BASIC ENGINE Drs.RUSMAN HADI

BASIC ENGINE PENGERTIAN KLASIFIKASI ENGINE PERBEDAAN ENGINE GASOLINE & DIESEL PERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAH UNSUR-UNSUR PEMBAKARAN PROSES KERJA (SIKLUS) PERFORMANCE ENGINE ENGINE SYSTEM

PENGERTIAN Engine adalah sebuah alat pengubah energi panas Heat Energy (heat energy) menjadi energi gerak (mechanical energy). Yaitu dengan melalui proses pembakaran (combustion process). Heat Energy Mechanical Energy

KONSEP PERUBAHAN ENERGI

KLASIFIKASI ENGINE

PERBEDAAN DIESEL ENGINE & GASOLINE ENGINE

PERBEDAAN GASOLINE & DIESEL Tabel Perbedaan antara Gasoline & Diesel Engine

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

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.

PERBEDAAN ENGINE 2 & 4 LANGKAH Prinsip kerja engine 2 & 4 langkah adalah sama, yakni: pengisapan, kompresi, power (kerja), dan pembuangan. Sedangkan perbedaannya pada jumlah putaran crank- shaft per siklus yang menghasilkan kerja. 2 Langkah: Dua kali langkah piston - satu kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja. 4 Langkah: Empat kali langkah piston - dua kali putaran crankshaft - menghasilkan satu kali langkah kerja.

UNSUR-UNSUR PEMBAKARAN Syarat terjadinya pembakaran yaitu adanya 3 unsur, yakni: udara, bahan bakar dan panas. Air + Fuel + Heat = Combustion

PROSES PEMBAKARAN ENGINE ELEMENTS AIR FUEL HEAT STROKE INTAKE COMPRESSION POWER EXHAUST COMBUSTION HEAT WORK + =

UDARA Lapisan Atmosfer mengandung: * 21% Oksigen * 78% Nitrogen * 1% Lain-lain

Syarat Udara Sejuk/kelembaban Temperatur Udara yang dibutuhkan dalam pembakaran pada engine adalah yang mempunyai kerapatan (density) yang tinggi, sehingga banyak mengandung O2.. Faktor yang mempengaruhi density udara: Sejuk/kelembaban Temperatur

BAHAN BAKAR (FUEL)

BAHAN BAKAR (FUEL)

PERBANDINGAN UDARA & BB

TABEL CALORIFIC VALUE

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.

Proses Terjadinya Panas Udara yang dihisap oleh ruang bakar kemudian dikompresikan, karena adanya penyempitan ruang maka molekul-molekul udara saling bergesekan yang akan menimbulkan panas.

PROSES KERJA (SIKLUS)

SIKLUS KERJA Siklus kerja engine empat langkah adalah: Intake stroke Compression stroke Power stroke Exhaust stroke

INTAKE STROKE

Intake Piston bergerak dari TDC ke BDC Intake valve membuka & exhaust valve menutup Udara luar terhisap (karena di dalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi)

EFISIENSI VOLUMETRIK

Efisiensi Volumetrik adalah persentase pemasukan udara yang dihisap terhadap volume ruang bakar yang tersedia.

PENGISAPAN Gasoline Engine Pada gasoline engine yang dihisap adalah Udara + Bahan bakar. Diesel Engine Pada diesel engine yang dihisap adalah Udara murni.

COMPRESSION STROKE

Compression Piston bergerak dari BDC ke TDC Kedua valve menutup Udara dikompresikan Panas (karena ruangnya dipersempit)

Grafik hubungan tekanan & temperatur kompresi 0 4 8 12 16 18 24 28 32 20 60 80 100 120 40 200 400 800 1000 1200 600 PERBANDINGAN KOMPRESI TEKANAN KOMPRESI (kg/cm2) TEMPERATUR UDARA (Oc) Grafik hubungan tekanan & temperatur kompresi

POWER STROKE

Power Gas sisa pembakaran mengembang (ekspansi karena panas, yang menyebabkan gaya dorong) Kedua valve menutup Piston terdorong turun ke BDC

EXHAUST STROKE

Exhaust Piston bergerak dari BDC ke TDC Exhaust valve membuka Gas sisa pembakaran terbuang (melalui exhaust valve & exhaust manifold)

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.

PERFORMANCE ENGINE

Kemampuan (performance) engine dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: 1. Displacement (volume langkah total) 2. Compression ratio 3. Efisiensi panas

Volume Langkah Total Volume langkah adalah volume yang terjadi Volume langkah total besarnya sudah ditentukan (fix) dari manufacturer. Volume langkah adalah volume yang terjadi bila piston bergerak dari TDC sampai BDC. Sedangkan volume total sebuah engine adalah volume langkah dikalikan dengan jumlah keseluruhan silindernya.

Perhitungan VL =   . D2 . L . n Keterangan: VL = Volume langkah total (Displacement)………cc D = Diameter silinder ……………………………cm L = Langkah piston (stroke) …………………….cm n = Jumlah silinder

Length of Stroke Diameter of bore Stroke Volume

Compression Ratio Perbandingan Kompresi (Compression ratio) adalah perbandingan volume antara pada saat posisi BDC dan TDC.

Yang mempengaruhi besarnya perbandingan kompresi adalah: a. Panjang langkah piston b. Bentuk cylinder head c. Design bentuk piston crown

Efisiensi Panas Efisiensi panas suatu engine adalah perbandingan panas yang diubah menjadi kerja efektif terhadap panas yang dihasilkan oleh pembakaran.

Keseimbangan Panas Proses pembakaran di dalam cylinder menghasilkan panas. Panas tersebut ada yang diubah menjadi tenaga efektif dan sebagian lagi hilang.

Persentase Distribusi Panas Effective work Exhaust loss Cooling loss Mechanical loss

Heat generated A C B Losses Heat Effective Heat A : Exhaust loss 30% B : Cooling loss 30% C : Mechanicals loss 7%

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.

Perbandingan Efisiensi Panas

Firing Order Untuk engine yang jumlah cylinder lebih dari 2 mempunyai urutan penyalaan tertentu yang disebut firing order.

Contoh: Engine 4 Cylinder Dengan FO : 1 - 3 - 4 - 2

Bentuk Crankshaft 2 3 4 1 1/4 2/3

1/6 5/2 3/4 6 Cylinder FO : 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4

Penyebaran Power 1 3 4 2 P E I C Cyl 0o 360o 540o 720o 180o