INVESTIGASI EKSPERIMENTAL PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE 150 CC PADA PENGGUNAAN EXHAUST GAS RECIRCULATION (EGR) MENGGUNAKAN CAMPURAN BAHAN
BAKAR RON 90 DAN ETANOL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Mesin
Program Studi Teknik Mesin
Oleh :
Aloisius Ardika Lisprihartanto NIM : 175214007
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2021
ii
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF 150 CC SPARK IGNITION ENGINE PERFORMANCE ON EXHAUST GAS RECIRCULATION
(EGR) USING A MIXTURE OF RON 90 FUEL AND ETHANOL
FINAL PROJECT
As practial fulfillment of the requirements to obtain the Bachelor Degree in Mechanical Engineering
By :
Aloisius Ardika Lisprihartanto Student Number : 175214007
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA
2021
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
INVESTIGASI EKSPERIMENTAL PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE 150 CC PADA PENGGUNAAN EXHAUST GAS RECIRCULATION (EGR) MENGGUNAKAN CAMPURAN BAHAN
BAKAR RON 90 DAN ETANOL
Disusun Oleh :
ALOISIUS ARDIKA LISPRIHARTANTO NIM : 175214007
Telah Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing Skripsi
Stefan Mardikus, S.T., M.T.
iv
HALAMAN PENGESAHAN
INVESTIGASI EKSPERIMENTAL PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE 150 CC PADA PENGGUNAAN EXHAUST GAS RECIRCULATION (EGR) MENGGUNAKAN CAMPURAN BAHAN
BAKAR RON 90 DAN ETANOL Yang dipersiapkan dan disusun oleh:
ALOISIUS ARDIKA LISPRIHARTANTO NIM : 175214007
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 22 Juli 2021
Susunan Dewan Penguji
Nama Lengkap Tanda Tangan
Ketua : Dr. Budi Sugiharto ...
Sekretaris : Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. ...
Anggota : Stefan Mardikus, S.T., M.T. ...
Yogyakarta, 22 Juli 2021 Mengetahui,
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math., Sc., Ph.D.
v
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Investigasi Eksperimental Performa Spark Ignition Engine 150 CC pada Penggunaan Exhaust Gas Recirculation (EGR) Menggunakan Campuran Bahan Bakar RON 90 dan Etanol” tidak terdapat karya yang pernah diajukan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya dan pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 22 Juli 2021
Aloisius Ardika Lisprihartanto
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertandatangan di bawah ini saya mahasiswa Universita Sanata Dharma : Nama : Aloisius Ardika Lisprihartanao
Nomor Mahasiswa : 175214007
Demi pengembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
INVESTIGASI EKSPERIMENTAL PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE 150 CC PADA PENGGUNAAN EXHAUST GAS RECIRCULATION (EGR) MENGGUNAKAN CAMPURAN BAHAN
BAKAR RON 90 DAN ETANOL
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Universita Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya atau memberikan royalty kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 22 Juli 2021 Yang Menyatakan,
Aloisius Ardika Lisprihartanto
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga penulisan skripsi dengan judul “Investigasi Eksperimental Performa Spark Ignition Engine 150 CC pada Penggunaan Exhaust Gas Recirculation (EGR) Menggunakan Campuran Bahan Bakar RON 90 dan Etanol”
Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana bagi mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Saya menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Saya juga menyadari tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi “Investigasi Eksperimental Performa Spark Ignition Engine 150 CC pada Penggunaan Exhaust Gas Recirculation (EGR) Menggunakan Campuran Bahan Bakar RON 90 dan Etanol” Oleh karena itu, saya mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Budi Setyahandana, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
3. Stefan Mardikus, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan dalam pengerjaan skripsi dan tugas akhir ini.
4. Seluruh dosen dan karyawan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, yang telah memberikan ilmu dan membantu dalam kelancaran perkuliahan maupun dalam mengerjakan tugas akhir.
5. Keluarga tercinta, secara khusus Bapak dan Ibu yang telah mendukung
penuh baik melalui doa, semangat, dan bantuan moril maupun materi.
viii
6. Adelia Hema Laksita, Amd.Kep yang telah membantu dan memberikan semangat dalam penulis menempuh perkuliahan dan mengerjakan tugas akhir ini.
7. Teman – teman Motor Bakar sebagai tim dalam mengerjakan tugas akhir.
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini. Saya menyadari dengan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman yang saya miliki sehingga dalam penulisan ini masih banyak kekurangan dalam skripsi yang telah saya susun ini. Oleh karena itu, dengan rendah hati saya menerima kritik dan saran dari pembaca agar menyempurnakan atau memperbaiki skripsi yang telah saya susun ini.
Yogyakarta, 22 Juli 2021
Aloisius Ardika Lisprihartanto
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
COVER ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
NOMENKLATUR ... xiv
ABSTRAK ... xv
ABSTRACT ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitian ... 2
1.4. Batasan Penelitian ... 2
1.5. Manfaat Penelitian ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 2.1. Tinjauan Pustaka ... 4
2.2. Cara Kerja Engine Four Stroke ... 5
x
2.3. Siklus Otto ... 6
2.4. Torsi dan Daya ... 7
2.5. Brake Spesific Fuel Consumption ... 7
2.6. Brake Thermal Efficiency ... 8
2.7. Exhaust Gas Recirculation (EGR) ... 8
2.8. Klasifikasi Exhaust Gas Recirculation (EGR) ... 9
2.9. Etanol ... 9
BAB III METODE PENELITIAN ... 3.1. Tahapan Penelitian ... 11
3.2. Parameter Penelitian ... 12
3.3. Skema Alat Penelitian ... 13
3.4. Alat Penelitian ... 13
3.5. Gasoline Engine ... 14
3.6. Bahan Bakar ... 14
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 4.1. Brake Torque dan Brake Power. ... 16
4.2. Brake Spesific Fuel Consumption. ... 21
4.3. Brake Thermal Efficiency. ... 24
BAB V PENUTUP ... 5.1. Kesimpulan ... 27
5.2. Saran ... 28
DAFTAR PUSTAKA ... 29
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Cara Kerja Engine Four Stroke ... 5
Gambar 2.2. (a) Diagram p-v, (b) Diagram T-s ... 6
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 11
Gambar 3.2. Skematik Engine ... 13
Gambar 4.1. (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan bahan bakar RON 90 dengan variasi EGR ... 17
Gambar 4.2. (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar RON 90 (95%) dan etanol (5%) dengan variasi EGR ... 18
Gambar 4.3. (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan etanol (10%) dengan variasi EGR ... 19
Gambar 4.4. (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan etanol (15%) dengan variasi EGR ... 20
Gambar 4.5. Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunakan bahan bakar RON 90 dengan variasi EGR ... 22
Gambar 4.6. Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap
pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90
(95%) dan etanol (5%) dengan variasi EGR ... 22
xii
Gambar 4.7. Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan etanol (10%) dengan variasi EGR ... 23 Gambar 4.8. Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap
pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan etanol (15%) dengan variasi EGR ... 23 Gambar 4.9. Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan
engine menggunakan bahan bakar RON 90 dengan variasi EGR ... 25 Gambar 4.10. Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan
engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (95%) dan etanol (5%) dengan variasi EGR ... 25 Gambar 4.11. Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan
engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan etanol (10%) dengan variasi EGR ... 26 Gambar 4.12. Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan
engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan
etanol (15%) dengan variasi EGR ... 26
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Kendaraan Bermotor ... 14
Tabel 3.2 Spesifikasi Bahan Bakar ... 14
Tabel 3.3 Spesifikasi Etanol ... 15
xiv
NOMENKLATUR
Lambang Nama Satuan Halaman
b Jarak lengan torsi m 7
Sfc Konsumsi bahan bakar spesifik kg/kW.jam 7
F Gaya N 7
𝜂
thEffisiensi Thermal % 8
ṁ𝑓 Laju aliran bahan bakar kg/s 7, 8
P Daya kW 8
T Torsi Nm 7
N Putaran kerja rpm 7
LHV Nilai kalor bahan bakar kJ/kg 8
ṁ𝑎 Laju aliran massa udara kg/s 9
ṁ𝑒𝑔𝑟 Laju aliran massa EGR kg/s 9
xv ABSTRAK
Meningkatnya jumlah kendaraan bermotor memiliki dampak negatif terhadap lingkungan karena gas buang dari kendaraan motor tersebut dapat meninmbulkan pencemaran udara dan berbahaya bagi kesehatan manusia. Dampak lain yang ditimbulkan adalah ketersediaan bahan bakar yang semakin menipis. Etanol sebagai additive fuel dapat digunakan sebagai campuran bahan bakar karena dapat diperbaharui, meningkatkan nilai RON, serta dapat meningkatkan efisiensi mesin.
Selain itu dengan penggunaan Exhaust Gas Recirculation (EGR) dapat mengurangi pencemaran udara akibat dari gas buang kendaraan bermotor.
Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh penggunaan campuran bahan bakar pertalite (RON 90) dan etanol pada persentase terhadap 1 liter fuel mixture RON 90 dengan etanol sebesar 0%, 5%, 10%, 15% serta menggunakan variasi EGR hot dan cold dengan opening valve sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, dan 100% terhadap performa engine. Penelitian menggunakan variasi pembebanan sebesar 25%, 50%, 75%, dan 100% pada putaran mesin 5000 rpm.
Hasil pengujian menunjukkan adanya peningkatan brake torque dan brake power tertinggi sebesar 80% pada EGR cold 100% tanpa etanol, penurunan brake specific fuel consumption terendah sebesar 49% pada campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan Etanol (10%) dengan EGR hot 100%, peningkatan brake thermal efficiency tertinggi sebesar 94% pada campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan Etanol (10%) dengan variasi EGR hot 100%.
Kata kunci : engine, Exhaust Gas Recirculation (EGR), fuel mixture, etanol
xvi ABSTRACT
The increasing number of vehicles has a negative impact on the environment because the exhaust gases from these vehicles can cause air pollution and are harmful to human health. Another impact is the dwindling availability of fuel.
Ethanol as a fuel additive can be used as a gasoline mixture because it can be renewed, increases the RON value, and can improve engine efficiency. In addition, the use of Exhaust Gas Recirculation (EGR) can reduce air pollution resulting from motor vehicle exhaust gases.
The purpose of this study is to determine the effect of using fuel mixture pertalite (RON 90) and ethanol on the percentage of 1 liter of fuel mixture RON 90 with ethanol of 0%, 5%, 10%, 15% and using variations of EGR hot and cold with an opening valve of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of engine performance. The research used loading variations of 25%, 50%, 75%, and 100% at 5000 rpm engine speed.
The test results show an increase in brake torque and the highest brake power by 80% in EGR cold 100% without ethanol, the lowest reduction in brake specific fuel consumption by 49% in the fuel mixture RON 90 (90%) and Ethanol (10%) with EGR hot 100. %, the highest increase in brake thermal efficiency is 94% in the fuel mixture RON 90 (90%) and Ethanol (10%) with a variation of EGR hot 100%.
Kata kunci : engine, Exhaust Gas Recirculation (EGR), fuel mixture, ethanol
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Peningkatan jumlah kendaraan bermotor dari tahun ke tahun menimbulkan dampak negatif yaitu pencemaran udara terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Dampak lain yang ditimbulkan yaitu ketersediaan bahan bakar minyak yang semakin menipis sehingga mengharuskan adanya bahan alternatif sebagai pengganti atau campuran bahan bakar yang ada saat ini,
Etanol sebagai additive fuel dianggap menarik untuk internal combustion engine karena dapat diperbaharui, mengurangi emisi gas buang, meningkatkan octan number, meningkatkan ratio compression, serta dapat meningkatkan efisiensi mesin (Turner, 2011). Sifat lain dari etanol yaitu dapat diatomisasi, diinjeksikan, dicampur, serta high oxygen content. High oxygen content diperlukan sebagai syarat terjadinya proses oksidasi bahan bakar di ruang bakar (Lei Z, 2010).
Mencampurkan bahan bakar pertalite (RON 90) dan etanol dapat meningkatkan oktan bahan bakar setara dengan bahan bakar pertamax (RON 92) bahkan bisa lebih tinggi dari pertamax (Jatmiko, 2019).
Solusi untuk mengurangi pencemaran udara dari gas buang kendaraan bermotor yaitu dengan metode Exhaust Gas Recirculation (EGR). Exhaust Gas Recirculation (EGR) adalah suatu metode dengan mensirkulasikan sebagian gas buang ke dalam intake manifold yang kemudian bercampur dengan udara luar untuk masuk ke dalam ruang bakar. Metode EGR juga dapat menambah thermal eficiency dan mengurangi konsumsi bahan bakar (Pradeep, 2007). Faktor lain penunjang keberhasilan EGR yaitu jumlah gas buang dalam cylinder, timing buka dan tutup katup, kecepatan putaran mesin (RPM), dan perbedaan tekanan (Rodrigues da Costa, 2019).
Pada penelitian ini, bahan bakar utama yang digunakan adalah pertalite
(RON 90) dan campuran bahan bakar menggunakan etanol dengan komposisi
(pertalite 95 % - etanol 5%), (pertalite 90% - etanol 10%), dan (pertalite 85% -
2
etanol 15%). Selain itu penelitian ini juga menggunakan metode Exhaust Gas Recirculation (EGR) dengan variasi hot dan cold. Hasil yang diharapkan dari penggunaan Exhaust Gas Recirculation (EGR) yaitu dapat mengurangi emisi gas buang, serta dapat meningkatkan performa engine. Parameter pengujian peforma engine yaitu menentukan torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar spesifik.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu bagaimana pengaruh penggunaan EGR hot dan cold pada sistem pembakaran spark ignition engine menggunakan campuran bahan bakar minyak RON 90 dan Etanol terhadap performa engine.
1.3. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah, maka tujuan dari penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh penambahan Etanol pada bahan bakar Pertalite terhadap performa spark ignition engine 150 CC melalui Exhaust Gas Recirculation (EGR) dengan menentukan nilai Brake Torque dan Brake power, Brake Spesific Fuel Consumption (BSFC), dan Brake Thermal Efficiency (BTE).
1.4. Batasan Penelitian
Batasan yang ditentukan dalam melakukan penelitian ini yaitu :
1. Engine menggunakan 150 CC Gasoline Engine Four Stroke, SOHC Four Valve.
2. Pembebanan maksimal pengujian menggunakan Dynamometer sebesar 50 kg.
3. Load Test sebesar 25%, 50%, 75%, dan 100%.
4. Putaran mesin dipertahankan pada 5000 RPM.
5. Exhaust Gas Recirculation (EGR) menggunakan variasi hot dan cold dengan batasan temperatur hot sebesar 70°C - 80°C, dan cold sebesar 45°C - 55°C.
6. Bahan bakar utama yang digunakan adalah Pertalite (RON 90).
3
7. Etanol yang digunakan sebagai campuran sebesar 5%, 10%, dan 15%.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini yaitu : 1. Sebagai upaya untuk mengembangkan bahan bakar alternatif 2. Metode Exhaust Gas Recirculation (EGR) dapat mengurangi gas
buang kendaraan bermotor sehingga menjadi upaya untuk mengurangi polusi udara.
3. Mengetahui performa engine setelah dilakukan percobaan
menggunakan beberapa variasi.
4 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Eksperimen yang dilakukan oleh Turner, 2011 dalam jurnalnnya yang berjudul “Combustion performance of bio-ethanol at various blend ratios in a gasoline” dikatakan bahwa semakin maju waktu percikan, emisi hidrokarbon meningkat. Hal ini disebabkan oleh dua mekanisme, yang pertama adalah peningkatan tekanan dalam silinder (dari pembakaran lanjutan) menyebabkan massa hidrokarbon yang lebih besar terperangkap di volume celah. Mekanisme kedua adalah bahwa suhu knalpot yang lebih rendah (sebagai hasil dari pembakaran lanjutan) menyebabkan lebih sedikit oksidasi yang terjadi karena hidrokarbon yang terperangkap dilepaskan (dalam langkah buang) dari volume celah. Emisi karbon monoksida (CO) cenderung berkurang seiring meningkatnya kandungan etanol dan umumnya emisi CO terendah berasal dari pengaturan waktu percikan yang diperlambat. Faktor lain yang bisa menjelaskan penurunan emisi CO dengan penambahan etanol berarti molekul bahan bakar etanol teroksigenasi. Oleh karena itu lebih banyak oksigen tersedia agar pembakaran sempurna terjadi.
Pada eksperimen yang dilakukan oleh Verma, 2019 dalam jurnalnya yang
berjudul “The effects of compression ratio and EGR on the performance and
emission characteristics of diesel-biogas dual fuel engine”, metode yang digunakan
adalah EGR hot dan EGR cold dengan persentase EGR yang digunakan sebesar
5%, 10%, dan 15%. Disimpulkan bahwa EGR dapat meningkatkan performa mesin
dengan penggunaan EGR cold 5%, 10% dan 15% masing-masing pada kondisi
beban penuh. Efisiensi eksergi tertinggi diperoleh dengan kasus EGR Hot yaitu
sebesar 11,35% dengan 10% pada beban rendah, dan 26,79% dengan 5% pada
beban tinggi dan Compression Ratio 19,5.
5 2.2. Cara Kerja Engine Four Stroke
Gambar 2.1. Cara Kerja Engine Four Stroke (Heywood, 1988)
Langkah pertama yaitu isap (Air Intake), sebagai awal langkah untuk mengisap campuran bahan bakar dan udara oleh torak saat katup isap terbuka dan katup buang tertutup Piston bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB).
Langkah kedua kompresi (Compression), memampatkan campuran untuk menaikkan tekanan dan temperaturnya sehingga memudahkan pembakaran. Piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA).
Langkah ketiga yaitu usaha (Combustion), mendorong torak menghasilkan kerja mekanis. Katup isap dan katup buang ditutup. Sesaat piston menjelang titik mati atas, busi pijar menyalakan percikan api seketika campuran bahan bakar dan udara terbakar secara cepat berupa ledakan. Dengan terjadinya ledakan, maka menghasilkan tekanan sangat tinggi untuk mendorong piston ke bawah, sebagai tenaga atau usaha yang dihasilkan mesin.Piston bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB).
Langkah terakhir adalah pembuangan (Exhaust Emission), yakni
mengeluarkan gas hasil pembakaran keluar dari ruang bakar, Katup isap ditutup dan
katup buang dibuka. Pada proses ini gas yang telah terbakar dibuang oleh dorongan
piston ke atas dan selanjutnya mengalir melalui katup buang. Pada posisi ini poros
engkol telah berputar dua kali putaran penuh dalam satu siklus dari empat langkah.
6
Piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA) (Heywood, 1988).
2.3. Siklus Otto
Siklus mesin 4 langkah dapat dijabarkan dalam siklus Otto udara standar yang terdiri dari 6 fase yaitu: pemasukan, pemampatan, pemanasan, pendayaan, pendinginan dan pembuangan. Enam fase siklus ini dapat digambarkan dalam diagram PVT (Pressure, Volume, Temprature) sebagai berikut :
Gambar 2.2. (a) Diagram p-v, (b) Diagram T-s
(Moran, Michael J, Fundamentals of Engineering Thermodynamics:307).
Siklus Otto adalah siklus ideal yang mengasumsikan penambahan panasyang terjadi secara instan ketika piston berada di TDC. Gambar 2.2 menunjukan 4 proses yang terjadi secara internal reversibel dalam satu siklus.
Proses 1-2 adalah kompresi isentropik yang terjadi di dalam ruang bakar selama
piston bergerak dari BDC menuju TDC. Pada proses 2-3 terjadi pelepasan kalor
didalam volume konstan ke udara saat piston berada pada TDC. Proses 3-4
menunjukan proses ekspansi isentropik. Proses 4-1 terjadi pada volume konstan,
merupakan akhir dari siklus Otto, dimana kalor dikeluarkan dari udara saat piston
berada di BDC. Didalam diagram T-s (b), daerah 2-3-a-b-2 mewakilkan kalor yang
ditambahkan setiap per satuan massa dan pada daerah 1-4-a-b-1 menunjukkan kalor
7
yang dibuang setiap per satuan massa. (Moran, Michael J, Fundamentals of Engineering Thermodynamics:307).
2.4. Torsi dan Daya
Besarnya torsi dapat diperoleh dengan persamaan : b
F
T
. (2.1)
Dalam satuan SI :
F = gaya yang diberikan (N) b = adalah jarak lengan torsi
Torsi dan daya dari motor bakar diperoleh dari hasil pengkonversian energi thermal (panas) hasil pembakaran menjadi energi mekanik. Untuk menentukan nilai daya dapat diperoleh dengan persamaan (Syarifuddin, 2016) :
N T P
60 2
(2.2)
Dalam satuan SI : P = Daya (kW) T = Torsi (Nm)
N = Putaran Kerja Mesin (RPM)
2.5. Brake Spesific Fuel Consumption (BSFC)
Konsumsi bahan bakar spesifik (brake specific fuel consumtion/BSFC) mengindikasikan banyaknya bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan daya. Besarnya konsumsi bahan bakar spesifik dapat dihitung dengan persamaan (Syarifuddin, 2016) :
P f Sfc m
(2.3)
Dalam satuan SI :
Sfc = Spesific Fuel Consumption (kg/kW.jam)
ṁf = Laju massa bahan bakar (kg/s)
8 P = Daya mesin (kW)
2.6. Brake Thermal Efficiency
Perbandingan antara daya yang dihasilkan per siklus terhadap jumlah energi yang disuplai per siklus yang dapat dilepaskan selama pembakaran. Suplai energi yang dapat dilepas selama pembakaran adalah massa bahan bakar yang disuplai per siklus dikalikan dengan harga panas dari bahan bakar (QHV). Harga panas bahan bakar ditentukan dalam sebuah prosedur tes standar, dimana diketahui massa bahan bakar yang terbakar sempurna dengan udara dan energi dilepas oleh proses pembakaran yang kemudian diserap dengan kalorimeter. Pengukuran efisiensi ini dinamakan dengan fuel conversion efficiency (Ƞf), dan didefinisikan sebagai (Heywood, 1988) :
%
100
LHV f m
P
th
(2.4)
Dalam satuan SI :
th= Efisiensi thermal (%)
ṁ𝑓 = Laju massa bahan bakar (kg/s) LHV = Nilai kalor bahan bakar (kJ/kg)
2.7. Exhaust Gas Recirculation (EGR)
Aplikasi sistem EGR pada Internal Combustion Engine secara prinsip
adalah mengendalikan Nitrogen Oxide (NOx) di dalam exhaust gas. Polutan ini
termasuk yang berbahaya baik pada motor bensin maupun motor diesel. EGR
bekerja dengan mensirkulasi kembali sebagian dari gas buang dari exhaust manifold
kembali ke ruang bakar (Combustion Chamber), sebagian gas buang (dalam
konteks ini disebut “inert” karena gas ini tidak bereaksi dengan pembakaran) yang
berfungsi menggantikan sebagian kelebihan oxygen yang disalurkan masuk ke
dalam silinder. Sehingga, kadar oxygen yang disalurkan ke dalam silinder jadi
berkurang. Bila persentase EGR yang diberikan semakin besar, maka NOx akan
turun tetapi memicu terbentuknya emisi soot, begitu juga sebaliknya. Dilaporkan
9
juga pengaruh dari kenaikan temperatur pada intake manifold, sebagai akibat dari EGR, pada performa dan emisi masih belum maksimal karena dapat berpengaruh positif dan negatif (Maiboom, 2007).
Jumlah EGR yang masuk dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut (Heywood, 1988):
a m egr m
egr EGR m
% (2.5)
Dimana : egr
m = laju aliran massa EGR (kg/s).
a
m = laju aliran massa udara (kg/s).
2.8. Klasifikasi Exhaust Gas Recirculation (EGR)
Klasifikasikan EGR berdasarkan temperatur intake, EGR terdiri dari beberapa jenis, yaitu (Agrawal, 2003) :
a) Hot EGR, Udara buang diresirkulasi tanpa didinginkan, menyebabkan peningkatan temperatur intake.
b) Fully cold EGR, Exhaust gas didinginkan sepenuhnya sebelum bercampur dengan udara segar, menggunakan heat exchanger, menyebabkan kelembaban yang tinggi pada exhaust gas dan tetesan air yang dihasilkan dapat menimbulkan efek yang tidak diinginkan pada silinder.
2.9. Etanol
Etanol merupakan bahan kimia dalam bentuk cair dan memiliki sifat bening, tidak berwarna, mudah menguap dan memiliki aroma yang tajam. Rumus kimia dari etanol adalah CH
3CH
2OH. Penggunaan etanol sebagai tambahan bahan bakar bensin mempunyai beberapa kelebihan dan kelemahan diantaranya yaitu (Andrean, 2019) :
1) Kelebihan dari penambahan etanol dalam bahan bakar bensin yaitu alkohol
dapat menyerap kelembaban dalam tangki bahan bakar, penambahan
10
alkohol sebesar sepuluh persen dapat meningkatkan nilai oktan sebesar kurang lebih 3 poin, alkohol dapat membersihkan sistem bahan bakar, alkohol dapat mengurangi emisi CO karena mengandung oksigen.
2) Kelemahan dari penggunaan etanol dalam bahan bakar bensin: alkohol dapat menyumbat saringan bahan bakar, alkohol meningkatkan volatility bahan bakar sebesar 0,5 psi dan dapat menyebabkan masalah saat berkendara pada cuaca panas, alkohol dapat menyerap air dan terpisah dari bensin, terutama pada temperatur rendah dan menyebabkan mesin sulit untuk dihidupkan.
Pada umumnya etanol memiliki angka oktan 107- 109, density 0,79 kg/L, A/F rasio 9, LHV sebesar 26.900 kcal/kg, panas penguapan sebesar 840 kj/kg dan autoignition temperature 423°C (Sarjono dan Putra, 2013). Volatility pada bahan bakar menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menguap dan sifat ini penting, karena jika bahan bakar tidak cepat menguap maka bahan bakar akan sulit untuk bisa tercampur dengan udara pada saat pembakaran (Handayani, 2007).
Volatility pada etanol lebih rendah dan energi yang dihasilkan akan lebih
rendah jika dibandingkan dengan premium. Tetapi angka oktan yang dimiliki
ethanol lebih tinggi dari premium dan dapat digunakan untuk kompresi mesin yang
lebih tinggi.
11 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tahapan Penelitian
Berikut ini merupakan langkah – langkah dalam penelitian yang ditunjukkan pada Gambar 3.1:
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
12 3.2. Parameter Penelitian
Pada penelitian ini, parameter yang digunakan ada 2 yaitu variabel bebas dan variabel terikat dengan penjabaran sebaga berikut :
a) Variabel Bebas :
1. Pembebanan (%) sebesar 25, 50, 75, dan 100 2. Putaran mesin (RPM) sebesar 5000
3. EGR valve (%) sebesar 0, 25, 50, 75, 100 4. Temperature Hot EGR (°C) 70 – 80 5. Temperature Cold EGR (°C) 45 – 55
6. Pencampuran bahan bakar dan Etanol dengan komposisi sebagai berikut :
a. Pertalite 95% dan Etanol 5%
b. Pertalite 90% dan Etanol 10%
c. Pertalite 85% dan Etanol 15%
b) Variabel Terikat : 1. Brake Torque (T) 2. Brake Power (P)
3. Brake Spesific Fuel Consumption (BSFC)
4. Brake Thermal Efficiency (BTE)
13 3.3. Skema Alat Penelitian
Berikut ini merupakan skema engine yang digunakan dalam penelitian, ditunjukan pada Gambar 3.2 :
Gambar 3.2 Skematik Engine
3.4. Alat Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) 150 CC Gasoline Engine, Four Stroke, SOHC Four Valve.
2) Dynamometer dengan pembebanan maksimal sebesar 50 kg.
3) Alat ukut temperatur (thermocouple) pada engine, EGR, dan exhaust.
4) Alat ukur laju aliran udara anemometer pada filter udara.
5) Alat ukur debit aliran dengan orifice pipe pada inlet EGR.
6) Gelas ukur pada saluran masuk bahan bakar.
Intake
---
Gelas Ukur Filter Udara
Throttle Body
Tangki Engine
---
Temperatur Mesin
X
---
Load Display
Dynamometer
Exhaust
---
Temperatur Gas Buang Anemometer
EGR Hot Valve EGR Cold
Valve
--- Temperatur EGR
Knalpot
14 3.5. Gasoline Engine
Engine yang digunakan pada penelitian ini yaitu 1 cylinder four stroke dengan spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Kendaraan Bermotor sumber : (https://www.yamaha-motor.co.id/product/xabre/) Model of Engine Type 1 Cylinder, 4 Cycle, SOHC, Fuel Injection
Cylinder Bore 57 mm
Cylinder Stroke 58.7 mm
Compression Ratio 10.4 : 1 Cylinder Volume 149.7 cc
Maximum Power 12 kW at 8500 rpm Minimum Power 14.3 Nm at 7500 rpm
3.6. Bahan Bakar
Penelitian ini menggunakan bahan bakar utama Pertalite (RON 90) dan additive fuel Etanol dengan spesifikasi sebagai berikut :
a) Pertalite (RON 90)
Tabel 3.2 Spesifikasi Bahan Bakar Sumber : (Wirawan, 2018)
Jenis Gasoline
Nilai kalor 44791 KJ/Kg
Berat Jenis 733 Kg/m
3Nilai RON 90
15 b) Etanol
Tabel 3.3 Spesifikasi Etanol Sumber : (Andrean, 2019)
Jenis Etanol
Nilai kalor 26900 KJ/Kg
Berat Jenis 790 Kg/m
3Nilai RON 108
Autoignition Temperature 423
oC
Entalpi penguapan 840 kj/kg
16 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Brake Torque dan Brake Power
Pengaruh brake torque dan brake power terhadap pembebanan menggunakan campuran bahan bakar RON 90 dan etanol dengan menggunakan variasi EGR hot dan cold ditunjukan pada Gambar 4.1 (a) dan (b), Gambar 4.2 (a) dan (b), Gambar 4.3 (a) dan (b), serta Gambar 4.4 (a) dan (b). Hasil dari percobaan menunjukkan bahwa semua nilai brake torque dan brake power meningkat seiring dengan meningkatnya pembebanan yang diberikan. Dari Persamaan 2.1 dan 2.2, apabila gaya pengereman yang dihasilkan semakin besar maka nilai brake torque dan brake power yang dihasilkan juga meningkat (Heywood, 1988).
Peningkatan brake torque dan brake power terhadap pembebanan paling signifikan sebesar 80% terjadi pada variasi EGR cold 100% dengan pembebanan 25% tanpa mengunakan etanol, dapat dilihat pada Gambar 4.1. Hal ini terjadi karena adanya EGR, sebagian gas buang disirkulasikan kembali melalui intake yang mengakibatkan adanya peningkatan temperatur dan tekanan di ruang bakar.
Selain itu proses oksidasi yang dihasilkan juga menjadi meningkat menyebabkan proses pembakaran menjadi sempurna. (Yu Chunchun et al, 2020).
Namun hal ini tidak terjadi pada variasi EGR cold 75% pembebanan 25%
dengan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan Etanol (15%) yang mengalami
penurunan, dapat dilihat pada Gambar 4.4. Hal ini terjadi karena etanol memiliki
kandungan air yang apabila bercampur dengan gasoline menyebabkan nyala api
yang rendah, selain itu persentase EGR open valve yang besar mengakibatkan kadar
oksigen dalam intake menjadi berkurang dan menyebabkan proses pembakaran
kurang maksimal. Pembakaran yang kurang sempurna mengakibatkan brake torque
dan brake power menurun. (Rodrigues da Costa, 2019).
17
Gambar 4.1 (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan bahan bakar RON 90
dengan variasi EGR.
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Power (kW)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Torque (Nm)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
18
Gambar 4.2 (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar
RON 90 (95%) dan etanol (5%) dengan variasi EGR.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Torque (Nm)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Power (kW)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
19
Gambar 4.3 (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar
RON 90 (90%) dan etanol (10%) dengan variasi EGR.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Torque (Nm)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Power (kW)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
20
Gambar 4.4 (a) Brake Torque (b) Brake Power. Grafik Pengaruh pembebanan terhadap nilai brake torque dan brake power menggunakan campuran bahan bakar
RON 90 (85%) dan etanol (15%) dengan variasi EGR.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Torque (Nm)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
0% 25% 50% 75% 100%
Brake Power (kW)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
21
4.2. Brake Spesific Fuel Consumption (BSFC)
Pengaruh brake spesific fuel consumption terhadap pembebanan menggunakan campuran bahan bakar RON 90 dan etanol dengan menggunakan variasi EGR hot dan cold ditunjukan pada Gambar 4.5, Gambar 4.6, Gambar 4.7, dan Gambar 4.8. Hasil dari percobaan menunjukkan penurunan nilai brake spesific fuel consumption pada semua variasi campuran bahan bakar RON 90 dan Etanol dengan menggunakan EGR hot dan cold seiring dengan meningkatnya nilai pembebanan. Apabila brake power yang dihasilkan semakin besar, maka nilai brake spesific fuel consumption akan menjadi menurun dan menjadi efisien. Hal ini sesuai dengan Persamaan 2.3. (Heywood, 1988). Penurunan nilai BSFC terhadap pembebanan paling signifikan sebesar 49% terjadi pada campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan Etanol (10%) dengan variasi EGR hot 100% pada pembebanan 25%, dapat dilihat pada Gambar 4.8. Hal ini terjadi karena etanol sebagai additive fuel memiliki kalor laten yang tinggi, selain itu dengan adanya EGR dapat membantu proses oksidasi menjadi lebih baik karena sebagian gas buang disirkulasikan kembali menunju intake, sehingga dapat meningkatkan tekanan dan menaikkan temperatur di ruang bakar yang menyebabkan durasi pembakaran menjadi lebih cepat. (Ayad et al, 2019).
Kenaikan nilai BSFC terhadap pembebanan terjadi pada pada campuran
bahan bakar RON 90 (85%) dan Etanol (15%) dengan variasi EGR cold 75% pada
pembebanan 25%, dapat dilihat pada Gambar 4.7. Terjadi kenaikan nilai BSFC
disebabkan oleh persentase additive fuel etanol yang tinggi, apabila tercampur
dengan bahan bakar murni mengakibatkan campuran bahan bakar sulit untuk
terbakar. Penyebab lain yaitu EGR open valve dapat menaikkan laju aliran massa
udara ke dalam ruang bakar sehingga kadar oksigen menjadi berkurang. Akibat dari
hal tersbut adalah timing pembakaran menjadi lebih lama dan tekanan di dalam
ruang bakar menurun. Secara otomatis tenaga yang dihasilkan menjadi rendah dan
menyebabkan konsumsi bahan bakar menjadi lebih banyak. (Ayad et al, 2019).
22
Gambar 4.5 Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunakan bahan bakar RON 90 dengan variasi EGR.
Gambar 4.6 Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (95%) dan
etanol (5%) dengan variasi EGR.
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80
0% 25% 50% 75% 100%
BSFC (kg/kW.jam)
Load (%)
EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80
0% 25% 50% 75% 100%
BSFC (kg/kW.jam)
Load (%)
EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
23
Gambar 4.7 Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan
etanol (10%) dengan variasi EGR.
Gambar 4.8 Grafik pengaruh Brake Spesific Fuel Consumption terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan
etanol (15%) dengan variasi EGR.
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80
0% 25% 50% 75% 100%
BSFC (kg/kW.jam)
Load (%)
EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80
0% 25% 50% 75% 100%
BSFC (kg/kW.jam)
Load (%)
EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
24 4.3. Brake Thermal Efficiency (BTE)
Pengaruh brake thermal efficiency terhadap pembebanan menggunakan campuran bahan bakar RON 90 dan etanol dengan menggunakan variasi EGR hot dan cold ditunjukan pada Gambar 4.9, Gambar 4.10, Gambar 4.11, dan Gambar 4.12. Hasil dari percobaan menunjukkan peningkatan nilai brake thermal efficiency pada semua variasi campuran bahan bakar RON 90 dan Etanol dengan menggunakan EGR hot dan cold seiring dengan meningkatnya nilai pembebanan.
Apabila nilai brake power yang dihasilkan semakin meningkat, maka nilai dari brake thermal efficiency juga meningkat. Hal ini sesuai dengan Persamaan 2.4.
(Heywood, 1988).
Peningkatan nilai brake thermal efficiency terhadap pembebanan paling
signifikan terjadi pada campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan Etanol (10%)
dengan variasi EGR hot 100% pada pembebanan 25% yaitu sebesar 94%, dapat
dilihat pada Gambar 4.11. Peningkatan terjadi karena adanya etanol sebagai
campuran bahan bakar dapat mempercepat proses pembakaran karena panas laten
penguapan yang dimiliki lebih tinggi dibandingkan dengan RON 90 tanpa additive
fuel. EGR juga berpengaruh dalam peningkatan nilai brake thermal efficiency
karena sebagian gas buang disirkulasikan kembali menuju intake dan menyebabkan
temperatur dan tekanan di ruang bakar meningkat sehingga menyebabkan
pembakaran menjadi lebih efisien. (Catapan, 2018). Penurunan nilai brake thermal
efficiency terhadap pembebanan paling signifikan terjadi pada campuran bahan
bakar RON 90 (85%) dan Etanol (15%) dengan variasi EGR cold 75% pada
pembebanan 25%, dapat dilihat pada Gambar 4.12. Hal ini terjadi karena persentase
additive fuel etanol yang tinggi menghasilkan nilai kalor yang lebih rendah
sehingga fuel mixture tidak mudah terbakar. Besarnya nilai EGR open valve juga
mempengaruhi penurunan brake thermal efficiency karena membuat kadar oksigen
dalam intake berkurang, sehingga menyebabkan nyala api dan energi kalor yang
dihasilkan menjadi rendah. (Rückert, 2019
)(Edara et al, 2019).
25
Gambar 4.9 Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan engine menggunakan bahan bakar RON 90 dengan variasi EGR.
Gambar 4.10 Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (95%) dan etanol (5%)
dengan variasi EGR.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 25% 50% 75% 100%
BTE (%)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 25% 50% 75% 100%
BTE (%)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
26
Gambar 4.11 Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (90%) dan etanol (10%)
dengan variasi EGR.
Gambar 4.12 Grafik pengaruh Brake Thermal Efficiency terhadap pembebanan engine menggunaan campuran bahan bakar RON 90 (85%) dan etanol (15%)
dengan variasi EGR.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 25% 50% 75% 100%
BTE (%)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0% 25% 50% 75% 100%
BTE (%)
Load (%) EGR 0%
EGR Hot 25%
EGR Hot 50%
EGR Hot 75%
EGR Hot 100%
EGR Cold 25%
EGR Cold 50%
EGR Cold 75%
EGR Cold 100%
