Motor Bakar

INTERNAL COMBUSTION ENGINE

1PEMBAHASANMean Effective PressureTorque And PowerDynamometersAir-Fuel Ratio (AFR) and Fuel-Air Ratio (FAR)Specific Fuel ConsumptionEngine EffecienciesVolumetric Efficiency

21. Mean Effective Pressure (MEP)Indikator untuk menjelaskan kemampuan antar mesin yaitu dengan mengekspresikan kerja yang dihasilkan dalam satu siklus dibagi dengan volume silinder mesin tsb. Hasil dari parameter ini akan berdimensi gaya tiap satuan luas atau disebut Mean Effective Pressure (MEP).

= W/VdKeterangan : W = Kerja pada satu putaranw = kerja spesifik pada satu putaranVd = Displacement Volume 3Brake mean effective pressure :

Indicated mean effective pressure :Pump mean effective pressure :Friction mean effective pressure :

/1. Mean Effective Pressure (MEP)42. Torque And PowerTorque (atau juga disebut torsi / moment) sebenernya adalah kekuatan berputar (disebut juga rotational force atau angular force.Satuan torque adalah Newton Meter atau lbs ft (pound feet). Dari definisi ini, maka rumus torque ( )adalah :Torque = F x rF = satuan Newtonr = satuan meter

Untuk mesin 2Tak : Untuk mesin 4Tak :

Torque (N-m atau lbf-ft) =5Sedangkan power yang dihitung dengan satuan Kw (Kilo watts) atau Horse Power (HP) mempunyai hubungan erat dengan torque. Power dirumuskan sbb :Power = torque x angular speed.

Power mesin untuk 4-tak : /4Power mesin untuk 2-tak : /2

Untuk mengukur Power (KW) adalah sbb :Power (kW) = torque (Nm) x 2 phi x rotational speed (RPM) / 60000sedangkan untuk mengukur Power (HP) adalah sbb :Power (HP) = torque (lbs. ft) x rotational speed (RPM) / 5252

2. Torque And Power

62. Torque And Power

Grafik Hubungan Kecepatan mesin (RPM), Torsi (N), dan Power (kW)73. DynamometersDalam dunia otomotif, dynamometer atau kependekannya "dyno" , adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi, rpm dan power yang dihasilkan sebuah mesin sehingga tidak diperlukan test di jalan.

Jenis dyno1. Engine dynamometer2. Chassis dynamometer

Prinsip Kerja : Dynamometer mengabsorbsi tenaga yang dikeluarkan oleh mesin dengan cara pengereman bertahap sejak mesin tersebut dalam keadaan idle sampai pada RPM yang maksimum.83. DynamometersEngine dynamometer Untuk jenis ini , mesin yang akan diuji dilepas dari rangkanya dan dipasang langsung di dynamometer. Tenaga mesin diukur langsung dari poros mesin. Dengan cara demikian tidak ada tenaga yang terbuang dikarenakan adanya gear box, transmisi atau diferensial. (jenis dyno yang dibuat di Balai Mekanisasi Pertanian)

93. Dynamometers

2. Chassic DynamometerJenis dynamometer dimana mesin yang akan di uji tidak dilepas dari rangka mesin tersebut.Jenis ini banyak digunakan untuk mengukur tenaga mesin efektif mesin mobil, truk, motor dan lain lain.

103. Dynamometers

Hydraulic Dynamometer

Eddy Current Dynamometer

11AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIO

12AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIO

13AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIO

Bensin yang masuk ke dalam ruang bakar mesin harus dalam kondisi mudah terbakar, agar dapat menghasilkan efisiensi tenaga yang maksimal. Campuran yang belum sempurna akan sulit terbakar, bila tidak dalam bentuk gas yang homogen. Bensin tidak dapat terbakar dengan sendirinya, harus dicampur dengan udara dalam takaran yang tepat. Perbandingan campuran udara dan bensin ini sangat mempengaruhi pemakaian bahan bakar.Perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan dalam bentuk volume atau berat dari bagian udara dan bahan bakar. Bensin harus terbakar keseluruhannya untuk dapat menghasilkan tenaga yang besar pada mesin dan meminimalkan tingkat emisi gas buang dari mesin. Secara teori perbandingan udara dan bahan bakar adalah 14,7 : 1 . yaitu 14,7 untuk udara berbanding 1 untuk bensin.Pada kondisi sebenarnya, mesin membutuhkan campuran udara dan bensin dalam perbandingan yang berbeda beda, tergantung pada temperatur, kecepatan putaran mesin, beban dan kondisi lainya.14AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIOPada table di bawah ini diperlihatkan perbandingan campuran udara dan bensin secara teoritis yang dibutuhkan mesin sesuai kondisi kerjanya.KONDISI KERJA MESINAIR FUEL RATIOSaat start temperatur 0 C1 :1Saat start temperatur 20 C5 : 1Idling11 : 1Putaran lambat12 13 : 1Akselerasi8 : 1Putaran max ( beban penuh )12 13 : 1Pemakaian ekonomis16 18 : 115Simbol perbandingan campuran udara dan bensin yang masuk ke dalam silinder mesin dinyatakan dengan = ( lamda ) = jumlah udara masuk Jumlah syarat udara menurut teori = 1 Jumlah udara masuk ke dalam silinder mesin sama dengan jumlah syarat udara dalam teori < 1 jumlah udara yang masuk lebih kecil dari jumlah syarat udara dalam teori, pada situasi ini mesin kekurangan udara, campuran gemuk, dalam batas tertentu dapat meningkatkan daya mesin > 1 jumlah udara yang masuk lebih banyak dari syarat udara secara teoritis, saat ini mesin kelebihan udara, campuran kurus dan daya kurang. > 1,2dalam situasi seperti ini campuran bensin dan udara sangat kurus sehingga pembakaran berkemungkinan tidak dapat terjadi pada tempat yang lebih luas.AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIO16AIR FUEL RATIO and FUEL AIR RATIO

17SPECIFIC FUEL CONSUMPTION

186. Engine EfficiencyDefinisihubungan antara energi total yang terkandung di dalam bahan bakar dengan energi yang digunakan untuk menghasilkan kerja.196. Engine EfficiencyWaktu yeng terdapat dalam pembakaran sangatlah pendek oleh karena itu tidak semua bahan bakar bercampur dengan oksigen sehingga terdapat bahan bakar dalam jumlah yang kecil tidak ikut terbakar. Efisiensi pembakaran digunakan untuk menghitung fraksi dari bahan bakar yang terbakar yang terdapat dalam rumus berikut :untuk kondisi steady :

sehingga efisiensi termal adalah

,

206. Engine Efficiency Dimana :W = kerja dalam satu siklus = power = massa bahan bakar = laju aliran massa = kalor bahan bakar = efisiensi bahan bakar

216. Engine EfficiencyEfisiensi termal dapat dibedakan menjadi :1. indicated termal yang memilki efisiensi antara 50%-60%2. brake termal yang biasanya memilki efisiensi 30% karena efisiensi termal dibagi menjadi dua, maka

= efisiensi mekanik

226. Engine Efficiency beberapa alat yang dapat meningkatkan efisiensi mesin

237. Volumetric EfficienciesPengertian umum

Rasio volume udara yang masuk ke dalam silinder

Pengertian khusus

Untuk mesin berbahan bakar cair, seperti mesin diesel, volumetrik efisiensi adalah rasio volume udara yang ditarik ke dalam silinder piston perpindahan.

Untuk bahan bakar gas mesin, seperti mesin bensin dengan karburator, tubuh throttle, atau port injeksi, efisiensi volumetrik didasarkan pada jumlah bahan bakar dan udara yang ditarik ke dalam silinder247. Volumetric EfficienciesSemakin banyak jumlah udara berarti semakin banyak bahan bakar yang dapat dibakar sehingga energi yang dihasilkan lebih besar. Maka rumus volumetric efficiency dapat ditulis :

Dimana := efisiensi volumetris= volume displacement= massa jenis udara= massa udara yang masuk= laju aliran massa n= jumlah revolusi/ putaran tiap siklus N= kecepatan mesin

257. Volumetric EfficienciesCara meningkatkan efisiensi volumetris :Dengan penggunaan satu katup atau lebihMesin multi-katup menggabungkan dua atau lebih katup yang ukurannya lebih kecil daripada satu katup, katup besar memiliki berat yang lebih kecil.Porting yaitu merampingkan pelabuhan aliran (port) yang dan dilakukan dengan bantuan air flow bench untuk pengujian.Pemberian alat tambahan berupa turbo, supercharger atau turbocharger267. Volumetric Efficiencies Salah satu cara meningkatkan efisiensi volumetris

277. Volumetric EfficienciesVolumetrik efisiensi di atas 100% dapat dicapai dengan menggunakan induksi paksa seperti supercharging atau turbocharging. Dengan tuning yang tepat, efisiensi volumetrik di atas 100% juga dapat dicapai dengan alami-disedot mesin. Batas untuk disedot secara alami-mesin adalah sekitar 137%. Batas ini dapat dicapai dengan mesin DOHC (Dual Over Head Cams) dimana terdapat empat katup per silinder.

supercharger mesin DOHC

287. Volumetric Efficiencies

Dapat dilihat bahwa semakin besar aliran udara yang masuk semakin besar pula kecepatan yamg dihasilkan

29