Performa sebuah resiprokating otto engine sangat ditentukan oleh nilai efisiensi termal engine tersebut. Efisiensi adalah perbandingan nilai kalor yang diberikan kedalam engine terhadap kerja yang mampu dihasilkan. Nilai ini bergantung perbandingan nilai kompresi sebuah engine. Semakin tinggi nilai perbandingan kompresi, semakin tinggi pula nilai efisiensi sebuah engine.
Performa ini secara luas dihitung dan diperkirakan melalui pendekatan siklus standar udara. Menurut perhitungan dengan siklus standar udara, sebuah engine otto dengan perbandingan kompresi 8-9 (sepeda motor), memiliki nilai efisiensi termal sekitar 50%. Namun pada kenyataannya, engine sesungguhnya hanya memiliki efisiensi termal sekitar 25-35%.
Perbedaan nilai efisiensi ini menyebabkan penurunan performa mesin dari yang seharusnya dapat dicapai oleh engine. Perbedaan ini didasari oleh beberapa hal terkait tidak dapat dicapainya temperatur, tekanan, dan volume udara yang dipindahkan yang mampu dicapai oleh engine pada kondisi sebenarnya.
1. Pada perhitungan, siklus dianggap tertutup. Massa keluar dianggap sama dengan massa masuk. Pada kondisi real, perbedaan jumlah massa yang dipindahkan oleh engine terjadi karena kebocoran akibat adanya udara yang mengalir ke bawah melewati piston saat ekspansi, sehingga jumlah massa yang dipindahkan berbeda dari jumlah massa masuk. Perbedaan ini menyebabkan penurunan kerja siklus engine.
2. Pada perhitungan, udara dianggap ideal dan reaksi pembakaran udara menghasilkan formasi yang keseluruhannya juga berupa udara. Padahal pada kenyataannya ada sedikit formasi kerak karbon yang terbentuk karena pembakaran. Hal ini menyebabkan terjadinya eror terhadap perhitungan. Selain itu pada perhitungan nilai spesifik kalor dari campuran bensin udara dianggap tetap, padahal pada kenyataannya nilai ini terus berubah terhadap perubahan temperatur.
3. Pada perhitungan, siklus dianggap isentropis, dimana tidak terjadi perubahan nilai kalor pada siklus. Pada kondisi sebenarnya nilai kalor siklus selalu turun dan tidak akan mampu mencapai nilai maksimum seperti pada perhitungan.
4. Pada kondisi riil, kecepatan rambatan api yang dihasilkan oleh busi memiliki nilai yang terbatas. Kecepatan rambat api ini sangat mempengaruhi kualitas pembakaran yang terjadi sehingga mempengaruhi nilai tekanan yang dihasilkan. Karena itu kebanyakan mesin dirancang untuk memulai pembakaran sebelum titik mati atas dan akan berakhir setelah piston mencapai titik mati atas. Hal ini meneyebabkan penurunan tenaga karena piston harus melawan tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran sebelum mencapai titik mati atas. Karena hal inilah orang merancang dobel sparkplug agar kecepatan perambatan api meningkat.
5. Kecepatan membuka dan menutup valve terbatas, sehingga valve intake maupun exhaust belum menutup sempurna pada titik yang telah dianggap telah tertutup sempurana pada perhitungan.
Semakin menipisnya bahan bakar, membuat orang berlomba-lomba memaksimalkan engine dengan efisiensi termal yang lebih baik agar konsumsi bahan bakar lebih irit. Karena itu aspek-aspek yang menyebabkan loses diminimalisir seperti penerapan teknologi dobel sparkplug, dan vvti.
Performa ini secara luas dihitung dan diperkirakan melalui pendekatan siklus standar udara. Menurut perhitungan dengan siklus standar udara, sebuah engine otto dengan perbandingan kompresi 8-9 (sepeda motor), memiliki nilai efisiensi termal sekitar 50%. Namun pada kenyataannya, engine sesungguhnya hanya memiliki efisiensi termal sekitar 25-35%.
Perbedaan nilai efisiensi ini menyebabkan penurunan performa mesin dari yang seharusnya dapat dicapai oleh engine. Perbedaan ini didasari oleh beberapa hal terkait tidak dapat dicapainya temperatur, tekanan, dan volume udara yang dipindahkan yang mampu dicapai oleh engine pada kondisi sebenarnya.
1. Pada perhitungan, siklus dianggap tertutup. Massa keluar dianggap sama dengan massa masuk. Pada kondisi real, perbedaan jumlah massa yang dipindahkan oleh engine terjadi karena kebocoran akibat adanya udara yang mengalir ke bawah melewati piston saat ekspansi, sehingga jumlah massa yang dipindahkan berbeda dari jumlah massa masuk. Perbedaan ini menyebabkan penurunan kerja siklus engine.
2. Pada perhitungan, udara dianggap ideal dan reaksi pembakaran udara menghasilkan formasi yang keseluruhannya juga berupa udara. Padahal pada kenyataannya ada sedikit formasi kerak karbon yang terbentuk karena pembakaran. Hal ini menyebabkan terjadinya eror terhadap perhitungan. Selain itu pada perhitungan nilai spesifik kalor dari campuran bensin udara dianggap tetap, padahal pada kenyataannya nilai ini terus berubah terhadap perubahan temperatur.
3. Pada perhitungan, siklus dianggap isentropis, dimana tidak terjadi perubahan nilai kalor pada siklus. Pada kondisi sebenarnya nilai kalor siklus selalu turun dan tidak akan mampu mencapai nilai maksimum seperti pada perhitungan.
4. Pada kondisi riil, kecepatan rambatan api yang dihasilkan oleh busi memiliki nilai yang terbatas. Kecepatan rambat api ini sangat mempengaruhi kualitas pembakaran yang terjadi sehingga mempengaruhi nilai tekanan yang dihasilkan. Karena itu kebanyakan mesin dirancang untuk memulai pembakaran sebelum titik mati atas dan akan berakhir setelah piston mencapai titik mati atas. Hal ini meneyebabkan penurunan tenaga karena piston harus melawan tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran sebelum mencapai titik mati atas. Karena hal inilah orang merancang dobel sparkplug agar kecepatan perambatan api meningkat.
5. Kecepatan membuka dan menutup valve terbatas, sehingga valve intake maupun exhaust belum menutup sempurna pada titik yang telah dianggap telah tertutup sempurana pada perhitungan.
Semakin menipisnya bahan bakar, membuat orang berlomba-lomba memaksimalkan engine dengan efisiensi termal yang lebih baik agar konsumsi bahan bakar lebih irit. Karena itu aspek-aspek yang menyebabkan loses diminimalisir seperti penerapan teknologi dobel sparkplug, dan vvti.
0 komentar: