commit to user
PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR
DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER
BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR
TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC
PADA MESIN TOYOTA KIJANG
SKRIPSI
Oleh :
FEBRYAN ALFIANTO NUGROHO
K2508007
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
commit to user
iii
PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR
DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER
BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR
TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC
PADA MESIN TOYOTA KIJANG
Oleh:
Febryan Alfianto Nugroho
K2508007
Skripsi
diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
commit to user
commit to user
vi
ABSTRAK
Febryan Alfianto Nugroho. PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC PADA MESIN TOYOTA
KIJANG. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas
Maret Surakarta. Februari 2013.
Tujuan penelitian ini adalah 1) Mengetahui pengaruh penggunaan elektroliser air terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang, 2) Mengetahui pengaruh pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam upper tank radiator terhadap terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang, 3) Mengetahui pengaruh penggunaan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam upper tank radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental. Sampel penelitian adalah mobil Toyota Kijang tahun 1989 bernomor mesin 7855290. Teknik pengambilan sampel menggunakan teknik random sampling. Metode pengumpulan data menggunakan metode eksperimen. Variabel bebas penelitian ini adalah penggunaan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar dengan variasi sirip pada pipa kapiler tembaga yang terdiri dari pipa kapiler tembaga tanpa sirip, pipa kapiler tembaga bersirip dengan jarak antar siri 10 mm, 20 mm, 30 mm. Analisis data dalam penelitian ini menggunakan metode deskriptif komparatif.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: 1) Ada penurunan penggunaan elektroliser air terhadap gas CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. Penurunan emisi gas buang CO sebesar 0,84 % volume atau sebesar 28 % dan emisi gas buang HC sebesar 24,334 ppm volume atau 13 %, 2) Ada penurunan pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam uppertank radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. Penurunan emisi gas buang CO sebesar 2,54 % volume atau sebesar 85 % dan emisi gas buang HC sebesar 139,667 ppm volume atau sebesar 72 %, 3) Ada penurunan penggunaan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam uppertank radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. Penurunan emisi gas buang CO sebesar 2,648 % volume atau sebesar 89 % dan emisi gas buang HC sebesar 140 ppm volume atau sebesar 73 %.
Berdasarkan hasil penelitian di atas untuk mengurangi kadar emisi gas buang disarankan pemilik kendaraan mesin konvensional untuk menggunakan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar.
Kata kunci: elektroliser air, pemanasan bahan bakar, pipa kapiler, sirip radial,
commit to user
vii
ABSTRACT
Febryan Alfianto Nugroho, THE EFFECT OF THE USAGE OF WATER ELECTROLIZER AND HEATING GASOLINE FUEL THROUGH A RADIAL FINNED CAPILLARY TUBE IN THE UPPER TANK OF RADIATOR OF EXHAUST EMISSIONS CO AND HC FOR THE
MACHINE OF TOYOTA KIJANG. The Thesis, Faculty of Teacher Training
and Education, Sebelas Maret University Surakarta. February 2013.
The purpose of this study were: 1) To determine the effect usage of water electrolizer on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang, 2) To determine the effect usage of gasoline heating through a capillary tube which is radial finned in the upper tank of radiator on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang, 3) To determine the effect usage of water electrolizer and gasoline heating through a capillary tube which is radial finned in the upper tank of radiator on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang.
This study is experimental. The sample in this study was the machine of Toyota Kijang made on 1989, with machine number 7855290. Random Sampling is used to draw the sample while experimental method is used to gather datas. Free variable of the research is the usage of water electrolizer and fuel heating with fin variations on the copper capillar tube consist of copper capillar tube without fin, finned copper capillar tube with the ranges between the fins are 10 mm, 20 mm, and 30 mm. The data analysis in this research uses comparative descriptive method.
The result of this research shows that: 1) The usage of water electrolizer can reduce the highest level on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang. The different of CO exhaust emission is 0,84 % volume or 28 % while the HC exhaust emission is 24,334 ppm volume or 13 %, 2) The usage of fuel heating use 3 finned copper tubes in the upper tank of radiator can reduce the highest level on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang. The different of CO exhaust emission is 2,54 % volume or 85 % while the HC exhaust emission is 139,667 ppm volume or 72 %, 3) The usage of water electrolizer and the fuel heating use 3 finned copper tubes in the upper tank of radiator can reduce the highest level of exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang. The different of CO exhaust emission is 2,648 % volume or 89 % while the HC exhaust emission is 140 ppm volume or 73 %.
Based on the above result to reduce the exhaust emissions of a conventional engine vehicle owner are advised to use water electrolizer and gasoline heating.
Key Words: water electrolizer, fuel heating, capillar tubes, radial fins, upper tank
commit to user
viii
MOTTO
“Ketahuilah bahwa tidak ada sesembahan yang berhak disembah selain Allah dan mintalah ampunan untuk dosamu” (QS. Muhammad: 19)
”Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (QS. Alam Nashroh: 5-6)
”Barang siapa meniti suatu jalan untuk mencari ilmu, maka Allah memudahkan jalan baginya ke surga” (HR. Muslim)
commit to user
ix
PERSEMBAHAN
Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdulillah
Skripsi ini dipersembahkan kepada:
Robbuna
Bapak dan Ibu tercinta
Saudara-saudariku tersayang
Sahabat-sahabatku
Teman-teman PTM dan PTB/S
commit to user
x
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam, yang telah memberikan
ilmu, inspirasi dan kemuliaan. Atas kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA
KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR
TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC PADA MESIN TOYOTA
KIJANG” .
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk
mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik
Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa
terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan
pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih
kepada:
1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta
2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS
3. Ketua program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik
dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas
Maret Surakarta
4. Ir. Husin Bugis, M.Si, selaku pembimbing I, yang telah memberikan motivasi
dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
5. Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng. selaku pembimbing II, yang telah
memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
6. Drs. Suwachid, M.Pd., MT selaku Pembimbing Akademik.
7. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku ketua laboratorium, yang telah memberikan
commit to user
xi
8. Budi Santoso & Suroto selaku tool man, yang telah membantu dalam penyediaan sebagian alat yang dibutuhkan selama pengambilan data dalam
penelitian.
9. ARIFIN SERVICE RADIATOR, yang telah membantu dalam pemasangan
pipa kapiler tembaga bersirip radial profil lingkaran di dalam upper tank radiator.
10.Anggota penelitian kelompok: Roziq Faizin, Arif Nurachman, dan Yudhi Agil
Saputro yang telah berjuang bersama-sama untuk mendapatkan gelar Sarjana.
11.Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak
mungkin disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi
ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya
Surakarta, Februari 2013
commit to user
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERNYATAAN ... ii
HALAMAN PENGAJUAN ... iii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
HALAMAN ABSTRAK ... vi
HALAMAN ABSTRACT ... vii
HALAMAN MOTTO ... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Identifikasi Masalah ... 3
C. Pembatasan Masalah... 4
D. Perumusan Masalah ... 4
E. Tujuan Penelitian ... 4
F. Manfaat Penelitian ... 5
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori ... 6
1. Bahan Bakar Bensin ... 6
commit to user
xiii
3. Proses Pembakaran Motor Bensin ... 10
4. Perbandingan Campuran antara Udara dan Bensin ... 11
5. Elektroliser Air ... 12
6. Pemanasan Bahan Bakar ... 18
7. Reforming Bahan Bakar ... 19
8. Pipa Kapiler Bersirip ... 20
9. Sirip (fin) ... 22
10.Radiator ... 23
11.Emisi Gas Buang ... 23
B. Penelitian yang Relevan ... 26
C. Kerangka Berpikir... ... 27
D. Hipotesis ... 31
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 32
1. Tempat Penelitian ... 32
2. Waktu Penelitian ... 32
B. Metode Penelitian ... 32
C. Populasi dan Sampel ... 33
1. Populasi Penelitian ... 33
2. Sampel Penelitian ... 33
D. Teknik Pengumpulan Data ... 34
1. Identifikasi Variabel ... 34
2. Pelaksanaan Eksperimen ... 35
commit to user
xiv
BAB IV HASIL PENELITIAN
A. Deskripsi data ... 48
B. Pembahasan Data ... 51
1. Perbandingan Emisi Gas Buang CO (dalam % volume) Menggunakan Elektroliser Air ... 51
2. Perbandingan Emisi Gas Buang HC (dalam ppm volume) Menggunakan Elektroliser Air ... 53
3. Perbandingan Emisi Gas Buang CO (dalam % volume) Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar ... 56
4. Perbandingan Emisi Gas Buang HC (dalam ppm volume) Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar ... 58
5. Perbandingan Rata-rata Emisi Gas Buang CO (dalam % volume) dari semua Percobaan ... 60
6. Perbandingan Rata-rata Emisi Gas Buang HC (dalam ppm volume) dari semua Percobaan ... 62
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan ... 65
B. Implikasi ... 65
1. Implikasi Teoritis ... 66
2. Implikasi Praktis ... 66
C. Saran ... 67
commit to user
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Mesin 4 langkah ... 9
Gambar 2.2 Grafik Perbandingan Campuran dengan Gas CO, HC, dan NOx ... 11
Gambar 2.3 Elektroliser Air ... 14
Gambar 2.4 Skema Cara Kerja Elektroliser ... 15
Gambar 2.5 Skema Instalasi pada Mobil Karburator ... 16
Gambar 2.6 Profil Sirip Radial... 22
Gambar 2.7 Radiator ... 23
Gambar 2.8 Skema Paragdima Penelitian ... 30
Gambar 3.1 Gas Analyzer ... 35
Gambar 3.2 Multimeter Digital ... 36
Gambar 3.3 Kompresor ... 36
Gambar 3.4 Desain Radiator pada Penelitian ... 37
Gambar 3.5 Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 30 mm... 37
Gambar 3.6 Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 20 mm... 38
Gambar 3.7 Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 10 mm... 38
Gambar 3.8 Elektroliser Air ... 38
Gambar 3.9 Bagan Alur Proses Eksperimen ... 40
Gambar 3.10 Skema Aliran Bahan Bakar ... 41
Gambar 3.11 Skema Instalasi Elektroliser Air pada Mobil Karburator ... 41
Gambar 4.1 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air terhadap Emisi Gas Buang CO ... 51
Gambar 4.2 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air terhadap Emisi Gas Buang HC ... 54
Gambar 4.3 Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar terhadap Emisi Gas Buang CO ... 56
commit to user
xvi
Gambar 4.5 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan
Bakar terhadap Emisi Gas Buang CO pada Mesin Toyota
Kijang ... 60
Gambar 4.6 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan
Bakar terhadap Emisi Gas Buang HC pada Mesin Toyota
commit to user
xvii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Pengaruh Konsentrasi CoHb di dalam Darah dan Pengaruhnya
terhadap Kesehatan Manusia ... 25
Tabel 2.2 Pengaruh Hidrokarbon Aromatic pada Kesehatan Manusia ... 26
Tabel 3.1 Format Pengambilan Data untuk Emisi Gas Buang Karbon
Monoksida (CO) ... 45
Tabel 3.2 Format Pengambilan Data untuk Emisi Gas Buang Hidro
Karbon (HC)... 46
Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO (dalam % volume)
pada Mesin Toyota Kijang ... 48
Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC (dalam % volume)
pada Mesin Toyota Kijang ... 49
Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO Menggunakan
Elektroliser Air ... 51
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC Menggunakan
Elektroliser Air ... 53
Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO Menggunakan
Pemanasan Bahan Bakar ... 56
Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC Menggunakan
Pemanasan Bahan Bakar ... 58
Tabel 4.7 Perbandingan Rata-rata Pengukuran Emisi Gas Buang CO pada
Mesin Toyota Kijang... 60
Tabel 4.8 Perbandingan Rata-rata Pengukuran Emisi Gas Buang HC pada
commit to user
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Kalibrasi Kabel Termokopel 1 (T1) ... 72
2. Kalibrasi Kabel Termokopel 2 (T2) ... 73
3. Kalibrasi Kabel Termokopel 3 (T3) ... 74
4. Kalibrasi Kabel Termokopel 4 (T4) ... 75
5. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Normal atau Tanpa Pemanasan Bahan Bakar (tanpa saluran pipa tembaga) ... 76
6. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Menggunakan Saluran Pipa Tembaga tanpa Sirip ... 77
7. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Kendaraan Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak Antar Sirip 30 mm ... 78
8. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Kendaraan Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak Antar Sirip 20 mm ... 79
9. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Kendaraan Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak Antar Sirip 10 mm ... 80
10.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Normal atau tanpa Pemanasan Bahan Bakar ... 82
11.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Elektroliser Air ... 83
12.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar melalui Saluran Pipa Tembaga tanpa Sirip ... 84
commit to user
xix
14.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan
Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa
Tembaga dengan Jarak antar Sirip 30 mm ... 86
15.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 30 mm... 87
16.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 20 mm ... 88
17.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 20 mm... 89
18.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 10 mm ... 90
19.Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Menggunakan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 10 mm... 91
20.Dokumentasi Pembuatan Elektroliser Air ... 92
21.Dokumentasi Pembuatan Pipa Kapiler Tembaga dan Pemasangan Pipa Kapiler Tembaga Bersirip pada Upper Tank Radiator ... 95
22.Dokumentasi Persiapan dan Pelaksanaan Penelitian ... 99
23.Daftar Kegiatan Seminar ... 104
24.Pengesahan Proposal Skripsi ... 107
25.Permohonan Ijin Menyusun Skripsi ... 108
26.Surat Keputusan Dekan FKIP ... 109
27.Permohonan Ijin Research/Try Out ke Rektor UNS Surakarta ... 110
28.Permohonan Ijin Research/Try Out ke Kepala Lab. Otomotif PTM FKIP UNS Surakarta ... 111
