modul pengujian motor bakar

7/22/2019 modul pengujian motor bakar

http://slidepdf.com/reader/full/modul-pengujian-motor-bakar 1/9

Modul: Pengujian Motor Bensin

Program Studi Teknik Mesin FTMD ITB 45

PENGUJIAN MOTOR BENSIN

1. TUJUAN

Untuk mengetahui prinsip-prinsip kerja dan karakteristik motor bensin.

Untuk memahami pengujian dan evaluasi parameter prestasi motor bensin

2. PRINSIP KERJA DAN PARAMETER PRESTASI MESIN

Motor bensin yang digunakan sebagai penggerak tenaga termal pembakaran bekerja

berdasarkan siklus Otto. Siklus Otto yang ideal memiliki tahapan-tahapan antara lain: langkah

isap (proses tekanan konstan), langkah kompresi (isentropik), pembakaran (pemasukan kalor

pada volume konstan), langkah kerja (isentropik), proses pembuangan (pengeluaran kalor

pada volume konstan), dan langkah buang (tekanan konstan). Motor bensin sering puladisebut sebagai Spark Ignition Engine, karena penyalaan bahan bakarnya menggunakan

loncatan bunga api listrik yang dihasilkan oleh busi. Hal ini yang membedakan prinsip kerja

antara motor bensin dengan motor diesel. Komponen lainnya yang cukup penting pada motor

bensin adalah karburator yang memiliki fungsi sebagai tempat pencampuran bahan bakar

dengan udara. Pencampuran tersebut terjadi karena bahan bakar terisap masuk ke dalam

karburator.

Beberapa parameter prestasi motor bakar torak adalah:

9 Daya poros ( N p).

9 Tekanan efektif rata-rata ( pe), efisiensi termal (ηt ), dan efisiensi volumetrik (ηv).

9 Pemakaian bahan bakar (m f ) dan pemakaian bahan bakar spesifik ( Be).

9 Perbandingan bahan bakar udara (AFR).

Untuk berbagai kondisi operasi, nilai parameter prestasi tersebut akan bervariasi

nilainya. Dengan variasi kondisi operasi nilai paramter juga akan bervariasi. Dari data-data ini,

karakteristik motor bakar dapat digambarkan. Variabel-variabel operasi yang dapat digunakan

dalam pengujian ini adalah:

9 Putaran, n [rpm]

9 Beban (momen puntir), T [Nm]

9 Katup gas





3. INSTALASI PENGUJIAN

Instalasi pengujian yang digunakan dalam pengujian ini diperlihatkan pada Gambar 1.

Gambar lebih detail komponen-komponen motor bakar itu ditunjukkan pada Gambar 2 dan

langkah kerja yang lebih aktual dari siklus kerjanya diberikan pada Gambar 3.

Gambar 1. Instalasi Pengujian Motor Bensin

Spesifikasi motor bensin yang digunakan pada pengujian ini adalah:

Pabrik : Toyota Motor, Japan

Type : 7 - KE

Jenis : Motor Bensin, 4 silinder sebaris, 4 langkah, 2 katup per silinder,

cam di tengah dilengkapi push-rod dan hidraulik filter.

Dia. silinder : 80,5 mm

Langkah torak : 87,5 mm

Vol langkah torak : 1781 cc

Rasio kompresi : 9 : 1

Firing order : 1 – 3 – 4 – 2

Daya maksimum : 84 PS pada 4800 rpm

Torsi Maksimum : 14,6 kgm pada 2800 rpm

Suplai bahan bakar : Electronics Fuel Injection





Sistem Pendinginan : Air, dengan pompa listrik

Sistem Bahan Bakar : Pompa sirkulasi, dengan pendingin air

Tekanan : 240 s/d 275 kN/m2

( 35 s/d 40 lbs/in )

Bahan Bakar : Premium Pertamina

Gambar 2. Komponen Utama Motor Bakar Gambar 3. Siklus Sebenarnya





Gambar 4. Skematik Peralatan Pengujian

Gambar 5. Prinsip Kerja Pengukuran Dinamometer

4. PROSEDUR PENGUJIAN

Persiapan sebelum pengujian

a. Periksa bahan bakar di dalam tangki bahan bakar, jika kurang harus ditambah.

b. Periksa minyak pelumas, tambah bila kurang.

c. Air pendingin yang bersih perlu dialirkan ke dalam dinamometer, blok mesin,

pendingin pelumas dan gas kalorimeter. Buka penuh katup aliran air pendingin

minyak pelumas. Katup penambah air pendingin harus diatur selama pengujian

untuk mempertahankan temperatur air pendingin antara 70 hingga 75oC. Katup





aliran air pendingin minyak pelumas baru dibuka setelah mesin jalan dan diatur

sehingga temperatur minyak pelumas 80oC.

Prosedur menjalankan dan mematikan motor bakar seperti yang diberikan oleh asisten.

Pengujian dapat dilakukan dengan metode:

a. beban berubah-ubah, katup gas konstan

b. beban dan katup gas berubah-ubah, putaran konstan

Untuk tiap kondisi operasi, parameter pengukuran meliputi:

• Momen putar

• Pemakaian bahan bakar

• Perbedaan tekanan udara pada orifice

• Temperatur air pendingin masuk motor

• Temperatur pendingin keluar motor

• Laju aliran air pendingin motor

5. METODE PERHITUNGAN

Parameter prestasi motor bensin dihitung dengan memanfaatkan persamaan-persamaan

yang diberikan berikut:

Daya poros efektif

ω T N e = 305,9549

nT N e

⋅= (kW)

T = momen putar

n = putaran motor (rpm) Tekanan efektif rata-rata

rak langkah tovolume

siklus per Kerja=e p

6

1

1060)(

⋅⋅⋅⋅

=an z V

N p e

e (kPa)

V 1 = volume langkah torak (cm3)

= jumlah silinder





a = jumlah siklus per putaran

Laju pemakaian bahan bakar

6,350

⋅⋅= bbt

m ρ & (kg/jam)

t = waktu pemakaian bahan bakar sebanyak 50 cm3

(detik)

b ρ = massa jenis bensin, 0,7329 g/cm3

Pemakaian bahan bakar spesifik

e

be

N

m B

&= (kg/kW-jam)

Laju aliran massa udara

u

uor u

T

p p Dm

.3600105,4

26 Δ⋅⋅⋅=

−& (kg/jam)

or pΔ = beda tekanan pada orifice (mm H

2O)

u p = tekanan udara luar (cm Hg)

uT = temperatur udara luar (K)

D = Diameter orifice, 55 cm

Perbandingan udara bahan bakar

b

u

m

m AFR

&

&=

Efisiensi volumetrik

Efisiensi volumetrik adalah perbandingan antara laju aliran massa udara

sebenarnya dengan laju aliran massa udara ideal.

100iu

uv

m

m

&

&=η (%)

Laju massa aliran udara ideal yang diperoleh dari rumus berikut:

1000

60)( 1 ⋅⋅⋅⋅⋅= uiu an z V m ρ & (kg/jam)

u ρ = massa jenis udara ideal

)K (

)cmHg(106446,4

3

T

puu

−⋅= ρ

Efisiensi termal

5106,3 ⋅⋅

⋅=

LHV m

N

b

et

&η (%)

LHV bensin = 42697 kJ/kg





Neraca Energi

Energi masuk

3600

LHV m E b

in

⋅= (kW)

Energi keluar

lossapeout E E N E ++= (kW)

aaaap T C Q

E Δ⋅⋅⋅=3600

ρ (kW)

)( apeinloss E N E E +−= (kW)

5. TUGAS

a. Hitung seluruh parameter prestasi pada pengujian ini

b. Gambarkan parameter prestasi tersebut terhadap putaran motor

c. Gambarkan grafik neraca energi

d. Berikan analisis dan kesimpulan terhadap hasil




TABEL DATA PENGAMATAN MOTOR BENSIN

Kelompok : Temperatur Lin

Tanggal : Tekanan Udara

Bahan Bakar

Air Pendingin Mesin No.

Putaran

(rpm)

Beban

(Nm/kg) T in (oC) T out (

oC) Q (lt/s)

Bahan Bakar

per 50 cc (s)

modul pengujian motor bakar

Documents

Transcript of modul pengujian motor bakar