i
KAJIAN STUDI PENGARUH PENGGUNAAN BLOWER 650
WATT SEBAGAI SUPERCHARGER ELEKTRIK TERHADAP
PERFORMANSI MESIN OTTO EFI KAPASITAS 125 CC
BERBAHAN BAKAR CAMPURAN PERAMAX DAN
ETANOL96
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
i Abstrak
Berbagai macam peningkatan efisiensi untuk motor bakar sudah dilakukan, namun belum semua pengembangan dilakukan pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor padahal penggunaan sepeda motor sudah sangat banyaklebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi.Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Supercharger elektrik biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya pun dinilai lebih gampang karena tak banyak lagi modifikasi. Pada penelitian ini dilakukan 4 pengujian yaitu uji performansi, pemakaian bahan bakar spesifik, emisi gas buang dan uji nilai kalor bahan bakar. Dengan pengujian torsi memiliki ketidakpastian ±1,633% dan analisa perhitungan daya yaitu sebesar ±4,775%. Dari hasil pengujian didapat bahwa penggunaan blower sebagai supercharger elektrik dapat meningkatkan torsi, daya, efisiensi dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik.
Kata kunci : Mesin Otto EFI, Supercharger Elektrik, Performansi Mesin Otto
Abstract
There are many development for engine efficiency that had been done, but not every development is done for little capacity engine for example motorcycle engine althought the used of motorcycle engine is much more than truck, bus or conventional car. A supercharger used air at atmosphere pressure to increase the density of air that enters the combustion chamber. Electric supercharger have less cost tahn the mechanical version that rotated by drive belt from the engine rotation. The application is also easier
because do not have to do many modification. In this study there are 4 test that is performance test, Spesific fuel consumption test, emision test, and fuel heating value test with the uncertainty analysis of torque is ±1,663% and power calculation is ±4,775%. From the test and study the result is the use of blower for electric supercharger can increase the torque, power, brake therman efficiency and lower the spesific consumption of fuel.
Keywords: Otto engine, Electric Supercharger, performance of otto engine
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi
ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk
mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu “Kajian
Performansi Pengaruh Penggunaan Blower 650 Watt Sebagai Supercharger Elektrik Terhadap Performansi Mesin Otto Efi Kapasitas 125 Cc Berbahan Bakar Campuran Pertamax Dan Etanol96”
Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi oleh
penulis. Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada
dosen pembimbing Bapak Ir. Abdul Halim Nasution, Msc , yang telah bersedia
meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan membimbing serta
sumbangan pikiran bagi penulisan skripsi ini.
Selama penulisan skripsi ini, penulis juga mendapat banyak bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua penulis, Ayahanda A. Ginting dan Ibunda A.br Surbakti,
yang telah memberikan dukungan doa, dana dan semangat serta memberikan
kesempatan kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan di Fakultas
Teknik USU.
2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik USU.
3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU.
4. Saudaraku yang tercinta, kakak Viona Isabella Ginting, Adik Haga Christian
Ginting dan Alvito Ibralova Ginting untuk doa-doa, dana semangat dan
dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Teman-teman seperjuangan saya dalam mengerjakan skripsi ini Sido, Yandri
yang selalu bersama dalam berbagai keadaan suka maupun duka.
6. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2009 juga teman-
teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani
dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis
7. Teman-teman Tim Horas USU yang sama-sama berjuang dalam pengerjaan
mobil mesin USU.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna,oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi
penyempurnaan dimasa mendatang.
Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...i
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xii
BAB 1 PENDAHULUAN
2.3.1 Prinsip Kerja Motor Bakar Empat Langkah ... 10
2.3.2 Parameter Prestasi Motor Bakar Empat Langkah ... 12
2.3.3 Performansi Mesin Otto ... 14
2.3.4 Teori Pembakaran ... 17
2.3.5 Nilai Kalor Bahan Bakar... 18
2.4 Emisi Gas Buang ... 19
2.4.1 Komposisi Kimia ... 19
2.4.2 Komposisi Emisi Gas Buang ... 19
2.5 Bahan Bakar Etanol... 22
2.5 Ketidakpastian Pengukuran ... 22
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Dan Tempat ... 24
3.2 Alat Dan Bahan ... 26
3.2.1 Alat ... 26
3.2.2 Bahan ... 35
3.3 Metode Pengumpulan Data ... 37
3.4 Metode Pengolahan Data ... 37
3.5 Pengamatan Dan Tahap Pengujian ... 37
3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto ... 37
3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 41
3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 43
3.9 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 45
BAB 4 HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN 4.1 Pengujian Performansi Mesin Otto ... 48
4.1.1 Torsi ... 48
4.1.2 Daya ... 58
4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 68
4.1.4 Efisiensi Thermal Brake... 77
4.2 Pengujian Emisi Gas Buang ... 86
4.2.1 Emisi Gas Buang sebelum menggunakan Blower ... 87
4.2.2 Emisi Gas Buang setelah menggunakan Blower ... 88
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 91
5.2 Saran ... 92
DAFTAR PUSTAKA ... xiii
LAMPIRAN ... xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Supercharger ... 7
Gambar 2.2 Diagram P-v siklus otto ... 10
Gambar 2.3 Diagram T-S siklus otto ... 11
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Motor 4 (empat) Langkah ... 12
Gambar 2.5 Diagram Alir Prestasi Mesin ... 13
Gambar 2.6 Skema Torsi ... 15
Gambar 3.1 Pengujian emisi gas buang kendaraan ... 24
Gambar 3.2 Pengujian Torsi Mesin... 24
Gambar 3.3 Pengujian pemakaian bahan bakar ... 25
Gambar 3.4 Bom Kalorimeter... 25
Gambar 3.5 Sepeda Motor Honda SupraX125 PGMFI ... 26
Gambar 3.6 Blower ... 27
Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang kendaraan ... 28
Gambar 3.8 HiDS HD-30 ... 29
Gambar 3.9 Tools ... 31
Gambar 3.10 Buret ... 31
Gambar 3.11 Stop Watch ... 32
Gambar 3.12 Tabung bertekanan dengan regulator ... 32
Gambar 3.13 Timbangan Digital ... 33
Gambar 3.14 Timbangan Pegas ... 33
Gambar 3.15 Pipa Besi ... 34
Gambar 3.16 Pengatur bukaan throttle ... 34
Gambar 3.17 Pertamax 92 ... 35
Gambar 3.18 Etanol 96% ... 36
Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin ... 40
Gambar 3.20 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ... 42
Gambar 3.21 Diagram alir prosedur pengujian pemakaian bahan bakar ... 47
Gambar 4.1 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat tidak menggunakan blower .. 53
Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran saat tidak menggunakan blower... 61
Gambar 4.3 Grafik Daya vs Putaran saat menggunakan blower ... 64
Gambar 4.4 Perbandingan Grafik Daya vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ... 65
Gambar 4.5 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat menggunakan blower ... 67
Gambar 4.6 Perbandingan Grafik Torsi Vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ... 67
Gambar 4.7 Grafik Sfc vs Putaran tanpa menggunakan blower ... 72
Gambar 4.8 Grafik Sfc vs Putaran saat menggunakan blower ... 75
Gambar 4.9 Perbandingan Grafik Sfc vs Putaran tanpa dan dengan menggunakan blower ... 76
Gambar 4.10 Grafik
η
b Vs Putaran tanpa menggunakan blower ... 81Gambar 4.11 Grafik
η
b Vs Putaran dengan menggunakan blower... 84Gambar 4.12 Perbandingan Grafik
η
b Vs Putaran tanpa dan dengan menggunakan blower ... 85Gambar 4.13 Perbandingan Grafik
volume CO
Vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ... 89Gambar 4.14 Perbandingan Grafik
Volume CO
2 Vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ... 89Gambar 4.15 Perbandingan Grafik
volume HC
Vs Putaran sebelum dan saatmenggunakan blower ... 90
Gambar 4.16 Perbandingan Grafik
O
2 Vs Putaran sebelum dan saatmenggunakan blower ... 90
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Perubahan daya yang dihasilkan mesin ... 66
Tabel 4.2 Perhitungan Torsi mesin dengan menggunakan blower ... 66
Tabel 4.3 Peningkatan Torsi ... 68
Tabel 4.4 Hasil pengujian mf bahan bakar sebelum menggunakan blower ... 69
Tabel 4.5 Hasil pengujian mf bahan bakar saat menggunakan blower ... 72
Tabel 4.6 Perubahan Nilai pemakaian bahan bakar spesifik ... 77
Tabel 4.7 Perubahab efisiensi thermal brake... 86
Tabel 4.8 Emisi Bahan Bakar sebelum menggunakan blower ... 87
Tabel 4.9 Emisi Bahan Bakar saat menggunakan blower ... 88
DAFTAR NOTASI
Lambang Keterangan
ṁ𝑓𝑓 Laju Aliran Bahan Bakar Kg/jam
HHV Nilai Kalor Kj/Kg
