21
Konsep pembuatan alat ukur debit menyesuaikan karakterisk biogas yang merupakan bahan bakar berbentuk gas sehingga tidak bisa dilakukan pengukuran secara langusng dengan kasat mata.
Oleh karena itu pengukuran gas dapat dilakukan dengan menggunakan prisip kerja venturi dengan melihat perbedaan tekanan, selanjutnya pembacaan tekanan dilakukan dengan cara pemasangan sensor
tekanan dan monitor pembaca. Penentuan dan pembuktian dari kinerja motor bensin yang menggunakan bahan bakar biogas
dengan modifikasi karburator dan variasi rasio kompresi dilakukan dengan tahap pengujian dan analisis hasil uji. Tahap pertama dilakukannya analisis dan perhitungan siklus otto, hal ini dilakukan untuk
mendapatkannya nilai indicated mean effective pressure imep tiap variasi rasio kompresi yang menggunakan bahan bakar biogas dan sebagai pembanding analisis juga menggunakan bahan bakar
bensin. Dalam analisis siklus diperlukan data-data dari dimensi ruang pembakaran dan sifat fisik bahan bakar. Selanjutnya dari analisis siklus akan didapatkan nilai optimum baik efisiensi termal dan tekanan
efektif rata-rata pada siklus otto mean effective pressure. Tahap selanjutnya melakukan pengujian untuk mendapatkan daya, torsi, dan konsumsi bahan bakar. Data uji prestasi motor bensin dianalis
untuk mendapatkan nilai brake mean effective pressure bmep dan efisiensi mekanis mechanical efficiency. Hasil uji konsumsi bahan bakar dianalisis untuk mendapatkan nilai bahan bakar spesifik atau
specific fuel consumption sfc.
3.3.3. Analisis modifikasi karburator dan variasi rasio kompresi
Rasio udara dan bahan bakar pada karburator dapat ditentukan dengan analisis stoikiometri. Dalam analisis stoikiometri tersebut didapatkan perbandingan volume metana dan oksigen yang akan
dicampurkan ke dalam karburator. Pengujian menggunakan bahan bakar biogas dan udara, sehingga perlu mengetahui persentasi nilai metana dalam biogas dan oksigen dalam udara. Komposisi metana
yang terkandung dalam biogas diinputkan sebesar 60, selain itu oksigen yang terkandung di udara sebesar 21 persen.
�� + → � + � ................................................. 20
Pada stoikiometri perbandingan metana dan oksigen adalah 1:2 terlihat pada Persamaan 20. Nilai tersebut diinputkan ke dalam rumus perbandingan stoikiometri pada Persamaan 21 sehingga didapatkan
rasio udara dan bahan bakar biogas adalah 5.7:1. Dengan demikian perlunya pelepasan komponen dari karburator standar.
��
=
�� �
� �
�
................................ 21
Pengukuran dan perhitungan pada ruang volume pada ruang bakar silinder perlu dilakukan sebelum melakukan perhitungan variasi dimensi pada modifikasi rasio kompresi. Volume yang perlu
diketahui adalah volume clearance dan volume displacement. Biasanya dapat diketahui secara langsung nilai volume displacement pada spesifikasi motor bakar, namun untuk mendapatkan nilai volume
clearance perlu dilakukan pengukuran dengan cara meneteskan air ke permukaan ruang volume clearance pada silinder head seperti pada Gambar 14. Cara tersebut akan didapatkan data nilai rasio
kompresi aktual pada motor bakar yang digunakan pada pengujian.
22
Gambar 14. Proses pengukuran volume clearance pada kepala silinder. Tabel 9. Hasil pengukuran volume clearance pada kepala silinder standar
Ulangan Hasil
1 11.8 mm
3
2 11.7 mm
3
3 11.4 mm
3
Rata-rata 11.63333 mm
3
Hasil pengukuran kepala ssilinder yang ditunjukan pada Tabel 9 didapatkan nilai rata-rata volume clearance adalah 11.63 mm
3
dengan penambahan gasket packing setebal 1.2 mm, maka nilai volume clearance menjadi 14.68 mm
3
dan nilai rasio kompresi menjadi 8.30 :1. Nilai rasio kompresi standar tersebut sebagai dasar penentuan variasi rasio kompresi dengan perhitungan Lampiran 1
sehingga didapatkan hasil yang ditunjukan pada Tabel 10, hasil penampakan visual ditampikan pada Gambar 15 dan Lampiran 2. Pada variasi rasio kompresi -1 dan 1 dilakukannya penambahan gasket
setebal 0.8 mm dan pemotongan milling kepala silinder, sedangkan pada variasi 1 dan 2 terjadi pergantian kepala silinder cylinder head.
Tabel 10. Hasil perhitungan konsep modifikasi
Variasi Ratio Kompresi Ratio Kompresi
-1
7.6 8.3
2 10.0
23
1 9.0
VRK 7.6 VRK 8.3
VRK 9.0 VRK 10.0
Gambar 15. Penampilan visual tiap Variasi Rasio Kompresi VRK
3.3.4. Persiapan Penelitian
