka, Piston bergerak naik dari TMB ke TMA, Gas buang sisa hasil pembakaran akan keluar dan dibuang melalui knalpot.
- 18. Prinsip Kerja Motor Diesel 4 Langkah Langkah Hisap, udara masuk ke dalam silinder. Piston membentuk kevakuman silinder, piston bergerak kebawah dari TMA menuju TMB. Katup hisap terbuka dan katup buang menutup. Langkah Kompresi, piston bergerak dari TMB menuju TMA. Saat katup hisap dan buang tertutup, udara dihisap kemudian ditekan dan sebelum piston mencapai titik TMA bahan bakar dikabutkan maka terjadilah pembakaran. Langkah Kerja, energi pembakaran mengekspansikan dengan cepat sehingga piston terdorong kebawah. Gaya yang mendorong piston kebawah diteruskan ke connecting rod dan poros engkol dirubah menjadi gerak putar untuk memberi tenaga pada mesin. Langkah Buang, pada saat piston menuju TMB, katup buang terbuka dan gas sisa hasil pembakaran dikeluarkan melalui katup buang pada saat piston bergerak ke atas lagi. Gas akan terbuang habis pada saat piston mencapai TMA
- 19. PRINSIP DASAR Motor 2 Tak Motor 2 langkah (Tak): memerlukan dua langkah torak (1 kali langkah ke atas/ascending stroke dan 1 kali langkah ke bawah/discending stroke) untuk memperoleh 1 kali usaha di ruang pembakaran.
- 20. PERBANDINGAN MESIN 2 TAK DENGAN 4 TAK : 1. Mesin 2 Tak lebih simpel/sederhana dibandingkan mesin 4 Tak. 2. Getaran dan osilasi mesin 2 Tak lebih besar dibandingkan mesin 4 Tak . 3. Mesin 2 Tak lebih ringan. 4. Konsumsi pelumas pada mesin 2 Tak lebih banyak, karena memerlukan panas yang lebih tinggi. 5. Sistem pengapian bahan bakar kurang sempurna pada mesin 2 Tak sehingga sebagian Fuel terbuang keluar.
- 21. KONFIGURASI MESIN PENGGERAK Sistem inline : Dengan konfigurasi seperti ini, mesin cukup menggunakan satu poros engkol dan satu garis kepala silinder. Kelebihan dari konfigurasi mesin ini yaitu mudah dipasang dan mudah diservis. Mesin V adalah konfigurasi umum untuk sebuah mesin pembakaran internal. Piston yang susunannya diatur sedemikian rupa hingga membentuk huruf V membuat mesin ini disebut mesin V. Konfigurasi V dapat mereduksi panjang dan berat keseluruhan mesin jika dibandingkan dengan mesin yang tersusun dengan konfigurasi lurus. R
- 22. MESIN RADIAL Mesin radial adalah konfigurasi mesin pembakaran dalam dimana silinder mengarah keluar dari titik pusat poros engkol seperti halnya ruji pada sebuah roda. Konfigurasi ini merupakan mesin torak, dan sering digunakan pada mesin pesawat terbang sebelum digantikan oleh mesin turbo. Silinder dihubungkan pada poros engkol dengan rangkaian master-and-articulating-rod. Satu silinder memiliki sebuah master rod yang dipasangkan langsung dengan poros engkol. Mesin radial dibuat dengan jumlah silinder ganjil untuk memberikan urutan pengapian yang lebih baik dan hubungannya dengan kehalusan serta getaran yang minim. Sebuah mesin flat (horizontal berlawanan) adalah sebuah mesin pembakaran dalam dimana silindernya disusun dalam konfigurasi mendatar horisontal berlawanan. Dapat pula digambarkan sebagai mesin V 180 derajat dimana silinder yang berlawanan dihubungkan dengan satu tap engkol atau engkol yang berbeda,
- 23. ENGINE PARAMETER B = bore S = stroke r = conecting rod length a = crank offset s = piston position q = crank angle Vc = clearence vol Vd = displacement vol TDC = Titik mati atas / TMA BDC = Titik mati bawah / TMB
- 25. Cylinder bore (B) adalah diameter dalam nominal dari silinder . Luas piston, luas lingkaran berdiameter sama dengan cylinder bore. Stroke (S) atau langkah, jarak nominal yang dilalui piston saat bergerak antara 2 titik mati . BDC (Bottom Dead Center) atau TMB (Titik Mati Bawah) adalah titik mati ketika piston berada paling dekat dengan poros engkol atau crankshaft. TDC (Top Dead Center) atau TMA (Titik Mati Atas) adalah titik mati ketika posisi piston berada paling jauh dengan poros engkol . Volume langkah/perpindahan atau volume yang tersapu piston (Vd) adalah volume yang dihasilkan oleh piston ketika bekerja dari satu titik mati ke yang lain, dihitung sebagai perkalian luas piston dan langkah. Volume clearence/celah (Vc) adalah volume nominal dari ruang dalam ruang bakar ketika piston berada di TDC . Volume silinder adalah jumlah dari volume langkah dan volume clearance . Perbandingan kompresi (re) adalah perbandingan nilai volume silinder dan volume clearance
- 26. Panjang stroke ; S = 2a Jika : a = crank offset , m N = putaran motor, rpm Maka : kecepatan rata-rata piston : Up = 2SN m/det Jika R adalah perbandingan panjang connecting rod terhadap crank offset R = r /a Volume dislacement [Vd] : Vd = V TMB V TMA Untuk mesin dengan satu silinder, maka : Vd = [/4]B2 S Jika mesin dengan Nc silinder, maka : Vd = Nc. [/4]B2 S Satuan Vd adalah : m3 [1 l = 10-3 m3 = 103 cm3 ] Volume clearence = Vc = V TMA dan Vd = V TMB V TMA, maka : V TMB = Vc + Vd Komresi ratio V TMB Vc + Vd rc = ------------- = ------------ V TMA Vc
- 27. Kecepatan Piston pada akhir pembakaran pada posisi sudut :
- 29. Contoh : John Automobil memiliki mesin 6 silinder dengan volume 3 liter beroperasi 4 langkah pada kecepatan 3600 rpm. Jika diketahui kompresi ratio mesin 9,5 , panjang connecting rod = 16,6 cm dan nilai B = S. Proses pembakaran berakhir pada sudut 20o pada TMA. Hitung : 1.Cylinder bore dan panjang langkah (stroke length) 2.Kecepatan rata-rata piston 3.Volume clearence silinder 4.Piston speed pada akhir pembakaran Penyelesaian : (1). Ada 6 silinder dengan volume = 3 l =0,003 m3 volume satu silinder = Vd = 0,003/6 = 0,0005 m3 Vd = [/4]B2 S dan jika B =S maka Vd = [/4]B3 = 0,785B3 0,0005 = 0,785 B3 maka B = 0,086 m = 8,6 cm, dan S = 8,6 cm
- 30. (2) Kecepatan rata-rata piston : Up = 2SN = 2 x 0,086 x 3600 = 619,2 m/menit = 10,32 m/det. (3) Volume clearence silinder diketahui kompresi ratio mesin = rc = 9,5 maka : Vc + Vd Vc + 0,0005 rc = ------------- = ------------------ = 9,5 Vc Vc (Vc + 0,0005) = Vc x 9,5 9,5 Vc Vc = 0,0005 8,5 Vc = 0,0005 Vc = 0,0005 / 8,5 = 0,00005,9 m3
- 31. (4) Piston speed pada akhir pembakaran (Up) : Proses pembakaran berakhir pada sudut 20o pada TMA. Panjang stroke : S = 2a maka crank offset : a = S/2 = 0,086 / 2 = 0,043 m Jika panjang connecting rod = r = 16,6 cm = 0,166 m maka R = r /a = 0,166 / 0,043 = 3,86 Up/ Up = (/2) sin [ 1 + (cos / ( R2 sin 2 ) Up / 10,32 = (/2) sin 20 [ 1 + (cos 20 / ( 3,862 sin 2 20 ) = 0,668 Up = 0,668 x 10,32 = 6,89 m/det.
- 32. Mesin diesel 4 silinder 2 tak memiliki diameter silinder 12 cm dan panjang stroke 13,50 cm serta memiliki kompresi ratio = 19 : 1. Hitung : Volume displacement mesin, Berapa besar volume clearencenya. Berapa cc volume mesin diesel tersebut Solusinya : Jika B = 12 cm S = 13,50 cm rc = 19:1 Vd = [/4]B2 S = 0,785 x 0,122 x 0,1350 = 0,0015 m3 Kompresi ratio : Vc + Vd Vc + 0,0015 rc = -------------, maka 19 = ----------------- Vc Vc jadi 19 Vc Vc = 0,0015, maka Vc = 0,0015/18 Vc = 8,3 x 10-5 m3
- 33. Jadi volume silinder mesin ini adalah = Vc + Vd = 0,0015 + 8,3 10-5 = 0,0014 m3 = = 1,4 liter