UJI PERFORMANSI MESIN OTTO EFI SATU SILINDER
BERBAHAN BAKAR CAMPURAN PREMIUM DAN
METANOL DENGAN MENGGUNAKAN SUPERCHARGER
LISTRIK
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
YANRI HILARIUS B NIM : 090401028
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Abstrak
Berbagai macam peningkatan efisiensi untuk motor bakar sudah dilakukan, tetapi belum semua pengembangan dilakukan pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor padahal penggunaan sepeda motor sudah sangat banyak lebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi. Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Supercharger elektrik biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya dinilai lebih mudah karena tidak banyak lagi modifikasi. Pada penelitian ini dilakukan 4 pengujian yaitu uji performansi, pemakaian bahan bakar spesifik, emisi gas buang dan uji nilai kalor bahan bakar. Dari hasil pengujian didapat bahwa penggunaan blower sebagai supercharger elektrik dapat meningkat, peningkatan rata-rata pada torsi sebesar 0,686 Nm, daya sebesar 0,5631 kw, efisiensi thermal 12%, efesiensi volumetrik 26%, AFR sebesar 2,7 dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik rata-rata sebesar 222.97 gr/kwh.
Abstract
There are many development for engine efficiency that had been done, but not every development is done for little capacity engine for example motorcycle engine althought the used of motorcycle engine is much more than truck, bus or conventional car. A supercharger used air at atmosphere pressure to increase the density of air that enters the combustion chamber. Electric supercharger have less cost tahn the mechanical version that rotated by drive belt from the engine rotation. The application is also easier because do not have to do many modification. In this study there are 4 test that is performance test, Spesific fuel consumption test, emision test, and fuel heating value test. From the test and study the result is the use of electric blower as a supercharger can be increase. the average increase in torque of 0,686 Nm, powe of 0,563, brake therman efficiencyof 12%,volumetricefficiency of26% and lower the spesific consumption
of fue average of 222,97gr/kwh.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu
“Analisa Unjuk Kerja Mesin Otto EFI Satu Silinder Berbahan Bakar Campuran Premium Metanol Dengan Menggunakan Supercharger Listrik”
Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi oleh penulis. Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada dosen pembimbing Bapak Ir. Abdul Halim Nasution, Msc yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan membimbing serta sumbangan pikiran bagi penulisan skripsi ini.
Selama penulisan skripsi ini, penulis juga mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua penulis, Ayahanda E.Tampubolon dan Ibunda N.br Silaban, yang telah memberikan dukungan doa, dana dan semangat serta memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan di Fakultas Teknik USU.
2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
3. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. Eng Himsar Ambarita ST. MT dan Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus ST. MT sebagai dosen Pembanding saya yang membantu saya dalam menyempurnakan skripsi ini.
6. Bengkel Toyota AUTO 2000 Jln. SM. Raja yang telah memberi kesempatan melakukan pengujian.
7. Saudaraku yang tercinta, Yovit Ferdinand Orlando Tampubolon, Yuni Arli Estela Yose Tampubolon, Yevina Edaralind Tesalonika Tampubolon dan sepupuku tercinta Putri Meilani Sari, Agnes Ketrin Larasati untuk doa-doa, dana semangat dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.
8. Teman-teman seperjuangan saya dalam mengerjakan skripsi ini Josia dan Sido yang selalu bersama dalam berbagai keadaan suka maupun duka.
9. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2009 juga teman- teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis
10. Teman-teman Tim Horas USU yang sama-sama berjuang dalam pengerjaan mobil mesin USU.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan dimasa mendatang.
Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.
Medan, Januari 2014
Penulis
Yanri Hilarius B
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR NOTASI ... xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1
1.2Tujuan Pengujian ... 3
1.3Batasan Masalah ... 3
1.4Manfaat Pengujian ... 4
1.5Metodologi Penulisan ... 4
1.6Sistematika Penulisan ... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Supercharger ... 6
2.2 Supercharger Elektrik ... 7
2.3 Metanol ... 8
2.5 Campuran Premium-Metanol ... 11
2.6 Motor Bensin ... 12
2.6.1 Motor Bensi Empat langkah ... 13
2.6.2 Performansi Mesin Otto ... 15
2.7 Nilai kalor bahan Bakar ... 19
2.8 Sistem bahan bakr Injeksi ... 20
2.8.1 Perkembangan Sistem bahan Bakar Injeksi ... 20
2.8.2 Prinsip kerja Injeksi ... 21
2.8.3 Dasar Sistem EFI ... 22
2.9 Emisi Gas Buang ... 22
2.9.1 Komposisi Kimia ... 22
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Dan Tempat ... 26
3.2 Alat Dan Bahan ... 28
3.2.1 Alat ... 28
3.2.2 Bahan ... 36
3.3 Metode Pengumpulan Data ... 37
3.4 Metode Pengolahan Data ... 38
3.5 Pengamatan Dan Tahap Pengujian ... 38
3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto ... 38
3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 41
3.9 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 45
BAB 4 HASIL DAN ANALISA PEMBAHANSAN 4.1 Pengujian Performansi Mesin Otto ... 48
4.1.1 Torsi ... 48
4.1.2 Daya ... 59
4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 66
4.1.4 Efisiensi Thermal Brake ... 75
4.1.5 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ... 83
4.1.6 Efisiensi Volumetris ... 102
4.2 Pengujian Emisi Gas Buang ... 106
4.2.1 Emisi Gas Buang sebelum menggunakan Blower ... 106
4.2.2 Emisi Gas Buang setelah menggunakan Blower ... 107
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 112
5.2 Saran ... 113
DAFTAR PUSTAKA ... xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Supercharger ... 7
Gambar 2.2 Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah... 13
Gambar 2.3 Diagaram P-V Dan Siklus Otto ... 13
Gambar 3.1 Pengujian emisi gas buang kendaraan ... 26
Gambar 3.2 Pengujian Torsi Mesin ... 26
Gambar 3.3 Pengujian pemakaian bahan bakar ... 27
Gambar 3.4 Bom Kalorimeter ... 27
Gambar 3.5 Sepeda Motor Honda SupraX125 PGMFI ... 28
Gambar 3.6 Blower ... 29
Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang kendaraan ... 30
Gambar 3.8 HiDS HD-30 ... 31
Gambar 3.9 Tools ... 32
Gambar 3.10 Buret ... 33
Gambar 3.11 Stop Watch ... 33
Gambar 3.12 Tabung bertekanan dengan regulator ... 34
Gambar 3.13 Timbangan Digital ... 34
Gambar 3.14 Timbangan Pegas... 35
Gambar 3.15 Pipa Besi ... 35
Gambar 3.16 Pengatur bukaan throttle ... 36
Gambar 3.18 Etanol 96% ... 37
Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin ... 41
Gambar 3.20 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 43
Gambar 3.21 Diagram alir prosedur pengujian pemakaian bahan bakar ... 47
Gambar 4.1 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat tidak menggunakanBlower elektrik ... 53
Gambar 4.2 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat menggunakan Bolwer Elektrik ... 58
Gambar 4.3 Perbandingan Grafik Torsi Vs Putaran ... 58
Gambar 4.4 Grafik Daya vs Putaran pada saat tidak menggunakan Blower elektrik ... 62
Gambar 4.5 Grafik Daya vs Putaran pada saa tidak menggunakan blower elektrik ... 65
Gambar 4.6 Perbandingan Grafik Daya vs Putaran sebelum dan sesudah menggunakan supercharger ... 65
Gambar 4.7 Grafik Sfc vs Putaran pada saat tidak menggunakan Blower Elektrik ... 70
Gambar 4.8 Grafik Sfc vs Putaran Pada saat menggunakan menggunakan blower elktrik... 73
Gambar 4.9 Perbandingan Grafik Sfc vs Putaran ... 74
Gambar 4.10 Grafik ηb Vs Putaran pada saat tidak menggunakan blower elektrik ... 78
Gambar 4.11 Grafik ηb Vs Putaran pada saat menggunakan blower elektrik ... 81
Gambar 4.13 Grafik AFR Vs Putaran pada sat tidak menggunakan blower
Elektik... 91
Gambar 4.14 Grafik AFR Vs Putaran Pada saat mengunakan blower elektrik 99
Gambar 4.15 Grafik AFR vs putaran ... 100
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 RON campuran bensin-metanol ... 17
Tabel 2.2 Persamaan AFR dan Lambda ... 19
Tabel 4.1 Peningkatan Torsi ... 59
Tabel 4.2 Peningkatan Daya Motor ... 66
Tabel 4.3 Hasil pengujian mf bahan bakar sebelum menggunakan blower elektrik ... 67
Tabel 4.4 Hasil pengujian mf bahan bakar saat menggunakan blower elektrik .... 70
Tabel 4.5 Perubahan Nilai pemakaian bahan bakar spesifik ... 74
Tabel 4.6 Peningkatan efisiensi thermal brake ... 82
Tabel 4.7 Emisi Bahan Bakar sebelum menggunakanblower elektrik ... 106
DAFTAR NOTASI
Lambang Keterangan Satuan
P Daya Watt
n Putaran rpm
T Torsi N.m
Sfc Konsumsi Bahan Bakar Spesifik g/wjam
Laju Aliran Bahan Bakar Kg/jam
HHV Nilai Kalor Kj/Kg
ηb Efisiensi Thermal Brake
AFR Air fuel Rasio
ηv Evesiensi Volumetri
t Waktu Detik
F Gaya Newton
Θ Sudut gaya 0
Abstrak
Berbagai macam peningkatan efisiensi untuk motor bakar sudah dilakukan, tetapi belum semua pengembangan dilakukan pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor padahal penggunaan sepeda motor sudah sangat banyak lebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi. Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Supercharger elektrik biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya dinilai lebih mudah karena tidak banyak lagi modifikasi. Pada penelitian ini dilakukan 4 pengujian yaitu uji performansi, pemakaian bahan bakar spesifik, emisi gas buang dan uji nilai kalor bahan bakar. Dari hasil pengujian didapat bahwa penggunaan blower sebagai supercharger elektrik dapat meningkat, peningkatan rata-rata pada torsi sebesar 0,686 Nm, daya sebesar 0,5631 kw, efisiensi thermal 12%, efesiensi volumetrik 26%, AFR sebesar 2,7 dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik rata-rata sebesar 222.97 gr/kwh.
Abstract
There are many development for engine efficiency that had been done, but not every development is done for little capacity engine for example motorcycle engine althought the used of motorcycle engine is much more than truck, bus or conventional car. A supercharger used air at atmosphere pressure to increase the density of air that enters the combustion chamber. Electric supercharger have less cost tahn the mechanical version that rotated by drive belt from the engine rotation. The application is also easier because do not have to do many modification. In this study there are 4 test that is performance test, Spesific fuel consumption test, emision test, and fuel heating value test. From the test and study the result is the use of electric blower as a supercharger can be increase. the average increase in torque of 0,686 Nm, powe of 0,563, brake therman efficiencyof 12%,volumetricefficiency of26% and lower the spesific consumption
of fue average of 222,97gr/kwh.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini pemakaian motor bakar dari tahun ketahun semakin meningkat hal ini mengakibatkan pemakaian bahan bakar minyak bumi semakin meningkat dan tentu sangat mengkawatirkan. Karena ketergantungan masyarakat terhadap pemakaian bahan bakar minyak sangat tinggi maka cadangan minyak bumi akan semakin berkurang sedangkan kebutuhan semakin bertambah. Keadaan ini juga tidak sesuai dengan kebijakan pemerintah dibidang energi, yang mengusahakan pemakaian bahan bakar minyak bumi sehemat hematnya, mengingat minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui. Disamping itu kelangkaan bahan bakar minyak juga memperkeruh keadaan ini. Persoalan kelangkaan bahan bakar minyak ini juga menjadi hal yang sangat krusial bukan hanya bagi negara Indonesia tetapi juga bagi negara-negara di dunia. Selain itu penggunaan bahan bakar fosil juga menimbulkan dampak negatif pada lingkungan seperti perubahan suhu yang semakin meningkat merupakan permasalahan yang sangat mengkhawatirkan juga bagi dunia pada saat ini. Hal ini disebut dengan pemanasan global (global warming). yaitu adanya peningkatan suhu rata-rata atmosfer, laut dan daratan bumi yang terjadi selama seratus tahun terakhir.
timing katup (vvti, vtec dsb) , piranti pendukung performansi seperti pemampatan udara masuk (Supercharger dan turbocharger) dan masih banyak pengembangan-pengembangan lainnya.Namun belum semua pengembangan-pengembangan dilakukan pada motor bakar terutama pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor. Menurut data kepolisisan RI (2011), di Indonesia penggunaan sepeda motor mencapai 68.839.341 unit sepeda motor, 6 kali lebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi. Hal ini dikarenakan sepeda motor merupakan alat transportasi yang banyak di gunakan masyarakat pada saat sekarang ini disebabkan oleh karena nilai ekonomis ataupun kepraktisan yang dihadirkan oleh sepeda motor. Nilai ekonomis dapat kita lihat dengan harga sepeda motor yang relatif terjangkau. Sedangkan nila kepraktisannya dapat kita lihan dengan lincahnya kenderaan bermotor roda dua bila digunakan pada jalan raya yang padat. Dan juga dengan Pembatasan bahan bakar minyak (BBM) bersubsidi terhadap kendaraan pribadi di Indonesia diyakini akan memicu peningkatan jumlah pengguna sepeda motor karena terjadi peralihan pemakaian alat transportasi pada masa mendatang. Oleh karena itu pengembangan untuk motor bensin berkapasitas kecil yang umumnya digunakan pada sepeda motor ini perlu dilakukan guna peningkatan efisiensinya.
konvensional yang mengandalkan energi fosil, yang memerlukan skala waktu jutaan tahun dalam pembentukannya, kini telah dapat diperpendek menjadi skala waktu harian. Karena bahan dasar metanol ini adalah CO2, hal ini juga sekaligus merupakan solusi untuk menurunkan polusi CO2 di atmosfer.
Kembali ke permasalahan BBM yang berdampak pada masalah subsidi, yang mengakibatkan pembebanan pada anggaran negara yang tidak sewajarnya, maka hal ini mengakibatkan pencarian pada sumber-sumber energi baru yang dapat dimanfaatkan sebagai BBM alternatif.
1.2 Tujuan Pengujian
1. Untuk mengetahui peningkatan efisiensi thermal ,efesiensi volumetris, konsumsi bahan bakar spesifik, Rasio Udara-Bahan Bakar serta besar peningkatan torsi dan daya mesin otto system Electronic Fuel Injection (EFI) berbahan bakar 90% premium dengan campuran 10% methanol menggunakan blower elektrik sebagai supercharger listrik dan yang tidak menggunakan supercharger listrik.
2. Untuk mengetahui kadar gas buang mesin otto system Electronic Fuel Injection (EFI) berbahan bakar 90% premium dengan campuran 10% methanol menggunakan blower elektrik sebagai supercharger listrik dan yang tidak menggunakan supercharger listrik sesuai dengan peraturan menteri Negara lingkungan hidup nomor 05 thaun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang.
1.3 Batasan Masalah
1. Bahan bakar yang digunakan dalam pengujian yaitu campuran 10% metanol- 90% premium (maksimal campuran metanol untuk mesin otto standart setelah dilakukan pengujian)
2. Mesin uji yang digunakan untuk mendapatkan unjuk kerja motor bakar 4-langkah dengan 1-silindersystem Electronic Fuel Injection (EFI) kapasitas 125 cc (Honda Supra X 125 PGM-FI) menggunakan blower 650 watt sebagai supercharger listrik.
Torsi (Torsion)
Daya (Brake Power)
Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption)
Efisiensi Thermal Brake (BrakeThermal Efficiency)
Rasio perbandingan udara – bahan bakar (Air Fuel Ratio)
Efisiensi Volumetris
4. Alat uji yang digunakan untuk mengetahui komposisi emisi gas buang yaitu “Stargas898”.
5. Komposisi gas buang motor bakar bensin yang diamati adalah
karbonmoniksida (CO), karbondioksida (CO2), hydrocarbon (HC), oksigen
(O2)
6. Pada pengujian unjuk kerja dan pengamatan komposisi gas buang motor bakar bensin dilakukan pada variasi yang meliputi:
• Variasi putaran 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm, 9000 rpm.
1.4 Manfaat Pengujian
1. Sebagai pertimbanagan penggunaan supercharger pada sepeda motor kapasitas 125 cc dengan system Electronic Fuel Injection (EFI) dengan campuran bahan premium methanol sebagai bahan bakar alternatif.
2. Sebagai pertimbangan untuk perusahan produsen sepeda motor terhadap penggunaan supercharger untuk peningkatan efesiensi produknya.
3. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam mengurangi ketergantungan konsumsi bahan bakar fosil.
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian yang dilakukan di laboratorium fakultas teknik.
d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
1.6Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembaca dan memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut :
Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, dan ruang lingkup pengujian.
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori, persamaan-persamaan yang digunakan, untuk mendukung pengujian.
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian, bahan dan peralatan yang dipakai serta tahapan dan prosedur pengujian.
Bab IV : Hasil dan Analisa Pengujian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memarpakan kedalam bentuk tabel dan grafik.
Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh.
Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan.
Lampiran
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Supercharger
Peranti yang satu ini cara kerjanya adalah memasok udara tambahan dengan mengikuti rotasi putaran mesin, semisal putaran mesin mencapai 6000 rpm, begitu halnya dengan Supercharger, Keuntungannya adalah Supercharger ini bisa mendongkrak tenaga di putaran bawah, otomatis respon mesin terhadap akselerasi meningkat, kelemahannya Supercharger hanya bisa mendongkrak tenaga di putaran bawah saja.Biasanya Supercharger diaplikasikan pada mobil-mobil yang mengusung mesin V8 keatas, memang supercharger bagus, tapi hanya untuk putaran awalnya saja.
Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Daya dihasilkan ketika campuran udara dan bahan bakar dibakar di dalam sebuah silinder mesin. Jika udara dipaksa lebih banyak ke dalam silinder, maka bahan bakar lebih dapat dibakar dan kekuasaan yang lebih diproduksi dengan stroke masing-masing. Tentu-disedot mesin beroperasi dengan udara terkompresi pada tekanan atmosfer atau 1 bar. Ketika katup intake silinder terbuka, tekanan atmosfer mendorong udara ke dalam silinder ketika piston diturunkan. Ketika katup buang terbuka, piston mendorong gas buang keluar ke dalam sistem knalpot, lagi pada tekanan atmosfer normal. Karena baik asupan dan knalpot ujung sistem ini adalah pada tekanan udara yang sama, tidak ada aliran alami udara melalui sistem. Pada mesin tersebut, timing katup, timing camshaft & knalpot ukuran sangat penting untuk mendapatkan output daya maksimum.
harus digunakan untuk menggerakkan pompa konpresor, hasil bersih lebih total daya dari sistem. supercharger yang mencakup sistem memotong katup yang memungkinkan supercharger untuk ‘siaga’ ‘kekuatan tinggi’ ketika tidak diperlukan, mematikan tekanan dan memungkinkan mesin untuk menjalankan sebagai mesin naturally aspirated. Katup bypass dapat dipasang secara remote, atau langsung ke intake port.
Supercharger ditemukan pertama kali oleh kakak beradik philander dan francis marion roots dari amerika serikat, yang idenya adalah meniupkan angin pada tungku besi. Kemudian pada tahun 1885 gottlieb daimler dibuatlah piranti fungsional pertama kali. Supercharger membutuhkan sumber putaran untuk menggerakan komponennya, sumber putarannya biasanya diambil dari tenaga mesin. Keunggulan dari supercharger ini adalah efeknya lebih spontan, dari putaran rendah sudah terjadi kenaikkan tenaga.
Gambar 2.1 Supercharger [7]
2.2 Supercharger Elektrik
Caranya, dengan menawarkan supercharger listrik (electric supercharger). Tujuannya, agar mesin bekerja makin efisien. Supercharger atau turbocharger listrik bukalahn temuan baru. Di Indonesia alat sudah dipasarkan sejak awal 1990-an.
Supercharger ini biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya pun dinilai lebih gampang karena tak banyak lagi modifikasi. Hebatnya lagi, supercharger ini ditarget untuk mesin yang berkapasitas kecil. Pasalnya, supercharger ini tidak mempengaruhi langsung kinerja mesin. Bisa bekerja pada seluruh kondisi kerja mesin.Di lain hal, supercharger konvensional, untuk memutarnya, dibutuhkan tenaga langsung dari mesin. Tepatnya, untuk memutarnya, turbocharger mengkonsumsi sebagian kecil tenaga yang dihasilkan mesin.
Turbocharger yang digerakkan oleh gas buang – energi diperoleh secara gratis – hanya lancar bekerja pada putaran sedang dan tinggi (di atas 2.500 rpm). Pada putaran rendah, dengan tekanan gas buang yang masih lemah, terjadi gejala yang disebut “turbo lag”. Akibatnya, mesin kurang rensposif pada putaran rendah. Dengan supercharger, apalagi digerakkan oleh listrik (mengambil tenaga dari bateri 12 volt), sejak awal mesin bekerja udara tambahan sudah bisa dipasok ke dalam mesin. Dengan ini, tenaga atau torsi bisa diperoleh pada putaran lebih rendah. Hasilnya, selain irit bahan bakar, membuat mesin enak dan nyaman dikendarai di jalanan yang makin macet.
Diharapkan pula, dengan supercharger ini, penggunaan mesin ber-cc lebih kecil makin berkembang. Hal ini tidak hanya menguntungkan pemakai mesin dari konsumsi bahan bakar, harga juga bisa ditekan karena pajaknya lebih murah.
2.3 Metanol
jagung bisa memunculkan beberapa keuntungan politik. Secara umum, etanol juga lebih tidak beracun dan memiliki kandungan energi yang lebih tinggi, meskipun sebenarnya metanol lebih murah untuk diproduksi dan membutuhkan dana lebih sedikit untuk mengurangi emisi karbonnya. Meskipun begitu, untuk mengoptimalkan performa mesin, kesediaan bahan bakar, keuntungan politis dan kesehatan, campuran dari etanol, metanol, dan bensin sebaiknya digunakan bersamaan daripada hanya menggunakan ketiga jenis bahan bakar ini secara terpisah. Metanol dapat dibuat dari fosil atau sumber energi terbaharui lainnya.
Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus,
adala
paling sederhana. Pada "keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.
Metanol diproduksi secara alami oleh metabolism Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol tersebut aka sinar terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah sebagai berikut:
2 CH3OH + 3 O2→ 2 CO2 + 4 H2O
dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan kemudian, gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan adal
Metanol digunakan secara terbatas dalam dikarenakan metanol tidak mudah terbakar dibandingkan denga juga digunakan sebagai campuran utama untuk bahan bakar dalam konsentrasi tinggi adalah sifat oksida yang biasanya melindungi aluminium dari korosi:
6 CH3OH + Al2O3→ 2 Al(OCH3)3 + 3 H2O
Ketika diproduksi dari kayu atau bahan oganik lainnya, metanol organik tersebut merupaka (100% bioalkohol) sebagai bahan bakar tanpa modifikasi. Metanol juga digunakan sebagai
2.4 Premium
Bensin diproduksi di mesin modern. Material ini nantinya akan menjadi campuran hasil akhir.
Semua bensin terdiri da antara 4 sampai 12 (biasanya disebut C4 sampai C12). Kini bensin sudah hampir mejadi kebutuhan pokok masyarakat dunia yang semakin dinamis. Karena merupakan campuran berbagai bahan, daya bakar bensin berbeda-beda menurut komposisinya. Ukuran daya bakar ini dapat dilihat dari Indonesia, bensin diperdagangkan dalam dua kelompok besar: campuran standar, disebut premium, dan bensin super.
Bensin memiliki berbagai nama, tergantung pada produsen da jenis bensin yang dikenal di
•
•
•
•
untuk kebutuhan balap mobil.
•
•
•
•
•
•
2.5 Campuran Premium-Methanol
Efek lain dari penggunaan methanol sebagai campuran pada bensin adalah naiknya angka oktan.
Table 2.1 RON campuran bensin-metanol [6]
% CH3OH
Research Octane
Blending Octane
0 90.8 136.8
10 95.4 129.5
15 96.6 126.8
20 98
0 + 3cc TEL 98
15 + 3 CC
TEL 101.9 124
2.6 Motor Bensin
2.6.1 Motor Bensin Empat Langkah
Motor empat langkah adalah motor yang menghasilkan satu kali usaha dalam empat kali langkah torak atau dua kali putaran poros engkol. Adapun langkah-langkah yang dimaksud adalah langkah isap (pemasukan bahan bakar-udara), langkah kompresi (pemampatan), langkah ekspansi (usaha) dan langkah pembuangan. Cara kerja motor bensin 4 langkah ini dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.2 Cara kerja motor bensin 4 langkah [1]
Adapun siklus otto yang terjadi pada motor bensin empat langkah adalah sebagai berikut:
Proses – proses yang terjadi :
Proses (0 – 1) = Langkah isap (udara murni) pada tekanan konstan.
Pada langkah isap, piston bergerak dari TMA menuju TMB. Saat piston bergerak turun, katup masuk dalam keadaan terbuka, sehingga campuran bahan bakar dan udara terhisap ke dalam silinder. Ketika piston mencapai TMB, katup masuk dalam keadaan tertutup, dapat dikatakan bahwa langkah isap selesai.
W0-1 = P0 (V1 – V2).
Proses (1 – 2) = Langkah kompresi isentropik.
Pada langkah kompresi, kedua katup (katup masuk dan katup buang) dalam keadaan tertutup. Piston bergerak naik dari TMB menuju TMA mendorong campuran bahan bakar dan udara dalam silinder, sehingga menyebabkan tekanan udara dalam silinder meningkat. Sebelum piston mencapai TMA campuran bahan bakar dan udara yang bertekanan tinggi dibakar oleh loncatan bunga api busi.
Proses (2 – 3) = Proses pembakaran (pemasukan kalor pada volume konstan).
Pada proses ini kedua katup tertutup. Piston berada di TMA dan loncatan api busi yang bereaksi dengan campuran udara dan bahan bakar bertekanan tinggi akan menimbulkan pembakaran.
Qin = Cv (T3 – T2).
Proses (3 – 4) = Langkah ekspansi (kerja)
Pada langkah kerja loncatan api busi yang bereaksi dengan campuran bahan bakar dan udara bertekanan tinggi akan menimbulkan letusan. Letusan ini akan menghasilkan tenaga yang mendorong piston bergerak turun menuju TMB. Tenaga yang dihasilkan oleh langkah kerja diteruskan oleh poros engkol untuk menggerakan gigi transmisi yang menggerakkan gear depan.
Proses (4 – 1) = Proses pembuangan (pengeluaran kalor) pada volume konstan.
Pada proses ini katup isap tertutup dan katup buang terbuka. Posisi piston berada di TMB.
Qout = Cv (T4 – T1).
Pada langkah pembuangan, piston bergerak naik dari TMB menuju TMA. Katup masuk dalam keadaan tertutup dan katup buang dalam keadaan terbuka. Gas sisa hasil pembakaran terdorong keluar menuju saluran pembuangan. Dengan terbuangnya gas sisa pembakaran, berarti kerja dari langkah – langkah mesin untuk satu kali proses kerja (siklus) telah selesai.
W1-0 = P1 (V2 – V1)
2.6.2 Performansi Mesin Otto
Bagian ini membahas tentang performansi mesin pembakaran dalam. Parameter mekanik yang termasuk dalam subbab ini adalah torsi, daya, perbandingan udara bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik dan effisiensi dari pembakaran di dalam mesin
a. Torsi
Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk melakukan kerja,
jadi torsi adalah suatu energi. Besaran torsi adalah besaran turunan yang
biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari benda
yang berputar pada porosnya.. Apabila suatu benda berputar dan
mempunyai besar gaya sentrifugal sebesar F, benda berputar pada
porosnya dengan jari-jari sebesar r, dengan data tersebut torsinya dapat
dihitung dengan rumus :
T = F x r x Torsiblower ... (2.1)
Dimana : T = Torsi (Nm)
F = Gaya yang dihasilkan (N)
r = Jarak poros dengan titik gaya (m)
Pada mesin otto untuk mengetahui daya poros harus diukur atau
diketahui dulu torsinya. Torsi (torque) yang dihasilkan suatu mesin dapat
diukur dengan menggunakan dynamometer yang dikopel dengan poros
sebagai daya rem (Brake Power) karena alat ukur ini bertindak sebagai rem
dalam sebuah mesin yang diukur
.
b. Daya
Alat yang digunakan untuk mengukur torsi dinamakan
dynamometer , alat ini di kopel dengan poros output mesin. Cara kerja
dynamometer mirip dengan kerja sebuah rem yang dilekatkan ke poros
mesin, maka daya yang diukur dinamakan dengan daya rem ( brake
power ).
�
�=
2×60000�×� ... (2.2)Dimana :�� = Daya keluaran (KW)
N = putaran mesin (rpm)
T = Torsi (N.m)
c. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (specific fuel consumption, sfc)
Nilai ekonomis sebuah mesin ditunjukkan dengan seberapa besar jumlah bahan bakar yang dipakai untuk menghasilkan sejumlah daya selang waktu tertentu. Satuan untuk sfc adalah kg/jam, maka
���= ṁ�×103
�� ... (2.3)
dimana : Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kW.h).
�̇f = laju aliran bahan bakar (kg/jam)
Besarnya laju aliran massa bahan bakar (�̇f) dihitung dengan persamaan berikut :
ṁ� =�������10−3
Dimana : sgf = spesific gravity
�� = volume bahan bakar yang diuji
�� = waktu untuk menghabiskan bahan bakar (detik)
d. Effisiensi Thermal
Energy yang dibangkitkan oleh piston akan lebih besar dari ekerja
yang terpakai. Hal ini dikarenakan adanya rugi-rugi mekanis yang
terdapat pada mesin itu sendiri. Maka perlu dicari kerja maksimum yang
dapat dihasilkan dari pembakaran sejumlah bahan bakar. Efisiensi ini
dipanggil dengan nama efisiensi termal brake.
�� = ������������������������������������ ... (2.5)
Laju panas yang masuk Q, dapat dihitung dengan rumus berikut :
� =ṁ�×��� ... (2.6)
Dimana, LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (kj/kg)
Jika daya keluaran (��) dalam satuan kW, laju aliran bahan bakar ��
dalam satuan kg/jam dan ηc = efisiensi pembakaran, maka:
�� = �̇���
.���.��× 3600 ... (2.7)
e. Rasio Udara - Bahan Bakar (AFR)
Energi yang masuk kedalam sebuah mesin ��� berasal dari
pembakaran bahan bakar hidrokarbon. Udara digunakan untuk
menyuplai oksigen yang dibutuhkan untuk mendapatkan reaksi kimia
didalam ruang bakar. Agar terjadinya reaksi pembakaran, jumlah oksigen
dan bahan bakar harus tepat. Yang dirumuskan sebagai berikut:
��� =��
�� = ṁ�
�� = ��(���.�+���) ... (2.9)
Dimana: �� = massa udara di dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle)
�� = massa bahan bakar di dalam silinder per siklus
ṁ� = laju aliran udara didalam mesin (kg/jam)
ṁ� = laju aliran bahan bakar di dalam mesin (kg/jam)
�� = tekanan udara masuk silinder (kpa)
�� = temperatur udara masuk silinder (k)
� = konstanta udara (Kj/Kg.k)
�� = volume langkah (displacement)(m3)
�� = volume sisa (m3)
f. Efisiensi Volumetris
Efisiensi volumetris adalah perbandingan antara jumlah udara yang masuk atau terisap sebenarnya ke dalam ruang bakar terhadap jumlah udara yang mengisi volume langkah pada suhu dan tekanan yang sama. Efisiensi volumetris merupakan salah satu proses penting yang menentukan berapa besar daya yang dapat diperoleh dari sebuah mesin dengan jumlah maksimum udara yang dapat masuk ke dalam silinder setiap siklus. Lebih banyak udara berarti lebih banyak bahan bakar yang dapat dibakar dan lebih banyak energi dapat dikonversi menjadi daya. Idealnya, massa udara sama dengan kerapatan udara atmosfer setelah masuk ke dalam silinder tiap siklus. Namun, karena waktu siklus yang sangat pendek dan saluran masuk udara seperti karburator, intake manifold dan katup mengakibatkan banyak kerugian sehingga udara yang masuk ke dalam silinder lebih sedikit dari udara yang seharusnya (Willard W.P,1996). Efisiensi volumetris dihitung dengan rumus sebagai berikut :
�
�=
ρ���×�� ... (2.10)Dimana:
ma = massa udara di dalam silinder per siklusVd = volume langkah (displacement) (m3)
Untuk
ρ
�=
����� ... (2.11)
2.7 Nilai Kalor Bahan Bakar
Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara
menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan
bahan bakar dibakar sempurna disebut nilai kalor bahan bakar (Calorific
Value, CV). Bedasarkan asumsi ikut tidaknya panas laten pengembunan
uap air dihitung sebagai bagian dari nilai kalor suatu bahan bakar, maka
nilai kalor bahan bakar dapat dibedakan menjadi nilai kalor atas dan nilai
kalor bawah.
Nilai kalor atas (High Heating Value,HHV), merupakan nilai kalor
yang diperoleh secara eksperimen dengan menggunakan kalorimeter
dimana hasil pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar
sehingga sebagian besar uap air yang terbentuk dari pembakaran
hidrogen mengembun dan melepaskan panas latennya. Data yang
diperoleh dari hasil pengujian bom calorimeter adalah temperatur air
pendingin sebelum dan sesudah penyalaan. Selanjutnya untuk
menghitung nilai kalor atas, dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas (HHV) dapat dihitung bila
diketahui komposisi bahan bakarnya dengan menggunakan persamaan
Dulong :
HHV = (T2 – T1 – Tkp) × Cv ... (2.12)
HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)
T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan (0C)
T2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan (0C)
Cv = Panas jenis bomkalorimeter (73529.6 Kj/kg0C)
Tkp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyalaan (0.050C)
Sedankan nilai kalor bawah dihiung dengan persaman berikut
HHV = 33950 + 144200 (H2-�2
8) + 9400 S ... (2.13)
Dimana: HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)
C = Persentase karbon dalam bahan bakar
H2 = Persentase hidrogen dalam bahan bakar
O2 = Persentase oksigen dalam bahan bakar
S = Persentase sulfur dalam bahan bakar
Nilai kalor bawah (low Heating Value, LHV), merupakan nilai kalor
bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air.
Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar cair berkisar 15 %
yang berarti setiap satu satuan bahan bakar, 0,15 bagian merupakan
hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna, air yang dihasilkan dari
pembakaran bahan bakar adalah setengah dari jumlah mol hidrogennya.
Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk
pada proses pembakaran dapat pula berasal dari kandungan air yang
memang sudah ada didalam bahan bakar (moisture). Panas laten
pengkondensasian uap air pada tekanan parsial 20 kN/m2 (tekanan yang
umum timbul pada gas buang) adalah sebesar 2400 kJ/kg, sehingga
besarnya nilai kalor bawah (LHV) dapat dihitung berdasarkan persamaan
berikut :
LHV = HHV – 2400 (M + 9 H2) ... (2.14)
Dimana: LHV = Nilai Kalor Bawah (kJ/kg)
M = Persentase kandungan air dalam bahan bakar
(moisture)
Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar, dapat
menggunakan nilai kalor bawah (LHV) dengan asumsi pada suhu tinggi
saat gas buang meninggalkan mesin tidak terjadi pengembunan uap air.
Namun dapat juga menggunakan nilai kalor atas (HHV) karena nilai
tersebut umumnya lebih cepat tersedia. Peraturan pengujian berdasarkan
ASME (American of Mechanical Enggineers) menentukan penggunaan nilai
kalor atas (HHV), sedangkan peraturan SAE (Society of Automotive
Engineers) menentukan penggunaan nilai kalor bawah (LHV).
2.8 Sistem Bahan Bakar Ijeksi (EFI)
2.8.1 Perkembangan Sistem Bahan Bakar Injeksi
Sistem bahan bakar tipe injeksi merupakan langkah inovasi yang sedang dikembangkan untuk diterapkan pada sepeda motor. Tipe injeksi sebenarnya sudah mulai diterapkan pada sepeda motor dalam jumlah terbatas pada tahun 1980-an, dimulai dari sistem injeksi mekanis kemudian berkembang menjadi sistem injeksi elektronis. Sistem injeksi mekanis disebut juga sistem injeksi kontinyu (K-Jetronic) karena injektor menyemprotkan secara terus menerus ke setiap saluran masuk (intake manifold). Sedangkan sistem injeksi elektronis atau yang lebih dikenal dengan Electronic Fuel Injection (EFI), volume dan waktu penyemprotannya dilakukan secara elektronik. Sistem EFI kadang disebut juga dengan EGI (Electronic Gasoline Injection), EPI (Electronic Petrol Injection),
sistem EFI dimaksudkan agar dapat meningkatkan unjuk kerja dan tenaga mesin yang lebih baik, akselarasi yang lebih stabil pada setiap putaran mesin, pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan menghasilkan kandungan racun (emisi) gas buang yang lebih sedikit sehingga bisa lebih ramah terhadap lingkungan. Selain itu, kelebihan dari mesin dengan bahan bakar tipe injeksi ini adalah lebih mudah dihidupkan pada saat lama tidak digunakan, serta tidak terpengaruh pada temperatur di lingkungannya. Sepeda Motor Sistem Bahan Bakar Injeksi.
2.8.2. Prinsip Kerja Sistem EFI
Istilah sistem injeksi bahan bakar (EFI) dapat digambarkan sebagai suatu sistem yang menyalurkan bahan bakarnya dengan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untukmencampurnya dengan udara yang masuk ke ruang bakar. Pada sistem EFI dengan mesin berbahan bakar bensin, pada umumnya proses penginjeksian bahan bakar terjadi di bagian ujung intake manifold/manifold masuk sebelum katup/klep masuk (inlet valve). Pada saat katup masuk terbuka, yaitu pada langkah hisap, udara yang masuk ke ruang bakar sudah bercampur dengan bahan bakar. Secara ideal, sistem EFI harus dapat mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang tepat sesuai kondisi putaran dan beban mesin, kondisi suhu kerja mesin dan suhu atmosfir saat itu. Sistem harus dapat mensuplai jumlah bahan bakar yang bervariasi, agar perubahan kondisi operasi kerja mesin tersebut dapat dicapai dengan unjuk kerja mesin yang tetap optimal.
2.8.3. Dasar Sistem EFI
Secara umum, sistem EFI dapat dibagi menjadi tiga bagian/sistem utama, yaitu; a) sistem bahan bakar (fuel system), b) sistem kontrol elektronik (electronic control system), dan c) sistem induksi/pemasukan udara (air induction system).
sistem EFI (misalnya sensor-sensor), maka pengaturan koreksi yang diperlukan untuk mengatur perbandingan bahan bakar dan udara yang sesuai Sepeda Motor Sistem Bahan Bakar Injeksi dengan kondisi kerja mesin akan semakin sempurna.
2.9 Emisi Gas Buang
Emisi gas buang adalah sisa hasil pembakaran bahan bakar di
dalam
dikeluarkan melalu
Polutan dibedakan menjadi polutan primer atau sekunder.Polutan
primer seperti nitrogen oksida (NOx) dan hidrokarbon (HC) langsung
dibuangkan ke udara bebas dan mempertahankan bentuknya seperti pada
saat pembuangan. Polutan sekunder seperti ozon (O3) dan peroksiasetil
nitrat (PAN) adalah polutan yang terbentuk di atmosfer melalui reaksi
fotokimia, hidrolisis atau oksidasi. Adapun standarisasi emisi gas buang
berdasarkan peraturan menteri negara lingkungan hidup nomor 05 tahun
2006 tentang ambang batas emisi gas buang.[Lampiran].
2.9.1 Komposisi Kimia
Polutan dibedakan menjadi organik dan inorganik. Polutan organik
mengandung karbon dan hidrogen, juga beberapa elemen seperti oksigen,
nitrogen, sulfur atau fosfor, contohnya : hidrokarbon, keton, alkohol, ester
dan lain-lain. Polutan inorganik seperti : karbon monoksida (CO),
karbonat, nitrogen oksida, ozon dan lainnya.
Polutan dibedakan menjadi partikulat atau gas. Partikulat dibagi
menjadi padatan dan cairan seperti : debu, asap, abu, kabut dan spray,
partikulat dapat bertahan di atmosfer. Sedangkan polutan berupa gas
a. Partikulat
Polutan partikulat yang berasal dari kendaraan bermotor
umumnya merupakan fasa padat yang terdispersi dalam udara dan
membentuk asap. Fasa padatan tersebut berasal dari pembakaran tak
sempurna bahan bakar dengan udara, sehingga terjadi tingkat ketebalan
asap yang tinggi. Selain itu partikulat juga mengandung timbal yang
merupakan bahan aditif untuk meningkatkan kinerja pembakaran bahan
bakar pada mesin kendaraan.
Apabila butir-butir bahan bakar yang terjadi pada penyemprotan
kedalam silinder motor terlalu besar atau apabila butir–butir berkumpul
menjadi satu, maka akan terjadi dekomposisi yang menyebabkan
terbentuknya karbon–karbon padat atau angus. Hal ini disebabkan karena
pemanasan udara yang bertemperatur tinggi, tetapi penguapan dan
pencampuran bahan bakar dengan udara yang ada di dalam silinder tidak
dapat berlangsung sempurna, terutama pada saat–saat dimana terlalu
banyak bahan bakar disemprotkan yaitu pada waktu daya motor akan
diperbesar, misalnya untuk akselerasi, maka terjadinya angus itu tidak
dapat dihindarkan. Jika angus yang terjadi itu terlalu banyak, maka gas
buang yang keluar dari gas buang motor akan bewarna hitam.
b. Unburned Hidrocarbon (UHC)
Hidrokarbon yang tidak terbakar dapat terbentuk tidak hanya
karena campuran udara bahan bakar yang gemuk, tetapi bisa saja pada
campuran kurus bila suhu pembakarannya rendah dan lambat serta
bagian dari dinding ruang pembakarannya yang dingin dan agak besar.
Motor memancarkan banyak hidrokarbon kalau baru saja dihidupkan
atau berputar bebas (idle) atau waktu pemanasan.
Pemanasan dari udara yang masuk dengan menggunakan gas
buang meningkatkan penguapan dari bahan bakar dan mencegah
pemancaran hidrokarbon. Jumlah hidrokarbon tertentu selalu ada dalam
yang melalui celah antara silinder dari torak masuk kedalam poros
engkol, yang disebut dengan blow by gasses (gas lalu).Pembakaran tak
sempurna pada kendaraan juga menghasilkan gas buang yang
mengandung hidrokarbon. Hal ini pada motor diesel terutama disebabkan
oleh campuran lokal udara bahan bakar tidak dapat mencapai batas
mampu bakar.
c. Karbon Monoksida (CO)
Karbon dan Oksigen dapat bergabung membentuk senyawa
karbon monoksida (CO) sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna
dan karbon dioksida (CO2) sebagai hasil pembakaran sempurna. Karbon
monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan pada
suhu udara normal berbentuk gas yang tidak berwarna. Gas ini akan
dihasilkan bila karbon yang terdapat dalam bahan bakar (kira–kira 85 %
dari berat dan sisanya hidrogen) terbakar tidak sempurna karena
kekurangan oksigen. Hal ini terjadi bila campuran udara bahan bakar
lebih gemuk dari pada campuran stoikiometris, dan terjadi selama idling
pada beban rendah atau pada output maksimum. Karbon monoksida
tidak dapat dihilangkan jika campuran udara bahan bakar gemuk. Bila
campuran kurus karbon monoksida tidak terbentuk.
d. Oksigen (O2)
Oksigen (O2) sangat berperan dalam proses pembakaran, dimana
oksigen tersebut akan diinjeksikan ke ruang bakar. Dengan tekanan yang
sesuai akan mengakibatkan terjadinya pembakaran bahan bakar. Dalam
ruang bakar, campuran udara dan bensin dapat terbakar dengan
sempurna apabila bentuk dari ruang bakar tersebut melengkung secara
sempurna. Kondisi ini memungkinkan molekul bensin dan molekul udara
dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada
proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna
seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses
pembakaran tidak terjadi dengan sempurna.
Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 1.2% atau
lebih kecil bahkan mungkin 0%. Tapi kita harus berhati-hati apabila
konsentrasi oksigen mencapai 0%. Ini menunjukkan bahwa semua oksigen
dapat terpakai semua dalam proses pembakaran dan ini dapat berarti
bahwa AFR cenderung kaya. Dalam kondisi demikian, rendahnya
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Pengujian ini dilakukan dibeberapa tempat sebagai berikut:
A. Pengujian emisi gas buang kendaraan dilakukan di Bengkel Toyota AUTO 2000 Jln. SM. Raja selama 1 minggu.
Gambar 3.1 Pengujian emisi gas buang kendaraan
B. Pengujian torsi dilakukan di Laboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama 1 bulan
C. Pengujian Pemakaian Bahan bakar di Laboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama 1 minggu.
Gambar 3.3 Pengujian Pemakaian Bahan bakar
D. Pengujian Nilai Kalor bahan bakar di Laboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama 1 hari
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:
1. Mesin Sepeda Motor Honda SupraX125 PGMFI
Gambar 3.5 Sepeda Motor Honda SupraX125 PGMFI Spesifikasi:
Kapasitas tangki bahan bakar
: 3,7 liter
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC, pendinginan udara
Diameter x langkah : 52,4 x 57,9 mm
Volume langkah : 124,8 cc
Perbandingan kompresi : 9,0 : 1
Kapasitas minyak pelumas : 0,7 liter pada penggantian periodik
Kopling Otomatis : Otomatis sentrifugal
Gigi transmsi : Kecepatan bertautan tetap
Starter : Pedal dan elektrik
Aki : 12 V - 3,5 Ah
Busi : ND U20EPR9 / NGK CPR6EA-9
Sistem pengapian : Full transistorized
2. Blower
Gambar 3.6 Blower
Blower merupakan alat yang dapat mengalirkan udara secara paksa dengan model seperti rumah keong dimana terdapat kipas di dalamnya. Disini blower elekrik digunakan sebagai supercharger elektrik untuk memaksakan udara masuk ke dalam ruang bakar.
Spesifikasi :
• Putaran : 16000 RPM
• Daya : 650 Watt
Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang kendaraan
Alat ukur yang digunakan adalah Stargas898, alat ini merupakangasbuang analyzerCO, CO2, HC, O2, NOx(opsional). Kondisilingkunganpengukuran meliputi :temperatur, tekanan atmosfer, kelembaban relatif. Stargasjuga dapat memeriksaoperasional dariprobelambdaseluruhsimulasiyangberoperasi. (1V/5V) Stargasanalyzeradalah unitmultifungsiopsional, tanpa perluyangterhubung kePC. Stargasdapat dikendalikan dari jauhmelalui keyboardopsionalinframerah. Stargasdapatdigunakan dengan mudah untuk melakukan pengujian emisi gas buang kendaraan dan data yang diambildapat disimpandan dicetak langsung.
Spesifikasi:
Daya 270V,50 - 60Hz
Baterai16V(sekering 5A)
IR remoteKeyboard3 xAAA
MaxKonsumsi70W
TampilanLCD320x240
Keyboardsiliconekaret,dilapisi
Printertermalbi-warna (hitam /merah, 24kolom)
SerialportCOM1, COM2, RS232, RS485
VideokonektorVGA, (PAL atau NTSC)
Parameterambientsuhu-40-+60celcius
Parameterambientsuhu-40-+60celcius
Ambienttekanan750 - 1060hPa
Refresh rate20kaliper detik
Tingkatarus<10 liter per menit
Bekerja suhu5-40celcius
Fiturjam, tanggal, waktu&cetak
Ukuran 400mm x 180mm x 450mm
Berat8.6kgs
4. HiDS HD-30
Gambar 3.8 HiDS HD-30
HiDS adalah alat yang mampu berkomunikasi dengan Engine Control Module (ECM), data-data berupa sinyal dari ECM akan dibaca HiDS dan ditampilkan pada layar peraga dalam bentuk besaran-besaran fisika, seperti:
- Suhu ditampilkan dalam °C. - Tekanan ditampilkan dalam kPA. - Putaran mesin ditampilkan dalam RPM. - Dll.
kesalahan yang tersimpan di ECM dengan amat mudah, HiDS juga memiliki kemampuan untuk menampilkan data-data saat sepeda motor dalam kondisi stasioner.
Spesifikasi:
Dimensi: 122 x 82 x 33 mm ( p x l x t).
Tegangan: 8 – 15 Volt DC.
Arus: 100 – 150 mA.
Tampilan: Peraga 20 x 4
5. Tools, merupakan alat bantu perbengkelan seperti : kunci pas, kunci ring, obeng, tang, dan palu.
Gambar 3.9 Tools
Gambar 3.10 Buret
7. Stop watch digital, untuk menghitung waktu tepat pada 30 s, untuk pengujian penggunaan bahan bakar.
Gambar 3.11 Stop Watch
8. Tabung bertekanan dengan regulator, sebagai pengganti pompa untuk menyuplai bahan bakar melalui injektor ke ruang bakar. Tekanan yang
Gambar 3.12 Tabung bertekanan dengan regulator
9. Timbangan Digital, Untuk mengukur massa jenis daripada bahan bakar yang digunakan.
Gambar 3.13 Timbangan Digital
10.Timbangan Pegas, Sebagai alat uji pada uji performansi unutk
Gambar 3.14 Timbangan Pegas
11.PipaBesi, sebagai pengganti selang bahan bakar dari tabung tekanan menuju injektor
Gambar 3.15 Pipa Besi
Gambar 3.16 Pengatur Bukaan Throttle
3.2.2 Bahan
a. Premium
Gambar 3.17 Bahan bakar premium
Premium merupakan nama bahan bakar bensin yang paling umum digunakan di Indonesia, spesifikasi umumnya sebagai berikut:
Warna kuning
RON 88
Kandungan timbal (0,013 gr/l - 0,3 gr/l)
Berat jenis pada suhu 150C (715 kg/m3-780 kg/m3)
Nilai kalor (44400 kJ/kg)
b. Metanol
Gambar 3.18 Methanol
Metanol merupakan energi alternatif yang bisa digunakan sebagai bahan bakar mesin otto, dengan spesikasi umum sebagai berikut :
Warna bening
RON 95,4
Berat jenisnya adalah sebesar 0,7939 g/ml
Titik didihnya 64.7 °C, 148.4 °F (337.8 K)pada tekanan 766 mmHg
Harga Rp. 15.000/liter
Pada pengujian ini, mesin yang digunakan adalah mesin pabrikan honda yaitu Suprax125 PGMFI yang akan dipasangkan blower atau dalam pengujian ini menggunakan blower Elektrik.
3.3 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :
2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang digunakan dalam pengujian
3.4 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada, kemudian hasil dari peritungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik.
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1. Torsi motor ( T )
2. Daya motor ( N )
3. Konsumsi bahan bakar spesifik ( sfc ) 4. Efisiensi thermal
5. Rasio Udara bahan bakar 6. Efisiensi Volumetris 7. Emisi gas buang
Prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1. Pengujian mesin standar tanpa menggunakan blower 2. Pengujian mesin dengan menggunakan blower
3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto
Adapun Prosedur pengujian performansi motor dilakukan dengan dua cara yaitu :
A. Pengujian tanpa blower dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut :
1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan selang bertekanan pada tabung bertekanan.
2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan
4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan mengikatnya salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain pada tiang penahan.
5. Menghubungkan HiDS dengan motor melalui conector yang terdapat pada bagian depan sepeda motor
6. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi 3. Dalam hal ini percobaan dilakukan menggunakan gigi 3 dengan pertimbangan agar hasil pengujian masih dalam skala alat uji yang digunakan.
7. Start mesin dengan starter sambil menekan kopling.
8. Memilih jenis motor supraX 125 pada HiDS untuk mengaktifkan program pada HiDS.
9. Merekam hasil pengujian pada timbangan dengan video camera.
10.Mengatur putaran mesin pada putaran yang telah ditentukan dengan menggunakan tuas kecepatan dan memastikan putaran mesin tetap konstan dengan cara melihat putaran mesin pada alat HiDS HD-30.
11. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang hingga mesin berhenti pada beban maksimal.
12. Dilakukan 5 kali pengujian untuk setiap putaran
13. Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang tercatat pada timbangan.
14. Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran yaitu : RPM 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, dan 9000.
B. Pengujian dengan blower dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut :
1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan selang bertekanan pada tabung bertekanan serta pengecekan pada kondisi blower.
2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan
4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan mengikatnya salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain pada tiang penahan.
5. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi 3.
6. Menghubungkan HiDS dengan motor melalui conector pada bagian depan sepeda motor
7. Start mesin dengan starter.
8. Memilih jenis motor supraX 125 pada HiDS untuk mengaktifkan program pada HiDS.
9. Mengatur putaran mesin pada putaran yang telah ditentukan dengan menggunakan tuas kecepatan dan memastikan putaran mesin tetap konstan dengan cara melihat putaran mesin pada alat HiDS HD-30.
10. Menghidupkan blower.
11. Merekam hasil pengujian pada timbangan dengan video camera.
12. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang hingga mesin berhenti pada beban maksimal.
13. Mematikan blower dan mengulang 5 kali pengujian untuk setiap putaran 14. Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang tercatat pada
timbangan.
15. Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran yaitu : RPM 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, dan 9000.
Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin
3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang
Pengujian emisi gas buang yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan alat Stargas898. Pengujian ini dilakukan dengan tujuan agar gas buang yang dihasilkan mesin diketahui kadar emisinya.
Prosedur pengujian emisi gas buang dilakukan dengan langkah berikut : Kesimpulan
Selesai
• Putaran mesin: n rpm
• Posisikan gigi transmisi
• Timbangan pada angka 0
• Melepaskan tuas kopling secara perlahan
• Mencatat massa yang tertarik pada timbangan
• Mengulang pengujian dengan putaran yang berbeda dan menghidupkan
A. Pengujian tanpa menggunakan blower dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Memasang semua peralatan pengujian pada motor seperti pemasangan HiDs HD-30, tabung bertekanan, bahan bakar.
2. Menghubungkan kabel utama gas analyzer ke sumber listrik.
3. Menekan tombol ON pada bagian belakang alat uji gas analyzer untuk menghidupkan alat.
4. Tunggu beberapa saat hingga tampil “auto zero” pada layar untuk mengkalibrasi alat dan layar menunjukkan “ready” yang berarti alat sudah siap digunakan.
5. Starting motor dan menentukan RPM yang akan diuji melalui alat pengatur bukaan gas dan HiDs HD-30
6. Memasukkan probe kedalam knalpot dan tunggu hingga data yang ditampilkan layar gas analyzer stabil
7. Memprint hasil pengujian.
8. Mengulangi langkah 4-7 dengan variasi RPM yang telah ditentukan.
B. Pengujian tanpa menggunakan blower dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Memasang semua peralatan pengujian pada motor separti pemasangan HiDs HD-30, tabung bertekanan, bahan bakar.
2. Menghubungkan kabel utama gas analyzer ke sumber listrik.
3. Menekan tombol ON pada bagian belakang alat uji gas analyzer untuk menghidupkan alat.
4. Tunggu beberapa saat hingga tampil “auto zero” pada layar untuk mengkalibrasi alat dan layar menunjukkan “ready” yang berarti alat sudah siap digunakan.
5. Starting motor dan menentukan RPM yang akan diuji melalui alat pengatur bukaan gas dan HiDs HD-30.
7. Memasukkan probe kedalam knalpot dan tunggu hingga data yang ditampilkan layar gas analyzer stabil
8. Memprint hasil pengujian. 9. Mematikan blower.
10.Mengulangi langkah 4-9 dengan variasi RPM yang telah ditentukan. Secara ringkas prosedur pengujian dapat dilihat melalui diagram alir berikut ini :
Gambar 3.20 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang
3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Mulai
Kesimpulan
Selesai
• Tekan tombol power yang ada di belakang alat
• Pilih opsi official test
• Tunggu sampai “auto zero”
• Pasang probe tester ke ujung knalpot mesin dan tunggu sampai datanya stabil dan kemudian print hasil pengujian
• Mengulang pengujian dengan putaran yang berbeda dan saat menggunakan
Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah alat uji “Bom Kalorimeter”.
Peralatan yang digunakan meliputi :
● Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom ● Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji. ● Tabung gas oksigen.
● Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang
dimasukkan ke dalam tabung bom.
● Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.010
C.
● Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin. ● Spit, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar.
● Pengatur penyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai
penyala pada tabung bom.
● Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam tabung bom.
● Pinset untuk memasang busur nyala pada tangkai, dan cawan pada
dudukannya.
Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.
2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada pada penutup bom.
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala, serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada didalam cawan dengan menggunakan pinset. 4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan
berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O” sampai rapat.
5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).
6. Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung kalorimeter. 8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus
9. Menutup kalorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk.
10.Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada elektromotor. 11.Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup kalorimeter.
12.Menghidupkan elektromotor selama 5 (lima) menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer.
13.Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.
14.Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.
15.Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingan setelah 5 (lima) menit dari penyalaan berlangsung.
16.Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya.
17.Mengulang pengujian sebanyak 5 (lima) kali berturut-turut.
3.9 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
Sebelum pengujian dilakukan, terlebih dahulu memasang alat yang akan digunakan, diantaranya :
1. Menghubungkan injector dengan perangkat tabung bertekanan dengan pipa besi melalui selang bertekanan tinggi sebagai conectornya.
2. Menghubungkan HiDS HD-30 dengan motor melalui conector pada bagian depan sepeda motor.
3. Memasukkan bahan bakar kedalam pipa besi dan menghilangkan gelembung udara dari pipa.
4. Memberikan tanda pada pipa.
Tanda ini digunakan sebagai pertanda atau acuan untuk memulai penghitungan waktu dengan stopwatch dan pengukuran konsumsi bahan bakar.
1. Mengisi bahan bakar kedalam tabung bertekanan sebanyak ±10 ml 2. Memasukkan udara kedalam tabung dan mengatur tekanan udara
dengan menggunakan regulator hingga tekanan dalam tabung ±2,9 bar.
3. Menghidupkan motor dengan starter.
4. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan supra 125. 5. Menentukan RPM motor yang ditampilkan oleh HiDS HD-30 dengan
menggunakan alat pengatur bukaan gas.
6. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang diberikan pada perangkat pipa besi.
7. Mematikan motor setelah 30 s.
8. Menghitung jumlah bahan bakar yang habis dengan menggunakan buret.
9. Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya dengan RPM yang telah ditentukan yaitu, RPM 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 , 6000, 7000, 8000, 9000.
B. Pengujian dengan blower dilakukan dengan tahapan berikut:
1. Mengisi bahan bakar kedalam tabung bertekanan sebanyak ±10ml 2. Memasukkan udara kedalam tabung dan mengatur tekanan udara
dengan menggunakan regulator hingga tekanan dalam tabung ±2,9 bar.
3. Menghidupkan motor dengan starter.
4. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan supra 125. 5. Menentukan RPM motor yang ditampilkan oleh HiDS HD-30 dengan
menggunakan alat pengatur bukaan gas. 6. Menghidupkan blower.
7. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang diberikan pada perangkat pipa besi.
8. Mematikan motor setelah 30 s.
10.Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya dengan RPM yang telah ditentukan yaitu, RPM 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 , 6000, 7000, 8000, 9000.
Untuk lebih ringkasnya prosedur pengujian performansi yang dilakukan dapat dilihat melalui melalui diagram alir di bawah ini :
Gambar 3.21 Diagram Alir Prosedur Pengujian Pemakaian Bahan Bakar Mulai
Kesimpulan
Selesai
• Isi Bahan bakar
• Putaran mesin: n rpm
• tekanan tabung 2,9 bar
• Mulai stop watch saat bahan bakar pada titik mulai
• Matikan saat detik ke-30
• Isi selang dengan buret hingga titik mulai dan catat penggunaan bahan bakar
• Mengulang pengujian dengan putaran yang berbeda dan menghidupkan blower
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Performansi Mesin Otto
Data yang diperoleh dari pembacaan lansung alat uji mesin Suprax125 EFI 125 cc melalui unit instrumentasi dan perlengkapan yang digunakan pada saat pengujian antara lain:
• Putaran (rpm) melalui pembacaan HIDs
• Massa tarik melalui pembacaan Timbangan pegas
4.1.1 Torsi
Besarnya torsi yang dihasilkan oleh mesin pada poros roda (Poros akhir) dengan bahan bakar 90% premium + 10% metanol saat menggunakan blower elektrik dan tanpa blowerelektrik dapat dihitung dari massa yang tertarik pada timbangan dan jari-jari roda. Besarnya torsi yang dihasilkan oleh setiap percobaan pada tiap kondisi putaran mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
� =�� ... (4.1)
Dimana :
F = Maksimal gaya yang dapat ditarik (N)
G = Percepatam gravitasi (9,86m/s2)
M= massa (kg)
�1 =� � ... (4.2)
dimana:
r = Jari-jari roda (0,216 m) T2 = Torsi padamesin (Nm)
�2 = (�1 ÷�����������������) -Torsiblower ... (4.3)
Dimana :
T2 = Torsi pada mesin
Rasio transmisi = 10.371
• Tanpa Blower Elektrik
N= 1000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 7,5
�= ��
= 9,86 × 6,6 ��
= 64,8 �
Maka: �1 =��
= 64,8 �× 0,216
= 13,970 ��
Sehingga: �2 = �1 ÷�����������������
�2 = 13,970 ��÷ 10,371
T2 = 1,301 ��
N= 2000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 11,6 kg
� =� �
= 9,86 × 11,6
= 113,68 �
Maka : �1 =��
= 113,68 � × 0,216�
= 9,486596 ��
�2 = 9,486596 ÷ 10,371
T2 = 1,316 ��
N= 3000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 13,5 kg
� =� �
= 9,86 × 13,5
= 132,3 �
Maka: �1 =��
= 132,3 × 0,216
= 28,576 ��
Sehingga: �2 = �1 ÷�����������������
�2 = 28,576 ÷ 10,371
T2 = 2,662 ��
N= 4000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 15,6 kg
� =� �
= 9,86 × 15,6
= 152,88 �
Maka �1 =��
= 152,88 × 0,216
= 33,022 ��
Sehngga: �2 = �1 ÷�����������������
�2 = 33,0222 ÷ 10,371
T2 = 3,076 ��
N= 5000 RPM
� =� �
= 9,86 × 15,6
= 152,88 �
Maka : �1 =��
= 152,88 × 0,216
= 36,489 ��
Sehingga: �2 = �1 ÷�����������������
�2 = 36,489 ÷ 10.371
T2 = 3,392 ��
N= 6000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 19,6 kg
� =� �
= 9,86 × 19,6
= 192,08 �
Maka: �1 =��
= 192,08 × 0,216
= 41,489 ��
Sehinga :�2 = �1 ÷�����������������
�= 41,489 ÷ 10,371
T2 = 3,865 ��
N= 7000 RPM
Massa tertarik rata-rata = 20
