KAJIAN STUDI PENGARUH JARAK MEDAN MAGNET 2500 GAUSS
DENGAN RUANG BAKAR TERHADAP PERFORMANSI MESIN
OTTO SATU SILINDER DENGAN BAHAN BAKAR PREMIUM
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
BUDI ARI SASMITO SIMATUPANG NIM: 110401003
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
i ABSTRAK
Saat ini sumber energi yang paling banyak digunakan di dunia adalah energi fosil yang berupa bahan bakar minyak. Energi fosil adalah energi yang tidak terbarukan dan akan habis pada beberapa tahun mendatang. Selain karena akan habis, energi fosil juga berdampak negatif terhadap lingkungan. Energi fosil berdampak pada pemanasan global yang menyebabkan perubahan iklim. Penyebab utama hal ini adalah ketidak sempurnaan pembakaran di dalam mesin yang mengurangi kemampuan kerja mesin dan meningkatnya laju konsumsi bahan bakar. Salah satu cara yang saat ini dikembangkan untuk mengatasi hal ini adalah melakukan magnetasi pada saluran bahan bakar. Cara kerjanya dengan memagnetasi bahan bakar premium yang mengalir menuju karburator pada saluran bahan bakar terlebih dahulu dengan menggunakan alat yang memiliki kekuatan magnet. Medan magnet permanen yang cukup kuat pada saluran bahan bakar akan menyebabkan reaksi penolakan antar molekul hidrokarbon sehingga terbentuk jarak yang optimal antar molekul hidrokarbon. Aktifitas molekular yang meningkat akibat medan magnet akan menyebabkan pengelompokan molekular terpecah. Oksigen akan lebih mudah bereaksi dengan masing-masing molekul hidrokarbon yang tidak lagi berada dalam kelompok, sehingga menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Oleh karena itu, penulis melakukan pengujian pada mesin otto berbahan bakar premium dan dengan menggunakan magnet 2500 Gauss untuk mengetahui pengaruh magnetasi terhadap efisiensi termal brake, konsumsi bahan bakar spesifik, torsi, daya, AFR dan emisi gas buang. Prosedur pengujian dengan cara magnet dipasang pada saluran bahan bakar dengan variasi jarak 10 cm, 20 cm dan 30 cm dan hasilnya dibandingkan tanpa menggunakan magnet pada saluran bahan bakar. Dari hasil pengujian yang dilakukan, penggunaan magnet dapat menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik sampai 27,13%, meningkatkan efisiensi thermal brake sampai 21,251 % dan Mengurangi kadar CO sampai 24,1%.
ii ABSTRAK
The current energy source are most widely used in the world is form of fossil fuelsfossil fuels are non renewable and will be exhausted in a few yearsbecause it will run out, fossil fuel also have a negative impact on the environment. fossil energy impact on global warming that causes climate change. inperfections combustion in the engine work and increased the rate of fuel consumption. one of the methods currently develoved is fuel magnetization. the way is works is to magnetize the premium fuel first which flows to the carburetor in its fuel line by using such a tool contains of certain magnetic force. the permanent magnetic field which is strong enough on diamagnetic hydrocarbon molecule will make a rejected reaction among hydrocarbon molecule. the increased molecular activity as a result of the magnetic field will make fragmented molecular grouping. The oxygen will react easier with each of hydrocarbon molecule that is not in the group anymore, hence it produces the more perfect combustion. therefore, the authors tested the otto engine using premium fuel and 2500 gauss magnet.Testing procedures by means of a magnet mounted on the fuel line with a distance variation 10 cm, 20 cm and 30 cm and results compared with no used of magnets on the fuel line. The results tests made use of magnets can reduce specific fuel consumption up to 27,3 %, improve thermal brake efficiency up to 21,251%,and reduce levels CO up to 24,1%.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Skripsi adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan dan memperoleh gelar sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.Adapun judul skripsi yang penulis kerjakan ini adalah “KAJIAN STUDI PENGARUH JARAK MEDAN MAGNET 2500 GAUSS DENGAN RUANG BAKAR TERHADAP PERFORMANSI
MESIN OTTO SATU SILINDER DENGAN BAHAN BAKAR PREMIUM”.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada Pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingannya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan yaitu:
1. Allah SWT, untuk kesehatan jasmani dan rohani sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan baik.
2. Orang tua dan keluarga besar, Ayahanda Sobar Simatupang dan Ibunda Emmi
Ritonga yang telah memberikan dukungan dan doa, semangat juga materi kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri , selaku Ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahril Gultom , MT selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam menyusun skripsi ini.
5. Bapak/Ibu staff pengajar di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
iv 7. Bengkel SEHAT yang bersedia meminjamkan alat uji dalam penyusunan
skripsi ini.
8. BBLK (Balai Besar Latihan Kerja) Medan, yang bersedia membantu peminjaman alat uji dalam penyusunan skripsi ini.
9. Saudaraku yang tercinta, Wahyu Oloan Simatupang, Rahmat Soehedi Simatupang, Tia Indah Sari Simatupang yang telah memberikan dukungan doa, materi dan semangat kepada penulis selama pengerjaan tugas akhir ini. 10.Teman-teman Asisten Laboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik
Mesin, Universitas Sumatera Utara, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan masukan serta semangat kepada penulis.
11.Teman-teman stambuk 2011 dan seluruh pihak yang telah banyak membantu dalam Skripsi ini.
Akhir kata, semoga ALLAH SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu penulis. Penulis mengaharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar laporan ini menjadi lebih baik dan bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya.
Medan, Juli 2015 Hormat kami,
Penulis
1.3Tujuan Penelitian ... 4
1.3.1Tujuan Umum ... 4
1.3.2Tujuan Khusus ... 4
1.4Manfaat Penelitian ... 4
1.5Metodologi Penulisan ... 5
1.6Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Motor Bakar ... 7
2.2Klasifikasi Motor Bakar ... 7
2.3Sistem Kerja Motor Bakar ... 9
2.3.1Motor Bensin 4 langkah ... 10
2.3.2Performansi Motor Bakar ... 11
2.4Nilai Kalor Bahan Bakar ... 15
2.5Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ... 16
2.6Bahan Bakar Bensin ... 17
vi
2.7.1Asal Kemagnetan ... 18
2.7.2Teori Kemagnetan Bumi ... 19
2.7.3Medan Magnet ... 19
2.7.4Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik ... 20
2.7.5Elektromagnet ... 21
2.8Efek Magnetasi Pada Bahan Bakar Premium ... 21
2.8.1Reaktifitas Molekul ... 21
2.8.2Prinsip Kerja Magnet Pada Saluran Bahan Bakar ... 22
2.9Emisi Gas Buang ... 23
2.9.1Sumber ... 23
2.9.2Komposisi Kimia ... 23
2.9.3Bahan Penyusun ... 23
BAB III METODE PENELITIAN 3.1Tempat dan Waktu ... 26
3.2Bahan dan Peralatan ... 26
3.2.1Alat ... 26
3.2.2Bahan ... 31
3.3Metode Pengumpulan Data ... 32
3.4Metode Pengolahan Data ... 32
3.5Pengamatan Dan Tahap Pengujian ... 32
3.6Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar... 34
3.7Prosedur Pengujian performansi mesin otto ... 35
3.8Prosedur Pengujian AFR dan emisi gas buang ... 41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Data Hasil Penelitian ... 43
4.1.1 Hasil pengujian tanpa magnet ... 43
4.1.2 Hasil pengujian menggunakan magnet jarak 10 cm ... 44
4.1.3 Hasil pengujian menggunakan magnet jarak 20 cm ... 44
vii
4.1.5 Spesifikasi data alat dan bahan pengujian... 48
4.2Pengujian Performansi Mesin ... 49
4.2.1Final Ratio ... 50
4.2.2Torsi ... 51
4.2.3Daya ... 55
4.2.4Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 50
4.2.5Efisiensi Thermal Brake ... 63
4.2.6Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ... 66
4.2.7Pengujian Emisi Gas Buang ... 68
4.2.8Discussion ... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 70
5.2Saran ... 71
DAFTAR PUSTAKA ... xiii
viii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram P – V siklus otto ideal ... 9
Gambar 2.2 langkah kerja motor bensin 4 langkah ... 11
Gambar 2.3 Pengaruh magnet terhadap bahan bakar ... 22
Gambar 3.1 Sepeda Motor Honda Supra X 125 Helm In ... 26
Gambar 3.2 Magnet ... 27
Gambar 3.3 Tachometer ... 28
Gambar 3.4 Tools ... 29
Gambar 3.5 Stopwatch ... 29
Gambar 3.6 Gelas ukur ... 29
Gambar 3.7 Timbangan Digital ... 30
Gambar 3.8 Timbangan Pegas ... 30
Gambar 3.9 Selang Bahan Bakar ... 30
Gambar 3.10 Pengatur bukaan Trottle ... 31
Gambar 3.11 Pengukur konsumsi bahan bakar ... 31
Gambar 3.12 Bensin Murni ... 32
Gambar 3.13 Diagram alir penelitian ... 33
Gambar 3.14 Diagram Alir prosedur pengujian Performansi mesin ... 40
Gambar 3.15 Diagaram Alir Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 43
ix Gambar 4.2 Grafik Daya Vs Putaran sebelum dan sesudah
magnetasi bahan bakar ... 54
Gambar 4.3 Grafik Sfc Vs Putaran sebelum dan sesudah Magnetasi ... 57
Gambar 4.4 Grafik Efisiensi Thermal Vs Putaran Tanpa dan
dengan magnetasi ... 60
Gambar 4.5 Grafik perbandingan AFR Vs Putaran Tanpa dan dengan
Magnetasi ... 63
x DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi premium... 18
Tabel 4.1 Data hasil pengujian tanpa magnet ... 43
Tabel 4.2 Data hasil pengujian menggunakan magnet jarak 10 cm... 44
Tabel 4.3 Data hasil pengujian menggunakan magnet jarak 20 cm... 44
Tabel 4.4 Data hasil pengujian menggunakan magnet jarak 30 cm... 45
Tabel 4.5 Hasil pengujian nilai kalor bahan bakar premium ... 46
Table 4.6 Massa tarik rata-rata pada pengujian tanpa penggunaan magnet... 49
Table 4.7 Torsi mesin hasil perhitungan ... 50
Table 4.8 Daya mesin hasil perhitungan ... 53
Table 4.9 Konsumsi bahan bakar spesifik hasil perhitungan ... 56
Tabel 4.10 Nilai efisiensi thermal brake hasil perhitungan ... 59
Table 4.11 Data hasil pengujian AFR ... 61
xi DAFTAR NOTASI
Lambang Keterangan Satuan
Laju massa udara dalam silinder Kg/jam
Laju aliran bahan bakar Kg/jam
AFR Rasio campuran bahan bakar dan udara
B Diameter silinder mm
CV Nilai Kalor Kj/Kg
F Gaya N
G Gaya gravitasi m/s2
HHV Nilai kalor atas Kj/Kg
LHV Nilai kalor bawah Kj/Kg
ma massa aliran udara per siklus Kg/cyl-cycle
n putaran rpm
PB Daya W
Pi Tekanan udara masuk ruang bakar kpa
rc Rasio kompresi
S Panjang langkah mm
Sfc Konsumsi bahan bakar spesifik g/W.jam
t waktu jam
T Torsi N.m
Vc Volume sisa m3
Vd Volume langkah m3
