THE PERFORMANCE TEST OF PULL HAND TRACTOR AND
PURE TAMANU FUEL OIL
Banu Aji Imantara and Desrial
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology,
Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia. Phone +62 856 9218 2834, e-mail: arat_gapaser@yahoo.com
ABSTRACT
7KH ZRUOG¶V PDLQ SUREOHP QRZDGD\V LV DERXW WKH HQHUJ\ FULVLV ,Q ,QGRQHVLD WKH IXHO RLO
demand for transportation and other household purpose is still quite large. In the other hand, fuel oil is one of the non-renewable resources that only has limited stock and it took million years to form it.
7KHUHIRUHWKHUHQHZDEOHIXHORLOLVKLJKO\UHTXLUHGLQKXPDQ¶VGDLO\OLIH7DPDQXVHHGVSURGXFHRLO
that can replace petroleum or any other non-renewable fuel oil. Pure Tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) was used in two wheel tractor as solar substitute. The performance test was done in two different paths, concrete path and soil path. Diesel fuel and pure tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) were used in each test. In this research, pure tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) was heated first at 1100C by using the heat of motor muffler before it was used to reduce its viscosity value or nearly the Diesel fueO RLO¶V 7LOODJH WHVW ZDValso conducted by using moldboard plow to obtain the working efficiency. The braking load was set by a four-wheel tractor which was pulled by the test tractor. The load was adjusted by adjusting the speed of the load tractor. The results of the test weredrawbar power, working efficiency, and fuel oil consumption. Maximum drawbar pull value for Diesel fuel on concrete was 1.285 kN at 52.20% slip, maximum drawbar power value was 1.028 kW at 1.01 m/s speed. Maximum drawbar pull value for pure tamanu fuel oil on concrete was 1.262 kN at 55.93% slip, maximum drawbar power value was 1.078 kW at 1.09 m/s speed. Diesel fuel oil consumption was 14.99 litreKDZKLOHWKHSXUHWDPDQXIXHORLO¶VZDVOLWre/ha. The final result of this research was the performance of the Diesel motor with pure tamanu fuel oil on concretewas higher than when it was filled with Diesel fuel. Meanwhile, tractor with Diesel fuel tillage performance of tractor using Diesel fuel was less efficient than that of the pure tamanu fuel.
I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Penggunaan bahan bakar minyak semakin meningkat dari tahun ke tahun, pemakaiannya didominasi oleh kendaraan-kendaraan besar. Hal tersebut sangat berpengaruh terhadap pemakaian bahan bakar yang akan menimbulkan kelangkaan dimasa mendatang. Pengelolaan bahan bakar minyak untuk mendapatkan hasil yang efisien, cermat dan teliti diupayakan dengan penelitian dan riset tentang bahan bakar alternatif. Indonesia dapat mempergunakan bahan bakar tersebut untuk mengatasi berbagai permasalahan degradasi lingkungandan permasalahan sosial lainnya. Dengan dukungan data yang lengkap, perencanaan penelitian bahan bakar minyak alternaif dapat dilakukan dengan baik, sehingga dapat mencegah akibat-akibat negatif yang selama ini sulit dihindarkan.
Bahan bakar alternatif diupayakan dapat meningkatkan kualitas kinerja pada traktor roda dua.Pada dasarnya terdapat banyak bahan bakar alternatif yang dapat dipergunakan, diantaranya adalah minyak kelapa, jarak, bintaro dan sebagainya. Penggunaan traktor pertanian khususnya traktor roda dua untuk pertanian kadangkala mengalami hambatan seperti kurangnya tenaga tarik yang dihasilkan. Besarnya tenaga tarik yang dapat diberikan oleh traktor umumnya dibatasi oleh alat traksinya dan kondisi lahan (Gill dan Berg, 1968 dalam Galisto 2006). Gaya tarik (pull) maksimum didapatkan pada saat gaya traksi maksimum dan tahanan guling yang minimum. Kondisi lahan di lapangan tidak selalu sesuai dengan rancangan traktor dan alat traksinya, hal ini dapat menyebabkan kemampuan traksi traktor menurun.
Penelitian uji kinerja tarik traktor pada traktor tangan dilakukan untuk mengetahui gaya tarik maksimum dan konsumsi bahan bakar yang dihasilkan menggunakan traktor roda dua dengan bahan bakar minyak nyamplung yang sebelumnya telah dilakukan pengukuran viskositasnya oleh Nurwan pada tahun 2010. Bahan bakar minyak nyamplung dipilih sebagai bahan bakar alternatif pengganti biosolar, hal ini dilakukan untuk menghemat dan menjaga persediaan sumber fosil didalam tanah.
Pengujian dengan bahan bakar minyak nyamplung sudah pernah dilakukan pada motor Diesel menggunakan enjin dengan merk Dong Feng. Penelitian tersebut dilakukan untuk menguji kekuatan motor Diesel, parameter yang diuji adalah kualitas pelumas & pembentukan karbon didalam motor Diesel. Penelitian ini dilakukan untuk menguji kinerja tarik yang dihasilkan oleh traktor tangan dengan bahan bakar solar dan minyak nyamplung menggunakan roda bantu kelima yang dirancang untuk menghasilkan data putaran yang lebih akurat. Selain melakukan pengujian kinerja tarik traktor juga dilakukan pengolahan tanah untuk mendapatkan hasil efisiensi lapang dan konsumsi bahan bakar.
1.2.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk:
1. Menguji kinerja tarik traktor roda dua dengan motor Diesel yang menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Motor Bakar Diesel
2.1.1. Sejarah
Ide pertama yang mendasari operasi dan konstruksi motor bakar internal adalah gerakan peluru pada laras senjata api. Laras senjata dianggap sebagai silinder dan peluru sebagai pistonnya. Masalah yang dihadapi adalah bagaimana agar piston dapat kembali pada kedudukan semula dan menghasilkan gerakan bolak-balik secara kontinyu untuk menghasilkan tenaga (Jones, 1963).
Pada tahun 1678, Hautefeuille, seorang berkebangsaan Perancis mengusulkan tepung peledak (mesiu) untuk menghasilkan tenaga. Dia merupakan orang pertama yang merancang motor bakar yang menggunakan panas sebagai sumber penggeraknya dan menghasilkan kerja kontinyu yang masih terbatas. Orang pertama yang sesungguhnya membuat sebuah motor bakar dengan sebuah silinder dan piston adalah Huygens, seorang berkebangsaan Belanda.
Tidak satu pun dari usaha pendahulu di atas yang dinilai berhasil, sehingga kemudian usaha pembuatan motor bakar internal ditinggalkan orang sampai sekitar seratus tahun. Selama abad ke-18 mesin uaplah yang menjadi sumber tenaga utama dan terus berkembang. Selama periode tahun 1800 sampai dengan 1860, motor bakar internal mulai dikembangkan lagi. Tapi tidak ada yang berhasil dengan baik. Pada tahun1838, Barnett menggunakan tekanan dan memperbaiki sistem penyundutan api dan pada tahun 1860 Pierre Lenoir yang berkebangsaan Perancis membuat konstruksi motor bakar internal yang diproduksi secara komersial, namun pada akhirnya terbukti bahwa motor bakar tersebut tidaklah praktis (Davis, 1983; Jones, 1963; McColly dan Martin 1955 dalam Desrial 1990).
Motor bakar Diesel merupakan salah satu jenis motor bakar internal yang banyak digunakan sebagai sumber tenaga penggerak di sektor pertanian. Motor bakar Diesel banyak digunakan pada berbagai pemanfaatan, antara lain: traktor, pompa air, bengkel pertanian, penggerak pada mesin-mesin pengolah hasil pertanian, sarana angkut di perkebunan dan lain-lain. Motor bakar Diesel yang digunakan sebagai penggerak traktor tangan pada penelitian ini merupakan motor bakar Diesel 4 langkah (four strokes cycle engine).
Prinsip kerja motor diesel adalah pada piston yang bergerak translasi (bolak-balik) di dalam silinder yang dihubungkan dengan pena engkol dan poros engkol. Pena engkol dan poros engkol berputar pada bantalannya dengan perantara batang penggerak atau batang penghubung. Campuran bahan bakar dan udara dibakar di dalam ruang bakar, yaitu ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala piston dan kepala silinder. Gas pembakaran mampu mendorong piston yang selanjutnya memutar poros engkol. Pada kepala silinder terdapat katup isap yang berfungsi memasukkan udara ke dalam silinder dan katup buang untuk membuang gas hasil pembakaran (Arismunandar dan Tsuda, 1985).
Menurut Arismunandar dan Tsuda (1985), proses pembakaran juga terjadi secara berangsur, proses pembakaran awal terjadi pada suhu yang lebih rendah dan laju pembakarannya pun meningkat. Berikut adalah reaksi pembakaran bahan bakar sehingga menghasilkan kalor:
CXHY+ ( x + ¼y ) O2ĺxCO2+½y H2O
Pembakaran merupakan reaksi oksidasi yang cepat dari bahan bakar sehingga menghasilkan panas. Pembakaran yang sempurna dari bahan bakar lainnya akan terjadi jika tersedia oksigen yang cukup (UNEP, 2006). Menurut Arismunandar dan Tsuda (1985), proses pembakaran dapat dipercepat dengan menambah pasokan udara ke dalam silinder dan memperbaiki proses pencampuran bahan bakar udara dengan bahan bakar. Jika pasokan udara terlalu banyak maka kemungkinan terjadi kesukaran dalam menyalakan mesin dalam keadaan dingin. Hal tersebut disebabkan oleh proses pemindahan panas dari udara ke dinding silinder yang masih dalam keadaan dingin menjadi lebih besar sehingga udara tersebut menjadi dingin juga. Sebaliknya jika mesin sudah panas temperatur udara sebelum langkah kompresi menjadi lebih tinggi, sehingga diperoleh kenaikan tekanan efektif rata-rata. Kondisi tersebut menyebabkan mesin bekerja lebih efisien. Hasil pembakaran bahan bakar tidak dimanfaatkan seluruhnya menjadi kerja, bahkan lebih dari separuhnya terbuang. Tabel neraca energi pada motor bakar Diesel dapat dilihat pada Tabel 1 (Basyirun, 2008).
Tabel 1. Keseimbangan energi pada motor bakar
Neraca Energi (%)
Daya Berguna 25
Kerugian Akibat Gesekan & Aksesoris 5
Kerugian Pendinginan 30
Kerugian Gas Buang 40
Sumber: Basyirun dkk, 2008
2.1.2. Pengukuran Viskositas
Nilai viskositas adalah nilai yang menunjukkan kekentalan suatu fluida, semakin kental suatu fluida maka nilai viskositasnya semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin rendah kekentalan fluida maka nilai viskositasnya semakin kecil. Grafik hasil pengukuran viskositas minyak nyamplung ditunjukkan oleh Gambar 1 berikut.
Berdasarkan Gambar 1 diatas dapat dilihat hasil pengukuran viskositas minyak nyamplung N2, yaitu minyak nyamplung yang telah mengalami proses pemurnian dengan menambahkan asam fosfat dengan tujuan untuk menghilangkangum yang ada pada minyak (degumming). Setelah dilakukan degumming, nilai viskositas dari minyak nyamplung adalah sebesar 56 cSt. Kemudian dipanaskan dengan suhu mencapai 1100C nilai viskositas dari minyak N2 menjadi 5 cSt, sehingga minyak nyamplung hasil degumming (N2) dapat digunakan sebagai bahan bakar motor Diesel.
2.2.
Bahan Bakar Minyak Nyamplung
2.2.1. Tanaman Nyamplung
Tanaman nyamplung dapat ditemukan di Madagaskar, Afrika Timur, Asia Selatan dan Tenggara, Kepulauan Pasifik, Hindia Barat dan Amerika Selatan. Tumbuhan ini memiliki
QDPD \DQJ EHUEHGD GL VHWLDS GDHUDK VHSHUWL µKLWDXOR¶ GL 0DOXNX µQ\DPSOXQJ¶ GL -DZD µELQWDQJXUµ GL 6XPDWHUD µELQWDQJRU¶ GL 0DOD\VLD µSRRQ¶ GL ,QGLD GDQ GL ,QJJULV GLNHQDO GHQJDQ QDPD ³$OH[DQGULDQ ,]DXUHO¶ µWDPDQX¶ µpannay WUHH¶ VHUWD µsweet scented
FDORSK\OOXP¶(Dweek dan Meadows, 2002).
Di Indonesia, nyamplung dapat ditemui hampir diseluruh daerah, terutama di daerah pesisir pantai, antara lain: Taman Nasional Alas Purwo, Taman Nasional Kepulauan Seribu, Taman Nasional Baluran, Taman Nasional Ujungkulon, Cagar Alam Pananjung Pangandaran, Kawasan Wisata Batu Karas, Pantai Carita Banten, Pulau Yapen Jayapura, Biak, Nabire, Manokwari, Sorong, Fakfak (wilayah Papua), Halmahera dan Ternate (Maluku Utara) dan Taman Nasional Berbak (pantai barat Sumatera). Luas areal tegakan tanaman nyamplung mencapai 255,35 ribu ha yang tersebar dari Sumatera sampai dengan Papua. Daerah penyebaran nyamplung diantaranya adalah Sumatera Barat, Riau, Jambi, Sumatera Selatan, Lampung, Jawa, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Sulawesi, Maluku dan NTT. Data potensi tegakan nyamplung berada dalam Tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Potensi tegakan alam nyamplung di Indonesia
No Wilayah Luasan Lahan Potensial Budidaya Nyamplung (ha) Bertegakan Nyamplung Tanah Kosong dan Belukar Total
1 Sumatera 7400 16800 24200
2 Jawa 2200 3400 5600
3 Bali & Nusa Tenggara 15700 4700 20400
4 Kalimantan 10100 19200 29300
5 Sulawesi 3100 5900 9000
6 Maluku 8400 9700 18100
7 Irian Jaya Barat 28000 34900 62900
8 Papua 79800 16400 96200
9 Seluruh Wilayah 177100 107100 284200
Total 549900
(Sumber: Balitbang Kehutanan, 2008)
Kecamatan Kroya/Adipala. Mereka memanfaatkan kayu nyamplung untuk pembuatan perahu nelayan. Sejak tahun 2007, Dinas Kehutanan Perkebunan Kabupaten Cilacap telah menanam 135 ha di lahan TNI Angkatan Darat sepanjang pantai laut selatan dan pada tahun 2008 direncanakan menanam tanaman nyamplung seluas 300 ha.Buah nyamplung memiliki biji yang berpotensi menghasilkan minyak nyamplung, terutama biji yang sudah tua. Kandungan minyaknya mencapai 50±70% (basis kering) dan mempunyai daya kerja dua kali lipat lebih lama dibandingkan minyak tanah.
Tabel 3. Kandungan biji nyamplung Kandungan Nilai (%) Minyak 50-700
Abu 1.7
Protein Kasar 6.2
Pati 0.34
Air 10.8
Hemiselulosa 19.4 Selulosa 6.1
(Sumber: Kilham, 2004) 2.2.2. Manfaat Tanaman Nyamplung
Tanaman nyamplung berbuah sepanjang tahun terutama pada bulan September-November. Produktivitas biji keringnya tinggi, yaitu ±10 ton dari jarak tanam 5 x 10 m. Kadar minyak yang dihasilkan dari biji nyamplung cukup tinggi, berkisar antara 50 - 70% dari kapasitas total minyak yang diekstrak. Selain itu cangkang bijinya dapat digunakan untuk membuat briket arang dan arang aktif. Selain minyak, kayu pohon nyamplung telah lama menjadi kayu komersial, terutama sebagai bahan baku pembuatan kapal, furniture dan material pembuatan rumah, karena kayu ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap organisme penggerek kayu di laut serta rayap (Balitbang Kehutanan, 2008).
Minyak nyamplung banyak mengandung resin dan senyawa lain yang dapat dijadikan produk samping seperti coumarine, calanoide-A dan calanoide-B yang berkhasiat sebagai obat HIV/AIDS, soulattrolide yang berperan sebagai anti HIV, calanon sebagai antitumor dan antibakteri danxanthone yang memiliki antiproliferasi yang kuat untuk menghambat pertumbuhan sel kanker dan bersifat apoptosis atau mendukung penghancuran sel kanker.
2.2.3. Minyak Nyamplung
Minyak nyamplung merupakan minyak kental, berwarna cokelat kehijauan, beraroma menyengat seperti karamel dan beracun. Minyak nyamplung dihasilkan dari buah yang telah matang dan mempunyai fungsi penyembuhan untuk jaringan terbakar (Kilham, 2004). Minyak nyamplung mempunyai kandungan asam lemak tidak jenuh yang cukup tinggi seperti asam oleat serta komponen-komponen tak tersabunkan diantaranya alkohol lemak, sterol, xanton, turunan koumarin, kalofilat, isokalofilat, isokalofilat, isoptalat dan kapelierat yang dapat dimanfaatkan sebagai obat. Menurut Debaut et al (2005), karakterisasi asam lemak penyusun minyak nyamplung dapat dilihat pada Tabel 4.
Menurut Heyne (1987), minyak nyamplung digunakan sebagai obat oles dengan nama
Tabel 4. Karakteristik minyak nyamplung
Karakterisasi Komposisi
Warna Hijau
Kondisi Cairan Kental
Bilangan Iod (mg Iod/g minyak) 100-115 Berat jenis pada suhu 20°C (g/cm³) 0.920 ±0.940
Indeks Refrasi 1.4750 ±1.4820
Bilangan Peroksida (meq/kg) < 20
Fraksi Lipid (%) 98±99.5
Nilai Kalor (kKal/g) 10.585
Jenis asam lemak (%): 10
$VDP3DOPLWDW& 15 - 17
$VDP3DOPLWROHDW& 0.5 - 1
$VDPStearat (C18 : 0)
$VDP2OHDW& 30 - 50
$VDP/LQROHDW& 25 - 40
$VDP$UDNKLGDW& 0.5 - 1
$VDP*DGROHDW& 0.5 - 1
.RPSRQHQ WLGDN WHUVDEXQNDQ XQVDSRQLILDEOH )DWW\
alkohol, sterol, xanton, turunan koumarin, kalofilat, isokalofilat, isoptalat dan kapelierat
0.5 - 2 %
(Sumber: Debaut et al, 2005)
2.3.
Tenaga Tarik (Drawbar Power)
Traktor pertanian dapat menyalurkan tenaganya melalui as/Power Take-Off (PTO), hidrolik dan tenaga tarik (drawbar pull) (Hunt, 1995). Drawbar pull (Dbpull) merupakan gaya tarik yang dihasilkan oleh traktor. Gaya tarik ini dapat terjadi jika ada sentuhan antara roda dengan permukaan landasan (Wanders, 1978). Tenaga tarik merupakan tenaga yang paling banyak digunakan tetapi mempunyai efisiensi yang paling kecil (Liljedahl et al, 1989). Tenaga atau daya yang ada pada traktor dapat dibagi menjadi Indicated Horse Power(IHP),
Brake Horse Power (BHP) dan Drawbar Power(DbP). Indicated Horse Power merupakan daya yang timbul pada ruang pembakaran dan diterima oleh piston. Brake Horse Power
merupakan daya gandengan yang tersedia untuk menarik beban (Daywin, 1990). Kemampuan atau kapasitas drawbar traktor terutama tergantung pada tenaga traktor, distribusi berat pada roda penggerak, tipe gandengan dan permukaan jalan (Hunt, 1995).
Besarnya tenaga tarik traktor dan kemampuan mobilitasnya dibatasi oleh kapasitas traksi dan alat traksi pada permukaan landasan. Traksi yang dihasilkan oleh roda penggerak akibat putaran roda, mampu mengubah torsi menjadi gaya tarik maksimum. Drawbar pull
merupakan gaya tarik bersih yang diperlukan agar traktor atau alat dapat bergerak diatas permukaan. Gaya tarik ini dapat mengatasi gaya-gaya tahanan tanah yang meliputi gaya gesekan tanah dan tahanan gelinding (rolling resistence). Besarnya gaya tarik berdasarkan persamaan (1) berikut (Wanders, 1978).
Persamaan diatas menunjukkan bahwa gaya tarik (drawbar pull) berhubungan langsung dengan gaya tarik maksimum (Fmax) dan gaya tahanan gelinding (FRR). Drawbar pull traktor sangat tergantung pada daya traktor, distribusi gerak pada roda penggerak, tipe gandengan dan permukaan bidang gerak. Penggunaan tenaga pada peralatan traksi baik untuk roda ban atau roda rantai mengkonsumsi sebagian besar tenaga dalam empat cara, yaitu: tahanan gelinding (rolling resistence), slip roda (wheel slippage), pengaruh alat pada tanah dan tahanan drawbartraktor (tractor drawbar resistence).
Pengukuran drawbar bertujuan untuk mengetahui besarnya gaya tarik horizontal yang dihasilkan roda traksi traktor tangan dengan berbagai tingkatan yang diberikan dari traktor beban Yanmar 330T. Dilakukan untuk beberapa kecepatan dengan menggunakan load cell
yang dilengkapi handy strain meter. Pada waktu berjalan, kecepatan maju traktor diukur dengan cara mengukur waktu tempuh traktor pada jarak 10 m. Drawbar power kemudian dihitung dengan menggunakan persamaan (2) berikut ini (Wanders, 1978).
DbP = Dbpull x v...(2)
Keterangan : DbP = Tenaga pada drawbar/drawbar power (Watt) Dbpull = Gaya tarik bersih terukur/drawbar pull (N)
v = Kecepatan rata-rata maju traktor (m/s)
Tahanan gelinding (rolling resistance) pada roda terdiri dari kompresi tanah oleh lintasan roda, tahanan untuk memindahkan tanah di depan roda, tahanan untuk mengatasi rintangan dan lekukan-lekukan dan tahanan defleksi atau deformasi roda ban. Tahanan gelinding akan cenderung menahan gerakan maju traktor. Maka tahanan gelinding ini akan menentukan besarnya tenaga tarik yang akan dihasilkan oleh sebuah traktor.
Menurut Sembiring (1991), tahanan gelinding adalah besarnya tahanan yang harus diatasi traktor untuk dapat bergerak menarik melalui rodanya. Tahanan gelinding merupakan gaya tarik karena berat alat yang diperlukan agar bergerak diatas permukaan dengan kecepatan konstan dan merupakan gaya yang digunakan untuk melawan gerak roda akibat reaksi permukaan landasan pada roda (Hunt, 1995), sedangkan menurut Alcock (1986), tahanan gelinding merupakan gaya yang digunakan untuk melawan gerak roda yang merupakan gaya yang digunakan untuk melawan gerak roda yang merupakan akibat reaksi tanah pada roda. Semakin besar tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan roda, tenaga tarik akan semakin berkurang.
Secara umum, untuk kendaraan berkecepatan rendah seperti traktor pertanian yang biasanya bergerak di atas landasan tanah, tahanan yang paling dominan adalah tahanan gelinding dan dihitung dengan persamaan (3) berikut ini (Suastawa, 2000)
RR = - (ma)...(3)
Keterangan : RR = Tahanan gelinding (N) m = Massa traktor (kg)
2.4.
Slip (Slippage
)Intensitas slip merupakan pengurangan kecepatan maju traktor karena beban operasi pada kondisi lapang. Slip roda yang terjadi pada roda traksi traktor dapat diketahui dari pengurangan kecepatan traktor pada saat operasi dengan beban dibandingkan dengan kecepatan teoritis (Liljedahl et al, 1989). Slip roda traktor merupakan salah satu faktor pembatas bagi pengoperasian traktor-traktor pertanian. Slip akan selalu terjadi pada traktor baik pada saat menarik beban maupun saat tidak menarik beban. Drawbar pullmasih dapat terus meningkat hingga nilai maksimum yaitu sampai slip roda mencapai 30%, slip optimum 16% terjadi pada saat efisiensi traksi maksimum (Wanders, 1978).
Slip terjadi bila roda meneruskan gaya-gaya pada permukaan alas, pengukuran slip agak rumit akibat pengecilan jari-jari ban efektif statis maupun dinamis. Meningkatkan slip roda dapat menambah kemampuan traksi, gaya tarik traktor masih dapat ditambah dengan menaikkan slip hingga 30%, tetapi slip yang optimum pada operasi traktor adalah 10-17% (Wanders, 1978).
Tenaga yang tersedia pada roda traksi tidak seluruhnya dapat digunakan sebagai tenaga tarik, sehingga dikenal dengan istilah efisiensi tenaga tarik (traktive power efficiency). Efisiensi tenaga tarik adalah perbandingan drawbar power dengan tenaga pada as roda. Kehilangan tenaga ini, yaitu untuk mengatasi tahanan gelinding dan slip roda. Makin besar slip yang terjadi maka akan makin kecil tenaga yang tersedia untuk menarik alat (handy strain meter). Jadi untuk mengetahui berapa besar gaya tarik yang dapat dihasilkan oleh traktor, maka perlu diketahui koefisiensi traksi. Koefisien traksi (coefficient of traction) adalah perbandingan antara gaya tarik yang dihasilkan traktor dengan beban dinamis pada alat penarik (handy strain meter). Koefisien traksi dipengaruhi oleh hubungan roda traktor dengan permukaan landasan.
Slip roda traksi merupakan selisih antara jarak tempuh traktor saat dikenai beban dengan jarak tempuh traktor tanpa beban pada putaran roda penggerak yang sama. Untuk menghitung slip roda traksi digunakan persamaan (4) berikut (Suastawa et al, 2006).
St = ቀͳ െௌௌቁ x 100 %...(4)
Keterangan : St = Slip roda traksi (%)
Sb = Jarak tempuh traktor saat diberi pembebanan dalam 5 putaran roda (m) So = Jarak tempuh traktor tanpa beban dalam 5 putaran roda (m)
2.5.
Kapasitas Kerja dan Kapasitas Lapang Efektif
Kapasitas kerja suatu alat didefinisikan sebagai suatu kemampuan kerja suatu alat atau mesin memberikan hasil (hektar, kilogram, liter) per satuan waktu (Suastawa, 2000). Kapasitas kerja dapat dibedakan menjadi kapasitas teoritis dan kapasitas efektif.
Kapasitas efektif merupakan waktu nyata yang diperlukan di lapangan dalam menyelesaikan suatu unit pekerjaan tertentu. Kapasitas teoritis adalah hasil kerja yang akan dicapai alat dan mesin bila seluruh waktu digunakan pada spesifikasi operasinya.
lebar teoritisnya tanpa adanya tumpang tindih. Besarnya tumpang tindih yang diperlukan terutama merupakan fungsi dari kecepatan, kondisi tanah dan keterampilan operator. Pada beberapa keadaan, hasil suatu tanaman bisa jadi terlalu banyak sehingga pemanen tidak dapat digunakan memanen selebar lebar kerjanya, bahkan pada kecepatan maju minimum yang masih mungkin. Kapasitas lapang teoritis (KLT) dapat dihitung menggunakan persamaan (5)
berikut (Suastawa et al, 2006).
KLT = 0.36 (v x lP)...(5)
Keterangan : KLT = Kapasitas lapang teoritis (ha/jam)
v = Kecepatan rata-rata (m/s) lP = Lebar pembajakan rata-rata (m)
0.36 = Faktor konversi (1 m2/s = 0.36 ha/jam)
Untuk menghitung kapasitas lapang pengolahan efektif (KLE) diperlukan data waktu
kerja keseluruhan; dari mulai bekerja hingga selesai (WK) dan luas tanah hasil pengolahan
keseluruhan (L). Persamaan yang digunakan untuk menghitung KLE adalah persamaan (6)
sebagai berikut (Suastawa et al, 2006).
KLE =
ௐ...(6)
Keterangan : KLE = Kapasitas lapang efektif (ha/jam)
L = Luas lahan hasil pengolahan (ha) WK = Waktu kerja (jam)
Untuk menghitung efisiensi lapang (Eff) diperlukan data kapasitas lapang teoritis (KLT) dan kapasitas lapang pengolahan efektif (KLE). Persamaan yang digunakan untuk
menghitung Eff adalah persamaan (7) sebagai berikut (Suastawa et al, 2006).
Eff = KLEx 100%...(7)
III.
METODOLOGI
3.1.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada bulan Maret hingga bulan September 2011 bertempat di Bengkel Teknik Mesin Budidaya Pertanian, Leuwikopo dan lahan percobaan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kondisi lintasan pada penelitian yaitu beton dan tanah seperti terlihat pada Gambar 2 berikut.
Gambar 2. Lintasan beton (kiri) dan tanah (kanan)
3.2.
Bahan dan Alat
3.2.1. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung yang diperoleh dari Cilacap dan Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian. Biji nyamplung dipress untuk diambil minyaknya, dilanjutkan dengan proses
degumming.Degumming adalah proses mencampur nyamplung dengan larutan asam fosfat kemudian dimasak dengan suhu 750C selama 10 menit. Setelah proses pemasakan selesai minyak nyamplung dibiarkan selama 1 hari penuh dengan pengadukan dan kontrol untuk memisahkan kandungan air, getah (gum) serta minyak nyamplung yang berkualitas.
3.2.2. Alat
Alat yang akan dipergunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: a) Traktor tangan Yanmar bromo DX (traktor uji)
b) Traktor Yanmar YM 330 T (traktor beban)
c) Drawbar dynamometer(load cell, Kyowa typeLT-5TSA71C) d) Handystrain meterUCAM-1A dan kabel handystrain meter
e) Tachometer dan Stopwatch
f) Pita ukur dan patok
g) Penetrometer(Kiya Seishakow SR-2)
3.3.
Metode Penelitian
Berikut ini merupakan skema rancangan penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema rancangan penelitian Rancang bangun
instrumentasi pengukuran kecepatan dan slip
Kalibrasi roda bantu (fifth wheel)
Pengujian kinerja tarik traktor
Pembacaan aktual roda bantu dan 2 roda traktor uji menggunakan sensor
Mulai
Uji fungsional instrumentasi pengukuran kecepatan, slip roda
dan kecepatan maju traktor
Selesai
Perhitungan dan analisis data: slip,
drawbar powerdan efisiensi lapang Pengukuran kondisi lahan Persiapan bahan dan alat untuk
pengujian kinerja tarik traktor
3.3.1. Rancang bangun instrumentasi pengukuran kecepatan dan slip
Power supply merupakan alat penstabil tegangan yang dirangkai atas beberapa komponen elektronik yang berfungsi menstabilkan tegangan yang masuk kedalam rangkaian pembaca (sensor magnet) dan micro controller. Power supply atau penstabil tegangan hanya merupakan rangkaian yang digunakan untuk meneruskan tegangan sebesar 5 volt dan 9 volt untuk mikrokontroler. Selain power supply dan micro controller instrument yang digunakan adalah aki dan multitester. Rangkaian power supply dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Instrumen pengukur slip dan kecepatan
Dari rangkaian pada Gambar 4 diatas dapat diketahui jumlah putaran roda bantu dan roda traktor uji secara aktual dengan membaca putaran roda oleh sensor kemudian jumlah yang terbaca dikirimkan hasilnya ke komputer, sehingga akan terekam data yang akurat.
3.3.2. Uji fungsional instrumentasi pengukuran kecepatan maju traktor dan slip roda
Traktor uji Yanmar dioperasikan pada transmisi Low 2 dengan kecepatan putaran motor 2000 rpm. Sedangkan traktor beban dioperasikan pada transmisi Low1 pada kecepatan putaran motor 900 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, 1700 rpm dan 1900 rpm.
Pengecekan sensor dan instrumen akuisisi data hasil pengukuran drawbar dilakukan dengan mengalibrasi load cell dengan cara memberikan beberapa tingkatan beban pada load cell. Beban akan diteruskan ke alat pembaca (handy strain meter) melalui kabel sensor sebagai masukan. Langkah awal pada kalibrasi ini adalah memasang drawbar dynamometer
pada sebuah katrol. Dalam hal ini katrol adalah sebagai alat bantu menggantungkan drawbar dynamometer dan beban. Lalu dilanjutkan dengan menghubungkan kabel sensor pada
dynamometerdan handystrain meter. Kalibrasi dilakukan dengan cara menggantungkan load cellkemudian diberikanEHEHUDSDWLQJNDWDQEHEDQGDWD\DQJWHUXNXUİROHKhandy strain
akan tercatat langsung (real time) menggunakan laptop. Selanjutnya dilakukan analisis
UHJUHVL WHUKDGDS KXEXQJDQ DQWDUD UHJDQJDQ İ GHQJDQ EHUDW NJI Pengecekan instrumen ukur harus selalu dilakukan sebelum pengujian di lintasan uji. Apabila instrumen ukur sudah dipasang, kemudian load cell diberi beban tarikan. Angka keluaran pada handy strain meter
berubah berarti setelan alat sudah benar dan siap untuk digunakan. Sesaat pengukuran akan dimulai, handy strain meter harus selalu di setting ulang (display handy strain meter
Gambar 5. Traktor Yanmar Bromo DX
Tabel 5. Spesifikasi traktor uji
Spesifikasi Yanmar
(Traktor Uji)
Model Engine Bromo DX
Dimensi Roda Karet (Roda Besi)
Panjang 2716 mm
Lebar 840 (1072) mm Tinggi 1065 (1195) mm Berat Bersih 251 (274) kg
Motor Penggerak
Model TF 85 MLY ±di Jenis Motor Diesel Horisontal 4
Langkah Daya Maksimum 8.5/2200 hp/rpm
Volume Silinder 493 cc Sistem Pendingin Air dengan radiator
Bahan Bakar Solar
Kapasitas Tangki
BB 10.5 liter
Kapasitas Tangki
Oli 2.2 liter
Berat Kosong 89 kg
Transmisi Roda Gigi Penuh "Full Gear" Maju 4: Mundur 2
Kopling Kopling Utama Cakram Majemuk Kering Kopling Samping Gigi Cakar "Dog Clutch"
Roda Karet Diameter 58 cm
Perlengkapan Standar Roda Besi ø 900
Gambar 6. Traktor Yanmar YM330T
Tabel 6. Spesifikasi traktor beban
Spesifikasi Yanmar
(Traktor Beban)
Model Engine YM 330T
Tahun Pembuatan 1978-1991
Jenis Mesin Diesel
Sistem Kerja 4 langkah
Jumlah Silinder 3
Silinder Mesin 91.3 mm
Kecepatan motor max 3200 rpm
Gigi Transmisi 8 gigi maju & 2 gigi mundur
Ukuran Ban Karet Depan : 5.5-6 Belakang : 12.4/11-28
Bahan Bakar Solar
Power 33 hp
Berat Kendaraan 2557 kg
(Sumber: Yanmar Indonesia, 2011)
3.3.3. Persiapan Bahan dan Alat untuk Pengujian Kinerja Tarik Traktor
Sebelum dilakukan pengujian kinerja traktor tangan Yanmar, terlebih dahulu dipersiapkan bahan dan alat untuk melakukan pengujian. Lakukan pengecekan kondisi traktor baik traktor uji maupun traktor beban. Hal ini bertujuan agar saat pengujian tidak timbul kesalahan baik teknis maupun non teknis. Kondisi traktor tangan yang diperiksa yaitu: ketersediaan bahan bakar, oli, air radiator serta pengecekan sistem transmisi. Untuk traktor beban diperiksa ketersediaan bahan bakar, oli, air radiator, indikator rpm engine, dll.
Sebelum pengujian kinerja traktor dalam mengolah tanah dilaksanakan, dilakukan pengukuran kondisi lahan pada tempat pengujian, yaitu: tahanan penetrasi tanah agar kekerasan tanah dapat diketahui dengan baik.
murni. Dalam hal ini, pengujian kinerja traktor dengan bahan bakar solar adalah sebagai pembanding utama (kontrol). Untuk masing-masing pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan.
3.3.4. Pengukuran Kondisi Lahan
Prosedur uji kondisi lahan yang baik menjadi syarat mutlak. Terdapat dua kondisi landasan dalam pengujian kinerja tarik traktor, yaitu beton dan tanah. Hal ini berguna agar hasil yang didapatkan akurat.
Lintasan uji baik beton maupun tanah sebelum pengujian terlebih dahulu dibersihkan dari ranting, dedaunan maupun sampah yang dapat menghambat laju traktor uji dan traktor beban. Pada lintasan tanah dirapikan dengan mengkondisikan agar kekerasan tanah optimum.
3.3.5. Pengujian Kinerja Tarik Traktor
Pengujian kinerja tarik traktor dilakukan dalam dua tahap. Pertama, pengujian dilakukan pada saat traktor uji menggunakan bahan bakar solar. Kedua, pengujian dilakukan pada saat traktor uji menggunakan bahan bakar minyak nyamplung yang telah dipanaskan. Dari kedua hasil pengujian tersebut akan didapatkan perbandingan kinerja tarik traktor antara penggunaan bahan bakar solar dengan penggunaan bahan bakar minyak nyamplung. Parameter keluaran hasil adalah tenaga tarik (drawbar power) dan slip (slippage).
a. Mengukur jarak tempuh 5 kali putaran roda tanpa beban sebanyak 3 kali ulangan. Roda diberi tanda, kemudian dihitung setiap kali tanda pada roda menyentuh permukaan landasan sebagai satu putaran. Setelah 5 kali putaran ukur dengan pita ukur (So),
berdasarkan Gambar 7 dibawah ini.
Gambar 7. Pengukuran jarak tempuh 5 putaran roda
b. Menggandengkan traktor roda empat Yanmar YM 330T untuk mengukur jarak tempuh 5 kali putaran roda. Slip traktor yang diuji dapat dihitung dengan persamaan (4). Berikut ini Gambar 8 traktor uji menarik traktor beban.
Metode pengukuran kekuatan tarik (drawbar pull) diawali dengan menggandengkan traktor uji dengan traktor roda empat (traktor beban). Drawbar pullyang terjadi pada traktor diukur dengan menggunakan load cell yang dipasangkan pada kawat penarik yang menghubungkan antara traktor uji dengan traktor beban. Titik tarik bagian depan traktor beban dibuat sama tinggi dengan titik gandeng (drawbar) traktor uji sehingga arah tarikan menjadi horizontal. Setelah kawat terhubung, kemudian traktor uji dioperasikan untuk menarik traktor beban. Dari hasil pengukuran beban tarik pada landasan beton dengan transmisi traktor uji Low 2, putaran mesin 2000 rpm diperoleh hubungan drawbar pull
dengan slip roda, drawbar power dengan slip roda dan kecepatan dengan slip roda baik menggunakan bahan bakar solar maupun dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung.
Pengukuran drawbar pull untuk mengetahui besarnya gaya tarik horizontal yang dihasilkan roda traksi dengan gandengan traktor Yanmar YM 330T. Dilakukan untuk beberapa kecepatan dengan menggunakan load cell yang dilengkapi handystrain meter.
Traktor dengan tenaga yang sama belum tentu memiliki gaya tarik maupun kecepatan maju yang sama. Pada waktu berjalan, kecepatan maju traktor diukur dengan cara mengukur waktu dan jarak yang ditempuh oleh traktor pada 5 putaran roda. Drawbar powerkemudian diukur dengan menggunakan persamaan (2). Berikut merupakan skema pengukuran:
Gambar 9. Skema pengukuran drawbar power
3.3.6. Pengujian kinerja pengolahan tanah
Metode yang digunakan untuk menghasilkan efisiensi lapang adalah sebagai berikut: a. Mengukur kapasitas lapang teoritis (KLT) menggunakan bajak singkal tunggal,
dihitung dengan persamaan (5) dan ditunjukkan oleh Gambar 10 berikut:
Gambar 10. Pengukuran efisiensi lapang pembajakan tanah
Traktor Beban Traktor Uji
b. Untuk menghitung kapasitas lapang pengolahan efektif (KLE) diperlukan data waktu
kerja keseluruhan dari mulai bekerja hingga selesai (WK) dan luas tanah hasil
pengolahan keseluruhan (L). Persamaan yang digunakan adalah persamaan (6).
c. Persamaan yang dipakai untuk menghitung efisiensi lapang (Eff) adalah persamaan (7).
3.3.7. Perhitungan dan Analisis Data
Data yang diperoleh dari pengukuran-pengukuran yang telah dilakukan dianalisis dengan menggunakan persamaan-persamaan. Hasil yang didapatkan berupa data slip, drawbar power
IV. PERANCANGANDAN PEMBUATAN INSTRUMENTASI
PENGUKURAN SLIP RODA DAN KECEPATAN
4.1.
Kriteria Perancangan
Pada prinsipnya suatu proses perancangan terdiri dari beberapa tahap atau proses sehingga menghasilkan suatu desain atau prototype produk yang sesuai dengan kebutuhan. Perancangan roda bantu kelima (fifth wheel) pada penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan:
1. Putaran roda yang konstan sebagai acuan data yang aktual tanpa mengalami slip sama sekali.
2. Putaran roda bantu kelima adalah dengan menggunakan sensor & magnet yang memanfaatkan sifat elektromagnetik sebagai frekuensi sinyal pembacaan.
3. Dapat digandengkan pada traktor beban
Putaran dari roda bantu ini akan sangat mempengaruhi evaluasi kinerja dari putaran roda traktor yang mengalami slip karena adanya pembebanan penarikan traktor yang digandengkan posisinya berada dibelakang traktor roda dua tersebut. Dengan begitu akan terdapat korelasi yang saling melengkapi antara putaran roda bantu kelima dengan slip yang terjadi pada pengukuran.
4.2.
Rancangan Fungsional
Roda bantu kelima ini berfungsi untuk menghasilkan putaran roda yang aktual dengan cara pembacaan menggunakan metode real time, yaitu pembacaan putaran roda kelima secara aktual dideteksi oleh sensor yang mendeteksi getaran elektromagnetik. Sumber elektromagnetik berasal dari magnet-magnet kecil yang menempel disekitar lingkar velg roda bantu tersebut. Roda bantu digunakan untuk mengukur jarak tempuh.
Guna memenuhi fungsi utama di atas diperlukan fungsi-fungsi yang dapat menunjang roda bantu kelima berjalan dengan baik sesuai dengan yang diharapkan untuk pengukuran slip. Pertama, fungsi roda bantu kelima adalah untuk menghasilkan putaran secara aktual dengan pembacaan putaran. Fungsi ini dapat dipenuhi menggunakan sensor sebagai pendeteksi jumlah putaran dengan membaca frekuensi elektromagnetik dari magnet yang menempel disekitar lingkar velg roda sejumlah 4 buah.
Fungsi kedua adalah untuk mengetahui slip yang terjadi. Fungsi ini dapat dipenuhi dengan pengurangan kecepatan maju traktor karena beban operasi pada kondisi lapang. Hal ini adalah sebagai salah satu faktor pembatas bagi pengoperasian traktor-traktor pertanian. Slip akan selalu terjadi pada traktor baik pada saat menarik beban maupun saat tidak menarik beban sama sekali.
4.3.
Rancangan Struktural
Dalam perancangan pemilihan bahan dan bentuk rancangan yang akan digunakan merupakan suatu proses yang sangat penting dan menentukan hasil terbaik. Rancangan struktural dari alat roda bantu kelima ini dirancang sedemikian rupa sehingga akan sesuai dengan apa yang diharapkan saat pengukuran dan sesuai untuk dirangkaikan pada rangka traktor roda empat.
Secara keseluruhan, rancangan roda bantu kelima ini berbentuk seperti roda bagian depan sepeda kecil yang menggunakan garpu (fork) sebagai pegangan roda, hanya saja roda yang digunakan berukuran kecil dengan diameter 20 cm. Hal ini untuk memungkinkan putaran roda secara konstan sesuai dengan kecepatan yang dihasilkan oleh traktor uji untuk menarik traktor beban, sehingga dapat mengurangi beban roda agar dapat berputar sempurna tanpa slip ditunjang dengan alur roda yang baik.
Pada penelitian ini dibuat satu buah alat roda bantu kelima dengan ukuran yang sesuai dengan tinggi dan bentuk rangka traktor roda empat. Roda bantu ini terdiri atas: plat besi sebagai landasan, engsel, garpu (fork), velg dan roda karet.
4.3.1. Plat Besi
Plat ini merupakan tempat dudukan atau landasan roda bantu yang disambungkan pada rangka traktor bagian bawah diantara roda kanan dan roda kiri. Sebagai penghubung antara kerangka traktor roda empat dengan roda bantu, juga sebagai bingkai yang melekat pada rangka.
Gambar 11. Plat besi
4.3.2. Engsel
Engsel berfungsi sebagai sambungan yang memberikan gaya bebas pada roda bantu untuk menentukan posisi yang tepat agar roda dapat bersentuhan dengan tanah. Jenis bantalan yang menghubungkan 2 buah benda padat, biasanya memungkinkan hanya terbatas sudut rotasi antara kedua buah benda tersebut. Dua buah objek dihubungkan oleh ideal engsel berputar relatif terhadap satu sama lain tentang tetap sumbu rotasi, dibuat dari komponen bergerak.
4.3.3. Garpu (fork)
Garpu befungsi sebagai penghubung dudukan roda yang dipasangkan sehingga roda akan mempunyai jalur sehingga akan berjalan lurus pada lintasan tanah atau beton. Untuk memegang roda dan memudahkan pengguna untuk mengarahkan dan menyeimbangkan. Untuk menopang beban goncangan jalan melalui roda. Beban yang ditanggung oleh garpu adalah goncangan jalan dan beban pengemudi serta berat.
Gambar 13. Garpu (fork)
4.3.4. Velg
Velg berfungsi sebagai rangka yang memberikan roda kekuatan sehingga dapat berputar dengan baik. Lingkaran luar desain logam yang tepi bagian dalam dari ban sudah terpasang, tempat ban berada. Velg yang terlalu luas dengan lebar ban dapat menghasilkan lebih banyak getaran dan kurang nyaman karena dinding samping ban tidak cukup kelengkungan yang fleksibel.
Gambar 14. Velg
4.3.5. Roda Karet
Roda karet berfungsi sebagai parameter berjalan yang bersentuhan dengan tanah untuk diketahui jumlah putarannya secara teliti dan cermat. Membantu untuk menyerap getaran dan kejutan, sehingga melindungi beban juga sebagai pengurang kebisingan.
4.4.
Analisis Teknik
Persamaan yang digunakan untuk menghitung kekuatan bahan dalam rancangan bantalan menggunakan persamaan (8) sebagai berikut (Sularso et al, 1978).
W =ݓݔ݈...(8)
Keterangan : W = Berat beban (kg)
w = Beban per satuan panjang (kg/mm) ݈ = Panjang bantalan (mm)
w = W/l 3 kg / 300 mm = 0.01 kg/mm W = 2560 kg / 300 mm
= 8.6 kg/mm
Persamaan yang digunakan untuk menghitung tekanan bahan dalam rancangan bantalan menggunakan persamaan (9) sebagai berikut (Sularso et al, 1978).
p =ܹȀ݈݀...(9)
Keterangan : p = Tekanan (kg/mm2) W = Berat beban (kg)
݈ = Panjang bantalan (mm) d = Diameter poros (mm)
p = W/ld 2560 kg/6000 mm2= 0.43 kg/mm2
Jadi, tekanan maksimum yang diperbolehkan adalah sebesar 0.43 kg/mm2. Hasil tersebut merupakan kriteria dari besi cor yang dipergunakan sebagai bantalan pada roda bantu kelima.
4.5.
Rancangan Roda Bantu (Fifth Wheel)
Roda bantu atau biasa disebut dengan roda kelima pada penelitian ini tergolong dalam jenis roda tambahan yang berfungsi untuk menghasilkan putaran secara aktual dengan pembacaan putaran. Fungsi ini dapat dipenuhi menggunakan sensor sebagai pendeteksi jumlah putaran dengan membaca frekuensi elektromagnetik dari magnet yang menempel disekitar lingkar velgroda sejumlah 4 buah.
Fungsi kedua adalah untuk membandingkan putaran yang dihasilkan oleh roda bantu kelima dengan putaran pada roda traktor uji. Fungsi ini dapat dipenuhi oleh hasil putaran yang terekam oleh komputer dengan metode dan cara yang sama juga putaran roda traktor uji dapat dideteksi secara presisi.
Letak magnet
Gambar 16. Desain roda bantu dan letak magnet
Letak sensor
Gambar 17. Letak sensor pada traktor uji
Pada Gambar 16 dan 17 diatas merupakan rancangan roda bantu pada penelitian ini dilengkapi instrumen power supply dan mikrokontroler yang dirancang khusus untuk membaca jumlah putaran aktual roda baik putaran roda bantu maupun roda pada traktor uji.
4.6.
Kalibrasi
Load Cell
dan Instrumen
Getaran kalibrasi adalah proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Sistem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif, termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi.
Kalibrasi alat dilakukan dengan menggunakan traktor roda empat Yanmar seri YM330T dengan menarik roda bantu. Rpm yang dipergunakan oleh traktor adalah sebesar 1500 rpm, kemudian pengkalibrasian juga menggunakan jarak 10 meter sebagai acuan yang harus ditempuh dengan menggunakan lintasan lurus berbahan beton. Dalam hal ini kalibrasi yang dilakukan adalah untuk menghindari kesalahan indikasi atau koreksi yang setelahnya ditentukan dan disesuaikan.
Load cell sebagai unit pengukur beban tarik ditampilkan dan direkam oleh handy strain meter. Sebelum alat-alat digunakan harus dikalibrasi terlebih dahulu. Proses pengkalibrasian ini diawali dengan menghubungkan load cell dengan handy strain meter. Setelah keduanya terhubung kemudian kedua benda tersebut digantungkan pada sebuah crane. Untuk langkah selanjutnya dilakukan pembebanan pada load cell. Pembebanan pada
load cell dilakukan secara bertahap dengan tiga kali ulangan. Pada masing-masing pembebanan yang diberikan, nilai yang terbaca pada handy strain meter dicatat sebagai ukuran besarnya regangan yang terjadi.Load cell ditunjukkan oleh Gambar 18.
Gambar 18. Instrumen pengukur pembebanan load cell
Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 2. Dari hasil kalibrasi diperoleh persamaan kalibrasinya (Fandra, 2009), yaitu:
Y = 1.962x + 0.747...(10)
Dimana : y = beban tarik yang terukur (N) x = regangan (İ)
Berikut ini merupakan sirkuit instrumentasi didalam rancangan elektronika yang ditunjukkan oleh Gambar 19.
5 v
5 v
0v 5 v
Gambar 19. Sirkuit Instrumentasi
LM324 Mikro
V.
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1.
Kalibrasi Load Cell
& Instrumen
Hasil kalibrasi yang telah dilakukan untuk pengukuran jarak tempuh dengan roda bantu kelima berjalan baik dan didapatkan data yang sesuai, sedangkan kalibrasi dengan alat instrument load cell telah dilakukan dengan cara member pembebanan yang bervariasi sehingga didapatkan data yang akurat.
Pada Lampiran 3 dapat dilihat variasi waktu yang menyatakan bahwa semakin rendah rpm yang dipergunakan untuk melakukan pengukuran, maka waktu yang dibutuhkan semakin besar. Hal ini menunjukkan hubungan terbalik antara keduanya, yaitu semakin rendah rpm yang dipergunakan maka semakin tinggi waktu yang dihasilkan untuk melakukan pengukuran sehingga kecepatan yang terukur semakin kecil sesuai dengan torsi.
Traktor uji akan mampu menarik traktor beban apabila traksi yang dihasilkan oleh roda traksi, mampu merubah torsi menjadi tenaga tarik yang lebih besar dari tahanan gelinding. Dari hasil pengukuran beban tarik pada landasan beton dengan transmisi traktor uji 2000 rpm diperoleh hubungan drawbar pulldengan slip dan drawbar powerdengan slip.
Dari hasil kalibrasi ini akan didapatkan data yang memberi hubungan nyata antara data aktual dengan data pengujian, sehingga jika kedua data ini dipadukan akan memberikan gambaran bagaimana hubungan putaran roda traktor uji dengan putaran roda bantu (fifth wheel) didalam pengujian dan pengambilan data secara kontinyu. Berikut ini adalah data-data yang telah didapatkan dari hasil percobaan dan pengujian di lintasan beton.
Apabila jarak aktual yang ditempuh sejauh 10 meter, maka roda bantu kelima (fifth wheel) akan menempuh jarak putaran roda yang sama dengan jarak aktual.
Gambar 20. Pembacaan sensor magnet
Berikut ini merupakan grafik hasil kalibrasi roda bantu yang ditunjukkan oleh Gambar 21. Grafik tersebut merupakan hubungan antara jarak putaran roda dengan jarak aktual yang terbaca oleh sensor dan magnet.
Gambar 21. Grafik hasil kalibrasi roda bantu (fifth wheel)
5.2.
Kondisi Lintasan Uji
Hasil dari pengujian sifat fisik lintasan tanah, didapatkan data seperti pada Tabel 7. Pengukuran penetrasi tanah dilakukan secara acak pada lintasan uji yang telah dipersiapkan dengan menentukan 5 titik pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran kembali pada lintasan yang telah dilewati oleh jejak roda traktor roda 2. Data kondisi lintasan uji di bawah didapatkan dari hasil pengukuran penetrasi tanah sebelum dan sesudah pengujian.
Tabel 7 . Data kondisi lintasan uji tanah
Kedalaman
Gaya penetrasi (kg) sebelum pengujian Tahanan penetrasi
(kPa) Titik I Titik II Titik III Titik IV Titik V
Rata-rata
0 (cm) 8 5 0 5 5 4.6 452.78
5 (cm) 13 6 9 7 9 8.8 864.38
10 (cm) 13 8 18 13 34 17.2 1687.58
15 (cm) 48 42 36 34 44 40.8 4000.38
20 (cm) 47 42 35 42 48 42.8 4196.38
Kedalaman
Gaya penetrasi (kg) sesudah pengujian Tahanan penetrasi
(kPa) Titik I Titik II Titik III Titik IV Titik V
Rata-rata
0 (cm) 50 50 46 46 50 48.4 4745.18
5 (cm) 43 50 50 50 50 48.6 4764.78
10 (cm) 50 47 31 36 49 42.6 4176.78
15 (cm) 50 50 48 49 50 49.4 4843.18
20 (cm) 50 42 50 38 47 45.4 4451.18
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Ja
rak Putar
an Roda
Secara umum terjadi kenaikan nilai pemadatan tanah setelah pengujian kinerja pada lahan. Terjadinya kenaikan nilai penetrasi tanah untuk setiap kedalaman menunjukkan bahwa aktifitas traktor pada permukaan lintasan akan memberikan efek pemadatan tanah. Terlihat nilai penetrasi tanah semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman pengukuran. Hal ini disebabkan pada pengamatan yang semakin dalam, tanah menjadi lebih kompak dan keras sehingga terjadi proses pemadatan tanah.
5.3.
Pengukuran Kinerja Tarik Traktor
Untuk mendapatkan data drawbar power, drawbar pull dan slip dilakukan pengujian kinerja tarik pada 2 lintasan yang berbeda, yaitu pada lintasan beton dan lintasan tanah. Masing-masing lintasan mendapat perlakuan pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung.
5.3.1. Kinerja Tarik pada Lintasan Beton
Data selengkapnya hasil pengukuran pada lintasan beton dapat dilihat pada Lampiran 9 dan 11. Gambar 22 berikut menunjukkan penggandengan traktor uji dan traktor beban dengan sebuah
load cell yang dipasang pada kawat penarik yang menghubungkan kedua traktor pada saat pengambilan data di lintasan beton.
Gambar 22. Pengukuran kinerja tarik traktor uji pada lintasan beton
Gambar 23. Grafik hubungan drawbar pull dengan slip roda pada lintasan beton
Pada Gambar 23 tersebut diketahui beban tarikan (drawbar pull) pada lintasan beton yang dihasilkan oleh bahan bakar solar naik secara ekstrim mencapai maksimum 1285.34 N pada slip 52.20%. Beban tarikan yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak nyamplung sebesar 1262.25 N pada slip 55.93%. Dari kedua hasil pengujian tersebut pada lintasan beton dapat diketahui bahwa
drawbar pull maksimum dihasilkan dari penggunaan bahan bakar solar. Dari hasil slip tersebut maka tidak dilanjutkan dengan slip lebih dari 55.93% karena dapat mengakibatkan ban traktor uji menjadi terkikis habis.
Gambar 24. Grafik hubungan drawbar power dengan slip roda pada lintasan beton Pada Gambar 24 tersebut diketahui drawbar power yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung (1078.63 W) lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar (1028.21 W) dengan nilai selisih angka yang terpaut 50.42 W. Untuk drawbar power mencapai nilai maksimum menggunakan bahan bakar minyak nyamplung pada kecepatan 1.01 m/s dengan tingkat pembebanan saat transmisi Low1, putaran mesin 1900 rpm.
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
0 10 20 30 40 50 60
Drawbar Pull
(N)
Slip (%)
B.B Solar
B.B Minyak Nyamplung
500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0 10 20 30 40 50 60
Drawbar Power
(W)
Slip (%)
B.B Solar
5.3.2. Kinerja Tarik pada Lintasan Tanah
Kinerja tarik yang dilakukan pada lintasan tanah menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung. Data selengkapnya hasil pengukuran pada lintasan tanah dapat dilihat pada Lampiran 10 dan 12. Berikut ini merupakan hasil pengujian pada lintasan tanah, ditunjukkan oleh Gambar 25.
Gambar 25. Pengukuran kinerja traktor uji pada lintasan tanah
Dari pengujian di lintasan tanah yang terlihat pada Gambar 25 untuk kinerja traktor uji menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung, tingkat pembebanan dari traktor beban dengan transmisi Low 1, putaran mesin 900 rpm. Hasil pengukuran kinerja traktor uji dengan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung disajikan pada Gambar 26 dan 27.
Gambar 26. Grafik hubungan drawbar pull dengan slip roda pada lintasan tanah Pada Gambar 26 tersebut diketahui beban tarikan (drawbar pull) pada lintasan tanah yang dihasilkan oleh bahan bakar solar mencapai maksimum 1192.96N pada slip 57.34%. Beban tarikan yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak nyamplung sebesar 1235.30 N pada slip 55.20%. Dari kedua hasil pengujian tersebut pada lintasan tanah dapat diketahui bahwa drawbar pull maksimum dihasilkan dari penggunaan bahan bakar minyak nyamplung. Dari hasil slip tersebut maka tidak dilanjutkan dengan slip lebih dari 57.34% karena dapat mengakibatkan ban traktor uji menjadi terkikis habis.
500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
0 10 20 30 40 50 60
Drawbar Pull
(N)
Slip (%)
B.B Solar
Gambar 27. Grafik hubungan drawbar power dengan slip roda pada lintasan tanah
Pada Gambar 27 tersebut diketahui drawbar power yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung (1038.61 W) lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar (991.60 W) dengan nilai selisih angka yang terpaut hingga 47.01 W. Untuk
drawbar power mencapai nilai maksimum menggunakan bahan bakar minyak nyamplung pada kecepatan 1.01 m/s dengan tingkat pembebanan saat transmisi Low1, putaran mesin 1900 rpm.
Tabel 8. Hasil pengukuran maksimum kinerja tarik traktor Bromo DX
Bahan Bakar
Drawbar Power
Maksimum (kW)
Drawbar Pull
Maksimum (kN) Kecepatan Maksimum (m/s)
Slip Roda Maksimum
(%) Beton Tanah Beton Tanah Beton Tanah Beton Tanah Solar 1.028 0.991 1.285 1.192 1.010 1.230 53.11 60.29 Minyak
Nyamplung 1.078 1.038 1.262 1.235 1.090 1.010 57.23 55.20 Secara keseluruhan pembebanan menggunakan rem gigi pada traktor beban, terlihat adanya perbedaan yang cukup jelas dari kedua lintasan uji. Hal ini menunjukkan kemampuan traksi dari traktor uji untuk bahan bakar solar seperti Tabel 8, dengan tingkat pembebanan yang sama menunjukkan kinerja tarik pada lintasan beton lebih besar dari lintasan tanah. Hasil pengukuran drawbar pull traktor uji dengan solar untuk lintasan beton menghasilkan
drawbar pull maksimum sebesar 1.285 kN pada slip roda 52.20%, dengan drawbar power sebesar 1.028 kW. Sementara itu untuk lintasan tanah menghasilkan drawbar pullmaksimum 1.192 kN pada slip roda 57.34%, dengan drawbar power sekitar 0.991 kW. Jika dibandingkan slip roda di lintasan tanah untuk penggunaan bahan bakar solar pada tingkat pembebanan yang sama menghasilkan slip yang lebih besar dari lintasan beton.
Hasil yang ditunjukkan Tabel 8 disebabkan oleh perubahan struktur dan tingkat kekerasan pada lintasan tanah akibat tekanan oleh telapak roda traksi dengan permukaan tanah. Sehingga posisi permukaan tanah bergeser oleh telapak roda. Sedangkan pada permukaan lintasan beton tidak terjadi perubahan struktur lintasan sebab kerasnya lintasan pada permukaan lantai beton. Penambahan beban dan penurunan kecepatan pada traktor uji juga memberikan efek terhadap slip roda, dengan bertambahnya beban menyebabkan tahanan maju traktor uji akan meningkat, maka traksi untuk menggerakkan traktor lebih besar lagi.
500 600 700 800 900 1000 1100
0 10 20 30 40 50 60
Drawbar Power
(W)
Slip (%)
B.B Solar
[image:30.595.131.533.414.502.2]Pengukuran drawbar pull traktor uji dengan bahan bakar minyak nyamplung untuk lintasan beton menghasilkan drawbar pull maksimum sebesar 1.262 kN pada slip roda 55.93%, dengan drawbar power sebesar 1.078 kW. Sementara itu untuk lintasan tanah menghasilkan drawbar pull maksimum 1.235 kN pada slip roda 55.20%, dengan drawbar power sekitar 1.038 kW.
Pada Tabel 8 diatas data lintasan beton menunjukkan drawbar power menurun dari penggunaan bahan bakar solar terhadap bahan bakar minyak nyamplung, sedangkan pada lintasan tanah drawbar power menurun dari bahan bakar solar terhadap bahan bakar minyak nyamplung.
Slip akan terus meningkat jika beban tarikannya bertambah. Penurunan drawbar power
disebabkan drawbar pull semakin kecil untuk mengatasi slip yang semakin besar, serta rendahnya kecepatan yang dihasilkan. Penurunan drawbar pull terjadi karena banyaknya tenaga yang hilang untuk mengatasi slip, kecepatan untuk menarik beban berkurang dan kekuatan tarik maksimum akan menurun. Kondisi ini telah melebihi batas tarikan maksimum dalam kecepatan rendah, namun roda traktor uji masih berputar dan mesin tidak mati, hanya saja throttle tidak mampu mengatur rpm mesin sehingga putaran motor traktor uji menurun seiring waktu yang terpakai. Jika kecepatan motor menurun karena kelebihan berat, sistem
throttleakan bekerja sehingga kecepatan akan meningkat kembali.
Berdasarkan kejadian seperti diatas slip akan mengurangi kinerja traktor uji terutama pada tingkat kecepatan rendah, yang berarti slip merupakan faktor pembatas tarikan maksimum dan slip roda tentunya akan bertambah dengan meningkatnya beban yang diberikan pada drawbar. Menurut Hunt (1995), penambahan slip juga akan menimbulkan nilai tahanan gelinding yang lebih tinggi dengan membesarnya kontak roda pada tanah yang stabil dan akan menyebabkan pertambahan perpindahan tanah. Kemampuan atau kapasitas drawbar traktor terutama tergantung pada tenaga traktor, distribusi berat pada roda penggerak, tipe gandengan dan permukaan jalan. Slip dapat dikurangi dengan menambah berat traktor dan menambah luas permukaan kontak antara roda dengan lintasan.
5.4.
Efisiensi Lapang Pengolahan Tanah
Efisiensi lapang pengolahan tanah adalah perbandingan dari kapasitas lapang efektif atau aktual terhadap kapasitas lapang teoritis yang dinyatakan dalam persen (Hunt, 1995). Efisiensi lapang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (7).
Dari hasil pengujian pengolahan tanah dengan menggunakan bahan bakar solar diperoleh kapasitas lapang efektif, kapasitas lapang teoritis dan efisiensi lapang secara berurut sebesar 14.99 jam/ha, 11.99 jam/ha dan 79.97%. Pada pengujian menggunakan bahan bakar solar selama 27 menit jumlah bahan bakar yang dipergunakan sebesar 14.99 liter/ha. Dari pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar kapasitas yang didapatkan lebih tinggi.
Konsumsi bahan bakar yang dipergunakan dalam pengolahan tanah menggunakan bahan bakar solar lebih boros dibandingkan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung. Hal ini karena bahan bakar minyak nyamplung sebelum dipergunakan dilakukan proses pemanasan menggunakan muffler terlebih dahulu, sehingga bahan bakar mengalami penguapan sebelum diinjeksikan ke karburator.
Bajak singkal yang dipergunakan dalam penelitian ini memiliki panjang 48 cm, lebar 27 cm dan tinggi 28 cm. Berikut ini bajak singkal ditunjukkan oleh Gambar 28.
VI.
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
1. Drawbar power yang dihasilkan pada lintasan beton dan tanah dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung mengalami kenaikan dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar. Drawbar powermaksimal pada lintasan beton dengan bahan bakar solar yaitu sebesar 1.028 kW, sedangkan drawbar power dengan minyak nyamplung dengan lintasan yang sama sebesar1.078 kW. Pada lintasan tanah untuk bahan bakar solar menghasilkan
drawbar power 0.991 kW, sedangkan dengan minyak nyamplung sebesar 1.038 kW.
Drawbar pullyang dihasilkan dari bahan bakar solar pada lintasan beton sebesar 1.285 kN dan untuk lintasan tanah sekitar 1.192 kN, sedangkan dari minyak nyamplung pada lintasan beton 1.262 kN dan untuk lintasan tanah sebesar 1.027 kN.
2. Konsumsi bahan bakar minyak nyamplung sebesar 11.98 liter/ha dan konsumsi bahan bakar solar sebesar 14.99 liter/ha. Penggunaan bahan bakar minyak nyamplung lebih irit dari pada bahan bakar solar.
3. Pengolahan tanah menggunakan bajak singkal tunggal menghasilkan efisiensi lapang dengan bahan bakar solar (79.97%) lebih tinggi dibandingkan efisiensi lapang dengan bahan bakar minyak nyamplung (74.13%).
6.2. Saran
1. Diperlukan pengujian untuk emisi gas buang dan kondisi pelumasan.
2. Perlu dilakukan analisis lebih lanjut mengenai kondisi injeksi bahan bakar dan torsi yang dihasilkan.
UJI KINERJA TARIK TRAKTOR TANGAN DENGAN BAHAN
BAKAR MINYAK NYAMPLUNG MURNI
SKRIPSI
BANU AJI IMANTARA
F14070087
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DAFTAR PUSTAKA
Alcock, R. 1986. Tractor Implement Systems. Avi Publishing CO., Westport, Connectitude. Arismunandar, W. dan K. Tsuda. 2008. Motor Diesel Putaran Tinggi. Pradnya Paramita: Jakarta. [Balitbang Kehutanan] Balai penelitian dan Pengembangan Kehutanan. 2008. Nyamplung
(Calophyllum inophyllum L.) Sumber Energi biofuel yang Potensial. Departemen Kehutanan. Jakarta.
Basyirun et al. 2008.Keseimbangan Energi pada Motor Bakar.
Davis, G. L. 1983. Agricultural and Automotive Diesel Mechanics. Pretince ± Hall, Inc: New Jersey. Debaut, V. J., Y. B. Jean dan S. A. Greentech. 2005. Tamanol a Stimulan for Collagen Synthesis for
Use in anti Wrinkle and anti Stretch Mark Products Cosmetic and Toiletries Manufacture World Wide. Greentech, St. France
Desrial.1990. Mempelajari Pemanfaatan Gas Buang Motor Bakar Diesel Sebagai Energi Panas dan Mekanis Untuk Alat Pengering Gabah Tipe Zig-zag. [SKRIPSI]. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Dweek, A. C. dan T. Meadows. 2002. Tamanu (Calophyllum inophyllum L.) the Africa, Asia Polynesia and Pasific Panacea. International J. Cos. Sci., 24:1-8.
Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia.Terjemahan Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Departemen Kehutanan. Jakarta.
Hunt, D. 1995. Farm Power and Machinery Management.6th ed. Iowa State University.Press, Ames, IA.
Jones, F. R. 1963. Farm Gas Engine and Tractors. McGraw Hill Book Company, Inc: New York. Kilham, C. 2004. Oil of Tamanu (Calophyllum inophyllum L.) http://www.newchapter.info/media [15
Maret 2011]
LEMIGAS. 2009. Uji Karakteristik Minyak. Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia. Jakarta.
Liljedahl, J. B., P. K. Turnquist, D. W. Smith, and M. Hoki. 1989. Tractors and Their Power Units. 4th ed. Van Nonstrand Reinhold. New York.
PT. Yanmar Indonesia. 2011. Indonesia Traktor. http://www.jensales.com/Yanmar-YM-330-Tractor-Data_p_86797.html
PT. Yanmar Indonesia. 2011. Indonesia Traktor. http://www.yanmar.co.id/html/ag_BROMODX.html Sembiring, E. N., I. N. Suastawa, Desrial. 1991. Sumber Tenaga Tarik di Bidang Pertanian.JICA-IPB.
Bogor.
Suastawa, I. N, W. Hermawan, dan E. N. Sembiring. 2000. Konstruksi dan Pengukuran Kinerja Traktor Pertanian. Teknik Pertanian. Fateta.IPB. Bogor.
Sularso dan Suga, Kiyokatsu. 2004.Design of Machine Elements. Jakarta. PT. Pradnya Paramita UNEP.2006. Reaksi Oksidasi pada Motor Bakar.
Wahyudi, Nurwan. 2010. Rancang Bangun elemen pemanas bahan bakar minyak nyamplung untuk motor bakar Diesel dengan pemanfaatan gas buang.[SKRIPSI]. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Wanders, A. A. 1978.Pengukuran Energi di dalam Strategi Mekanisasi Pertanian. Departemen Teknik Pertanian. Fateta.IPB. Bogor.
UJI KINERJA TARIK TRAKTOR TANGAN DENGAN BAHAN
BAKAR MINYAK NYAMPLUNG MURNI
SKRIPSI
BANU AJI IMANTARA
F14070087
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
THE PERFORMANCE TEST OF PULL HAND TRACTOR AND
PURE TAMANU FUEL OIL
Banu Aji Imantara and Desrial
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology,
Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia. Phone +62 856 9218 2834, e-mail: arat_gapaser@yahoo.com
ABSTRACT
7KH ZRUOG¶V PDLQ SUREOHP QRZDGD\V LV DERXW WKH HQHUJ\ FULVLV ,Q ,QGRQHVLD WKH IXHO RLO
demand for transportation and other household purpose is still quite large. In the other hand, fuel oil is one of the non-renewable resources that only has limited stock and it took million years to form it.
7KHUHIRUHWKHUHQHZDEOHIXHORLOLVKLJKO\UHTXLUHGLQKXPDQ¶VGDLO\OLIH7DPDQXVHHGVSURGXFHRLO
that can replace petroleum or any other non-renewable fuel oil. Pure Tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) was used in two wheel tractor as solar substitute. The performance test was done in two different paths, concrete path and soil path. Diesel fuel and pure tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) were used in each test. In this research, pure tamanu fuel oil (Callophyllum inophylum) was heated first at 1100C by using the heat of motor muffler before it was used to reduce its viscosity value or nearly the Diesel fueO RLO¶V 7LOODJH WHVW ZDValso conducted by using moldboard plow to obtain the working efficiency. The braking load was set by a four-wheel tractor which was pulled by the test tractor. The load was adjusted by adjusting the speed of the load tractor. The results of the test weredrawbar power, working efficiency, and fuel oil consumption. Maximum drawbar pull value for Diesel fuel on concrete was 1.285 kN at 52.20% slip, maximum drawbar power value was 1.028 kW at 1.01 m/s speed. Maximum drawbar pull value for pure tamanu fuel oil on concrete was 1.262 kN at 55.93% slip, maximum drawbar power value was 1.078 kW at 1.09 m/s speed. Diesel fuel oil consumption was 14.99 litreKDZKLOHWKHSXUHWDPDQXIXHORLO¶VZDVOLWre/ha. The final result of this research was the performance of the Diesel motor with pure tamanu fuel oil on concretewas higher than when it was filled with Diesel fuel. Meanwhile, tractor with Diesel fuel tillage performance of tractor using Diesel fuel was less efficient than that of the pure tamanu fuel.
Banu Aji Imantara. F14070087.
Uji Kinerja Tarik Traktor Tangan Dengan
Bahan Bakar Minyak Nyamplung Murni.
Di bawah bimbingan Dr. Ir. Desrial.
M,Eng. 2011.
RINGKASAN
Motor bakar Diesel adalah sumber tenaga penggerak yang banyak digunakan dibidang pertanian. Penggunaan motor bakar ini mencakup kegiatan pra panen hingga pasca panen. Dalam pengoperasiannya, panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran bahan bakar tidak seluruhnya dapat digunakan untuk kerja efektif. Hanya sekitar sepertiga dari hasil pembakaran yang dimanfaatkan untuk melakukan kerja, sedangkan sisanya terbuang dalam sistem pendinginan dan terbawa oleh gas buang. Pemanfaatan energi panas yang terbuang, dapat dilakukan dengan menampung energi panas yang dikeluarkan melalui saluran pendingin ataupun melalui gas buang.
Minyak nyamplung (Calophyllum spp.) juga dinamakan minyak tamanu (Tahiti), minyak undi (India) dan minyak domba (Afrika). Minyak nyamplung mentah mengandung komponen yang aktif mempercepat kesembuhan luka atau pertumbuhan kulit (cicatrization). Karakteristik minyak nyamplung: berat jenis 0.941 - 0.945g/cm³; angka iodium 82 - 98; angka penyabunan 192 - 202, titik leleh 80C. Komposisi asam lemak (%); oleat 48 - 53, linoleat 15 - 24, palmitat 5 - 18, stearat 6 - 12. Minyak nyamplung (Calophyllum spp.) berpotensi besar untuk dikembangkan di Indonesia karena banyak tersebar secara alami. Minyak nyamplung merupakan salah satu komoditas pertanian yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar solar karena beberapa sifatnya memenuhi standar bahan bakar motor Diesel.
Pengujian dilakukan pada dua lintasan yang berbeda, yaitu pada lintasan beton dan lintasan tanah. Masing-masing pengujian menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung. Dalam penelitian ini minyak nyamplung yang akan dipergunakan dipanaskan terlebih dahulu dengan menggunakan knalpot pemanas dengan memanfaatkan gas buang dari knalpot tersebut. Hal ini dilakukan karena nilai viskositas minyak nyamplung lebih tinggi dari solar, sehingga perlu dilakukan pemanasan terhadap minyak nyamplung agar viskositasnya dapat mendekati viskositas solar.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja tarik traktor tangan Yanmar Bromo DX yang menggunakan enjin dengan bahan bakar minyak nyamplung murni dan membandingkannya dengan kinerja tarik traktor pada saat menggunakan bahan bakar solar, serta terdapat tambahan berupa roda bantu (fifth wheel) untuk mengetahui putaran roda secara aktual. Kinerja traktor yang akan diuji adalah slip (slippage), tenaga tarik (drawbar power) dan efisiensi lapang serta konsumsi bahan bakar pada saat operasi pengolahan tanah dengan bajak singkal tunggal. Penelitian ini dilaksakan pada bulan Maret - September 2011 dan bertempat di Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, IPB.
Drawbar pull maksimum untuk bahan bakar solar pada lintasan beton sebesar 1.285 kN pada slip 52.20%, nilai drawbar power maksimum 1.028 kW pada kecepatan 1.01 m/s. Drawbar pull
maksimum untuk bahan bakar minyak nyamplung pada lintasan beton sebesar 1.262 kN ketika slip 55.93%, nilai drawbar power maksimum 1.078 kW pada kecepatan 1.09 m/s. Konsumsi bahan bakar solar 14.99 liter/ha, sedangkan bahan bakar minyak nyamplung 11.98 liter/ha. Dari penelitian ini diperoleh bahwa kinerja motor bakar Diesel pada lintasan beton dengan bahan bakar minyak nyamplung lebih tinggi dari bahan bakar solar. Sedangkan pada lintasan tanah, penggunaan bahan bakar solar lebih rendah kinerjanya dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung.
UJI KINERJA TARIK TRAKTOR TANGAN DENGAN BAHAN
BAKAR MINYAK NYAMPLUNG MURNI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
BANU AJI IMANTARA
F14070087
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul skripsi : Uji Kinerja Tarik Traktor Tangan Dengan Bahan Bakar Minyak Nyamplung Murni Nama : Banu Aji Imantara
NIM : F14070087
Menyetujui,
Pembimbing Akademik,
(Dr. Ir. Desrial, M.Eng) NIP. 19661201 1991031 004
Mengetahui, Ketua Departemen,
(Dr. Ir. Desrial, M.Eng) NIP 19661201 199103 1 004
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Uji Kinerja Tarik Traktor Tangan Dengan Bahan Bakar Minyak Nyamplung Murni adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Desember 2011
Yang membuat pernyataan
Banu Aji Imantara
© Hak cipta milik Banu Aji Imantara, tahun 2011 Hak cipta dilindungi
BIODATA PENULIS
Banu Aji Imantara. Lahir di Tangerang pada tanggal 20 De
