Bab ini adalah bab yangg terakhir yang berisikan intisari ataupun kesimpulan yang didapatkan dalam proses penyusunan skripsi dan hasil yang didapatkan. Bab ini akan menguraikan secara singkat hal-hal yang sangat penting tentang hasil yang diperoleh. Setelah itu, dilanjutkan dengan saran yang penulis anggap penting untuk kemajuan yang lebih baik.
ABSTRAK
Direct Four Stroke Turbo Commonrail Injection yang dikenal dengan
D4D merupakan kemajuan teknologi pada industri otomotif khususnya dalam hal penyempurnaan performansi mesin. D4D adalah teknologi pengaturan laju tekanan bahan bakar dari sisi kuantitas dan waktu penyemprotan bahan bakar secara elektronik.
Kelebihan yang dimiliki oleh mesin D4D adalah dengan penggunaan sistem commonrail dimana bahan bakar solar akan dihisap oleh pompa bahan bakar melalui saringan bahan bakar agar dapat menghasilkan kualitas bahan bakar solar dengan tingkat emisi gas buang yang sangat rendah. Disamping itu dengan adanya teknologi ini akselerasi dan performa yang dihasilkan sangat optimal beserta tingkat getaran dan suara mesin yang lebih halus.
Motor Diesel memiliki efisiensi termal dan performansi yang lebih baik serta dapat menghasilkan energi yang relatif besar. Efisiensi termal yang merupakan indikasi sesungguhnya dari konversi input termodinamika menjadi kerja mekanis mencapai 84,4 %. Hal ini membuktikan bahwa mobil ini telah mempunyai efisiensi yang sudah bagus. Disamping itu untuk putaran 2800 rpm didapatlah daya sebesar 100,5218 kW. Hasil analisa secara keseluruhan membukt ikan bahwa mobil ini memiliki performa yang baik.
ANALISA PERFORMANSI PADA MOBIL TOYOTA
FORTUNER MESIN DIESEL TIPE 2KD-FTV VN
TURBO INTERCOOLER
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ANDI SETIAWAN GINTING NIM. 090421060
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan rahmat-NYA dalam kehidupan penulis yang senantiasa memberikan waktu tenaga dan dana sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan menyelesaikan pendidikan pada Departemen Teknik Mesin. Adapun judul Skripsi ini adalah “Analisa Performansi Pada Mobil Toyota Fortuner Mesin Diesel Tipe 2KD-FTV VN Turbo Intercooler”
Dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, penulis banyak mengalami masalah, hambatan namun berkat bantuan Dosen Pembimbing dan bantuan dari berbagai pihak yang berupa Spritual, meterial dan informasi maka Tugas Sarjana ini dapat diselesaikan. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua Orangtua penulis Ayahanda M. Ginting dan Ibunda R. br. Tarigan. Terima kasih atas doa dan dukungan yang tiada henti-hentinya baik moril maupun materil hingga skripsi ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Ir. Mulfi Hazwi,M.Sc. sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang telah banyak memberikan waktu dan bimbingan, hingga skripsi ini dapat diselesaikan.
3. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, dan Bapak Ir.Syaril Gultom.MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Depatermen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
5. Abang saya Heri Gunawan Ginting SP, dan adik saya Bijak Bestari Gintung, terima kasih atas dukungan doa dan semangat hingga skripsi ini dapat diselesaikan.
6. Seluruh rekan rekan mahasiswa Teknik Mesin terkhusus Stambuk 2009 ekstensi, yang tidak dapat disebut satu persatu “Solidarity
Forever”.
7. Staff AUTO 2000 – TOYOTA Jl.Sisangamangaraja yang telah banyak membantu dan membantu dan membimbing penulis selama pengujian di Bengkel.
8. Buat Yessy B Sitorus yang terus memberikan semangat, dukungan dan bantuan dalam doa.
9. Buat kekompakan rekan rekan satu kost Gg Happy No.11 yang terus mendukung dalam doa dan semagat.
10.Dan semua pihak yang turut membantu dalam menyelasaikan Tugas Sarjana ini yang namanya tidak dapat penulis tuliskan satu persatu. Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam Skripsi ini. Oleh karena itu, sangat diharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan Skripsi ini.
Medan, October 2013 Penulis
Andi Setiawan Ginting NIM. 090421060
ABSTRAK
Direct Four Stroke Turbo Commonrail Injection yang dikenal dengan
D4D merupakan kemajuan teknologi pada industri otomotif khususnya dalam hal penyempurnaan performansi mesin. D4D adalah teknologi pengaturan laju tekanan bahan bakar dari sisi kuantitas dan waktu penyemprotan bahan bakar secara elektronik.
Kelebihan yang dimiliki oleh mesin D4D adalah dengan penggunaan sistem commonrail dimana bahan bakar solar akan dihisap oleh pompa bahan bakar melalui saringan bahan bakar agar dapat menghasilkan kualitas bahan bakar solar dengan tingkat emisi gas buang yang sangat rendah. Disamping itu dengan adanya teknologi ini akselerasi dan performa yang dihasilkan sangat optimal beserta tingkat getaran dan suara mesin yang lebih halus.
Motor Diesel memiliki efisiensi termal dan performansi yang lebih baik serta dapat menghasilkan energi yang relatif besar. Efisiensi termal yang merupakan indikasi sesungguhnya dari konversi input termodinamika menjadi kerja mekanis mencapai 84,4 %. Hal ini membuktikan bahwa mobil ini telah mempunyai efisiensi yang sudah bagus. Disamping itu untuk putaran 2800 rpm didapatlah daya sebesar 100,5218 kW. Hasil analisa secara keseluruhan membukt ikan bahwa mobil ini memiliki performa yang baik.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR... ...i
ABSTRAK...iii
DAFTAR ISI...iv
DAFTAR TABEL...vii
DAFTAR GAMBAR ...viii
DAFTAR NOTASI...ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Tujuan ...3 1.3 Batasan Masalah ...3 1.4 Manfaat...4 1.5 Sistematika Penulisan...4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Dasar...7
2.2 Motor Diesel...8
2.2.1 Sejarah Mesin Diesel...8
2.2.2 Prinsip Kerja Motor Bakar Diesel...9
2.2.3 Siklus Ideal Diesel...11
2.2.4 Siklus Dual Cycle...16
2.2.5 Konfigurasi Mesin Diesel...16
2.2.6 Kelebihan dan Kekurangan Mesin Diesel...17
2.2.7 Prinsip Turbo Intercooler...18
2.2.8 Analisa Termodinamika Motor bakar diesel pada Turbocarjer dan Intercoller ... 21
2.2.9 Teknologi Diesel Sistem Common Rail...22
2.2.10 Perbedaan Diesel Common Rail dengan Diesel
Konvensional...23
2.3.1 Tekanan efektif rata-rata ...24
2.3.2 Daya Indikator...25
2.3.3 Torsi dan Daya...25
2.3.4 Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc)...26
2.3.5 Emisi Gas Buang Pada Motor Diesel………...26
2.3.5.1 Pembentukan Karbon Monoksida (CO)... ... 26
2.3.5.2 Pembentukan Hidrokarbon (HC)...27
2.3.5.3 Pembentukan Nitrogen Oksida (NOx)...28
2.3.5.4 Pembentukan Partikulat (Particulate Matter)……...28
2.3.5.5 Pembentukan Emisi Asap (Smoke)….………...30
2.3.6 Efisiensi mekanis...30
2.3.7 Efisiensi Volumetrik ...31
2.3.8 Efisiensi Thermal Brake ...31
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat...32
3.2 Bahan dan Alat...32
3.2.1 Bahan...32
3.2.2 Speksifikasi alat ukur...33
3.3 Variabel Riset...38
3.4 Prosedur Analisa……….….38
3.4.1 Keterangan Diagram Alir………..………...40
3.4.1.1 Mulai………..………..………....40
3.4.1.2 Studi Literatur………. ……….40
3.4.1.3 Pencarian dan Pengumpulan Data………...…….40
3.4.1.4 Proses Perhitungan……….…...…...41
3.4.1.5 Kesimpulan dan Saran.………..…...…....41
3.4.1.6 Selesai………...………....……41
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Awal...42
4.1.1 Dimensi Silinder………..……….…...42
4.2 Analisa Termodinamika...43 4.3 Parameter Performansi Mesin Diesel Toyota Fortuner Tipe
2KD-FTV VN Turbo...51
4.3.1 Tekanan efektif rata-rata...51
4.3.2 Daya indikator...51
4.3.3 Torsi dan Daya………....53
4.3.4 Pengabungan antara Daya Mesin Dan torsi dalam satu Grafik ...56
4.3.5 Grafik perbandingn hasil perhitungan dengan hasil pengukuran pada daya mesin dengan putaran mesin..57
4.3.6 Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc)……….…...58
4.3.7 Efisiensi mekanis………...60
4.3.8 Efisiensi Volumetrik...60
4.3.9 Efisiensi Thermal Breake...61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan...62
5.2 Saran...63
DAFTAR PUSTAKA...64
LAMPIRAN Lampiran A. Table A-2 Properties of Fuels Lampiran B. Table A-2 Ideal-Gas Specific Heats of Various Common Gases Lampiran C. Table A-2 Ideal-Gas Specific Heats of Various Common Gases (Continued) Lampiran D. Data Hasil Pengukuran Kondisi Ruang Bakar Toyota Fortuner Mesin Diesel Tipe 2KD-FTV VN Turbo Intercoller dengan menggunakan Intelligent Tester II Lampiran E. Leaflet Spesifikasi Toyota Fortuner Secara Umum
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Spesifikasi Mesin Toyota Kijang Innova Tipe 2KD-FTV VN
Turbo...39
Tabel 4.2 Daya Indikator.……….……….…51
Tabel 4.3 Torsi Mesin………....53
Tabel 4.4 Daya Mesin….………..…...………..54
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Langkah Kerja Motor Diesel ...10
Gambar 2.2. Diagram P–v dan T–s siklus Diesel...12
Gambar 2.3. Diagram P – v dan diagram T – s Siklus Dual Cyle………....16
Gambar 2.4. Cara Kerja Mesin Turbo...………….….18
Gambar 2.5. Prinsip Mesin Turbo... ...19
Gambar 2.6 Analisa Termodinamika Motor bakar diesel pada Turbocharger dan Intercooler ...21
Gambar 2.7. Sistem Diagram Common Rail...23
Gambar 2.8. Pembentukan soot particle...29
Gambar 3.1. Four gas Analyser...34
Gambar 3.2. Tachometer...35
Gambar 3.3. Universal Dynamometer Module...35
Gambar 3.4. Multimeter...36
Gambar 3.5. Intelligent tester II...37
Gambar 3.6. Toolbox...38
Gambar 3.7. Diagram Alir Pengerjaan Skripsi...39
Gambar 3.8. Motor Diesel Toyota Fortuner Tipe 2KD-FTV VN Intercooler…..41
Gambar 4.1. Grafik Daya Indikator Mesin...52
Gambar 4.2. Grafik Torsi Mesin... ………...…54
Gambar 4.3. Grafik Daya Mesin...55
Gambar 4.4. Grafik perbandingan hasil perhitungan dengan hasil pengukuran...56
DAFTAR NOTASI
c
r = rasio kompresi
R = konstanta gas (kJ/kg-K) atau (ft-lbf/lbm-oR) atau (BTU/lbm-oR) v
c = panas spesifik pada volume konstan (kJ/kg-K) atau (BTU/lbm-oR) d
V = volume langkah (cc) atau (L) atau (in.3) c
V = volume sisa (cc) atau (L) atau (in.3) m
m = massa campuran bahan bakar dan udara (kg) atau (lbm) a
m = massa udara (kg) atau (lbm) f
m = massa bahan bakar (kg) atau (lbm) a
ρ = massa jenis udara (kg/m3) atau (lbm/ft3) HV
Q = nilai kalor bahan bakar (kJ/kg) atau (BTU/lbm) c
η = efisiensi pembakaran
mep = tekanan efektif rata-rata (kPa) atau (atm) atau (psi)
Ẃi = daya indikasi (kW) atau (hp)
N = Putaran mesin (RPM)
n = jumlah putaran dalam satu siklus
Ẃb = daya poros (kW) atau (hp)
sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (gr/kW-h)
th η = efisiensi thermal m η = efisiensi mekanis v η = efisiensi volumetrik nett W = kerja netto (kJ)
m´f = laju aliran rata-rata bahan bakar (kg/sec) Xr = residu gas buang