4.2 Pembahasan Hasil Penelitian
42
Apabila daya yang sudah dikonversikan tersebut dibuat dalam bentuk grafiik, dapat dilihat pada grafik daya dibawah ini:
Gambar 4.1 Grafik Daya
Grafik 4.1 menjelaskan pada 1000 - 1800 rpm terjadi kenaikan daya yang dihasilkan, ketika 2000 rpm terjadi penurunan daya sebesar 3,05 kW , dan 2200 – 3400 rpm ada kenaikan daya yang relative bertingkat, pada 3600 rpm terjadi penurunan. Kenaikan dan penurunan daya disebabkan karena putaran mesin yang kurang stabil.
Pengujian daya ini menggunakan roda diameter 16 inchi. Penghubung roda dengan engine menggunakan rantai gokart akan tetapi penggunaan dynotest ini memiliki kerugian tenaga sebesar 20-22% karena adanya rugi gesekan roller dengan ban maupun terjadinya selip karena permukaan roller yang cukup licin. Penggunaan kopling sentrifugal juga ikut memperngaruhi terjadinya kerugian tenaga yang dihasilkan karena kemungkinan terjadinya selip. Kopling sentrifugal dapat terhubung dan memutar roda pada 1000 rpm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600
Daya ( kW )
Putaran Mesin ( rpm )
Grafik Daya
tanpa beban dan 1200-1400 rpm apabila memiliki beban (dengan berat mobil maupun driver)
4.2 2 Daya maksimum
Secara teoritis, engine Diesel merupakan CIE (compression Ignition Engine ) dimana penyalaanya dengan memampatkan udara pada tekanan tinggi yang kemudian diinjeksikan bahan bakar sehingga terjadi pembakran atau tenaga. Semakin tinggi kompresi pada mesin Diesel akan semakin tinggi pula tenaganya yang dihasilkan.
Peningkatan daya berkaitan dengan besarnya torsi yang dihasilkan, berkurangnya volume ruang bakar dan meningkatnya rasio kompresi akan mempercepat kenaikan temperature. Dimana pada kompresi tinggi engine akan lebih panas sehingga efisiensi termal akan meningkat. Daya maksimum engine Mataram Proto Diesel yang dihasilkan adalah 3.50 kW pada 3400 rpm.
4.2 3 Torsi Motor
Torsi engine pada pengujian ini mempunyai satuan N.m dimana hasil tersebut merupakan keluaran langsung dari alat uji yaitu dynotest. Dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
44
Tabel 4.3 Torsi engine setelah pengujian Putaran mesin
(rpm)
Torsi (N.m)
1000 21.45
1200 22.87
1400 25.74
1600 26.46
1800 27.69
2100 28.87
2200 28.31
2400 27.00
2600 26.27
2800 25.54
3000 24.97
3200 23.56
3400 22.69
3600 22.20
Apabila torsi engine disajikan pada grafik, maka dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 4.2 Grafik Torsi
Torsi digunakan ketika awal untuk menggerakan kendaraan supaya dapat bergerak atau akselerasi. Sesaat kendaraan setelah melaju, selanjutnya torsi atau momen inersia torak sebagian energinya disimpan pada flywheel. Fungsi flywheel selain mengubah gerakan translasi torak menjadi rotasi yaitu meredam tekanan pembakaran dan menyimpan enegi yang dihasilkan engine.
Pada penelitian ini memiliki torsi yang cukup besar yaitu 28,87 N.m pada rpm 2100, pada rpm diawal antara 1000 rpm 2000 rpm telah terjadi kenaikan yang bertingkat secara perlahan hingga rpm puncak, pada rpm 2400 terjadi penurunan. Titik puncak torsi pada pengujian ini ada pada 2100 rpm yaitu 28,87 N.m karena beban dari roller dynotest dan juga penggunaan roda sepeda yang kemungkinan terjadi selip antara ban dan roller.
0 5 10 15 20 25 30 35
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Torsi (N.m)
Putaran mesin (rpm)
Grafik Torsi
46
Naiknya torsi yang bertingkat akan mempercepat pula akselerasi engine tersebut. Akselerasi yang cukup cepat sangat cocok untuk kompetisi mobil hemat energy karena pada perlombaan ini meggunakan sistem kill and run, yaitu engine dihidupkan untuk mendorong kendaraan dan kemudian dimatikan sehingga kendaraan berjalan atau menggelinding dengan daya dorong engine, karena berat mobil itu sendiri. Semakin cepat akselerasi, akan semakin cepat juga top speed atau daya dorong mobil tercapai. Apabila kecepatan mobil atau daya dorong maksimum cepat tercepat maka akan cepat pula mematikan engine sehingga konsumsi bahan bakar juga cepat berhenti dengan akselerasi yang cepat tersebut.
4.2 4 Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) gr/kWh
Pengujian konsumsi bahan bakar dilakukan dengan buret untuk mengukur volume bahan bakar yang dikonsumsi dengan waktu 30 detik pada rpm yang sudah ditentukan.
Penguian dilakukan tiga kali percobaan tiap rpm dan diambil tata-rata konsumsi bahan bakarnya. Hasil pengukuran bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 4.4 dibawah ini dengan satuan ml/s.
Dari data pengambilan konsumsi bahan bakar, dapat digunakan untuk menghitung SFC dengan mencari laju aliran bahan bakar ( ) terlebih dahulu. Rumus yang digunakan sebagai berikut.
=
. bb
Setelah dilakukan perhitungan menggunakan rumus di atas dengan volume bahan bakar (b) 0,35 ml, waktu (t) 30 detik, dan massa jenis bahan bakar
( bb) 0,866 kg/L mendapatan hasil penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu ) 0,036 kg/jam. Ketika niali ) sudah diketahui maka dapat dilakukan perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
SFC=
Setelah dilakukan perhitungan menggunakan rumus di atas dengan nilai penggunaan bahan bakar per jam pada kondisi tertentu ) 0,036 kg/jam, dan daya ( ) 2,46 kW pada putaran 1000 (rpm) mendapatan hasil konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) 0,4065 kg/kWh
Penyelesaian: massa jenis pertamina dex : 0,866 (kg/l) Rpm: 1000
=
.
= 0,036 kg/jam
SFC =
SFC = 0,4065 kg/kWh
Menggukan perhitungan di atas dapat diperoleh laju aliran bahan bakar . Setelah diperoleh laju aliran bahan bakar konsumsi bahan bakar spesifik dapat dihitung. Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik.
48
Tabel 4.4 Konsumsi Bahan Bakar
Putaran mesin Rpm
Konsumsi Bahan Bakar Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)
b/t (ml/s)
ṁf (kg/jam)
SFC
(Kg/kWh) (gr/kWh)
1000 0,35 0,036 0,4065 406.5
1200 0,40 0,041 0,3952 395.2
1400 0,38 0,039 0,3731 373.1
1600 0,61 0,063 0,3533 353.3
1800 0,52 0,321 0,3212 321.2
2000 0,56 0,058 0,3108 310.8
2200 0,53 0,055 0,2985 298.5
2400 0,88 0,091 0,2805 280.5
2600 0,86 0,089 0,3015 301.5
2800 0,51 0,052 0,3028 302.8
3000 0,65 0,067 0,2985 298.5
3200 0,65 0,067 0,3065 306.5
3400 0,98 0,101 0,3047 304.7
3600 1,13 0,117 0,3105 310.5
Data hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik di atas apabila dibuat dalam bentuk grafik seperti gambar di bawah ini.
Gambar 4.3 Grafik konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)
Grafik pengujian konsumsi bahan bakar spesifik di atas menunjukan bahwa lebih hemat bahan bakar pada putaran mesin pertengahan kurang lebih di atas 2200-rpm - 2400 rpm, setelah mencapai daya maksimum 3400 rpm dengan daya 3,50 kW, konsumsi bahan bakar engine hemat bahan bakar karena putaran tinggi tanpa adanya beban sehingga pada putaran tinggi engine tidak memerlukan daya atau torsi besar untuk memutar poros engkol, nozzle hanya menyemprotkan sedikit bahan bakar untuk mendorong torak ke bawah.
Pada engine yang memiliki kompresi tinggi dengan 1 silinder seperti engine Mataram Proto ini, cenderung hemat di 2400 rpm, ke atas atau setelah mencapai daya maksimumnya karena penyemprotan bahan bakar yang cenderung konstan sesuai dengan tarikan throttle gas walaupun sudah dilengkapi dengan governor untuk menyesuaikan saluran bahan bakar yang masuk ruang bakar tetapi ketika putaran gas sudah ditarik penuh dan rpm
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600
Sfc gr/kWh
Putaran Mesin ( rpm )
Grafik Konsumsi bahan bakar (sfc)
50
tinggi governor terserbut tidak berpengaruh. Governor terserbut berpengaruh ketika putaran rendah menuju putaran sedang.
51 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan
1. Daya yang dihasilkan dalam pengujian performa engine Mataram Proto Diesel mengalami kenaikan pada daya maksimal sebesar 3,50 kW pada 3400 rpm.
2. Torsi yang dihasilkan dalam pengujian performa engine Mataram Proto Diesel mengalami kenaikan torsi maksimal sebesar 28,87 N.m pada 2100 rpm.
3. Konsumsi bahan bakar spesifik ( SFC ) engine lebih hemat pada putaran mesin di 2400 rpm yaitu 280.5 gr/kWh dan saat putaran menengah antara 2600-3600 rpm yaitu 310.5 gr/kWh konsumsi bahan bakar lebih boros, ketika daya maksimum cenderung konstan yaitu 3.50 kW pada rpm 3400 .
4. Pada engine Mataram Proto ini semakin tinggi putaran yang dibutuhkan semakin boros terjadinya. Namun pada putaran rendah atau menengah jauh lebih hemat bahan bakar.