PENGARUH BERAT RODA GILA (FLYWHEEL) TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA MOTOR DIESEL STASIONER SATU SILINDER

6

PENGARUH BERAT RODA GILA (FLYWHEEL) TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA MOTOR DIESEL STASIONER SATU SILINDER

Edy Susilo Widodo

Sfaf Pengajar, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Surakarta (UNSA)

Jl. Raya Palur Km. 5, Surakarta - 57772 E-mail: edyunsa@yahoo.com

Tujuan penelitian dan pengujian ini adalah untuk menganalisa pengaruh penambahan berat roda gila (flywheel) pada motor Diesel stasioner satu silinder terhadap kinerja mesin, sehingga dapat diketahui bagaimanakah hasil perbandingan konsumsi bahan bakarnya.

Pada penelitian ini akan di cari seberapa besar pengaruh dari penambahan berat pada roda gila (flywheel) terhadap jumlah konsumsi bahan bakarnya. Penurunan volume bahan bakar pada gelas ukur (t/10ml) akan diamati setiap detiknya pada putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali pada setiap rpm agar mendapatkan hasil yang maksimal.

Dari hasil penelitian dan pengujian penambahan berat pada roda gilayang dilakukan pada semua putaran (rpm). Pemakaian konsumsi bahan bakar cenderung menurun seiring bertambahnya berat pada roda gila, di mana penurunan konsumsi bahan bakar terjadi pada berat roda gila 15,5 kg dan 19 kg, sedangkan kenaikan konsumsi bahan bakar terjadi pada berat roda gila 22,5 kg.

Kata Kunci : Berat Roda Gila, Konsumsi Bahan Bakar, Putaran Mesin

I. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi di dunia otomotif khususnya pada teknologi motor

bakar, sangat berpengaruh pada

perkembangan industri. Seluruh industri otomotif dalam negeri maupun luar negeri saling berlomba-lomba untuk meningkatkan kualitas dari hasil produksinya. Begitu pula pada produksi motor bakar, banyak sekali berbagai macam merek dan tipe motor bakar dengan kualitas dan teknologi yang berbeda-beda. Pada teknologi motor bakar kita sering menjumpai atau melihat mesin-mesin baru yang berteknologi tinggi dimana-mana. Tetapi pada dasarnya mesin-mesin tersebut tetap sama yaitu bertumpu pada teknologi motor bakar.

Sudah banyak macam cara dan ide

kreatif dilakukan untuk meningkatkan

teknologi motor bakar. Dari memodifikasi

hingga penelitian-penelitian telah

dilakukan.Perkembangan teknologi tersebut dari waktu ke waktu terus mengalami perkembangan. Hal ini tentu saja tak lepas dari peran para pakar teknologi yang telah

bekerja tanpa mengenal lelah dalam

menciptakan dan menyempurnakan

temuan-temuan yang diperoleh.Sedemikian

pentingnya peranan motor bakar dalam menopang urat nadi kehidupan, khususnya

dalam bidang otomotif atau transportasi. Sebagai mahasiswa otomotif sudah tugas kita

untuk ikut serta dalam menciptakan

penemuan-penemuan baru yang nantinya dapat meningkatkan dan menyempurnakan teknologi motor bakar tersebut.

Pada motor Diesel satu silinder terdiri dari beberapa macam komponen, salah satunya roda gila (flywheel). Membahas tentangroda gila, selain fungsinya menyimpan tenaga dan menyeragamkan putaran poros engkol, roda gila juga berfungsi membantu

memutarkan poros engkol pada awal

penyalaan (start). Pada umumnya dari pabrikan berat roda gila sudah ditentukan sesuai spesifikasi engine yang diproduksi. Namun, bila kita teliti lebih lanjut dengan merubah spesifikasi padaroda gila, tentunya akan berpengaruh pula terhadap performa mesin (engine) khususnya pada konsumsi bahan bakarnya. Pengaruh berat pada roda gila terhadap pemakaian jumlah bahan bakar akan dihitung dengan prosedur penelitian tiap satuan waktu. Hasil analisa penelitian akan

dikaji lebih lanjut dengan membuat

perbandinganya (grafik perbandingan).

Adapaun tujuan penelitian dan

pengujian ini adalah untuk menganalisa

pengaruh penambahan berat roda gila

7

silinder terhadap kinerja mesin, sehingga

dapat diketahui bagaimanakah hasil

perbandingan konsumsi bahan bakarnya. II. KERANGKA TEORITIS

Menurut Arismunandar (1988),

motor bakar torak terbagi menjadi dua jenis utama yaitu motor bensin (OTO) dan motor Diesel.Perbedaanya yang utama terletak pada sistem penyalaanya, pada motor bensin bahan bakar dinyalakan oleh loncatan api listrik di antara kedua elektroda busi, sedangkan pada motor Diesel terjadi proses penyalaan sendiri yaitu karena bahan bakar disemprotkan ke

dalam silinder berisi udara yang

bertemperatur dan bertekanan tinggi. Bahan bakar itu terbakar sendiri oleh udara yang

mengandung 21% volume O2, setelah

temperatur campuran itu melampaui

temperatur nyala bahan bakar.

Menurut Murni(2012), viskositas bahan bakar solar akan menurun dengan

meningkatnya temperataur bahan bakar

tersebut. Setelah dilakukan pemanasan bahan bakar solar sebelum pompa nosel ternyata akan mempengaruhi konsumsi bahan bakar, efisiensi dan bahan bakar spesifik mesin Diesel. Temperatur yang idial untuk mesin Diesel dong feng satu silinder putaran konstan yang mengunakan bahan bakar solar adalah

pada temperatur 60oC, dimana pada

temperatur ini mesin Diesel mempunyai efisiensi 30%, bahan bakar spesifiknya 28% dan konsumsi bahan bakarnya lebih rendah 4 % bila dibandingkan dengan bahan bakar yang tidak dipanasi (30oC).

Menurut R.S. Khurmi (20050,

sebuah roda gila digunakan dalam mesin berfungsi sebagai reservoir yang dapat menyimpan energi selama periode ketika pasokan energy berlebih dan disalurkan kembali selama periode ketika kebutuhan energi dari pasokan dibutuhkan. Selama kompresi dalam kasus mesin dua langkah, kelebihan energi yang dikembangkan selama langkah daya yang diserap olehroda giladan disalurkan keporos engkol selama siklus kerja,

dandi mana tidak ada energi yang

dikembangkan, sehingga memutar poros engkol pada kecepatan seragam. Sedikit, pertimbangan akan menunjukkan bahwa ketika roda gila menyerap energi, kecepata nmeningkatdan ketik aia melepaskan, akan terjadi penurunan kecepatan. Karena roda gila tidak menjaga kecepatan konstan, hanya saja

mengurangi fluktuasi kecepatan dalam mesin. Sebagaimana dibahas di atas, roda gila tidak mempertahankan kecepatan konstan. Ini hanya mengurangi fluktuasi kecepatan. Dengan kata lain roda gila mengontrol variasi kecepatan yang disebabkan oleh fluktuasi saat memutar mesin selama setiap siklus kerja. Ini tidak mengendalikan variasi kecepatan yang disebabkan oleh beban yang bervariasi.

Perbedaan antara maksimal dan minimal kecepatan selama siklus ini disebut

fluktuasi maksimum kecepatan. Rasio

maksimal fluktuasi kecepatan untuk kecepatan berarti disebut koefisien fluktuasi kecepatan. Energi fluktuasi dapat ditentukan oleh momen putaran untuk satu siklus kerja, ketika sudut engkol mencapai 90o dan saat kembali lagi ke nol, sudut engkolnya adalah 180o.Hal ini

ditunjukkanoleh kurvaabcyaitu diagram

momen keluaran sudut engkol, lalu kurva cde adalah diagram momen masuk sudut engkol dan agak mirip dengan kurva abc. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Diagram Momen Sudut Engkol

Sumber : R.S. Khurmi (2005). Machine Design.

hal 778

Pemakaian bahan bakar spesifik secara efektif, untuk mencari nilai efektif bahan bakar dipakai persamaan dibawah ini :

= (Wiranto. 1988. Penggerak Mula Motor Bakar)

Keterangan :

Be = Pemakaian bahan bakar spesifik efektif (kg/jam)

Ne = Daya efektif (PS)

Gf = Jumlah bahan bakar yang diperlukan (kg/jam)

Sedangkan untuk rumus

pemakain konsumsi bahan bakar dapat dihitung berdasarkan volume bahan bakar dibagi dengan waktu pemakaian.

= × × 3600(Wiranto. 1988.

8

Keterangan :

B = Pemakaian konsumsi bahan bakar (kg/jam)

v = Volume bahan bakar yang digunakan (ml)

t = Waktu pemakaian bahan bakar (detik) ρ = Massa jenis bahan bakar (kg/m3)

Dimana massa jenis solar pada suhu 15o C minimalnya 815 kg/m3 dan

maksimalnya 870 kg/m3 (Metode Uji ASTM D-1298 / D-4737).

Sumber :http://www.cakrawalaoil.com III. METODE PENELITIAN

Pada penelitian ini, metode yang

digunakan adalah metode

eksperimen.Eksperimen adalah percobaan,

yang dilakukan dengan mengadakan

pengetesan pada obyek penelitian, serta dengan adanya kontrol yang berdasarkan kepentingan dan hasil dari penelitian tersebut. Pada penelitian ini akan di cari seberapa besar pengaruh dari penambahan berat pada roda gila (flywheel) terhadap jumlah konsumsi bahan bakarnya. Penurunan volume bahan bakar pada gelas ukur (t/10 ml) akan diamati setiap detiknya pada putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali pada setiap rpm agar mendapatkan hasil yang maksimal.

Variabel penelitian adalah obyek penelitian, atau konteks yang menjadi titik perhatian suatu penelitian. Di dalam suatu variabel terdapat satu atau lebihgejala yang akan timbul, dan mungkin pula terdiri dari beberapa aspek atau unsur-unsur sebagai bagian yang tidak dapat terpisahkan. Oleh sebap itu, untuk mempermudah penelitian ini

berlanmgsung, maka harus ditentukan

beberapa data yang diperlukan.

Variabel bebas adalah kumpulan dari beberapa gejala yang mempunyai aspek atau

unsur yang dapat mempengaruhi atau

menentukan munculnya variabel lain yang disebut variabel terikat. Variabel terikat ini tidak mempengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidak adanya variabel lain. Sehingga jika tidak ada variabel bebas, maka tidak ada variabel terikat.Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah :

1. Variasi putaran motor (1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm)

2. Berat roda gila (flywheel)

Variabel terikat adalah kumpulan beberapa masalah yang memiliki aspek dan

unsur didalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan dengan kondisi lain yang disebut variabel bebas. Oleh sebap itu ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada tidaknya variabel bebas.Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah :

1. Daya motor (8 HP)

2. Konsumsi bahan bakar (t/10ml) 3. Proses penurunan suhu motor Diesel

Variabel kontrol adalah variabel yang

dapat mempengaruhi suatu hasil dari

penelitian, tetapi tidak termasuk kedalam

pembahasan penelitian.Adapun variabel

kontrolnya adalah alat-alat yang digunakan untuk mendapatkan hasil dalam proses penelitian ini, yaitu :

1. Mesin Diesel Chang Shen dalam kondisi baru dan siap uji

2. Bahan bakar yang digunakan adalah solar 3. Alat-alat ukur penunjang penelitian

Gambar 2. Rancangan Pengujian Pada rancangan pengujian di atas, dapat dilihat bahwa motor Diesel diletakkan pada stand engine dan diberi penahan getaran berupa ban mobil bekas. Proses penambahan berat dipasang menempel pada roda gila kemudian dikunci dengan baut agar tidak goyang, sebelum motor Diesel dihidupkan putaran pada roda gila dikontrol terlebih

9

dahulu keseimbanganya, senhingga ketika motor Diesel dihidupkan roda gila dapat berputar dengan seimbang (balance). Bahan bakar pada gelas ukur ditempatkan pada stand beban kemudian disalurkan dengan selang bahan bakar ke motor Diesel.

Gambar 3. Flow Chart

Skema diagram penelitian diatas menunjukkan bahwa cara penulis meneliti pengujian ini berlangsung, sehingga penulis dapat mendapatkan hasil data yang akurat sesuai yang diinginkan, agar dapat menjawab rasa ingin tahu yang dihadapi penulis.

Pengujian ini bertujuan mencari dan

membandingkan pengaruh berat roda gila standar dengan roda gila yang di beri penambah berat berupa plat besi. Pengujian ini menggunakan variasi putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm. Setiap pengujian akan dilakukan sebanyak tiga kali guna mendapatkan hasil yang maksimal. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil pengujian pengaruh berat roda gila (flywheel) terhadap konsumsi bahan bakar pada motor Diesel stasioner satu silinder, maka dapat diketahui waktu rata-rata yang digunakan untuk menghabiskan 10 ml bahan bakar, dengan variasi berat roda gila 12 kg (standar), 15,5 kg, 19 kg dan 22,5 kg pada putaran 1500 rpm, 2000 rpm dan 2500 rpm. Kemudiandari data waktu rata-rata pemakaian konsumsi bahan bakar (t/10ml),akan diolah kembali sehingga dapat diketahui jumlah rata-rata pemakaian konsumsi bahan bakarnya (kg/jam).

Gambar 4. Tabel Pemakaian Konsumsi Bahan Bakar (kg/jam)

Untuk menganalisa pengaruh berat roda gila (flywheel) terhadap konsumsi bahan bakar pada motor Diesel stasioner satu silinder, dengan variasi berat roda gila 12 kg (standar), 15,5 kg, 19 kg dan 22,5 kg pada putaran 1500 rpm, 2000 rpm dan 2500 rpm secara jelas, akan digunakan grafik gabungan sebagai berikut :

Gambar 5. Grafik Pemakaian Konsumsi Bahan Bakar (kg/jam)

Dari gambar 5. grafik konsumsi bahan bakar menunjukkan bahwa, pada putaran 1500 rpm, 2000 rmp dan 2500 rpm terjadi penurunan pemakaian konsumsi bahan bakar, yaitu pada berat roda gila 15,5 kg dan 19 kg. Kemudian terjadi kenaikan pemakaian konsumsi bahan bakar pada berat roda gila 22,5 kg.

Dari hasil tersebut dapat

disimpulkan bahwa, untuk penambahan berat roda gila di atas 12 kg (standar), pemakaian konsumsi bahan bakar cenderung menurun pada semua putaran mesin, yaitu pada berat roda gila 15,5 kg dan 19 kg. Dan kemudian terjadi kenaikan pemakaian konsumsi bahan bakar pada berat roda gila 22,5 kg. Kenaikan

konsumsi bahan bakar yang terjadi

dikarenakan oleh penambahan berat pada roda

gila yang terlalu besar, sehingga

menyebabkan putaran pada roda gila menjadi terlalu berat dan mempengaruhi konsumsi bahan bakar pada motor Diesel. Akan tetapi pada dasarnya konsumsi bahan bakar akan naik seiring bertambahnya putaran pada motor Diesel atau bisa dikatakan semakin cepat

12 kg 15,5 kg 19 kg 22,5 kg 1500 rpm 0,172 0,168 0,164 0,17 2000 rpm 0,242 0,237 0,233 0,24 2500 rpm 0,316 0,304 0,298 0,31 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,270,3 0,33 0,36 K o n su m si B ah an B ak ar ( k g/ jam )

10

putaran mesin semakin banyak pula konsumsi bahan bakarnya.

V. PENUTUP

Dari hasil penelitian dan pengujian penambahan berat pada roda gilayang

dilakukan pada semua putaran (rpm).

Pemakaian konsumsi bahan bakar cenderung menurun seiring bertambahnya berat pada roda gila, di mana penurunan konsumsi bahan bakar terjadi pada berat roda gila 15,5 kg dan 19 kg, sedangkan kenaikan konsumsi bahan bakar terjadi pada berat roda gila 22,5 kg. Dari pembahasan di atas maka dapat disimpulkan, bahwa :

1. Konsumsi bahan bakar cenderung menurun pada berat roda gila 15,5 kg dan 19 kg pada semua putaran mesin (rpm).

2. Kenaikan konsumsi bahan bakar terjadi pada berat roda gila 22,5 kg pada semua putaran motor (rpm).

3. Kenaikan konsumsi bahan bakar yang terjadi pada berat roda gila 22,5 kg masih di bawah volume rata-rata konsumsi bahan bakar pada berat roda gila 12 kg (standar).

DAFTAR PUSTAKA

1. Abdul Aziz, Achmad. (1990). “Dinamika

Teknik 1 ”. Surabaya, Fakultas

TeknologiIndustriJurusan Teknik Mesin, ITS.

2. Arismunandar, Wiranto. (1988).

“Penggerak Mula Motor Bakar Torak “, Bandung, Penerbit ITB.

3. Arismunandar, Wiranto; Tsuda, Koichi. (2002). “Motor Diesel Putaran Tinggi”, Jakarta, Pradya Paramita.

4. J. Mans, Trommel. (1991). “Mesin Diesel”, Jakarta, PenerbitPT. Rosda Jayaputra.

5. Murni, Moch (2012), “Pengaruh

Temperatur Solar Terhadap Performa Mesin DieselDireck Injection Putaran

Konstan“, Semarang, Universitas

Diponegoro.

6. Rozaqi, Fajar. (2012),” Perbaikan Dan Modifikasi Mesin Diesel 1 Silinder UntukEngineTestkomposisi bahan Bakar B0, B5, B10, Dan B15 ”, Semarang, Universitas Diponegoro.

7. Khurmi R. S. dan Gupta. J.K.(2005). “A text Book of Machine Design”.India, Chand (S.) & Co. Ltd.New Dehli. http://www.cakrawalaoil.com