Kajian Eksperimental Perbandingan Performansi Mesin Otto Bahan Bakar Premium dengan Bahan Bakar LPG

113  Download (1)

Teks penuh

(1)

KAJIAN EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN

PERFORMANSI MESIN OTTO BAHAN BAKAR PREMIUM

DENGAN BAHAN BAKAR LPG

SKRIPSI

Skripsi Yang DiajukanUntuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

JEFFERSON SITORUS NIM. 070401062

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Semakin berkurangnya bahan bakar minyak menyebabkan timbulnya berbagai pemikiran bagaimana mengatasinya permasalahan ini. LPG (Liquefied

petroleum gas)merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang dapat digunakan

pada bebagai mesin, salah satunya adalah mesin bensin pada generator set 4-langkah. Dengan memodifikasi karburatornya maka mesin dapat bekerja seperti pada saat menggunakan Premium. Walaupun performansi mesin cenderung belum memberikan hasil yang optimal seperti performansi mesin pada saat menggunakan Premium, tetapi bahan bakar LPG mempunyai keuntungan, yaitu emisi yang dihasilkan lebih ramah lingkungan dari Premium, selain itu harga LPG juga lebih murah dibandingkan harga Premium.

Kata Kunci: LPG (Liquefied petroleum gas), memodifikasi karburator

ABSTRACT

The decreasing availability of fossil fuels led to a variety of ideas how to

solve this problem. LPG (Liquefied petroleum gas) is one alternative fuel that can

be used in trending engine, one of which is a gasoline engine generator sets in

4-stroke. By modifying the carburetor so the engine can work as when using

gasoline. Although the performance of the machine tends to not give optimal

results such as engine performance when using gasoline, but has the advantage of

LPG fuel, the emissions produced more environmentally friendly than gasoline, in

addition to LPG prices are much cheaper than gasoline prices.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Ada pun judul skripsi yang penulis kerjakan ini adalah “Kajian Eksperimental Perbandingan Performansi Mesin Otto Bahan Bakar Premium dengan Bahan Bakar LPG ”. Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak sekali mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis ingin menghaturkan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Mulfi Hazwi M.Sc sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingannya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus ST. MT yang telah meluangkan waktunya

untuk memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Rocket Angkasa yang menyediakan waktunya, supaya pemodifikasian karburator dapat diselesaikan.

6. Orang tua saya M. Sitorus dan D. Siagian, untuk doa dan kasih sayangnya kepada penulis.

7. Keluarga P. Siagian yang telah banyak memberikan bantuan baik moril dan materi kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S-1.

8. Segenap kerabat keluarga yang telah memberikan semangat dan doanya kepada penulis selama menyelesaikan pendidikan S-1.

(4)

Tambunan. Tidak lupa juga untuk anak-anak kos Gg. Kamboja No.57 antaralain : Desmonth Chrismanto Tarigan, Indra Sibuea, Janter Naibaho, Juliarto H. Siahaan, Lobeny Markus Sinaga, Melina Widyawati, Rico Raja Manurung, Sunarti Sinaga, Van Ryzal Purba, dan masih banyak lagi yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan-kekurangan di dalam skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini.Terima kasih.

Medan, April 2012 Penulis,

(5)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR. ... vi

DAFTAR TABEL... viii

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Tujuan ... 2

1.3.Batasan Masalah Manfaat ... 2

1.4.Manfaat Penelitian ... 3

1.5.Ruang lingkup pengujian ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1.Pendahuluan ... 5

2.2.Motor Bensin ... 6

2.2.1 Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah. ... 6

2.2.2 Performansi Motor Bensin ... 9

2.2.3 Teori Pembakaran ... 11

2.2.4 Nilai Kalor Bahan Bakar ... 11

2.3. Premium ... 13

2.4. Liquified Petroleum Gas (LPG) ... 13

2.4.1. Proses Pengolahan LPG ... 14

2.4.2. Sifat LPG ... 16

2.5. Generator Set ... 16

2.5.1. Tipe Generator Set ... 18

2.6. Emisi Gas Buang ... 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 22

(6)

3.2. Bahan Dan Alat ... 22

3.2.1. Bahan. ... 22

3.2.2. Alat. ... 22

3.3. Metode Pengumpulan Data ... 22

3.4. Pengamatan danTahapPengujian ... 23

3.5. Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto generator Set... 23

3.6. . Prosedur Pengujian Emisi Gas ... ... 28

3.7. Prosedur Pengujian Performansi Motor Bensin Dengan menggunakan Bahan bakar Premium ... 30

3.7.1. Alat dan Bahan yang Digunakan dalam Memodifikasi Karburator... 31

3.7.2. Memodifikasi Karburator ... 33

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 35

4.1.Pengujian Performansi Motor Bensin ... 35

4.1.1. Tegangan ... 35

4.1.2. Torsi ... 43

4.1.3. Komsumsi Bahan Bakar ... 49

4.1.4 EfisiensiTermal Brake ... 57

4.2.Pengujian Emisi Gas ... 64

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN ... 66

5.1. Kesimpulan ... 66

5.2.Saran ... 67

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram P-V Siklus Otto Ideal ... 7

Gambar 2.2 Cara kerja motor bensin 4 langkah ... 8

Gambar 2.3 Skema Pengolahan LPG ... 15

Gambar 2.4 Generator Set ... 17

Gambar 3.1 Generator set yang akan diuji ... 23

Gambar 3.2 Multimeter ... 24

Gambar 3.3 Tachometer ... 25

Gambar 3.4 Bola lampu ... 26

Gambar 3.5 Diagram alir pengujian performansi motor bakar ... 27

Gambar 3.6 Gas Logic Gas Analizer ... 28

Gambar 3.7 Diagram alir pengujian emisi gas buang motor bakar... 29

Gambar 3.8 Karburator yang akan dimodifikasi ... 30

Gambar 3.9 Selang Regulator ... 32

Gambar 3.10 Tabung LPG ... 32

Gambar 3.11 Kran ... 32

Gambar 3.12 Selang minyak Vesva ... 33

Gambar 3.13Pelampung dan Jarum Pelampung (Float and Float Valve) ... 33

Gambar 3.14 Selang Regulator yang telah dihubungkan Dengan Karburator ... 34

Gambar 4.1Grafik Putaran vs Tegangan tanpa beban dengan bahan Bakar Premium ... 36

Gambar 4.2 Grafik Putaran vs Tegangan tanpa beban dengan bahan bakar LPG ... 37

Gambar 4.3 Grafik Putaran vs Tegangan pada beban 400 Watt dengan Bahan bakar Premium ... 38

Gambar 4.4 Grafik Putaran vs Tegangan pada beban 400 Watt dengan Bahan bakar LPG... 39

(8)

Gambar 4.6 Grafik Putaran vs Tegangan pada beban 800 Watt dengan

Bahan bakar LPG... 41 Gambar 4.7 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar

Premuim... 42 Gambar 4.8 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar LPG .. 43 Gambar 4.9 Grafik Putaran vs Torsi pada beban 400 Watt dengan

Bahan bakar Premium ... 44 Gambar 4.10 Grafik Putaran vs Torsi pada beban 400 Watt dengan

Bahan bakar LPG... 45 Gambar 4.11 Grafik Putaran vs Torsi pada beban 800 Watt dengan

Bahan bakar Premium ... 46 Gambar 4.12 Grafik Putaran vs Torsi pada beban 800 Watt dengan

Bahan bakar LPG... 47 Gambar 4.13 Grafik Putaran vs Torsi dengan menggunakan bahan bakar

Premuim... 48 Gambar 4.14 Grafik Putaran vs Torsi dengan menggunakan bahan bakar LPG ... 49 Gambar 4.15 Grafik Putaran vs sfc pada beban 400 Watt dengan

Bahan bakar Premium ... 51 Gambar 4.16 Grafik Putaran vs sfc pada beban 400 Watt dengan

Bahan bakar LPG... 52 Gambar 4.17 Grafik Putaran vs sfc pada beban 800 Watt dengan

Bahan bakar Premium ... 54 Gambar 4.18 Grafik Putaran vs sfc pada beban 800 Watt dengan

Bahan bakar LPG... 55 Gambar 4.19 Grafik Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar Premuim .... 56 Gambar 4.20 Grafik Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar LPG ... 57 Gambar 4.21 Grafik Putaran vs EfisiensiTermal Brake (ηb) pada beban

400 Watt dengan bahan Premium ... 59 Gambar 4.22 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban

400 Watt dengan bahan LPG ... 60 Gambar 4.23 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban

(9)

Gambar 4.24 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban

800 Watt dengan bahan LPG ... 62 Gambar 4.25 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) dengan menggunakan

bahan Premium ... 63 Gambar 4.26 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) dengan menggunakan

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil pengujian tanpa beban dengan Bahan Bakar Premium... 35 Tabel 4.2 Data hasil pengujian tanpa beban dengan Bahan Bakar LPG ... 36 Tabel 4.3 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan Bahan Bakar

Premium... 37 Tabel 4.4 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan Bahan Bakar LPG. ... 38 Tabel 4.5 Hasil pengujian untuk beban 800 Watt dengan Bahan Bakar

Premium... 39 Tabel 4.6 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan Bahan Bakar LPG. ... 40 Tabel 4.7 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan Bahan

Bakar Premium ... 44 Tabel 4.8 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan Bahan Bakar

LPG. ... 45 Tabel 4.9 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan Bahan Bakar

Premium... 46 Tabel 4.10 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan Bahan Bakar

LPG ... 47 Tabel 4.11 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan

Bahan Bakar Premium (Sfc) ... 51 Tabel 4.12 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan

Bahan Bakar LPG (Sfc). ... 52 Tabel 4.13 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan

Bahan Bakar Premium (Sfc) ... 54 Tabel 4.14 Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan Bahan

Bakar LPG (Sfc) ... 55 Tabel 4.15 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt dengan Bahan

Bakar Premium ... 58 Tabel 4.16 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt dengan Bahan

Bakar LPG ... 59 Tabel 4.17 EfisiensiTermal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan Bahan

(11)

Tabel 4.18 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan Bahan

(12)

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

AFR Rasio massa udara-bahan bakar C Persentase karbon dalam bahan bakar H2 Persentase hidrogen dalam bahan bakar

HHV Nilai kalor atas kJ/kg

k Perbandingan kalor spesifik

LHV Nilai kalor bawah kJ/kg

�� Massa udara kg

��̇ Laju aliran massa udara kg/s

�� Massa bahan bakar kg

��̇ Laju aliran bahan bakar kg/jam

n Putaran mesin rpm

�� Effisiensi termal brake %

O2 Persentase oksigen dalam bahan bakar

�� Daya Torsi Watt

�� Kerapatan udara kg/�3

S Persentase sulfur dalam bahan bakar

Sfc Konsumsi bahan bakar spesifik g/kW.h t Interval waktu pengukuran konsumsi bahan

bakar s

�� Waktu untuk menghabiskan bahan bakar

sebanyak volume yang diuji s T Torsi keluaran mesin N.m

�� Konsumsi bahan bakar selama t detik ml

(13)

ABSTRAK

Semakin berkurangnya bahan bakar minyak menyebabkan timbulnya berbagai pemikiran bagaimana mengatasinya permasalahan ini. LPG (Liquefied

petroleum gas)merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang dapat digunakan

pada bebagai mesin, salah satunya adalah mesin bensin pada generator set 4-langkah. Dengan memodifikasi karburatornya maka mesin dapat bekerja seperti pada saat menggunakan Premium. Walaupun performansi mesin cenderung belum memberikan hasil yang optimal seperti performansi mesin pada saat menggunakan Premium, tetapi bahan bakar LPG mempunyai keuntungan, yaitu emisi yang dihasilkan lebih ramah lingkungan dari Premium, selain itu harga LPG juga lebih murah dibandingkan harga Premium.

Kata Kunci: LPG (Liquefied petroleum gas), memodifikasi karburator

ABSTRACT

The decreasing availability of fossil fuels led to a variety of ideas how to

solve this problem. LPG (Liquefied petroleum gas) is one alternative fuel that can

be used in trending engine, one of which is a gasoline engine generator sets in

4-stroke. By modifying the carburetor so the engine can work as when using

gasoline. Although the performance of the machine tends to not give optimal

results such as engine performance when using gasoline, but has the advantage of

LPG fuel, the emissions produced more environmentally friendly than gasoline, in

addition to LPG prices are much cheaper than gasoline prices.

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Minyak bumi merupakan salah satu bahan bakar fosil, dimana suplai sudah semakin menipis. Penggunaan bahan bakar fosil juga telah menimbulkan dampak negatif pada lingkungan. Perubahan suhu yang semakin meningkat merupakan permasalahan yang sangat mengkwatirkan bagi dunia saat ini. Hal ini disebut dengan pemanasan global (global warning) yaitu adanya proses peningkatan suhu rata-rata atmosfer, laut, dan daratan bumi. Salah satu penyebab pemanasan global yaitu peningkatan emisi gas rumah kaca di atmosfer. Dimana yang termasuk dalam kelompok gas rumah kaca adalah karbondioksida (CO2), metana (CH4),

dinitrooksida(N2O), hidrofluorokarbon (HFC), perfluorokarbon (PFC) dan sulfur

heksafluorida (SF6). Jenis gas rumah kaca yang memberikan sumbangan paling

besar bagi emisi gas rumah kaca adalah karbondioksida (CO2).

Penggunaan bahan bakar fosil mulai meningkat pesat sejak revolusi industri pada abab ke-18. Pada saat itu, batu bara menjadi sumber energi dominan untuk kemudian digantikan oleh minyak bumi pada pertengahan abab ke-19. Sumber utama penghasil emisi karbondioksida secara global 2 macam. Pertama, pembangkit listrik bertenaga batu bara. Kedua, pembakaran pada mesin kendaraan bermotor. Maka untuk mengatasi permasalahan ini, diperlukan sumber energi alternatif yang dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil sekaligus dapat mengurangi emisi karbondioksida. Salah satu jenis bahan bakar alternatif yang dimungkinkan untuk menggantikan bahan bakar minyak terutama yang digunakan untuk kendaraan bermotor adalah Bahan Bakar Gas (BBG)

Bahan Bakar Gas merupakan gas alam dengan komponen utamanya methana, jenis bahan bakar ini banyak ditemukan di hampir semua ladang minyak di Indonesia baik di daratan maupun dilepas pantai. Penggunaan BBG untuk kendaraan bermotor membutuhkan perangkat tambahan yang disebut dengan

converter, atau memodifikasi karburaturnya. Tetapi kendala yang dijumpai pada

(15)

yang optimal, yaitu motor cenderung memiliki putaran tinggi pada kondisi idle, selain itu untuk melakukan akselerasi selalu akan terjadi keterlambatan dalam suplai bahan bakar ke ruang bakar sehingga menurunkan kinerja dari motor. Untuk mengatasi permasalahan tersebut ditambahkan suatu perangkat sistem injeksi BBG yang dikendalikan secara elektronik.

Bahan bakar gas atau BBG mulai diperkenalkan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor ataupun mesin-mesin lainnya di Indonesia pada tahun 1986. Pada tahun 1986 BBG mulai dipasarkan secara komersial dengan target pemasaran angkutan publik seperti mikrolet, bis kota dan taksi. Pada saat ini, bahan bakar gas telah digunakan pada mesin generator set dengan memodifikasi karburator. Pemodifikasian ini hanya dilakukan pada mesin generator set tipe bensin.

Generatorset atau sering disebut genset adalah sebuah perangkat yang berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut sebagai generator set dengan pengertian adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat berbeda yaitu mesin dan generator atau alternator. Mesin sebagai perangkat pemutar sedangkan generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik. Mesin dapat berupa perangkat mesin diesel berbahan bakar solar atau mesin berbahan bakar premium, sedangkan generator atau alternator merupakan kumparan atau gulungan tembaga yang terdiri dari stator (kumparan statis ) dan rotor (kumparan berputar).

1.2 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari pengujian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk memperoleh perbandingan unjuk kerja mesin Otto berbahan bakar LPG terhadap premium.

(16)

1.3 Batasan Masalah

Pembahasan skripsi ini tertuju pada masalah pengujian perbandingan performansi mesin generator set otto, dimana mesin akan duji dengan menggunakan bahan bakar premium dan bahan bakar gas jenis LPG (liquified

petroleum gas), dan emisi gas yang ditimbulkan pembakaran mesin dengan

menggunakan kedua bahan bakar tersebut.

1.4 Manfaat Penelitian.

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Bagi peneliti, dapat menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman tentang Mesin Otto dengan menggunakan bahan bakar Premium dan LPG. 2. Bagi akademik, memberikan wawasan yang luas bagi mahasiswa serta

mengembangkan pola pikir tentang Mesin Otto.

1.5 Ruang Lingkup Pengujian

Adapun ruang lingkup dari pengujian ini adalah sebagai berikut:

1. Bahan bakar yang digunakan adalah Premium dan LPG yang dapat ditemukan di tempat pembelian LPG di kota Medan

2. Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai emisi adalah “Alat Uji Emisi

Auto Logic Gas Analizer”.

3. Generator set yang digunakan adalah Mesin Bensin 4-langkah merk STARKE Tipe GFH1900LX

4. Untuk kerja mesin bensin yang dihitung adalah:

• Daya (Brake Power)

• Konsumsi bahan bakar spesifik berdasarkan variasi waktu yang telah ditentukan

• Putaran mesin

5. Pada pengujian untuk kerja mesin bensin, dilakukan variasi beban yang meliputi:

(17)

1.6Sistematika Penulisan

(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Jika meninjau jenis-jenis mesin, pada umumnya adalah suatu pesawat yang dapat merubah bentuk energi tertentu menjadi kerja mekanik. Misalnya, mesin listrik merupakan sebuah mesin yang kerja mekaniknya diperoleh dari sumber listrik, sedangkan mesin LPG atau mesin bensin adalah mesin yang kerja mekaniknya diperoleh dari sumber pembakaran LPG atau bensin.

Selain daripada itu, ada cara lain peninjauan mesin misalnya mesin bensin yang dikategorikan sebagai mesin kalor. Yang dimaksud dengan mesin kalor disini adalah mesin yang menggunakan sumber energi termal untuk menghasilkan kerja mekanik, atau mesin yang dapat merubah energi termal menjadi kerja mekanik.

Selanjutnya, jika ditinjau dari cara memperoleh sumber energi termal, jenis mesin kalor dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

1. Mesin pembakaran luar (external combustion mesin). Mesin pembakaran luar adalah mesin dimana proses pembakaran terjadi diluar mesin, energi termal dari hasil pembakaran dipindahkan kefluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah. Contohnya adalah mesin uap.

2. Mesin pembakaran dalam (internal combustion mesin). Mesin pembakaran dalam adalah mesin dimana proses pembakaran berlangsung di dalam mesin itu sendiri, sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. Mesin pembakaran dalam ini umumnya dikenal dengan sebutan motor bakar. Contoh dari mesin kalor pembakaran dalam ini adalah motor bakar torak dan turbin gas.

Jenis motor bakar torak itu sendiri berdasarkan proses penyalaan bahan bakarnya terdiri dari dua bagian utama, yaitu :

(19)

percikan bunga api listrik dari antara ke dua elektroda busi. Oleh sebab itu,motor bensin dikenal juga dengan sebutan Spark Ignition Mesin (SIE). 2. Motor “Diesel”. Di dalam motor diesel, penyalaan bahan bakar terjadi dengan

sendirinya karena bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder yang berisi udara yang bertekanan dan bersuhu tinggi. Motor diesel ini disebut juga dengan sebutan Compression Ignition Mesin (CIE),sistem penyalaan inilah yang menjadi perbedaan pokok antara motor bensin dengan motor diesel.

Sedangkan berdasarkan siklus langkah kerjanya, motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:

1. Motor dua langkah. Pengertian dari motor dua langkah adalah motor yang pada dua langkah piston (satu putaran engkol) sempurna akan menghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).

2. Motor empat langkah. Pengertian dari motor empat langkah adalah motor yang pada setiap empat langkah piston (dua putaran sudut engkol) sempurna menghasilkan satu tenaga kerja (satu langkah kerja).

2.2 Motor Bensin

Motor bensin atau mesin Otto dari

pembakaran, dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin. Motor bensin dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi berfungsi sebagai penghasil loncatan api yang akan menyalakan campuran udara dengan bahan bakar, karena hal ini maka motor bensin disebut juga sebagai Spark Ignition Mesin. Sedangkan karburator merupakan tempat pencampuran udara dan bahan bakar.

(20)

2.2.1 Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Motor bensin dapat dibedakan atas 2 jenis yaitu motor bensin 2-langkah dan motor bensin 4-langkah. Pada motor bensin 2-langkah, siklus terjadi dalam dua gerakan torak atau dalam satu putaran poros engkol. Sedangkan motor bensin 4-langkah, pada satu siklus tejadi dalam 4-langkah. Langkah langkah yang terjadi pada motor bensin 4 langkah dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini :

Gambar 2.1. Diagram P-V Siklus Otto Ideal [lit. 6] Langkah-langkah yang terjadi pada motor bensin 4 langkah adalah :

1. Langkah isap

(21)

2. Langkah Kompresi

Pada langkah kompresi (1–2), campuran udara dan bahan bakar yang berada di dalam silinder dimampatkan oleh torak, dimana torak akan bergerak dari TMB ke TMA dan kedua katup isap dan buang akan tertutup, sedangkan busi akan memercikan bunga api dan bahan bakar mulai terbakar akibatnya terjadi proses pemasukan panas pada langkah 2-3.

3. Langkah Ekspansi

Pada langkah ekspansi (3–4), campuran udara dan bahan bakar yang diisap telah terbakar.Selama pembakaran, sejumlah energi dibebaskan, sehingga suhu dan tekanan dalam silinder naik dengan cepat. Setelah mencapai TMA, piston akan didorong oleh LPG bertekanan tinggi menuju TMB. Tenaga mekanis ini diteruskan ke poros engkol.Saat sebelum mencapai TMB, katup buang terbuka, LPG hasil pembakaran mengalir keluar dan tekanan dalam silinder turun dengan cepat.

4. Langkah Pembuangan

Pada langkah pembuangan (4–1-0), torak terdorong ke bawah menuju TMB dan naik kembali ke TMA untuk mendorong ke luar gas-gas yang telah terbakar di dalam silinder. Selama langkah ini, katup buang membuka sedangkan katup isap menutup.

(22)

Gambar 2.2 Cara kerja motor bensin 4 langkah (sumber : www.scribd.com)

2.2.2 Performansi Motor Bensin

Ada beberapa hal yang mempengaruhi performansi motor bensin, antara lain besarnya perbandingan kompresi, tingkat homogenitas campuran bahan bakar dengan udara, angka oktan bensin sebagai bahan bakar, tekanan udara masuk ruang bakar. Semakin besar perbandingan udara motor akan semakin efisien, akan tetapi semakin besar perbandingan kompresi akan menimbulkan knocking pada motor yang berpotensi menurunkan daya motor, bahkan bisa menimbulkan kerusakan serius pada komponen motor. Untuk mengatasi hal ini maka harus dipergunakan bahan bakar yang memiliki angka oktan tinggi. Angka oktan pada bahan bakar motor Otto menunjukkan kemampuannya menghindari terbakarnya campuran udara bahan bakar sebelum waktunya (self ignition) yang menimbulkan knocking tadi. Untuk memperbaiki kualitas campuran bahan bakar dengan udara maka aliran udara dibuat turbulen, sehingga diharapkan tingkat homogenitas campuran akan lebih baik.

1. Torsi dan Daya

Torsi yang dihasilkan suatu mesin dapat diukur dengan menggunakan

dynamometer yang dikopel dengan poros output mesin. Oleh karena sifat

dynamometer yang bertindak seolah-olah seperti sebuah rem dalam sebuah mesin, maka daya yang dihasilkan poros output ini sering disebut sebagai daya rem

(23)

PB = 2����60 T………...(2.1)

Dimana :� = Daya keluaran (Watt) N = putaran mesin (rpm)

T = Torsi (N.m)

2. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (specific fuel consumption, sfc)

Konsumsi bahan bakar spesifik adalah parameter unjuk kerja mesin yang berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu.

Bila daya rem dalam satuan kW dan laju aliran massa bahan bakar dalam satuan kg/jam, maka :

Sfc = �̇��10

3

̇

�� ………….………..……….(2.2)

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 :

�̇f = �������10

−3

�� x 3600……….(2.3)

Dimana : sgf = spesific gravity

�� = volume bahan bakar yang diuji

�� = waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji

(detik)

3. Effisiensi Thermal Brake

(24)

Efisiensi ini sering disebut sebagai efisiensi termal brake (brake thermal efficiency, �)

�� = ������������������������������������………(2.4)

Laju panas yang masuk Q, dapat dihitung dengan rumus berikut :

Q = �̇ . LHV………..……….………….………(2.5)

Dimana, LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (kj/kg)

Jika daya keluaran (�) dalam satuan kW, laju aliran bahan bakar � dalam satuan kg/jam, maka:

��= �̇�� � .���

. 3600………..(2.6)

2.2.3 Teori Pembakaran

Pembakaran adalah reaksi kimia, yaitu elemen tertentu dari bahan bakar setelah dinyalakan dan digabung dengan oksigen akan menimbulkan panas sehingga menaikkan suhu dan tekanan LPG. Elemen mampu bakar (combustable)

yang utama adalah karbon (C) dan hidrogen (H), elemen mampu bakar yang lain namun umumnya hanya sedikit terkandung dalam bahan bakar adalah sulfur (S). Oksigen yang diperlukan untuk pembakaran diperoleh dari udara yang merupakan campuran dari oksigen dan nitrogen.

(25)

2.2.4 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 nili 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. Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas (HHV) dapat dihitung bila diketahui komposisi bahan bakarnya dengan menggunakan persamaan

Dulong :

HHV = 33950 + 144200 (H2-�82) + 9400 S………...(2.7)[Lit. 1]

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.

(26)

sebesar 2400 kJ/kg, sehingga besarnya nilai kalor bawah (LHV) dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut :

LHV = HHV – 2400 (M + 9 H2)………(2.8)[Lit. 1]

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).

2.3 Premium

Premium adal jernih. Premium merupakan BBM untuk di relatif murah karena memperoleh subsidi dari

Research Octane Number

(RON) terendah di antara BBM untuk kendaraan bermotor lainnya, yakni hanya

bermesin Bahan bakar ini sering juga disebut motor Gasoline at

Kelemahan premium

• Dari sisi

• Dari sisi

(27)

Premium di dalam mesin kendaraan akan terbakar dan meledak tidak sesuai dengan gerakan Knocking menyebabkan tenaga mesin berkurang, sehingga terjadi inefisiensi.

• Dari sisi finansial, knocking yang berkepanjangan menyebabkan kerusakan piston. Sehingga kendaraan bermotor harus diganti pistonnya.

2.4 Liquified Petroleum Gas (LPG)

LPG (liquified petroleum gas), gas minyak bumi yang dicairkan atau yang sering disebut elpiji adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari berubah menjadi cair. Komponennya didominasi3H8) dan

4H10). Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah

kecil, misalny2H6) da5H12).

LPG terdiri dari campuran utama propan dan butan dengan sedikit persentasi hidrokarbon tidak jenuh (propilen dan butilen dan beberapa fraksi C2

yang lebih ringan dan C5 yang lebih berat. Senyawa yang terdapat dalam LPG

adalah propan (C3H8), proilen (C3H6), normal dan iso-butan (C4H10) dan butilen

(C4H8). LPG merupakan campuran dari hidrokarbon tersebut yang berbentuk gas

pada tekanan atmosfer, namun dapat diembunkan menjadi bentuk cair pada suhu normal, dengan tekanan yang cukup besar.

Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk LPG untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya sedir 250:1.

(28)

Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana. Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarka

2.4.1 Proses Pengolahan LPG

LPG dapat dihasilkan dari hasil pemprosesan crude di kilang minyak, serta pemisahan komponen C3 dan C4 dari gas alam maupun gas suar (Flare gas).

Perolehan gas LPG dari lapangan gas sangat bergantung dari komposisi gas alam yang dihasilkan sumur gas. Gas dengan karakteristik ringan atau mengandung sedikit hidrokarbon menengah dan berat umumnya kurang ekonomis untuk dijadikan umpan produksi LPG. Hal ini disebabkan proses produksi LPG dari metana memerlukan konversi energi yang tidak murah. Di lain pihak, gas alam yang mengandung banyak mengandung hidrokarbon menengah (C3 hingga C5),

umumnya sesuai dengan umpan produksi LPG.

Dampak pemisahan komponen C3 dan C4 secara umum adalah

menurunkan nilai panas atau kandungan energy dari gas alam.

Gambar 2.3 Skema Pengolahan LPG (sumbe

Proses pemisahan komponen C3 dan C4 dari gas alam dilakukan terhadap

(29)

CO2), sejumlah teknologi dasar pemisahan yang dikenal dalam rancangan LPG

plant yang terintegrasi dengan proses produksi di lapangan LPG sebagai berikut:

• Pemisahan dengan cara penyerapan komponen C3-C4 pleh hidrokarbon

cair ringan (light oil absorption), diikuti dengan pemisaham kembali C3-C4

dari hidrokarbon cair yang distaklasi;

• Pemisahan dengan cara mendinginkan gas-gas C3-C4 dengan siklus

refrijerasi hingga di bawah titik embunnya, sehingga gas-gas tersebut terpisah sebagai produk cair;

• Pemisahan dengan cara pendinginan gas alam, dengan memamfaatkan peristiwa penurunan temperatur gas jika dikurangi tekanannya secara mendadak, sehingga komponen C3-C4 mengalami pengebunan;

• Pemisahan komponen C3-C4 dengan menggunakan membrane dengan

ukuran pori sedemikian sehingga komponen yang lebih ringan (C1-C2)

mampu menerobos membran, sedangkan komponen LPG tertinggal dalam aliran gas umpan.

2.4.2 Sifat LPG

LPG (liquified petroleum gas) atau sering disebut elpiji mempunyai sifat sebagai berikut:

• Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar

• LPG tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat. Dengan adanya bau, maka akan dapat terdeteksi kebocoran pada tabung penyimpang LPG.

• LPG dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder.

• Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.

• LPG ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang rendah.

2.5 Generator Set

(30)

pengertian adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat berbeda yaitu mesin dan generator atau alternator. Mesin sebagai perangkat pemutar sedangkan generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik.

Mesin dapat berupa perangkat mesin diesel berbahan bakar solar atau mesin berbahan bakar bensin, sedangkan generator atau alternator merupakan kumparan atau gulungan tembaga yang terdiri dari stator (kumparan statis ) dan rotor (kumparan berputar).

Gambar 2.4 Generator Set

Dalam ilmu fisika yang sederhana dapat dijelaskan bahwa mesin memutar rotor pada generator sehingga timbul medan magnet pada kumparan stator generator, medan magnit yang timbul pada stator dan berinteraksi dengan rotor yang berputar akan menghasilkan arus listrik sesuai hukum Lorentz.

Arus listrik yang dihasilkan oleh generator akan memiliki perbedaan tegangan di antara kedua kutub generatornya sehingga apabila dihubungkan dengan beban akan menghasilkan daya listrik, atau dalam rumusan fisika sebagai P dapat diperoleh dengan:

P = V x I………...………..…………(2.9) Rumusan fisika yang lebih kompleks dijelaskan bahwa P diperoleh dengan:

(31)

V= Tegangan (Volt) I = Arus ( Ampere)

φ

= factor daya

2.5.1 Tipe Generator Set

Genset dapat dibedakan dari jenis mesin penggeraknya, dimana dikenal tipe-tipe mesin yaitu mesin diesel dan mesin non diesel /bensin. Mesin diesel dikenali dari bahan bakarnya berupa solar, sedangkan mesin non diesel berbahan bakar bensin premium.

Di pasaran, genset dengan mesin non diesel atau berbahan bakar premium biasa diaplikasikan pada genset berkapasitas kecil atau dalam kapasitas maksimum 10.000 VA atau 10 kVA, sedangkan genset diesel berbahan bakar solar diaplikasikan pada genset berkapasitas > 10 kVA. Hal terkait dengan tenaga yang dihasilkan oleh diesel lebih besar daripada mesin non diesel, dimana cara kerja pembakaran diesel yang lebih sederhana yaitu tanpa busi, lebih hemat dalam pemeliharaan, lebih responsif dan bertenaga. Selain itu untuk aplikasi industri dimana bahan bakar diesel (solar) lebih murah daripada bensin (gasoline).

Dalam aplikasi dijumpai bahwa genset terdiri dari genset 1 phasa atau 3 phasa. Pengertian 1 phasa atau 3 phasa adalah merujuk pada kapasitas tegangan yang dihasilkan oleh genset tersebut. Tegangan 1 phasa artinya tegangan yang dibentuk dari kutub L yang mengandung arus dengan kutub N yang tidak berarus, atau berarus No.l atau sering dikenal sebagai Arde atau Ground. Sedangkan tegangan 3 phase dibentuk dari dua kutub yang bertegangan. Genset tiga phase menghasilkan tiga kali kapasitas genset 1 phase. Pada sistem kelistrikan PLN, kapasitas 3 phase yang dihasilkan untuk aplikasi rumah tangga adalah 380 Volt, sedangkan kapasitas 1 phase adalah 220 Volt.

(32)

2.6 Emisi Gas Buang

Emisi gas buang adalah sisa hasil pembakaran bahan bakar di dalam

1. Sumber

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.

2. 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.

3. Bahan Penyusun

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 tidak bertahan di atmosfer dan bercampur dengan udara bebas.

a.) Partikulat

(33)

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 penguapan bahan bakar, di tangki bahan bakar dan dari kebocoran gas 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)

(34)

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. Nitrogen monoksida (NO) merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen dioksida (NO2) berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. NO merupakan gas

yang berbahaya karena mengganggu saraf pusat. NO terjadi karena adanya reaksi antara N2 dan O2 pada temperature tinggi di atas 1210oC. Persamaan reaksinya

adalah sebagai berikut:

O2 → 2O

N2+O → NO+N

(35)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Pengujian dilakukan di Laboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara selama kurang lebih 2 bulan.

3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan

Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar premium dan bahan bakar LPG (liquified petroleum gas)

3.2.2 Alat

Alat yang dipakai dalam eksperimen ini terdiri dari:

1. Generator set bensin 4-langkah merk STARKE Tipe GFH1900LX

2. Multimeter yang digunakan untuk mengukur tegangan yang terjadi pada saat pengujian

3. Tachometer untuk mengukur jumlah putaran per menit

4. Alat uji emisi LPGauto LPG analyzer

5. Alat bantu perbengkelan, seperti: kunci pas, kunci inggris, kunci ring, obeng, tang, dan lain sebagainya.

6. Bola lampu yang digunakan sebagai pengatur daya yang akan diuji

7. Stop wacth, untuk menentukan waktu yang direncanakan, menghabiskan berapa banyak bahan bakar yang dibutuhkan.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi:

a. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuraan dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing-masing pengujian.

(36)

Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari data primer dan data sekunder diolah ke dalam rumus empiris, kemudian data dari perhitungan disajikan dalam bentuk tabulasi dan grafik

3.4 Pengamatan dan Tahap Pengujian

Pada penelitian yang akan diamati adalah: 1. Parameter tegangan dan parameter daya efektif 2. Parameter komsumsi bahan bakar spesifik (sfc) 3. Efisiensi thermal brake

4. Parameter komposisi gas buang

Prosedur pengujian dapat dibagi beberapa tahap, yaitu: 1. Pengujian motor bensin dengan bahan bakar bensin premium 2. Pengujian motor bensin dengan bahan bakar LPG

3.5 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto Generator Set

Disini dilakukan pengujian dengan menggunakan mesin Generator set 4-langkah dengan merk STARKE Tipe GFH1900LX

(37)

Spesifikasi :

• Capacity : 900 Watts/ 220V/ 50Hz

• Tank Capacity : 6 L

• DC Current : 12V/ 8.3A

• Starter : Manual

• Peak Power : 1,3 KW

• Rate Power : 1,0 KW

• Power Faktor : 1,0

• Noise Level 7 m distance : 63 dB

• Mesin : 3.0 Hp air Cooled OHV/ 3600 rpm

• Operation Time : 7 Hours

• Weight : 26 Kg

• Dimensions : 370 x 400 x 460 mm

Pengujian ini juga menggunakan alat-alat seperti: a. Multi meter.

Gambar 3.2 Multimeter Spesikikasi:

• Pabrikan :Fluke

• Type :2x AA 1.5 V Battery

(38)

b. Tachometer

Gambar 3.3 Tachometer Spesifikasi:

• Pabrikan : Krisbow

• Dimension : 210 x 74 x 37 (mm)

• Type : Display 5 digital 18 mm (0,7” LCD)

• Accuracy : ± (0.05 % + 1digital)

• Sampling time : 0.8 sec (over 60 rpm)

• Range select : Auto range

• Time base : Quartz crystal

• Power : 4 x 1,5 VAA size battery or 6 V direct current stable or voltage power

c. Bola lampu

(39)

Gambar 3.4 Bola lampu

Pada pengujian ini, akan diteliti performansi mesinbensin serta komposisi emisi gas buang. Pengujian ini dilakukan pada 6 variasi waktu, yaitu: 15 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit, 75 menit, dan 90 menit serta 3 variasi beban yaitu: tanpa beban, beben bolam dengan 400 watt dan 800 Watt.

Pengujian dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menghidupkan mesin dengan menarik starter yang terdapat pada mesin, memanaskan mesi selama 2 menit supaya mesin beroperasi dengan stabil. 2. Setelah mesin beroperasi dengan stabil, maka mesin diuji selama 15 menit. 3. Setelah mesin beroperasi selama 15 menit, diukur putaran.

4. Mencatat rpm melalui pembacaan tachometer. 5. Dihitung juga tegangan yang terjadi.

6. Mencatat tegangan dari hasil pembacaan multimeter.

7. Melanjutkan pengujian mesin pada 15 menit selanjutnya hingga 90 menit 8. Mengulang pengujian untuk variasi beban mesin

(40)

Gambar 3.5 Diagram alir pengujian performansi mesin otto generator set

Mulai

•Waktu uji bahan bakar: 15, 30, 45, 60,75,90 menit

•Putaran : n rpm

•Beban: P Watt

Mencatat data hasil

pembacaan alat ukur dengan rumus empirirs

Mengulang pengujian dengan beban yang berbeda

selesai Validasi

Kesimpulan Ya Tidak

• Mencatat komsumsi bahan bakar selama 15, 30, 45, 60,75,90 menit

• Mencatat daya

(41)

3.6 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

Pengujian emisi LPG buang yang dilakukan meliputi kadar CO, CO2,

UHC, dan O2 yang terdapat pada hasil pembakaran bahan bakar. Pengujian ini dilakukan bersamaan dengan pengujian untuk kerja motor bakar premium dimana gas buang yang dihasilkan oleh mesin uji pada saat pengujian diukur untuk mengetahui kadar emisi dalam gas buang. Pengujian emisi gas buang yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan alat auto logic gas analyzer. Diagram alir pengujian emisi gas motor bakar bensin yang dilakukan dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.6.

(42)

Gambar 3.7 diagram alir pengujian emisi LPG buang motor bakar

Mulai

Menyambungkan perangkat auto gas analyzer ke komputer

Mengosongkan kandungan gas dalam auto gas analyzer

Memasukkan gas fitting ke dalam knalpot motor bakar

Menunggu kira-kira 2 menit hingga pembacaan stabil dan melihat tampilannya di komputer

selesai

Mengulang pengujian dengan beban yang berbeda

(43)

3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto Generator Set Premium dengan Menggunakan Bahan Bakar LPG

Prosedur pengujian dengan bahan bakar LPG sama dengan pengujian dengan pengujian bahan bakar premium. Tapi sebelum pengujian ini, karburator dimodifikasi, supaya karburator dapat menyalurkan LPG

3.7.1. Alat dan Bahan yang Digunakan dalam Memodifikasi Karburator

1. Karburator

Karburator merupakan bagian dari mesin yang bertugas dalam sistem pengabutan(pemasukan bahan bakar ke dalam silinder). Untuk itu fungsi dari karburator antara lain:

• Untuk mengatur udara dan bahan bakar ke dalam saluran isap.

• Untuk mengatur perbandingan bahan bakar-udara pada berbagai beban kecepatan motor.

• Mencampur bahan bakar dan udara secara merata.

Proses pemasukan bahan bakar kedalam silinder dinamakan karburasi. Sedangkan alat yang melakukan nya dinamakan karburator.

(44)

Sedangkan Komponen-komponen penting pada karburator diantaranya: a. Tabung Skep.

Berfungsi membuka lubang venturi, sehingga udara yang dibutuhkan makin besar.dalam tabung skep terdapat pegas yg berfungsi untuk mengembalikan tabung Skep ke posisi semula saat handle gas di lepas.

b. Jarum skep / Jet needle

Jarum skep ini berada di dalam tabung Skep tugasnya membuka debit bahan bakar, semakin terangkatnya jarum skep, maka debit bahan bakar yang masuk ke venturi semakin banyak. Jarum skep memiliki setelan klip. Jika posisi klip semakin di bawah, bahan bakar semakin boros.begitu juga sebaliknya.

c. Main Jet

Main jet Berfungsi untuk mensuplai bahan bakar di saat mesin putaran tinggi. d. Pilot Jet

Berfungsi buat mensuplai bahan bakar di putaran rendah (stasioner) hingga 4.000 rpm. Saat gas di tarik suplai pun berangsur hilang dan beralih ke Main jet yg akhirnya digantikan secara penuh oleh main jet di putaran atas.

e. Idle Screw

Idle screw bertugas menaikkan atau menurunkan rpm mesin. Semakin ke dalam (di putar ke kanan), baut akan mendorong tabung skep naik ke atas.

f. Air screw

Bekerja mengatur campuran udara dan bahan bakar ideal. Setiap motor punya setelan berbeda. Tapi, biasanya 2 hingga 2,5 putaran setelah ditutup habis.

g. Pelampung & Jarum pelampung ( Float & Float valve)

(45)

2. Selang Regulator

Gambar 3.9 Selang Regulator 3. Tabung LPG

Berfungsi sebagai tempat bahan bakar. Tabung ini juga berisi tekanan yang akan mengeluarkan LPG dengan tekanan tersebut

Gambar 3.10 Tabung LPG 4. Kran

Berfungsi untuk membuka atau menutup saluran selang regulator ke mesin

(46)

5. selang minyak vespa

Gambar 3.11 Selang minyak vespa

3.7.2 Memodifikasi Karburator

Proses modifikasi pada karburator dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

a. Melepas komponen Pelampung & Jarum pelampung (Float & Float valve) yang terdapat pada karburator.

b. Meminimaliskan udara yang masuk ke ruang pembakaran dengan cara menutup saluran udara yang ada pada karburator.

c. Selang regulator dihubungkan dengan seleng minyak vespa menggunakan kran.

d. Kemudian selang dihubungkan ke karburator yang telah dilepaskan pelampung dan jarum pelampung.

e. Regulator dihubungkan ke tabung LPG

(47)
(48)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

4.1 Pengujian Performansi Mesin Otto

Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin generator set 4-langkah merk STARKE Tipe GFH1900LX melalui unit instrumentasi dan perlengkapan yang digunakan pada saat pengujian antara lain:

• Putaran (rpm) melalui tachometer

• Tegangan (volt) melalui multimetre

• Komsumsi bahan bakar yang digunakan dalam waktu yang ditentukan melalui gelas ukur

4.1.1 Tegangan

Pada table 4.1 dapat dilihat besarnya tegangan untuk pengujian masing-masing torsi mesin baik dengan menggunakan bahan bakar premium maupun bahan bakar LPG jenis LPG pada berbagai kondisi pembebanan.

Tabel 4.1 Data hasil pengujian tanpa beban dengan bahan bakar Premium

DATA PREMIUM RATA-RATA

Beban (Watt)

Hasil Pembacaan Unit Instrumentasi

WAKTU

15 30 45 60 75 90

Tanpa Beban

Tegangan (Volt) 214.52 214.92 215.5 215.64 215.64 215.74

Putaran Mesin

(49)

Gambar 4.1 Grafik Putaran vs tegangan tanpa beban dengan bahan bakar Premium

Dari gambar 4.1 dijelaskan bahwa putaran yang terjadi pada saat mesin tanpa beban dari 3249.2 rpm sampai 3257 rpm. Sedangkan tegangan yang terjadi adalah 215.74 volt.

Tabel 4.2 Data hasil pengujian tanpa beban dengan bahan bakar LPG

DATA LPG RATA-RATA

Beban

(50)

Gambar 4.2 Grafik Putaran vs tegangan tanpa beban dengan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.2 dijelaskan bahwa putaran pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG tanpa adanya beban mencapai 2887 rpm dan tegangan 64.2 volt.

Dari gambar 4.1 dan gambar 4.2, diperoleh perbandingan bahwa:

• Putaran mesin saat menggunakan bahan bakar premium lebih besar dari pada saat menggunakan bahan bakar LPG,

• Tegangan pada pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium lebih besar dari pada saat menggunakan bahan bakar LPG, karena tegangan berbanding lurus putaran, semakin besar putaran maka tegangan juga semakin besar atau sebaliknya.

Untuk pembebanan 400 Watt, Tegangan yang dihasilkan pada pengujian dapat dilihat pada table 4.3 di berikut:

Tabel 4.3 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan bahan bakar premium

DATA PREMIUM RATA-RATA

Beban

Putaran Mesin (rpm)

(51)

Gambar 4.3 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 400 watt dengan bahan bakar premium

Dari gambar 4.3, dijelaskan bahwa putaran yang terjadi pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium adalah mencapai 3325.2 rpm dan tegangan yang terjadi adalah 257.58 volt.

Untuk bahan bakar LPG dengan beban 400 Watt, tegangan yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut:

Tabel 4.4 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG

DATA LPG RATA-RATA

Beban

Putaran mesin (rpm)

(52)

Gambar 4.4 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 400 watt dengan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.4, dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG, putaran mesin mencapai 2558.6 rpm sedangkan tegangannya adalah 151.9 volt

Dari gambar 4.3 dan gambar 4.4 diperoleh perbandingan bahwa:

• Pada beban 400 Watt, putaran pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium lebih besar dari pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG dan ini menyebabkan tegangan pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium lebih besar dari pada saat menggunakan bahan bakar LPG

Tabel 4.5 Hasil pengujian untuk beban 800 Watt dengan bahan bakar premium

DATA PREMIUM RATA-RATA

Beban

Putaran Mesin (rpm)

(53)

Gambar 4.5 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 800 watt dengan bahan bakar premium

Dari gambar 4.5, dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar Premium, putaran mencapai 3347.4 rpm dan tegangan yang terjadi adalah 236.22 volt

Untuk bahan bakar LPG dengan beban 800 Watt, tegangan yang dihasilkan ditunjukkan pada tabel 4.6 berikut:

Tabel 4.6 Hasil pengujian untuk beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG

DATA LPG RATA-RATA

Beban

(54)

Gambar 4. 6 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 800 watt dengan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.6 dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG, putaran yang terjadi mencapai 2089 rpm dan tegangannya adalah 122.22 volt.

Dari gambar 4.5 dan gambar 4.6 diperoleh perbandingan yaitu:

• Pada saat mesin diberi beban 800 Watt, putaran paling besar terjadi pada mesin menggunakan bahan bakar premium, begitu juga dengan tegangannya.

• Pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium waktu diberi beban 800 Watt, putaran meningkat dari saat diberi beban 400 watt, namun tegangan berkurang. Ini disebabkan pertambahan beban yang besar, namun pertambahan putaran tidak terlalu mempengaruhi tegangan,

• Pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG waktu diberi beban 800 Watt, putaran lebih kecih dari 400 Watt atau berkurang, sehingga tegangannya berkurang dari saat diberi beban 400 Watt.

121

(55)

Dengan menggabungkan gambar 4.1, gambar 4.3 dan gambar 4.5, maka diperoleh perbandingan tegangan mesin menggunakan bahan bakar premium. Dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4.7 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar Premium

Dari gambar 4.7 dijelaskan bahwa :

• Putaran tertinggi terjadi pada saat mesin dibebani dengan 800 Watt, yaitu 3347.2 rpm. Mesin pada generator akan menaikkan putaran secara otomatis jika beban pada generator ditambah

• Tegangan tertinggi terjadi pada saat mesin dibebani dengan 400 watt, yaitu 257.58 Volt.

Sedangkan perbandingan tegangan pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG, setelah gambar 4.2, gambar 4.4 dan gambar 4.6 digabung, seperti gambar 4.8 berikut:

200

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs Tegangan Menggunakan Bahan Bakar

Premium

Tanpa Beban

400 Watt

(56)

Gambar 4.8 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar LPG

Dari grafik 4.8 dijelaskan bahwa:

• Putaran tertinggi terjadi pada saat mesin tanpa adanya beban

• Tegangan yang tetinggi terjadi pada saat mesin dibebani dengan 400 Watt

4.1.2 Torsi

Dari data yang diperoleh setelah dilakukannya pengujian, maka torsidapat diperoleh dengan menggunakan rumus di bawah ini, maka torsi dapat diperoleh. Rumus tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

P = 2��

60 T

T =60�

2��

Pada pengujian tanpa beban, mesin tidak menghasilkan torsi, dikarenakan beban (P) sama dengan nol

Dengan mengunakan hasil-hasil yang ditunjukkan pada tabel 4.3, maka torsi yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar premium dengan beban 400 Watt, maka torsi adalah sebagai berikut:

P = 400 Watt

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs Tegangan Menggunakan Bahan Bakar LPG

Tanpa Beban

400 Watt

(57)

Putaran = 3317 rpm

� = 60.400 2.�. 3317

�= 1.121423 N.m

Untuk waktu pengujian 30, 45, 60, 75, 90 menit dengan bahan bakar premium saat beban 400 Watt, ditunjukkan pada tabel 4.7 berikut:

Tabel 4.7 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar premium

TORSI PADA BEBAN 400 Watt

400

Gambar 4.9 Grafik Putaran vs torsi pada beban 400 Watt dengan bahan bakar premium

Dari gambar 4.9 dijelaskan bahwa torsi mengalami penurunan, yaitu sebesar 1.1521 N.m hingga 1.1493 N.m

1,149

(58)

Untuk bahan bakar LPG, torsi yang dihasilkan dengan menggunakan beban 400 Watt yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut:

Tabel 4.8 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG

TORSI PADA BEBAN 400 Watt

400

Gambar 4.10 Putaran Vs torsi pada bebab 400 watt dengan mengguanakan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.10 dijelaskan bahwa torsi yang terjadi pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG mengalami penurunan dari 1.5025 N.m pada putaran 2543.6 rpm hingga 1.4937 pada putaran 2558.6 rpm.

Dari gambar 4.9 dan gambar 4.10 diperoleh perbandingan yaitu:

• Pada saat pembebanan 400 Watt, torsi yang paling tinggi terjadi pada saat pengujian dengan bahan bakar LPG, dikarenakan putaran berbanding terbalik dengan torsi. Jika putaran makin besar maka torsi akan semakin kecil.

(59)

Untuk bahan bakar premium dengan beban 800 Watt, torsi yang diperoleh

Untuk waktu pengujian 30, 45, 60, 75, 90 menit dengan bahan bakar premium saat beban 800 Watt, ditunjukkan pada tabel 4.9 berikut:

Tabel 4.9 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar premium

TORSI PADA BEBAN 800 Watt

800

Gambar 4.11 Grafik Putaran Vs torsi pada beban 800 watt dengan mengguanakan bahan bakar premium

2,282

Putaran mesin (rpm)

(60)

Dari gambar 4.11 dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium, torsi yang terjadi adalah 1.1452 N.m pada putaran 3337.2 rpm dan mengalami penurunan hingga 1.1415 N.m 3347.8 rpm

Untuk bahan bakar LPG, torsi dengan beban 800 Watt yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut:

Tabel 4.10 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG

TORSI PADA BEBAN 800 Watt

800

Gambar 4.12 Grafik Putaran Vs torsi pada beban 800 watt dengan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.12 dijelaskan bahwa pada saat mesin mengguanakan bahan bakar LPG torsinya mencapai 3.7237 N.m pada putaran 2057.6 rpm dan 3.6588 pada putaran 2089 rpm.

Dari gambar 4.11 dan gambar 4.12 diperoleh perbandingan sebagai berikut:

(61)

• Torsi pada saat dibebani 800 Watt, pada saat mesin mengguanakan bahan bakar LPG mengalami peningkatan dari saat dibebani 400 Watt, sedangkan pada saat menggunakan bahan bakar premium, torsi mengalami penurunan, dikarenakan makin besar Putaran maka torsi akan semakin kecil atau sebaliknya.

• Torsi pada saat pembebanan 800 Watt, mesin generator Pada saat menggunakan bahan bakar LPG menghasilkan Torsi lebih besar dari pada menggunakan bahan bakar premium

Dengan menggabungkan gambar 4.9 dan gambar 4.11 maka perbandingan torsi pada mesin pada saat mesin menggunkan bahan bakar Premium dapat dilihat pada gambar 4.13.

Gambar 4.13 Grafik putaran vs torsi menggunakan bahan bakar Premium

Dari gambar 4.13 dijelaskan bahwa torsi terbesar pada saat mesin generator menggunakan bahan bakar Premium terjadi pada saat mesin dengan dibebani 800 Watt, karena torsi berbanding terbalik dengan putaran. Semakin besar putaran maka torsi akan semakin kecil dan sebaliknya.

0

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs Torsi menggunakan bahan Bakar

Premium

400 Watt

(62)

Demikian juga pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG, perbandingan torsi ditunjukkan pada gambar 4.14

Gambar 4.14 Grafik Putaran vs Torsi menggunakan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.14 dijelaskan bahwa torsi terbesar pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG terjadi pada saat mesin dibebani 800 watt, karena putaran sewaktu dibebani 800 Watt lebih kecil dari pada saat dibebani 400 Watt

4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik (Specific fuel consumption, Sfc) dari masing–masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

Sfc = �̇��103

��

dimana :Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kW.h)

�̇�= laju aliran bahan bakar (kg/jam)

Besarnya laju aliran massa bahan bahan bakar (��) dihitung dengan persamaan berikut :

1,45

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs Torsi menggunakan bahan Bakar LPG

400 Watt

(63)

�̇�

=

�����10

−3

�� x 3600

dimana :

��� = spesific gravity

�� = Volume bahan bakar yang diuji (dalam hal ini pada saat 15 menit (900

detik) awal, berapa ml komsumsi bahan bakar yang terjadi).

�� = waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji (detik).

Harga ��untuk premium adalah 0.739,sedangkan untuk bahan bakar LPG adalah 0,56. Maka, dapat dihitung dalam percobaan laju aliran bahan bakar dengan memasukkan data-data yang diperoleh dari pengujian.

1. Pengujian tanpa beban

�� = 95 ml

�� = 900 detik

�̇� =0,739.95.10−3

900 x3600

= 0,28082kg / jam

Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar, maka dapat dihitung harga konsumsi bahan bakar spesifiknya (Sfc). Namun akibat tidak adanya daya yang digunakan, makabahan bakar spesifiknya (Sfc) adalah 0. Di bawah ini ditunjukkan tabel pengujian yang dilakukan selama 90 menit tanpa menggunakan beban

2. Pengujian dengan beban 400 Watt

�� = 140 ml

�� = 900 detik

�̇� =0,739.140.10−3

900 x3600

= 0,414kg / jam

(64)

Sfc = 0,414�103

0,4

= 1035 g/kW.jam

Dengan cara yang sama untuk setiap pengujian, maka hasil perhitungan Sfc untuk kondisi waktu 30, 45,60,75, 90 menit dapat dilihat pada tabel 4.11 berikut:

Tabel 4.11 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan bakar premium (Sfc)

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt (Sfc)

400

Gambar 4.15 Grafik Putaran vs sfc dengan beban 400 Watt dengan bahan bakar premium

(65)

Dari gambar 4.15 dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium dan dibebani 400 Watt, sfc berkisar dari 1035 g/kW.h pada putaran 3317 hingga 1007.5 g/kW.h pada putaran 3325.2 rpm.

Untuk pengujian dengan bahan bakar LPG, sfc yang dihasilkan dapat dilihat tabel 4.16 berikut:

Tabel 4.12 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG (Sfc)

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt (Sfc)

400

Gambar 4.16 Grafik Putaran vs sfc pada beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG

268,5

Putaran Mesin (rpm)

(66)

Dari gambar 4.16 dijelaskan bahwa pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG dan dibebani 400 Watt, mengalami naik turun sfc walaupun putaran mengalami kenaikan tanpa adanya penurunan. Pada putaran 2543.6 rpm, sfcnya adalah 27.9978 g/kW.h kemudian pada putaran 2547.2 rpm sfc menurun menjadi 568.998 g/kW.h. pada putaran 2550 rpm sfc naik mencapai 269.988 g/kW.h. Namun nilai sfc turun kembali menjadi 570.49 rpm pada putaran 2553.6 rpm dan naik lagi.

Dari gambar 4.15 dan gambar 4.16 diperoleh perbandingan sebagai berikut:

• Konsumsi bahan bakar dengan menggunakan bahan bakar premium lebih besar dari pengujian dengan menggunakan bahan bakar LPG,

• Konsumsi bahan bakar spesifik (Specific fuel consumption, Sfc) yang terbesar terjadi pada saat menggunakan bahan bakar LPG.

3. Pengujian dengan beban 800 Watt

�� = 191 ml

�� = 900 detik

�̇� =0,739.191.10−3

900 x3600

= 0,564596 kg / jam

Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar, maka dapat dihitung harga konsumsi bahan bakar spesifiknya (Sfc). Dengan menggunakan beban 400 Watt maka,

Sfc = 0,564596�10

3 0,4

= 707,745 g/kWjam

(67)

Tabel 4.13 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan bakar premium (Sfc)

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt (Sfc)

800

Gambar 4.17 Grafik Putaran vs sfc pada beban 800 Watt dengan bahan bakar premium

Dari gambar 4.17 dijelaskan bahwa nilai sfc pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium dan dibebani 800 Watt sfc yang terjadi mengalami penurunan. Dari 705.75 g/kW.h ke 700.375 g/kW.h.

700

(68)

Tabel 4.14 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG (Sfc)

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt (Sfc)

800

Gambar 4.18 Grafik Putaran vs sfc pada beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.18 dijelaskan bahwa mesin pada saat mengguankan bahan bakar LPG dan dibebani 800 Watt, sfc mengalami kenaikan , dari yaitu 150.998 g/kW.h ke 151.67 g/kW.h.

Putaran Mesin (rpm)

(69)

Dari gambar 4.17 dan gambar 4.18 diperoleh perbandingan sebagaiyaitu:

• Pada saat mesin dibebani 800 Watt, sfc terbesar terjadi pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium. Ini menunjukkan bahwa sfc dipengaruhi putaran, semakin besar putaran maka sfc juga semakin besar

Dengan menggabungkan gambar 4.15 dan gambar 4.17 maka perbandingan sfc pada mesin pada saat mesin menggunakan bahan bakar Premium dapat dilihat pada gambar 4.19

Gambar 4.19 Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar Premium

Dari gambar 4.19 dijelaskan bahwa, sfc tertinggi pada saat mesin menggunakan bahan bakar premium terjadi pada saat mesin dibebani dengan 400 watt. Ini dikarenakan sfc berbanding terbalik denga daya. Semakin besar daya mak sfc semakin kecil.

Demikian juga pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG, perbandingan sfc ditunjukkan pada gambar 4.20

0

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs sfc Menggunakan Bahan Bakar Premium

400 Watt

(70)

Gambar 4.20 Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar LPG

Dari gambar 4.20 dijelaskan bahwa sfc tertinggi pada saat mesin menggunakan bahan bakar LPG terjadi pada saat mesin dibebani dengan 400 watt. Dikarenakan semakin besar tegangan maka sfc semakin kecil

4.1.4 Efisiensi Termal Brake

Efisiensi termal brake (brake thermal eficiency,ηb) merupakan

perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata–rata yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar. Efisiensi termal brake dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

��=�̇ .��� . 3600

Dimana :� : Efisiensi termal brake

LHV : nilai kalor bawah bahan bakar (kJ/kg)

Besarnya nilai kalor bawah pembakaran (LHV) bahan bakar premium dapat dihitung dengan persamaan berikut:

LHV = HHV – 3240………(4.1)[Lit. 7]

Putaran Mesin (rpm)

Putaran vs sfc Menggunakan Bahan Bakar LPG

400 Watt

Figur

Tabel 4.3 Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan bahan bakar premium

Tabel 4.3

Hasil pengujian untuk beban 400 Watt dengan bahan bakar premium p.50
Gambar 4. 6 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 800 watt dengan bahan

Gambar 4.

6 Grafik Putaran vs tegangan pada beban 800 watt dengan bahan p.54
Gambar 4.7 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar

Gambar 4.7

Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar p.55
Gambar 4.8 Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar LPG

Gambar 4.8

Grafik Putaran vs Tegangan dengan menggunakan bahan bakar LPG p.56
Tabel 4.7 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar

Tabel 4.7

Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar p.57
Tabel 4.8 Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG

Tabel 4.8

Torsi yang dihasilkan pada beban 400 Watt dengan bahan bakar LPG p.58
Tabel 4.9 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar premium

Tabel 4.9

Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar premium p.59
Tabel 4.10 Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG

Tabel 4.10

Torsi yang dihasil pada beban 800 Watt dengan bahan bakar LPG p.60
Gambar 4.13 Grafik putaran vs torsi menggunakan bahan bakar Premium

Gambar 4.13

Grafik putaran vs torsi menggunakan bahan bakar Premium p.61
Gambar 4.14 Grafik Putaran vs Torsi menggunakan bahan bakar LPG

Gambar 4.14

Grafik Putaran vs Torsi menggunakan bahan bakar LPG p.62
Tabel 4.11 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan

Tabel 4.11

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan p.64
Tabel 4.12 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan

Tabel 4.12

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 400 Watt dengan bahan p.65
Tabel 4.13 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan

Tabel 4.13

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan p.67
Tabel 4.14 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan

Tabel 4.14

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik pada beban 800 Watt dengan bahan p.68
Gambar 4.19 Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar Premium

Gambar 4.19

Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar Premium p.69
Gambar 4.20 Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar LPG

Gambar 4.20

Putaran vs sfc dengan menggunakan bahan bakar LPG p.70
Tabel 4.15 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt dengan bahan bakar

Tabel 4.15

Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt dengan bahan bakar p.71
Gambar 4.21 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt

Gambar 4.21

Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 400 Watt p.72
Tabel 4.17 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan bahan bakar

Tabel 4.17

Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan bahan bakar p.73
Gambar 4.23 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt

Gambar 4.23

Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt p.74
Tabel 4.18 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan bahan bakar

Tabel 4.18

Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan bahan bakar p.75
Gambar 4.25 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake dengan menggunakan

Gambar 4.25

Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake dengan menggunakan p.76
Gambar 4.26 Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake dengan Menggunakan

Gambar 4.26

Grafik Putaran vs Efisiensi Termal Brake dengan Menggunakan p.77
Grafik Emisi Gas Buang

Grafik Emisi

Gas Buang p.78
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin (01-02-2012)

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin (01-02-2012) p.84
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin p.85
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin p.86
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin (02-02-2012)

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin (02-02-2012) p.87
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin p.88
Tabel Data Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin

Tabel Data

Hasil Percobaan untuk Bahan Bakar Bensin p.89

Referensi

Memperbarui...