53 Berdasarkan hasil perhitungan rasio udara
– bahan bakar AFR untuk setiap bahan bakar pada beban 3,5 kg, nilai AFR terendah dari mesin didapat pada
putaran mesin 1400 dengan menggunakan bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester yaitu sebesar 40,61. Sedangkan nilai AFR tertinggi didapat pada putaran 2200
pada saat mesin menggunakan bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester yaitu sebesar 55,59.
Gambar 4.10 Grafik AFR vs putaran, pembebanan 4,5 kg
Berdasarkan hasil perhitungan rasio udara – bahan bakar AFR untuk
setiap bahan bakar pada beban 4,5 kg, nilai AFR terendah dari mesin didapat pada putaran mesin 1400 dengan menggunakan bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester
yaitu sebesar 40,18. Sedangkan nilai AFR tertinggi didapat pada putaran 1800 pada saat mesin menggunakan bahan bakar solar + 3 ml Hi-Cester yaitu sebesar
56,70.
4.2.5. Efisiensi Volumetrik
Efisiensi Volumetrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
dimana : ṁ
a
= Laju aliran massa udara kgjam ρ
a
= Densitas Udara kgm
3
Universitas Sumatera Utara
54 V
s
= volume langkah torak m
3
= 0,00023 m
3
spesifikasi mesin n
= Putaran Mesin rpm
Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat diperoleh dari persamaan berikut:
Dimana : R = Konstanta gas untuk udara 287 Jkg.K Dengan nilai tekanan udara sebesar 101 kPa 1 Bar dan temperatur udara sebesar
25
o
C, maka diperoleh massa jenis udara yaitu sebesar :
Untuk nilai V
s
sebesar 0,00023 m
3
yang diperoleh dari spesifikasi mesin yang digunakan.
Dengan menggunakan persamaan di atas, maka dapat diperoleh Efisiensi pada mesin diesel yaitu:
1. Putaran 1400 rpm dengan bahan bakar solar murni
a. Beban 3.5 kg
0,8024
b. Beban 4.5 kg
Universitas Sumatera Utara
55 0,755
Selanjutnya, dengan menggunakan persamaan di atas maka dapat dilakukan perhitungan untuk efisiensi volumetrik motor diesel dengan variasi
putaran dan beban statis yang lain. Besarnya efisiensi volumetrik motor diesel dengan menggunakan bahan
bakar solar dan dengan menggunakan campuran bahan bakar solar dengan Hi- Cester untuk setiap variasi putaran dan variasi beban statis yang digunakan dapat
dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 4.26 Efisiensi Volumetrik dengan bahan bakar Solar
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 9,16
80,25 1800
12,93 88,12
2200 16,70
93,13 2600
19,93 94,07
3000 23,16
94,74
4,5
1400 8,62
75,53 1800
13,46 91,79
2200 16,70
93,15 2600
20,47 96,62
3000 23,70
96,95
Tabel 4.27 Efisiensi volumetrik dengan bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 6,46
56,65 1800
11,31 77,11
2200 15,08
84,12 2600
18,85 88,97
3000 22,08
90,33
4,5
1400 8,62
75,53 1800
10,77 73,44
2200 14,00
78,11 2600
16,70 78,80
3000 22,62
92,53
Universitas Sumatera Utara
56 Tabel 4.28 Efisiensi volumetrik dengan bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 8,08
70,81 1800
10,77 73,44
2200 15,08
84,12 2600
18,31 86,43
3000 21,54
88,12
4,5
1400 8,62
75,53 1800
10,77 73,44
2200 14,00
78,11 2600
19,39 91,51
3000 21,00
85,92
Tabel 4.29 Efisiensi volumetrik dengan bahan bakar solar + 3 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 6,68
58,54 1800
12,39 84,45
2200 14,54
81,11 2600
19,39 91,51
3000 21,54
88,12
4,5
1400 7,54
66,09 1800
12,39 84,45
2200 14,54
81,11 2600
18,85 88,97
3000 21,54
88,12
Tabel 4.30 Efisiensi volumetrik dengan bahan bakar solar + 4 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 8,08
70,81 1800
10,77 73,44
2200 15,08
84,12 2600
19,39 91,51
3000 22,08
90,33
4,5
1400 8,62
75,53 1800
10,77 73,44
2200 15,08
84,12 2600
19,39 91,51
3000 21,54
88,12
Universitas Sumatera Utara
57 Tabel 4.31 Efisiensi volumetrik dengan bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁa kgjam
η
v
3,5
1400 6,46
56,65 1800
10,23 69,76
2200 15,08
84,12 2600
18,31 86,43
3000 21,54
88,12
4,5
1400 6,46
56,65 1800
10,77 73,44
2200 14,00
78,11 2600
18,31 86,43
3000 21,54
88,12
Perbandingan Efisiensi Volumetris pada pangujian mesin dengan bahan bakar solar dan campuran solar dan Hi-Cester untuk tiap variasi putaran dan
bahan bakar dapat dilihat pada grafik berikut:
Gambar 4.11 Grafik efisiensi volumetris vs putaran, beban 3,5 kg
Dari grafik pada gambar 4.11 dapat dilihat bahwa pada pembebanan 3,5 kg rata-rata efisiensi volumetris tertinggi yaitu pada bahan bakar solar, sedangkan
rata-rata efisiensi volumetris terendah yaitu pada bahan bakar solar + 5 ml Hi- Cester. Efsisiensi volumetris terendah yaitu pada putaran 1400 rpm bahan bakar
solar + 1 dan 5 ml Hi-Cester yaitu sebesar 56,65 . Nilai Efisiensi volumetris tertinggi yaitu pada putaran 3000 rpm bahan bakar solar yaitu sebesar 94,74 .
Universitas Sumatera Utara
58
Gambar 4.12 Grafik efisiensi volumetris vs putaran beban 4,5 kg
Dari grafik pada gambar 4.12 dapat dilihat bahwa pada pembebanan 4,5 kg rata-rata efisiensi volumetris tertinggi yaitu pada bahan bakar solar, sedangkan
rata-rata efisiensi volumetris terendah yaitu pada bahan bakar solar + 5 ml Hi- Cester. Efsisiensi volumetris terendah yaitu pada putaran 1400 rpm bahan bakar
solar + 5 ml Hi-Cester yaitu sebesar 56,65 . Nilai Efisiensi volumetris tertinggi yaitu pada putaran 3000 rpm bahan bakar solar yaitu sebesar 96,95 .
Besarnya efisiensi volumetris dipengaruhi oleh laju aliran udara ṁa dan
berbanding terbalik dengan putaran mesin, densitas udara dan kapasitas mesin. Semakin tinggi nilai laju aliran massa udara maka nilai efisiensi volumetrisnya
semakin tinggi juga, semakin tinggi putaran mesin, densitas udara dan kapasitas mesin maka efisiensi volumetrisnya semakin rendah.
4.2.6. Efisiensi Thermal Aktual
