ANALISA OUTPUT TORSI DAN EFFISIENSI TERMAL DARI KONFIGURASI TWO STROKE OPPOSED PISTON ENGINE DENGAN VARIASI GEOMETRI DAN AIR TO FUEL RATIO(AFR) MENGGUNAKAN METODE TERMODINAMIKA, KINEMATIKA DAN DINAMIKA.

Abstract

Tugas akhir ini bertujuan untuk membuktikan adanya peningkatan performa dengan menggunakan konfigurasi opposed piston engine dibandingkan dengan mesin dua langkah maupun mesin empat langkah. Penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari air to fuel ratio (AFR) dan beberapa geometri dari mesin. Metode yang digunakan adalah pendekatan termodinamika dengan siklus Otto cycle serta analisis kinematika dan dinamika mesin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi opposed piston memiliki effisiensi termal dan torsi rata-rata 4,496% lebih baik dibandingkan mesin satu silinder dua langkah biasa, dengan effisiensi termal 36,351% dan torsi rata-rata 65,217 Nm. Mesin empat langkah memiliki effisiensi termal 5,91% lebih baik namun memiliki torsi 47,043% lebih rendah dibandingkan dengan mesin dua langkah biasa. Oleh karena itu, mesin opposed piston memiliki effisiensi termal yang mirip dengan mesin empat langkah dan memiliki torsi yang lebih baik dibandingkan mesin dua langkah. Variasi rasio udara terhadap bahan bakar (AFR) menunjukkan effisiensi maksimum pada rasio AFR 1,3461 dari AFR stoikiometrik dengan effisiensi 36,7% dan torsi rata-rata 53,6 Nm, serta torsi maksimum pada rasio AFR 0,8 dengan effisiensi 26,79% dan torsi rata-rata 65,279 Nm. Peningkatan nilai AFR meningkatkan specific heat ratio yang meningkatkan effisiensi termal, namun AFR yang tinggi juga mengurangi bahan bakar yang masuk sehingga torsi yang dikeluarkan tidak maksimal. Variasi timing port menghasilkan effisiensi termal maksimum 35,167% dan torsi rata-rata 76,74 Nm pada rasio timing port 1,12899 dari timing basis mesin. Semakin telat port terbuka, semakin banyak energi yang diekstrak dan semakin banyak massa bahan bakar yang masuk. Variasi panjang connecting rod menunjukkan effisiensi termal maksimum 35,047% dan torsi rata-rata 68,6035 Nm pada peningkatan 1,0327 dari panjang awal. Connecting rod yang lebih panjang memperkecil volume clearance dan membuat timing port semakin telat sehingga rasio kompresi mesin naik.