UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia, kesehatan dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini adalah“Study Eksperimental Performansi Mesin erkapasitas 125 CC Dengan Bahan Bakar Pertamax dan Campuran Pertamax-serbuk kapur Barus”.
Selama penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, Ibunda Masnilon Batubara dan Ayahanda Hamidan Nasution yang telah memberikan segala dukungan tak terhingga baik dukungan moril dan materil.
2. BapakIr. MulfiHazwi, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen Ketua Jurusan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
4. Abangda Wahid Habib Sialoho S.T, Umri Nahdi Siregar S.T dan Rayhan Risyad Siregar S.T, senior 2009, 2010, yang telah banyak membagikan ilmunya kepada penulis.
5. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5 6. Saudari Hamidah Permata Sari beserta keluaraga yang selalu memberikan
dukungan, doa, semangat, dan motivasinya hingga skripsi ini bisa terselesaiakan.
7. Kepada teman-teman Rinaldi Simanjuntak, Ilham Aulia, Fahmi anshari, Kintawar Miko, Lingga Rahmad Nst, mahasiswa Teknik Mesin USU khususnya untuk stambuk 2011, yang telah banyak memberikan dukungan dan sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
8. Kakak dan adikku tercinta Doriyani Nasution S.pd, Ainul Mardiah Nasution dan M. Rasyid Alridho Nasution yang terus mendukung dan memberikan motivasi hingga skripsi ini selesai.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, baik dari segi teknik maupun dari segi materi. Oleh sebab itu, demi penyempurnaan skripsi ini kritik dan saran sangat penulis harapkan.
Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya.
Medan, 25 Agustus 2016 Penulis,
Rizki Nuddin Nst NIM : 110401005
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRK...i
ABSTRACT...ii
KATA PENGANTAR ...iii
DAFTAR ISI ...v
DAFTAR GAMBAR ...viii
DAFTAR TABEL ...x
DAFTAR NOTASI ...xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...1 1.2 Perumusan Masalah ...3 1.3 Tujuan Penelitian ...3 1.4 Manfaat Penelitian ...3 1.5 Batasan Masalah ...3 1.6 Sistematika Penulisan ...4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Motor Bakar ...6
2.2 Prinsip Kerja Motor Bakar Empat langkah ...7
2.3 Performansi Motor Bakar Empat langkah ...9
2.3.1 Torsi (Torque) ...10
2.3.2 Daya (Power) ...11
2.3.3 Konsumsi Bahan bakar Spesifik (SFC) ...12
2.3.4 Rasio Udara Bahan Bakar ( Air Fuel ratio) ...13
2.3.5 Efisiensi Termal (Thermal Efficiency) ...14
7
2.5 Pertamax ...16
2.6 Zat Aditif ...18
2.6.1 Jenis Jenis Zat Aditif ...18
2.6.2 Manfaat Zat Aditif Pada Fungsi Sistem Pelumasan ...19
2.6.3 Manfaat zat Aditif Pada Fungsi Sistem Distribusi Bahan Bakar dan Sistem Pembakaran ...19
2.6.4 Manfaat Aditif Pada Fungsi Bahan Bakar ...20
2.6.5 Zat Aditif Secara Umum ...20
2.7 Kapur Barus ...21
2.7.1 Sejarah Kapur Barus ...22
2.7.2 Sumber Kapur Barus ...22
2.7.3 Kapur Barus Sebagai Zat Aditif Untuk meningkatkan Angka Oktan ...23
2.8 Katalitik Konverter ...24
2.8.1 Konstruksi Katalitik Konverter ...24
2.8.2 Tipe-Tipe Katalitik Konverter ...25
2.8.3 Efek Pada Lingkungan ...26
2.8.4 Fungsi Lain Katalitik Konverter ...28
2.8.4.1 Sound Absorption Muffler/Silencer ...29
2.8.4.2 Sound Cancelation Muffler/Silencer...30
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ...32
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ...34
3.2.1 Alat Penelitian ...34
3.2.2 Bahan Penelitian ...39
3.3 Metode Penelitian ...40
3.4 Metode Pengolahan Data ...41
3.5 Pengamatan dan tahap Ujian ...41
3.6 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ...43
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ...43
3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ...44
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ...47
4.2 Pengujian Performansi Motor Bakar ...50
4.2.1 Torsi ...52
4.2.2 Daya ...55
4.2.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ...57
4.2.4 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ...59
4.2.5 Efisiensi Termal ...61
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang ...63
4.3.1 Kadar Karbon Monoksida (CO) Dalam Gas Buang ...63
4.3.2 Kadar Karbon Dioksida (CO2) Dalam Gas Buang ...64
4.3.3 Kadar Sisa Hidro Carbon (HC) Dalam Gas Buang ...65
4.3.4 Kadar Sisa Oksigen (O2) Dalam Gas Buang ...66
4.4 Hasil Pengujian ...67
4.5 Perbandingan hasil pengujian ...69
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...72
5.2 Saran ...72
9 DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Perkembangan spesifikasi bensin di Indonesia ... 17
Tabel 4.1 Data hasil massa bahan bakar (M) dan temperatur air (T) pada Bom kalorimeter... 47
Tabel 4.2 Data hasil pengujian dan perhitungan HHV dan LHV ... 48
Tabel 4.3 Nilai Rata-Rata Pengujian Massa Tarik Timbangan Pegasdan Konsumsi 40 ml bahanbakar ... 50
Tabel 4.4 torsi (Nm) vs putaran mesin (rpm) ... 53
Tabel 4.5 Daya (Watt) vs putaran mesin (rpm) ... 55
Tabel 4.6 Data massa jenis bahan bakar ... 57
Tabel 4.7 Data hasil perhitungan laju aliran bahan bakar (ṁf) dan Konsumsi bakar spesifik (Sfc) ... 58
Tabel 4.8 Perbandingan udara bahan bakar (Air Fuel Ratio) ... 59
Tabel 4.9 Data hasil perhitungan Efisiensi Termal ... 61
Tabel 4.10 Kadar Carbon Monoksida (CO) ... 63
Tabel 4.11 Kadar Carbon Dioksida (CO2) dalam gas buang ... 64
Tabel 4.12 Kadar SisaHidro Carbon (HC) dalam gas buang... 65
Tabel 4.13 Kadar SisaOksigen (O2) Dalam Gas Buang ... 66
Tabel 4.14 Hasil Pengujian rata-rata nilai kalor bahan bakar...68
Tabel 4.16 Hasil pengujian rata-rata emisi gas buang...69
Tabel 4.17 Perbandingan nilai kalor bahan bakar...70
Tabel 4.18 Perbandingan performansi bahan bakar...70
11 DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram P-v siklus otto ...7
Gambar 2.2 Diagram T-S Siklus otto ...8
Gambar 2.3 prinsip kerja motor 4 (empat) langkah ...9
Gambar 2.4 Pohon Kapur ...23
Gambar 2.5 Katalitik Konverter ...27
Gambar 2.6 Sound Absorptio ...29
Gambar 2.7 Sound cancelation Muffler ...30
Gambar 2.8 Kombinasi Absorption dan Cancelation ...30
Gambar 2.9 Skema Pereduksian Kebisingan ...31
Gambar 3.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar ...32
Gambar 3.2 Pengujian konsumsi bahan bakar ...32
Gambar 3.3 Pengujian torsi ...33
Gambar 3.4 Pengujian Emisi Gas Buang ...33
Gambar 3.5 Bom Kalorometer ...34
Gambar 3.6 Sepeda motor ...34
Gambar 3.7 Tachometer ...35
Gambar 3.8 Tools ...36
Gambar 3.9 Timbangan Digital ...36
Gambar 3.10 Timbangan Pegas...37
Gambar 3.11 Stopwatch ...37
Gambar 3.12 Tali Tambang...38
Gambar 3.13 Tabung Ukur ...38
Gambar 3.14 Selang bahan bakar ...39
Gambar 3.15 Katalitik Konverter ...39
Gambar 3.16 Pertamax 92 ...40
Gambar 3.17 Kapur barus ...40
Gambar 3.18 Diagram alir penelitian ...42
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Nilai Kalor Atas Bahan Bakar (HHV) ...49
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Nilai Kalor Bawah Bahan Bakar (LHV) ...49
Gambar 4.3 Grafik Massa Tarik Timbang Pegas (Kg) Vs Putaran Mesin (RPM) ...51
Gambar 4.4 Grafik Waktu Konsumsi 10 ml Bahan Bakar vs Putaran
Mesin (rpm)) ...51
Gambar 4.5 Grafik torsi (Nm) vs putaran mesin (rpm) ...54
Gambar 4.6 grafik daya (Watt) vs putaran mesin (rpm) ...56
Gambar 4.7 Grafik Sfc (gr/kWh) vs putaran mesin (rpm) ...59
Gambar 4.8 Ratio Perbandingan Udara Bahan Bakar(Air Fuel Ratio) ...60
Gambar 4.9 Grafik Efisiensi Termal ...62
Gambar 4.10 Grafik Kadar Carbon Monoksida (CO %)...64
Gambar 4.11 Kadar Karbon Dioksida (CO2) ...65
Gambar 4.12 Kadar Hidro Karbon (PPM) ...66
13 DAFTAR NOTASI
Lambang Keterangan Satuan
Laju massa udara dalam silinder Kg/jam
Laju aliran bahan bakar Kg/jam
AFR Rasio campuran bahan bakar dan udara
B Diameter silinder mm
CV NilaiKalor Kj/Kg
F Gaya N
G Gaya gravitasi m/s2
HHV Nilai kaloratas Kj/Kg
LHV Nilai kalor bawah Kj/Kg
ma massa aliran udara per siklus Kg/cyc-cyc
n putaran rpm
nv Efisiensi Volumetris
PB Daya W
Pi Tekanan udara masuk ruang bakar kpa
rc Rasio kompresi
S Panjang langkah mm
Sfc Konsumsi bahan bakars pesifik g/W.jam
t waktu jam
T Torsi N.m
Ti Temperatur udara masuk ruang bakar K
Vc Volume sisa m3
Vd Volume langkah m3