engine friction & lubrication
TRANSCRIPT
ENGINE FRICTION AND LUBRICATION
Raja Darmawan 0606073461Raka Kautsar L 0606073474Reza Kurnia0606073505Rio Adriansyah 0606073530
Definisi Engine Friction
Engine friction adalah nilai kerja yang didapat dari perbedaan nilai kerja indicated dengan brake sehingga bisa juga disebut sebagai kerja losses.
Jenis Engine friction terdapat pada keadaan berikut :• Pumping work (Wp)• Rubbing friction work (Wrf)• Accessory work (Wa)Dari friksi-friksi tersebut diatas dapat diketahui nilai mean effective pressure nya.
tfmep = pumping mep + rubbing friction mep + accessory mep
Net output of engine bmep = imep(g) – tfmep Mechanical efficiency ηm = bmep / imep(g)
Komponen Mesin yang Mengalami Friksi
1. Crankshaft friction, contoh Main bearings, front and rear bearing oil seals
2. Reciprocating friction, contoh Connecting rod bearings, piston assembly
3. Valve train, contoh Camshafts, cam followers, valve actuation mechanisms
4. Auxiliary components, contoh Oil, water and fuel pumps, alternator
5. Pumping loss, contoh Gas exchange system (air filter, intake, throttle, valves, exhaust pipes, after-treatment device, muffler) Engine fluid flow (coolant, oil)
Komponen Mesin yang Mengalami Friksi
Gaya gesek
•Gaya yang menahan gerak relaif antara duia permukaan yang saling bersentuhan.
•Dalam operasi mesin dengan menggunakan bantalan dan gear mengakibatkan adanyapengikisan pada permukaan kontak dan menimbulkan panas dan menimbulkan kegagalan lebih cepat.
Gesekan luncurPermukaan gesek dengan pelumasan
1. Tahanan gesek tidak bergantung pada gaya tekan jika permukaan kontak direndam dalam pelumas
2. Gaya gesek berubah sesuai kecepatan pada gaya tekanan rendah
3. Permukaan yang diberi pelumas, gaya gesek bergantung pada peningkatan suhu.
4. Jika permukaan bantalan diberi pelumas maka gaya gesek tidak bergantung pada bahan dari permukaan kontak.
•Koefisien gesek: Bergantung bahan permukaan kontak
•Kekasaran permukaan: Permukaan kasar maka titik kontak yang terjadi juga besar
•Adhesi: terjadi pada titik kontak permukaan dan mengacu pada efek penyatuan yang terjadi ketika dua permukaan benda diteka saling berlawanan
Pelumasan bearing Pelumasan adalah merupakan sesuatu yang
penting untuk mencegah kerusakan dini bola-bola bearing, lintasan bearing, cage, dan sebagainya. Namun kebanyakan bearing menjadi cepat rusak diakibatkan oleh perawatan pelumasan bearing tersebut yang mengakibatkan kegagalan mesin pada saat yang tidak tepat. Tingkat breakdown/loss time menjadi tinggi karena kesalahan dalam pelumasan bearing.
Faktor-faktor paling kritikal dalam hal menjagakondisi operasi,pelumasan bearing tersebutdigunakan untuk:•mengurangi gesekan antara bola-bola
bearing dan lintasannya,•sebagai pelindung bearing dari proses
pengaratan,•mengurangi panas, dan•sebagai penghalang dari benda-benda lain
yang masuk
• Tipe pelumas yang digunakan juga sebagai faktor kritikal untuk efesiensi operasi. Tipe konvensional jatuh pada klasifikasi oli atau grease, dengan masing-masing spesifikasinya mungkin cocok untuk digunakan pada bearing yang lain.
• Secara umum, grease adalah pilihan yang tepat karena kemudahannya dalam penggunaan dan perawatannya, bisa beroperasi dengan rentang suhu 0°F sampai 300°F. Akan tetapi oli berfungsi dengan baik pada temperatur ekstrim di bawah -40°F atau di atas 350°F.
Dari gambar dapat diketahui contoh friksi yang bersamaan dengan lubrikasi (oli) pada sebuah journal bearing dan slider bearing. Perubahan friksi dengan lubrikasi dapat dilihat melalui Stribeck diagram. Stribeck diagram akan menjelaskan koefisien gesekan pada kondisi gesekan yang solid mendekati Boundary (metal dengan metal) atu kondisi hydrodynamic
•Koefisien gesek dapat diketahui dari persamaan berikut ini,
• f = koefisien gesek•α = konstanta metal to metal contact• fs = metal to metal coefficient dry friction
• fL = hydrodynamic coefficient of friction
Stribeck Diagram
• Keadaan boundary friction lubrication dapat dtemukan pada saat mesin dihidupkan dan dimatikan (bearings, piston, dan ring), pada permukaan ring piston dengan crank saat mesin bekerja normal, kemudian dapat ditemukan juga pada rocker arm. Keadaan hydrodynamic friction lubrication dapat ditemukan pada bagian-bagian mesin yang bekerja dengan kecepatan tinggi seperti pada bearing ring piston dengan cylinder liner. Keadaan mixed lubrication terjadi pada crankshaft dan connecting rod.
• Selanjutnya terdapat beberapa metode analisa untuk mengetahui ataupun memprediksi friksi yang terjadi pada komponen-komponen utama pada mesin
METODE PENGUKURAN
METODE PENGUKURAN
•Pengukuran fmep dari imep•Direct motoring test•Willans line•Morse Test
Pengukuran fmep dari imep
Direct motoring test
Willans line
Morse Test
LUBRICATION
Apa itu lubrication..?
•Adalah sebuah teknik atau proses yang berfungsi untuk mengurangi gesekan antara kedua permukaan.
•Namun pada saat ini fungsi dari lubrikasi lebih dari sekedar mengurangi efek gesekan.
Tiga karakter utama pada lubrikasi…??
•Harus melekat pada bagian permukaan padat.
•Tidak membutuhkan gaya yang besar untuk bergerak pada bagian permukaan.
•Memiliki gaya tahan yang besar untuk memisahkan antara kedua permukaan
Base Oils
•Vegetals▫Tanaman jarak, kelapa sawit
•Synthetic▫Alkil benzena, polyisobutens, dll
•Petroleum▫Mineral Oils
3 main refining processes
•Separation
•Conversion
•Finishing
Base Oil Production
ATMOSPHERIC DISTILLATION VACUUM DISTILLATION
27
Base oils – atmospheric distillation
CRUDE OILHeater 380°C
ATMOSPHERIC RESIDUE > C 20
GAS (methane, ethane) C1 , C2
GASOLINES C5 to C9
SOLVENTS C10 to C12
ATMOSPHERIC DISTILLATES C19 to C25
GAS (butane,propane) C3 , C4
GASOIL - DOMESTIC FUEL OIL C15 to C21
NAPHTA CUT
KEROSENE (domestic, air jet..) C13 to C14
< 180°C
> 380°C
365°C to 380°C
250°C to 365°C
200°C to 250°C
180°C to 200°C
NARROW CUT
Step N°1 :
Crude oil
28
Heater 400°C
ATMOSPHERICRESIDUE
DISTILLATE N°1
DISTILLATE N°2
DISTILLATE N°3
DISTILLATE N°4
GASOIL
LUBE OIL N°5
VISCOSITY
SOLVENTDEASPHALTING
VACUUMDISTILLATION
VACUUMRESIDUE
ASPHALTBITUMEN
Base oils vacuum distillation
Step N°2 :
29
Base Oils lubricant production VISCOSIT
YINDEX
POUR POINT
COLOURSTABILITY
DISTILLATE N°1
DISTILLATE N°3
DISTILLATE N°4
LUBE OIL N°5
FU
RF
UR
AL
EX
TR
AC
TIO
N (
AR
OM
AT
ICS
)
85 N
150 N
330 N
600 N
BSS
SO
LVE
NT
DE
WA
XIN
G(T
OLU
EN
E)
HY
DR
OF
INIT
ION
PARAFFINS& WAXES
DISTILLATE N°2 100 N
Step N°3 :
DISTILLATE N°0
30
• Mineral base oil manufacture
crudeLubricating
oilCrude oil
exploration
Gas ie. Ethylene Solvents Petrol, Distillate Kerosene Lubricating Oil Asphalt Fuel Oil
Crude
Heat
Solvent refined / hydrocrack
1 2
distillation(cleaning)
CrudeLubricating Oil
3
Mineral base oil
Additive
Mmineral base oil
4
ie. Engine Oil,Gear Oil, etc
Karakeristik pada pelumas•Viskositas
▫ Tingkat kekentalan pada suatu pelumas
•Viskositas Index▫ Suatu variasi dari tingkat kekentalan berdasarkan kondisi
perubahan temperatur
•Pour Point▫ Batas temperatur terendah dimana pelumas masih dapat
bekerja
•Flash Point▫ Batas temperatur suatu pelumas berubah fase menjadi uap
•Volatility•Foaming
Jenis-Jenis Aditif
Acid resistance
Anti-foam
Lubrication
Heat resistance
Dispersancy
Detergency
Extreme Pressure
Corrosion resistance
Anti-oxidant
TERIMA KASIH