PETUNJUK PRAKTIKUM MESIN KAPAL JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN MARINE ENGINEERING
DAFTAR ISI 1. PENDAHULUAN... 1 2. TUJUAN PENGUJIAN... 1 3. MACAM MACAM PERALATAN UJI... 2 4. INSTALASI PERALATAN UJI... 5 5. DASAR TEORI... 5 6. MACAM DAN CARA PENGUJIAN... 8 7. DATA MOTOR DIESEL... 9 8. TABEL DATA PENGUJIAN... 10 9. TABEL DATA PENGUJIAN VARIABLE / CONSTANT SPEED... 13 10. DIAGRAM KERAPATAM MASSA AIR... 15 11. DIAGRAM Cp/R = f(t) UNTUK UDARA DAN GAS PEMBAKAR... 16
1. PENDAHULUAN Motor bakar merupakan salah satu penggerak yang banyak digunakan sifat dan perilaku motor bakar bisa dilihat dari hasil hasil pengujian motor bakar tersebut, yang berkaitan dengan : Neraca energinya Grafik grafik prestasinya Getaran yang ditimbulkan Pengaruh gas buang terhadap lingkungan Dengan mengetahui pengambilan data, proses pembahasan dan hasil pembahasan tentang neraca energy dan grafik grafik prestasi maupun dengan memperbandingkan diantara motor motor bakar yang ada, akan menambah feeling dan persepsi kita tantang penampilan motor bakar. 2. TUJUAN PENGUJIAN Pengujian motor bakar bertujuan untuk melihat unjuk kerja dari motor, yang berkaitan dengan fungsinya sebagai tenaga penggerak. Sesuai dengan macamnya, tujuan percobaan adalah : 2.1. Melihat keseimbangan energy yang terdapat dalam suatu mesin, termasuk didalamnya : Energy yang diubah menjadi kerja efektif. Energy yang dibuang lewat pembuangan Energy yang dibuang lewat pendinginan Energy yang hilang akibat gesekan 2.2. Mengetahui karakteristik suatu mesin, dengan penggambaran grafik grafik unjuk kerja dari mesin tersebut. Kurva kurva unjuk kerja meliputi : Daya vs putaran Torsi vs putaran BMEP vs putaran SFC vs putaran η Thermis vs putaran Torsi vs daya mesin BMEP vs daya SFC vs daya η Thermis vs daya 1
3. MACAM MACAM PERALATAN UJI Pengujian untuk melihat karakteristik motor dilakukan pembebeanan dengan peralatan dynamometer. Macam macam dynamometer adalah : 3.1. Pronny brake Dynamometer Gambar 1 Pronny brake dynamometer Terdiri dari roda yang dikopel langsung dengan menggunakan kopling serta rem yang dapat bergerak secara fleksibel, diatur oleh baut pengatur lengan dari brake dihubungkan dengan penimbang yang berguna untuk mengetahui besarnya daya tekan. Jika motor berputar, dan baut penekan dikeraskan, akan timbul gaya lawan yang merupakan momen puntir yang dihasilkan oleh Pronny brake. 3.2. Water Brake Dinamometer Terdiri dari rotor bersudu kopel dengan putaran poros motor, serta stator yang mempunyai dua buah lengan, yaitu lengan pertama sebagai alat keseimbangan dan lengan kedua mempunyai tempat untuk meletakkan beban. 2
Gambar 2 Water brake type viscous 3.3. Fan brake Dinamometer Propeller atau fan dapat dipakai pembebanan dalam pengujian menerus, dimana ketelitian pembebanan kurang diperlukan. Gambar 3 Fan brake dinamometer 3
Dimana Fan diletakkan pada poros motor. Prinsip pemindahan daya dan fan brake ialah daya output yang memutar fan ditahan oleh udara, sehingga menggeser motor yang ditahan oleh penumpu. 3.4. Eddy Current Dynamometer Pada Eddy Current Dynamometer, pengujian didapatkan dengan jalan memutar medan magnit. Tegangan medan dikontrol dengan variasi arus yang menembus deretan lokasi coil yang ditimbulkan oleh Disc. Berputarnya disc mengakibatkan memotong konduktor medan magnit. Induksi magnit yang tidak bisa keluar dari sirkuit akan menimbulkan panas. 4
Gambar 4 Eddy current dynamometer 3.5. Electrical Dynamometer Generator listrik dapat digunakan untuk membebani listrik. Beban yang bekerja dapat diketahui dengan mengukur output generator, dengan memperhitungkan efisiensi generator. Karena efisiensi tergantung dari beban, kecepatan dan temperature,maka cara pembebanan yang demikian kurang sesuai untuk dipakai pada laboratorium mesin guna mendapatkan pengukuran yang teliti. 4. INSTALASI PERALATAN UJI Motor diesel uji, dihubungkan dengan sistem pendingin oleh pipa pipa. Instalasi pendingin dibantu oleh dua penukar panas, untuk pelumas dan pendingin mesin. Penukar panas didinginkan oleh air yang didinginkan dalam cooling tower. Hubungan untuk instalasi tersebut ditunjukkan dalam pada halaman enam. 5. DASAR TEORI Secara umum teori yang mendasari pengujian motor bakar ini mata kuliah motor bakar dalam thermodinamika. 5
Dari kedua mata kuliah tersebut, khususnya mengenai bahasan : Daya. Effisiensi thermis. Effisiensi mekanis. Effisiensi volumetric. Pemakaian bahan bakar spesific. Tekanan effective rata rata. Siklus. Neraca energy. Nilai kalor bahan bakar. 6
7
6. MACAM DAN CARA PENGUJIAN Seperti disebutkan dalam titik satu (tentang tujuan pengujian), terdapat dua pokok pengamatan, yaitu mengamati : Keseimbangan energi dari suatu motor Grafik grafik prestasi 6.1. Keseimbangan Energi Dalam motor bakar dalam terlihat, bahwa tidak semua nilai kalor hasil pembakaran dirubah menjadi kerja indicator, yang selanjutnya dirubah menjadi daya poros, setelah terjadi kerugian kerugian gesekan pada : dinding silinder, bantalan bantalan, roda gigi dan kerugian untuk menggerakkan pompa bahan bakar generator, pompa air, karup dn sebagainya. Dari grafik grafik prestasi terlihat bahwa paling banyak 50% dari nilai kalor yang dirubah menjadi kerja indicator. Pengujian dilakukan dalam dua putaran mesin yang masing masing putaran diterapkan tiga pembebanan. Dalam masing masong kondisi pembebanan dan putaran tersebut diambil data data percobaan seperti yang terdapat dalam tabel perhitungan. Tahap pengujian : a. Pengujian dilakukan pada dua putaran awal yang ditentukan (misalnya 500 dan 700 rpm). b. Tentukan putaran mesin (misalnya 500 rpm) pada kondisi tanpa beban. c. Terapkan pembebanan pada mesin dengan mempertahankan putarn tetap. d. Pengamatan dilakukan, (sesuai dengan tabel pengamtan). e. Pembebanan ditambah bertahap, dengan tetap mempertahankan putaran. f. Titik b,c,d,e, dilakukan juga pada putaran yang berbeda. 6.2. Grafik grafik Prestasi 6.2.1. Pengujian Pada Putaran Berubah Pengujian pada putaran berubah dilakukan dalam interval putaran. Dengan tahapan kenaikan putaran dalam interval tersebut, pada masingmasing posisi pembeban. Tahapan pengujian sebagai berikut : a. Naikkan putaran mesin pada suatu putaran tertentu. b. Tentukan pembebanan yang dikehendaki, dengan mempertahakan putaran tersebut. 8
c. Amti data data percobaan yang diperlukan )seperti yang terdapat dalam tabel pengamatan). d. Pengamatn dilakukan sebanyak tiuga kali. e. Dengan pembebanan tetap, dalam naikkan putaran mesin dalam tahapantahapan yang dikehendaki, dalam interval putaran yang ditentukan. f. Penagamtan seperti pada point c di;akukan pada setiap tahunanputaran dengan keadaan b. 6.2.2. Pengujian Pada Putaran Tetap Tahapan tahapan pengujian putaran tetap sebagai berikut : a. Putaran mesin ditetapkan misalnya 500 dan 700 rpm b. Pembebanan dilakukan secara bertingkat (paling sedikit lima macam pembebanan) c. Pada masing masing pembebanan dilakukan pengamatan data data (seperti dalam tabel/formulir pengamatan). d. Tahapan pengujian pada titik b dan c dilakukan pada masing masing putaran yang ditetapkan (500 dan 700 rpm) 7. DATA MOTOR DIESEL PERCOBAAN MOTOR DIESEL Pabrik : Hamburger Motorenwerke Carl Jastram Konstruksi Motor : Motor Garis 3 silinder 4 langkah Tipe Motor : KRG 3 Daya Nominal : N o =66 KW dengan 800 min 1 Diameter Silinder : D=180 mm Langkah Torak : s=230 mm Volume Langkah : V L =0,01755 m 3 = 17.55 L 9
8. TABEL DATA PENGUJIAN
9. TABEL DATA PENGUJIAN VARIABLE / CONSTANT SPEED
10. DIAGRAM KERAPATAM MASSA AIR
11. DIAGRAM Cp/R = f(t) UNTUK UDARA DAN GAS PEMBAKAR