LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MODUL 01 MOTOR BAKAR-FRANS ABRIYENS 2207113416

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

PRESTASI MESIN

TA 2024-2025

MODUL 01 MOTOR BAKAR

Disusun Oleh FRANS ABRIYENS

2207113416 B4

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2025

BAB IV

PROSEDUR KERJA

4.1 Prosedur Kerja Aktual

Adapun prosedur kerja aktual dari pengujian ini adalah sebagai berikut : 1. Buka katup bahan bakar.

Gambar 4. 1 Pembukaan Katup Bahan Bakar 2. Nyalakan mesin uji.

Gambar 4. 2 Mesin Uji Dinyalakan 3. Atur kecepatan putaran mesin hingga putaran 2200 rpm.

Gambar 4. 3 Kecepatan Putar Mesin Diatur pada Putaran 2200 rpm 4. Arahkan tachometer ke poros untuk memastikan putaran pada putaran 2200 rpm.

Gambar 4. 4 Mengarahkan Tachometer 5. Beri pembebanan sebesar 0,25 kg

m² yang dapat dilihat pada pressure gauge dengan menekan pedal rem.

Gambar 4. 5 Penambahan Beban

6. Pertahankan beban dan dalam waktu bersamaan ukur waktu konsumsi 6 mL volume bahan bakar dengan stopwatch.

Gambar 4. 6 Pengukuran Waktu Konsumsi Bahan Bakar 6 mL 7. Catat data pada job sheet

Gambar 4. 7 Pencatatan Data

8. Ulangi pengujian dengan beban berikutnya sama seperti prosedur 5-7, namun beban 0,25 kg

m² pada prosedur no. 5 dinaikkan secara bertahap hingga mesin mati.

Gambar 4. 8 Pemberian Beban

BAB V PEMBAHASAN

5.1. Perhitungan

Tabel 1 Data Hasil Pengujian P

(

^cmkg2

)

n (rpm)

t (s)

vudara

m s

0,25 2348,1 21,36 1,2

0,50 2189,3 25,44 1,3

0,75 1580,9 26,34 1,3

1,00 1034,1 22,88 1,3

Diketahui :

A. Data mesin dan alat uji

- Bore x stoke = 76 x73 mm = 0,076 x 0,073 m

- Jarak piston rem terhadap pusat poros = 87 mm = 0,087 m - Jari-jari dalam kampas rem (R1) = 64 mm = 0,064 m - Jari-jari luar kampas rem (R2) = 110 mm = 0,110 m - Luas permukaan kampas rem = 0,0050898 m²

- Koefisien gesekan = 0,5

- Diameter penampang orifice d² = 22,2 mm = 0,0222 m - Diameter penampang pipa d¹ = 63,3 mm = 0,0633 m

- Nilai Cd orifice = 0,35

- Diameter luar piston pada disc brake = 54,4 mm = 0,0544 m - Jumlah piston pada disc brake = 1 buah

B. Data lainnya

- Massa jenis udara

(

^ρud

)

^{= 1,1644} _m^kg3

- Massa jenis minya

(

^ρoli

)

^{= 920} _m^kg3

- Massa jenis bahan bakar

(

^ρbb

)

^{= 753} _m^kg3

- Nilai kalor bahan bakar (LHVbb) = 44.000 kJ

kg = 44.000.000 J kg - Laju aliran massa udara

(

^m˙ud

)

= 0,002502 kg

s

- Sudut () = 60° = 1,047 rad

- Volume bahan bakar (Vbb) = 6 mL = 0,000006 m³

Adapun perhitungan berdasarkan data pengujian dan data yang diketahui di atas adalah sebagai berikut :

1. Perhitungan data 1 Diketahui :

- P = 0,25 kg

cm² = 2.500 kg m²

- n = 2348,1 rpm

- t = 21,36 s

- vudara = 1,2 m

s a. Gaya (F)

F = P x A x g

= P x π D² 4 x g

= 2.500 kg

m² x π(0,0544m)²

4 x 9,81 m s²

= 56,97 N b. Torsi (T)

T = μ x F x K₁x R_m

Dimana, nilai K1 dan Rm adalah :

K1 = 2

3 sin❑

2

[

¹⁻

(

^{RR11+x RR22}

)

²

]

=

2x1,047rad 3 sin1,047rad

2

[

^{1−(0,0640,064m+m x0,1100,110m)m2}

]

= 2,094rad

1,5rad

[

^{1−0,007040,0303mm22}

]

= 1,396 x 0,7677

= 1,07

Rm = R₁+R₂ 2

= 0,064m+0,110m 2

= 0,087 m Sehingga,

T = μ x F x K₁x R_m

= 0,5 x 56,97 N x 1,07 x 0,087 m

= 2,7 N.m c. Daya poros efektif (Ne)

Ne = T x ω

= T x 2x π x n 60

= 2,7 N.m x 2x π x2.348,1rpm 60

= 663,6 W

d. Konsumsi bahan bakar (m˙_bb)

˙

m_bb = V_bbx ρ_bb t

= 0,000006m³x753kg m³ 21,36s

= 0,000212 kg s

e. Pemakaian bahan bakar spesifik (Be) Be = m˙_bb

N_e

= 0,000212kg s 663,6W

= 0,00000032 kg J f. Efisiensi thermal efektif (^ηe)

η_e = N_e

˙

m_bbx LHV_bbx100 %

=

663,6W 0,000212kg

s x44.000.000 J kg

x100 %

= 7,1 %

g. Tekanan efektif rata-rata (Pe) Pe = 450.000x N_e

v_lx z x n x a Dimana :

V_l = π

4× Bore²× stroke

= π

4×(0,076m)²×(0,073m)

= 0,000331 m³ Sehingga,

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a

=

450.000x663,6W 0,000331m³x3x2348,1rpm x 2π

60sx0,5

=

298.620.000W 0,12m³

s

= 2.488.500.000 N m²

= 25.375,64 kg cm²

h. Laju pemakaian udara ideal (m˙_ui)

˙

m_ui = v_lx ρ_udx z x n1 260

= 0,000331 m³ x 1,1644 kg

m³ x 3 x 2348,1 rpm x 2π 60s x 30

= 8,53 kg s i. Efisiensi volumetrik (η˙_v)

˙

η_v = m˙_ud

˙

m_ui x100 %

=

0,002502kg s 8,53kg

s

x100 %

= 0,0293 %

j. Perbandingan udara dan bahan bakar AFR = m˙_ui

˙ m_bb

=

8,53kg s 0,000212kg

s

= 40.235,9 2. Perhitungan data 2

Diketahui :

- P = 0,50 kg

cm² = 5.000 kg m²

- n = 2189,3 rpm

- t = 25,44 s

- vudara = 1,3 m

s a. Gaya (F)

F = P x A x g

= P x π D² 4 x g

= 5.000 kg

m² x π(0,0544m)²

4 x 9,81 m s²

= 113,95 N b. Torsi (T)

T = μ x F x K₁x R_m

Dimana, nilai K1 dan Rm adalah :

K1 = 2

3 sin❑

2

[

¹⁻

(

^{RR11+x RR22}

)

²

]

=

2x1,047rad 3 sin1,047rad

2

[

^{1−(0,0640,064mm x+0,1100,110mm)2}

]

= 2,094rad

1,5rad

[

^{1−0,007040,0303mm22}

]

= 1,396 x 0,7677

= 1,07 Rm = R₁+R₂

2

= 0,064m+0,110m 2

= 0,087 m Sehingga,

T = ^{μ x F x K}1x R_m

= 0,5 x 113,95 N x 1,07 x 0,087 m

= 5,3 N.m c. Daya poros efektif (Ne)

Ne = T x ω

= T x 2x π x n 60

= 5,3 N.m x 2x π x2.189,3rpm 60

= 1.214,5 W d. Konsumsi bahan bakar (m˙_bb)

˙

m_bb = V_bbx ρ_bb t

= 0,000006m³x753kg m³ 25,44s

= 0,000178 kg s

e. Pemakaian bahan bakar spesifik (Be) Be = m˙_bb

N_e

= 0,000178kg s 1.214,5W

= 0,00000015 kg J f. Efisiensi thermal efektif (η_e)

η_e = N_e

˙

m_bbx LHV_bbx100 %

=

1.214,5W 0,000178kg

s x44.000 .000 J kg

x100 %

= 15,51 %

g. Tekanan efektif rata-rata (Pe)

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a Dimana :

V_l = π

4× Bore²× stroke

= π

4×(0,076m)²×(0,073m)

= 0,000331 m³ Sehingga,

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a

=

450.000x1.214,5W 0,000331m³x3x2.189,3rpm x 2π

60sx0,5

=

546.525.000W 0,114m³

s

= 4.794.078.947 N m²

= 48.886 kg cm²

h. Laju pemakaian udara ideal (m˙_ui)

˙

m_ui = v_lx ρ_udx z x n1 260

= 0,000331 m³ x 1,1644 kg

m³ x 3 x 2.189,3 rpm x 2π 60s x 30

= 7,95 kg s i. Efisiensi volumetrik (η˙_v)

˙

η_v = m˙_ud

˙

m_ui x100 %

=

0,002502kg s 7,95kg

s

x100 %

= 0,032 %

j. Perbandingan udara dan bahan bakar

AFR = m˙_ui

˙ m_bb

=

7,95kg s 0,000178kg

s

= 44.662,92

3. Perhitungan data 3 Diketahui :

- P = 0,75 kg

cm² = 7.500 kg m²

- n = 1580,9 rpm

- t = 26,34 s

- vudara = 1,3 m

s a. Gaya (F)

F = P x A x g

= P x π D² 4 x g

= 7.500 kg

m² x π(0,0544m)²

4 x 9,81 m s²

= 170,9 N b. Torsi (T)

T = μ x F x K₁x R_m

Dimana, nilai K1 dan Rm adalah :

K1 = 2

3 sin❑

2

[

¹⁻

(

^{RR11+x RR22}

)

²

]

=

2x1,047rad 3 sin1,047rad

2

[

^{1−(0,0640,064mm x+0,1100,110mm)2}

]

= 2,094rad

1,5rad

[

^{1−0,007040,0303mm22}

]

= 1,396 x 0,7677

= 1,07

Rm = R₁+R₂ 2

= 0,064m+0,110m 2

= 0,087 m Sehingga,

T = μ x F x K₁x R_m

= 0,5 x 170,9 N x 1,07 x 0,087 m

= 7,96 N.m c. Daya poros efektif (Ne)

Ne = T x ω

= T x 2x π x n 60

= 7,96 N.m x 2x π x1.580,9rpm 60

= 1.317,12 W d. Konsumsi bahan bakar (m˙_bb)

˙

m_bb = V_bbx ρ_bb t

= 0,000006m³x753kg m³ 26,34s

= 0,000172 kg s

e. Pemakaian bahan bakar spesifik (Be) Be = m˙_bb

N_e

= 0,000172kg s 1.317,12W

= 0,000000131 kg J f. Efisiensi thermal efektif (^ηe)

η_e = N_e

˙

m_bbx LHV_bbx100 %

=

1.317,12W 0,000172kg

s x44.000.000 J kg

x100 %

= 17,4 %

g. Tekanan efektif rata-rata (Pe) Pe = 450.000x N_e

v_lx z x n x a Dimana :

V_l = π

4× Bore²× stroke

= π

4×(0,076m)²×(0,073m)

= 0,000331 m³ Sehingga,

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a

=

450.000x1.317,12W 0,000331m³x3x1.580,9rpm x 2π

60sx0,5

=

592.704 .000W 0,0822m³

s

= 7.210.510.949 N m²

= 73.526,8 kg cm²

h. Laju pemakaian udara ideal (m˙_ui)

˙

m_ui = v_lx ρ_udx z x n1 260

= 0,000331 m³ x 1,1644 kg

m³ x 3 x 1.580,9 rpm x 2π 60s x 30

= 1,91 kg s i. Efisiensi volumetrik (η˙_v)

˙

η_v = m˙_ud

˙

m_ui x100 %

=

0,002502kg s 1,91kg

s

x100 %

= 0,131 %

j. Perbandingan udara dan bahan bakar AFR = m˙_ui

˙ m_bb

=

1,91kg s 0,000172kg

s

= 11.104,7 4. Perhitungan data 4

Diketahui :

- P = 1,00 kg

cm² = 10.000 kg m² - n = 1.034,1 rpm

- t = 22,88 s

- vudara = 1,3 m

s a. Gaya (F)

F = P x A x g

= P x π D² 4 x g

= 10.000 kg

m² x π(0,0544m)²

4 x 9,81 m s²

= 227,9 N b. Torsi (T)

T = μ x F x K₁x R_m

Dimana, nilai K1 dan Rm adalah :

K1 = 2

3 sin❑

2

[

¹⁻

(

^{RR11+x RR22}

)

²

]

=

2x1,047rad 3 sin1,047rad

2

[

^{1−(0,0640,064mm x+0,1100,110mm)2}

]

= 2,094rad

1,5rad

[

^{1−0,007040,0303mm22}

]

= 1,396 x 0,7677

= 1,07 Rm = R₁+R₂

2

= 0,064m+0,110m 2

= 0,087 m Sehingga,

T = ^{μ x F x K}1x R_m

= 0,5 x 227,9 N x 1,07 x 0,087 m

= 10,61 N.m c. Daya poros efektif (Ne)

Ne = T x ω

= T x 2x π x n 60

= 10,61 N.m x 2x π x1.034,1rpm 60

= 1.148,4 W d. Konsumsi bahan bakar (m˙_bb)

˙

m_bb = V_bbx ρ_bb t

= 0,000006m³x753kg m³ 22,88s

= 0,0002 kg s

e. Pemakaian bahan bakar spesifik (Be) Be = m˙_bb

N_e

= 0,0002kg s 1.148,4W

= 0,0000001742 kg J f. Efisiensi thermal efektif (η_e)

η_e = N_e

˙

m_bbx LHV_bbx100 %

=

1.148,4W 0,0002kg

s x44.000 .000 J kg

x100 %

= 13,05 %

g. Tekanan efektif rata-rata (Pe)

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a Dimana :

V_l = π

4× Bore²× stroke

= π

4×(0,076m)²×(0,073m)

= 0,000331 m³ Sehingga,

Pe = 450.000x N_e v_lx z x n x a

=

450.000x1.148,4W 0,000331m³x3x1.034,1rpm x 2π

60sx0,5

=

516.780.000W 0,018m³

s

= 28.710.000.000 N m²

= 292.760,5 kg cm²

h. Laju pemakaian udara ideal (m˙_ui)

˙

m_ui = v_lx ρ_udx z x n1 260

= 0,000331 m³ x 1,1644 kg

m³ x 3 x 1.034,1 rpm x 2π 60s x 30

= 3,8 kg s

i. Efisiensi volumetrik (η˙_v)

˙

η_v = m˙_ud

˙

m_ui x100 %

=

0,002502kg s 3,8kg

s

x100 %

= 0,066 %

j. Perbandingan udara dan bahan bakar

AFR = m˙_ui

˙ m_bb

=

3,8kg s 0,0002kg

s

= 19.000

5.2. Analisa Data 1. Grafik n Vs T

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0 2 4 6 8 10 12

2.7

5.3

7.96

10.61

Grafik Putaran Poros Vs Torsi

Torsi

Putaran Poros (rpm)

Torsi (N.m)

Gambar 5. 1 Grafik Putaran Poros Vs Torsi

Grafik menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan torsi (Nm). Sumbu X mewakili putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan torsi yang dihasilkan dalam Nm. Pada putaran poros 2348,1 rpm torsi yang dihasilkan adalah 2,7 Nm, pada 2189,3 rpm sebesar 5,3 Nm, pada 1580,9 rpm sebesar 7,96 Nm, dan pada 1034,1 rpm sebesar 10,61 Nm. Hubungan negatif antara rpm dan torsi terlihat jelas dari

grafik ini. Grafik menunjukkan bahwa semakin rendah putaran poros (rpm), semakin tinggi torsi yang dihasilkan. Ini merupakan karakteristik umum dari mesin pembakaran dalam, terutama pada kondisi beban penuh di mana mesin menghasilkan torsi maksimum pada putaran yang lebih rendah. Data ini menampilkan karakteristik tipikal mesin pembakaran dalam, di mana torsi maksimum tercapai sebelum putaran maksimum. Hal ini penting untuk aplikasi yang membutuhkan daya angkat atau dorong tinggi pada kecepatan rendah (misalnya kendaraan berat atau traktor). Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa mesin menghasilkan torsi yang lebih besar pada putaran yang lebih rendah. Terdapat hubungan invers antara putaran poros dan torsi. Data ini dapat digunakan untuk menentukan titik kerja optimal dari mesin tergantung kebutuhan aplikasinya.

2. Grafik n Vs Ne

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

663.60

1,214.50 1,317.12

1,148.40

Grafik Putaran Poros Vs Daya Poros Efektif

Putaran Poros (rpm)

Daya Poros Efektif (W)

Gambar 5. 2 Grafik Putaran Poros Vs Daya Poros Efektif

Grafik ini menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan daya poros efektif (Watt) pada mesin pembakaran dalam. Sumbu X menunjukkan putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan daya poros efektif dalam satuan Watt (W). Pada putaran poros 2348,1 rpm, daya poros efektif yang dihasilkan adalah 663,6 W; pada 2189,3 rpm sebesar 1.214,50 W; pada 1580,9 rpm sebesar 1.317,12 W; dan pada 1034,1 rpm sebesar 1.148,40 W. Grafik ini menunjukkan bahwa daya poros efektif

meningkat seiring penurunan putaran dari 2348,1 rpm hingga mencapai puncaknya pada 1580,9 rpm, kemudian sedikit menurun pada 1034,1 rpm. Hal ini mengindikasikan bahwa mesin mencapai efisiensi kerja maksimum pada kisaran rpm menengah. Kenaikan daya dari rpm tinggi ke menengah menunjukkan bahwa mesin bekerja lebih optimal pada beban dan kecepatan tersebut. Penurunan daya pada rpm terendah mungkin disebabkan oleh menurunnya energi kinetik dari sistem, meskipun torsi meningkat, karena daya merupakan hasil dari torsi dikalikan kecepatan sudut. Dengan demikian, grafik ini memperlihatkan adanya titik kerja optimal mesin dalam menghasilkan daya maksimum yang terjadi pada sekitar 1580,9 rpm. Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa daya poros efektif tidak selalu meningkat seiring peningkatan putaran poros, melainkan memiliki nilai maksimum pada titik tertentu yang menunjukkan efisiensi kerja tertinggi dari mesin pembakaran dalam.

3. Grafik n Vs m˙_bb

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0 0.00005 0.0001 0.00015 0.0002 0.00025

0.000212

0.000178 0.000172

0.0002

Grafik Putaran Poros Vs Konsumsi Bahan Bakar

Putaran Poros (rpm)

Konsumsi Bahan Bakar (kg/s)

Gambar 5. 3 Grafik Putaran Poros Vs konsumsi Bahan Bakar

Grafik ini menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan konsumsi bahan bakar (kg

s ). Sumbu X menunjukkan putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan konsumsi bahan bakar dalam satuan kg

s . Pada putaran poros 2348,1 rpm,

konsumsi bahan bakar adalah 0,000212 kg

s ; pada 2189,3 rpm sebesar 0,000178 kg s ; pada 1580,9 rpm sebesar 0,000172 kg

s ; dan pada 1034,1 rpm sebesar 0,0002 kg

s . Grafik ini menunjukkan bahwa tidak terdapat hubungan linier yang konsisten antara putaran poros dan konsumsi bahan bakar. Nilai aliran konsumsi bahan bakar cenderung menurun dari rpm tinggi ke rpm menengah, namun kembali meningkat sedikit pada rpm terendah. Hal ini bisa disebabkan oleh variasi beban kerja mesin atau efisiensi pembakaran pada setiap tingkat putaran yang berbeda. Penurunan awal konsumsi bahan bakar seiring penurunan rpm bisa menunjukkan bahwa mesin mengonsumsi bahan bakar lebih sedikit saat bekerja di rpm menengah. Namun, kenaikan kembali pada rpm terendah bisa mengindikasikan kompensasi pembakaran karena beban tinggi atau efisiensi rendah. Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa konsumsi bahan bakar tidak berbanding lurus dengan putaran poros dan dipengaruhi oleh faktor lain seperti beban, efisiensi pembakaran, dan kebutuhan daya pada setiap tingkat rpm.

4. Grafik n Vs Be

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0 0.00000005 0.0000001 0.00000015 0.0000002 0.00000025 0.0000003

0.00000035 0.00000032

0.00000015

0.000000131

0.0000001742

Grafik Putaran Poros Vs Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

Putaran Poros (rpm)

Pemakaian Bahan Bakar Spesifik (kg/J)

Gambar 5. 4 Grafik Putaran Poros Vs Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

Grafik ini menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan pemakaian bahan bakar spesifik (kg

J ) pada mesin pembakaran dalam. Sumbu X menunjukkan putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan pemakaian bahan bakar spesifik dalam satuan kg

J . Pada putaran poros 2348,1 rpm, pemakaian bahan bakar spesifik sebesar 0,00000032 kg

J ; pada 2189,3 rpm sebesar 0,00000015 kg

J ; pada 1580,9 rpm sebesar 0,000000131 kg

J ; dan pada 1034,1 rpm sebesar 1,742E-07 kg

J . Grafik ini menunjukkan bahwa pemakaian bahan bakar spesifik menurun dari rpm tertinggi hingga mencapai nilai terendah pada rpm 1580,9, kemudian sedikit meningkat kembali pada rpm terendah, yaitu 1034,1 rpm. Hal ini mengindikasikan bahwa efisiensi termal mesin paling tinggi terjadi pada rpm menengah, ditandai dengan nilai pemakaian bahan bakar spesifik yang paling kecil. Semakin kecil nilai pemakaian bahan bakar spesifik, semakin efisien mesin dalam mengubah bahan bakar menjadi energi mekanik. Kenaikan kembali nilai pemakaian bahan bakar spesifik pada rpm terendah menunjukkan bahwa pada putaran rendah, mesin membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk menghasilkan energi yang sama. Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa efisiensi penggunaan bahan bakar terbaik dicapai pada putaran poros sekitar 1580,9 rpm, sedangkan efisiensi menurun baik pada rpm tinggi maupun rendah.

5. Grafik n Vs η_e

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

7.10%

15.51% 17.40%

13.05%

Grafik Putaran Poros Vs Efisiensi Termal Efektif

Putaran Poros (rpm)

Efisiensi Termal Efektif (%)

Gambar 5. 5 Grafik Putaran Poros Vs Efisiensi Termal Efektif

Grafik ini menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan efisiensi termal efektif (%) pada mesin pembakaran dalam. Sumbu X menunjukkan putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan efisiensi termal efektif dalam satuan persen (%). Pada putaran poros 2348,1 rpm, efisiensi termal efektif sebesar 7,10%; pada 2189,3 rpm sebesar 15,51%; pada 1580,9 rpm sebesar 17,40%; dan pada 1034,1 rpm sebesar 13,05%. Grafik ini menunjukkan bahwa efisiensi termal efektif meningkat tajam dari rpm tertinggi menuju rpm menengah dan mencapai nilai maksimum pada 1580,9 rpm, kemudian menurun kembali saat rpm diturunkan lebih lanjut menjadi 1034,1 rpm.

Hal ini menunjukkan bahwa mesin bekerja paling efisien secara termal pada putaran poros menengah. Efisiensi termal efektif yang tinggi pada 1580,9 rpm menandakan bahwa pada titik tersebut, mesin mampu mengubah energi dari bahan bakar menjadi energi mekanik secara lebih optimal. Sebaliknya, efisiensi yang lebih rendah pada rpm tertinggi dan terendah mengindikasikan adanya pemborosan energi, baik karena pembakaran tidak sempurna maupun beban kerja mesin yang tidak ideal. Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa efisiensi termal efektif tertinggi terjadi pada putaran poros 1580,9 rpm, sehingga putaran ini dapat dianggap sebagai titik kerja optimal bagi mesin pembakaran dalam dalam konteks efisiensi energi.

6. Grafik n Vs Pe

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1 0.00

100,000.00 200,000.00 300,000.00

25,376 48,886 73,527

292,761

Grafik Putaran Poros Vs Tekanan Efektif Rata- Rata

Putaran Poros (rpm) Tekanan Efektif Rata-Rata (kg/cm^2)

Gambar 5. 6 Grafik Putaran Poros Vs Tekanan Efektif Rata-Rata

Grafik ini menunjukkan hubungan antara putaran poros (rpm) dan tekanan efektif rata-rata

(

^cmkg²

)

pada mesin pembakaran dalam. Sumbu X menunjukkan putaran poros dalam satuan rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan tekanan efektif rata-rata dalam satuan kg/cm². Berdasarkan grafik tersebut, pada putaran poros 2348,1 rpm diperoleh tekanan efektif rata-rata sebesar 25.375,64 kg

cm², pada 2189,3 rpm sebesar 48.886 kg cm², pada 1580,9 rpm sebesar 73.526,80 kg

cm², dan pada 1034,1 rpm sebesar 292.760,50 kg cm². Grafik ini menunjukkan adanya kecenderungan peningkatan tekanan efektif rata-rata seiring dengan penurunan putaran poros. Tekanan efektif rata-rata tertinggi tercapai pada putaran poros 1034,1 rpm, sedangkan yang terendah terdapat pada putaran tertinggi yaitu 2348,1 rpm. Hal ini mengindikasikan bahwa pada putaran rendah, pembakaran dan proses kerja dalam silinder cenderung lebih stabil dan optimal, sehingga tekanan rata-rata yang dihasilkan selama siklus kerja mesin menjadi lebih besar. Sebaliknya, pada putaran tinggi, proses pembakaran terjadi dalam waktu yang lebih singkat sehingga tekanan efektif rata- rata cenderung lebih rendah. Dari grafik dan data yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa tekanan efektif rata-rata memiliki hubungan terbalik dengan putaran poros, dan kondisi tekanan tertinggi terjadi pada rpm terendah.

7. Grafik n Vs m˙_ui

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1 0

1 2 3 4 5 6 7 8

9 8.53

7.95

1.91

3.8

Grafik Putaran Poros Vs Laju Pemakaian Udara Ideal

Putaran Poros (rpm)

Laju pemaikan ideal (kg/s)

Gambar 5. 7 Grafik Putaran Poros Vs Laju Pemakaian Udara Ideal

Grafik ini menggambarkan hubungan antara putaran poros (rpm) dengan laju pemakaian udara ideal (kg

s ). Sumbu X menunjukkan variasi putaran poros dari 1034,1 rpm hingga 2348,1 rpm, sedangkan sumbu Y menunjukkan nilai laju pemakaian udara ideal dalam satuan kg

s . Pada putaran poros 2348,1 rpm, laju pemakaian udara ideal sebesar 8,53 kg

s , kemudian mengalami sedikit penurunan menjadi 7,95 kg

s pada 2189,3 rpm. Penurunan signifikan terjadi pada 1580,9 rpm, di mana laju pemakaian udara ideal hanya sebesar 1,91 kg/s. Selanjutnya, terjadi kenaikan kembali pada 1034,1 rpm dengan laju pemakaian udara sebesar 3,8 kg

s . Dari data tersebut terlihat bahwa laju pemakaian udara ideal cenderung menurun saat putaran poros menurun, namun tidak secara linier.

Pada putaran menengah (sekitar 1580,9 rpm), terjadi penurunan laju udara yang tajam, kemungkinan disebabkan oleh kondisi pembakaran yang kurang optimal atau pengaruh efisiensi volumetrik mesin. Sementara itu, peningkatan kembali pada rpm terendah dapat terjadi karena adanya peningkatan tekanan efektif rata-rata yang menyebabkan kebutuhan udara meningkat meskipun rpm rendah. Secara umum, grafik ini menunjukkan bahwa laju pemakaian udara ideal sangat dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin dan efisiensi pengisian silinder.

8. Grafik n Vs η_v

2348.1 2189.3 1580.9 1034.1

0.00%

0.02%

0.04%

0.06%

0.08%

0.10%

0.12%

0.14%

0.03% 0.03%

0.13%

0.07%

Grafik Putaran Poros Vs Efisiensi volumetrik

Putaran Poros (rpm)

Efisiensi Volumetrik (%)

Gambar 5. 8 Grafik Putaran Poros Vs Efisiensi Volumetrik

Grafik "Putaran Poros Vs Efisiensi Volumetrik" menunjukkan hubungan antara kecepatan putaran poros (rpm) dengan efisiensi volumetrik mesin (%). Berdasarkan data yang ditampilkan, efisiensi volumetrik berada pada angka 0,03% saat putaran poros berada di 2348,1 rpm dan tetap pada 0,03% pada 2189,3 rpm. Namun, pada putaran poros 1580,9 rpm, efisiensi volumetrik meningkat signifikan hingga 0,13%. Setelah itu, pada 1034,1 rpm, efisiensi menurun menjadi 0,07%. Kenaikan efisiensi volumetrik pada rpm 1580,9 dapat menunjukkan bahwa pada putaran ini, proses pengisian silinder oleh campuran udara-bahan bakar terjadi secara lebih optimal. Hal ini bisa disebabkan oleh keseimbangan antara waktu bukaan katup dan kecepatan aliran udara yang ideal pada putaran tersebut. Penurunan efisiensi volumetrik pada rpm tinggi (2348,1 dan 2189,3) kemungkinan besar disebabkan oleh waktu pengisian yang terlalu singkat akibat kecepatan mesin yang tinggi, sehingga silinder tidak terisi secara penuh. Sedangkan penurunan pada rpm rendah (1034,1 rpm) dapat disebabkan oleh kurangnya dorongan dinamis udara masuk, yang biasa terjadi pada kecepatan rendah. Secara keseluruhan, grafik ini mengindikasikan bahwa efisiensi volumetrik mencapai nilai optimum pada rpm menengah, dan menurun pada rpm tinggi maupun rendah, yang sesuai dengan karakteristik umum mesin pembakaran dalam

BAB VI PENUTUP

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan dari tujuan praktikum, maka kesimpulan yang didapat adalah sebagai berikut:

1. Konsumsi bahan bakar spesifik, laju konsumsi udara, dan daya poros efektif telah berhasil diukur pada berbagai putaran poros (rpm). Daya poros tertinggi tercapai pada 1580,9 rpm sebesar 1317,12 W, yang menunjukkan titik kerja optimal mesin dalam menghasilkan tenaga.

2. Parameter prestasi motor bakar lainnya juga berhasil dihitung dan dianalisis, antara lain:

- Torsi dapat dihitung dari daya poros dan kecepatan putaran, dengan kecenderungan meningkat seiring dengan peningkatan efisiensi pembakaran.

- Efisiensi termal efektif tertinggi sebesar 17,40% dicapai pada 1580,9 rpm, menunjukkan bahwa pada putaran tersebut mesin mampu mengubah energi bahan bakar menjadi energi mekanik dengan efisiensi yang paling tinggi.

- Tekanan efektif rata-rata tertinggi sebesar 292.760,50 kg/cm² terjadi pada 1034,1 rpm, menunjukkan efisiensi pembakaran volume dalam silinder yang tinggi pada kecepatan rendah.

- Efisiensi volumetrik tertinggi sebesar 0,13% tercapai pada 1580,9 rpm, mengindikasikan optimalnya pengisian silinder oleh udara pada kecepatan menengah.

6.2. Saran

Sebelum memulai praktikum, pastikan untuk memahami konsep dasar dari modul yang akan diuji terutama prosedur pengujian. Pastikan saat melakukan pengujian praktikan haruslah selalu safety dan berhati-hati.