KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT PADA NANCHANG TYPE 2105A 3

Transkripsi

1 PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK KINERJA MESIN DIESEL AKIBAT PEMASANGAN THERMOSTAT PADA NANCHANG TYPE 2105A 3 Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea Makassar, Telp./Fax: (0411) Haryoekotspuh@gmail.com Abstrak Mesin Diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam. Untuk mempertahankan agar temperatur mesin selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi. Umumnya temperatur kerja mesin antara 82 sampai 99 C. Maka perlunya pemasangan thermostat pada mesin. merupakan alat bantu pengatur sirkulasi air di sistem pendinginan dan dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin, disamping itu kerja mesin menjadi lebih maksimum. Jadi penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh thermostat pada mesin diesel Nanchang 2105 A-3 sehingga dapat diketahui apakah pemasangan thermostat dapat mempengaruhi prestasi mesin diesel dalam hal konsumsi bahan bakar, daya mesin dan efisiensi termalnya. Hasil penelitian terhadap prestasi mesin thermostat dan tanpa thermostat dalam percobaan ini adalah pada putaran 1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,063 kg/hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal 0,254 sedangkan untuk mesin thermostat pada putaran rpm, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,0624 kg/hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal 0,257. Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik 0,97%, daya mesin 0,64%, dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada mesin Nanchang thermostat, emisi gas buangnya yang ditimbulkan minimum. Kata Kunci: mesin diesel, thermostat, prestasi mesin PENDAHULUAN Mesin diesel merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Mesin pembakaran dalam selama beroperasi temperatur gas dalam ruang pembakaran bisa mencapai 2500 C sehingga diperlukan suatu sistem pendinginan mesin. Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak dibuang, komponen mesin yang berhubungan pembakaran akan mengalami kenaikan temperatur berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut (Daryanto, 1999:62). Berdasarkan kejadian tersebut, mesin memerlukan sistem pendinginan yang berfungsi untuk menurunkan temperatur pada mesin sehingga kemampuan ideal mesin dapat dicapai. Untuk memperoleh kinerja maksimal, umumnya temperatur air pendingin selama mesin beroperasi ada di antara 80 o 90 o C atau biasa disebut temperatur kerja mesin. Jika temperatur mesin diesel tidak memenuhi spesifikasi ini, maka mesin pendinginan tidak dibutuhkan, sehingga diperlukannya thermostat sebagai pengatur sirkulasi air. Kesalah-pahaman yang terjadi pada masyarakat yaitu melepas thermostat pada mesin karena dianggap benda tersebut mengakibatkan temperatur mesin naik dari yang semestinya. Tindakan ini keliru. Penyebab mesin panas bukan karena adanya thermostat, tetapi terjadi panas bisa jadi karena tenaga mesin yang diberi beban berlebihan. Tanpa thermostat, sirkulasi air tidak akan berjalan sempurna karena fase pemanasan dan fase pendinginan tidak terjadi, sehingga hal inilah yang menyebabkan pada temperatur mesin masih dingin, air sudah masuk ke cooler, padahal temperatur air belum perlu didinginkan. Untuk itu alat ini dipasang di mesin diesel untuk melakukan pengukuran sebagai langkah dalam proses penelitian ini. Alat ini dapat dipasangkan pada setiap mesin, baik itu mesin engine stand maupun pada mesin mobil yang sesungguhnya. Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-1

2 Kinerja Mesin Diesel akibat KAJIAN PUSTAKA Pada umumnya performance atau prestasi mesin bisa diketahui membaca dan menganalisis parameter yang ditulis dalam sebuah laporan atau media lain. Biasanya kita akan mengetahui daya, torsi, dan bahan bakar spesifik dari mesin tersebut. Parameter itulah yang menjadi pedoman praktis prestasi sebuah mesin. Parameter prestasi mesin dapat dilihat dari berbagai hal diantara yang terdapat dalam diagram sebagai berikut. Parameter Prestasi Mesin Daya Laju Konsumsi Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Efisiensi Bahan Bakar Gambar 1. Diagram Alir Prestasi Mesin Mesin bakar adalah suatu mesin yang mengkonversi energi dari energi kimia yang terkandung pada bahan bakar menjadi energi mekanik pada poros mesin bakar. Jadi daya yang berguna akan langsung dimanfaatkan sebagai penggerak adalah daya pada poros. Proses perubahan energi dari mulai proses pembakaran sampai menghasilkan daya pada poros mesin bakar melewati beberapa tahapan dan tidak mungkin perubahan energinya 100%. Selalu ada kerugian yang dihasilkan dari selama proses perubahan, hal ini sesuai hukum termodinamika kedua yaitu "tidak mungkin membuat sebuah mesin yang mengubah semua panas atau energi yang masuk menjadi kerja". Jadi selalu ada "keterbatasan" dan "keefektifan" dalam proses perubahan, ukuran inilah yang dinamakan efisiensi. Kemampuan mesin bakar untuk merubah energi yang masuk yaitu bahan bakar sehingga menghasilkan daya berguna disebut kemampuan mesin atau prestasi mesin. Pada gambar 2 adalah penggambaran proses perubahan energi bahan bakar. Gambar 2. Keseimbangan Energi pada Mesin Bakar Pada mesin bakar tidak mungkin mengubah semua energi bahan bakar menjadi daya berguna. Dari gambar terlihat daya berguna bagiannya hanya 25% yang artinya mesin hanya mampu menghasilkan 25% daya berguna yang bisa dipakai sebagai penggerak dari 100% bahan bakar. Energi yang lainnya dipakai untuk menggerakkan asesoris atau peralatan bantu, kerugian gesekan dan sebagian terbuang ke lingkungan sebagai panas gas buang dan melalui air pendingin. Kalau digambar hukum termodinamika dua adalah sebagai berikut. ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-2

3 PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (V d). Sedangkan volume antara TMA dan kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (V c). Volume total (V t) ialah isi ruang antara torak ketika ia berada di TMB sampai tutup silinder. V t = V d + V c (1) Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan diameter silinder (D) dan panjang langkah torak (L) biasanya mempunyai satuan centimeter cubic (cc) atau cubic inch (cu.in). V d = luas lingkaran panjang langkah V d = πr 2 L V d = π ( 1 2 D) 2 L (2) Dengan demikian besaran dan ukuran mesin bakar menurut volume silinder tergantung dari banyaknya silinder yang digunakan dan besarnya volume silinder (Kiyuku & Murdhana 1998). Perbandingan Kompresi (Compression Ratio) Perbandingan kompresi (r) adalah mencirikan seberapa banyak campuran bahan bakar dan udara yang masuk silinder pada langkah hisap, dan yang dimampatkan pada langkah kompresi. Perbandingannya adalah antara volume langkah dan ruang bakar (Vd +Vc) yaitu pada posisi piston di TMB, volume ruang bakar (Vc) yaitu pada posisi piston di TMA, dapat dirumuskan persamaan; r = volume silinder pada posisi piston di TMB volume silinder pada posisi piston di TMA r = V d + V C V C = 1 + V d V C (3) Pada mesin diesel rasio kompresi lebih tinggi dibanding mesin bensin. Rasio kompresi semakin tinggi pada mesin diesel dibarengi kenaikan efisiensi. Kenaikan rasio kompresi akan menaikkan tekanan pembakaran, kondisi ini akan memerlukan material yang kuat sehingga bisa menahan tekanan temperatur tinggi. Material yang mempunyai kualitas tinggi harus dibuat teknologi tinggi dan harganya mahal, sehingga secara keseluruhan menjadi tidak efektif. Tekanan tersebut dinamai tekanan efektif rata rata yang diformulasikan sebagai, P e = W V L (4) dimana, W = Kerja (kj) V L = Volume langkah torak (m 3 ) Daya poros adalah daya efektif pada poros yang akan digunakan untuk mengatasi beban kendaraan. Dengan adanya bagian-bagian yang bergesekan waktu mesin bekerja, maka disini akan timbul kerugian daya. Kerugian daya ini dapat diperkecil adanya minyak pelumas yang baik atau sistem pelumasan yang sempurna. Tenaga indikator (Ni) dikurangi kerugian karena gesekan-gesekan akan menghasilkan daya efektif (Ne). Apabila putaran mesin inti n kali per menit ini berarti n/60 kali per detik. Kita telah mengetahui bahwa untuk mesin 4 langkah tiap dua putaran baru ada satu langkah kerja sehingga pada (n) putaran per menit jumlah langkah kerja ada n/2 tiap menit atau 1/2 x n/60 tiap detik. Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-3

4 Kinerja Mesin Diesel akibat Jadi tenaga (daya) mesin dapat ditulis: N e = 1 2 n 60 π 4 D2 P e l (kg.cm/detik) (5) untuk 1 DK (daya kuda) = 75 kgm/detik = 7500 kg cm/detik Maka tenaga mesin (daya) untuk 1 silinder dapat ditulis: N e = P e π 4 D2 l n mesin 4 tak (6) untuk mesin lebih dari satu silinder besarnya daya efektif N e = P e V l a n z (7) dimana, N e = Daya efektif (Hp) V L = Volume langkah torak (cm 3 ) n = Putaran mesin tiap menit P e = Tekanan efektif rata-rata (kg/cm 2 ) a = Jumlah langkah kerja, untuk mesin 2 tak = 1 = untuk 4 tak = ½ z = Jumlah silinder mesin Efisiensi thermis adalah ukuran besarnya pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk dirubah menjadi daya efektif (power). dimana, N t = 632 SFC H 100% (8) H = Nilai kalor untuk bahan bakar kcal/kg. SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik 632 kcal/jam 1 cal = 4,186 Joule 1 PS = 735,5 W = 735,5 Joule/s = 735,5 1 4, kcal/jam = 632 kcal/jam Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis. Pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah nilai kalornya (Kiyaku & Murdhana, 1998). Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) ditentukan dalam g/psh atau g/kwh dan lebih umum digunakan dari pada η t. Besar nilai SFC adalah kebalikan dari pada η t. Penggunaan bahan bakar dalam gram per jam Ne dapat ditentukan persamaan sebagai berikut: dimana, SFC = m f N e [kg/hp. h] (9) SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik (kg/hp.jam) Ne = Daya mesin (Hp) ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-4

5 PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Sedang nilai m f dapat dicari persamaan sebagai berikut, dimana, m f = b t ρ bb (10) b = Volume konsumsi bahan bakar (cc) t = Waktu (detik) ρ bb = Berat jenis bahan bakar (gram / cm 3 ) m f = Penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu. (Soenarta & Furuhama, 1995) Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah kalornya. Pembakaran dapat berlangsung sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil pembakaran berupa gas pembakaran saja. Jadi dapat disimpulkan bahwa pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat: 1) Kerugian panas dalam mesin jadi besar, sehingga efisiensi mesin menjadi turun. Usaha dari mesin turun pula pada penggunaan bahan bakar yang tetap. 2) Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas torak melekat pada alurnya, sehingga tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak. 3) Sisa pembakaran terdapat pula pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katup buang sehingga katup tidak dapat menutup rapat. 4) Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara torak dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga torak dan silinder mudah aus. Temperatur cairan pendingin pada sistem pendinginan terkandung operasi mesin. Pada umumnya efisiensi operasi yang tertinggi, adalah bila temperaturnya berkisar C. Sangat penting sekali bahwa temperatur yang mencapai batas optimal paling baik secepat mungkin dapat dicapai setelah mesin hidup. dirancang untuk mempertahankan temperatur cairan pendingin dalam batas yang diizinkan. adalah semacam katub yang membuka dan penutup secara otomatis sesuai kondisi temperatur cairan pendingin. dipasangkan di dalam rumah thermostat pada kepala silinder, antara cooler dan sirkuit pendingin mesin. Bila temperatur rendah katup menutup untuk mencegah agar tidak masuk ke cooler. Bila temperatur meningkat katup akan membuka dan demikian cairan pendingin mengalir ke cooler. Dengan demikian, periode pemanasan mesin dapat dibatasi dan memelihara suhu kerja mesin secara ekonomis. Dikenal dua macam thermostat, yaitu model bellow dan model wax. Pada model yang pertama, bellow tembaga diisi cairan yang mudah menguap (volatile liquid) seperti ethyl atau methyl alcohol. Apabila suhunya rendah, maka bellow akan mengerut dan menutup katup sehingga air yang mengalir menuju radiator terhenti. Dengan demikian sirkulasi air hanya terjadi pada mantel air sampai suhunya segera naik. Jika telah panas, volatile liquid akan memuai dan membuka katup. model wax banyak dipakai sangat ini, ia bekerja lebih baik dibanding jenis bellow, setelah ternyata bahwa model bellow kurang baik untuk sistem pendinginan tertutup atau sistem pendinginan tekan. model wax ini memiliki beberapa keistemewaan di banding model bellow. Pada umumnya sekarang ini banyak dipakai model wax. Cara kerjanya sama model bellow, hanya pada jenis ini digunakan sifat suhu ekspansi parafin untuk membuka dan menutup katupnya. Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-5

6 Kinerja Mesin Diesel akibat Gambar 3. Model Wax METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan pada Laboratorium Permesinan Kapal Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan. Proses penelitian dilakukan melakukan pengujian/percobaan langsung berdasarkan masalah yang akan dibahas. Bahan dan Alat Adapun bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut: 1. Tangki air 2 (dua) buah 2. Pompa untuk menyalurkan air 3. Air tawar sebagai pendingin mesin 4. Alat Pengukur debit air (flow motor) 5. Cooler sebagai alat pendingin mesin 6. Thermometer sebagai pengukur suhu 7. Stopwatch sebagai pengukur waktu 8. Tachometer sebagai alat untuk mengukur putaran mesin 9. Mesin Diesel Prosedur Percobaan Prosedur percobaan dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Air diisi ke dalam tangki menggunakan pompa listrik 2. Setiap thermometer di pasang pada tempatnya 3. Nyalakan mesin selama ± 15 menit 4. Catat temperatur air sebelum masuk ke cooler dan sesudah keluar dari cooler dan temperatur air sebelum masuk ke mesin diesel dan sesudah keluar dari mesin diesel serta temperatur udara gas buang. 5. Catat pemakaian bahan bakar dalam waktu 1 (satu) menit. 6. Pengambilan data dilakukan setiap 1 (satu) menit sebanyak 5 (lima) kali untuk bukaan throttle 30%, 7. Ulangi Percobaan 3 sampai 5 untuk bukaan throttle 40%, 50%, 60%, dan 70% HASIL DAN BAHASAN Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105A-3, terlebih dahulu kita harus memperhatikan peletakan thermostat pada mesin Nanchang, karena dalam pemasangan thermostat pada mesin ada dua macam yaitu thermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) dan thermostat yang letaknya di saluran air keluar (water outlet). Untuk pemasangan thermostat pada mesin Nanchang diletakkan di saluran air keluar, disebabkan instalasi perpipaannya lebih mudah daripada peletakan thermostat pada saluran air masuk. Pada bagian mesin Nanchang tidak memiliki tempat untuk thermostat sehingga digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat, cooler dan mesin Nanchang. Pipa yang digunakan berukuran ½ inci karena disesuaikan pipa yang ada pada mesin Nanchang dan cooler. Sebagaimana hasil dari percobaan mesin diesel Nanchang pada laboratorium kapal pada bukaan throttle %, maka prestasi mesin diesel Nanchang adalah sebagai berikut: ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-6

7 PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Tabel 1. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 30% 1. P suplai kg/cm 3 0,981 0, Temperatur udara masuk (T1) K 300, , Volume silinder (V1) cm , , Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm 2 95,871 96, Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm 2 95,871 96, Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm 2 2,057 2, Rasio kompresi (R) 26,730 26, K 1,393 1, Cp 1,016 1, Konstata gas (R) kj/kgk 0,287 0, Temperatur di titik 2 (T2) K 1.092, , Temperatur di titik 3 (T3) K 1.857, , Temperatur di titik 4 (T4) K 418, , Volume ruang bakar cm 3 43,820 43, Volume di titik 3 (V3) cm 3 74,494 74, Cv 0,729 0, Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0, , Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) kj 0, , Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm 3 8,207 8, Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0, Daya efektif dalam HP (Ne) HP 17,269 17, Daya efektif dalam kw (Ne) kw 12,877 12, Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm 3 19,160 19, Massa jenis bahan bakar ( bb) gram/cm 3 0,850 0, Waktu pemakaian (s) S 60,000 60, Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 0,977 0, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0, Efisiensi thermis ( ) 0,283 0,287 Tabel 2. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 40% 1. P suplai kg/cm 3 0,981 0, Temperatur udara masuk (T1) K 300, , Volume silinder (V1) cm , , Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm 2 95,552 95, Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm 2 95,552 95, Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm 2 2,056 2, Rasio kompresi (R) 26,730 26, K 1,393 1, Cp 1,016 1, Konstata gas (R) kj/kgk 0,287 0, Temperatur di titik 2 (T2) K 1.092, , Temperatur di titik 3 (T3) K 1.857, , Temperatur di titik 4 (T4) K 418, , Volume ruang bakar cm 3 43,820 43, Volume di titik 3 (V3) cm 3 74,494 74, Cv 0,729 0, Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0, , Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) kj 0, , Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm 3 8,207 8, Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0, Daya efektif dalam HP (Ne) HP 17,269 17, Daya efektif dalam kw (Ne) kw 12,877 12, Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm 3 19,160 19, Massa jenis bahan bakar ( bb) gram/cm 3 0,850 0, Waktu pemakaian (s) S 60,000 60,000 Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-7

8 Kinerja Mesin Diesel akibat Tabel 2. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 40% (lanjutan) 26. Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 0,977 0, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0, Efisiensi thermis ( ) 0,283 0,287 Tabel 3. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 50% 1. P suplai kg/cm 3 0,981 0, Temperatur udara masuk (T1) K 300, , Volume silinder (V1) cm , , Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm 2 95,389 95, Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm 2 95,389 95, Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm 2 2,056 2, Rasio kompresi (R) 26,730 26, K 1,393 1, Cp 1,017 1, Konstata gas (R) kj/kgk 0,287 0, Temperatur di titik 2 (T2) K 1.090, , Temperatur di titik 3 (T3) K 1.854, , Temperatur di titik 4 (T4) K 425, , Volume ruang bakar cm 3 43,820 43, Volume di titik 3 (V3) cm 3 74,494 74, Cv 0,730 0, Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0, , Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) kj 0, , Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm 3 8,136 8, Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0, Daya efektif dalam HP (Ne) HP 19,117 19, Daya efektif dalam kw (Ne) kw 14,256 14, Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm 3 21,300 21, Massa jenis bahan bakar ( bb) gram/cm 3 0,850 0, Waktu pemakaian (s) S 60,000 60, Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,086 1, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0566 0, Efisiensi thermis ( ) 0,282 0,286 Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60% 1. P suplai kg/cm 3 0,981 0, Temperatur udara masuk (T1) K 300, , Volume silinder (V1) cm , , Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm 2 95,209 95, Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm 2 95,209 95, Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm 2 2,055 2, Rasio kompresi (R) 26,730 26, K 1,392 1, Cp 1,019 1, Konstata gas (R) kj/kgk 0,287 0, Temperatur di titik 2 (T2) K 1.088, , Temperatur di titik 3 (T3) K 1.851, , Temperatur di titik 4 (T4) K 433, , Volume ruang bakar cm 3 43,820 43, Volume di titik 3 (V3) cm 3 74,494 74, Cv 0,732 0,731 ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-8

9 PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Tabel 4. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 60% (lanjutan) 17. Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0, , Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) kj 0, , Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm 3 8,057 8, Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0, Daya efektif dalam HP (Ne) HP 19,901 20, Daya efektif dalam kw (Ne) kw 14,840 14, Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm 3 22,580 22, Massa jenis bahan bakar ( bb) gram/cm 3 0,850 0, Waktu pemakaian (s) S 60,000 60, Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,151 1, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0579 0, Efisiensi thermis ( ) 0,277 0,279 Tabel 5. Prestasi Mesin Diesel Nanchang pada Bukaan Throttle 70% 1. P suplai kg/cm 3 0,981 0, Temperatur udara masuk (T1) K 300, , Volume silinder (V1) cm , , Tekanan di titik 2 (P2) kg/cm 2 94,989 95, Tekanan di titik 3 (P3) kg/cm 2 94,989 95, Tekanan di titik 4 (P4) kg/cm 2 2,054 2, Rasio kompresi (R) 26,730 26, K 1,392 1, Cp 1,020 1, Konstata gas (R) kj/kgk 0,287 0, Temperatur di titik 2 (T2) K 1.086, , Temperatur di titik 3 (T3) K 1.846, , Temperatur di titik 4 (T4) K 443, , Volume ruang bakar cm 3 43,820 43, Volume di titik 3 (V3) cm 3 74,494 74, Cv 0,733 0, Massa udara dalam silinder (Mud) kg 0, , Kerja yang dihasilkan persikllus dalam silinder (W) kj 0, , Tekanan efektif rata-rata (Pe) kg/cm 3 7,960 8, Untuk silinder 4 langkah nilai a 0,500 0, Daya efektif dalam HP (Ne) HP 20,379 20, Daya efektif dalam kw (Ne) kw 15,197 15, Konsumsi bahan bakar (Vbb) cm 3 25,170 25, Massa jenis bahan bakar ( bb) gram/cm 3 0,850 0, Waktu pemakaian (s) S 60,000 60, Penggunaan bahan bakar (mf) kg/h 1,284 1, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) Kg/Hp.jam 0,0630 0, Efisiensi thermis ( ) 0,254 0,257 Analisa yang dapat dilakukan dari tabel-tabel yang di atas dapat setelah diintegrasikan menjadi sebuah grafik adalah hubungan antara konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dan putaran mesin antara mesin diesel thermostat dan tanpa thermostat berbanding lurus. Semakin tinggi putaran mesin maka makin meningkat konsumsi bahan bakar spesifiknya. Mesin diesel tanpa thermostat memiliki SFC yang lebih besar yaitu sebesar 0,063 kg/hp.jam dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama, mesin diesel thermostat menghasilkan 0,0624 kg/hp.jam. Perbandingan putaran mesin dan konsumsi bahan bakar spesifik antara mesin diesel thermostat dan mesin diesel tanpa thermostat, bahwa putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih tinggi konsumsi bahan bakar spesifiknya (SFC). Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,965%. Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-9

10 Daya Efektif (Ne), hp Konsumsi B.B. Spesifik (SFC), kg/hp.h Kinerja Mesin Diesel akibat Tanpa thermostat Dengan thermostat Putaran Mesin (rpm) Gambar 4. Grafik Perbandingan antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dan Putaran Mesin Daya efektif putaran adalah tanpa thermostat maupun thermostat berbanding lurus. Semakin tinggi putaran mesin maka semakin tinggi pula daya efektifnya. Mesin diesel thermostat memiliki daya efektif yang lebih tinggi yaitu sebesar 20,511 Hp dan terjadi pada putaran 1022 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama untuk mesin diesel tanpa thermostat menghasilkan 20,379 Hp. Perbandingan daya efektif dan putaran mesin antara mesin diesel tanpa thermostat mesin diesel thermostat, bahwa putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih rendah daya efektifnya. Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,64%. Putaran Mesin (rpm) Tanpa thermostat Dengan thermostat Gambar 5. Grafik Perbandingan antara Daya Efektif (Ne) dan Putaran Mesin Efisiensi thermis putaran adalah tanpa thermostat dan thermostat semakin tinggi putaran mesin semakin rendah efisiensi thermisnya. Efisiensi tertinggi dari yang mesin diesel thermostat terjadi pada putaran rendah 742 rpm sebesar 0,287 dan kemudian menurun seiring naiknya putaran mesin. Pada putaran yang sama, efisiensi yang mesin diesel tanpa thermostat sebesar 0,284. Perbandingan putaran mesin dan efisiensi thermis tanpa thermostat dan mesin diesel thermostat, bahwa putaran mesin yang sama, mesin diesel tanpa thermostat lebih rendah efisiensi thermalnya. Untuk putaran tertinggi terdapat perbedaan 0,965 %. ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-10

11 Efisiensi Thermis (η t), PROS ID I NG 2012 HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Putaran Mesin (rpm) Tanpa thermostat Dengan thermostat Gambar 6. Grafik Perbandingan antara Efisiensi Thermis (Η t) dan Putaran Mesin SIMPULAN Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisa data dapat disimpulkan bahwa: 1. Dalam pemasangan thermostat pada mesin Nanchang 2105 A-3, digunakan pipa sebagai penyambung antara thermostat dan mesin Nanchang 2105 A-3, dimana pipa yang digunakan pipa besi yang berukuran ½ inci disebabkan kita menyesuaikan pipa yang ada di mesin Nanchang dan cooler. 2. Dalam penentuan prestasi mesin Nanchang baik yang menggunakan thermostat maupun tanpa thermostat, yang harus diperhatikan putaran, daya konsumsi bahan bakar spesifik, dan efisiensi thermis. Prestasi mesin Nanchang thermostat temperatur kerja lebih efisien dibandingkan mesin Nanchang tanpa thermostat dalam percobaan ini adalah pada putaran 1022 rpm untuk mesin tanpa thermostat, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,063 kg/hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,379 Hp, serta efisiensi thermal 0,254. Sedangkan untuk mesin thermostat pada putaran 1022 rpm, menunjukkan konsumsi bahan bakar spesifik 0,0624 kg/hp.jam, dan menghasilkan daya mesin 20,511 Hp, serta efisiensi thermal 0,257. Perbedaan persentase diantara keduanya adalah konsumsi bahan bakar spesifik 0,97%, daya mesin 0,64%, dan efisiensi thermal 0,64%. Hal ini disebabkan karena pada mesin Nanchang thermostat, emisi gas buangnya yang ditimbulkan minimum. DAFTAR PUSTAKA Holman, J.,P., (1997), Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta. Karyanto, E., (2000), Panduan Reparasi Mesin Diesel, Pedoman Ilmu Jaya, Jakarta. Kreith, Frank, (1997), Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas, Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta. Ozisik, Necati, M., (1985), Heat Transfer a Basic Approach, McGraw-Hill Book Company. Rahmat, Doni, Widodo, & Karnowo, (2008), Teori Mesin Diesel, Semarang. Sukoco, & Zainal, Arifin, (2008), Teknologi Motor Diesel, Alfabeta, Bandung. Wiranto, Arismunandar, & Koichi, Tsuda, (1986), Motor Diesel Putaran Tinggi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Volume 6 : Desember 2012 Group Teknik Perkapalan ISBN : TP3-11

12 Kinerja Mesin Diesel akibat ISBN : Group Teknik Perkapalan Volume 6 : Desember 2012 TP3-12