BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengaruh variasi pembebanan engine dengan mengggunakan presentase
Pengaruh variasi pembebanan engine dengan menggunakan presentase mixing premium terhadap brake specific fuel consumption ditunjukkan pada Gambar 4.6, Gambar 4.7, Gambar 4.8, Gambar 4.9, dan Gambar 4.10. Hasil penelitian menunjukkan nilai brake specific fuel consumption menurun seiring dengan variasi peningkatan pembebanan engine terhadap semua presentase mixing premium. Sesuai dengan persamaan 2.3 Penurunan BSFC terjadi karena brake power yang dihasilkan oleh campuran bahan bakar semakin besar, begitu juga sebaliknya (Heywood, 1988).
Pada Gambar 4.9 putaran mesin 5000 rpm dengan pembebanan 25% terjadi penurunan nilai BSFC yang signifikan sebesar 36% pada presentase mixing premium 10%. Hal ini disebabkan karena nilai brake power pada kondisi tersebut mengalami peningkatan karena proses oksidasi, tekanan ruang bakar, dan kalor laten pada ethanol yang dapat meningkatkan suhu pada ruang bakar (Tang et al.,
25 50 75 100 Putaran Mesin 6000 rpm
Premium E 5%
E 10%
E 15%
22
2020). Dengan adanya peningkatan suhu pada ruang bakar maka durasi pembakaran menjadi cepat dan nyala api tinggi sehingga proses pembakaran menjadi efektif dan menghasilkan brake power yang tinggi serta nilai BSFC yang semakin efisien atau menurun (Hasan et al., 2018). Tetapi hal ini tidak terjadi pada putaran mesin 2000 rpm dengan pembebanan 25% seperti pada Gambar 4.6, dimana terjadi peningkatan nilai BSFC yang signifikan pada presentase mixing premium 10% dibandingkan dengan presentase mixing premium yang lainnya. Hal ini disebabkan karena nilai kalor mixing premium lebih rendah daripada premium seiring dengan meningkatnya presentase mixing premium yang berakibat dari meningkatnya durasi pembakaran yang menyebabkan nyala api rendah sehingga nilai brake power menurun yang diikuti dengan meningkatnya nilai BSFC atau tidak optimal (Yuso et al., 2017).
Gambar 4.6 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake spesific fuel consumption pada variasi putaran mesin 2000 rpm
25 50 75 100
0 1 2 3 4 5
Brake Spesific Fuel Consumption (kg/kW.h)
Load (%)
Putaran Mesin 2000 rpm Premium
E 5%
E 10%
E 15%
23
Gambar 4.7 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake spesific fuel consumption pada variasi putaran mesin 3000 rpm
Gambar 4.8 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake spesific fuel consumption pada variasi putaran mesin 4000 rpm
25 50 75 100
Brake Spesific Fuel Consumption (kg/kW.h)
Load (%)
Putaran Mesin 3000 rpm Premium
Brake Spesific Fuel Consumption (kg/kW.h)
Load (%)
Putaran Mesin 4000 rpm Premium
E 5%
E 10%
E 15%
24
Gambar 4.9 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake spesific fuel consumption pada variasi putaran mesin 5000 rpm
Gambar 4.10 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake spesific fuel consumption pada variasi putaran mesin 6000 rpm
25 50 75 100
Brake Spesific Fuel Consumption (kg/kW.h)
Load (%)
Putaran Mesin 5000 rpm Premium
Brake Spesific Fuel Consumption (kg/kW.h)
Load (%)
Putaran Mesin 6000 rpm Premium
E 5%
E 10%
E 15%
25
4.3 Pengaruh variasi pembebanan engine dengan menggunakan presentase mixing premium terhadap brake thermal efficiency .
Pengaruh variasi pembebanan engine dengan presentase mixing premium terhadap brake thermal efficiency ditunjukkan pada Gambar 4.11, Gambar 4.12, Gambar 4.13, Gambar 4.14, dan Gambar 4.15. Hasil penelitian menunjukkan nilai brake thermal efficiency meningkat seiring dengan peningkatan pembebanan terhadap semua presentase mixing premium. Sesuai dengan persamaan 2.4 jika nilai kalor bahan bakar semakin besar untuk menghasilkan brake power maka nilai brake thermal efficiency semakin meningkat (Heywood, 1988).
Pada Gambar 4.12 putaran mesin 3000 rpm dengan pembebanan 100%
mengalami peningkatan nilai brake thermal efficiency yang signifikan sebesar 27%
pada presentase mixing premium 15% dibandingkan dengan mixing premium yang lainnya. Hal ini disebabkan karena panas laten penguapan ethanol yang lebih tinggi dan menyerap lebih banyak panas saat penguapan selama langkah kompresi sehingga usaha yang diperlukan untuk langkah kompresi lebih efisien, dengan demikian meningkatkan temperature dan penguapan bahan bakar setelah homogen campuran tercapai yang menunjukkan efisiensi campuran premium dan pembakaran pada mesin menjadi optimal. Dengan hal ini nilai brake thermal efficiency mengalami peningkatan (Yuso et al., 2017)(Nuthan Prasad et al., 2020).
Tetapi hal ini tidak terjadi pada putaran mesin 2000 rpm dengan pembebanan 50%
seperti pada Gambar 4.11, terjadi penurunan nilai brake thermal efficiency yang signifikan pada presentase mixing premium 10%. Hal ini disebabkan karena kehilangan panas yang menghambat peningkatan suhu dan tekanan campuran premium dengan udara pada ruang bakar saat putaran rendah yang berakibat menurunnya efisiensi pembakaran pada akhir langkah kompresi dan menghasilkan output kerja lebih sedikit per siklusnya sehingga menghasilkan brake thermal efficiency yang lebih rendah atau tidak efisien (Singh et al., 2015)(Nuthan Prasad et al., 2020).
26
Gambar 4.11 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake thermal efficiency pada variasi putaran mesin 2000 rpm
Gambar 4.12 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake thermal efficiency pada variasi putaran mesin 3000 rpm
25 50 75 100
Brake Thermal Efficiency (%)
Load (%) Putaran Mesin 2000 rpm
Premium
Brake Thermal Efficiency (%)
Load (%) Putaran Mesin 3000 rpm
Premium E 5%
E 10%
E 15%
27
Gambar 4.13 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake thermal efficiency pada variasi putaran mesin 4000 rpm
Gambar 4.14 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake thermal efficiency pada variasi putaran mesin 5000 rpm
25 50 75 100
Brake Thermal Efficiency (%)
Load (%) Putaran Mesin 4000 rpm
Premium
Brake Thermal Efficiency (%)
Load (%) Putaran Mesin 5000 rpm
Premium E 5%
E 10%
E 15%
28
Gambar 4.15 Grafik pengaruh pembebanan dan mixing premium terhadap brake thermal efficiency pada variasi putaran mesin 6000 rpm
25 50 75 100
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Brake Thermal Efficiency (%)
Load (%) Putaran Mesin 6000 rpm
Premium E 5%
E 10%
E 15%
29 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan dengan tujuan penelitian yang ingin dicapai sebagai berikut:
1. Terjadi peningkatan nilai brake torque dan brake power yang signifikan sebesar 36% akibat dari penambahan ethanol pada premium ssat putaran mesin 5000 rpm dengan mixing premium 10% dan pembebanan 75%.
2. Dengan mixing premium 10% dan pembebanan 25% pada putaran mesin 5000 rpm terjadi penurunan nilai brake specific fuel consumption yang signifikan sebesar 36% akibat dari penambahan ethanol pada premium.
3. Nilai brake thermal efficiency mengalami peningkatan yang signifikan sebesar 27% akibat penambahan ethanol pada premium saat putaran mesin 3000 rpm dengan mixing premium 15% dan pembebanan 100%.
5.2 Saran
Dari penelitian yang sudah dilakukan ada beberapa hal yang perlu diperbaiki yaitu:
1. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan penambahan EGR (Exhaust Gas Resirculation) cold dan hot.
2. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan penambahan variasi rasio kompresi pada ruang bakar serta perbandingan bahan bakar.
30
DAFTAR PUSTAKA
Agrariksa, F. A., Susilo, B., & Nugroho, A. (2013). Uji Performansi Motor bakar Bensin ( On Chassis ) Menggunakan Campuran Premium dan Etanol Performance Test of Premium Engine ( On Chassis ) by Use Mixed Premium and Ethanol. 1(3), 194–203.
Drs, B., Maksum, H., & Drs, B. (2013). Pengaruh Penggunaan Campuran Bahan Bakar Premium - Etanol Terhadap Konsumsi Bahan Bakar dan Emisi Gas Buang Pada Motor Bensin Empat Langkah 2013. 2.
Handayani, S. utami. (2007). Pemanfaatan_Bio_Ethanol.pdf (pp. 99–102).
Haryadi, G. D. (2006). Pengujian Campuran Bahan Bakar Premium – Methanol Pada Mesin Sepeda Motor 4 Langkah Pengaruh Terhadap Emisi Gas Buang.
Pengujian Campuran Bahan Bakar Premium - Methanol Pada Mesin Sepeda Motor 4 Langkah Pengaruh Terhadap Emisi Gas Buang, 8(2), 19–29.
https://doi.org/10.14710/rotasi.8.2.19-29
Hasan, A. O., Al-Rawashdeh, H., Al-Muhtaseb, A. H., Abu-jrai, A., Ahmad, R., &
Zeaiter, J. (2018). Impact of changing combustion chamber geometry on emissions, and combustion characteristics of a single cylinder SI (spark ignition) engine fueled with ethanol/premium blends. Fuel, 231(March), 197–
203. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.05.045
Jayanti, N. E., Hakam, M., & Santiasih, I. (2014). Emisi Gas Carbon Monooksida (Co) Dan Hidrocarbon (Hc) Pada Rekayasa Jumlah Blade Turbo Ventilator Sepeda Motor “Supra X 125 Tahun 2006.” Rotasi, 16(2), 1.
Novendri, Y. (2018). Pengaruh Penambahan Aditif Etanol Pada Bensin RON 88 dan RON 92 terhadap Prestasi Mesin. Jurnal Konversi Energi Dan
31 Manufaktur UNJ, 1(April), 33–39.
Nuthan Prasad, B. S., Pandey, J. K., & Kumar, G. N. (2020). Impact of changing compression ratio on engine characteristics of an SI engine fueled with equi-volume blend of methanol and premium. Energy, 191, 116605.
https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116605
Sarjono, putra. (2013). Studi Eksperimen Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium dengan Bioetanol Nira Siwalan terhadap Performa Motor 4 Langkah.
Majalah Ilmiah STTR Cepu, 1–11.
Singh, S. B., Dhar, A., & Agarwal, A. K. (2015). Technical feasibility study of butanol-premium blends for powering medium-duty transportation spark ignition engine. Renewable Energy, 76, 706–716.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.11.095
Tang, Q., Jiang, P., Peng, C., Chang, H., & Zhao, Z. (2020). Comparison and analysis of the effects of spark timing and lambda on a high-speed spark ignition engine fuelled with n-butanol/premium blends. Fuel, October, 119505. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119505
Wiratmaja, I. (2010). Analisa Unjuk Kerja Motor Bensin Akibat Pemakaian Biopremium. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Udayana. Bali. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 4(1), 16–25.
Yuso, M. N. A. M., Zulki, N. W. M., Masjuki, H. H., Harith, M. H., Syahir, A. Z., Kalam, M. A., Mansor, M. F., Azham, A., & Khuong, L. S. (2017).
Performance and emission characteristics of a spark ignition engine fuelled with butanol isomer-premium blends. 57, 23–38.
https://doi.org/10.1016/j.trd.2017.09.004
Zapata-Mina, J., Restrepo, A., Romero, C., & Quintero, H. (2020). Exergy analysis of a diesel engine converted to spark ignition operating with diesel, ethanol, and premium/ethanol blends. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 42(June), 100803. https://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100803
32 LAMPIRAN
Lampiran 1.
Perhitungan kenaikan data brake torque yang signifikan pada putaran mesin 5000 rpm dengan mixing premium 10% dan pembebanan 75%.
𝑇!"# = (𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖!"#− 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()*)
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()* × 100%
𝑇!"# = (2,4323 − 1,7771)
1,7771 × 100%
𝑇!"# = 36,87%
Lampiran 2.
Perhitungan kenaikan data brake power yang signifikan pada putaran mesin 5000 rpm dengan mixing premium 10% dan pembebanan 75%.
𝑃!"# =(𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖!"#− 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()*)
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()* × 100%
𝑃!"# =(0,930016 − 1,272904)
1,272904 × 100%
𝑃!"# = 36,87%
Lampiran 3.
Perhitungan penurunan data brake specific fuel consumption yang signifikan pada putaran mesin 5000 rpm dengan mixing premium 10% dan pembebanan 25%.
𝐵𝑆𝐹𝐶!"# = (𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖!"# − 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()*)
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()* × 100%
𝐵𝑆𝐹𝐶!"# = (0,85422 − 1,341631)
1,341631 × 100%
𝐵𝑆𝐹𝐶!"# = 36,33%
33 Lampiran 4.
Perhitungan kenaikan data brake thermal efficiency yang signifikan pada putaran mesin 3000 rpm dengan mixing premium 15% dan pembebanan 100%.
𝐵𝑇𝐸!"# =(𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖!"# − 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()*)
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖%&'"()* × 100%
𝐵𝑇𝐸!"# =32,50586 − 25,48063)
25,48063 × 100%
𝐵𝑇𝐸!"# = 27,57%