TUGAS MOTOR DAN PENGGERAK KAPAL SISTEM PROPULSI KAPAL Oleh :

Nurita Rochmana Puteri

DC 4-B

6111030064

PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN DAN KONSTRUKSI KAPAL

JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2013

Si

st

em

P

ro

pu

ls

i K

ap

al

SISTEM PROPULSI KAPAL

Secara umum, Sistem Propulsi Kapal terdiri dari 3 (tiga) komponen utama, yaitu : (a) Main

Engines (Motor Induk); (b) Transmission Systems (Sistem Transmisi Daya); (c) Propulsor (Alat

Gerak Kapal).

Prinsip kerja dari Sistem Propulsi Kapal adalah sebagai berikut; Main Engines sebagai

sumber daya utama memberikan DAYA OUTPUT-nya ke Propulsor melalui Sistem Transmisi

Daya. Besarnya DAYA yang DISERAP oleh Propulsor tergantung pada besarnya efisiensi system

transmisi tersebut. DAYA yang DISERAP oleh Propulsor inilah yang selanjutnya digunakan untuk

mendorong kapal. Salah satu jenis Propulsor (Alat Gerak Kapal) yang sering digunakan untuk

menggerakan kapal sampai dengan saat ini adalah Screw Propeller (Baling-baling ulir).

Gaya dorong (Thrust) pada Screw Propeller (Baling-baling ulir) terjadi sebagai akibat

adanya perbedaan distribusi tekanan antara bagian punggung daun baling-baling dan bagian muka

daun baling-baling. Distribusi tekanan pada daerah/bagian muka daun baling-baling adalah relatif

lebih besar dibandingkan dengan distribusi tekanan pada daerah/bagian punggung daun baling-

baling, sehingga hal ini menyebabkan timbulnya Gaya Angkat (LIFT Force). Proyeksi vector gaya

angkat tersebut pada sumbu lateral kapal, yang kemudian disebut dengan gaya dorong kapal

(Thrust).

Sampai dengan saat ini, khalayak luas beranggapan bahwa besarnya gaya dorong kapal

(Thrust) adalah berbanding lurus dengan daya yang diserap oleh Baling-baling. Sehingga bilamana

diinginkan adanya peningkatan kecepatan servis kapal, maka diperlukan adanya kenaikan gaya

dorong (Thrust) kapal. Dan kenaikan tersebut, membawa pada kebutuhan kenaikan daya dorong

kapal. Selanjutnya, kebutuhan terhadap meningkatnya daya dorong kapal pada akhirnya

memberikan konsekuensi pada peningkatan kebutuhan DAYA OUTPUT dari Main Engines (Motor

Induk). Hal ini tentunya akan merugikan pada nilai kompetisi ekonomis kapal.

Sistem Transmisi pada kapal sebenarnya adalah suatu system dimana daya yang dikeluarkan

dari mesin utama (prime mover) supaya dapat digunakan untuk menggerakkan suatu kapal dengan

thrust yang sesuai dengan diharapkan, dan untuk memindahkan daya dari prime mover tersebut

maka dibutuhkan suatu system transmisi pada kapal.

Transmission system pada suatu kapal terdiri atas berbagai macam komponen dimana

komponen tersebut nantinya akan saling berhubungan satu dengan yang lain, komponen komponen

tersebut seperti shafting, coupling atau clutch , gearbox dan bearings. Komponen komponen

tersebut memiliki peranan masing masing pada system transmisi pada suatu kapal. Perlakuan pada

Si

st

em

P

ro

pu

ls

i K

ap

al

setiap komponen harus diperhatikan dengan detail supaya transmisi daya yang dihasilkan maksimal

dan sesuai dengan kebutuhan.

Pada shafting misalnya, shafting pada main engine kapal berguna untuk mengkonversikan

daya rotasi yang dihasilkan dari main engine/prime mover kapal menjadi thrust yang nantinya

digunakan untuk menggerakkan suatu kapal. Propeller juga termasuk salah satu komponen penting

pada proses shafting ini, dimana nantinya propeller inilah yang digunakan untuk menggerakkan

suatu kapal. Disini yang harus diperhatikan adalah bagaimana kita mengurangi getaran getaran yang

terjadi di poros yang dapat menghilangkan daya yang dihasilkan dari suatu prime mover, bagaimana

system pelumasannya dan sebagainya dan untuk mendukung shafting maka diperlukan lah bearings

atau bantalan yang menjaga suatu shaft tetap pada porosnya. Sedangkan gearbox disinilah tempat

perubahan daya yang dihasilkan oleh suatu prime mover diubah dan disesuaikan dengan putaran

propeller yang dibutuhkan agar tidak terjadi kavitasi dan daya dapat dipergunakan secara maksimal

untuk menggerakkan kapal. Didalam suatu gearbox pada kapal terdapat suatu reduction gear yang

digunakan untuk menurunkan putaran dari mesin utama. Perlu diperhatikan desain roda gigi

tersebut dan di sesuaikan dengan bentuk propeller Setiap propeller digerakkan dengan sistim roda

gigi dengan perbandingan reduksi yang sesuai dengan karakteristik baling-baling. Sistim roda gigi

adalah dari reversing reduction gear type. Setiap roda gigi dilengkapi dengan pompa minyak

pelumas, thermometer, dan Thrust bearing yang dipasang menyatu dengan rumah roda gigi, berapa

rasio ukuran tiap gear yang tepat dan lain sebagainya.pada clutch atau coupling sebenarnya clutch

atau coupling ini berfungsi menghubungkan antara gear dengan shaft.

Engine banyak ditemui dalam aktifitas kehidupan manusia, secara kumulatif sebagai

penghasil daya yang berguna untuk menggerakan kendaraan, peralatan industri, penggerak

generator pembangkit energi listrik, sebagai penggerak propeler kapal dan lain-lain. Pada suatu

engine dapat menghasilkan daya dan energi maksimal namun tidak semua daya dan energi tersebut

nantinya akan digunakan untuk menggerakkan kapal karena terdapat gaya gaya lain yang tedapat

pada suatu kapal.

Gaya-gaya ini diteruskan ke poros engkol melalui connecting rod dan melalui main bearing

gaya-gaya ini di berikan ke rumah bantalan (engine body). Bearing utama dan journal bearing pada

komponen engine bekerja dengan beban yang tinggi. Beban impulsif akibat kompresi dan

pembakaran menyebabkan adanya beban kontak yang akan terjadi ketika engine beroperasi. Batang

penghubung (shaft) menjadi faktor yang sangat dominan dalam penelitian ini karena berfungsi

sebagai alat untuk memindahkan daya indikatur Ni yang dihasilkan dalam cambustion chamber ke

poros engkol. Daya ini akan berubah menjadi daya efektif Ne setelah memperhitungkan kerugian

mekanis ηm. Teknik yang digunakan untuk mendeteksi kondisi keausan bantalan termasuk

Si

st

em

P

ro

pu

ls

i K

ap

al

pengukuran ketebalan lapisan film, pengukuran kesesumbuan poros, analisis signal getaran, dan

lain-lain sudah dilakukan.

- Daya Efektif (PE) adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat dari badan

kapal (hull), agar kapal dapat bergerak dengan kecepatan servis sebesar Vs.

P = R xVs

- Daya Dorong (PT) adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh kerja dari alat gerak kapal

(propulsor) untuk mendorong badan kapal.

P = TxVa

- Daya Yang Disalurkan ( PD ) adalah daya yang diserap oleh baling-baling kapal guna

menghasilkan Daya Dorong sebesar Pt

P = 2π Qd n

dimana Q adalah torsi yang disalurkan dari main engine dan n adalah jumlah propeller.

- Daya Poros (PS) adalah daya yang terukur hingga daerah di depan bantalan tabung poros (stern

tube) dari sistem perporosan penggerak kapal. Effisieiensi shaft sekitar 98% dari Daya Rem/ Brake

Power .

Si

st

em

P

ro

pu

ls

i K

ap

al

Sistem Propulsi Kapal terbagi menjadi 2 kelompok, antara lain :

1. Direct drive

2. Indirect Drive

Direct drive terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu :

a. Direct Couple, adalah system dimana main engine dikopel secara langsung dengan propeller

melalui sitem poros, tanpa terdapat reverse reduction gearbox diantaranya. Ini berarti

propeller memiliki putaran yang sama dengan main engine. Oleh karena itu engine adalah

reversible engine dan low speed.

b. Indirect Couple, adalah sitem dimana main engine dikopel dengan propeller tidak secara

langsung, artinya antara mesin dan propeller terdapat gearbox yang bertugas mereduksi

putaran engine menjadi putaran propeller dan membalik putaran propeller untuk kebutuhan

astern. Dengan demikian engine yang dipakai adalah non reversible dan medium atau high

speed.

Dari proses kerja dari mesin akan menghasilkan daya. Daya yang dihasilkan akibat pembakaran

bahan bakar di dalam silinder, dinamakan Indicated Power (Daya Indicator). Daya ini harus

mengatasi seluruh kehilangan di dalam motor, antara lain kehilangan gesekan pad bantalan, silinder

dan piston, untuk menggerakkan mekanisme gerak katup, pompa pendingin, pompa pelumas.

Dengan demikian daya bersih yang keluar dari motor adalah daya yang telah mengalami kehilangan

tadi, dan biasanya disebut dengan Effective Brake Power (Daya Rem Efektif). Daya ini diukur pada

flens motor di ujung luar poros engkol.

Daya Indicator (PI)

Daya Kehilangan Mekanis (PM)

Daya Rem Efektif (PB)

Daya (Power) = Force (Gaya) x Velocity (Kecepatan)

P = F x V……… dalam kW

Brake power akan ditransfer ke propeller dan mengalami beberapa kehilangan sebagai berikut :

Si

st

em

P

ro

pu

ls

i K

ap

al