Siklus Otto, Aktual dan Ideal (1)

Sumber : Museum Angkut Malang (7 feb 24)

     Siklus otto merupakan siklus ideal untuk jenis mesi n recripocating dengan penyalaan dengan spark atau spark ignition. Siklus ini bisa dijelaskan dengan diagram dari masing-masing kondisi sebagai yang dijelaskan dalam diagram p-v sebagai berikut;

    Kondisi awal kedua valve inteke dan exhaust dalam posisi tertutup dan piston berada di posisi BDC, piston akan bergerak keatas ketika mengalami proses kompresi percampuran udara dan bahan bakar. Sebelum piston mencapai TDC spark akan membantu penyalaan pembakaran sehingga terjadi peningkatan tekanan dan temperature sistem. Tekanan gas yang tinggi hasil dari pembakaran akan mendorong piston kebawah dan dikonversikan menjadi gerak putar oleh crank shaft, energi yang dikonversikan ini merupakan output dari proses expansi atau power stroke. Pada kondisi ini piston berada di posisi bawah atau proses sekali siklus dan cylinder tertinggal hasil proses pembakaran berupa kandungan emisi. Proses berikutnya piston akan kembali bergerak keatas membuang gas hasil pembakaran melalui exhaust valve (exhaust stroke) dan kembali mengambil udara yang telah tercampur dengan bahan bakar melalui intake valve dan kembali melakukan proses kompresi maupun pembakaran berikutnya secara terus menerus. 

    Analisa secara thermodinamic secara sederhana menggunakan siklus otto yang tersiri dari 4 proses meliputi; 

. 

1-2    : Isentropic compression

2-3    : constant-volume heat addition

3-4    : isentropic expansion

4-1    : constant-volume heat rejection

Kesetimbangan energi dalam basis massa dinyatakan sebagai berikut;

Karena berada dalam volume yang konstan, transfer panas bisa dinyatakan 

Efisiensi therma dari siklus otto ini dapat dinyatakan dengan

Proses yang terjadi dari siklus 1-2 dan 3-4 secaara isentropic, sehingga v2=v3 dan v4=v1

Penyederhannan untuk persamaan efisiensi thermal didapat sebagai berikut;

Dengan nilai r adalah;

r adalah compression ratio dan k adalah spesific heat ratio cp/cv.

Bersambung ke artikel berikutnya…