LAPORAN TUGAS AKHIR

(1)

i

PERBANDINGAN PERFORMANCE ENGINE REMANUFAKTUR TIPE SA12V140E ANTARA FUEL INJECTION PUMP (FIP) DENGAN

COMMON RAIL INJECTION (CRI)

MOHAMMAD MIFTAHUR REZA

201454096

DOSEN PEMBIMBING

Rianto Wibowo, ST.,M.Eng.

Qomaruddin, ST., MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

i

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Universitas Muria Kudus untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Memperoleh Gelar Sarjana

Program Studi Teknik Mesin

Oleh

MOHAMMAD MIFTAHUR REZA NIM 201454096

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

(3)

(4)

(5)

(6)

v

Nama mahasiswa : Mohammad Miftahur Reza

NIM : 201454096

Pembimbing :

1. Rianto Wibowo ST.,M.Eng 2. Qomaruddin, ST., MT

ABSTRAK

Sistem penyaluran bahan bakar(fuel system) yang tekanan injeksinya rendah dapat mempengaruhi performance pada mesin diesel.selain mempengaruhi

performance mesin dan konsumsi bahan bakar pada mesin diesel.Pada mesin yang menggunakan system FIP(Fuel injection Pump) tekanan injeksinya maksimal 300kg/cm²,sedangkan mesin yang menggunakan system penyaluran bahan bakar dengan system CRI(Common Rail Injection) tekanan injeksinya mencapai 1200kg/cm².Semakin tekanan pada injeksi bahan bakar semakin tinggi maka pembakaran akan lebih sempurna karena pengabutan bahan bakar lebih halus dan terbakar sempurna.Adapun metode Penelitian adalah percobaan langsung pada mesin Tipe SA12V140E,hasil dari percobaan tersebut dihasilkan bahwa menggunakan CRI daya (Power) maksimal bertambah 20% dan torsi maksimal bertambah 19% dibandingkan dengan menggunakan system FIP. Penggunaan system CRI juga menghasilkan gas buang yang lebih bersih dibanding system FIP,ini dilihat dengan kertas penyaring smoke checker.

(7)

vi

Student Name : Mohammad Miftahur Reza

Student Identity Number : 201454096

Supervisor :

1. Rianto Wibowo ST.,M.Eng 2. Qomaruddin, ST., MT

ABSTRACT

Fuel delivery system (fuel system) that the low injection pressure can affect the performance on diesel engines. Besides affecting engine performance and fuel consumption in diesel engines, also affects the exhaust gases produced diesel engine. on a machine that uses a system of FIP(Fuel Injection Pump) maximum injection pressure of 300kg/cm²,while the engine uses fuel delivery system with CRI system (Common Rail Injection) injection pressure reaches 1200kg/cm².The more pressure on the higher fuel injection, the combustion would be perfect for a more refined fuel carburetion and burn completely. The research method was tested directly, on SA12V140E engine, the results of these experiments produced that using CRI power maximal increase of 20% compared to using FIP system. The use of CRI system also produce exhausted gas cleaner than FIP system, this can be seen with smoke filter paper checker.

(8)

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih Saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat,kekuatan dan hikmat yang diberikan-Nya sehingga Skripsi ini dapat Saya selesaikan dengan baik. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar Sarjana di Progam Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muria Kudus. Adapun Yang menjadi judul daripada Skripsi ini “Perbandingan Performa Engine Remanufaktur Tipe SA12V140E Antara Fuel Injection Pump (FIP) dengan Common Rail Injection (CRI)”

Dalam menyelesaikan Skripsi ini, penulis banyak sekali mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terimah kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr Suparyo, SH.,MS Selaku Rektor Universitas Muria Kudus.

2. Bapak Mohammad Dahlan, ST.,MT Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Rianto Wibowo ST.,M.Eng. Selaku Kepala Progam Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus dan sekaligus Dosen Pembimbing Utama yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

4. Bapak Qomaruddin, ST.,MT, Selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

5. Segenap Dosen Pengajar Progam Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan.

6. Kedua orang tua penulis, Ayahanda Mohammad Bachrun, S.Pd dan Ibunda Erni Susanti,serta adik-adik ku tercinta Mohammad Nur Kharistna Aulia dan Rizqina Azizatul Khafidzha.

7. Mas Taufiqurrohman S.T yang selalu terus membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

(9)

viii

9. Kekasihku Siti Khusniatul Ummah yang selalu memberikan dukungan dan motivasi.

10.Seluruh rekan-rekan seperjuangan Teknik Mesin Angkatan 2014 Universitas Muria Kudus.

11.Semua pihak yang memberikan dukungan dan motivasi yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan Skripsi ini. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun untukpenyempurnaan Skripsi ini. Sebelum dan sesudahnya Penulis ucapkan banyak terimakasih.

Kudus ,……….

(10)

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL... xiii

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN ... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 3

1.3 Perumusan Masalah ... 3

1.4 Batasan Masalah... 3

1.5 Tujuan Penelitian ... 4

1.6 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II STUDI LITERATUR 2.1 Tinjauan Pustaka ... 6

2.1.1 Perbandingan mesin Common Rail Injection dan Fuel Injection Pump ... 6

2.2 Landasan Teori ... 6

2.2.1 Definisi Motor Bakar ... 6

2.2.2 Klasifikasi Mesin ... 7

2.2.3 Prinsip Kerja Mesin Diesel ... 9

2.2.4 Siklus Thermodinamika Mesin Diesel ... 11

2.2.5 Urutan Pembakaran (Firing Order) pada Mesin Diesel ... 12

2.2.6 Sistem Bahan Bakar ... 14

2.2.7 Fuel Injection Pump (FIP) ... 14

2.2.8 Common Rail Injection (CRI) ... 21

(11)

x

2.2.10 Torsi dan Daya ... 28

2.2.11 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 29

2.2.12 Perbandingan Udara Bahan Bakar ... 29

2.2.13 Effisiensi Volumetris ... 30

2.2.14 Brake Efisiensi Mean Pressure... 31

2.2.15 Smoke Chekker ... 32

2.3 Hipotesis ... 34

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Sistematika Penelitian ... 35

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 36

3.3 Alat dan Bahan ... 36

3.4 Metode Pengumpulan Data dan Pengolahan Data ... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN 4.1 Pengujian Prestasi Motor Bakar Diesel ... 47

4.1.1 Daya (HP)... 49

4.1.2 Torsi (Kgm) ... 51

4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ... 54

4.1.4 Rasio Perbandingan Udara terhadap Bahan Bakar (AFR) ... 56

4.1.5 Efisien Volumetris ... 59

4.1.6 Brake Mean Pressure (B MEP) ... 61

4.2 PengujianAsap Motor Bakar Diesel ... 62

BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 65

5.2 Saran ... 65

DAFTAR PUSTAKA ... 69

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

Tabel Halaman

2.1 Kontruksi Motor Bakar Multi Silinder ... 7

2.2 Prinsip Kerja Motor Diesel ... 8

2.26 Injector CRI Ketika Bahan Bakar di Injeksikan ... 26

2.27 Injector CRI Pada Akhir Injeksi ... 27

2.28 Dynamometer Taylor Tipe Water Brake... 28

2.29 Handy Smoke Checker ... 32

(13)

xii

3.1 Diagram Alir Pengujian ... 35

3.2 Mesin Komatsu SAA12V140E ... 37

3.3 Dynamometer Tayor DX 38... 37

3.4 Perangkat Dynamometer untuk Pengujian Mesin ... 39

3.5 Mesin Uji Pada Stand ... 39

3.6 Check Kelurusan Shaft ke Flywheel ... 40

3.7 Memasang Sensor Oil Pressure ... 40

3.8 Saluran Pipa Air ... 41

3.9 Memasang Hose ke Fuel Inlet ... 41

3.10 Connection Electrical System ... 41

3.11 Pemasangan Mesin Pada Dynamometer ... 42

3.12 Tombol Start Test Menyala ... 43

4.5 Grafik Efisien Volumetris vs Putaran Mesin ... 60

(14)

xiii

DAFTAR TABEL

Gambar Halaman

2.1 Level Emisi Gas Buang Nox + NHMC dan PM ... 33

2.2 Dampak Polusi bagi Tubuh dan Lingkungan ... 33

4.1 Data Hasil Pengujian ... 48

4.2 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Daya ... 49

4.3 Data Hasil Rata-rata Pengujian Daya ... 49

4.4 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Torsi ... 52

4.5 Data Hasil Rata-rata Pengujian Torsi ... 52

4.6 Data Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 55

4.7 Perbandingan Udara Terhadap Bahan Bakar (AFR) Sistem FIP ... 57

4.8 Perbandingan Udara Terhadap Bahan Bakar (AFR) Sistem CRI ... 57

4.9 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Efisiensi Volumetris ... 60

4.10 Data Hasil Perhitungan Brake Mean Efective Pressure (Bmep) ... 61

4.11 Tabel Hasil Pengujian Asap Mesin Uji ... 63

(15)

xiv

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN

Nama lambang Arti Lambang

P = Daya keluaran

N = Putaran Mesin

T = Torsi

W = Beban

Sfc = Konsumsi Bahan bakar spesifik

Mf = Laju aliran bahan bakar

Sgf = Spesific Grafity

Vf = Volume bahan bakar yang di uji

Tf = Waktu yangdihabiskan bahan bakar

Ma = Laju aliran bahan bakar

Nv = Efisiensi Volumetris

Vd = Volume langkah torak

ρa = Kerapatan udara

R = Konstanta gas

Ƞb = Efisiensi termal brake

LHV = Nilai kalor pembakaran bahan bakar

SAA12V140E = Tipe motor bakar diesel komatsu yang digunakan untuk pengujian

(16)

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1 Hasil Pengujian Mesin FIP 2 Hasil Pengujian Mesin CRI 3 Buku Konsultasi