laporan akhir presmes otto

47
1 Bab I TUJUAN PENGUJIAN Tujuan pengujian dari motor otto adalah mengetahui karakteristik daripada motor otto yang diuji, dan kemudian hasilnya digambarkan dalam bentuk “grafik – karakteristik”. Beberapa grafik karakteristik yang dapat dipergunakan untuk menilai performance atau prestasi suatu motor otto antara lain : 1. Karakteristik motor otto pada berbagai kecepatan putaran. Grafiknya : IHP; BHP, effisiensi; hmep; braketorque terhadap kecepatan putaran 2. Karakteristik motor otto pada putaran konstan, untuk berbagai pembebanan. Grafiknya : BFC, BSFC, heat-balance terhadap BHP atau BMEP. 3. Komposisi gas asp : (O 2 ; CO 2 ; CO ) untuk suatu kecepatan putaran pada berbagai beban.

Upload: jetro-aditya

Post on 05-Aug-2015

68 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

PRaktikum Prestasi mesin otto

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan Akhir Presmes Otto

1

Bab I TUJUAN PENGUJIAN

Tujuan pengujian dari motor otto adalah mengetahui karakteristik daripada motor otto

yang diuji, dan kemudian hasilnya digambarkan dalam bentuk “grafik – karakteristik”.

Beberapa grafik karakteristik yang dapat dipergunakan untuk menilai performance atau

prestasi suatu motor otto antara lain :

1. Karakteristik motor otto pada berbagai kecepatan putaran. Grafiknya :

IHP; BHP, effisiensi; hmep; braketorque terhadap kecepatan putaran

2. Karakteristik motor otto pada putaran konstan, untuk berbagai pembebanan. Grafiknya :

BFC, BSFC, heat-balance terhadap BHP atau BMEP.

3. Komposisi gas asp : (O2 ; CO2 ; CO ) untuk suatu kecepatan putaran pada berbagai beban.

Page 2: Laporan Akhir Presmes Otto

2

B

Bab II

INSTALASI DAN SPESIFIKASI UNIT PENGUJIAN II.1. Skema Instalasi

ENGINE TEST BED 75 Kw ( 100 HP ) TE. 18/D

Gambar

Keterangan :

A. Motor otto TE 18

B. Hydroulic Dynamometer DPX 1

F

C

A

D

E

Page 3: Laporan Akhir Presmes Otto

3

C. Fuel Consumption Gauge TE 13

D. Air Consumtion TE 40

E. Air Consumtion TE 95

F. Tachometer ( Digital ) TTC 105

Sebelum pengujian dimulai, lakukanlah hal-hal sebagai berikut :

a. Catatlah kondisi udara dalam ruangan laboratorium

b. Aturlah dynamometer pada kedudukan “nol” ( static balance )

c. Aturlah manometer pada air flow meter pada kedudkan “nol”

II.2. Spesifikasi Alat Percobaan dan Pengukuran

Equipment : Hydraulic Dynamometer Test Bed

75 kW ( 100 HP )

Serial : TE. 18/3968

Date : 27.5.76

Supplied to : Gilbert Gilkes & Gordon ( Indonesia )

Engine :

Type : BLMC 1622 cc

Engine No. : 16V/860E/2549

Bore : 76,2 mm

Stroke : 88,9 mm

Swept volume : 1522 cc

Compression : 7.2 to 1

Rasio maximum speed : 5000 rev/min

Indicator tappings : In No : 4 cylinder

Diameter of exhaust pipe : 38 mm ( 1 ½ )

Length of exhaust pipe : 1 metre

Dynamometer : Heenan & Froude

Capacity : 75 kW

Type : DPX 1

Maximum speed : 9000 rev/min

Serial No. : ZBX 33611/5

Page 4: Laporan Akhir Presmes Otto

4

Power equation :

Centre height : 0,5 m

Fuel Gauge :

Number : 1

Capacity : 50-100-200 cc

Water Flowmeter :

Rotameter 2000

Capacity : 5 to 50 L/min

Serial No. : RA 123164

Airbox :

Drum size : 0.61 m diameter × 0.91 m long.

Oriffice size : 56.03

Cooficient of discharge : 0.6

Additional Instrument :

Oil pressure Gauge : Rotameter 0 to 700 kN/m2

Oil Temperature Gauge : Rotameter 50 to 200ºC

Tachometer : Cendela Instruments TTC 105

Revolution Counter : Serial No. 004

Cooling Water Thermometer : -

Exhaust Thermometer : -10 to 110ºC

Exhaust Test Cock : not supplied

Variabel Jet Carborettor : Y to S

Morse Test Apparatus :

Indicator Mounting Bracket : Not supplied

Indicator :

Literature :

Foundation Plinth : 20038

Heenan & Froude Instruction Book No. : 506/4

Heenan & Froude Publication 6032/3

Page 5: Laporan Akhir Presmes Otto

5

BAB

III Pengolahan Data

III.1 Data Pengujian Motor Otto pada Berbagai Putaran

1) Tabel Percobaan 1

no RPM volume

(cc) waktu

(s) T in

(celcius) T out

(celcius) Q(l/menit) ∆l(mmH2O) Pa(atm) Ta(celcius) Torque (Nm)

1 1300 25 55.8 44 48 34 5 1 34 1.5 2 1500 25 53.3 51 55 35 10 1 34 1.5 3 1700 25 48.6 54 69 35.5 12 1 34 1.5 4 1900 25 45.4 58 63 35.5 12 1 34 1.5 5 2100 25 41.7 63 68 36.5 12 1 36 1.5 6 2300 25 40.7 67 72 36.5 12 1 36 1.5

III.1.1 Mencari harga BHP, BFC, BMEP, Va, ma, ηth, dan ηvol

Contoh Perhitungan: Pada RPM 1700

• h 0 = ∆L sin α = ∆L = 1 x = 4.57mmH2O = 0.457 cmH2O

• BHP = = = 0.2669 watt

• BFC = = = 1.851 L/s

• BSFC = = = 6.9351 (L/kW-h)

• BMEP = = = 12.3784 kN/m2

; dimana Vs = 1.522 liter dan K2 untuk 4-stroke = 2

• ma = 0.00001232.D2 = 0.00001232 (56.03) 2

= 0.015 kg/s

• Va = 0.003536 D2 = 0.003536 (56.03) 2

Page 6: Laporan Akhir Presmes Otto

6

= 13.064 J/s

• ηth = = = 0.019 ,

dimana; ρf = 0.75 kg/l ; Hl = 3.5775 x 107 J/kg

• ηvol = = = 0.6058

Tabel Hasil Perhitungan

no RPM T BHP BFC BSFC BMEP Ma Va η Th η Vol 1 1300 1.5 0.2041 1.613 7.902 12.3784 0.00968 8.42339 0.01891 0.510869 2 1500 1.5 0.2355 1.688 7.1677 12.3784 0.01369 12.786 0.01871 0.672 3 1700 1.5 0.2669 1.851 6.9351 12.3784 0.015 13.064 0.019 0.6058 4 1900 1.5 0.2983 1.982 6.6455 12.3784 0.015 13.064 0.02 0.54211 5 2100 1.5 0.3297 2.158 6.5453 12.3784 0.01497 15.477 0.02 0.58 6 2300 1.5 0.3611 2.211 6.1222 12.3784 0.01497 15.477 0.02 0.53

III.1.2 Mencari Harga FHP, IHP, η mech, IMEP, dan FMEP

Dengan Metode Least Square :

BHP sebagai aksis

BFC sebagai ordinat

Page 7: Laporan Akhir Presmes Otto

7

Contoh Perhitungan :

• FHP = = = 1.17408 kN/m2

• IHP = BHP + FHP = 0.2669 +1.17408 = 1.44098 kN/m2

• η mech = = 0.18522

• IMEP = = = 66.8306

• FMEP = = 360.817

Tabel Hasil Perhitungan

NO RPM T BHP FHP IHP η mech IMEP FMEP η th η vol 1 1300 1.5 0.2041 1.17408 1.37818 0.14809 83.585 564.42 0.01891 0.510869 2 1500 1.5 0.2355 1.17408 1.40958 0.16707 74.09 443.47 0.01871 0.672 3 1700 1.5 0.2669 1.17408 1.44098 0.18522 66.82 360.81 0.019 0.6058 4 1900 1.5 0.2983 1.17408 1.47238 0.20259 61.09 301.58 0.02 0.54211 5 2100 1.5 0.3297 1.17408 1.50378 0.21294 56.45 257.52 0.02 0.58 6 2300 1.5 0.3611 1.17408 1.53518 0.23521 52.62 223.732 0.02 0.53

Page 8: Laporan Akhir Presmes Otto

8

III.1.3 Mencari harga Heat Losses H1, H3, dan Q1

Contoh Perhitungan :

• H1 = = = 13795.73 watt

• H3 = ma.Cp.Ta = 0.015 x 1004.7 x 307.15 = 4628.9 watt • Q1 = 4187.Q.(Tout – Tin) = 4187 x 0.59 x (342.15-327.15) = 37054.95 J/s

Tabel Hasil Perhitungan

No. ma Ta (K) T in (K) T out (K) Q (L/s)

H1 (watt)

H3 (watt) Q1 (J/s)

1 0.003062 308 320 325 0.6 12421.88 947.4196 12561 2 0.003058 308.8 322 328.5 0.625 16769.53 948.6492 17009.69 3 0.004351 305 307 316 0.65 20326.7 1333.312 24493.95 4 0.004337 307 313 319.5 0.65 20961.91 1337.677 17690.08 5 0.006104 310 317 325 0.7 27949.22 1900.981 23447.2 6 0.009635 311 326 330 0.716667 47912.95 3010.559 12002.73

III.1.4 Grafik • Grafik BHP vs N

0 0.05

0.1 0.15

0.2 0.25

0.3 0.35 0.4

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BH

P

N

BHP Vs N

Page 9: Laporan Akhir Presmes Otto

9

• Grafik FHP,IHP vs N

• Grafik BFC,BSFC vs N

0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

FHP,

IHP

N

FHP,IHP Vs N

Series1

Series2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BFC

,BSF

C

N

BFC,BSFC VS N

Series1

Series2

Page 10: Laporan Akhir Presmes Otto

10

• Grafik Eff.Mech vs N

• Grafik Eff thermal , Eff Volume vs N

• Grafik BMEP vs N

0.08 0.1

0.12 0.14 0.16 0.18

0.2 0.22 0.24 0.26

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

η m

ech

N

η mech Vs N

Series1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

ηTh,ηV

ol

N

ηTh,ηVol Vs N

Series1

Series2

Page 11: Laporan Akhir Presmes Otto

11

• Grafik FMEP vs N

• Grafik IMEP vs N

0

2

4

6

8

10

12

14

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BM

EP

N

BMEP Vs N

Series1

0

100

200

300

400

500

600

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

FMEP

N

FMEP Vs N

Series1

Page 12: Laporan Akhir Presmes Otto

12

• Grafik H1, H3,Q1 vs N

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

IMEP

N

IMEP Vs N

Series1

0 5000

10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

H1,

H3,

Q1

N

H1,H3,Q1 Vs N

Series1

Series2

Series3

Page 13: Laporan Akhir Presmes Otto

13

III.2 Data Pengujian Motor Otto pada Putaran Konstan Untuk Berbagai Pembebanan.

Tabel Percobaan

No N (rpm) t(s) Tin (K) Tout

(K) Q (L/s) ho (cmH2O)

Pa (kPa) Ta (K) T (Nm)

1 2000 44.5 318.15 323.15 0.00975 0.0266665 101.325 309.15 2.4 2 2000 44.2 321.15 328.15 0.009778 0.022857 101.325 306.15 2.5 3 2000 43.9 319.15 327.15 0.009806 0.022857 101.325 309.15 2.6 4 2000 44.3 318.15 325.15 0.009806 0.0266665 101.325 309.15 2.8 5 2000 44.7 338.15 343.15 0.009806 0.0190475 101.325 307.15 3 6 2000 44.2 334.15 340.15 0.009778 0.022857 101.325 309.15 5 III.2.1 Mencari harga BHP, BFC, BSFC, BMEP, Va, ma, ηth, dan ηvol Contoh Perhitungan:

• h 0 = ∆L sin α = ∆L = 0.7 x = 0.267 mmH2O = 0.0267 cmH2O

• BHP = = = 0.5024 watt

• BFC = = = 2.0225 L/s ; dimana Vs = 1.522 liter

• BSFC = = = 4.0256 (L/kW-h)

• BMEP = = = 19.8055 kN/m2

; K2 untuk 4-stroke= 2

• ma = 0.00001232.D2 = 0.00001232 (56.03) 2

= 0.00362 kg/s

• Va = 0.003536 D2 = 0.003536 (56.03) 2

= 3.16837 J/s

• ηth = = = 0.03333 ,

dimana; ρf = 0.75 kg/l ; Hl = 3.5775 x 107 J/kg

Page 14: Laporan Akhir Presmes Otto

14

• ηvol = = = 0.1248

Tabel Hasil Perhitungan

No N

(rpm) T (Nm) BHP BFC BSFC BMEP ma Va η th η vol

1 2000 2.4 0.5024 2.0225 4.0256 19.80552 0.0036 3.1664 0.033329 0.124825 2 2000 2.5 0.523333 2.0362 3.8908 20.63075 0.0034 2.9172 0.034484 0.115003 3 2000 2.6 0.544267 2.0501 3.7667 21.45598 0.0033 2.9315 0.03562 0.115565 4 2000 2.8 0.586133 2.0316 3.4661 23.10644 0.0036 3.1664 0.03871 0.124825 5 2000 3 0.628 2.0134 3.2061 24.7569 0.0031 2.6674 0.041849 0.105154 6 2000 5 1.046667 2.0362 1.9454 41.2615 0.0033 2.9315 0.068968 0.115565

III.2.2 Mencari Mencari Harga FHP, IHP, η mech, IMEP, dan FMEP

Dengan Metode Least Square :

No BHP (x) BFC (y) x2 y2 xy 1 0.5024 2.022472 0.252406 4.090393 1.01609 2 0.523333 2.036199 0.273878 4.146107 1.065611 3 0.544267 2.050114 0.296226 4.202967 1.115809 4 0.586133 2.031603 0.343552 4.12741 1.19079 5 0.628 2.013423 0.394384 4.053871 1.26443 6 1.046667 2.036199 1.095511 4.146107 2.131222

Jumlah 3.8308 12.19001 2.655957 24.76685 7.783951

Contoh Perhitungan :

• b = = = 0.000213

• a = =

= 2.845597

Page 15: Laporan Akhir Presmes Otto

15

• FHP = = = 7.48 x 10-5

• IHP = BHP + FHP = 0.5024 + 7.48 x 10-5 = 0.5025

• η mech = = = 0.999800

• IMEP = = = 19.80946

• FMEP = = = 19.813422

Tabel Hasil Perhitungan

No. N (rpm)

T (Nm) BHP FHP IHP η

mech IMEP FMEP η th η vol

1 2000 2.4 0.502 7.48525E-05 0.502 1.000 19.808 19.811 0.033 0.125

2 2000 2.5 0.523 7.48525E-05 0.523 1.000 20.634 20.637 0.034 0.115

3 2000 2.6 0.544 7.48525E-05 0.544 1.000 21.459 21.462 0.036 0.116

4 2000 2.8 0.586 7.48525E-05 0.586 1.000 23.109 23.112 0.039 0.125

5 2000 3 0.628 7.48525E-05 0.628 1.000 24.760 24.763 0.042 0.105

6 2000 5 1.047 7.48525E-05 1.047 1.000 41.264 41.267 0.069 0.116

III.2.3 Mencari harga Heat Losses H1, H3, dan Q1

Contoh Perhitungan :

• H1 = = = 15073.9 watt

• H3 = ma.Cp.Ta = 0.00362 x 1004.7 x 309.15 = 1124.383 watt • Q1 = 4187.Q.(Tout – Tin) = 4187 x 0.658333 x (329.5-322) = 20673.31 J/s

Page 16: Laporan Akhir Presmes Otto

16

Tabel Hasil Perhitungan

No. ma Ta (K) T in (K) T out (K) Q (L/s) H1 (watt) H3 (watt) Q1 (J/s)

1 0.00362 309.15 320 339 0.666667 15073.736 1124.3829 53035.36 2 0.00362 306.15 319.5 325.5 0.65 15176.046 1113.4718 16329.3 3 0.00362 309.15 322 329.5 0.658333 15279.755 1124.3829 20673.3 4 0.00362 309.15 326 333.5 0.65 15141.789 1124.3829 20411.63 5 0.00362 307.15 327.5 335.5 0.633333 15006.292 1117.1089 21214.12 6 0.00362 309.15 320 335 0.65 15176.046 1124.3829 40823.25

III.2.4 Grafik

• Grafik BFC, BSFC vs BHP

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4 4.5

BFC vs BHP

BSFC cs BHP

Page 17: Laporan Akhir Presmes Otto

17

• Grafik Eff.Mech, Eff.Thermal, Eff.Volume vs BHP

• Grafik BMEP,FMEP,IMEP vs BHP

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

Eff. Mech vs BHP

Eff. Volume vs BHP

Eff. Thermal vs BHP

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45

BMEP vs BHP

BMEP vs BHP

Page 18: Laporan Akhir Presmes Otto

18

Grafik H1, H3, Q1 vs BHP

0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000

FMEP vs BHP

FMEP vs BHP

0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000

IMEP vs BHP

IMEP vs BHP

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

H1 vs BHP

H3 vs BHP

Q1 vs BHP

Page 19: Laporan Akhir Presmes Otto

19

BAB IV

Analisa dan Kesimpulan

IV.1 Analisa Percobaan

Percobaan ini bertujuan untuk dapat mengetahui karakteristik motor Otto jika diberikan

berbagai kondisi. Kondisi yang pertama yaitu motor Otto dijalankan dengan memvariasikan

putaran denagn torsi tetap, sedangkan kondisi kedua motor Otoo dijalankan dengan putaran

konstan dengan variasi terletak pada torsi. Setelah melakukan percobaan, kami mencoba melihat

hubungan antara daya yang dihasilkan, BHP, IHP, Heat losses yang terjadi pada dua kondisi

tersebut. Dalam melakukan setiap percobaan, kekurangan yang terjadi sangatlah wajar, begitu

pula pada percobaan kali ini. Kekurangan tersebut yaitu pada pembaca flow rate air pada radiator

yang kurang presisi, hal ini menyebabkan tidak sesuainya hasil percobaan dengan nilai teoritis.

Selain itu, alat pemutar torsi pada mesin Otto cukup susah untuk diatur yang mengakibatkan

besar torsi sulit dibac sehingga akan sangat mempengaruhi perhitungan pada hasil percobaan.

IV.2 Analisa Grafik

Untuk Putaran yang berubah-ubah dan Torsi yang Konstan

• Grafik BHP vs N

0 0.05

0.1 0.15

0.2 0.25

0.3 0.35 0.4

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BH

P

N

BHP Vs N

Page 20: Laporan Akhir Presmes Otto

20

Nilai daya output (BHP) yang dihasilkan cenderung berbanding lurus dengan kenaikan

putaran (rpm). Hal ini disebabkan karena pengaruh putaran motor mempengaruhi supply daya

yang dihasilkan persatuan waktunya. Hal ini sesuai dengan persamaan =

BHP =

• Grafik FHP,IHP vs N

Grafik FHP vs N Nilai FHP akan senantiasa konstan karena tidakdipengaruhi oleh perubahan putaran

(rpm). Sesuai dengan persamaan:

FHP = ;

Dimana nilai b dan a adalah nilai dari pendekatan least square yang berisikan nilai BHP dan BFC

yang dianggap konstan selama penambahan perputaran.

0.6 0.7 0.8 0.9

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

FHP,

IHP

N

FHP,IHP Vs N

FHP vs N

IHP vs N

Page 21: Laporan Akhir Presmes Otto

21

Grafik IHP vs N

Nilai IHP merupakan besarnya nilai BHP yang berubah setiap penambahan perputaran

dikurang dengan nilai FHP yang konstan sepanjang perputaran. Sehingga nilai IHP sedikit mirip

dengan grafik BHP yang cenderung naik dengan pertambahan putaran (rpm).

• Grafik BFC, BSFC vs N

Grafik BFC vs N

Pada grafik BFC ( Brake Fuel Consumption ) Vs N terlihat bahwa nilai dari BFC akan

senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ). Hal ini disebabkan karena nilai

BFC berbanding terbalik dengan waktu yang dibutuhkan mesin dalam memakai bahan bakarnya

yang setiap ditambah banyak putaran akan semain kecil nilainya.

Grafik BSFC vs N

Grafik BSFC vs N memiliki karakteristik seperti terlihat pada gambar mengingat bahwa

semakin tinggi nilai dari N ( RPM ), maka kompresi engine akan semakin besar dan sebagai

akibatnya maka konsumsi bahan bakar akan juga semakin besar nilainya.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BFC

,BSF

C

N

BFC,BSFC VS N

BFC vs N

BSFC vs N

Page 22: Laporan Akhir Presmes Otto

22

• Grafik Eff.Mech vs N

Pada grafik di atas, kiita dapat melihat terdapat kenaikan nilai efisiensi mekanika pada

setiap bertambahnya putaran motor (rpm). Dapat kita lihat pula betuk grafik ini menyerupai

grafik BHP dengan IHP. Karena nilai effisiensi mekanikal didapat dari nilai BHP dibagi IHP

• Grafik Eff thermal , Eff Volume vs N

0.08 0.1

0.12 0.14 0.16 0.18

0.2 0.22 0.24 0.26

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

η m

ech

N

η mech Vs N

Series1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

ηTh,ηV

ol

N

ηTh,ηVol Vs N

ηTh vs N

ηVol vs N

Page 23: Laporan Akhir Presmes Otto

23

Grafik Effisiensi Thermal vs N

Pada grafik th Vs N terlihat bahwa nilai dari th terlihat cenderung konstan sepanjang

penambahan putaran. Hal ini disebabkan karena nilai dari th berbanding terbalik dengan nilai

dari BSFC yang nilainya cederung konstan sepanjang penambahan putaran, yang secara tidak

langsung menunjukkan bahwa ratio dari heat sebanding atau equivalent dengan nilai dari brake.

Grafik Effisiensi Volume vs N

Pada grafik vol Vs N terlihat bahwa nilai dari vol cenderung mengalami kenaikan. Hal ini

disebabkan karena nilai effisiensi volume dipengaruhi oleh besarnya volumetric rate of flow (Va)

yang cenderung bertambah disetiap penambahan putarannya. Sedangkan besarnya perubahan

penambahan putaran tidak sebesar Va perbandingannya. Pada Lower Piston Speed dimana nilai

dari vol terlihat constant atau nilai dari air capacity naik dengan rapidly. Sedangkan pada high

piston speed nilai dari vol akan mencapai titik puncak kemudian akan turun, karena nilai dari

air capacitynya tidak terlalu besar.

• Grafik BMEP vs N

0

2

4

6

8

10

12

14

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BM

EP

N

BMEP Vs N

Series1

Page 24: Laporan Akhir Presmes Otto

24

Pada grafik antara BMEP ( Brake Mean Effective Pressure )Vs N terlihat bahwa nilai dari

BMEP akan senantiasa konstan, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ). Hal ini disebabkan

nilai dari BMEP sebanding dengan nilai dari BHP dan berbanding terbalik dengan nilai dari N (

RPM ).

• Grafik FMEP vs N

Pada grafik antara FMEP ( Fuel Mean Effective Pressure ) Vs N terlihat bahwa nilai dari

FMEP akan cenderung turun, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ). Hal ini disebabkan

nilai dari FMEP sendiri berbanding terbalik dengan nilai dari mek dan berbanding lurus dengan

nilai IMEP.

• Grafik IMEP vs N

0

100

200

300

400

500

600

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

FMEP

N

FMEP Vs N

Series1

Page 25: Laporan Akhir Presmes Otto

25

Pada grafik antara IMEP ( insentive mean effective pressure ) Vs N terlihat bahwa nilai

dari IMEP akan cenderung turun, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ). Hal ini

menunjukkan bahwa tekanan rata-rata pada piston dalam satuan waktu jika terjadi penambahan

putaran akan cenderung turun.

• Grafik H1, H3,Q1 vs N

Grafik H1 vs N

Pada grafik antara H1 ( Heat of Combustion of Fuel ) Vs N terlihat bahwa nilai dari H1

akan senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ). Hal ini disebabkan karena

pada saat engine berada pada nilai RPM tinggi maka kalor yang dihasilkan akan semakin besar

karena putaran yang begitu cepat dan proses terjadinya pembakran yang begitu cepat yang

dibutuhkan akan semakin besar.

Grafik H3 vs N

Pada grafik antara H3 Vs N terlihat bahwa nilai dari H3 ( enthalpy of inlet air ) mengalami

kenaikan seiring dengan naiknya nilai N ( RPM ). Namun, kenaikan tersebut terlihat tidak terlalu

signifikan ( tidak terlalu drastis kenaikannya). Hal ini secara tidak langsung terjadi mengingat

nilai dari mass rate of flow air at engine inlet tidak terlalu besar kenaikannya.

0 5000

10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

H1,

H3,

Q1

N

H1,H3,Q1 Vs N

H1 vs N

H3 vs N

Q1 vs N

Page 26: Laporan Akhir Presmes Otto

26

Grafik Q1 vs N

Pada grafik antara Q1 Vs N terlihat bahwa nilai dari Q1 ( Heat to Cooling Water ) naik

seiring dengan naiknya nilai N ( RPM ), kenaikan tersebut disebabkan suhu antara inlet dan

outlet yang senatiasa mengalami kenaikan di saat nilai RPM atau putaran engine ditinggikan.

Suhu antara inlet maupun outlet yang dimaksud disini adalah Cooling Water Inlet mupun Outlet.

Serta nilai flow rate air pendingin yang selalu meningkat di setiap penambahan putaran.

Untuk Putaran yang Konstan dan Torsi yang berubah-ubah

• Grafik BFC,BSFC vs BHP

Grafik BFC vs BHP

Pada grafik BFC Vs BHP terlihat bahwa nilai dari BFC ( Brake Fuel Consumption )

terlihat konstan, hal ini disebabkan karena pada nilai RPM yang sama ternyata konsumsi bahan

bakar yang dibutuhkan tetap sama, walaupun terdapat kenaikan, namun jumlah kenaikan

tersebut sangatlah kecil, sehingga dapatlah kita katakan bahwa nilai dari BFC adalah konstan

terhadap BHP.

Grafik BSFC vs BHP

Terlihat pada grafik, nilai BSFC cenderung turun. Seperti yang telah diketahui, nilai

VSFC dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu BFC dan BHP. BFC konstan namun nilai BHP akan

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4 4.5

BFC vs BHP

BSFC cs BHP

Page 27: Laporan Akhir Presmes Otto

27

bertambah karena adanya penambahan torsi pada setiap putaran yang dibuat konstan. Karena

nilai BSFC yang berbanding terbalik dengan BHP.

BSFC = ;

Dimana nilai BFC yang konstan pada putaran konstan.

• Eff.Mech, Eff Thermal, Eff Vol vs BHP

Grafik Eff Mechanical vs BHP

Pada grafik mek Vs BHP terlihat bahwa nilai dari mek mengalami kenaikan namun

tidak terlalu signifikan. Sebagaimana diketahui bahwa Mechanical Efficiency pada dasarnya

merupakan fungsi dari Load atau beban. Dia akan naik seiring dengan adanya penambahan Load

atau beban (dalam hal ini torsi). Dimana torsi berhubungan langsung dengan nilai BHP. Hal ini

menunjukkan bahwa nilai mek akan mengalami kenaikan seiring dengan naiknya BHP.

Grafik Eff.Thermal vs BHP

Grafik th Vs BHP menunjukkan bahwa nilai dari th akan naik, seiring dengan naiknya

nilai dari BHP, karena nilainya berbanding lurus, namun kenaikan tersebut tidak terlalu

signifikan. Hal ini disebabkan karena nilai dari Efficiency Thermal sangat bergantung pada

besarnya compression ratio yang diberikan. Sampai pada titik kompresi tertentu, baru nilai dari

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

Eff. Mech vs BHP

Eff. Volume vs BHP

Eff. Thermal vs BHP

Page 28: Laporan Akhir Presmes Otto

28

mechanical efficiency akan turun. Sementara kondisi yang terjadi adalah compression ratio

memiliki nilai yang tetap, kalaupun ada kenaikan sifatnya sangat kecil sekali. Mengingat RPM di

jaga pada kondisi konstan.

Grafik Eff.Volume vs BHP

Grafik vol Vs BHP terlihat bahwa nilai dari vol berada pada kondisi konstan., kalaupun

ada perubahan sifatnya sangat-sangat kecil. seperti terlihat pada grafik. Pada dasarnya vol

sendiri bergantung pada besarnya nilai dari volumetric flow rate (Va) yang juga konstan.

Sementara pada kondisi tetap (nilai RPM engine sama ), maka dapatlah dikatakan sebenarnya

nilai dari vol adalah sama. Kenaikan dari nilai BHP tidak berpengaruh banyak, karena air

capacity yang digunakan juga signifikan kenaikannya.

• Grafik BMEP,FMEP,IMEP vs BHP

Nilai BMEP cenderung untuk naik seiring bertambahnya BHP. Hal ini dikarenakan nilai

BMEP berbanding lurus dengan BHP, dengan konstannya nilai putaran (rpm).

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45

BMEP vs BHP

BMEP vs BHP

Page 29: Laporan Akhir Presmes Otto

29

Pada grafik FMEP ( Fuel Mean Effective Pressure ) vs BHP terlihat bahwa nilai dari

FMEP akan senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari BHP. Hal ini disebabkan nilai dari

FMEP sendiri berbanding terbalik dengan nilai dari mek. Dari persamaan :

FMEP :

Nilai IMEP sendiri cenderung naik, sehingga garik FMEP juga akan naik.

0.000 5.000

10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

FMEP vs BHP

FMEP vs BHP

0.000 5.000

10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

IMEP vs BHP

IMEP vs BHP

Page 30: Laporan Akhir Presmes Otto

30

Pada grafik IMEP ( insentive mean effective pressure ) Vs BHP terlihat bahwa nilai dari

IMEP akan senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari BHP. IMEP sendiri sangat

bergantung nilainya dari IHP. Karena nilai IHP sendiri didapat dari nilai BHP. Sehingga apabila

IHP mengalami kenaikan maka IMEP pun akan juga mengalami kenaikan.

• Grafik H1, H3, Q1 vs BHP

Grafik H1 vs BHP

Pada grafik H1 ( Heat of Combustion of Fuel ) Vs BHP terlihat bahwa nilai dari H1

cenderung konstan seiring dengan naiknya BHP. Hal ini sebenarnya terjadi mengingat nilai dari

H1 juga sangat bergantung dari nilai BFC, sementara nilai dari BFC yang didapatkan bersiklus

cenderung konstan. Hal tersebutlah yang mengakibatkan nilai dari H1 juga akan terlihat konstan

dan tidak mengalami perubahan.

Grafik H3 vs BHP

Pada grafik H3 Vs BHP terlihat bahwa nilai dari H3 ( enthalpy of inlet air ) tidak

mengalami kenaikan seiring dengan naiknya nilai BHP . Hal ini secara tidak langsung

menunjukkkan bahwa kenaikan nilai dari break horse power tidak mempengaruhi kenaikan dari

H3. Hal ini disebabkan flow air at engine inlet tidak mengalami perubahan, mengingat kondisi

pembebanan yang sama dimana nilai dari N ( RPM ) dijaga konstan.

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

H1 vs BHP

H3 vs BHP

Q1 vs BHP

Page 31: Laporan Akhir Presmes Otto

31

Grafik Q1 vs BHP

Pada grafik Q1 Vs BHP terlihat mengalami kenaikan, konstan, dan enurunan. Pada grafik

terlihat bahwa perubahan hanya terjadi pada saat awal dan akhir saja, hal ini disebabkan karena

masih terdapat perbedaan yang cukup signifikan antara Cooling Water Inlet maupun Outlet,

namun setelah nilai dari BHP diperbesar kondisinya nilai dari Q1 cenderung mengalami nilai

yang cukup konstan (cenderung).

IV.3 Analisa Kesalahan

BHP,FHP,IHP Vs N

Grafik Referensi BHP vs N

Grafik BHP vs N pada Praktikum

0 0.05

0.1 0.15

0.2 0.25

0.3 0.35 0.4

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BH

P

N

BHP Vs N

Page 32: Laporan Akhir Presmes Otto

32

Grafik BHP vs N pada praktikum dan pada referensi yang kami dapatkan tidak meiliki

perbedaan yang mendasar. Dapat dilihat bahwa grafik referensi menunjukkan kenaikan BHP

pada setiap penambahan putaran (rpm). Hal ini menunjukkan bahwa pada percobaan

(praktikum) ini terjadi penyesuaian antara nilai-nilai teoritis dan aktual.

Grafik FHP vs N

Grafik dari FHP yang kamiperoleh pada praktikum berbentuk garis lurus (memiliki nilai

konstan). Menurut analisa kami seharusnya grafik dari FHP harus senantiasa naik seiring dengan

naiknya engine speed ( Putaran Engine ). Kemudian pada saat kenaikan FHP pada kondisi sama

dengan yang ditunjukkan grafik dari IHP, perbedaan antara keduanya harus menunjukkan kurva

maksimum. Perbedaan tersebut akan menunjukkan kurva dari BHP. Nilai maksimum BHP

sendiri baru akan didapat saat nilai dari piston speed pada nilai maksimum.

Menurut kami, beberapa kesalahan yang terjadi tersebut disebabkan oleh :

1. Terjadinya kesalahan pengamatan dalam melakukan proses pembacaan pengukuran.

2. Kekurangan pada presisi alat yang digunakan dalam praktikum tersebut.

Grafik IHP vs N

Grafik IHP menunjukkan kenaikan pada setip putarannya. Hal ini disebabkan sifat dari

IHP yang hampir mirip dengan besarnya BHP. Oleh karena itu, menurut kami grafik aktual yang

ditunjukkan telah sesuai dengan grafik referensi.

Grafik BFC,BSFC vs N

0 2 4 6 8

10

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BFC

,BSF

C

N

BFC,BSFC VS N

BFC vs N

BSFC vs N

Page 33: Laporan Akhir Presmes Otto

33

Grafik BFC vs N

Besarnya Fuel Consumption yang dibutuhkan sangat tergantung dari kondisi putaran

yang diberikan. Semakin besar kondisi putaran yang diberikan, maka nilai dari BFC nya pun

akan semakin besar. Oleh karena itu, grafik BFC vs N yang kami peroleh telah sesuai dengan

kondisi yang sebenarnya.

Grafik BSFC vs N

Nilai dari BSFC sendiri pada low piston speed nilainya menjadi besar, karena biasanya

terjadi akibat injection equipment atau secara langsung disebabkan oleh kompresi awal engine.

ηmech , ηth, ηvol Vs N

Grafik Eff.Mech vs N

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0.22

0.24

0.26

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

η m

ech

N

η mech Vs N

Series1

Page 34: Laporan Akhir Presmes Otto

34

Grafik Eff thermal , Eff Volume vs N

Pada grafik vs N, grafik nya cenderung mengalami kenaikan. Berdasarkan analisa

kami, nilai dari seharusnya mengalami penurunan seiring dengan naiknya nilai dari engine

speed> hal tersebut disebabkan pada saat engine speed dinaikkan, kemungkinan terjadinya

pumping losses, dan secara tidak langsung losses yang terjadi dapat diprediksi berdasarkan

besarnya nilai dari IHP ( Indicated Horse Power ).

Menurut kami, beberapa kesalahan yang terjadi tersebut disebabkan oleh :

1. Terjadinya kesalahan pengamatan dalam melakukan proses pembacaan pengukuran.

2. Kekurangan pada presisi alat yang digunakan dalam praktikum tersebut.

Sedangkan untuk nilai referensi yang lain, secara umum sudah menjelaskan kondisi engine

secara real.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

ηTh,ηV

ol

N

ηTh,ηVol Vs N

ηTh vs N

ηVol vs N

Page 35: Laporan Akhir Presmes Otto

35

BMEP, FMEP, IMEP Vs N

Pada kurva hubungan antara BMEP ( Brake Mean Effective Pressure )Vs N berdasarkan

pada referensi yang didapatkan,terlihat bahwa terdapat perbedaan grafik yang dihasilkan. nilai

dari BMEP seharusnya akan senantiasa turun, seiring dengan naiknya nilai dari N ( RPM ).

Namun kondisi yang terjadi justru sebaliknya.

Hal yang menyebabkan terjadinya kesalah tersebut diantaranya adalah :

1. Kesalahan dalam melakukan pengukuran

2. Kesalahan dalam melakukan perhitungan yang akan secara langsung mempengaruhi hasil

percobaan

Sedangkan untuk kurva FMEP vs N dan IMEP vs N telah menampilkan grafik yang

sesuai dengan kondisi yang sebenarnya.

0

5

10

15

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

BM

EP

N

BMEP Vs N

0 100 200 300 400 500 600

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

FMEP

N

FMEP Vs N

40 50 60 70 80 90

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

IMEP

N

IMEP Vs N

Page 36: Laporan Akhir Presmes Otto

36

Grafik H1, H,3 Q1 vs N

Grafik H1 vs N

Grafik H1 vs N pada hasil percobaan cenderung mengalami kenaikan, dimana telah

sesuai dengan referensi yang kami peroleh. Nilai H1 meman cenderung untuk naik, karena

nilainya dipengaruhi oleh BFC yang selalu naik oleh tiap penambahan putaran. Karena BFC

dipengaruhi oleh factor pembagi waktu yang diperlukan untuk mengkonsumsi bahan bakar

disetiap putaran.

Grafik H3 vs N

Pada grafik ackual kita dapat lihat bahwa nilai H3 selalu naik ditiap penambahan

kecepatan. Grafik ini sesuai dengan referensi, karena nilai H3 dipengaruhi oleh nilai ma dan T a

yang bertambah jika dinaikkan kecepatan putarnya. Oleh karena itu, grafik actual sudah

mewakili dari grafik referensi nya.

Grafik Q1 vs N

Grafik Q1 vs N yang terlihat turun pada hasil percobaan tidak sesuai dengan referensi

yang ada. Sesuai dengan referensi, seharusnya nilai Q1 cenderung naik, karena nilainya

dipengaruhi oleh besarnya flow rate radiator yang nilainya selalu bertambah jika putaran

ditambah. Kesalahan ini mungkin terjadi karena pembacaan indikator Q tidak tepat dan alat

0 5000

10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

H1,

H3,

Q1

N

H1,H3,Q1 Vs N

H1 vs N

H3 vs N

Q1 vs N

Page 37: Laporan Akhir Presmes Otto

37

percobaan yang belum dibersihkan bagian selang maupun katup sehingga membuat distribusi air

radiator tidak sesuai. Terbukti pada saat motor Otto ini dijalankan pada putaran sangat tinggi,

motor ini menjadi sangat panas, sehingga operasinya harus dihentikan.

BFC, BSFC vs BHP

Grafik BFC vs BHP yang konstan tidak sesuai dengan referensi yang kami peroleh.

Berdasarkan referensi, grafik BFC vs BHP akan cenderung naik, Hal ini lebih berhubungan pada

nilai torsi yang diwakili BHP karena putarankonstan, jika torsi makin tinggi, maka konsumsi

bahan bakar akan semakin besar karena banyak daya yang dibutuhkan untuk mencapai torsi

tersebut.

Kesalahan yang terjadi mungkin disebabkan karena kesalahan dalam pengamatan

pengukuran dan kesalahan dalam perhitungan yang akan sangat mempengaruhi hasil akhir

percobaan.

ηmech, lηth, ηvol vs N

0 0.5

1 1.5

2 2.5

3 3.5

4 4.5

BFC vs BHP

BSFC cs BHP

Page 38: Laporan Akhir Presmes Otto

38

Pada grafik antara mek Vs BHP terlihat bahwa nilai dari mek mengalami kenaikan

namun tidak terlalu signifikan.. Jika kita bandingkan dengan nilai referensi, maka grafik ini

cukup sesuai, karena sebagaimana diketahui bahwa Mechanical Efficiency pada dasarnya

merupakan fungsi dari Load atau beban. Fungsi tersebut akan naik seiring dengan adanya

penambahan beban yang dalam hal ini torsi. Torsi berhubungan langsung dengan nilai BHP. Hal

ini menunjukkan bahwa nilai mek akan mengalami kenaikan seiring dengan naiknya BHP.

Pada grafik antara th Vs BHP terlihat bahwa nilai dari th akan naik, seiring dengan

naiknya nilai dari BHP, karena nilainya berbanding lurus. Namun sama seperti grafik. mek Vs

BHP, kenaikan yang terjadi sangatlah kecil dan tidak terlalu signifikan. Hal ini disebabkan

karena nilai dari Efficiency Thermal sangat bergantung pada besarnya compression ratio yang

diberikan. Sampai pada titik kompresi tertentu, baru nilai dari mechanical efficiency akan turun.

Sementara kondisi yang terjadi adalah compression ratio memiliki nilai yang tetap, kalaupun ada

kenaikan sifatnya sangat kecil sekali. Mengingat RPM di jaga pada kondisi konstan. Grafik ini

cukup sesuai dengan referensi yang kami peroleh.

Grafik antara vol Vs BHP terlihat bahwa nilai dari vol berada pada kondisi konstan.,

kalaupun ada perubahan sifatnya sangat-sangat kecil, dan hal ini sesuai dengan referensi yang

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

Eff. Mech vs BHP

Eff. Volume vs BHP

Eff. Thermal vs BHP

Page 39: Laporan Akhir Presmes Otto

39

ada. Pada dasarnya vol sendiri bergantung pada besarnya nilai dari volumetric flow rate (Va)

yang juga konstan. Sementara pada kondisi tetap (nilai RPM engine sama ), maka dapatlah

dikatakan sebenarnya nilai dari vol adalah sama. Kenaikan dari nilai BHP tidak berpengaruh

banyak, karena air capacity yang digunakan juga signifikan kenaikannya.

Grafik BMEP,FMEP,IMEP vs BHP

0 5

10 15 20 25 30 35 40 45

BMEP vs BHP

0.000 5.000

10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

FMEP vs BHP

Page 40: Laporan Akhir Presmes Otto

40

Pada grafik BMEP vs BHP, nilai BMEP cenderung untuk naik dengan bertambahnya

BHP. Hal ini disebabkan nilai BMEP berbanding lurus dengan nili BHP.

Pada grafik FMEP ( Fuel Mean Effective Pressure ) vs BHP terlihat bahwa nilai dari

FMEP akan senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari BHP. Hal ini disebabkan nilai dari

FMEP sendiri berbanding lurus dengan nilai IMEP. Dan nilai dari IMEP cenderung pula naik.

Sesuai dengan rumus:

FMEP :

Pada grafik antara IMEP ( insentive mean effective pressure ) Vs BHP terlihat bahwa

nilai dari IMEP akan senantiasa naik, seiring dengan naiknya nilai dari BHP. IMEP sendiri

sangat bergantung nilainya dari IHP. Karena nilai IHP sendiri didapat dari nilai BHP. Sehingga

apabila IHP mengalami kenaikan maka IMEP pun akan juga mengalami kenaikan.

Ketiga grafik diatas sesuai dengan referensi yang kami peroleh, dimana BMEP vs BHP,

FMEP ( Fuel Mean Effective Pressure ) vs BHP, dan IMEP ( insentive mean effective pressure )

Vs BHP akan selalu naik.

0.000 5.000

10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

IMEP vs BHP

Page 41: Laporan Akhir Presmes Otto

41

H1, H3, Q1 vs BHP

Pada grafik H1 ( Heat of Combustion of Fuel ) Vs BHP terlihat bahwa nilai dari H1

cenderung konstan seiring dengan naiknya BHP. Hal ini sebenarnya terjadi mengingat nilai dari

H1 juga sangat bergantung dari nilai BFC, sementara nilai dari BFC yang didapatkan bersiklus

cenderung konstan. Hal tersebutlah yang mengakibatkan nilai dari H1 juga akan terlihat konstan

dan tidak mengalami perubahan. Apabila dibandingkan dengan referensi, maka grafik ini belum

ememnuhi nilai-nilai teoritis yang ada, sebab berdasarkan referensi grafik tersebut cenderuung

akan naik.Beberapa kesalahan yang menyebabkan hal tersebut menurut kami yaitu kesalahan

pengamatan dalam pengambilan data dan juga kesalahan dalam perhitungan yang dilakukan.

Pada grafik H3 Vs BHP terlihat bahwa nilai dari H3 ( enthalpy of inlet air ) tidak

mengalami kenaikan seiring dengan naiknya nilai BHP . Hal ini secara tidak langsung

menunjukkkan bahwa kenaikan nilai dari break horse power tidak mempengaruhi kenaikan dari

H3. Hal ini disebabkan flow air at engine inlet tidak mengalami perubahan, mengingat kondisi

pembebanan yang sama dimana nilai dari N ( RPM ) dijaga konstan. Sehingga menurut kami

nilai aktual ini cocok dengan nilai referensinya.

Pada grafik Q1 Vs BHP terlihat mengalami kenaikan, konstan, dan enurunan. Pada grafik

terlihat bahwa perubahan hanya terjadi pada saat awal dan akhir saja, hal ini disebabkan karena

masih terdapat perbedaan yang cukup signifikan antara Cooling Water Inlet maupun Outlet,

namun setelah nilai dari BHP diperbesar kondisinya nilai dari Q1 cenderung mengalami nilai

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

H1 vs BHP

H3 vs BHP

Q1 vs BHP

Page 42: Laporan Akhir Presmes Otto

42

yang cukup konstan (cenderung). Sehingga jika kita bandingkan dengan nilai referensi, tidaklah

sesuai, karena nilai ini tetap cenderung naik seharusnya. Kesalahan ini mungkin terjadi karena

kesalahan pada pembacaan inikator nilai Q, yang membuat tidak sesuainya nilai aktual dengan

teoritis.

IV.4 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh setelah melakukan percobaan Motor Otto ini adalah:

a. Untuk Putaran yang berubah-ubah dan Torsi yang konstan

1. Daya output yang dihasilkan berbanding lurus dengan banyaknya putaran yang dilakukan.

Sehingga persamaan

BHP : ; terbukti

2. Nilai IHP naik seiring bertambahnya putaran, hal ini dikarenakan IHP berbanding lurus

dengan BHP

3. Nilai dari FHP ( Friction Horse Power ), sangat bergantung dari kondisi putaran engine N (

RPM ).

4. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan terlihat bahwa Brake Fuel consumption sangat

berhubungan dengan faktor N ( RPM ). Semakin besar nilai dari N ternyata semakin

membutuhkan bahan bakar ( Fuel Consumption ) yang semakin besar pula.

5. Dari hasil percobaan, dapat melihat bahwa nilai BMEP konstan walaupun terdapat perbedaan

putaran. Dapat kita simpulkan bahwa tekanan rata-rata untuk setiap putarannya akan tetap

sama.

6. Nilai dari vol sangat bergantung pada Air Capacity yang masuk ke dalam engine. Yang

nilai ini akan bertambah seiring dengan adanya penambahan putaran.

7. Mechanical Efficiency ternyata merupakan fungsi dari Load atau beban yang diberikan. Dari

grafik akan menujukkan bahwa ia akan menurun seiring dengan bertambahnya beban yang

diberikan.

8. Nilai dari Efficiency Thermal sangat bergantung pada besarnya compression ratio yang

diberikan pada suatu engine tertentu, pada kondisi tertentu nilai dari Efficiency Thermal akan

Page 43: Laporan Akhir Presmes Otto

43

naik, namun apabila telah mencapai titik critical point maka ia akan menurun. Hal tersebut

menunjukkan bahwa kenaikan dari Compression ratio tidak berguna secara terus menerus

untuk menaikkan nilai dari Efficiency Thermal.

b. Untuk Putaran yang konstan dan Torsi yang berubah-ubah

9. Nilai BFC akan selalu naik meskipun putaran tersebut konstan. Hal ini disebabkan karena

torsi yang diberikan berbeda maka nilai BFC akan naik karena waktu konsumsi bahan bakar

yang menjadi faktor pembagi BFC terus menurun jika diberi torsi lebih meskipun putaran

tetap.

10. Berbeda dengan BFC, nilai BSFC akan cenderung turun. Hal ini karena BSFC dan BFC

berbanding terbalik.

11. Nilai dari vol sangat bergantung pada Air Capacity yang masuk ke dalam engine. Yang

nilai ini akan bertambah seiring dengan adanya penambahan torsi walaupun putaran tetap.

12. Mechanical Efficiency ternyata merupakan fungsi dari Load atau beban yang diberikan. Dari

grafik akan menujukkan bahwa ia akan menaik seiring dengan bertambahnya torsi yang

diberikan. Hal ini kita simpulkan bahwa nilai Eff. Mekanikal akan naik jika diberi kondisi

seperti ini.

13. Nilai dari Efficiency Thermal sangat bergantung pada besarnya compression ratio yang

diberikan pada suatu engine tertentu, pada kondisi tertentu nilai dari Efficiency Thermal akan

naik, namun apabila telah mencapai titik critical point maka ia akan menurun. Hal tersebut

menunjukkan bahwa kenaikan dari Compression ratio tidak berguna secara terus menerus

untuk menaikkan nilai dari Efficiency Thermal.

14. Nilai BMEP,FMEP, dan IMEP akan cenderung naik pada kondisi ini karena nilai-nilai ini

berhubungan dengan nilai torsi, yaitu variabel BHP dan IHP yang akan terus bertambah jika

torsi ditambah meskipun putaran tetap.

15. Nilai H1 dan H3 akan cenderung konstan pada kondisi ini. Pada H1, hal ini menunjukkan

bahwa Heat combuston fuel tidak dipengaruhi oleh perubahan torsi. Sedangkan untuk H3, hal

ini dikarenakan nilai tersebut tidak dipengaruhi oleh penambahan torsi. Berbeda dengan H1

dan H3, nilai Q1 akan naik jika diberikan penambhan torsi.

Daftar Pustaka

Page 44: Laporan Akhir Presmes Otto

44

• Rogowski A. R.

1979, Elements of Internal Combustion Engines, New Delhi: McGraw – Hill Book Company

• Maleev, V. L.

1979, Internal Combustion Engine Volume 2nd Edition, Japan: McGraw – Hill Book

Company

• Incropera, Frank P.

2002, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Singapore: John Wiley & Sons Pte. Ltd

• Quelle: BMW Presse-Information vom 23.06.04 Sumber: Press Release dari BMW 23.06.04

Tugas Tambahan Artikel Mesin Otto

Page 45: Laporan Akhir Presmes Otto

45

Tenaga Tergantung Blok Mesin & Piston

Perkembangan teknologi otomotif tidak hanya berkaitan dengan penambahan sistem

elektronik, tetapi juga pada perbaikan material komponen kendaraan. Kalau dahulu bahan baku

komponen adalah besi tuang, kini mayoritas pabrikan menggunakan aluminium sebagai material

piston dan blok mesin. Material ini kalau dicampur dengan logam tertentu akan berubah menjadi

bahan baku yang keras dan kuat. Selain itu, kelebihan lainnya adalah bobotnya cukup ringan,

cepat melepas panas dan cetakannya lebih halus.

Meski memiliki banyak kelebihan, penggunaan aluminium menyebabkan piston tidak

bisa di-oversize atau korter. Umumnya oversize dilakukan karena blok mesinnya sudah terkikis

atau aus yeng menyebabkan kinerja mesin menurun karena kompresinya berkurang. Biasanya

untuk mengembalikan mesin kendaraan jadi optimal, dilakukan dengan cara memperbesar

ukuran piston dan ringnya agar pas kembali.

Pabrikan kini memang tidak menyediakan komponen piston berukuran oversized untuk

mesin aluminium. Pasalnya, pabrikan sudah menggunakan teknologi pembuatan mesin one-piece

casting, yaitu blok dan komponennya dicetak dalam satu kesatuan. Itu sebabnya dalam katalog

spare-part , beberapa pabrikan mobil tidak menginformasikan piston dan ring oversized. Yang

tersedia adalah blok mesin baru lengkap dengan komponennya yang memiliki angka oversized

nol.

Piston atau disebut juga torak adalah bagian dari komponen mesin yang bergerak naik

turun di dalam silinder untuk melakukan langkah isap, kompresi, pembakaran, dan buang. Fungsi

utama piston untuk menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan tersebut melalui

batang torak (connecting rod) ke poros engkol. Piston bekerja tanpa henti selama mesin hidup.

Komponen ini menerima temperatur dan tekanan tinggi sehingga mutlak harus memiliki daya

tahan tinggi. Oleh karena itu, pabrikan kini lebih memilih aluminium. Logam ini diyakini

mampu meradiasikan panas yang lebih efisien dibandingkan material lainnya.

Karena bagian komponen mesin berada pada temperatur tinggi, tentu ada bagian-bagian

yang memang tidak dibuat presisi. Para desainer sengaja menciptakan celah. Celah ini secara

Page 46: Laporan Akhir Presmes Otto

46

otomatis akan berkurang (menjadi presisi) ketika komponen-komponen itu terkena suhu panas.

Ini yang kemudian mengurangi terjadinya kebocoran kompresi. Celah piston bagian atas lebih

besar dibandingkan bagian bawah.

Ukuran celah piston ini bervariasi tergantung dari jenis mesinnya. Umumnya antara 0,02

hingga 0,12 mm. Memakai ukuran celah yang tepat sangat penting. Alasannya, bila terlalu kecil

akan menyebabkan tidak ada celah antara piston dan silinder ketika kondisi panas. Kondisi ini

akan menyebabkan piston bisa menekan silinder dan merusak mesin. Sebaliknya, kalau celahnya

terlalu berlebihan, tekanan kompresi dan tekanan gas hasil pembakaran akan menjadi rendah.

Akibatnya mesin kendaraan pun tidak bertenaga dan mengeluarkan asap.

Bentuk piston memiliki diameter bagian atas yang lebih kecil dibandingkan diameter

bagian bawahnya. Pada saat mesin panas karena pembakaran, bagian atas tadi mengembang pada

angka toleransi besarnya silinder.

Komponen piston terdiri dari beberapa bagian penting, yaitu kepala, ring kompresi, ring

oli, piston pin boss, skirt, piston pin hole dan drain holes.

Pegas piston (piston ring) dipasang dalam alur ring (ring grove) pada komponen piston.

Diameter luar ring piston ini sedikit lebih besar dibandingkan dengan piston. Ketika terpasang

pada piston, ring ini akan bersifat elastis mengembang sehingga menutup rapat pada dinding

silinder. Pegas piston umumnya dibuat dari bahan yang tahan lama, seperti baja tuang dan

aluminium yang tidak akan merusak dinding silinder. Jumlahnya bergantung pada jenis mesin,

namun biasanya 3 hingga 4 ring untuk setiap pistonnya.

Ada tiga peranan penting dari komponen ring piston, pertama, mencegah kebocoran

campuran udara, bensin dan gas pembakaran yang melalui celah antara piston dengan dinding

silinder silinder selama langkah kompresi dan isap. Kedua, mencegah oli yang melumasi piston

dan silinder masuk ke ruang bakar. Ketiga, memindahkan panas dari piston ke dinding silinder

untuk membantu mendinginkan piston.

Pegas piston terdiri dari dua komponen, yaitu pegas kompresi (compression ring) dan

pegas pengontrol oli (oil control ring). Pegas kompresi yang memiliki fungsi untuk mencegah

Page 47: Laporan Akhir Presmes Otto

47

kebocoran campuran udara dan bensin terdiri dari dua pegas. Pegas yang dipasang paling atas

disebut top compresson ring, sedangkan yang terletak di bawahnya adalah second compression

ring. Untuk membedakan antara kedua pegas tersebut, pabrikan memberikan kode 1 dan 2.

Tanda 1 untuk top ring dan 2 pada ring kedua. Kedua pegas ini harus dipasang dengan

permukaan tanda tersebut di bagian atas. Khusus pegas pengontrol oli diperlukan untuk

membentuk lapisan oli (oil film) antara piston dan dinding silinder. Fungsi lainnya adalah untuk

mengikis kelebihan oli dan mencegah masuknya oli ke dalam ruang bakar. Ada dua jenis pegas

pengontrol oli yang biasa dipakai, tipe integral dan tipe three piece. Tipe integral dilengkapi

dengan beberapa lubang untuk mengembalikan oli. Lubang ini menembus lubang pada alur

pegas piston. Kelebihan oli yang dikikis oleh pegas ini masuk ke dalam lubang dan kembali ke

piston. Sedangkan jenis three piece memakai komponen side rail yang fungsinya untuk mengikis

kelebihan oli dan expander untuk mendorong side rail.

Pegas piston akan mengembang bila dipanaskan. Dengan alasan ini pegas piston dipotong

pada satu tempat dan celahnya diposisikan sebelah kiri ketika dipasang di dalam silinder. Celah

ini disebut celah ujung pegas (ring end gap) yang besarnya bergantung pada jenis mesin.

Biasanya ukuran yang dipakai adalah 0,2 - 0,5 mm pada temperatur ruangan. Celah ujung pegas

yang berlebihan akan menurunkan tekanan kompresi. Sebaliknya celah yang kecil dapat

menyebabkan kerusakan blok mesin. Alasannya, akibat dari pemuaian ujung pegas akan saling

berhubungan, pegas menjadi melengkung dan merusak dinding silinder.

Untuk meneruskan tekanan pembakaran yang terjadi pada piston ke batang piston

dipergunakan pena torak. Pena torak memiliki lubang di dalamnya untuk mengurangi berat yang

berlebihan. Kedua ujungnya ditahan oleh bushing pena torak (piston pin boss).

Batang torak (connecting rod) merupakan peranti yang menghubungkan piston ke poros engkol.

Tenaga yang dihasilkan piston dialirkan ke poros engkol. Bagian yang berhubungan dengan pena

torak disebut small end. Sedangkan yang berkaitan dengan poros engkol disebut big end. Batang

torak ini harus dipasangkan sesuai dengan tanda karena kalau salah pemasangan akan menutupi

lubang oli. Setiap batang torak memiliki tanda tersendiri.