ENGINE PT6A-27

ENGINE PT6A-27

            Engine PT6A-27 merupakan engine jenis turbo propeller. Engine ini memiliki kompresor yang terdiri dari tiga stage axial dan satu stage centrifugal, yang menyediakan perbandingan kompresi (compression ratio) 6.3 : 1. Engine PT6A-27 menggunakan combustion chamber jenis annular. Engine PT6A-27 menggunakan dua turbine yang tidak saling berhubungan (freeturbine) yaitu compressor turbine yang menggerakkan kompresor dan power turbine yang menggerakkan propeller.

Gambar 1.1 Engine PT6A-27 Cutaway^[1]

            Didalam sistem pelumasan tekanan oli sangat menentukan besarnya aliran oli yang dialirkan ke bagian – bagian komponen engine yang memerlukan pelumasan seperti engine bearings, reduction gears, torquemeter, propeller, accessory drive gears dan lain sebagainya. Tekanan oli dibatasi oleh pressure relief valve sesuai dengan kebutuhan engine. Tekanan oli diukur oleh oil pressure transmitter yang terletak pada accessory housing. Tekanan normal oli berkisar 80 sampai 100 psi. Oil outlet temperature dibaca menggunakan temperature bulb pada accessory gearbox dan dikirimkan ke oil temperature dan  pressure pada instrument panel di cockpit.

            Pada saat engine beroperasi terjadi kenaikan suhu oli (high oil temperature) yang terdeteksi oleh oil temperature bulb melebihi ketentuan antara 74ºC sampai dengan 80ºC dan pada indicator menunjukkan suhu 130ºC, hal ini dapat mengganggu aliran oli ke sistem pelumasan di engine atau tidak memenuhi kebutuhan sehingga dapat merubah kualitas pelumasan pada komponen. Terjadinya high oil temperature ketika suhu oil melebihi batas maximum (99ºC) akan merusak komponen–komponen engine yang memerlukan pelumasan akan cepat panas dan dapat menyebabkan masalah dalam pengoperasian engine.

            Naiknya suhu oli bisa terjadi akibat beberapa kemungkinan, diantaranya:

1.      Quantity dari pada oil kurang.

2.      Kemungkinan terjadi kerusakan pada internal engine.

3.      Kemungkinan Temperature Indicator System mengalami kerusakan.

4.      Tersumbatnya oil cooler air-fin yang menyebabkan aliran udara yang masuk melalui oil core terhambat.

5.      Terhambatnya oli di oil cooler tube sehingga bypass valve pada posisi terbuka.

6.      Thermostat mengalami malfunction.

1.      Spesifikasi Engine PT6A-27

            Engine PT6A-27 dalah engine jenis Turbo prop yang diproduksi oleh pabrik Pratt & Whitney Canada. Untuk spesifikasi engine PT6A-27 secara garis besar adalah sebagai berikut:

Tipe                             : Free Turbine Turboprpo

Tipe ruang bakar         : Annular reverse-flow with 14 Simplex                                                            burners

Tipe kompresor           : 3 stage axial dan 1 stage centrifugal flow                                                       compressor

Pressure Ratio             :  6.3 : 1

Tipe turbin                   : 1-stage gas generator power turbine dan

                                      1- stage free power turbine

Panjang engine            : 62 in

Diameter                     : 19 in

Berat mesin (kering)    : 275 lb

Oil specification          : Exxon Turbo Oil 2380

Tank capacity              : 2.3 gallons

Oil consumption          : 0.2 lb/hr

2.      Sistem Engine PT6A-27

            Untuk engine PT6A-27 terdiri dari beberapa system antara lain lubrication, fuel and fuel control, ignition, dan engine air.

a.       Lubrication System

            Lubrication system dirancang untuk memberikan constant supply dari lubricating oil ke engine bearings, reduction gears, torquemeter, propeller dan accessory drive gears. Oli melumasi dan mendinginkan bearings, dan mengirimkan setiap foreign objects ke main oil filter untuk dipisahkan dari oil flow.

b.      Fuel and Fuel Control System

            Fuel and fuel control system mengatur aliran fuel dari fuel system menuju engine. Fuel bertekanan kemudian masuk ke fuel control unit (FCU). Berdasarkan throttle lever position, ambient air pressure, engine torque, dan input lainnya, FCU mengatur dan menyediakan aliran fuel untuk engine starting, acceleration, constant speed operation, deceleration, dan shutdown.

c.       Ignition System

            Spark igniter type merupakan sistem pengapian yang telah dikembangkan dan disesuaikan untuk memberikan engine dengan sistem pengapian yang dapat menyala dengan cepat dengan rentang temperature yang luas. Terletak pada posisi jam 4 dan 8 pada gas generator case. Terdiri dari engine-mounted ignition exciter, dua individual high tension cable assemblies dan dua spark igniters. System akan menghasilkan daya dari aircraft battery sebesar 28 volt DC dan akan bekerja pada very high voltage 20 J dan 2000 A dengan tegangan antara 22-26 kV pada high tension transformer untuk menyalakan spark igniter.

Gambar 1.2 Ignition System^[2]

d.      Engine Air System

            Engine mempunyai tiga air bleed systems yang terpisah, yaitu compressor air bleed control, bearing compartment air seal and bleed system dan  turbine disk cooling system. Pada sistem yang keempat tersedia sebagai sebuah sumber opsional untuk high-pressure air digunakan untuk mengoperasikan auxiliary airframe equipment.

3.      Komponen-komponen Engine PT6A-27

           Komponen-komponen engine PT6A-27 antara lain:

a.      Air Intake

               Berfungsi untuk mengarahkan aliran udara yang masuk (inlet air) ke  compressor stage pertama.

Gambar 1.3 Air Intake^[3]

b.      Compressor Rotor and Stator Assembly

            Terdiri dari tiga axial rotor stages, tiga interstage spacers, tiga stator assemblies dan satu single-stage centrifugal impeller and housing. Berfungsi mempercepat aliran massa udara yang kemudian diperlambat oleh stator vane, sehingga akan menaikan tekanan udara yang kemudian masuk ke dalam diffuser dengan perbandingan tekanan 6.3 : 1. Diffusser adalah saluran berbentuk divergent yang digunakan untuk aliran udara centrifugal pada turbine engine untuk memperlambat kecepatan udara dan menaikkan tekanan, sehingga udara bercampur dengan bahan bakar dengan sempurna.

Gambar 1.4 Compressor Section^[4]

c.       Combustion Chamber Liner

            Adalah annular reverse-flow type berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pembakaran (combustion) dari campuran bahan bakar dan udara sehingga menghasilkan energi panas untuk di ekspansikan ke turbine

.

Gambar 1.5 Combustion Chamber^[5]

d.       Fuel Nozzle

            Fuel Nozzle berfungsi untuk mengkabutkan fuel pada combustion chamber agar bercampur dengan udara yang bertekanan tinggi sehingga terjadi pembakaran.

Gambar 1.6 Fuel Nozzle^[6]

e.       Compressor Turbine

            Compressor Turbine berfungsi untuk merubah gas panas berkecepatan tinggi untuk memutar rotor compressor unit yang akan menyebabkan turbine blade berputar sehingga mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik dengan perbandingan 75 % untuk memutar compressor dan 25 % untuk memutar propeller melalui reduction gearbox.

Gambar 1.7 Compressor Turbine^[7]

f.        Power Turbine

            Power Turbine berfungsi untuk memutar shaft power turbine yang menggerakkan reduction gearbox melalui putaran shaft tersebut sehingga menggerakan propeller.

Gambar 1.8 Power Turbine^[8]

g.      Exhaust

            Exhaust berrfungsi untuk mengarahkan gas sisa pembakaran keluar untuk dibuang.

Gambar 1.9 Exhaust Duct^[9]

h.      Reduction Gear

            Reduction Gear berfungsi untuk mengurangi putaran atau R.P.M power turbine sehingga menghasilkan torque (tenaga) yang tinggi (besar) guna keperluan kerja dari putaran propeller agar tidak mendekati kecepatan suara.

Gambar 1.10 Reduction Gears^[10]

i.        Accessory Gears

            Accessory Gears berfungsi sebagai perlengkapan untuk pemasangan dan menggerakan bermacam-macam sistem accessories untuk pengoperasian engine.

Gambar 1.11 Accessory Gears^[11]

4.      Cara Kerja Engine PT6A-27

            Pada pesawat DHC-6 Twin Otter series 300 udara masuk melalui air intake pada bagian bawah engine melewati annular plenum chamber terus ke compressor inlet case dimana udara dihisap langsung menuju ke compressor. Compressor terdiri dari tiga axial stages yang di kombinasikan dengam single centrifugal stage compressor. Perputaran compressor blades dan impeller yang menambah tenaga dari aliran udara yang melaluinya, maka terjadi kenaikan velocity. Stator vanes terletak di antara setiap stage dari compressor rotor blades yang mengarahkan udara, mengubah velocity menjadi pressure, dan mengarahkan aliran udara pada sudut yang tepat menuju stage compression berikutnya. Dari centrifugal impeller, udara mengalir melalui diffuser vanes kemudian aliran udara diarahkan 90º kemudian velocity diubah menjadi pressure.

       Gambar 1.12 Engine PT6A-27^[12]

            Aliran udara kemudian diarahkan melalui straightening vanes menuju ke combustion chamber, ketika udara memasuki combustion chamber aliran udara berubah arah 180º. Kemudian udara dicampur dengan fuel melalui fuel nozzle, maka. Kemudian igniter memberikan pengapian guna menyalakan pembakaran dari campuran massa udara dan bahan bakar. Temperature di dalam combustion chamber tersebut naik menyebabkan udara berekspansi.

            Setelah pembakaran berlanjut secara kontinyu maka ignaiting berhenti bekerja. Gas panas yang berekspansi selanjutnya akan memutar turbine blade tersebut. Untuk mesin turboprop hampir dua per tiga dari energi yang tersimpan dari hasil pembakaran akan diperlukan untuk mengerakkan compressor dan sisanya diserap oleh reduction gear untuk menggerakkan propeller.

---

[1] Pratt Whitney Canada Maintenance Manual Manual Part No. 3015442, Feb 01/2002 Page 1-3-7/8

[2] PT6 Training Manual, halaman 43

[3] Know your PT6A, Halaman 17

[4] Pratt Whitney Canada Maintenance Manual Manual Part No. 3015442, Feb 01/2002 Page 1-4-6

[5] PT6 Training Manual, halaman 16

[6] Curso PT6A – Small Series

[7] Curso PT6A – Small Series

[8] PT6 Training Manual, halaman 20

[9] Pratt Whitney Canada Maintenance Manual Manual Part No. 3015442, Feb 01/2002 Page 1-4-24

[10] Curso PT6A – Small Series

[11] PT6 Training Manual, halaman 14

[12] Curso PT6A – Small Series