Efisiensi termal brake

BAB 4. HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.2 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel

4.2.6 Efisiensi termal brake

Efisiensi termal brake (brake thermal eficiency, η_b) merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata–rata yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar. Efisiensi termal brake dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

b η = LHV m P f B . ^{. 3600} dimana: b

η = Efisiensi termal brake

LHV = nilai kalor pembakaran bahan bakar (kJ/kg)

Dalam pengujian ini diasumsikan gas buang yang keluar dari knalpot mesin uji masih mengandung uap air (uap air yang terbentuk dari proses pembakaran bahan bakar yang belum sempat mengalami kondensasi didalam silinder sebelum langkah buang terjadi) sehingga kalor laten kondensasi uap air tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar (LHV, Low Heating Value). Hal ini berarti untuk mendapatkan nilai LHV, maka nilai kalor bahan bakar yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya (HHV, High Heating Value) dengan menggunakan bom kalorimeter harus dikurangkan dengan besarnya kalor laten kondensasi uap air yang terbentuk dari proses pembakaran.

LHV = HHV – Qlc Dimana :

Qlc = kalor laten kondensasi uap air.

Dengan mengasumsikan tekanan parsial yang terjadi pada knalpot mesin uji adalah sebesar 20 kN/m² (tekanan parsial yang umumnya terjadi pada knalpot motor bakar), maka dari tabel uap diperoleh besarnya kalor laten kondensasi uap air yaitu sebesar 2400 kJ/kg [Lit.9 hal 12]. Bila diasumsikan pembakaran yang terjadi adalah pembakaran sempurna maka besarnya uap air yang terbentuk dari pembakaran bahan bakar dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

% Berat H dalam bahan bakar = ) ( . . Z Y XH O C MR H AR y x 100 % dimana :

x,y, dan z = konstanta (jumlah atom) AR H = Berat atom Hidrogen

) (C_XH_YO_Z

MR = Berat molekul C_XH_YO_Z

Massa air yang terbentuk = ½ x y x (% berat H dalam bahan bakar) x massa bahan bakar

Pada tabel 2.2, diperoleh jenis dan persentase komposisi asam-asam lemak pembentuk metil ester. Berdasarkan reaksi transesterifikasi (gbr. 2.1), dengan mengubah masing-masing asam lemak tersebut kedalam bentuk metil esternya maka diperoleh jumlah kandungan hidrogen dan persentase beratnya untuk tiap metil ester pembentuk biodiesel sehingga jumlah air yang terbentuk tiap satu satuan massa biodiesel dapat dihitung.

Total massa air yang terbentuk =

( ) ( )

      _× _× _× _×

Σ y %beratHdalammetilester %asamlemak massabahanbakar 2

Hasil perhitungan total massa air yang terbentuk dari pembakaran tiap satu kilogram (1 kg) biodiesel pada proses pembakaran sempurna dapat dilihat pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Jumlah air yang terbentuk dari pembakaran tiap 1 kg biodiesel Jenis asam lemak % dalam biodies el

Bentuk Metil Ester Jum lah Hid roge n % berat Hidrog en Jumlah H2O yang terbentuk Lauric (C12) 1,83 CH₃(CH₂)₁₀COOCH₃ ²⁶ ^12,15 0,028905 kg Myristic (C14) 1,90 ^CH³^(CH²⁾¹²^COOCH³ ³⁰ ^12,397 0,035331 kg Palmitic (C16 : 0) 40,09 ^CH³^(CH²⁾¹⁴^COOCH³ ³⁴ ^12,593 0,858251 kg Stearic (C18 : 0) 4,32 ^CH³^(CH²⁾¹⁶^COOCH3 ³⁸ ^12,752 0,104668 kg Oleic (C18 : 1) 41,13 ^{CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOCH3} ³⁶ 12,1621 0,900402 kg Linoleic (C18 : 2) 10,73 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7 COOCH3 ³⁴ ^11,565 0,210957 kg Total H2O yang terbentuk dari pembakaran 1 kg biodiesel

2,138514 kg

Dengan diperolehnya massa air yang terbentuk, maka dapat dihitung besarnya kalor laten kondensasi uap air dari proses pembaran tiap 1 kg.

Q_lc = 2400 kj/kg . 2,138514 = 5132,434 kj/kg

Sehingga besarnya CV untuk biodiesel (B100) dapat dihitung sebagai berikut : CV = HHV_B₁₀₀ - Qlc_B₁₀₀

= 37759,61224 kJ/kg – 5132,434 kJ/kg = 32627,17824 kJ/kg

Harga CV untuk solar (C 12 H

26) dihitung dengan cara yang sama : % berat H dalam solar=

26 12 . H MRC ARH y X100 % =

( ) ( )

100% 1 . 26 12 . 12 1 . 26 X + = 15,29 %

Jumlah uap air yang terbentuk dari pembakaran tiap 1 kg solar : kg kg 1,9877 1 100 29 , 15 26 2 1 = ⋅ ⋅ ⋅

Kalor laten kondensasi uap air dari pembakaran tiap 1 kg solar :

q _solar = 2400 kj/kg .1,9877 kg = 4770,48 kj per 1 kg solar Besarnya CV solar :

CV_solar = HHV _solar - Q_lc _solar

= 44797,54 kj/kg – 4770,48 kj/kg = 40027,06 kj/kg

Sedangkan harga CV untuk bahan bakar yang merupakan campuran antara biodiesel (B100) dengan solar dihitung dengan rumus pendekatan berikut :

CV_Bxx = HHV_BXX - {( B.Q_lc _B₁₀₀ )-( S.Q_{lc solar} )} Dimana :

B = Persentase biodiesel dalam bahan bakar campuran S = Persentase solar dalam bahan bakar campuran Untuk B10, B = 0,1 dan S = 0,9

CV_B₁₀ = HHV_B₁₀- {(0,1⋅Q_lc B100) + ( 0,9 ⋅Q_lc solar)}

= 49031,15 kj/kg – {(0,1⋅5132,434kj/kg)+(0,9⋅4770,48kj/kg)} = 44224,4746 kj/kg

Dengan cara perhitungan yang sama untuk bahan bakar biodiesel (B20), maka hasil perhitungan harga CV untuk B20 = 44126,0246 kj/kg

Setelah diperoleh harga CV untuk masing-masing bahan bakar maka dapat dihitung besarnya efisiensi termal brake (η_b).

• Untuk Biodiesel (B10), beban 10 kg pada putaran 1000 rpm b η = 3600 / 4746 , 44224 / 739 , 0 246 , 3 × ⋅ kj kg jam kg kW = 0,3575

Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk menghitung efisiensi termal brake masing-masing bahan bakar pada tiap variasi beban dan putaran. Hasil perhitungan efisiensi termal brake dapat dilihat pada tabel 4.8

Tabel 4.8 Data hasil perhitungan untuk efisiensi termal brake

Beban

(kg)

Putaran

(rpm)

Efisiensi termal brake (%)

Solar Biodiesel (B-10) Biodiesel (B-20)

10 1000 _29.20 _35.75 _37.14 1400 _30.48 _34.77 _35.20 1800 _30.33 _33.50 _33.93 2200 _24.97 _27.91 _32.20 2600 _24.97 _31.24 _31.99 2800 _26.08 _32.22 _31.01 25 1000 _65.59 _72.71 _86.34 1400 _80.45 _72.42 _78.94 1800 _76.48 _70.05 _73.65 2200 _75.64 _62.68 _66.27 2600 _67.89 _61.66 _65.37 2800 67.23 63.29 63.78

• Pada pembebanan 10 kg, BTE terendah terjadi pada solar pada putaran 2600 rpm yaitu sebesar 24,97%. Sedangkan BTE tertinggi terjadi pada biodiesel (B20) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 37,14%.

• Pada pembebanan 25 kg, BTE terendah terjadi pada biodiesel (B10) pada putaran 2600 rpm yaitu sebesar 61,66%. Sedangkan BTE tertinggi terjadi pada biodiesel (B20) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 86,34%.

Efisiensi termal brake terendah terjadi ketika menggunakan bahan bakar solar pada beban 10 kg dan putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 24,97%. sedangkan efisiensi termal brake tertinggi terjadi ketika menggunakan bahan bakar biodiesel (B20) pada beban 25 kg dan putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 86,34%.

Efisiensi termal dari biodiesel relatif lebih besar dari efisiensi termal solar, hal ini dapat ditunjukkan dengan lebih besarnya nilai kalor dari biodiesel dibandingkan dengan solar.

Kenaikan putaran poros pada beban konstan cenderung mengurangi efisiensi termal, untuk beban konstan daya efektif daya efektif yang dihasilkan relatif konstan dan kenaikan putaran poros akan mempersingkat waktu proses pencampuran bahan bakar–udara, sehingga pembakaran berlangsung kurang baik, hal ini akan menghasilkan energi pembakaran yang lebih kecil dan cenderung mengurangi efisiensi termal.

Pada kondisi penambahan beban pada putaran poros konstan akan terjadi penambahan kandungan oksigen yang terikat pada biodiesel sebanding dengan penambahan massa bahan bakar, hal ini akan menyebabkan semakin banyak bahan bakar yang terbakar dan daya efektif yang lebih besar, sehingga meningkatkan efisiensi termal.

Perbandingan efisiensi termal brake masing-masing bahan bakar pada tiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada grafik yang terletak pada gambar 4.13 dan gambar 4.14

Gambar 4.13 Grafik BTE vs putaran untuk beban 10 kg

4.3 Pengujian Emisi Gas Buang

4.3.1 Kadar Carbon Monoksida (CO) dalam gas buang

Data hasil pengukuran kadar CO dari gas buang hasil pembakaran ke tiga tipe pengujian yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.9 berikut :

Tabel 4.9 Kadar CO dalam gas buang.

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR C0 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) ^Solar

10 1000 0.056 0.052 0.042 1400 0.068 0.059 0.071 1800 0.084 0.085 0.074 2200 0.093 0.093 0.081 2600 0.096 0.090 0.069 2800 0.088 0.086 0.066 25 1000 0.088 0.068 0.048 1400 0.054 0.070 0.064 1800 0.090 0.091 0.087 2200 0.096 0.085 0.099 2600 0.079 0.081 0.099 2800 0.093 0.080 0.100

o Pada pembebanan 10 kg (gambar 4.15), kadar CO terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 1000 rpm yaitu 0,042 %. Sedangkan kadar CO tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 2600 rpm yaitu sebesar 0,096 %.

o Pada pembebanan 25 kg (gambar 4.16), kadar CO terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 1000 rpm yaitu 0,048 %. Sedangkan kadar CO tertinggi terjadi saat menggunakan solar pada putaran 2800 rpm yaitu sebesar 0,100 %.

CO muncul akibat kurang optimalnya proses pembakaran sehingga bahan bakar tidak terbakar karena kekurangan oksigen. Hal ini terjadi bila campuran bahan bakar lebih kaya dibanding campuran stoikiometris , dan terjadi pada saat beban rendah dan output maksimum saat akselerasi.

Perbandingan kadar CO yang terdapat dalam gas buang masing-masing pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.15 Grafik Kadar CO vs Putaran untuk beban 10 kg

4.3.2 Kadar Nitrogen Oksida (Nox) dalam gas buang

Data hasil pengukuran kadar NOx dari gas buang hasil pembakaran ke tiga tipe pengujian yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.10 berikut :

Tabel 4.10 Kadar NOx dalam gas buang.

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR NOX (ppm)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) ^Solar

10 1000 60 0 0 1400 0 0 0 1800 5 0 0 2200 0 0 0 2600 0 0 0 2800 0 0 0 25 1000 0 0 1 1400 461 0 0 1800 125 0 0 2200 429 3 0 2600 0 1 0 2800 158 2 0

o Pada pembebanan 10 kg (gambar 4.17), kadar NOx terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 1000-2800 rpm yaitu 0 ppm. Sedangkan kadar NOx tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 60 ppm.

o Pada pembebanan 25 kg (gambar 4.18), kadar NOx terendah terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) dan biodiesel (B-20) pada putaran 1000 rpm yaitu 0 ppm dan menggunakan solar pada putaran 1400-2800 rpm yaitu 0 ppm. Sedangkan kadar NOx tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 1400 rpm yaitu sebesar 461 ppm.

NOx terbentuk karena tingginya temperatur pembakaran bahan bakar udara di dalam silinder. Semakin tinggi temperatur pembakaran , maka semakin bertambah kadar NOx yang terbentuk. Perbandingan kadar NOx yang terdapat dalam gas buang masing-masing pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.17 Grafik Kadar NOx vs Putaran untuk beban 10 kg

4.3.3 Kadar Unburned Hidro Carbon (UHC) dalam gas buang

Emisi Hidro Carbon dalam gas buang menunjukkan adanya bahan bakar yang tak terbakar, hal ini pada motor diesel terutama disebabkan oleh campuran lokal udara dan bahan bakar tidak dapat mencapai batas mampu bakar. Dalam bahan bakar biodisel ada oksigen yang terikat langsung pada bahan bakar biodiesel, oksigen ini akan mempengaruhi campuran lokal udara dan bahan bakar, sehingga lebih dapat dibakar.

Data hasil pengukuran kadar CO dari gas buang hasil pembakaran ke tiga tipe pengujian yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.11 berikut :

Tabel 4.11 Kadar UHC dalam gas buang.

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR UHC (ppm)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) ^Solar

10 1000 7 8 8 1400 7 12 6 1800 18 18 13 2200 22 22 12 2600 23 20 7 2800 23 18 8 25 1000 8 12 6 1400 7 10 8 1800 17 16 13 2200 20 19 18 2600 13 13 21 2800 19 14 21

o Pada pembebanan 10 kg (gambar 4.19), kadar UHC terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 1400 rpm yaitu 6 ppm. Sedangkan kadar UHC tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 2800 rpm yaitu sebesar 23 ppm.

o Pada pembebanan 25 kg (gambar 4.20), kadar UHC terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 1000 rpm yaitu 6 ppm . Sedangkan kadar UHC tertinggi terjadi saat menggunakan solar pada putaran 2600-2800 rpm yaitu sebesar 21 ppm.

Unburned Hidro Carbon (UHC) timbul tidak hanya karena campuran bahan bakar udara yang kaya (konsumsi bahan bakar lebih besar dibanding udara), tetapi bisa juga karena campuran miskin pada suhu pembakaran rendah dan lambat misalnya pada saat idel (mesin berputar bebas ) atau waktu pemanasan mesin. Tidak sempurnanya pembakaran dimana bahan bakar tidak terbakar seluruhnya karena kekurangan udara akan menyebabkan timbulnya HC. Mesin diesel adalah mesin yang memanfaatkan tekanan udara kompresi yang tinggi untuk proses pembakaran.

Perbandingan kadar UHC yang terdapat dalam gas buang masing-masing sampel pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.20 Grafik Kadar UHC vs Putaran untuk beban 25 kg 4.3.4 Kadar Carbon Dioksida (CO₂) dalam gas buang

Pembakaran bahan bakar hidrokarbon selalu menghasilkan emisi CO2 dari proses pembakaran yang lengkap. Proses pembakaran yang berlangsung dengan baik akan sangat ditentukan oleh kecukupan oksigen dalam campuran udara-bahan bakar dan pencampuran udara-bahan bakar.

Data hasil pengukuran kadar CO2 dari gas buang hasil pembakaran ke tiga tipe pengujian yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.12.

Tabel 4.12 Kadar CO₂ dalam gas buang.

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR CO2 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) ^Solar

10 1000 2.64 2.52 3.65 1400 2.82 2.84 4.97 1800 2.98 3.05 5.68 2200 3.38 3.35 6.79 2600 3.56 3.59 7.06 2800 3.63 3.75 6.74 25 1000 3.21 2.72 2.97 1400 3.21 3.16 3.15 1800 3.72 3.52 3.56 2200 4.20 3.99 3.97 2600 4.40 4.28 4.22 2800 4.80 4.31 4.29

o Pada pembebanan 10 kg (gambar 4.21), kadar CO2 terendah terjadi saat menggunakan biodiesel (B-20) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 2,52 %. Sedangkan kadar CO2 tertinggi terjadi saat menggunakan solar pada putaran 2600 rpm yaitu sebesar 7,06 %.

o Pada pembebanan 25 kg (gambar 4.22), kadar CO2 terendah terjadi saat menggunakan biodiesel (B-20) pada putaran 1000 rpm yaitu 2,72 % . Sedangkan kadar CO2 tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 2800 rpm yaitu sebesar 4,80 %.

Jumlah emisi CO2 yang lebih besar pada solar jika dibandingkan terhadap biodiesel menunjukkan bahwa adanya kemungkinan bahwa solar mempunyai senyawa berat yang jumlah ikatan rantai karbon yang lebih panjang, sehingga kemungkinan jumlah senyawa karbon yang terbakar lebih banyak dan menghasilkan emisi CO2 yang besar.

Proses pencampuran udara-bahan bakar dimulai dari diinjeksikannya bahan bakar kedalam silinder, kemudian butiran bahan bakar akan menguap dan bercampur dengan udara, proses ini dipengaruhi oleh viskositas dan kemampuan bahan bakar untuk dapat menguap. Solar mempunyai viskositas yang lebih kecil dari biodiesel, sehingga pembentukan butiran dan penguapan bahan bakar lebih mudah dan pencampuran udara-bahan bakar berlangsung dengan baik.

Kenaikan putaran poros mempercepat proses pembakaran, sehingga bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak dan emisi CO2 yang dihasilkan cenderung bertambah besar seperti yang ditunjukkan pada gambar (4.21) dan gambar (4.22)

Perbandingan kadar CO2 yang terdapat dalam gas buang tiap-tiap pengujian dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.21 Grafik Kadar CO2 vs Putaran untuk beban 10 kg

Gambar 4.22 Grafik Kadar CO₂ vs Putaran untuk beban 25 kg

4.3.5 Kadar Sisa Oksigen (O2) dalam gas buang

Data hasil pengukuran kadar sisa O₂ dari gas buang hasil pembakaran ke tiga tipe pengujian yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.13 berikut :

Tabel 4.13 Kadar Sisa Oksigen (O2) dalam gas buang.

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR O2 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) ^Solar

10 1000 17.65 17.95 16.12 1400 16.92 17.88 14.03 1800 16.83 16.82 13.15 2200 16.23 16.11 11.82 2600 15.95 16.00 11.20 2800 15.72 15.87 11.97 25 1000 16.95 17.08 16.97 1400 16.66 16.85 16.58 1800 17.84 16.05 15.27 2200 14.99 15.33 15.42 2600 15.06 15.08 14.97 2800 15.36 14.97 14.99

o Pada pembebanan 10 kg (gambar 4.22), kadar O₂ terendah terjadi saat menggunakan solar pada putaran 2600 yaitu sebesar 11,20 %. Sedangkan kadar O2 tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-20) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 17,95 %.

o Pada pembebanan 25 kg (gambar 4.23), kadar O2 terendah terjadi saat menggunakan biodiesel (B-20) pada putaran 2800 rpm dan solar pada putaran 2600 rpm yaitu 14,97 % . Sedangkan kadar O2 tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-10) pada putaran 1800 rpm yaitu sebesar 17,84 %.

Kadar sisa O2 terendah diperoleh ketika menggunakan solar pada putaran 2600 rpm yaitu 11,20 % pada pembebanan 10 kg , yang disebabkan karena kurang optimalnya proses pembakaran. Kadar sisa O2 tertinggi terjadi saat menggunakan biodiesel (B-20) pada putaran 1000 rpm yaitu sebesar 17,95 %.

Proses pembakaran pada motor diesel berlangsung pada campuran udara-bahan bakar yang miskin atau adanya udara (oksigen) lebihan yang bertujuan untuk menjamin kelangsungan proses pembakaran, sehingga dalam gas buang hasil pembakaran masih mengandung O2. Sisa O2 gas buang dari pembakaran biodiesel lebih besar dari pada solar, hal ini dimungkinkan karena adanya kandungan oksigen yang terikat langsung pada senyawa bahan bakar biodiesel.

Pengaruh kenaikan putaran poros pada beban konstan cenderung mengurangi jumlah sisa O2 gas buang, hal ini disebabkan pada kondisi tersebut jumlah massa bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak, sehingga dengan jumlah udara yang sama memerlukan lebih banyak oksigen untuk proses pembakaran.

Perbandingan kadar sisa O2 yang terdapat dalam gas buang masing-masing sampel pengujian dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 4.23 Grafik Kadar O₂ vs Putaran untuk beban 10 kg

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Biodiesel berbahan baku minyak jarak pagar (B-10) memiliki HHV sekitar 49031,15 kj/kg, lebih tinggi 9,45% dibanding solar yang memiliki HHV sekitar 44797,54 kj/kg.

2. Biodiesel berbahan baku minyak jarak pagar (B-20) memiliki HHV sekitar 48932,7 kj/kg, lebih tinggi 9,23% dibanding solar yang memiliki HHV sekitar 44797,54 kj/kg.

3. Dibandingkan terhadap solar, B-10 menghasilkan performansi motor diesel sebagai berikut :

• Daya keluaran mesin lebih rendah 21,83%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Daya keluaran mesin lebih tinggi sekitar 1,07%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Torsi mesin lebih rendah 21,87%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Torsi mesin lebih tinggi 1,14%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) lebih rendah 9,81%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) lebih rendah 3,13%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Perbandingan udara-bahan bakar (AFR) lebih tinggi 84,42%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Perbandingan udara-bahan bakar (AFR) lebih tinggi 2,81%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Efisiensi volumetris lebih rendah 1,71%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Efisiensi volumetris lebih tinggi 1,74%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Efisiensi termal brake lebih tinggi 17,29%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Efisiensi termal brake lebih rendah 9,62%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

4. Dibandingkan terhadap solar, B-20 menghasilkan performansi motor diesel sebagai berikut :

• Daya keluaran mesin lebih rendah 21,83%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Daya keluaran mesin lebih rendah sekitar 1,08%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Torsi mesin lebih rendah 21,87%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Torsi mesin lebih tinggi 0,56%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) lebih tinggi 20,94%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) lebih tinggi 0,77%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Perbandingan udara-bahan bakar (AFR) lebih tinggi 73,93%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Perbandingan udara-bahan bakar (AFR) lebih tinggi 7,57%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Efisiensi volumetris lebih rendah 5,15%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Efisiensi volumetris lebih rendah 7,41%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Efisiensi termal brake lebih tinggi 21,85%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Efisiensi termal brake lebih rendah 5.13%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

5. Dari enam karateristik yang menjadi parameter uji performansi motor bakar diesel tidak diperoleh satu jenis bahan bakar yang menghasilkan karateristik

mesin yang terbaik pada setiap parameter, B10 menghasilkan daya,torsi,AFR, dan efisiensi volumetris maksimum serta konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) terendah, sedangkan B20 menghasilkan efisiensi termal brake maksimum. 6. Emisi gas buang motor bakar diesel yang menggunakan bahan bakar B10

dibanding solar :

• Mengandung kadar CO lebih besar 7,95%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar CO lebih kecil 7%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar Nox lebih besar 60%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar Nox lebih besar 125%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar UHC lebih besar 76,92%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar UHC lebih besar 4,76%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar CO2 lebih kecil 48,58%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar CO₂ lebih besar 11,88%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar sisa O2 lebih besar 9,49%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar sisa O₂lebih besar 5,12%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

7. Emisi gas buang motor bakar diesel yang menggunakan bahan bakar B20 dibanding solar :

• Mengandung kadar CO lebih besar 6,17%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar CO lebih kecil 20%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar Nox yang sama, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar Nox lebih besar 200%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar UHC lebih besar 53,84%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar UHC lebih kecil 9,52%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar CO2 lebih kecil 46,88%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar CO₂ lebih besar 0,46%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

• Mengandung kadar sisa O2 lebih besar 11,35%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 30 Nm.

• Mengandung kadar sisa O2 lebih kecil 0,7%, jika menggunakan beban momen puntir sebesar 75 Nm.

8. Dari lima parameter uji emisi gas buang yaitu kadar CO2 diperoleh dengan angka terendah ketika menggunakan bahan bakar B 20 , sedangkan empat parameter yaitu kadar CO,Nox,UHC dan sisa O2 masih lebih baik emisi dari bahan bakar solar.

4.2 Saran

1. Untuk mendukung kelancaran dan akurasi hasil pengujian sebaiknya dilakukan pemeriksaan dan kalibrasi terhadap instrumentasi dan alat ukur setiap kali pengujian akan dilakukan.

2. Untuk menutupi kelemahan bodiesel minyak jarak, seperti emisi gas buang yang lebih tinggi dibanding solar, sebaiknya perlu lagi diadakan penelitian yang lebih lanjut agar bahan bakar biodiesel ini kelak dapat digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar, Wiranto. Penggerak Mula Motor Bakar Torak : Penerbit ITB Bandung, 1988.

2. Arismunandar, Wiranto dan Koichi Tsuda, Motor Diesel Putaran Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta, 1976.

3. Crouse, William. H, Automotive Mechanics, Seventh Edition-McGrawHill Book Company,1976.

4. Lichty, L.C, Internal Combustion Engines, Sixth Edition-McGraw-Hill Book Company, INC, Tokyo, 1951.

5. Manual Book of TD 110–115 Test Bed Instrumentation for Small Engines, TQ Education and Trainning Ltd – Product Division 2000.

6. Priambodo, Bambang dan Maleev, V.L, Operasi dan Pemeliharaan Mesin Diesel, Penerbit Erlangga, 1991.

7. Petrovsky, H. Marine Internal Combustion Engine, MIR Publishers, Moscow, 1968. 8. Edi, Sigar, Buku Pintar Otomotif, Penerbit Pustaka Dela Pratasa, Jakarta,

1998.

9. Amir, Isril , Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin USU, Medan.

10. Soenarta, Nakolea dan Shoichi Furuhama, Motor Serba Guna, Pradnya Paramita, Jakarta, 2002.

11. Schulz, Erich. J, Diesel Mechanics, Second Edition-McGraw-Hill Book Company, 1976.

12. Toyota Astra Motor, Training Manual Turbocharger dan Supercharger Step 3, Toyota Astra Motor.

13. Toyota Astra Motor, Buku Panduan Toyota New Team Step 1, Toyota Astra Motor. 14. Biodisel Handling and Use Guedelines, National Renewable Energy

Laboratory-A national Laboratory of the U.S. Departement of Energys.

15. Khovakh, M, Motor Vehicle Engines, MIR Publisher, Moscow, 1979. 16. PT RNI, Tanaman Jarak Pagar, PT RNI, 2005

17. Erliza Hambali , Siti Mujdalipah , Armansyah Halomoan Tambunan, Teknologi bioenergi, Jakarta, Penebar Swadaya, 2007.

18. Erliza Hambali, Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel, Jakarta, Penebar Swadaya, 2006.

19. LIPI, Teknologi Indonesia volume 28 no.2, LIPI, 2009.

20. Arismunandar, Wiranto dan Reksowardojo, Iman ,Pemanfaatan Minyak Kelapa Sawit Mentah (CPO) dan Minyak Goreng (RBDPO) Sebagai Biodiesel Untuk Bahan Bakar Alternatif Pada Motor Diesel, Lab.Motor bakar dan system Propulsi, Departemen Teknik Mesin ITB

21. www.pertamina.com 22. www.id.wikipedia.org/wiki/katalis 23. www.menlh.co.id

Dalam dokumen Pengujian Performansi Motor Diesel Dengan Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (Halaman 63-86)

BAB 4. HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.2 Pengujian Performansi Motor Bakar Diesel

4.2.6 Efisiensi termal brake

( ) ( )

( ) ( )

Beban

(kg)

Putaran

(rpm)

Efisiensi termal brake (%)

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR C0 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) Solar

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR NOX (ppm)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) Solar

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR UHC (ppm)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) Solar

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR CO2 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) Solar

BEBAN

(KG)

PUTARAN

(rpm)

KADAR O2 (%)

Biodiesel

(B-10)

Biodiesel

(B-20) Solar

(B-20) ^Solar

(B-20) ^Solar

(B-20) ^Solar

(B-20) ^Solar

(B-20) ^Solar