Mesin Diesel 2 tak

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat limpahan rahmatnya, kami dapat menyelesaikan makalah ini tentang mesin diesel 2 langkah. Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan hambatan, akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan dan hambatan tersebut dapat teratasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak Ir. Murdjianto, M.Eng selaku dosen pengampu pengampu mata kuliah Permesinan Permesinan Kapal yang telah memberikan memberikan kami pengetahuan pengetahuan dan wawasan dalam penulisan makalah ini. Terlepas dari semua itu, kami menyadari bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasa dalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu, kami menerima segala saran dan kritik yang membangun dari pembaca sekalian. Kami berharap agar makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca pembaca sekalian. sekalian.

Surabaya, 28 November 2018

Penyusun

MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

1

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............. PENGANTAR....................... ................... .................. ................... ................... .................. .................. .................. ........... 1 DAFTAR DAFTAR ISI ................................. .................................................. .................................. ................................. .................................. .................... .. 2 DAFTAR DAFTAR GAMBAR GAMBAR ............................... ................................................. ................................... .................................. ......................... ........ 2 BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 3 1.1 Latar Belakang Belakang ................................. .................................................. .................................. .................................. ...................... ..... 3 1.2 Rumusan Rumusan Masalah .................................. .................................................. .................................. .................................. ................ 4 1.3 Tujuan Tujuan ................................... ................................................... ................................. .................................. .................................. ................. 4 BAB II ISI .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ...................... ..... 5 2.1 Siklus Mesin Diesel 2 Langkah ................................................................. 5 2.2 Cara Kerja Mesin Diesel 2 Langkah.......................................................... 7 2.3 Karakteristik Mesin Diesel 2 Langkah ...................................................... 9 2.4 Dasar Pertimbangan Mesin Diesel 2 Langkah ................... .......... .................. .................. ............. .... 12 2.5 Sistem Pendukung Mesin Diesel 2 Langkah............................................ 17 2.6 Sistem Pemasangan Mesin Diesel 2 Langkah .................. ......... ................... .................. .............. ...... 22 BAB III PENUTUP PENUTUP .................................. ................................................... .................................. .................................. ....................... ...... 25 3.1 Kesimpulan Kesimpulan ................................ ................................................. .................................. .................................. .......................... ......... 25 3.2 Saran .................................. ................................................... .................................. ................................. .................................. .................. 26 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 27

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus ideal atau sempurna mesin diese l .................. ......... ................... .................. ................ ........ 5 Gambar 2.2 Diagram P-V siklus mesin diesel 2 langkah .................. ......... .................. .................. ............ ... 6 Gambar 2.3 Proses Langkah Hisap dan Kompresi Pada Mesin Diesel 2 Langkah . 8 Gambar 2.4 Proses Langkah Usaha dan Buang Pada Mesin Diesel 2 Langkah ...... 9 Gambar 2.5 Sistem Pelumasan Mesin Diesel ...................................................... 17 Gambar 2.6 Sistem Bahan Bakar Mesin Diesel 2 Langkah ................................. 18 Gambar 2.7 Sistem Pendingin Air Tawar ........................................................... 19 Gambar 2.8 Sistem Pendingin Air Laut .............................................................. 20 Gambar 2.9 Sistem Asupan Udara Mesin Diesel ................................................ 20


2

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Mesin diesel adalah mesin yang sistem pembakarannya di dalam (internal combution engine ) menjadi pilihan banyak pengguna motor bakar untuk kendaannya karena keunggulan effisiensi bahan bakar. Sebagai efek dari semakin ketatnya peraturan terhadap pencemaran lingkungan hidup, mesin diesel menjadi salah satu pilihan dalam pemakaian sistem internal-combustion engine. Internal combustion engine ini kita temui dalam sistem mobil, kapal, alat pembangkit listrik portable, bus, traktor dan lain-lain. Salah satu keunggulan mesin diesel adalah sistem pembakarannya menggunakan Compressionignition ( pembakaran-tekan), yang tidak memerlukan busi. Pada Mesin Diesel salah satu system terpenting adalah system aliran Bahan Bakar . Sistem bahan bakar adalah proses mengalirnya bahan bakar dari dalam tangki hingga masuk kedalam system. Oleh karena itu perlunya pemahaman tentang jalur aliran bahan bakar tersebut dan cara kerja dari komponen yang ada Pada Sistem bahan bakar juga terdapat beberapa komponen-komponen penting yang menunjang kelancaran a liran bahan bakar. Apabila terdapat masalah pada sistemnya maka dapat mengganggu kerja dari mesin, maka penting juga untuk dapat menganalisis, memperbaiki dan melakukan pengujian terhadap proses kerja dar i masing-masing komponen sistem bahan bakar motor diesel terbagi menjadi tiga yaitu yang pertama yaitu sistem injeksion in-line,yang kedua sistem injeksion distributor,dan yang terakhir yaitu sistem yang terbaru yaitu dengan sistem common-rail yaitu menggunkan sistem Elektronik Control Unit (ECU) sistem ini banyak digunakan pada engine diesel yang baru karna sistem elektronik yang lebih menjamin keakuratan untuk mendapatkan daya mesin yang optimum,pemakain bahan bakar yang hemat serta tingkat emisi yang rendah. Pengaturan injeksion yang sangat akurat menjamin proses pembakaran lebih sempurna dengan tingkat emisi yang lebih rendah dibandingkan sistem konvensional. Common rail layaknya seperti konsep hidup bersama. Dalam hal ini, semua injektor yang bertugas memasok solar langsung ke dalam mesin, menggunakan satu wadah atau rel yang sama dari Pompa Injecto r.


3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, rumusan masalah dalam penulisan makalah ilmiah ini adalah 1. Bagaimana siklus dari mesin diesel 2 langkah ? 2. Bagaimana cara kerja mesin diesel 2 langkah ? 3. Bagaimana karakteristik yang dimiliki oleh mesin diesel 2 langkah ? 4. Bagaimana dasar pertimbangan dalam memilih sebuah mesin disel 2 langkah ? 5. Apa saja sistem pendukung dari mesin disel 2 langkah ? 6. Bagaimana sistem pemasangan mesin diesel 2 langkah ?

1.3 Tujuan

Berdasarkan rumusan permasalahan tersebut, tujuan dalam penulisan makalah ilmiah ini adalah sebagai berikut 1. Mengetahui siklus dari mesin diesel 2 langkah. 2. Mengetahui cara kerja mesin diesel 2 langkah. 3. Mengetahui karakteristik yang dimiliki oleh mesin diesel 2 langkah. 4. Mengetahui dasar pertimbangan dalam memilih sebuah mesin diesel 2 langkah. 5. Mengetahui sistem pendukung dari mesin diesel 2 langkah. 6. Mengetahui sistem pemasangan mesin diesel 2 langkah.


4

BAB II ISI

2.1 Siklus Mesin Diesel 2 Langkah

Siklus diesel yang merupakan siklus dari mesin penyalaan kompresi (compression-ignition) ditemukan oleh Rudolph Diesel pada tahun 1890. Perbedaan mesin diesel dengan mesin otto terletak pada permulaan pembakarannya. Pada motor bensin, campuran udara-bensin dikompresi dibawah temperatur pembakaran bahan bakar dan proses pembakarannya dimulai dari percikan bunga api pada busi. Sedangkan pada mesin diesel, udara murni diisap dan dikompresi diatas temperatur pembakaran bahan bakar. Jadi, pada mesin diesel tidak terdapat karburator dan busi tetapi diganti oleh injektor bahan bakar. Pada mesin bensin, yang dikompresi adalah campuran udara-bensin dan besarnya perbandingan kompresi dibatasi oleh temperatur terbakarnya bensin. Pada mesin diesel, yang dikompresi adalah udaranya saja sehingga mesin diesel dapat didesain pada perbandingan kompresi yang tinggi, antara 12 sampai 24. Proses injeksi bahan bakar dimulai pada saat piston hampir mencapai titik mati atas dan masih berlangsung beberapa saat setelah piston mencapai TMA. Oleh karena itu, proses pembakaran pada mesin diesel terjadi pada interval waktu yang relative panjang dibanding dengan mesin bensin. Dengan interval waktu pembakaran yang relatif panjang tersebut, maka proses pemasukan panas didekati (approximated) sebagai proses tekanan konstan, sedangkan tiga proses lainnya sama dengan mesin bensin.

Gambar 2. 1 Siklus Ideal atau Sempurna Pada Mesin Diesel


5

Pada Gambar 2.1,diagram tersebut menunjukkan siklus diesel ideal atau sempurna. Mula-mula udara ditekan secara adiabatik (a-b), lalu dipanaskan pada tekanan konstan - penyuntik atau injector menyemprotkan solar dan terjadilah pembakaran (b-c), gas yang terbakar mengalami pemuaian adiabatik (c-d), pendinginan pada volume konstan - gas yang terbakar dibuang ke pipa pembuangan dan udara yang baru, masuk ke silinder (d-a). Zat kerja untuk mesin diesel adalah udara dan solar. Zat kerja biasanya menyerapkalor pada suhu yang tinggi (QH), melakukan usaha alias kerja (W), lalu membuang kalor sisa pada suhu yang lebih rendah (QL). Karena energi kekal, maka QH = W + QL.

Gambar 2. 2 Diagram P-V Siklus Mesin Diesel 2 Langkah

Gambar 2.2 tersebut merupakan diagram P-V siklus operasi mesin diesel 2 langkah yang menghubungkan antara tekanan dalam silinder dengan volume ruang pembakaran. Adapun siklus operasi mesin diesel 2 langkah berdasarkan gamabar tersebut adalah sebagai berikut, 

1 – 2 : udara masuk melalui lubang pemasukan kemudian katub ditutup,lalu dikompresi sehingga tekanan meningkat dan temperatur naik sampai titik bakar bahan bakar (Q = c = adiabatik).



2 – 3 : Bahan bakar disemprotkan ke ruang silinder saat torak melewati Top Dead Center. Awalnya bahan bakar dengan cepat dan tekanan naik dengan cepat sampai torak melewati Top Dead Center . Penyemprotan terus berlangsung sampai beberapa saat hingga mencapai power yang diinginkan oleh mesin, sehingga tekanan silinder MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

6

tetap tinggi sampai torak mulai bergerak turun sampai semua bahan bakar terbakar (P = c = Isobarik). 

3 – 4 : Langkah Kerja, dimana volume bertambah dan tekanan mengalami penurunan (adiabatik)/



4 – 5 : Merupakan siklus awal pembuangan dari mesin diesel , dimana lubang gas buang atau katub gas buang terbuka.



5 – 6 : Merupakan siklus awal pembilasan dari mesin diese l.



6 – 1 : Merupakan akhir dari siklus pembilasan pada mesin diesel.

2.2 Cara Kerja Mesin Diesel 2 Langkah

Mesin diesel 2 tak menggunakan 2 langkah atau two-stroke dalam menempuh satu kali siklus kerja. Sementara tiap langkah, itu membutuhkan setengah putaran engkol. Jadi bisa dikatakan prinsip kerja motor diesel 2 langkah adalah mesin yang mengubah energi panas (kimiawi) menjadi energi gerak dengan satu kali putaran engkol. Energi panas, dihasilkan dari pembakaran antara solar dan oksigen yang dikompresi. Hasil dari pembakaran tersebut akan menimbulkan daya ekspansi yang mendorong piston untuk bergerak. Dalam mesin ini, hanya terjadi dua langkah yakni : 1. Langkah hisap dan kompresi

Langkah hisap adalah proses pemasukan udara kedalam silinder mesin, sementara langkah kompresi adalah proses pemampatan udara ke bentuk yang lebih padat sehingga suhu udara meningkat. Pada mesin 4 tak, kedua proses ini terletak dalam langkah yang berbeda. Namun pada sistem 2 tak, kedua langkah ini terjadi dalam satu langkah secara bergantian.


7

Gambar 2. 3 Proses Langkah Hisap dan Kompresi Pada Mesin Diesel 2 Langkah

Dimulai dari piston yang ada di TMB (titik mati bawah), saat piston ada di TMB udara akan masuk melalui lubang udara yang ada di sekitar dinding silinder. Udara ini dapat terdorong masuk karena pada saluran intake terdapat blower atau turbo yang mendorong udara ke arah mesin. Lalu piston akan bergerak naik, pergerakan ini akan membuat lubang udara tertutup oleh dinding piston. Akibatnya, ketika piston baru bergerak ¼ ke TMA kompresi udara akan dimulai. Ketika piston mencapai TMA, udara sudah berhasil dipampatkan sehingga suhunya naik dan siap untuk dilakukan pembakaran. 2. Langkah usaha dan buang

Langkah usaha adalah proses terjadinya pembakaran, sementara langkah buang adalah proses pembuangan gas sisa pembakaran dari mesin.


8

Gambar 2. 4 Proses Langkah Usaha dan Buang Pada Mesin Diesel 2 Langkah

Langkah usaha akan terjadi ketika piston mencapai TMA di akhir langkah kompresi, saat ini injektor akan mengabutkan sejumlah solar kedalam udara bertekanan tinggi tersebut. Hasilnya solar akan terbakar dengan sendirinya. Solar dapat terbakar dengan sendirinya karena suhu pada udara yang dikompresi melebihi titik nyala solar. Sehingga, solar akan membara apabila dimasukan kedalam udara bersuhu tinggi tersebut. Hasil dari pembakaran itu akan menimbulkan daya ekspansi yang mendorong piston bergerak ke TMB. Sebelum piston mencapai TMB, katup buang akan terbuka. Dalam posisi ini, lubang udara juga akan terbuka karena posisi piston ada di bawah. Sehingga udara yang dihembuskan oleh blower akan mendorong gas sisa pembakaran untuk keluar melewati katup buang. Katup buang akan tertutup saat piston akan kembali naik ke TMA. Proses ini akan terus berlanjut hingga suplai solar dihentikan. 2.3 Karakteristik Mesin Diesel 2 Langkah

Motor diesel adalah mesin pembangkit tenaga yang berfungsi untuk mengkonversikan kandungan energi panas atau kalor bahan bakar menjadi energi mekanik. Bahan bakar yang dugunakan adalah olar atau minyak diesel, yang salah satu sifat pentingnya adalah viskositas atau kekentalan. Viskositas ini diperluakan karena solar disamping berfungsi sebagai bahan bakar

juga berfungsi sebagai

pelumas, yaitu untuk melumasi komponen sistem bahan bakar. MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

9

Energi yang terkandung dalam bahan bakar dapt dihasilkan dalam proses pembakaran didalam silinder. Energi panas tersebut tidak seluruhnya dapat dikonversikan ke energi mekanik, karena konstruksi dan sifat bahan. Energi yang dapat ditransfer hanya sekitar 30-40 persen, sementara yang lainnya merupakan kerugian panas yang terbawa ke gas buang, pendingin, dan gesekan. Afisiensi termal atau efisiensi panas suatu motor, dihitung berdasarkan berapa banyak energi panas hasil pembakaran yang dapat dikonversikan menjadi daya guna mesin atau daya motor. Konversi energi panas ke energi mekanik, dilakukan melalui gerak lurus piston dipindahkan keporos engkol, untuk mendapatkan energi mekanik dalam bentuk putaran. Output poros engkol ini yang kemudian disebut dengan daya motor diesel. Daya guna motor ditentuakan dengan mengukur daya yang keluar dari poros engkol mesin. Pengukuran daya guna mesin dengan menggunakan dynamometer. Horse power atau daya mesin adalah pengukuran kemampuan kerja mesin. Satu horse power dapat dijelaskan sebagai kemampuan mengangkat 33000 pound satu feet dalam satu menit atau satu daya kuda adalah usaha yang dibebankan sebesar 75 kg sejauh satu meter dalam satu detik. Perbandingan kompresi suatu mesin adalah perbandingan volume terbesar terhadap volume terkecil volume terbesar saat piston berada pada titik mati bawah (TMB) Sementara volume terkecil berada saat piston berada pada titik mati atas (TMA) volume terbesar berarti volume langkah ditambah ruang diatas piston saat berada di TMA atau sering diistilahkan dengan ruang bakar. Ruang terkecil berarti ruang diatas piston saat piston ada di TMA. Perbandingan motor diesel lebih besar dibandingkan dengan motor bensin. Pada motor bensin paling tinggi 1 dibandng 15, sedangkan pada motor diesel minimal s1 dibanding 18. Berpandingan kompresi pada motor diesel salah satu fungsinya adalah untuk mendapatkan temperatur pemicu/ atau penyalaan proses pembakaran. Sebab pada motor diesel tidak menggunakan pemicu pembakaran seperti pada motor bensin, yaitu loncatan bunga api listrik tegangan tinggi pada busi. Kalau pada motor diesel ada istilah busi juga, namun bsi tersebut adalah busi pijar yang berfungsi sebagai pemanas ruang saat motor diesel akan dihidupkan. Sehingga besarnya temperatur akhir kompresi pada motor diesel menjadi penentu terjadinya proses pembakaran.


10

Konsep lama menjelaskan bahwa untuk menghasilkan perbandingan kompresi yang tinggi, maka mesin perlu menggunakan konsep long stroke. Konsep long stroke adalah perbandingan antara langkah piston dengan diameter piston konsep long stroke adalah bila langkah piston adalah lebih besar dibanding dengan diameter piston, sehingga motor diesek yang menggunakan konsep long stroke tersebut akan menghasilkan tenaga yang besar namun kaselerasinya lemah. Motor diesel mampu bekerja pada waktu yang lama, dan makin panas motor diesel akan menghasilkan performa yang lebih baik. Berbeda dengan motor bensin yang apabila semakin panas perforamnya akan semakain menurun.kehandalan motor diesel tersebut karena beberapa faktor, pertama panasnya mesin akan membantu proses persiapan pembakaran motor diesel yang lebih baik. Sehingga motor diesel akan semakin besar menghasilkan energi panas, dengan demikian tenaga motor diesel akan semakin meningkat. Kedua motor diesel tidak menggunakan mekanisme pengapian seperti pada motor bensin, yang kinerjanya terpengaruh oleh interval waktu penggunaan, sebaliknya karena pemicu pembakaran menggunakan udara yang dikompresikan berarti motor diesel semakin lama akan semakin baik pemicu pembakarannya. Ketiga konstruksi motor diesel dibuat dengan bahan yang lebih baik sehingga memungkinkan motor diesel bekerja lebih baik. Semua itu tentunya dengan parasyarat yang sama denga motor bensin yaitu sistem pelumasan dan pendinginan bekerja dengan baik. Masalah emisi gas buang muncul persepsi yang salah karena sering melihat motor diesel kendaraan bermotor menyemburkan asap hitam legam, sementara motor bensin gas buangnya terlihat lebih bersih. Namun perlu diketahui bahwa kepekatan gas buang motor diesel tersebut adalah hanya partikel padat jelaga hitama yang cepat hilang atau mengendap ke tanah oleh tarikan gravitasi bumi. Konsumsi bahan bakar motor diesel lebih hemat kdibanding motor bensin karena beberapa faktor yaitu; proses pembakaran yanga tak kurang oksigen, tekanan kompresi yang lebih tinggi, nilai pembakaran bahan bakar yanga lebih tinggi, distribusi bahan bakar untuk tiap silinder lebih merata, proses pembilasan yang lebih bersih karena overlap yang jauh lebih panjang. Energi kimia yang dikenal dengan Hidro Carbon, disenyawakan dengan oksigen agar dapat dilakukan prose pembentukan energi panas melalui proses pembakaran. Pertama-tama mesin berusaha merubah bentuk fisik behan bakar dari bentuk cair menjadi bentuk gas, bahan bakar dikabutkan agar mudah menjadi uap atau MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

11

menjadi bentuk gas. Kondisi ini baru memungkinkan bahan bakar bersenyawa dengan oksigen

dari udara. Konsentrasi ini akan memungkinkan terjadinya proses

pembakaran setelah ketiga syarat pembakaran yaitu bahan bakar oksigen dan panas saling berhubungan. Kalor hasil pembakaran tersebut selanjutnya menyebabkan terjadinya pemuaian gas didalam silinder, yang didindikasikan dengan adanya kenaikan tekanan. Tekanan tersebut kemudian dimanfaatkan untuk

menghasilkan energi mekanik

berupa putaran pada poros engkol. Dengan demikian akhirnya mesin dapat menghasilkan tenaga seperti yang diharapkan.

2.4 Dasar Pertimbangan Memilih Mesin Diesel 2 Langkah

Tujuan dari pemilihan motor penggerak utama kapal adalah menentukan jenis serta typedari motor penggerak utama kapal yang sesuai dengan kebutuhan kapal. kebutuhan ini didasarkan dari besarnya tahanan kapal yang diakibatkan oleh beberapa faktor diantaranya dimensi utama kapal serta kecepatan dan rute kapal yang diinginkan. Langkah - langkah dalam pemilihan motor penggerak utama kapal antara lain 1. Menghitung besarnya tahanan kapal. 2. Menghitung besarnya kebutuhan daya motor penggerak utama kapal. 3. Menentukan jenis dan type dari motor penggerak utama kapal Proses pemilihan sistem penggerak utama di kapal memiliki kesamaan dengan proses pemilihan pada umumnya, yakni menghubungkan sejumlah unit komponen untuk dapat bekerja secara harmonis dalam menghasilkan performance sistem yang diinginkan serta life cycle cost yang seminimum mungkin. Dalam proses desain ini ada sejumlah keputusan teknis dan ekonimis yang dibuat sebagai contoh apakah prime mover yang dipilih adalah motor diesel, turbin uap dengan bahan bakar minyak, turbin gas, ataukah kombinasi diantara tipe penggerak utama tersebut. Apabila tipe penggerak utama sudah ditentukan (mesin diesel, turbin uap atau turbin gas). Pemilihan main propulsion plant juga bisa didasarkan pada pengalaman pengalaman pada proses desain sebelumnya, terlebih lagi untuk kasus rekayasa yang kompleks. Apabila informasi dan jawaban dari persoalan sudah tersedia pada praktek praktek sebelumnya, maka pendekatan pertama dapat dibuat tanpa studi yang detail sehingga dengan demikian hal ini mengurangi waktu yang diperlukan dan variable


12

yang diberikan dalam pertibangan perencanaan bab awal.dipertimbangkan dalam trade of studies yang melibatkan berbagai macam tipe main propulsion plant. Faktor yang dipertimbangkan dalam trade of studies yang melibatkan berbagai macam tipe main propulsion plant : 1.

RELIABIITY (Keandalan) Reliability atau keandalan didasarkan pada peningkatan kompleksitas peralatan dan bertambahnya persyaratan keandalan serta semakin besarnya usaha untuk mengurangi jumlah ABK yang mengoperasikan mesin di kapal. Pertimbangan keandalan yang perlu diperhatikan adalah efisiensi bahan bakar, berat, kebutuhan ruang dan harga awal yang merupakan hal penting saat mendesain akan menjadi tidak berarti disbanding dengan kemungkinan berhentinya operasi kapal hanya karena keandalan yang tidak baik. Metode penentuan rating pada komponen penggerak utama bervariasi

harus dianalisa untuk menghasilkan margin yang sesuai dengan kondisi operasi dan desain. Sehingga penentuan margin hanya d idasarkan pada kondisi pengujian di test bed tidak menjamin bahwa kapal akan beroperasi dengan aman. 2. MAINTAINABILITY Persyaratan perawatan preventif dan perawatan korektif harus dipertimbangkan dalam memilih tipe permesinan dalam sistem penggerak utama kapal. Perawatan preventif secara langsung berpengaruh pada tingkat pemakaian personil dan operasional cost misalnya pelumasan, perawatan packing, pembersihan, dan penggantian bagian-bagian tertentu. Operasional costs menjadi sangat penting saat perlengkapan dan perlengkapan khusus disyaratkan. Pemeliharaan kolektif juga harus dipertimbangkan secara jelas terhadap pengaruhnya pemakaian personil, kemampuan personil, material dan peralatan yang disyaratkan. Kemudian modus-modus kegagalan harus dipelajari

untuk

mengidentifikasi

bentuk-bentuk

kegagalan

yang

berpengaruh pada propulsion plant penurunan sistem kerja downtime atau kombinasi kedua hal tersebut.


13

3.

SPACE AND ARRAGEMENT REQUIREMENT Peraturan yang menyatakan bahwa jika propelling matching space melebihi 13% dari GT kapal maka 32 dari GT dapat dikurangi dalam hitung NT. Sehingga dalam perhitungan biaya pelabuhan, biaya melewati kanal, perhitungan pajak, dan sebagainya yang didasari atas hitungan GT owner cenderung untuk memiliki sistem permesinan yang membutuhkan ruang paling tidak 13% GT. Namun, sistem perhitungan tersebut saat ini sudah tidak berlaku lagi, sehingga dalam usaha untuk menaikkan pendapatan,

salah

satu

alternative

yang

biasa

dilakukan

adalah

meningkatkan kapasitas angkut kapal dengan menekan kebutuhan ruang untuk permesinan ( kamar mesin ).kebutuhan akan ruang muat yang minimum tidak mungkin diberlakukan umum, sebab tiap tipe power plant memiliki kebutuhan akan ruang yang berbeda. Guna memberikan gambaran umum akan perbedaan kebutuhan ruang permesinan untuk jenis propulsion plant yang berbeda dengan hal niaga, maka dibawah ini akan disajikan beberapa gambar yang berkaitan dengan hal tersebut. 4. WEIGHT REQUIREMENT Persyaratan berat pada main propulsion plant bervariasi tergantung pada jenis kapal yang direncanaan. Untuk tanker yang berkapasitas muatan dibatasi oleh batas sarat kapal, maka berat main propulsion machinery berarti penghilangan kemampuan angkut muatan. Kapal-kapal niaga yang biasanya beroperasi pada beban penuh, karena keberadaan alat bongkar di atas geladak, maka persyaratan berat permesinan tidak begitu berpengaruh karena mengingat berat permesinan akan mampu mengembalikan stabilitas kapal sebagai akibat naiknya titik berat karena peralatan bongkar muat. Hubungan antara daya kapal dan berat permesinannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini 5. TYPE OF FUEL REQUIRED Meski bahan bakar padat dan gas ( coal, uranium, dan natural gas ) berperan penting di dunia penghasil energy, pemakaian bahan bakar cair jauh lebih banyak dikonsumsi untuk penggerak permesinan di kapal. Semua bahan bakar cair adalah produk lanjutan dari crude oil. Informasi mengenai jenis bahan bakar dan penggunaannya dapat dilihat pada table di bawah ini. MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

14

Umumnya , bahan bakar dengan viskositas tinggi memiliki harga yang lebih murah, namun bahan bakar jenis ini memiliki tingkat ketidakmurnian yang lebih tinggi sehingga sangat berpengaruh terhadap kualitas pembakaran. Bahan bakar yang dipilih seharusnya tidak hanya ditentukan dengan pertimbangan dasar harga yang urah. Namun factor initial cost, handling cost, dan biaya perawatan dari peralatan yang berkaitan dengan pemakaian bahan bakar juga harus menjadi salah satu pertimbangan. Faktor pertimbangan lain yang berkaitan dengan sistem dan pemilihan bahan bakar adalah peralatan yang dibutuhkan untuk perlakuan bahan bakr ( filtering, fuel treatment ), dan peraltan yang berkaitan untuk pencegahan korosi dan pembersihan slag ( kerak ). 6. FUEL CONSUMPTION Tiap tipe propulsion plant memilik efisiensi termal dan sfoc yang berbeda beda. Karakteristik konsumsi bahan bakar dari berbagai tipe propulsion plant menggambarkan huungan antara konsumsi bahan bakar dan ukuran berbagai propulsion plant. Konsumsi bahan bakar tersebut termasuk kebutuhan untuk main propulsion plant, auxiliary, dan beban beban hotel (akomodasi) 7. FRACTIONAL POWER AND TRANSIENT PERFORMANCE Part load operation / kondisi operasi pada beban tidak penuh sering dijumpai pada saat kapal berolah gerak atau pada saat kapal akan memasuki atau keluar pelabuhan. Pada kapal dengan propulsor FPP, maka pengaturan beban dilakukan dengan mengatur jumlah bahan bakar yang dimasukkan ke silinder, serta pengaturan putaran motor. Sedangkan pada CPP, seperti yang telah disampaikan sebelumnya, maka pengaturannya dilakukan dengan mengatur posisi blade / daun propeller. Tentunya proses olah gerak dengan bantuan CPP akan sangat memudahkan. 8. INTERRELATION WITH AUXILIARIES Banyak perlengkapan bantu yang dibutuhkan untuk melayani main engine, cargo handling, ship handling, dan beban akomodasi dan lain-lain. Untuk pemilihan motor penggerak generator, pertimbangan diatas harus berlaku. Mesin bantu pada umumnya digerakkan dengan tenaga uap / listrik. Saat main engine digerakkan tenaga uap,maka akan lebih menguntungkan jika generator, pompa, windlass juga digerakkan dengan MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

15

tenaga uap.Pada kasus ini, diesel dan t urbin gas dipilih sebagai ,otor induk, maka peralatan bantu akan lebih baik digerakkan oleh motor listrik, akibat tidak tersediannya uap sebagai penggerak. Suplai uap untuk tujuan pemanasan dibutuhkan pada sebagian besar kapal. Jumlahnya tergantung tipe kapal. Jika kapal digerakkan dengan tenaga uap, suplai uap bisa langsung dari boiler utama. Untuk diesel dan turbin gas sebagai penggerak utama, sebuah boiler biasanya akan disediakan untuk tujuan ini. Salah satu cara ekonomis adalah dengan menggunakan gas buang yang dilewatkan pada boiler. Boiler tipe ini sebuah burner dengan bahan bakar minyak juga membantu proses pemanasannya. Pada tanker dengn sistem penggerak turbin uap, dimana kapasitas panas yang besar dibutuhkan utnuk pemanasan cargo dan pembersihan tangki muatan, kapasitas boiler akan ditambah untuk mengkompensasi beban tambahan tersebut. Akan tetapi, saat tanker digerakkan oleh diesel atau turbin gas, maka penambahan boiler mutlak diperlukan untuk keperluan tersebut. 9. REVERSING CAPABILITY Penyediaan fasilitas stopping dan reversing di kapal tentunya berkaitan erat dengan pemilihan jenis penggerak utamanya. Proulsion plant yang menggunakan reciprocating engine, diesel engine, electric motor, tentunya tidak memiliki masalah dalam menyediakan fasilitas operasi diatas, karena komponen-komponen dapat didesain untuk revesible. Turbin uap dan gas tidak bisa dibalik langsung. Untuk keperluan ini diperlukan peralatan khusus. Solusi umum unutk turbin uap adalah menyediakan alur khusus untuk astern blanding ( sudu pembalik ) pada ujung turbin. Pada turbin gas solusi yang bisa digunakan adalah menyediakan perlengkapan khusus seperti electric drives, gear pembalik, reversible pitch propeller. 10. OPERATING PERSONEL Jumlah dan kualitas dari orang yang dibutuhkan untuk mengoperasikan sistem penggerak utama kapal adalah factor penting. Biaya yang berkaitan dengan personel biasanya tergantung pada tingkat keahlian personel.


16

11. COSTS Running cost : Bagian terpenting dari running cost umumnya adalah biaya tahunan bahan bakar. Untuk kebutuhan daya mesin, pada prinsipnya, terdapat dua cara untuk meminimalisir penggunaan bahan bakar: 

Dengan memilih bahan bakar yang seefisien mungkin untuk mesin meskipun hal ini membutuhkan biaya bahan bakar yang mahal



Dengan memakai permesinan yang mampu membakar bahan bakar yang murah meskipun specific fuel consumptionnya tinggi

2.5 Sistem Pendukung Mesin Diesel 2 Langkah

Mesin secara umum memerlukan sistem pendukung agar dapat beroperasi dengan baik dan tanpa mengalami gangguan yang berarti dan tiap unit bagian mesin harus mendapat perawatan secara simultan dan continue. Secara umum sistem pendukung pada mesin tersebut dibagi menjadi 5 bagian utama, yaitu: 1) Sistem Pelumasan Mesin

Gambar 2. 5 Sistem Pelumasan Mesin Diesel

Mesin pembakaran dalam (internal combustion) tidak dapat berjalan jika bagian-bagian yang bergerak yang terdiri dari logam-logam diperbolehkan saling kontak tanpa lapisan pelumas. Panas yang dihasilkan luar biasa karena jumlah gesekan akan mencairkan logam, menuju kehancuran mesin.


17

Untuk mencegah hal ini, semua bagian mesin yang bergerak harus dilapisi minyak pelumas yang dipompa ke semua bagian mesin yang bergerak. Umumnya pelumas mesin menggunakan olie yang kekentalannya (viskositas) menggunakan satuan SAE, fungsi dari pelumas tersebut adalah untuk mengurangi gesekan dan getaran antar bagian-bagian yang bergerak, melindungi mesin dari keausan, menyerap panas dan gesekan yang dihasilkan oleh bantalan mesin yang bergerak. Untuk memastikan agar bagian-bagian mesin yang bergerak terlumasi dengan baik maka perawatan dan pengecekan rutin (schedule) perlu dilakukan agar sirkulasi pelumasan mesin tidak terhambat dan tersumbat. Minyak pelumas ditampung dan disimpan di bak olie (oil carter) dimana telah terdapat satu atau lebih pompa oli, pompa melalui pipa menghisap olie dari bak oli dan memompanya ke saluran-saluran pembagi setelah terlebih dahulu melewati filter olie dan pendingin olie. Dari saluran-saluran pembagi, minyak pelumas yang telah didinginkan tersebut disalurkan untuk melumasi permukaan bantalan, poros engkol, roda gigi, silinder, pegas dan bagian yang bergerak lainnya. Minyak pelumas yang mengalir dari tempat-tempat pelumasan kemudian kembali ke dalam bak olie lagi melalui saluran kembali dan kemudian dihisap oleh pompa olie untuk disalurkan kembali dan begitu seterusnya. 2) Sistem Bahan Bakar Mesin

Gambar 2. 6 Sistem Bahan Bakar Mesin Diesel 2 Langkah


18

Semua mesin diesel memerlukan sebuah metode penyimpanan dan penyampaian bahan bakar ke mesin. Karena mesin diesel mengandalkan injector yang komponennya sangat presisi dengan toleransi sangat ketat dan sangat kecil lubang injeksinya, bahan bakar dikirim ke mesin harus sangat bersih dan bebas dari kontaminan. Keharusan sistem bahan bakar tidak hanya menyampaikan bahan bakar, tetapi juga menjamin kebersihan bahan bakar tersebut. Hal ini biasanya dilakukan melalui serangkaian filter in-line. Umumnya, bahan bakar akan disaring lebih dulu di luar mesin dan bahan bakar akan melalui setidaknya satu lagi filter internal mesin, biasanya terletak di garis setiap injektor bahan bakar. Dalam mesin diesel, sistem bahan bakar jauh lebih kompleks dari pada sistem bahan bakar mesin bensin yang lebih sederhana karena bahan bakar mesin diesel yang melayani dua tujuan. Satu tujuan yang jelas adala h sebagai pemasok bahan bakar untuk menjalankan mesin dan yang lainnya bertindak sebagai pendingin injector. Untuk memenuhi tujuan kedua ini, bahan bakar terus menerus mengalir melalui sistem bahan bakar mesin (engine’s fuel system) dengan laju aliran yang jauh lebih tinggi dari yang dibutuhkan untuk hanya menjalankan mesin, contoh saluran bahan bakar ditunjukkan pada gambar. Bahan bakar yang berlebih disalurkan kembali ke pompa bahan bakar ( fuel pump) atau tangki penyimpanan tergantung pada aplikasi sistem bahan bakar. 3) Sistem Pendinginan Mesin (Cooling)


19

Gambar 2. 7 Sistem Pendingin Air Tawar

Hampir semua mesin diesel mengandalkan sistem pendingin cair untuk mentransfer panas keluar dari blok dan dari dalam mesin seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Sistem pendingin terdiri dari loop tertutup yang hampir sama dengan mesin-mesin mobil dan mengandung komponenkomponen utama seperti: pompa air (water pump), radiator (heat exchanger), termostat, jaket air yang terdiri dari bagian-bagian pendingin di blok dan kepala silinder (cylinder head).

Gambar 2. 8 Sistem Pendingin Air Laut


20

Hanya sebagian dari energi yang terkandung dalam bahan bakar yang diberikan pada mesin dapat diubah menjadi tenaga mekanik sedang sebagian lagi tersisa sebagai panas. Panas yang tersisa tersebut akan diserap oleh bahan pendingin yang ada pada dinding-dinding bagian blok silinder yang membentuk ruang pembakaran, demikian pula bagian-bagian dari kepala silinder didinginkan dengan air. Sedangkan untuk piston didinginkan dengan minyak pelumas dan panas yang diresap oleh minyak pelumas itu kemudian disalurkan melewati pendingin minyak. 4) Sistem Asupan Udara (Air Intake)

Gambar 2. 9 Sistem Asupan Udara Mesin Diesel

Mesin diesel memerlukan toleransi ketat untuk mencapai rasio kompresi dan karena kebanyakan mesin diesel baik turbo diesel (turbocharging or supercharging), mengasup udara yang masuk ke mesin harus bersih, bebas dari kotoran dan sedingin mungkin. Untuk meningkatkan efesiensi turbocharged atau supercharged mesin, udara terkompresi harus didinginkan setelah dikompresi. Sistem asupan udara (air intake system) dirancang untuk melaksanakan tugas ini (turbocharging dan supercharging dibahas kemudian). Sistem asupan udara bervariasi tapi biasanya salah satu dari dua jenis, basah atau kering.Dalam sistem asupan filter basah, seperti yang ditunjukkan pada gambar, udara dihisap atau digelembungkan melalui rumah filter yang mengandung minyak sehingga kotoran dalam udara dihilangkan dengan minyak dalam proses penyaring. Udara kemudian mengalir melalui sebuah bahan screentip untuk memastikan setiap minyak yang terbawa dipisahkan dari udara. Dalam sistem filter kering, kertas, kain atau bahan screen logam digunakan untuk menangkap dan menjebak kotoran sebelum memasuki mesin, mirip dengan tipe yang digunakan dalam mesin mobil. Selain MESIN DIESEL 2 LANGKAH |

21

membersihkan udara, sistem asupan udara biasanya didesain untuk mengasup udara segar sejauh mungkin dari mesin, biasanya dari luar ruangan mesin, agar pasokan udara untuk asupan mesin belum terpanaskan oleh panas dari mesin itu sendiri.Alasan untuk memastikan agar suplai udara sedingin mungkin adalah karena udara dingin lebih padat dari pada udara panas. Ini artinya bahwa persatuan volume udara sejuk memiliki lebih banyak oksigen dari pada udara panas. Dengan demikian udara sejuk memberikan lebih banyak oksigen untuk tiap silinder dari pada udara panas. Lebih banyak oksigen berakibat pembakaran bahan bakar lebih efisien dan lebih bertenaga. Setelah disaring, udara disalurkan oleh sistem asupan ke intake manifold mesin atau kotak udara. Manifold atau kotak udara adalah komponen yang mengarahkan udara segar ke masing-masing katup isap mesin. Jika mesin turbocharge atau supercharge, udara segar akan dikompresi dengan blower dan mungkin didinginkan sebelum memasuki saluran udara masuk (intake manifold). Sistem asupan juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan aliran udara. 5) Saluran Buang (Exhaust) Sistem pembuangan mesin diesel melakukan tiga fungsi: 1. Saluran sistem pembuangan yang melewatkan gas-gas pembakaran dari mesin, di mana mereka ditipiskan oleh atmosfer setelah sebelumnya dicampur dengan air. Hal ini dilakukan didaerah sekitar mesin ditempatkan. 2. Batas sistem pembuangan dan saluran gas-gas ke turbocharger, jika digunakan. 3. Sistem

pembuangan

yang

memberikan

peredaman

muffler

digunakan untuk mengurangi kebisingan mesin.

2.6 Sistem Pemasangan Mesin Diesel 2 Langkah

1. Penyusunan dan Penempatan Permesinan Mengatur dan menyusun permesinan tidak sesederhana dengan meminimalkan volume dan panjang ruang mesin tetapi, harus mencapai penyusunan mesin induk


22

dan bantu yang rasional, dapat memasang secara modul dan preoutfitting dengan demikian mudah untuk pengoperasian, pemeliharaan, reparasi dan pe mindahan. Hampir semua pabrik mesin mengijinkan mesin dipasang miring (arah memanjang) sampai lima derajat, bila centerline propeller rendah, garis poros dan mesin mungkin dimiringkan sehingga ketinggan double bottomdi ruang mesin dinaikan untuk menyesuaikan dengan mesin. Ruang kontrol agar diletakkan dengan kemudahan masuk dari ruang akomodasi pada beberapa kapal dengan low-speed enguine, control room dengan ruang kecil yang cukup, diletakkan didepan atau dibelakang mesin, ruang kontrol berada di sisi kiri, dekat dengan campshaft dan kontrol mesin. Alat bantu dan tangki-tangki yang terbaik adalah diatur dalam grup berdasarkan fungsi, untuk menyederhanakan lewatnya pipa dan fasilitas operasi dan pemeliharaan. Lokasi diatur oleh dekatnya ke sambungan pipa peralatan yang terkait, oleh kondisi permasalahan dan pengeluaran pompa, oleh pengaruh gravitaso, oleh head static atau oleh kebutuhan pengisapan air laut. Tangki yang besar dan permesinan yang berat yang diletakkan di tempat yang tinggi di kapal akan mengurangi stabilitas. Pembangunan tangki di koordinasikan / disesuaikan dengan stuktur kapal, jarak gading dan tangki yang berada disisi kapal di gabung dengan kulit kapal dan stuktur 2. Access dan Overhouling Gear Selama umur kapal, hampir setiap komponen di kapal membutuhkan reparasi atau pemudahan. Alat angkat yang memadai, designated landing and storage area, ruang untuk jalan masuk dialokasikan pada tahap awak perancangan, usaha ini akan mempermudah reparasi atau pemindahan dalam pelayanan. Ketinggian yang cukup harus disediakan untuk mesin utama dan bantu untuk memindahkan piston / torak. Motor induk yang relativ tinggi, relativ terhadap ketinggian badan kapal membutuhkan trunk diatas main deck level. Umumnya overhead gantry came dipasang meliputi ruang mesin, untuk pemeliharaan motor induk dengan memperluas kerja crane arah memanjang dan melintang dan dengan dilengkapi dengan wire (tali baja) yang cakup sehingga hook (kait) menjangkau pelat lantai, crane dapat berguna untuk kegiatan-kegiatan yang lain. Kapasitas crane harus dapat mengangkat komponen-komponen terberat motor induk.


23

3. Pondasi Sebuah mesin penggerak umumnya duduk diatas upper flang, bagian dari r igid box girder yang dibangun sebagai bagian integral dari struktur double bottom, flange dudukan untuk low speed engine umumnya berupa pelat yang disisipkan ke tank top, flange untuk medium dan high speed engine umumnya lebih tinggi dari tank top Pondasi mesin harus cukup kuat untuk menyerap gaya dan momen yang dihasilkan oelh mesim dan komponen terkait, demikian juga menahan rambatan bending momen dari badan kapal ke mesin. Low speed direct connected engine menyalurkan gaya dorong propeller lewat pondasi, dengan menggunakan baut bracket atau penahan pada bantalan thrust (thrust block). Pondasi untuk medium dan high speed engine umumnya jadi satu (integral) dengan pondasi roda gigi dan bantalan gaya dorong propeller Bila mesin dipasang rigid dari pada dengan pemasangan yang bergegas, satu rangkaian ganjal terbuat dari baja tuang dan besi baja digunakkan untuk mengganjal mesin pada bag atau pondasi Ganjla pejal dapat juga dibentuk dari epoxy resin yang dituang di tempat ganjal setelah mesin diluruskan (aligned) dan disangga sementara 4. Resillient Mounting Hampir semua mesin di pasang dengan kuat pada dudukan (seating flange) dengan ganjal solid chock, walaupun pada kenyataan untuk medium dan high speed engine dipasang peredam, dengan material penyerap getaran. Peredam getaran digunakan untuk mengurangi structureborne vibration yang dihasilkan mesin yang disalurkan ke badan kapal, tetapi ini hanya memungkinkan bila mesin itu sendiri cukuo rigid dalam bending dan torsi. Low speed diesel engine umumnya membutuhkan pondasi pejal.


24

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan

Berdasarkan diagram P-V, siklus yang terjadi pada mesin diesel 2 langkah meliputi langkah kompresi, dilanjutkan dengan langkah pembakaran, langkah kerja yang mengakibatkan volume bertambah dan tekanan turun, kemudian langkah pembuangan dan diakhiri dengan langkah pembilasan. Mesin diesel 2 tak menggunakan 2 langkah atau two-stroke dalam menempuh satu kali siklus kerja. Sementara tiap langkah, itu membutuhkan setengah putaran engkol. Jadi bisa dikatakan prinsip kerja motor diesel 2 langkah adalah mesin yang mengubah energi panas (kimiawi) menjadi energi gerak dengan satu kali putaran engkol. Karakteristik mesin diesel meliputi hal berikut diantaranya yaitu bahan bakar yang digunakan berjenis diesel, tidak membutuhkan komponen pengapian untuk proses pembakaran, rasio kompresi relatif besar, tenaga dan torsi bisa dicapai pada rpm yang lebih rendah dibanding mesin bensin, tidak cocok jika dioperasikan pada rpm tinggi, memiliki percepatan yang lebih lambat dibanding mesin bensin, polusi yang dihasilkan lebih kasar dibandingkan dengan mesin bensin, polusi yang dihasilkan pekat, dan getaran ddan suara yang dihasilkan lebih kasar dibanding mesin bensin. Dasar pertimbangan dalam memilih mesin diesel 2 langkah diantaranya yaitu: menentukan margin, menghubungkan antara kecepatan kapal dan unjuk kerja mesin, memperhatikan kebutuhan daya mesin, dilanjutkan dengan pemilihan mesin yang memperhatikan profil operasi mesin, berat dan volume mesin. Mesin diesel 2 langkah terdiri atas sistem bahan bakar, sistem udara bertekanan, sistem pelumas, sistem pendingin air tawar, dan sistem air laut. Sedangkan pemasangan mesin diesel 2 langkah perlu memperhatikan beberapa hal seperti penyusunan dan penempatan permesinan, acccses dan overhauling gear, pondasi, dan ressillient mounting.


25

3.2 Saran

Melalui penulisan makalah ilmiah mengenai mesin diesel 2 langkah ini, maka diharapkan sistem pemilihan dan sistem pengoperasian menggunakan mesin diesel 2 langkah dapat terjalankan dengan optimal. Selain itu, diharapkan melalui penulisan makalah ilmiah ini, dapat digunakan untuk menunjang kemampuan akademik mahasiswa sehingga dapat melakukan pengembangan mengenai pengoperasian mesin diesel 2 langkah.


26

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar. Wiranto, Koichi Tsuda, (2002), Motor Diesel Putaran Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta

Alam Ikan. 2015. Jenis Mesin Luar dan Mesin Dalam Kapal https://alamikan.com/2014/12/jenis-mesin-luar-dan-mesin-dalam-kapal.html Diakses pada 23 November 2018 Pukul 23.19 WIB.

Harrington, Roy L, (1968), Marine Engineering, The Society of Naval Architect and Mar ine Engineers.

Pratama, Saiful. 2013. Instalasi Mesin. http://ephulnaval.com/2013/04/instalasi-mesin.html Diakses pada 24 November 2018 Pukul 20.23 WIB.

Priambodo. Bambang, (1986), Operasi dan Pemeliharaan Mesin Diesel. Penerbit Erlangga, Jakarta.


27

Mesin Diesel 2 tak

Recommend Documents