Monday, December 3, 2012

Turbocharger



Gambar 1. Turbocharger pada mesin diesel


Dalam pengoperasian mesin diesel, daya yang dibangkitkan sangat tergantung pada  kualitas udara dan kuantitas bahan bakar yang tersedia atau terbakar. Jika diinginkan daya yang lebih besar maka dapat dilakukan dengan memperbesar volume silinder dan ruang bakar, tapi cara ini akan mengakibatkan bertambahnya dimensi mesin yang tentunya kurang efisien jika mesin tersebut terdapat pada ruangan yang terbatas.

 Jika penambahan udara ke dalam ruang silinder tanpa merubah ukuran volume silinder, maka dapat dilakukan dengan metode pengisian lanjut (supercharging). Menurut Wiranto Arismunandar (1994:114), pengisian lanjut yang digerakkan dengan daya yang dihasilkan oleh mesin itu sendiri atau dengan jalan memanfaatkan energi gas buang untuk menggerakkan turbin yang menggerakkan blower, sehingga blower tersebut akan memasukkan udara ke dalam silinder dan pengisian lanjut ini dinamakan turbocharger. Tekanan udara masuk ke silinder berisar antara 1,2 – 2,2 kg/cm2.

 Bagian-bagian utama dari turbocharger dapat dilihat pada Gambar 2.

 Gambar 2. bagian-bagian Turbocharger

Tujuan utama penggunaan turbocharger adalah memperbesar daya mesin (30 - 80%); mesin pun jadi lebih kompak dan ringan. Motor diesel dengan supercharger menjadikan mesin dapat bekerja lebih efisien serta pemakaian bahan bakar spesifiknya lebih rendah (5 – 15%). Kecepatan turbocharger harus relatif tinggi yaitu sekitar 10.000 sampai 17.000 rpm untuk mesin kecepatan rendah dan 15.000 hingga 30.000 rpm untuk mesin kecepatan tinggi.

 Skema instalasi sebuah motor torak dengan dua turbocharger dapat dilihat pada Gambar 3  di bawah ini.
Gambar 3. Diagram aliran udara gas buang pada motor turbocharger


Menurut Maleev (1986:24), pengisian lanjut yang dilakukan untuk menaikkan udara mesin empat langkah dilakukan oleh blower untuk mendorong udara masuk dengan tekanan yang lebih tinggi. Akibatnya tekanan yang lebih tinggi pada awal langkah kompresi maka akan menaikkan tekanan efektif rata-rata. Seiring kenaikkan tekanan penyalaan maksimum dan temperature maksimum. Sebaliknya pengggunaan bahan bakar tiap daya kuda/jam biasanya berkurang karena kenaikkan turbulensi udara dan pembakaran jadi lebih meratayg tentunya mengakibatkan efisiensi mekanis mesin meningkat. 

Apabila motor dirancang untuk efisiensi maksimum pada daerah pembebanan tinggi, maka pada pembebanan rendah daya dan efisiensi menurun karena pembakaran kurang sempurna. Pada beban rendah, gas buang tidak cukup kuat menggerakkan turbosupercharger. Menurut Wiranto Arismunandar (1988:117) pada operasi beban-penuh kedua turbocharger bekerja. Sedangkan pada beban sebagian hanya satu turbocharger yang bekerja; pada kondisi ini katup KT dan katup KK  tertutup, sehingga turbocharger 2 tidak bekerja.

Cara Kerja Turbocharger
Gas buang dari mesin dimanfaatkan pada turbocharger untuk menggerakkan turbin yang selanjutnya menggerakkan blower untuk mendorong udara masuk dengan tekanan yang tinggi. Putaran turbin sama dengan putaran blower karena terhubung pada satu poros. Gas buang yang masuk pada turbin lalu keluar pada saluran buang, blower yang berputar pada putaran tinggi menghisap udara masuk kedalam penyaringan udara masuk (Air Intake Filter) masuk kedalam  pipa selanjutnya masuk pada silinder head. Akibat tekanan yang lebih tinggi pada awal langkah kompresi maka akan menaikkan tekanan efektif rata-rata dan juga menaikkan tekanan penyalaan maksimum dan suhu maksimum. Sebaliknya penggunaan bahan bakar berkurang karena kenaikan turbulensi udara dan pembakaran menjadi lebih merata yang tentunya mengakibatkan efisiensi mekanis mesin meningkat.

Apabila motor dirancang untuk efisiensi maksimum pada daerah pembebanaan  tinggi, maka pada pembebanan rendah daya dan efisiensi menurun karena pembakaran kurang sempurna, pada beban rendah gas buang tak cukup kuat menggerakkan turbocharger. Menurut Wiranto Arismunandar (1994 : 117) pada beban rendah tak diperlukan turbocharger, maka gas buang dapat dibuat tidak melalui turbin dengan mengatur pembukaan katup simpang, sehingga turbocharger tidak bekerja. Pembukaan katup simpang disesuaikan dengan katup gas, bila katup gas dibuka pada tekanan tertentu yang sanggup memutar turbin maka katup simpang secara otomatis tertutup.


Kompresor Pada Turbocharger
Menurut PK. Nag (2002: 755) kompresor pada turbocharger dapat dikelompokkan dalam dua bagian, yaitu:
1.      Non-positive displacement yang terdiri dari radial dan kompresor aksial (Gambar 4).
2.      Positive displacement type yang terdiri dari roots blower, vane compressor and screw compressor (Gambar 3.6).


                                                          (a)                                       (b) 


 Gambar 4. Kompressor aksial (a), kompreso radial (b) 


Gambar 5. Kompresor tipe Positive displacement


Jenis dan Spesifikasi Turbocharger
            Turbocharger dari suatu motor Diesel sudah benar–benar disesuaikan secara thermodinamikanya, fisiknya dan kegunaannya pada motor tersebut. Pada mesin diesel CCM SULZER yang digunakan oleh PT. PLN (Persero) Lueng Bata, menggunakan turbocharger tipe VTR 354-11, berarti ukuran rangkanya (frame) adalah 354, sedangkan design variation adalah 11. Putaran (n) dan temperature maksimum (T)  adalah 365/s dan 6200C.


Resource ;

ANALISA THERMODINAMIKA PADA MESIN
TURBOCHARGER VTR 354-11 PT. PLN (Persero) SEKTOR PEMBANGKITAN
LUENG BATA (Faisal Susanto/0504102010018)

Saturday, May 19, 2012

Opini Insinyur


Kegalauan Saya terhadap Insinyur Mesin Indonesia


Rekans,
Sekali-kali saya ingin buat e-mail yang rada serius. Terutama melihat kondisi negara saat ini dengan uang yang sangat banyak tapi penciptaan pekerjaan masih relatif sangat sedikit.


Dalam berbagai pertemuan saya selalu bilang bahwa penyebab kejadian ini adalah karena insinyur Indonesia masih "belum" bekerja keras. E-mail ini bukan bermaksud untuk mengkritik namun lebih sebagai sebuah introspeksi & "lessons learned" agar Indonesia dimasa mendatang akan lebih maju lagi. Saya setuju dengan hipotesa bahwa kemajuan negara adalah karena peran dan kemajuan perusahaan-perusaha an di negara tersebut (bukan pemerintahannya). Sedangkan kemajuan perusahaan disebabkan karena inovasi teknologi para insinyur-insinyurnya dalam meng-"create value" di dalam perusahaan tersebut. Artinya semakin inovatif dan berkarya para insinyur di dalam suatu korporasi, maka akan majulah bangsa dan negara tersebut. Jadi disini, kata kuncinya adalah "insinyur" dan "korporasi" dalam memajukan bangsa. Berikut beberapa fakta yang membuat saya galau :

Pembangunan pabrik-pabrik industri max 50% local content. Setiap kali saya membangun pabrik-pabrik industri di Indonesia, peralatan dan material yang bisa dibeli di dalam negeri (kandungan lokal) paling-paling hanya mencapai maximum 50% dari nilai kontrak. Peralatan yang masih terus menerus diimport sejak saya jadi insinyur (tahun 1981) sampai sekarang (2007) adalah alat-alat mesin bergerak/berputar (rotating) yaitu compressor, pompa, turbine, generator, fans, blower, dll. Tidak ada kemajuan sedikitpun selama 26 tahun, dan tidak ada satupun produsen peralatan-peralatan tersebut di Indonesia yang tumbuh minimal untuk mendominasi market di dalam negeri. Informasi belanja migas per tahun dari Dirjen Migas disebutkan mencapai US $ 9 milyard. Hampir US $ 7.5 milyard merupakan import peralatan dan permesinan. Sayang sekali uang kita dihambur-hamburkan ke luar negeri. Dimanakah peran para Insinyur-Insinyur Mesin Indonesia & korporasi2 di bidang ini ?


PLTU skala kecil & menengah diberi kesempatan maksimal oleh Pemerintah & PLN. Atas dorongan Deprind, Wapres dan semua pihak, akhirnya PLN setuju untuk PLTU 7 MW harus 70% kandungan lokalnya, PLTU 25 MW harus 50 % kandungan lokalnya, dan untuk PLTU 50 MW harus 30 % kandungan lokalnya. PLN sudah memasukan persyaratanpersyaratan tersebut dalam dokumen tendernya. Wapres, Menteri perindustrian dan Meneg BUMN sudah membuat surat dan mendukung secara resmi. Juga bank-bank nasional siap mendanai proyek-proyek tersebut karena kelebihan likuiditas. Namun saat ini fabrikator Boiler, Turbine dan Generator relatif masih kewalahan dan hampir menyatakan tidak sanggup.Turbine manufacturer hanya 1 di Indonesia yaitu NTP dan sanggupnya maximum 7 MW. Untuk membuat generator hanya Pindad yang sanggup, itupun maximum 15 MW. Sedangkan untuk Boiler ada sekitar 4 perusahaan utama dan hanya sanggupnya tipe stocker dengan maximum 15 MW. Padahal PLTU yang akan dibangun ada 34 PLTU dengan nilai sekitar US $ 3 milyard. Sehingga akibatnya sudah dapat ditebak yaitu sebagian besar permesinan akan diimport dari China.

Padahal tahun 1981, Insinyur China masih bertani dan bercocok tanam sedangkan insinyur Indonesia berani bikin pesawat terbang. Kenapa bisa terjadi seperti ini ?. Kecelakaan kereta api - permasalahannya di pembuatan Bogey ITB-77 melalui Yayasan Bhakti Ganesha (YBG) sudah membuat studi tentang kecelakaan kereta api. Penyebab terbesar kecelakaan Kereta api di Indonesia hanya disebabkan karena 2 pareto besar yaitu kereta anjlok dan kereta tabrakan di persimpangan. Setelah diteliti lebih jauh oleh media massa dan para teknisi, penyebab anjloknya kereta api bukanlah karena rel keretanya anjlok tapi karena bogey (tempat dudukan gerbong kereta) banyak yang aus dan rusak. Solusi sederhana saat ini adalah dengan mengurangi kecepatan kereta api 20% supaya bogey tidak anjlok. Pemerintah sudah siap menurunkan dana untuk meningkatkan keselamatan kereta api, namun tidak ada satupun industri di Indonesia yang bisa membuat bogey dengan baik dan cepat. Mungkin akhirnya import lagi.

Kecelakaan pesawat terbang. Rasanya para insinyur mesin Indonesia tidak boleh tinggal diam dengan adanya kecelakaan-kecelakaan pesawat terbang. Dimanakah peran insinyur mesin Indonesia dalam menerapkan sistem-sistem quality control yang selalu dibangga-banggakan di perusahaan-perusahaan minyak. Kenapa kalau korporasikorporasinya milik asing (PSC), insinyur-insinyur Indonesia persis seperti "inlander" dan jadi anak-anak penurut. Tapi kalau pemiliknya orang Indonesia atau perusahaan-perusahaan tersebut perusahaan Indonesia , sepertinya para insinyur Indonesia (khususnya insinyur mesin) kehilangan arah. Kenapa ya bukan insinyur-insinyur mesin yang menapak jenjang level top management di perusahaan-perusahaan maskapai penerbangan. Kenapa orang keuangan, pilot dan angkatan udara yang menduduki pimpinan perusahaanperusahaan penerbangan di Indonesia ?


Saya bisa buat list ini terus semakin panjang dengan daftar import peralatan-peralatan mesin seperti sepeda, sepeda motor, mobil, dll. Fakta-fakta korporasinya. Jika kita melihat industri kimia dan perminyakan di Indonesia, terlihat bahwa pimpinan-pimpinan perusahaannya (direksi dan level menengah) dipegang umumnya oleh para insinyur-insinyur di bidangnya lihat industri pupuk, industri semen, industri kimia, pertamina, pgn, medco, production sharing companies dll.

Juga industri perlistrikan (baik PLN maupun manufaktur peralatan listrik) umumnya dipimpinan pada level
menengah/atas ditentukan kebijakan-kebijakannya oleh para insinyur-insinyur elektro. Juga industri konstruksi bangunan, jalan, pelabuhan dll, umumnya dipimpin oleh para insinyur sipil. Hal serupa juga ditemukan di Industri Telekomunikasi, IT, perbankan dan elektronika. Para spesialis dan teknisi bisa menapak jenjang management & pimpinan perusahaan dan tentunya bisa menerapkan kebijakan dan obsesinya sebagai insinyur.

Tapi coba lihat pimpinan level menengah dan tertinggi di industri-industri permesinan, industri motor, industri mobil, industri pompa, industri compressor dll. Sebagian besar berasal dari non-engineer yang umumnya mementingkan keuntungan dari bekerja sebagai "trader" atau pengambil komisi dari mengimport barang jadi. Pimpinan-pimpinan perusahaan permesinan umumnya datang dari para pemilik perusahaan yang menaruh modal awal atau ditaruh oleh mitra asingnya sebagai perwakilan di Indonesia. Pimpinan-pimpinan seperti ini tidak akan mempunyai inovasi dan keberanian untuk mengambil resiko memproduksi di dalam negeri secara mandiri. Karena kebijakan ini akan bertentangan dengan fungsi mereka yang ditempatkan pada awalnya yaitu menjadi penjual saja. Ini kegalauan saya dan tidak bermaksud untuk mengkritik insinyur mesin. Namun hanya sebagai sebuah introspeksi dari kaca mata yang mungkin salah.


Silahkan tulisan ini diforward ke email/milis-milis lain dan saya ingin mengajak rekan-rekan insinyur mesin untuk diskusi tentang ini. Rasanya sudah saatnya kita menyiapkan insinyur-insinyur mesin Indonesia yang muda-muda dengan penyiapan korporasi-korporasi terkait dengan target-target dalam jangka kurun-kurun waktu yang tertentu. Sebagai contoh, dalam berapa tahun Indonesia bisa membuat pompa air sendiri dan siapa korporasi pembinanya (tahukah anda bahwa pompa air saja kita masih import). Dalam berapa tahun Indonesia akan membuat compressor udara sendiri dan siapa korporasi embinanya, dll.


Ini kegalauan saya. Mohon maaf bila ada yang kurang berkenan.
Let's discuss for Indonesia 's future
Salam,

Triharyo Susilo (Hengki)
Direktur Utama PT. Rekayasa Industri

Komunitas Alumni & Mahasiswa T. Mesin Unsyiah
http://mesin.adfaceh.org Powered by Joomla! Generated: 11 August, 2009, 06:07