BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Uji Performansi Mesin Otto Satu Silinder Dengan Bahan Bakar Premium Dan Pertamax Plus

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Motor Bakar

Motor bakar adalah mesin atau pesawat tenaga yang merupakan mesin

kalor dengan menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik dengan

merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas (thermal) sehingga menghasilkan energi mekanik. Cara memperoleh energi termal tersebut dari hasil

proses pembakaran bahan bakar di dalam mesin itu sendiri, maka dapat dibagi

menjadi 2 bagian dengan kelebihan masing-masing, yaitu:

1. Mesin Pembakaran Luar (External Combustion Engine) Contohnya :

a. Steam engine (mesin uap torak), panas pembakaran di dalam ruang bakar akan memanasi air yang kemudian menjadi uap sehingga uap

tersebut akan menggerakkan torak.

b. Turbin gas dan turbin uap

Kelebihannya:

1. Dapat digunakan bahan bakar berkualitas rendah baik bahan bakar

padat, cair maupun gas.

2. Kapasitas besar, seperti : pusat pembangkit tenaga listrik, pusat

pembangkit tenaga uap, dalam hal ini untuk penggerak turbin dan

proses produksi.

3. Pada umumnya tidak terdapat bagian yang bergerak translasi

bolak-balik sehingga getaran yang terjadi kecil.

2. Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine) Contohnya :

a. Motor bakar torak : mesin otto dengan penyalaan loncatan bunga api,

mesin diesel dengan penyalaan kompresi, mesin wankel dengan gerak

torak berputar (rotary).

Kelebihannya:

1. Sederhana/simple

3. Investasi awal lebih kecil.

4. Cocok untuk tenaga penggerak pada kendaraan.

2.1.1. Mesin Diesel

Mesin diesel adalah sej

sebua

Cara kerja mesin diesel ini adalah udara masuk ke dalam

mesin diesel dan dikompresi oleh

Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diijeksikan ke

dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan

membakar dengan cepat, ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang

pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan

menghasilkan tenaga linear. Siklus diesel (ideal) pembakaran tersebut dimisalkan

dengan pemasukan panas pada tekanan konstan.

Gambar 2.1 Diagram P-v mesin diesel aktual dan ideal

Keterangan Gambar :

P = Tekanan (atm)

V = Volume Spesifik (m3

q

/kg)

in

q

= Kalor yang masuk (kJ)

Gambar 2.2 Diagram T-S Mesin Diesel

Keterangan Gambar :

T = Temperatur (K)

S = Entropi (kJ/kg.K)

q

in

q

= Kalor yang masuk (kJ)

out = Kalor yang dibuang (kJ)

Keterangan siklus :

1-2 Kompresi Isentropik

2-3 Pemasukan Kalor pada Tekanan Konstan

3-4 Ekspansi Isentropik

4-1 Pengeluaran Kalor pada Tekanan Konstan

Mesin diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin

pembakaran dalam (internal combustion engine). Prinsip kerja mesin diesel

adalah merubah energi kimia yang terdapat dalam bahan bakar menjadi energi

mekanis. Energi kimia ini di dapatkan melalui proses reaksi kimia (pembakaran)

dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

Pembakaran pada mesin diesel dimulai dari kompresi udara dalam ruang bakar

yang sangat tinggi diikuti oleh penginjeksian bahan bakar bertekanan tinggi

kedalam ruang bakar sewaktu temperatur udara mencapai temperatur nyala untuk

Gambar 2.3 Langkah kerja mesin diesel [12]

Proses kerja motor diesel terdiri dari 4 langkah sebagai berikut :

a). Langkah Hisap

Piston bergerak dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah),

katup masuk terbuka. Udara murni terhisap masuk ke dalam selinder akibat

terjadinya kevakuman dalam ruang silinder karena terjadi pembesaran volume

ruang di atas torak (gerak dari TMA ke TMB).

b). Langkah Kompresi

Poros engkol terus berputar, piston bergerak dari TMB ke TMA, kedua

katup tertutup. Udara murni yang terhisap tadi terkompresi dalam ruang bakar.

Karena terkompresi suhu dan tekanan udara tersebut naik hingga mencapai 35 atm

dengan temperatur 500⁰ - 800⁰ (pada perbandingan kompresi 20 : 1).

c). Langkah Usaha

Poros engkol masih terus berputar, beberapa derajat sebelum torak

mencapai TMA di akhir langkah kompresi, bahan bahar diinjeksikan ke dalam

ruang bakar. Karena suhu udara kompresi yang tinggi terjadilah pembakaran yang

menghasilkan tekanan eksplosif yang mendorong piston bergerak dari TMA ke

TMB. Kedua katup masih dalam keadaan tertutup. Gaya dorong ke bawah

Langkah usaha ini berhenti ketika katup buang mulai membuka beberapa derajat

sebelum torak mencapai TMB.

d). Langkah Buang

Poros engkol masih terus berputar, piston bergerak dari TMB ke TMA,

katup buang terbuka. Gas sisa hasil pembekaran terdorong keluar dari ruang bakar

(ruang silinder di atas torak) menuju udara luar melalui katup buang yang terbuka.

Karena gas sisa tersebut masih bertekanan tinggi.

2.1.2. Mesin Otto

Mesin otto adalah sebuah tipe

Mesin otto berbeda dengan

yang

menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang untuk

menggunakan bahan bakar gasoline atau yang sejenis.

dalam metode pencampuran

bahan bakar dengan udara, dan mesin otto selalu menggunakan penyalaan busi

untuk proses pembakaran. Pada mesin diesel, hanya udara yang dikompresikan

dalam ruang bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan, bahan bakar

diinjeksikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi untuk bercampur

dengan udara yang sangat panas, pada saat kombinasi antara jumlah udara, jumlah

bahan bakar, dan temperatur dalam kondisi tepat maka campuran udara dan bakar

tersebut akan terbakar dengan sendirinya. Siklus otto (ideal) pembakaran tersebut

dimisalkan dengan pemasukan panas pada volume konstan.

Keterangan Gambar :

P = Tekanan (atm)

V = Volume Spesifik (m3

q

/kg)

in

q

= Kalor yang masuk (kJ)

out = Kalor yang dibuang (kJ)

Gambar 2.5 Diagram T-S mesin otto

Keterangan Gambar :

T = Temperatur (K)

S = Entropi (kJ/kg.K)

q

in

q

= Kalor yang masuk (kJ)

out = Kalor yang dibuang (kJ)

Keterangan siklus :

1-2 Kompresi Isentropik

2-3 Pemasukan Kalor pada Volume Konstan

3-4 Ekspansi Isentropik

4-1 Pengeluaran Kalor pada Volume Konstan

Pada mesin otto, pada umumnya udara dan bahan bakar dicampur sebelum

bahan bakar langsung ke silinder ruang bakar termasuk mesin otto 2 langkah

untuk mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan. Pencampuran udara

dan bahan bakar dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi, keduanya

mengalami perkembangan dari sistem manual sampai dengan penambahan

sensor-sensor elektronik. Sistem Injeksi Bahan bakar di motor otto terjadi diluar silinder,

tujuannya untuk mencampur udara dengan bahan bakar seproporsional mungkin,

hal ini disebut EFI.

2.1.2.1. Mesin Otto 2 Langkah

Mesin otto 2 langkah belakangan ini penggunaannya sudah sangat sedikit

dikarenakan emisi gas buang yang relatif lebih besar dibandingkan dengan mesin

otto 4 langkah. Cara kerja pada mesin otto 2 langkah sangat simpel, hakekatnya

mesin motor 2 langkah pada sebuah ruang pembakarannya terjadi dua kali

langkah piston. Langkah buang dan langkah isap terjadi pada saat torak berada

disekitar TMB. Lubang isap dan lubang buang pada dinding silinder dibuka dan

ditutup oleh torak itu sendiri, berikut dijelaskan 2 istilah dalam mesin otto 2

langkah.

-Titik Mati Atas (TMA) atau dengan kata lain Upstroke,

-Titik Mati Bawah (TMB) atau dengan kata lain Downstroke.

Dibawah ini dijelaskan mengenai detail dari gambar mesin otto 2 langkah,

dimana mesin otto 2 langkah ini tidak memiliki klep seperti pada mesin-mesin

yang lainnya.

Berikut ini dijelaskan langkah kerja mesin otto 2 langkah, disini gas buang

didesak keluar dari dalam silinder melalui lubang buang oleh udara dan campuran

bahan bakar dan udara yang dimasukkan dalam silinder. Sudah barang tentu

sebagian udara atau campuran bahan bakar dan udara segar ikut keluar dari dalam

silinder bersama-sama dengan gas buang

Gambar 2.7 Langkah kerja mesin Otto 2 langkah [11]

1. Langkah Pertama TMA ke TMB

Piston bergerak dari TMA ke TMB maka terjadilah penekanan pada ruang

bilas yang berada diruang piston, pada lubang linier terdapat lubang dari

inlangkahe dan exhaust. Pada saat piston bergerak melewati lubang exhaust, gas yang ada pada ruang bakar akan keluar melewati lubang exhaust. Sedangkan saat piston melewati lubang inlangkahe maka gas yang berada di ruang bilas yang ikut terpompa oleh piston akan masuk kedalam ruang bakar, dan saat ini sedang terus

berlanjut gas dari sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui exhaust.

2. Langkah Kedua dari TMB ke TMA

Pada saat piston bergerak dari TMB ke TMA akan melakukan

penghisapan campuran bahan bakar, udara, dan oli samping. Setelah piston

melewati lubang intake dan lubang exhaust, maka piston akan melakukan sistem kompresi yang terjadilah tekanan pada ruang bakar. Piston akan terus menekan

sudah dapat tekanan dari piston akan terbakar oleh api yang dihasilkan oleh

sebuah busi, setelah itu terjadi pada uang bakar maka akan diteruskan ke langkah

tenaga, dan tenaga disalurkan ke bagian transmisi, itu terjadi selama mesin motor

hidup.

2.1.2.2. Mesin Otto 4 Langkah

Mesin Otto empat langkah adalah mesin pembakaran dalam yang dalam

satu siklus pembakaran terjadi empat langkah piston. Empat langkah tersebut

meliputi, langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang yang

secara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol (crankshaft) per satu siklus pada mesin otto.

Gambar 2.8 Mesin Otto 4 langkah

Prinsip kerja motor otto empat langkah adalah sebagai berikut :

1.

Dalam langkah ini, campuran bahan bakar dan udara di hisap ke dalam

ruang bakar, Katup hisap membuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu torak

bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB), menyebabkan

ruang silinder menjadi vakum dan menyebabkan masuknya campuran udara dan

bahan bakar ke dalam silinder yang disebabkan adanya tekanan udara luar.

Gambar 2.9 Langkah hisap mesin otto 4 langkah [7]

2.

Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan.

Katup hisap dan katup buang tertutup. Waktu torak naik dari titik mati bawah

(TMB) ke titik mati atas (TMA), campuran yang dihisap tadi dikompresikan.

Akibatnya tekanan dan temperaturnya akan naik, sehingga akan mudah terbakar.

Saat inilah percikan api dari busi terjadi. Poros engkol berputar satu kali ketika

torak mencapai titk mati atas (TMA).

Langkah Kompresi

Gambar 2.10 Langkah kompresi mesin Otto 4 langkah [7]

3.

Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga dimana gerak translasi

piston diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol dan selanjutnya akan

menggerakkan kendaraan. Saat torak mencapai titik mati atas (TMA) pada saat

langkah kompresi, busi memberikan loncatan bunga api pada campuran udara dan

bahan bakar yang telah dikompresikan. Dengan adanya pembakaran, kekuatan

dari tekanan gas pembakaran yang tinggi mendorong torak ke bawah. Usaha ini

yang menjadi tenaga mesin.

Gambar 2.11 Langkah usaha mesin Otto 4 langkah [7]

4.

Dalam langkah ini, gas yang sudah terbakar, akan dibuang ke luar silinder.

Katup buang membuka sedangkan katup hisap tertutup.Waktu torak bergerak dari

titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), mendorong gas bekas keluar

dari silinder. Pada saat akhir langkah buang dan awal langkah hisap kedua katup

akan membuka sedikit (valve overlap) yang berfungsi sebagai langkah pembilasan

(campuran udara dan bahan bakar baru mendorong gas sisa hasil pembakaran).

Ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan langkah

berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah melakukan 2 putaran penuh

dalam satu siklus yang terdiri dari empat langkah yaitu, 1 langkah hisap, 1

langkah kompresi, 1 langkah usaha, 1 langkah buang yang merupakan dasar kerja

dari pada mesin empat langkah.

Langkah Buang

Gambar 2.12 Langkah buang mesin Otto 4 langkah [7]

Proses Kerja adalah keseluruhan langkah yang berurutan untuk terjadinya

Piston motor bergerak bolak balik dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah

(TMB) dan dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) pada langkah

selanjutnya.

Pada motor empat langkah, proses kerja motor diselesaikan dalam empat

langkah piston.

- Langkah pertama yaitu piston bergerak dari TMA ke TMB, disebut

langkah pengisian.

- Langkah kedua yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut langkah

kompresi.

- Langkah ketiga piston bergerak dari TMA ke TMB disebut langkah usaha.

Pada langkah usaha ini terjadilah proses pembakaran bahan bakar

(campuran udara dan bahan bakar) di dalam silinder motor/ruang

pembakaran yang menghasilkan tenaga yang mendorong piston dari TMA

ke TMB.

- Langkah keempat yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA disebut

langkah pembuangan. Gas hasil pembakaran didorong oleh piston keluar

silinder motor. Jadi pada motor empat langkah proses kerja motor untuk

menghasilkan satu langkah usaha (yang menghasilkan tenaga) diperlukan

empat langkah piston.

Empat langkah piston berarti sama dengan dua kali putaran poros engkol.

Pada motor dua langkah proses kerja motornya untuk mendapatkan satu kali

langkah usaha hanya diperlukan dua kali langkah piston. Motor dua langkah yang

paling sederhana, pintu masuk atau lubang masuk dan lubang buang terlelangkah

berhadap-hadapan yaitu berada pada sisi bawah pada dinding silinder motor.

Proses kerjanya adalah sebagai berikut.:

- Piston berada TMB, kedua lubang (masuk dan buang) sama sama terbuka

kemudian campuran udara dan bahan bakar dimasukkan kedalam silinder

- Gerakan piston dari TMB ke TMA, maka lubang masuk akan tertutup dan

tertutup pula lubang buang, maka terjadilah langkah kompresi. Pada akhir

langkah kompresi ini terjadilah pembakaran gas bahan bakar. Dengan

terjadinya pembakaran gas bahan bakar maka dihasilkan tenaga

pembakaran yang mendorong piston ke bawah dari TMA ke TMB.

- Langkah usaha terakhir terjadilah pembuangan gas bekas begitu terbuka

lubang buang. Sesudah itu terbuka pula lubang masuk sehingga terjadi

pemasukkan gas baru sekaligus mendorong mendorong gas bekas keluar

melalui lubang buang.

Dengan demikian pada motor dua langkah proses motor untuk

menghasilkan satu kali langkah usaha/pembakaran gas dalam silinder, hanya

diperlukan dua langkah piston. Dilihat dari putaran poros engkolnya diperlukan

satu kali putaran poros engkol.

2.1.3. Mesin Wankel

Mesin wankel yang juga disebut dengan mesin rotari adalah mesin

pembakaran dalam yang digerakan oleh tekanan yang dihasilkan dari pembakaran

dan diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang selanjutnya akan

menggerakan poros.

Mesin ini ditemukan oleh insinyur Jerman Felix Wankel. Ia mendapatkan

paten untuk mesin tersebut tahun 1929. Pada tahun 1950, ia memulai

penelitiannya di NSU Motorwenke AG dan tahun 1957 ia membuat prototipenya.

NSU kemudian melisensikan konsepnya kepada beberapa manufaktur di seluruh

dunia untuk diperbaiki konsepnya.

Mesin wankel sering dipakai untuk berbagai kendaraan dan peralatan

seperti mobil, sepeda motor, pesawat terbang, go-kart, speed boat, snowmobile,

pembangkit listrik, mesin pabrik industri dan lain-lain, namun belakangan ini

penggunaan mesin ini semakin jarang diakibatkan emisi gas buang yang relatif

Gambar 2.13 Mesin Wankel [8]

Prinsip kerja dari mesin wankel sama saja dengan mesin 4-langkah

konvensional. Pertama-tama, campuran bahan bakar dan udara masuk ke dalam

ruang silinder karena hisapan dari perputaran rotor. Lalu, campuran bahan bakar

dan udara dibawa ke sisi yang lain dan termampatkan oleh pergerakan rotor.

Langkah selanjutnya, busi menyemburkan api yang membakar campuran bahan

bakar dan menyebabkan peningkatan tekanan gas serta meningkatkan perputaran

rotor dan sumbu eksentrik. Kemudian, saat rotor bergerak ke sisi yang lain untuk

memulai siklus yang baru, sisa pembakaran keluar melalui saluran gas buang.

Perbedaan mesin Wankel dengan mesin 4-langkah konvensional adalah

mesin Wankel tidak perlu mengubah energi gerak piston yang naik turun menjadi

energi putar sehingga lebih efisien.

Keunggulan yang dimiliki mesin wankel antara lain bobotnya yang ringan

dan desainnya yang simpel karena menggunakan suku cadang yang lebih sedikit

dibandingkan dengan mesin 4-langkah konvensional. Tenaga yang dihasilkan

mesin ini juga lebih besar dibanding dengan mesin konvensional dengan kapasitas

yang lebih besar.

Kekurangan dari mesin ini adalah boros bahan bakar. Emisi yang

dihasilkan mesin ini juga cukup tinggi dan boros oli. Hal ini menyebabkan biaya

perawatan untuk mesin Wankel sangat besar dan sering kali mesin wankel hanya

2.2.Dinamometer

Dinamometer digunakan untuk mengukur torsi pada keseluruhan operasi

mesin, dinamometer yang digunakan adalah tipe water brake dynamometer

dimana memanfaatkan aliran air secara proporsional dengan beban yang

diterapkan untuk menciptakan resistensi terhadap motor.

Gambar 2.14 Water brake dynamometer operation theory[13]

Sebuah aliran dikontrol air melalui saluran masuk diarahkan pada pusat

rotor di setiap penyerapan bagian dalam. Air ini kemudian diarahkan menuju

bagian luar tubuh dinamometer oleh gaya sentrifugal. Seperti yang diarahkan

keluar, air dipercepat ke dalam kantong di piring stator stasioner , percepatan terus

menerus / deselerasi air menciptakan beban pada motor.

2.3. Performansi Motor Bakar

Bagian ini membahas tentang performansi mesin pembakaran dalam.

Parameter mekanik yang termasuk dalam subbab ini adalah torsi, daya,

perbandingan udara bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik dan effisiensi

dari pembakaran di dalam mesin.

2.3.1. Torsi dan Daya

Torsi yang dihasilkan suatu mesin dapat diukur dengan menggunakan

dinamometer yang bertindak seolah-olah seperti sebuah rem dalam sebuah mesin,

maka daya yang dihasilkan poros output ini sering juga disebut dengan brake power. Torsi didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada jarak momen dan memiliki satuan N-m atau lbf-ft.

Daya didefinisikan sebagai usaha dari mesin per satuan waktu.

𝑊̇ = 2𝜋𝑁𝜏

60000...(2.1)

Dimana :

𝑊̇= Daya poros (kW)

=

N Putaran mesin (rpm)

=

τ Torsi (Nm)

Baik torsi dan daya adalah fungsi dari putaran mesin. Pada putaran rendah,

torsi meningkat dengan meningkatnya putaran mesin. Putaran mesin meningkat

lebih lanjut, torsi mencapai maksimum dan kemudian menurun seperti yang

ditunjukkan pada gambar diatas. Torsi menurun karena mesin tidak dapat udara

yang optimal pada kecepatan yang lebih tinggi. Ditunjukkan daya meningkat

seiring putaran meningkat kemudian menjadi maksimal dan kemudian menurun

pada putaran mesin yang lebih tinggi. Hal ini dikarenakan kerugian gesekan

meningkat dan menjadi faktor dominan pada kecepatan yang sangat tinggi. Untuk

mobil bensin, daya maksimum terjadi pada kisaran 6000 hingga 7000 RPM,

sekitar satu setengah kali torsi maksimum.

2.3.2. Perbandingan Udara Bahan Bakar (AFR)

Air-Fuel Ratio adalah parameter yang digunakan untuk mendeskripsikan

rasio campuran udara dengan bahan bakar:

𝑁𝑐 = Jumlah silinder

𝑁 = Putaran mesin (rpm)

𝑛 = 2 (rev/sec) untuk 4 langkah dan 1 (rev/sec) untuk 2 langkah

𝑃𝑖= Tekanan udara masuk silinder (85-90 kPa)

𝑉𝑑 = Volume langkah (m3

= 12 – 24 untuk mesin pengapian kompresi (Compression Ignition Engine)

2.3.3. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Konsumsi bahan bakar spesifik didefinisikan dengan :

𝑠𝑓𝑐 =𝑚_𝑓̇ /𝑊̇ ...(2.7)

Dimana:

𝑠𝑓𝑐 = Konsumsi bahan bakar spesifik / Specific Fuel Consumption (gr/kWh) 𝑚𝑓̇ = Laju aliran bahan bakar ke mesin (kg/sec)

𝑊̇= Daya poros (kW)

2.3.4. Efisiensi Mesin

Waktu yang diperlukan untuk proses pembakaran suatu siklus mesin

sangatlah singkat dan pada umumnya tidak semua bahan bakar habis terbakar oleh

oksigen atau bahkan temperatur sekitar tidak mendukung reaksi kimia yang

terjadi, fenomena ini terjadi karena mesin bekerja di lingkungan yang

berbeda-beda dan variasi putaran yang nilainya sangat berubah-ubah sesuai akselerasi

yang dibutuhkan. Kemungkinan terburuk sebahagian kecil molekul bahan bakar

tidak bereaksi dan terbawa ke aliran pembuangan (exhaust). Effisiensi pembakaran 𝜂_𝑐 menerangkan seberapa banyak bahan bakar yang bereaksi dan

bekerja. Untuk satu siklus mesin pada satu silinder, panas yang ditambahkan

adalah :

𝑄𝑖𝑛 =𝑚𝑓𝑄𝐻𝑉𝜂𝑐 ...(2.8)

Untuk keadaan steady :

𝑄𝚤𝑛̇ =𝑚𝑓̇ 𝑄𝐻𝑉𝜂𝑐 ...(2.9)

Effisiensi termalnya adalah :

𝜂𝑡 =𝑊 𝑄⁄ 𝑖𝑛 =𝑊̇ 𝑄⁄ 𝚤𝑛̇ =𝜂𝑓⁄𝜂𝑐 ...(2.10)

Dimana:

𝑊̇= Daya poros (kW)

𝑚𝑓 = massa bahan bakar (kg/siklus)

𝑚𝑓̇ = Laju aliran bahan bakar ke ruang bakar (kg/sec) 𝑄𝐻𝑉 = Nilai kalor dari bahan bakar (44400 Kj/kg)

𝜂𝑐 = Effisiensi pembakaran (0,95 - 0,98)

𝜂𝑓 = Effisiensi konversi bahan bakar

2.4.Analisis Ketidakpastian

Suatu cara atau metode untuk menaksir ketidakpastian dalam hasil-hasil

eksperimen telah dikemukakan oleh Kline dan McClintock. Metode ini didasarkan

atas spesifikasi yang teliti ketidakpastian dalam berbagai pengukuran primer

eksperimen. Umpamanya, suatu bacaan tekanan tertentu mungkin dinyatakan

sebagai:

P = 100 kN/m2 ± 1 kN/m2

Bila tanda plus atau minus itu digunakan untuk menyatakan

katidakpastian, orang yang membuat penandaan itu sebenarnya menyatakan

Perlu dicatat bahwa spesifikasi itu sendiri tidak pasti, karena pelaku eksperimen

itu tentunya tidak pasti mengenai ketelitian dalam pengukurannya.

Bila instrumen itu baru saja dikalibrasi secara seksama, dengan tingkat

presisi yang tinggi, eksperimentalis itu mungkin dapat memberikan tingkat

ketidakpastian pengukuran yang lebih baik dari bila pengukuran dilakukan dengan

pengukur atau instrumen lain yang riwayat kalibrasinya tidak diketahui. Sebagai

cara yang lebih baik dalam memberikan spesifikasi ketidakpastian suatu

pengukuran, Kline dan McClintock menyarankan agar pelaku eksperimen

menyatakan taruhan (kemungkinan) ketidakpastian itu. Jadi, persamaan diatas tadi

dapat ditulis:

P = 100 kN/m2 ± 1 kN/m2 ( 20 banding 1)

Dengan kata lain, pelaku eksperimen berani bertaruh dengan kemungkinan

20 banding 1 pengukuran itu akan berada dalam ± 1 kN/m2

Umpamakan seperangkat pengukuran dilakukan dimana ketidakpastian

masing-masing pengukuran dapat dinyatakan dengan taruhan yang sama.

Perangkat pengukuran ini lalu digunakan untuk menghitung hasil eksperimen

yang dikehendaki. Kita ingin menaksir ketidakpastian dalam perhitungan atas

dasar ketidakpastian dalam pengukuran-pengukuran primer. Hasil R ialah suatu fungsi dari variabel tak tergantung atau (independent) x

. Perlu dicatat bahwa

spesifikasi taruhannya itu hanya bisa dilakukan eksperimentalis itu atas dasar

pengalaman laboratorium keseluruhan.

1, x2, x3,...xn. jadi,

R = R (x1, x2, x3,...xn)

...(2.11)

Umpamakan WR ialah ketidakpastian dalam hasil w1, w2,...wn ketidakpastian dalam variabel tak-tergantung itu mempunyai taruhan yang sama,

maka ketidakpastian dalam hasil yang mempunyai taruhan itu diberikan rujukan

W

2.5.Lomba Kendaraan Hemat Energi

R = ��_𝑑𝑥𝑑𝑅

Untuk menjawab kebutuhan akan kendaraan masa depan yang hemat akan

penggunaan energi dan ramah lingkungan maka dewasa ini banyak dilakukan riset

dan penelitian termasuk kegiatan – kegiatan yang memancing kaum muda untuk

berpartisipasi didalamnya. Ada beberapa perlombaan kendaraan hemat energi

yang kita kenal salah satunya adalah Shell Eco-marathon dimana kegiatan ini

merupakan reguler tahunan yang menantang tim mahasiswa untuk merancang dan

membangun kendaraan yang paling hemat energi untuk bersaing dengan

kendaraan tim lain, dimana pemenangnya adalah kendaraan yang dapat bergerak

dengan jarak terjauh dengan menggunakan bahan bakar atau energi paling sedikit.

Para tim akan bersaing dalam dua kategori utama berdasarkan desain mobil

mereka :

1. Kategori Prototype adalah untuk kendaraan berbentuk futuristik yang bertujuan untuk memaksimalkan efisiensi bahan bakar melalui elemen desain

yang inovatif.

2. Kategori Urban Concept adalah untuk desain kendaraan konvensional roda

empat yang hemat bahan bakar, sesuai dengan kebutuhan pengemudi saat ini

atau yang umum disebut dengan konsep city car.

Tim mahasiswa dapat memilih salah satu bahan bakar berikut untuk

sumber daya kendaraan mereka. Kendaraan-kendaraan dapat menggunakan salah

satu bahan bakar berikut atau jenis energi :

1. Shell Unleaded 95 (EU)/Shell Plus 89 (US) Petrol/Gasoline

2. Shell Diesel

3. Liquefied Petroleum Gas (LPG)

4. Shell Gas to Liquids (100% GTL)

5. Fatty Acid Methyl Ester (100% FAME)

6. Ethanol E100 (100% Ethanol)

8. Solar/Energi Surya

9. Plug-In Electricity (Li-on)

Shell Eco-marathon Asia 2012 memiliki jumlah peserta sebanyak 145 tim

dari 18 negara di Asia dimana dari Indonesia sendiri diikuti oleh 8 perguruan

tinggi yaitu: Universitas Gajah Mada (UGM), Institut Teknologi Bandung (ITB),

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Politeknik Negeri Pontianak,

Universitas Pendidikan Indonesia, Politeknik Manufaktur Bandung, Politeknik

Negeri Jakarta dan Universitas Sumatera Utara (USU).

Di Indonesia sendiri untuk pertama kalinya tahun 2012 diadakan Indonesia

Energy Marathon Challange dimana kegiatan ini pada dasarnya juga sama dengan

konsep Shell Eco-marathon hanya saja peserta kompetisi dari Indonesia dan

keragaman sumber energi yang disediakan juga masih sangat minim yaitu