Tujuan Pembelajaran
Setelah mengerjakan tugas yang diberikan, diharapkan mahasiswa dapat memahami serta mampu untuk melakukan perhitungan perhitungan pada mesin (sebagai contoh adalah mesin diesel) terutama yang menyangkut mengenai konversi energy pada engine. Beberapa perhitungan tersebut diantaranya adalah Brake Horse Power, Efisiensi thermis, Volume silinder dan volume clereance serta Tekanan dan temperature maksimal.
Metode Pembelajaran
Dalam perhitungan dasar dasar konversi energy pada engine, mahasiswa mengambilm sample engine secara bebas kemudian dilakukan perhitungan pada unit tersebut berdasarkan data yang telah tersedia.
Pada kesempatan kali ini penulis mengambil sample untuk tugas ini adalah Engine unit EX8000 dari Excavator Hitachi.
Dasar Teori
Motor bakar diesel yang berbeda dengan motor bakar bensin proses penyalaannya bukan dengan loncatan bunga api listrik. Pada langkah isap hanyalah udara segar yang masuk kedalam silinder. Pada waktu torak hampir mencapai TMA bahan bakar disemprotkan kedalam silinder.
Terjadilah penyalaanan untuk pembakaran, pada saat udara masuk kedalam silinder sudah bertemperatur tinggi.
sistim bahan bakar
ada tiga sistem yang banyak dipakai dalam penyaluran bahan bakar dari tangki bahan bakar sampai masuk kedalam silinder pada motor diesel
sistem pompa pribadisistem distribusi dansistem akumulator
Prinsip Dasar Motor Diesel Empat Langkah
Mesin empat langkah adalah mesin yang melengkapi satu siklusnya yang terdiri dari proses kompresi, ekspansi, buang dan hisap selama dua putaran poros engkol. Prinsip kerja motor diesel empat langkah di gambarkan pada gambar dibawah ini.

Diagram P dan V pada motor Diesel
Istilah-istilah Penting pada Siklus Termodinamika
Cylinder bore
Diameter silinder, dimana piston bergerak, dikenal dengan istilah ”cylinder bore”.
Panjang langkah
Piston bergerak di dalam silinder karena rotasi engkol. Posisi paling atas disebut ”titik mati atas” (TMA) dan posisi paling bawah disebut ”titik mati bawah” (TMB). Jarak antara TMA dengan TMB disebut panjang langkah atau langkah/stroke.
Volume Clerance
Volume yang ditempati oleh fluida kerja, ketika piston mencapai titik mati atas disebut volume clearance. Biasanya ditulis dengan simbol (vc).
Volume Langkah
Volume sapuan oleh piston ketika bergerak antara TMA dan TMB disebut volume sapuan, volume perpindahan atau volume langkah. Secara matematik volume sapuan:
Volume Silinder Penuh
Volume yang ditempati oleh fluida kerja ketika piston berada pada titik mati bawah disebut volume silinder penuh. Secara volume silinder penuh sama dengan jumlah volume clearance ditambah dengan volume sapuan.
Rasio Kompresi
Perbandingan volume silinder penuh terhadap volume clearance disebut rasio kompresi. Secara matematis:

Contoh Perhitungan
Diketahui data seperti di bawah ini :
Model ………………………………… Hitachi S16R-Y1TAA2
Type …………………… Water-cooled, 4-cycle,16-cylinder, turbo-charged and air-cooled, inter cooler, direct njection chambertype diesel engine
Rated power
DIN 6271, net……………… 2 × 1 400 kW (2 × 1 900 PS) at 1 600 min-1 (rpm)
SAE J1349, net …………….2 × 1 400 kW (2 × 1 880 HP) at 1 600 min-1 (rpm)
SAE J1995, gross …………2 × 1 400 kW (2 × 1 880 HP) at 1 600 min-1 (rpm)
Maximum torque ……………………………… 2 × 10 050 N.m (2 × 1 025 kgf.m, 2 × 7 410 lbf. ft) at 1 300 min-1 (rpm)
Compression Ratio ……………….. 16,5 : 1 ( dari buku manual)
Piston displacement ……………. 2 × 65.4 L (2 × 3 990 in3)
Bore and stroke ………… 170 mm × 180 mm (6.7″ × 7.1″)
Starting system …………………………… 24 V electric motor
Batteries …………………………………. 8 × 12 V, 8 × 220 AH
Cold starting ……………………………………………. Air heater
Dari data di atas dapat diambil perhitungan sebagai berikut :
Menentukan tekanan efektif
Diketahui : BHP : 1880 HP
D : 170 mm = 17 cm
L : 180 mm = 0,180 m
i : 16
n : 1600 rpm
Ditanyakan : Pe :…………..?
Jawab :
Menentukan volume silinder
Diketahui : r : 16,5
D :170 mm = 17 cm
L : 180 mm = 18 cm
Ditanyakan : V1 = …….. ?
Jawab :


Jadi volume silindernya adalah V1 = 4347.026 cm3
Menentukan Volume clereance
Berdasar perhitungan di nomor B, maka nilai V2 adalah 263.456 cm3
Menentukan T3 dan P3 (tekanan dan temperature maksimum)
Diketahui : V1 = 4347.026 cm3
V2 = 263.456 cm3
T1 = 30 ®C = 303 °K (permisalan saja)
Cp = 0.24
Cv = 1.171
P2 = 5 kg / cm2 (permisalan saja)
Maka :

Jadi untuk P2 adalah 253.2 kg/cm2 dan T2 adalah 929.907°K
Maka bisa mencari Pmax dan Tmax dari system
Asumsikan kalor masuk Qm = 1000 kkal/kg maka :

Sedangkan untuk P3 adalah :
P2 = P3 = 253.2 kg/cm2
Jadi untuk Tmax adalah 5096.575 °K dan Pmax adalah 253.2 kg/cm2
Dari perhitungan di atas, maka efisiensi thermisnya adalah :

Jadi efisiensi mesinnya adalah 49 %