Simulasi Tekanan Ruang Bakar, Power dan Torsi Engine Sungguh Kompleks. Tapi…

Assalamu’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh

Salam sejahtera buat kita semua, semoga kita semua selamat di perjalanan sampai ke tujuan

Ternyata sudah lama ya sejak motogokil membahas mengenai ruang bakar engine 4 tak, tahun 2013, dan baru mau diteruskan lagi dalam artikel ini. Dalam artikel ini motogokil akan mencoba menampilkan simulasi tekanan dalam ruang bakar. Karena besarnya tekanan dalam ruang bakar ini dipengaruhi oleh pergerakan piston dan perubahan energi panas hasil pembakaran, maka pembahasannya akan sangat panjang dan berat. Monggo siapin aja kopi dan pisang goreng untuk menemani obrolan kita.

Agar ada pijakan dan referensi, sebelum meneruskan membaca artikel ini, ada baiknya membaca beberapa artikel terdahulu yang berisi cerita dan teori tentang kejadian di ruang bakar. Berikut artikel-artikel tersebut (semoga tidak memusingkan kepala mas bro sekalia) :

• [Spark Ignition Engine] Apa Yang Terjadi di Dalam Mesin Motor Kita ?????
• Banyaknya masa bensin dan udara yang terbakar
• Parameter yang mempengaruhi besarnya energi panas pembakaran engine
• Pengaruh putaran mesin pada maping pengapian ECU
• Grafik hasil simulasi efisiensi volumetrik dan pengaruh titik pengapian terhadap tekanan dalam ruang bakar

Jiaaa ini buka untuk kepentingan SEO lho, tapi sekedar petunjuk bahwa ada artikel sebelumnya yang telah menjelaskan apa-apa yang akan dijelaskan dalam artikel ini.Sebelum memulai merancang simulasi, maka harus disapkan beberapa data yaitu :

1. Data tentang kandungan gas di udara,di mana di dalamnya terdapat data koefisien panas (entalpi dan entropi) dari gas CO2, H2O, N2, O2, CO, H2, H, O, OH, NO
2. Data tentang bahan bakar, yang berisi data koefisen panas dari jenis-jenis bahan bakar sepert methane, propane, benzene, hexene, toluene, isooctane, metahnol, ethanol, nitromethene, gasoline, diesel.
3. Pembangkitan simulasi kurva panas spesifik dari 10 gas. Hasil pembakaran dalam kondisi setimbang (equilibrium), suhu api adiabatik dan panas yang dilepaskan.
4. Data spesifikasi engine, seperti bore, stroke, rpm dan sebagainya sebagai masukan sistem.
5. Selanjutnya baru disimulasikan kondisi ruang bakar saat kompresi, pembakaran dan ekspansi. Di mana pada saat yang sama terjadi pelepasan panas dan perpindahan panas ke dinding silinder dan piston.

Nah dari semua data yang dimasukkan dan semua proses yang harus dilakukan, tersusunlah sebuah flowchart sebagai berikut

Sangking ruwetnya flowchart pemrograman untuk mendapatkan gambaran performa sebuah engine, sampai harus dibagi 2. Dan berikut ini kelanjutannya, sambungan dari flowchart yang diberi tanda bajad A, B, C dan D.

Nah dari flowchart inilah dirancang program, yang sangat besar, panjang dan tentunya juga kompleks. Yang kemudian hasilnya adalah gambar ini

Power (sim) dan torque (sim) adalah hasil simulasi. Dan ternyata nilainya hampir sama dengan hasil pengukuran. Hal ini menunjukkan bahwa simulasinya cukup mampu merepresentasikan kondisi yang sesungguhnya. Jika digambar satu putaran saja, kira-kira seperti ini.

Nah silahkan yang berminat untuk mengembangkan simulasi ini untuk berbagai keperluan. Sementara sampai di sini yang bisa motogokil sampaikan, mohon maaf jika ada salah dan kelirunya. Semoga bermanfaat, wassalamu’alaikum wa rochmatullohi wa barokatuh.

Sumber :

1. AN ANALYTICAL MODEL OF SPARK IGNITION ENGINE
   FOR PERFORMANCE PREDICTION, MR.SITTHICHOK SITTHIRACHA
2. Spark Ignition Internal Combustion Engine
   Modelling using Matlab, David R Buttsworth