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
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.
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.
9. Seluruh mahasiswa Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Terkhususnya kawan-kawan stambuk 2007. Juga untuk
senior stambuk 2005, antaralain: Dicky Waldi Parlintongan Nababan,
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,
Jefferson Sitorus
DAFTAR ISI
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
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 ... 354.1.2. 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
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
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
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
bahan bakar LPG ... 64
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
Tabel 4.18 Efisiensi Termal Brake (ηb) pada beban 800 Watt dengan Bahan
Bakar LPG ... 62
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
O2 Persentase oksigen dalam bahan bakar
𝑃𝐵 Daya Torsi Watt
𝜌𝑎 Kerapatan udara kg/𝑚3
S Persentase sulfur dalam bahan bakar
Sfc Konsumsi bahan bakar spesifik g/kW.h
t Interval waktu pengukuran konsumsi bahan
