KAJIAN EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN PERFORMANSI MESIN OTTO BAHAN BAKAR PREMIUM DENGAN BAHAN BAKAR LPG

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.

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,

(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,

Jefferson Sitorus

(5)

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

(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

bahan bakar LPG ... 64

(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

Bakar LPG ... 62

(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

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

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...