Bahan Ajar : Prof. Dr. Ir. Santosa, MP
1. Daya Mekanis Motor (Engine) Berdasarkan Konsumsi Bahan Bakar
Pk = Q x r x NBB x 4,2 / (3600 x 735)............................
(1)
Pm = hm x Pk ................................................................
(2)
dengan :
Pk =
Daya kimia bahan bakar (HP)
Q = Debit bahan bakar minyak (liter/jam)
r
= Densitas bahan bakar minyak
(kg/liter)
NBB =
Nilai kalori bahan bakar minyak (kalori/kg)
Pm =
Daya mekanis motor (HP)
hm
= Efisiensi termal motor bakar (tanpa dimensi satuan)
4,2
= Konversi satuan, 1 kalori = 4,2
joule
3600
= Konversi satuan, 1 jam = 3600
detik
735 =
Konversi satuan, 1 HP = 735 watt
2. Daya di Dalam Silinder Motor
Bakar (Indicative Power)
Untuk motor 4 tak multi silinder :
Pi = pi
x (p
/ 4) x D2 x s x N x n x 9,8 / (2 x 100 x 60).....................
(3)
dengan :
Pi = Daya
di dalam silinder (watt)
pi = Tekanan di dalam silinder (indicative pressure) (kg/cm2)
D = Diameter piston (cm)
s =
Panjang selah piston (cm)
N =
Banyaknya putaran poros engkol tiap menit
n
= Banyaknya silinder
9,8 =
Konversi satuan, 1 kg = 9,8 N
100 = Konversi satuan, 1 m = 100 cm
60
= Konversi satuan, 1 menit = 60 detik
Besaran Pi ( Daya
di dalam silinder motor bakar ) ini disebut juga iHP (indicated horse power).
Untuk motor 2 tak multi silinder :
Pi = pi
x (p / 4) x D2 x s x N x n x 9,8 / (100 x 60)..................... (4)
Dengan menggunakan data volume
displacement (cc silinder), maka dapat ditulis :
(a) Untuk motor 4 tak :
Pi = pi
x Vd x N x 9,8 / (2 x 100 x
60)...................................... (5)
dengan :
Pi
= Daya
di dalam silinder (watt)
pi = Tekanan di dalam silinder (indicative pressure) (kg/cm2)
Vd
= Volume displacement (cc atau
cm3)
N =
Banyaknya putaran poros engkol tiap menit
9,8 =
Konversi satuan, 1 kg = 9,8 N
100 = Konversi satuan, 1 m = 100 cm
60 = Konversi satuan, 1 menit = 60 detik
(b) Untuk motor 2 tak :
Pi = pi x Vd x N x 9,8 / ( 100 x
60)...................................... (6)
Tenaga efektif (Pe, Brake HP, Brake Horse Power) adalah tenaga yang tersedia pada roda gila (fly wheel). Nilai Pe lebih rendah daripada nilai Pi
karena ada sebagian daya yang hilang akibat gesekan, dalam perjalanan daya dari
dalam silinder ke roda gila.
Pe = efisiensi mekanis x
Pi ..................................................
(7)
Besarnya efisiensi mekanis adalah sekitar 70 %.
Friction HP dari
motor = Pi - Pe .............................................
(8)
Friction HP merupakan kehilangan daya, yang hilang
dari dalam silinder menuju roda gila melalui poros engkol.
Daya
motor bakar digunakan untuk :
(a) Gerak stasioner (belt pulley)
(b) Menggerakkan traktor sendiri
(c) Menarik peralatan
(d) Menggerakkan alat – alat melalui pto (baik
stasioner maupun alat bergerak)
Ad a dan
Ad d Gerak stasioner (belt pulley)
Untuk mesin – mesin stasioner, hanya 85 – 90 %
dari daya motor yang tersedia, sisanya hilang dalam gear box.
Dalam
hal penggunaan pto HP, alat yang
digerakkan dapat digandengkan :
(a) langsung
pada motor, misalnya pompa air,
(b) melalui
PTO shaft traktor. Dalam hal
ini, 10 – 15 % dari Brake HP hilang
karena gesekan pada transmisi.
Ad b.
Menggerakkan traktor sendiri
Daya yang diperlukan sebesar :
Prolling = Crr x W x V
................................................... (9)
dengan W adalah berat traktor dan berat alat yang
digandengkan,
V adalah kecepatan kerja traktor, Crr adalah koefisien tahanan guling roda
traktor ( 0,3 – 0,6 ). Pada sumber
lainnya, nilai Crr disajikan sebagaimana
pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai Koefisien Tahanan
Guling Roda Traktor pada Berbagai Kondisi Lahan
|
No.
|
Lahan
|
Koefisien Tahanan
Guling
|
|
1.
|
Wet and heavy clay soils
(sinkage)
|
0,3 – 0,4
|
|
2.
|
Plowed sandy loam field
|
0,2 – 0,3
|
|
3.
|
Loose
sand
|
0,1 – 0,3
|
|
4.
|
Firm
& dry stubble field
|
0,05 – 0,1
|
|
5.
|
Concrete
|
0,01 - 0,04
|
Sumber : Fatemeta, IPB (1978) dalam
Santosa (2005)
Ad c. Menarik peralatan
Traktor menarik peralatan dengan kecepatan
konstan, memerlukan daya :
Ptarik = V x F
................................................................ (10)
F adalah gaya tarik yang diperlukan untuk menarik
peralatan.
Besarnya daya hidraulik (misalnya untuk mengangkat implement bajak singkal) :
Phid = Q x
P x 10000 / (1000 x 75)...............................................
(11)
dengan :
Phid = Daya
hidraulik (HP)
Q
= Debit fluida (liter/detik)
P = Tekanan fluida (kg/cm2)
10000 = Konversi satuan, 1 m2 = 10000 cm2
1000 =
Konversi satuan, 1 m3 = 1000 liter
75 =
Konversi satuan, 1 HP = 75 kg.m/detik
Pompa hidrolik traktor dapat merubah
tenaga mekanis dari engine (motor)
menjadi tenaga hidrolik dalam bentuk sirkulasi oli dengan tekanan dan kecepatan
aliran tertentu. Daya hidrolik yang diperlukan dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan (11), sedangkan kebutuhan daya dari engine harus dimasukkan faktor efisiensi pompa hidrolik, yang
biasanya sekitar 85 %.
Kebutuhan HP = Daya Hidrolik / Efisiensi .......................................
(12)
3. Densitas
Bahan Bakar
Nilai densitas bahan bakar disajikan
pada Tabel 2.
Tabel 2. Densitas Bahan Bakar
|
No.
|
Bahan Bakar
|
Densitas (kg/liter)
|
|
1.
|
Bensin
|
0,725
|
|
2.
|
Solar
|
0,800
|
Sumber : Wanders
dalam Strategi Mekanisasi
Pertanian (1978)
4. Efisiensi Termal Motor
Bakar
Nilai efisiensi termal motor bakar
disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Efisiensi Termal
Motor Bakar
|
No.
|
Motor Bakar
|
Efisiensi Termal
|
Efisiensi Termal
(Nilai Median)
|
|
1.
|
Motor Bensin
|
0,16 – 0,23
|
0,195
|
|
2.
|
Motor Diesel
|
0,31 – 0,35
|
0,330
|
Sumber : Moens dalam Strategi
Mekanisasi Pertanian (1978)
5.
Nilai Panas Bahan Bakar
Nilai panas bahan bakar disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Nilai Panas Bahan Bakar
|
No.
|
Bahan Bakar
|
Nilai Panas (kal/kg)
|
|
1.
|
Bensin
|
10.100.000
|
|
2.
|
Solar
|
10.000.000
atau 9.800.000
|
Sumber : Wanders
dalam Strategi Mekanisasi
Pertanian (1978)
6.
Nilai Tekanan di dalam Silinder Motor Bakar
Nilai tekanan di dalam silinder (indicative pressure) disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Nilai Tekanan di dalam Silinder (Indicative Pressure)
|
No.
|
Motor Bakar
|
Indicative Pressure*)
(pascal)
|
Indicative Pressure (kg/cm2)
|
Indicative Pressure*) (kg/cm2)
|
|
1.
|
Motor
Bensin
|
3,9
x 105
|
3,85
|
6,5
– 11,0
|
|
2.
|
Motor
Diesel
|
5,2
x 105
|
5,13
|
6,2
– 8,8
|
Sumber : *) Strategi Mekanisasi Pertanian
(1978)
DAFTAR PUSTAKA
Santosa.
2005. Aplikasi Visual Basic 6.0 dan Visual Studio.Net 2003 dalam Bidang
Teknik dan Pertanian. Penerbit Andi,
Edisi I Cetakan I, Yogyakarta.
Institut Pertanian Bogor.
1978. Strategi Mekanisasi
Pertanian. Departemen
Mekanisasi Pertanian FATEMETA, Bogor.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar