Basic engine
-
Upload
dicky-wahyudi -
Category
Automotive
-
view
71 -
download
1
Transcript of Basic engine
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 2
• Delivery Trucks• Passenger Bus• Yard Tractors• Etc.
Sejak 1991 automotive engines are turbocharged and charge air cooled
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 3
• Number of Cylinder (s)Number of Cylinder (s)• Engine SeriesEngine Series• Aspirated MethodAspirated Method• Engine DisplacementEngine Displacement
Nomenclature Content
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 4
BASIC ENGINEBASIC ENGINE
• PENGERTIANPENGERTIAN• KLASIFIKASI ENGINEKLASIFIKASI ENGINE• PERBEDAAN ENGINE GASOLINE & DIESELPERBEDAAN ENGINE GASOLINE & DIESEL• PERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAHPERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAH• UNSUR-UNSUR PEMBAKARANUNSUR-UNSUR PEMBAKARAN• PROSES KERJA (SIKLUS)PROSES KERJA (SIKLUS)• PERFORMANCE ENGINEPERFORMANCE ENGINE• ENGINE SYSTEMENGINE SYSTEM
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 5
PENGERTIAN
Engine: Adalah sebuah alat pengubah energi panas (heat energy) menjadi energi gerak (mechanical energy). Melalui proses pembakaran (combustion process).
Heat Energy Mechanical Energy
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 7
KLASIFIKASI ENGINEENGINE
Internal CombustionEngine
External CombustionEngine
Jet engine
ReciprocatingPiston
RotaryWankel
Turbin Uap
Turbin Gas
Mesin Uap
Diesel Engine Gasoline/Gas Engine
Two Stroke Four Stroke Two Stroke Four Stroke
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 8
I T E M GASOLINE DIESELSiklus Pembakaran Siklus OTTO Siklus SABATHE
Perbandingan Kompresi
Rendah (6:1 – 10:1) Tinggi (12:1 – 23:1)
Metode Pemasukan Fuel + Udara Udara
Bahan Bakar Bensin Solar
Metode Penyalaan Busi (spark plug) Kompresi
Sistem Bahan Bakar Karburator Pompa Injeksi + Injektor
Efisiensi Panas Rendah (25 – 30%) Tinggi (30 – 37%)
Getaran & Suara Kecil Besar
Konstruksi Ringan Berat
PERBEDAAN GASOLINE & DIESEL
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 9
KEUNTUNGAN DIESEL VS GASOLINE
• Pemakaian bahan bakar lebih hemat, karena efisiensi panas lebih tinggi
• Daya tahan operasional lebih lama
• Gangguan lebih sedikit, karena tidak ada sistem pengapian
• Momen yang dihasilkan lebih tinggi
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 10
KEKURANGAN DIESEL VS GASOLINE
• Karena tekanan kompresi tinggi, menimbulkan getaran dan suara yang lebih besar
• Bahan& konstruksi lebih rumit dan kuat, agar dapat tahan pada kompresi tinggi, sehingga bobot persatuan-HP lebih berat
• Perawatan sistem bahan bakar lebih rumit
• Membutuhkan kapasitas baterai & motor starter lebih besar, agar dapat memutar crankshaft dengan kompresi tinggi.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 12
PERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAH
• pengisapan, kompresi, power (kerja), dan pembuangan.• Sedangkan perbedaannya pada jumlah putaran crank- shaft per siklus yang menghasilkan kerja.
• Engine 2 Langkah:
Dua kali langkah piston - satu kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja.
• Engine 4 Langkah:
Empat kali langkah piston - dua kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja.
Kerja engine 2 & 4 langkah adalah sama, yakni:
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 13
UNSUR-UNSUR PEMBAKARAN
Syarat terjadinya pembakaran yaitu adanya 3 unsur,yakni: udara, bahan bakar dan panas.
Air + Fuel + Heat = Combustion
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 14
PROSES PEMBAKARAN ENGINE
ELEMENTSAIRFUELHEAT
STROKEINTAKECOMPRESSIONPOWEREXHAUST
COMBUSTION
HEAT
WORK
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 15
UDARA
7821
7821
7821
7821
Lapisan Atmosfermengandung:* 21% Oksigen* 78% Nitrogen* 1% Lain-lain
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 16
Syarat Udara
Sejuk/kelembabanTemperatur
Udara yang dibutuhkan dalam pembakaran pada engine adalah yang mempunyai kerapatan (density) yang tinggi, sehingga banyak mengandung O2..
Faktor yang mempengaruhi density udara:
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 21
TABEL CALORIFIC VALUE
JENISBAHAN BAKAR
Gross CalorificValue
Minyak tanahMinyak solarMinyak dieselMinyak bakar
19.740 btu/lb19.570 btu/lb19.140 btu/lb18.635btu/lb
Sumber: Buku Bahan Bakar Pertamina
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 23
PANAS (HEAT)
Gasoline, Panas pada engine gasoline diperoleh dari letikan bunga api spark plug.
Diesel Panas pada engine diesel diperoleh dari udara yang dikompresikan dalam ruang bakar.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 25
Proses Terjadinya Panas
Udara yang dihisap oleh piston didalam silinder
kemudian dikompresikan,dan karena adanya
penyempitan ruang maka molekul-molekul udara
saling bergesekan dan menimbulkan panas.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 26
SIKLUS KERJA
Intake strokeCompression strokePower strokeExhaust stroke
Siklus kerja engine empat langkahadalah:
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 28
Intake
Piston bergerak dari TDC ke BDC
Intake valve membuka & exhaust valve
menutup
Udara luar terhisap
(karena di dalam ruang bakar kevakumannya lebih
tinggi)
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 32
Efisiensi Volumetrik adalah
persentase pemasukan udara
yang dihisap terhadap volume
ruang bakar yang tersedia.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 33
PENGISAPAN
Gasoline Engine Pada gasoline engine yang dihisap adalah Udara + Bahan bakar.
Diesel Engine Pada diesel engine yang dihisap adalah Udara murni.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 35
Compression
Piston bergerak dari BDC ke TDC
Kedua valve menutup
Udara dikompresikan dan terjadi
Panas (karena ruangnya dipersempit)
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 38
0 4 8 12 16 18 24 28 32
20
60
80
100
120
40
200
400
800
1000
1200
600
PERBANDINGAN KOMPRESI
TE
KA
NA
N K
OM
PR
ES
I (k
g/cm
2 )
TE
MP
ER
AT
UR
UD
AR
A (
Oc)
Grafik hubungan tekanan & temperatur kompresi
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 40
Langkah Kerja / Power Stroke
Gas pembakaran mengembang
(ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya dorong)
Kedua valve menutup
Piston terdorong turun ke BDC
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 44
LANGKAH BUANG / EXHAUST STROKE
Piston bergerak dari BDC ke TDC
Intake valve menutup
Exhaust valve membuka
Gas sisa pembakaran terbuang
(melalui exhaust valve & exhaust manifold)
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 46
VALVE OVER LAPPING
Over-lapping adalah kondisi kedua valve
(intake & exhaust) membuka secara
bersama-sama (simultan).
Fungsi Over-lapping:
a. Proses pembilasan ruang bakar
b. Membuka intake port lebih awal,
sehingga pemasukan udara lebih
banyak.
By. ABIGAIN PAKPAHAN 5012/02/14
1. Displacement (volume langkah total)
2. Compression ratio
3. Efisiensi panas
KEMAMPUAN (Performance) ENGINE DIPENGARUHI OLEH BEBERAPA FAKTOR, ANTARA LAIN:
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 51
VOLUME LANGKAH TOTAL
Volume langkah total besarnya sudah ditentukan (f ix)dari manufacturer.
Volume langkah adalah volume yang terjadi bila piston bergerak dari TDC sampai BDC.
Sedangkan volume total sebuah engineadalah volume langkah dikalikan denganjumlah keseluruhan sil indernya.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 52
Perhitungan
VL = π . D2 . L . n
Keterangan:VL = Volume langkah total (Displacement)…… … ccD = Diameter silinder …………………………… cmL = Langkah piston (stroke) ……………………. cmn = Jumlah silinder
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 54
PERBANDINGAN KOMPRESI / COMPRESSION RATIO
Perbandingan Kompresi (Compression ratio)
adalah perbandingan volume antara
pada saat posisi BDC dan TDC.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 56
a. Panjang langkah piston
b. Bentuk cylinder head
c. Design bentuk piston crown
YANG MEMPENGARUHI BESARNYAPERBANDINGAN KOMPRESI
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 57
EFISIENSI PANAS
Efisiensi panas suatu engine adalah
perbandingan panas yang diubah menjadi
kerja efektif terhadap panas
yang dihasilkan oleh pembakaran.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 58
KESEIMBANGAN PANAS
Proses pembakaran di dalam cylinder
menghasilkan panas. Panas tersebut ada
yang diubah menjadi tenaga efektif dan
sebagian lagi hilang.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 59
PERSENTASE DISTRIBUSI PANAS
Effective work
Exhaust loss
Cooling loss
Mechanical loss
By. ABIGAIN PAKPAHAN 6012/02/14
Heat generated
A
CB
LossesHeat
Effective Heat
A : Exhaust loss 30%B : Cooling loss 30%C : Mechanicals loss 7%
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 61
Penjelasan
Effective Work Jumlah panas yang efektif menjadi tenaga putar pada crankshaft
Exhaust Loss Jumlah panas yang hilang bersama gas buang
Cooling Loss Engine harus memberikan panas yang terus-menerus, dan untuk mencegah over-heating engine harus didinginkan dengan coolant & oil. Panas yang hilang akibat pendinginan disebut cooling loss.
Mechanical Loss Panas yang hilang akibat untuk menggerakkan aksesoris, seperti: pompa-2, valve dan kerugian gesekan.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 62
Perbandingan Efisiensi Panas
Item Gasoline Diesel
Effective Work 24% - 30% 30% - 37%
Exhaust loss 35% 30%
Cooling loss 30% 30%
Mechanicals loss 7% 7%
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 63
URUTAN PENYALAAN/FIRING ORDER
Untuk engine yang jumlah cylinder lebih
dari 2 mempunyai urutan penyalaan tertentu
yang disebut f ir ing order.
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 64
Contoh:
Engine 4 Cylinder
Dengan FO : 1 - 3 - 4 - 2
Engine 6 Cylinder
Dengan FO : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 66
1/6
5/2 3/4
6 CylinderFO : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4
FORMASI POROS ENGKOL UNTUK 6 SILINDER
12/02/14 By. ABIGAIN PAKPAHAN 67
1
3
4
2
P
E I
P
C
C
I
C
E
EP
E C
P
I
I
Cyl 0o 360o 540o 720o180o
Penyebaran Power