Power point motor bensin
114
Click here to load reader
description
Transcript of Power point motor bensin
MOTOR BENSINSalah satu jenis penggerak mula yang banyak di pakai adalah mesin kalor, yaitu mesin yang menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik, atau yang mengubah energi termal menjadi energi mekanik.
Ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini, mesin kalor dibagi menjadi dua golongan yaitu mesin pembakaran luar dan mesin pembakaran dalam.
Motor bakar torak terbagi menjadi dua jenis utama yaitu motor bensin (Otto) dan motor Diesel. Perbedaannya yang utama terletak pada sistem penyalaannya. Bahan bakar pada motor bensin dinyalakan oleh loncatan api listrik di antara kedua elektroda busi. Karena itu motor bensin dinamai juga Spark Ignition Engines.
Tabel Penggolongan mesin kalorGolongan Kelompok/Jenis Gerak Daya
MesinPenggunaan Khas
Status
Motor Bakar luar(External Combustin Engines)
Mesin uap torak Translasi K & S Lokomotip Tidak biasa
Turbin Uap Rotasi S & B Pusat tenaga listrik & Kapal
Aktip
Mesin Udara Panas
Translasi K Tidak ada Tidak dipakai lagi
Turbin Gas Siklus Tertutup
Rotasi S & B Pusat tenaga listrik & Kapal
Tidak banyak (Eksperimen )
Motor Bakar dalam (Internal Combustion Engines)
Motor Bensin Translasi,Rotasi (motor Winkel)
K & S Kenderaan jalan darat, kapal, industri
Aktiptrk
Motor Diesel Translasi K & S Kenderaan jalan darat, kapal, industri,
Tenaga listrik
Aktip
Motor Gas Translasi K & S industri,
Tenaga listrik
Aktip
Turbin Gas Rotasi S & B Tenaga listrik, pesawat terbang
Aktip
Propulsi pancar gas
Rotasi S & B Pesawat terbang
Aktip
Motor Bakar
External Combustion Engine
Internal Combustion Engine
Energi kimia yg terkandung dalam bahan bakar dilepaskan menjadi Energi panas melalui proses pembakaran
Motor Bakar adalah mesin yang didesain utk merubah energi panas tsb menjadi energi mekanik.
Memerlukan fluida kerja untuk melakukan hal tsb.
Pembakaran terjadi didalam ruang bakar didalam mesin itu sendiri dan langsung digunakan utk melakukan kerja mekanik. Gas hasil pembakaran campuran bahan bakar & udara adalah sekaligus merupakan fluida kerja.
Pembakaran terjadi di ruang bakar yg terpisah dari ruang fluida kerja. Panas yang dihasilkan ditransfer melalui dinding pemisah ke fluida kerja. Gas hasil pembakaran dan fluida kerja merupakan dua fluida yang berbeda.
DEFINISI
Contoh External Combustion Engine
Heat source from combustion ofFuel + air
Hot steam from boiler
Exhaust steam
boiler
Fluida Kerja: steam
Heat exchanger
Contoh External Combustion Engine
Newcomen Engine
Watt beam engine
Grasshoper beam engine
Contoh Internal Combustion Engines
4-Stroke 2-stroke
Bahan bakar + Udara sekaligus sbgFluida kerja
Sistem Propulsi:
Sistem yang menggunakan mesin untuk daya penarik atau pendorong
Output tenaga mekanik:• langsung dihubungkan dengan sistem transmisi yang
menggerakkan roda, atau• dihubungkan dengan turbin atau propeler yang menghasilkan
thrust (gaya dorong) pada fluida
KLASIFIKASI MESIN
A. DESAIN MESIN Reciprocating•In-line•V,•Radial•opposed
Rotary•Wankel•Turbin Gas
Rotary: Turbin & Wankel
Combustion System
spar
kplu
g
Fuel injection pump
fuel
udara
udara
carburetor
rack
thro
ttle
Spark-ignition engine (bensin)Compression-ignition engine (diesel)
inje
ctor
Siklus 4- Langkah • Proses pembakaran didalam motor bakar torak terjadi secara periodik. Sebelum terjadi proses pembakaran berikutnya, terlebih dahulu gas
pembakaran yang sudah tidak dapat dipergunakan harus dikeluarkan dari dalam selinder, kemudian selinder diisi dengan campuran bahan bakar dan udara segar ( pada motor bensin) yang berlangsung ketika torak didalam selinder bergerak dari TMA ( titik mati atas) menuju TMB (titik mati bawah) pada saat itu Katup isap (KI) terbuka sedangkan katup buang (KB) dalam keadaan tertutup. Melalui katup isap, campuran bahan bakar-udara terisap masuk kedalam selinder.
Peristiwa ini disebut langkah isap.
• Setelah mencapai TMB, torak kembali bergerak ke TMA, sementara katup isap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Campuran bahan bakar-udara yang terisap tadi kini terkurung di dalam selinder dan dimampatkan oleh torak yang bergerak ke TMA. Volume campuran bahan bakar – udara itu menjadi kecil dan karena itu tekanan dan temperaturnya naik hingga campuran tersebut mudah sekali terbakar. Proses pemampatan ini disebut langkah kompresi atau langkah tekan, yaitun ketika torak bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup (KI dan KB ) dalam keadaan tertutup.
Pada saat torak hampir mencapai TMA campuran bahan bakar-udara segar itu dinyalakan;
Terjadilah proses pembakaran sehingga tekanan dan temperatur naik. Sementara itu torak masih bergerak menuju ke TMA, berarti volume ruang bakar menjadi semakin kecil sehingga tekanan dan temperatur gas di dalam silinder menjadi semakin tinggi. Akhirnya torak mencapai TMA dan gas pembakaran mampu mendorong torak untuk bergerak kembali dari TMA ke TMB. Sementara itu baik katup isap (KI) maupun katup buang (KB) masih tetap dalam keadaan tertutup. Selam torak bergerak dari TMA ke TMB, volume gas pembakaran didalam silinder bertambah besar dan karena itu tekanannya turun. Peristiwa ini disebut merupakan langkah kerja atau langkah ekspansi .
Apabila torak telah mencapai TMB, katup buang sudah terbuka sedangkan katup isap tetap tertutup. Torak bergerak kembali ke TMA mendesak gas pembakaran keluar dari dalam silinder melalui saluran buang. Proses pengeluaran gas pembakaran ini dinamai langkah buang.
MESIN BENSIN 4 LANGKAHMESIN BENSIN 4 LANGKAH
LANGKAH HISAP
Piston bergerak dari TMA ke TMB, udara dan BB (14.7:1) dihisap kedalam silinder P=-0,6-0bar
LANGKAH KOMPRESI
Piston bergerak dari TMB ke TMA, udara dan BB dikompres di dalam silinder, P=10-15bar, T=300-600oC
TMA
TMB
LANGKAH BUANG
Piston bergerak dari TMB ke TMA, gas hasil pembakaran keluar dari silinder, T=600-1000oC
LANGKAH USAHA/KERJA
Piston bergerak dari TMA ke TMB, udara dan BB terbakar dan menghasilkan tekanan P=-30-60bar, T=2000-2500oC
4- Langkah
Bahan bakar dan udara sekaligus sbg Fluida kerja
1. hisap 2. kompresi
3. ekspansi 4. buang
K.hisapK.buang
Siklus 4 langkah
Siklus Ideal
Sifat ideal yang dipergunakan serta keterangan
mengenai siklusnya adalah :
1.Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan
kalor spesifik yang konstan.
2. Langkah isap ( 0 – 1 ) merupakan proses konstan
3. Langkah Kompresi (1 – 2 ) Proses isentropik
4. Proses pembakaran volume konstan ( 2 – 3 )
5. Langkah kerja ( 3 – 4 ) proses isentropik
6. Pross pembuangan ( 4 – 1 )
7. Langkah buang ( 1 – 0 ) proses tekanan konstan
1
2
3
4
0 1
2
3
4
Volume Spesifik,v
P
Vs VL
T
S
TMA TMB
Qm
Qk
Siklus udara volume-konstan (siklus Otto).
• Dimana P = Tekanan (N/m2) ; (kg/cm2 )• v = Volume spesifik ( m3 / kg )• qm = Jumlah kalor yang dimasukkan (kcal/kg)• qk = Jumlah kalor yang dikeluarkan ( kcal/kg)• VL = Volume langkah ( m3 )• Vs = Volume sissa ( m3 )• TMA = Titik mati atas• TMB = Titik mati bawahDimana • Fluida kerja siklus udara dianggap sebagai gas ideal yang
mempunyai kalor spesifik dan berat molekul tertentu yang konstan dimana :
- berat molekul M = 29; - kalor spesifik Cp = 0,24 kcal/kg0K; dan - Cv = 0,1715 kcal/kg 0K.
Yang dimaksudkan dengan gas ideal ialah setiap gas yang memenuhi hubungan PV = GRT atau Pv = RT atau Pv = R T
• P = tekanan gas, kg/m2 ( N/ m2 )• v = volume gas spesifik, m3 /kg• V = volume gas, m3
• G = masa gas, kg• M = berat molekul dari gas, kg/kmol• R = konstantan gas, m kg/kg 0K• = 29,3 m kg/kg 0K untuk udara• R = konstanta gas universal, m kg/kmol 0K• = 848 mkg/kmol 0K untuk setiap gas• T = Temperatur absolut, 0K
Persamaan energi yang akan dipakai dalam analisis ini ialah
U = Ue – Ui = Q –
• dengan catatan,• U = energi dalam, kcal• Q = Jumlah kalor yang masuk, kcal• W = kerja, m kg• J = faktor pengubah satuan, 427mKg/kcal• Subskrip i dan e, berturut-turut menyatakan
keadaan pada awal (i) dan akhir (e) dari proses tertentu.
J
W
Proses (0-1); langkah isap
• Dalam proses ini udara sebanyak G kg masuk ke dalam silinder pada tekanan-konstan. Udara itu mengisi ruangan silinder yang bertambah besar karena torak bergerak dari TMA ke TMB; dalam hal ini udara seolah-olah melakukan kerja sebesar
• (positif, berarti : fluida kerja melakukan kerja).
J
VVP
J
W )( 01010
Proses (1-2); langkah kompresi.• Proses kompresi dimisalkan berlangsung secara isentropik (adiabatik dan
reversibel).Jadi, Q = 0 dan s = 0• sehingga kerja yang dilakukan adalah
= - U = Ui – Ue ; (negatif, berarti: fluida kerja ikenai kerja).• Karena dalam proses isentropik berlaku hubungan
111
KKK
K
i
e
e
i
i
e
i
e
v
v
P
P
T
T
J
W 21
maka
Dengan catatan
• r = perbandingan kompresi• VL = vollume langkah torak, cm3 atau m3• VS = volume sisa, cm3 atau m3• = berat jenis fluida kerja, kg/cm3 atau kg/m3 • Dari persamaan di atas terlihat tekanan dan temperatur fluida kerja
pada akhir langkah kompresi akan bertambah besar sesuai dengan kenaikan perbandingan kompresi.
11
1
1
21
2
1
1
2
1
2
KKK
K
krv
v
P
P
T
T
Vs
VV
V
Vr sl
2
1
Proses (2- 3) pemasukan kalor pada volume konstan • Sesudah torak mencapai TMA (titik 2),• kalor (Q2-3) segara dimasukkan pada volume konstan.
Fluida kerja tidak melakukan kerja atau dikenai kerja sehingga
W/J = 0. Oleh karena itu Q 2 – 3 = U = U3 – U2 = G Cv (T3 – T2 ) ; (positif, pemasukan kalor).
• Proses (3-4); langkah ekspansi atau langkah kerja. Proses ekspansi berlangsung secara isentropik. Jadi Q = 0 dan S = 0
sehingga terdapat hubungan :
• Sedangkan kerja yang dihasilkan adalah
• = U = U3 – U4
111
3
4
4
3
3
4
3
4
KKK
K
v
v
P
P
T
T
J
W 43
Proses (4-1); proses pengeluaran kalor • Setelah torak mencapai TMB sejumlah kalor dikeluarkan dari
dalam silinder sehingga temperatur fluida kerja akan turun dari T4 menjadi T1. Proses ini berlangsung pada volume-konstan (V4 = V1 atau v4 = v1) sehingga W4-1/J=0. Maka jumlah kalor yang harus dikeluarkan adalah sebanyak :
• Q4-1= -U = G Cv (T1 – T4); (negatif menyatakan bahwa kalor keluar dari dalam silinder) atau,
Qkeluar = G Cv (T4 – T1)
• Proses (1-0); langkah buang. Dalam proses ini fluida kerja sebanyak G kg didorong ke luar silinder oleh torak yang bergerak dari TMB ke TMA pada tekanan konstan. Jadi, fluida kerja dikenai kerja aliran sebesar
• (negatif, berarti fluida kerja dikenai kerja).
J
VVP
J
W )( 01010
Efisiensi thermis (Th ) =
Th = =
Perhatikan dan
v1 = v4 dan v2 = v3 maka dan
maka Th = 1 -
m
km
Q
)(
)()(
23
1423
TTC
TTCTTC
V
Vv
)(
)()(
23
1423
TT
TTTT
1
2
1
1
2
K
v
v
T
T1
3
4
4
3
K
v
v
T
T
4
3
1
2
T
T
T
T
2
3
1
4
T
T
T
T
112
3
1
4 T
T
T
T
2
2
2
3
1
1
1
4
T
T
T
T
T
T
T
T
2
23
1
14
T
TT
T
TT
2
1
23
14
T
T
TT
TT
)(
)(
23
14
TT
TT
2
11T
T
1
2
11
TT
dari persamaan :
• dan
• Th
• sehingga , Th = 1 - dimana = r = perbandingan kompressi
1
2
1
1
2
K
v
v
T
T 1
3
4
4
3
K
v
v
T
T
1
2
1
11
K
vv
1
1Kr
2
1
v
v
Contoh Soal Siklus Otto Ideal Satu pound (Lb) udara digunakan pada
siklus Otto dengan tekanan awal 14,696 Lb/in2 dan temperatur 70 oF, perbandingan kompresi 7 : 1 ( r = 7 ). Kalor yang dimasukkan 410 BTU/Lbm
Tentukan Volume spesific, tekanan dan temperatur untuk setiap titik pada siklus Otto dan tentukan efisiensi thermis, dimana K = 1,4 dan
R = 53,36 ft-lb/lbm oR.
Siklus Ideal
P1 = 14,696 Lb/in2
= 14,696Lb/in2 .144in2/ft2
= 2116,22 Lb/ft2
T1 = 70 oF = (70 + 460)oR = 530 oR
R = 53,36 ft-lb/lbm oR. untuk udara.
Cv = 0,178 BTU/LbmoR.
P1 v1 = R T1
0 1
2
3
4
Volume Spesifik,v
P
Vs VL
TMA TMB
Qm
Qk
1
11 P
RTv
lbm
ft
ftlb
R
Rlbm
lbftV
3
2
0
01 36,1322,2116
53036,53
23
3
22
2
1122211
3
3
22
1
81,22391,1
36,13696,14
)()21(
91,17
36,137
in
lb
lbmftlbmft
in
lbP
v
vPPvPvPisentropikproses
lbm
ftlbmft
vv
vr
kkk
22
2
23
23
0
03333
3
23
03
03023
0
14,1
3
3
02
1
2
1
1
2
79,686144
1897.98
897.9891,1
354036,53
91,1
3540
11541718,0410
115491,1
36,13530
in
lb
in
ft
ft
lbP
ft
lb
lbmft
R
Rlbm
lbftPRTvP
lbm
ftvv
RT
RTRlbm
BTU
lbm
BTUTTCQ
R
lbmftlbmft
RTv
v
T
T
vm
k
RTrv
v
v
v
Rr
TTv
v
T
T
in
lb
lbmft
lbmft
in
lbP
v
vPPvPvPisentropikproses
lbm
ftvv
k
k
k
kk
04
1
2
4
3
14,10
134
1
4
3
3
4
2
4,1
3
3
24
4
3343344
3
14
16251
7
13540
1
45
36,13
91,179,686
)43(
36,13
%1,54541,07
11
11
%1,54
%100410
12,188410
12,188
53016251718,0
14,1
1
000
14
th
kth
thermis
m
kmthermis
k
k
vk
rrumusadenganPeriks
lbmBTU
lbmBTU
lbmBTU
Q
lbm
BTUQ
RRRlbm
BTUQ
TTCQdibuangyangkalor
Contoh Soal Siklus Otto IdealDimisalkan:AFR = 14cv = 1.035 kJ/kg.Ktemperatur udara masuk = 27 oC = 300 0Kvolume silinder pada awal kompresi = 1000 cckompresi rasio = 8, atau rc = 8k = 1.4laju suplai bahan bakar = 0.7 g/s=0.0007 kg/sLHV bahan bakar = 44000 kJ/kg.
Hitunglah:Kerja kompresiPanas PembakaranKerja ekspansi, danEfisiensi termis
Jawaban Soal Siklus Otto Ideal
kW
TTcmW
kT
T
mV
v
k
VV
TT
rVV
c
01,4
)689300(03,101,0
)(.
689
8300
1025,1
2121
02
)14,1(2
1
348001,0
21
2
1
1
2
1
2
1
2
V
pPerhitungan Kerja Kompresi :
ma=AFRx mf =9,8g/s=0,0098kg/s
ma=AFRx mf =9,8g/s=0,0098kg/s = 0,01 kg/s
Jawaban Soal Siklus Otto Ideal
K
TT
TTcmQ
kW
QmQ
vcmQ
v
LHVf
003,101,0
14,30
2.3
2332
32
3615689
)(.
14,30
440000007,0.
32
1
2
3
V
pPerhitungan Panas Pembakaran:
Jawaban Soal Siklus Otto Ideal
kW
TTcmW
KT
v
TT
TT
03,21
)15743615(03,101,0
)(.
1574
4343
0689
300361541
2
4
3
1
2
3
4
V
p
Perhitungan Kerja Ekspansi:
Jawaban Soal Siklus Otto Ideal
57,011
57,0
02,1701,403,21
)14,1(1 811
14,3002,17
2143
kc
in
net
rT
QW
T
net
inoutnet
kWW
WWWWW
1
2
3
4
V
p21,03kW
4,01kW
30,14kW
13,12kW
Perhitungan Efisiensi Termis:
Daya Mesin
• Daya (P) = laju kerja W• Jika semuanya dinyatakan
dalam laju perubahan, maka:
• Untuk mesin bensin, lebih lazim dinyatakan dalam laju alir udara, ma, dimana ma=AFR x mf; sehingga:
AFR
QmP
QmP
QP
WP
LHVaT
LHVfT
fT
net
Praktikal (aktual)Otto ideal
V
p
1
2
3
4
1: hisap2: kompresi3: ekspansi (tenaga)4: buang
Siklus Otto Praktikal
Siklus Otto Praktikal1. Langkah Hisap:
Gerakan piston dari TMA ke TMB menimbulkan tekanan dibawah atmosfir, sehingga menarik campuran udara segar + bahan bakar kedalam silinder.Tercampur pula dengan sisa gas buang yang tertinggal dari siklus
sebelumnya.2. Langkah Kompresi:
Gerakan piston dari TMB ke TMA menekan campuran gas tersebut. Beberapa derajat sebelum TMA terjadi penyalaan (ignition).
3. Langkah Pembakaran dan Ekspansi (Langkah Tenaga):Pembakaran sudah terjadi sebelum TMA, dan berlangsung terus selama langkah ekspansi. Gas yang berekspansi melakukan kerja terhadap piston yang menghasilkan tenaga mekanik. Energi kinetik disimpan dalam putaran roda gaya untuk menjalankan mesin di 3 langkah lainnya.
4. Langkah Buang:Katup buang membuka sebelum akhir dari langkah ekspansi (kerja), menyebabkan tekanan silinder turun menuju tekanan atmosfir.
Siklus Otto PraktikalDalam kenyataan, siklus Otto secara praktek berbeda
dengan siklus Otto ideal, karena:• Adanya langkah hisap• Pada langkah kompresi, fluida kerjanya adalah
campuran bahan-bakar-udara + residu gas buang. Disamping itu, bukan proses isentropis.
• Pada langkah pembakaran, prosesnya tidak terjadi secara instan, sehingga asumsi volume konstan adalah kurang tepat.
• Pada langkah ekspansi, fluida kerjanya adalah campuran reaktan, dan tidak isentropis.
• Katup exhaust sudah membuka sebelum akhir dari langkah ekspansi.
• Adanya langkah buang.
Tekanan efektif rata-rata• Meskipun efisiensi siklus udara sangat ditentukan oleh perbandingan
kompresi, tetapi tekanan, temperatur, dan kerja yang dihasilkan per siklus tergantung P1, T1, dan Q2-3. Selain itu selama siklus berlansung, temperatur dan tekanannya selalu berubah-ubah. Oleh karena itu sebaiknya dapat dicari harga tekanan tertentu (yang konstan) yang apabila mendorong torak sepanjang langkahnya dapat menghasilkan kerja per siklus yang sama dengan siklus yang dianalisis.
• Tekanan tersebut dinamai tekanan efektif rata-rata, Prata-rata,yang didefinisikan sebagai
• P rata-rata =
• P rata-rata = =
• Sehingga Kerja per siklus = Prata-rata x VL
toraklangkahvolume
persiklusjaker
LV
Wpersiklus
LV
JQ 32
Daya yang dihasilkan • Ne = Prata-rata x VL x z x n x a x =
• dimana, Ne = daya motor, PS Prata-rata = tekanan efektif rata-rata, kg/cm2
VL = Volume langkah torak per silinder, cm3
Z = jumlah silinder n = putaran poros engkol, putaran per menit (rpm) a = jumlah siklus per putaran, = 1 untuk motor 2-langkah
= 1/2 untuk motor 4-langkah• 1 PS = 75 m kg/detik
PSxx 7510060
1
PSaxnxzxrataxVata l
000.450
Pr
E (exhaust)
I (inlet)
T (transfer)
Skema Mesin 2 Langkah
crankcase
Silinder ruang bakar
2- Langkah
Bahan bakar dan udara sekaligus sbg fluida kerja
Motor Bensin Dua LangkahDalam satu siklus kerja, hanya diperlukan dua
gerakan piston atau satu putaran poros engkol. Langkah-langkah tersebut adalah :
1.Langkah NaikTorak bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB)
menuju Titik Mati Atas (TMA), sehingga menghasilkan kompresi di daerah atas torak, hal ini dikarenakan saluran-saluran pada dinding silinder tertutup oleh dinding torak akibat pergerakan. Sedangkan ruang crankcase akan terjadi langkah hisap, masuknya campuran bahan bakar dan udara baru. Campuran gas baru dapat terhisap karena kondisi ruang vakum di daerah crankcase, sehingga valve hisap yang menghubungakan silinder dengan karbulator terbuka akibat pergerakan torak ke TMA. Beberapa saat sebelum TMA (± 10o sebelum TMA) busi memercikan bunga api sehingga terjadi ledakan di daerah atas torak yang mengakibatkan piston bergerak menuju TMB.
Siklus kerja motor bensin dua langkah dapat dilihat pada diagram P - V di bawah ini:
Siklus kerja motor bensin dua langkah terdiri dari:1–2 : Proses awal langkah isap gas baru (crangkas) dan proses awal kompresi2–3: Proses pembakaran3–4: langkah kerja / usaha, Proses awal pembuangan gas bekas dan proses awal transper pemasukan gas baru4–1: proses pelepasan kalor
1
2
3
4
Lubang Vntilasi
Tangki Bahanbakar
Pompa
Saringan
Udara atmosfer
Saringan udara
Karburator
Silinder
Saluran isap
Saluran buang
Peredam suara
Gas buang
Sistim bahan bakar
Lubang Vntilasi
1
3
4
Tangki Bahanbakar
Pompa
Saringan
Udara atmosfer
Saringan udara
Karburator
Silinder
Saluran isap
Saluran buang
Peredam suara
Gas buang
Gbr. Skema Sistim penyaluran bahan bakar
2
SISTEM BAHAN BAKAR BENSIN
Perbandingan massa campuran ideal udara : bensin = 14,7 : 1
Atau
Perbandingan volume campuran ideal udara : bensin = 9000 : 1
Pembakaran dapat sempurna jika udara dan bensin dalam perbandingan campuran yang sesuai (14,7 : 1) – campuran mudah terbakar oleh nyala api – semua oksigen dan semua bahan bakar terbakar habis
Bensin mengandung energi kimia. Energi ini diubah menjadi energi panas melalui proses pembakaran (oksidasi) dengan udara di dalam mesin atau motor bakar. Bensin dibuat dari minyak mentah, yaitu cairan berwarna hitam yang dipompa
dari perut bumi dan biasa disebut crude oil. Cairan ini mengandung hidrokarbon. Atom – atom karbon dalam minyak mentah saling berhubungan membentuk rantai dengan panjang
yang berbeda –beda. Molekul hidrokarbon dengan panjang yang berbeda memiliki sifat dan kelakuan berbeda pula. CH4 (metana) merupakan molekul paling “ringan”, bertambahnya atom C dalam rantai tersebut membuatnya semakin “berat”. Empat molekul pertama hidrokarbon adalah metana, etana, propane dan butane. Pada temperatur dan tekanan kamar,
keempatmya berwujud gas dengan titik didih masing-masing -107o, -67o, -43o, dan -18oC. berikutnya, dari C5 sampai dengan C18 berwujud cair dan mulai dari C19 ke atas berwujud padat.
BENSIN
OKTAN
Oktan menyatakan kandungan molekul iso-oktan (C8) yang terdapat dalam bahan bakar bensin.
BENSINSecara garis besar
iso-oktan
normal-heptana
FUEL TANK FUEL TANK
Separator
FILTER BAHAN BAKAR
Masuk
Elemen saringan
Keluar
MECHANICAL FUEL PUMPMECHANICAL FUEL PUMP
CARA KERJA POMPA MEKANIK
(1) Penghisapan(2) Penyaluran
(3) Pump Idling
Bahan bakar dikabutkan oleh aliran udara yang cepat
PRINSIP KARBURASIKARBURATORKARBURATOR
KARBURATORKARBURATOR
POSISI PELAMPUNG
Sistim bahan bakar
Karburator
Jenis-jenis karburator
Percampuran bahan bakar
Percobaan perbandingan masa dan volume campuran udara dan bensin
mLiter
mLiter
mLiter
Perbandingan massa & volume campuran udara dan bensi ideal
Pengaruh perbandingan campuran terhadap daya dan pemakaian bensin
Prinsip dasar karburator
Sistem Injeksi Bahan Bakar Elektronik (EFI)• Pada kendaraan dengan karburator konvensional, jumlah
bahan bakar yang diperlukan oleh mesin diatur oleh karburator. Pada kendaraan modern dengan menggunakan sistem EFI jumlah bahan bakar diatur (dikontrol) lebih akurat oleh komputer dengan mengirimkan bahan bakarnya ke silinder melalui injector.
• Sistem EFI menentukan jumlah bahan bakar yang optimal (tepat) disesuaikan dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin, temperatur air pendingin, posisi katup throttle, pengembunan oksigen didalam pipa exhaust, dan kondisi penting lainnya. Komputer EFI mengatur jumlah bahan bakar untuk dikirim ke mesin pada saat penginjeksian dengan perbandingan udara dan bahan bakar yang optimal berdasarkan kepada karakteristik kerja mesin. Sistem EFI menjamin perbandingan udara dan bahan bakar yang ideal dan efisiensi bahan bakar yang tinggi pada setiap saat.
• Secara garis besar kerja sistem injeksi dapat dibedakan menjadi :
1) Sistem injeksi secara kontinyu dan mekanis, yaitu sistem K-Jetronic,
2) Sistem injeksi secara kontinyu dan elektronis, yaitu sistem KE-Jetronic, dan 3) Sistem injeksi secara terputus-putus (periodik) dan elektronis, yaitu sistem
L, L3, LH-Jetronic, (EFI Toyota) dan Motronic
• Menurut pemakaian injektornya, dibedakan menjadi :
1) injektor untuk semua silinder (Mono Jetronic), dan
2) memakai satu injektor tiap silinder (Multi Point).
• Daya maksimum sistem injeksi bensin sedikit lebih besar, hal ini disebabkan karena konstruksi saluran masuk, saluran gas buang, tekanan kompresi dan lain-lain dibuat berbeda dengan motor yang menggunakan karburator. Akibatnya pada sistem injeksi bensin momen putar yang dihasilkan mesin akan lebih besar karena campuran udara dan bensin lebih baik daripada karburator.
Macam-macam sistem injeksi bensin
Injeksi bensin
Elektronis
Injeksi EFI
(L – Jetronic)
Injektor membuka secara elektromagnetis yang diatur oleh unit pengontrol elektronika
Mekanis Elektronis
(Injeksi KE-Jetronic)
Injeksi K yang memakai unit pengontrol elektronika
Mekanis
Injeksi K-Jetronic)
Injektor membuka terus menerus pada tekanan tertentu
Injeksi bensin elektronis.
Memakai satu injektor untuk semua silinder motor (Mono
Jetronic)
Memakai satu injektor untuk satu
silinder motor
Keterangan :
• K = Berasal dari kata “Kontinuierlich” artinya terus menerus (continue)
• L = L, berasal dari kata “Luft” artinya “Udara”• EFI= Electronic Fuel Injection (Injeksi bahan bakar elektronik)
Sistem EFI dapat digolongkan pada 2 tipe sesuai dengan metode yang digunakan dalam pensensoran udara yang masuk.
1. D – EFI (tipe manifold pressure control) Pada tipe ini mengukur kevakuman didalam intake manifold dan
volume udara yang disensor berdasarkan kerapatan udara (density).
D – EFI juga merupakan D-Jetronic yang terdaftar pada Bosch. D-Jetronic dibentuk dari kata Jerman “Drunk” (tekanan) dan “Jetronic” dari kata ciptaan Bosch yang berarti “injeksi”.
Skema D – EFI
2. L – EFI (tipe air flow meter) Tipe ini menggunakan air flow meter yang langsung mensensor jumlah udara yang mengalir kedalam intake manifold. L – EFI juga merupakan L-Jetronic. “L” berasal dari kata Jerman “Luft” (udara).
Skema L – EFI
l
Kelebihan sistem EFI dibandingkan dengan sistem karburator adalah sbb :
• Memungkinkan pembentukan campuran yang homogen pada setiap silinder
• Tekanan BB yang cukup besar (2,5 kg/cm2) sehingga partikel yang terbentuk lebih halus
• Perbandingan Bahan bakar dengan udara yang tepat diperoleh pada semua tingkat RPM mesin
• Jumlah volume BB yang diinjeksikan dikontrol oleh ECU sesuai dengan jumlah udara yang melewati sensor (air flowmeter)
• Respon yang cepat dan baik sesuai dengan perubahan throttle• Koreksi campuran bahan bakar dan udara yang baik
– pada berbagai temperature mesin (misalnya pada saat start dan temperature mesin masih dingin)
– Penghentian bahan baker pada saat throttle menutup (pada saat melepas pedal gas)
• Effisiensi pemasukan campuran bahan bakar dan udara
Kelebihan sistem EFI dibandingkan dengan sistem karburator adalah sbb :
• Memungkinkan pembentukan campuran yang homogen pada setiap silinder
• Tekanan BB yang cukup besar (2,5 kg/cm2) sehingga partikel yang terbentuk lebih halus
• Perbandingan Bahan bakar dengan udara yang tepat diperoleh pada semua tingkat RPM mesin
• Jumlah volume BB yang diinjeksikan dikontrol oleh ECU sesuai dengan jumlah udara yang melewati sensor (air flowmeter)
• Respon yang cepat dan baik sesuai dengan perubahan throttle• Koreksi campuran bahan bakar dan udara yang baik
– pada berbagai temperature mesin (misalnya pada saat start dan temperature mesin masih dingin)
– Penghentian bahan baker pada saat throttle menutup (pada saat melepas pedal gas)
• Effisiensi pemasukan campuran bahan bakar dan udara
L-JETRONIC
Volume udara diukur oleh sensor flow-meter udara, signal dikirim ke ECU dan ECU mengirim signal ke injector untuk menginjeksikan bahan bakar yang sudah bertekanan dengan jumlah yang tepatE.F.I.
PERBANDINGAN UDARA DAN BAHAN BAKAR DAN KONDISI KENDARAAN
KARBURATOR :Pada saat start dalam keadaan mesin dingin diperlukan katup choke untuk memperkaya campuran, setelah mesin hidup choke-breaker akan membuka katup choke agar campuran normal
EFI ;Putaran poros engkol dideteksi oleh sinyal dari stater dan campuran yang kaya akan dialirkan dari cold start injector yang bekerja juga hanya pada temperature rendah yang diatur oleh cold start injector time switch
Sesuai dengan putaran mesin dan volume, Udara yang diukur oleh air flow meter, ECU memberi sinyal ke masing-masing injektor berapa banyak bahan bakar diinjeksikan dan campuran bahan bakar udara yang terbentuk didalam intake manifold.
SISTEM BAHAN BAKAR
SISTEM KONTROL
DIAGRAM SISTEM EFI
EFI memiliki dua peralatan yang berbeda untuk mengukur udara dan bahan bakar yang diinjeksikan. Volume udara yang masuk diukur oleh sebuah sensor (pressure sensor), signal yang diperoleh dikirimkan ke ECU (Electrical Control Unit).Kemudian ECU mengirimkan signal ke injektor-injektor dimana injektor akan menginjeksikan bahan bakar
dengan tepat (yang sudah bertekanan oleh pompa bahan bakar) kedalam intake port dari setiap silinder
Pembentukan campuran udara-bahan bakar pada EFI
Rangkaian sistim pengapian Baterai
Dasar transformasi tegangan
i
Saat pengapian
Persyaratan saat pengapian
Contoh perhitungan saat pengapian
Advans Sentrifugal (Governor))
1
2
3
4
Saat pengapian 270 - 320 Pe
Daerah kerja Advans Sentrifugal secara umum ( Motor empat selinder )_
Advans Vakum
Kerja Sistim Advans pada macam macam keadaan Motor
Saat pengapian pada macam - macam keadaan
Hasil saat pengapian : 430 Pe sebelum TMA
Beban dan tuntutan pada Busi
Busi Panas Busi Dingin
• Busi Normal
Busi Terbakar
Busi berkerak oil
Busi berkerak karena karbon / jelaga
Busi dengan isolator retak
Materi : Ir. Sahat TambunanCredit : hikma
©awamku 2013
