GEOMETRI DAN PRESTASI MOTOR BAKAR TORAK

Internal Combustion (IC) engine termsTDC (TMA): saat piston berada di puncak dari langkah dengan sisa, atau volume terkecil, yang tersisa pada silinder.BDC (TMB): Saat piston berada di dasar dari langkah dengan volume yang terbesar (maximum volume).Stroke (langkah): perpindahan piston bergerak dari TDC ke BDC.Bore: dimeter silinder

TerminologyBore = dStroke (Langkah)= svolume langkah/displacement volume

DV =

Volume sisa/Clearance volume = CV Rasio kompresi/Compression ratio = r

Rasio kompresi (compression ratio) selalu didefinisikan sebagai Perbandingan volume (bukan tekanan).

Siklus 4 dan 2 langkahPada mesin 4 langkah, untuk menyelesaikan 1 siklus secara lengkap memerlukan 2 putaran poros engkol (crankshaft)Sedangkan pada mesin 2 langkah untuk menyelesaikan 4 proses siklus (Pemasukan, kompesi, kerja/tenaga dan pengeluaran) dilakukan dalan 1 putaran poros engkol (crankshaft).

Pemasukan (Intake). Selama langkah pemasukan, piston bergerak turun menghisap udara dan uap bahan bakar. Pada langkah ini katup pemasukan terbuka oleh cam/lifter (tidak digambarkan)Pamampatan (Compression). Pada langkah ini piston naik dan semua katup tertutup. Tekanan didalam silinder meningkat. Piston dapat bergerak keatas karena gaya momentum dari roda gaya (Flywheel)Tenaga (Power). Saat mendekati puncak langkah kompresi, busi menyala. Menyalakan bahan bakar yang telah terkompresi. Gas yang terbakar mengembang mengdorong piston kebawahPembuangan (Exhaust). Pada saat piston dibagian bawah langkah tenaga, katup pembuangan dibuka oleh mekanisme cam/lifter. Selanjutnya piston bergerak keatas membuang sisa gas pembakaran dari silinder4 Cycle Process

Pada animasi ini juga diilustrasikan sistem pengapian sederhana yang menggunakan platina (breaker points), coil, condenser, dan aki (battery).Pada motor bensin 4 langkah yang lebih besar biasanya terdiri dari lebih dari satu silinder. Hal ini dilakukan pembakaran lebih efektif, memperkecil roda gaya dan memudahkan starterMotor ini dapat dibagi berdasarkan bentuk camshaft (dual, overhead, etc.), ataupun posisi letak silindernya (segaris, V, flat/boxer, radial dll)Kadang-kadang juga dilengkapi dengan perlengkapan seperti fuel injection, turbochargers, multiple valves, etc.Engine Running

Representing Reciprocating Engine PerfomanceGaya yg terjadi di atas piston :

Kerja yang dilakukan : W = F.S

Daya yang dihasilkan tiap silinder : N = W.n.adimana n = putaran engkol (rpm) dan a = untuk 4 langkah dan 1 untuk 2 langkahPmF

Representing Reciprocating Engine PerfomanceContoh :Sebuah motor torak 4 langkah 4 silinder memiliki d x s = 54 x 56 mm, hitung berapa daya yang dihasilkan apabila motor tersebut berputar pada 2000 rpm dengan tekanan rata-rata diatas torak sebesar 30 N/m2PmF

Representing Reciprocating Engine PerfomanceEff.thermal: perbandingan energi indikasi dgn energi bahan bakar: Ef.th = Ni/NbbEff.mekanik: perbandingan energi berguna dgn energi indikasi : ef.m = Ne/NiSehingga; Ng=Ni Ne

Power1 PS = 75 kgfm/s = 0.9859 HP = 0.7355 kW1 m/s

75 kg1 m

HP ( HORSE POWER ) = 550 Feet/s 1 lb = 167.64m/s 0.4535924 kg = 76.0422994 kg m/s = 0.745974 kWPS ( PFERDE STRKE ) = 1 m/s 75 kg = 75 kg m/s = 0.73575 kW

Beberapa definisi tentang prestasiDaya yang berguna adalah daya porosDaya poros dibangkitkan oleh daya indikasi yang merupakan daya gas pembakaran yang menggerakkan torakUntuk mengetahui daya poros digunakan dinamometer untuk mengukur moment dan takometer untuk kecepatan putar poros engkol sehingga daya poros dihitung dengan :Ne = 2.n.T

T:torsi (m.kg) dan n : putaran (rpm)Sehingga efesiensi mekanik dihitung dengan :

Sedangkan pemakaian bahan bakar spesifik adalah ukuran ekonomi pemakaian bahan bakar yang terpakai per satuan waktu untuk setiap daya yang dihasilkan dihitung dengan:

besarnya daya mesin yang dipakai untuk menggerakkan berat beban (engine, mesin) disebut dengan PWR (power to weight ratio) dihitung dengan :

Contoh Mesin bensin 4 langkah menghasilkan 40 bhp (brake horse power) dengan efesiensi thermal 40% pada putaran 2000 rpm. Konsumsi bahan bakar 0,1 kg/s. Asumsi nilai kalor bahan bakar 1000 kJ/kg.NiNgEff.mekanikpemakaian bahan bakar spesifik

Diagram Prestasi Motor BensinPrestasi motor bensin biasanya dapat dinyatakan dalam diagram prestasi yang memuat dua hal penting yakni torsi dan tenagaTorsi merupakan daya poros yang menggerakkan beban diukur dengan menggunakan alat dynometerTorsi erat kaitannya dengan pemakaian bahan bakar efektifEngine bekerja paling efesien pada putaran torsi maksimunyaSedangkah tenaga (power) merupakan torsi yang dihasilkan pada jangka waktu tertentu