KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN BAKAR PREMIUM, PERTALITE DAN PERTAMAX TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR 2 LANGKAH 135 CC

UNJUK KERJA MOTOR 2 LANGKAH 135 CC

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Sarjana Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh : ILHAM HAFIZZULLAH

20100130025

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN PERNYATAAN ... iii

HALAMAN MOTTO ... iv

KATA PENGANTAR ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I. PENDAHULAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Penelitian ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

BAB II. KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ... 4

2.1 Kajian Pustaka ... 4

2.2 Dasar Teori... 5

2.2.1 Pengertian Motor Bakar ... 5

2.2.2 Prinsip Kerja Motor Bakar ... 6

2.2.2.1 Motor Bensin 4 Langkah ... 6

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

2.2.3 Sistem Pada Motor Bakar ... 12

2.2.3.1 Sistem Bahan Bakar ... 12

2.2.3.2 Bahan Bakar ... 13

2.2.3.2.1 Premium... 14

2.2.3.2.2 Pertalite ... 17

2.2.3.2.3 Pertamax ... 19

2.2.4 Angka Oktan ... 20

2.2.5 Kestabilan Kimia dan Kebersihan Bahan Bakar ... 22

2.2.6 Sistem Pembakaran ... 22

2.2.7 Efisiensi Bahan Bakar dan Efisiensi Panas ... 23

2.2.8 Sistem Pengapian ... 24

2.2.9 Dynamometer Test ... 24

2.2.9.1 Manfaat Umum Penggunaan Dynamometer ... 26

2.2.10 Perhitungan Torsi, Daya dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik... 27

2.2.11 Emisi Gas Buang ... 30

BAB III. METODE PENELITIAN ... 34

3.1 Bahan dan Alat ... 34

3.1.1 Bahan Penelitian ... 34

3.1.2 Alat Penelitian ... 36

3.2 Diagram Alir Penelitian ... 38

3.3 Tempat Penelitian ... 42

3.4 Persiapan Pengujian ... 42

3.5 Tahap Pengujian ... 43

3.6 Parameter Yang Digunakan Dalam Perhitungan ... 43

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

3.8 Metode Pengujian ... 45

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 46

4.1 Perhitungan ... 46

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Daya dan Torsi Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertalite dan Pertamax... 48

4.2.1 Torsi (N.m) ... 48

4.2.2 Daya (HP) ... 50

4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar (mf) Terhadap Pengaruh Penggunaan Pada Bahan Bakar Premium, Pertalite, dan Pertamax ... 51

4.4 Pembahasan Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Terhadap Pengaruh Penggunaan Pada Bahan Bakar Premium, Pertalite dan Pertamax ... 54

4.4.1 Karakteristik Emisi Gas Buang CO Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax ... 54

4.4.2 Karakteristik Emisi Gas Buang CO₂ Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax ... 56

4.4.3 Karakteristik Emisi Gas Buang HC Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax ... 58

4.4.4 Karakteristik Emisi Gas Buang O₂ Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax ... 60

4.4.5 Karakteristik Emisi Gas Buang λ Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax ... 62

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 64

5.1 Kesimpulan ... 64

5.2 Saran ... 65

DAFTAR PUSTAKA ... 66

LEMBAR

PE1YGESAHAN

TUGAS

AKIIIR

KAJIAN EKSTERIMEITTAL PENGARUH PENGGTINAAN BAEAN BAKAR PREMIUM, FERTALITE DAN FERTAMAX TEREA}AF {TF{JUK I{ER,JA

MOTOR 2 LANGKAII 135 CC

Dipersiapkan dan Disusun Oleh : Ilham Eafizzullah

2010013002s

Telah Dipertahankan Di Depan Tim Penguji

Pada Tanggal 30 Juni 2016

Mengetahui :

Anggota Tim Penguji

Nrr(

1 9?202222003 1 01230s4

Tugas Akhir Ini Telah Diterima

Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sa{ana Teknik

Pada

Tanggal

Oktober 2016

Ketna Jurusan Teknik Mesin

Fakult*s Teknik {lniversitar *f uh* mm adiy*h Ycgyak*rta

i i I

l

I I t E I t t r ! t I i l i

L

Dosen Pembimbing

I

t97901062003I0123053 19700823199702123032

$B#8

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir 20100130025 Tahun 2016

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN BAKAR PREMIUM, PERTALITE DAN PERTAMAX TERHADAP

UNJUK KERJA MOTOR 2 LANGKAH 135 CC Ilham hafizzullah

INTISARI

Pada mesin 2-langkah peran bahan bakar sangatlah penting untuk meningkatkan performa mesin. Untuk mendapatkan kinerja mesin yang maksimal maka dilakukan pengujian bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. Maka dalam hal ini perlu dilakukan penelitian tentang kinerja mesin yang dihasilkan jika kondisi mesin menggunakan bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

Dalam penelitian ini diambil data Torsi (T), Daya (P), konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang dengan kondisi mesin standar. Pengambilan data Torsi (T) dan Daya (P) menggunakan metode throttle spontan adalah motor ditarik bukaan throttle secara spontan mulai dari 4000 RPM sampai 10000 RPM. Tahapan dalam throttle spontan ini pertama-tama motor dihidupkan kemudian dimasukkan presneling 1 sampai dengan 4, kemudian throttle dipertahankan pada 4000 RPM setelah stabil pada 4000 RPM baru throttle secara spontan sampai 10.000 RPM.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa Torsi tertinggi pada bahan bakar pertamax yaitu 18,63 N.m pada putaran 8739 rpm dan 8750 rpm. Daya tertinggi pada bahan bakar pertamax yaitu 23,7 HP pada putaran 9245 rpm. Torsi dan daya yang dihasilkan pada penggunaan bahan bakar pertamax menghasilkan torsi dan daya paling tinggi dibanding dengan bahan bakar premium dan pertalite, hal ini terjadi karena bahan bakar pertamax memiliki angka oktan 92. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar maka semakin besar kecenderungan mesin tidak mengalami ketukan (knocking). Dengan demikian pembakaran menjadi lebih sempurna sehingga torsi dan daya yang dihasilkan lebih tinggi.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Setiap tahun pemilik kendaraan bermotor semakin bertambah dengan jumlah yang tidak sedikit baik sepeda motor maupun mobil. Disetiap keluaran terbaru memiliki kelebihan-kelebihan yang ditawarkan, tapi tidak menutup kemungkinan juga ada kelemahannya. Contoh motor 2 langkah yang masih digemari banyak orang karena memiliki akselerasi kecepatan yang baik, daya yang besar, getarannya kecil, konstruksi sederhana sehingga perawatan mesin lebih mudah, oli mesin knalpotnya lebih awet.

Selain itu motor 2 langkah juga memiliki beberapa kelemahan diantaranya pemakaian bahan bakar lebih boros, polusi yang ditimbulkan lebih banyak karena mengeluarkan asap yang tebal, pelumasan pada dinding silinder kurang sempurna sehingga memerlukan oli pelumas tambahan. Kendaraan bermotor sekarang sudah berkembang, dimana kendaraan-kendaraan modern tersebut diproduksi dengan rasio kompresi yang tinggi, oleh karena itu motor membutuhkan kandungan oktan

yang tinggi agar mendapatkan effisiensi termal yang lebih baik, sementara itu premium memiliki kandungan oktan yang rendah dan bahkan tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan motor tersebut, apalagi dengan motor-motor bertenaga besar.

Untuk mendapatkan rasio kompresi yang tinggi perlu bahan bakar dengan

oktan yang tinggi pula agar tidak terjadi knocking pada motor. Seharusnya motor-motor modern tersebut menggunakan bahan bakar dengan kandungan oktan yang tinggi agar mendapatkan effisiensi termal yang baik.

Pertamina mengeluarkan beberapa produk yang dipasarkan di Indonesia, yaitu premium dengan kandungan oktan 88, pertalite dengan kandungan oktan 90, dan pertamax dengan kandungan oktan 92. Maka perlu diadakannya peralihan penggunaan bahan bakar yang mampu untuk memenuhi kebutuhan motor tersebut. Pertamax merupakan salah satu bahan bakar yang mampu memenuhi

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

kebutuhan motor tersebut karena memiliki kandungan oktan tertinggi, sehingga motor dapat bekerja dengan performa maksimal.

Tetapi pada kenyataannya masih banyak yang menggunakan bahan bakar premium, hal ini dikarenakan adanya subsidi dari pemerintah sehingga harga premium tersebut menjadi jauh lebih murah jika dibandingkan dengan harga pertalite dan pertamax. Sementara itu pemerintah menggalakkan masyarakat untuk menggunakan bahan bakar non subsidi.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Bagaimana performa mesin 2 langkah 135 cc jika menggunakan bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

2. Seberapa besar selisih kinerja motor 2 langkah 135 cc jika

dibandingkan ketika menggunakan bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

3. Bagaimana emisi gas buang motor 2 langkah 135 cc jika menggunakan bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memfokuskan pembahasan pada penelitian ini, maka ruang lingkup pembahasannya dipersempit dengan memberikan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

1. Motor yang digunakan pada penelitian ini adalah Yamaha RX King 135 cc.

2. Pengujian menggunakan bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. 3. Pengambilan data torsi, daya, dan SFC pada posisi gear ke 5.

4. Alat uji Dynotest di Mototech Yogyakarta.

5. Unsur-unsur yang diamati adalah Torsi, Daya, Emisi gas buang, Konsumsi bahan bakar (mf), dan SFC.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

1.4 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui perbandingan torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar pada kinerja motor 2 langkah 135 cc jika menggunakan bahan bakar premium, pertalite, dan pertamax.

2. Mengetahui perbandingan emisi gas buang yang dihasilkan dari bahan bakar premium, pertalite, dan pertamax terhadap kinerja motor 2 langkah 135 cc.

1.5 Manfaat

Dari hasil penelitian dapat diperoleh manfaat sebagai berikut : 1. Pemilihan bahan bakar yang tepat untuk kendaraan bermotor. 2. Mengetahui unjuk kerja motor mesin 2 langkah 135 cc.

3. Memberikan informasi kepada peneliti dan masyarakat tentang pengaruh penggunaan bahan bakar terhadap karakteristik unjuk kerja pada mesin 2 langkah 135 cc.

4. Penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar acuan untuk memodifikasi sistem penyuplai bahan bakar dari sistem karburator menjadi injeksi dan pengembangan selanjutnya.

5. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi untuk penelitian dan pengembangan selanjutnya.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

BAB II

KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 Kajian Pustaka

Setiawan, 2011, melakukan penelitian "Studi Eksperimental Tentang Kinerja Motor 2 Langkah 150 cc". Adapun hasil dari penelitian tersebut menunjukkan pada putaran mesin rendah, gaya yang tercatat kecil, semakin tinggi putaran mesin gaya yang tercatat semakin besar. Torsi puncak sebesar 14,55 Nm pada putaran mesin 8800 RPM dan daya terbesar terjadi sebesar 17,97 HP pada putaran mesin 8800 Rpm. SFC terbaik sebesar 0,422 kg/kW.jam pada putaran mesin 10000 RPM.

Apriliyani, 2002, melakukan penelitian "Pengaruh Pemakaian Bahan Bakar Premium Pertamax Dan Bensol Terhadap Unjuk Kerja Mesin Dua Langkah". Adapun hasil dari penelitian menunjukkan bahwa pemakaian bahan bakar Pertamax dan Bensol mesin akan mengalami kenaikan Torsi, Daya dan tekanan effektif rata-rata. Pada putaran 6000 rpm pemakain bahan bakar Pertamax meningkat Torsi 0,21 Nm, Daya 0,31 kW, tekanan effektif rata-rata 11,39 kPa, dan SFC 0,0097 kg/kWh terhadap pemakaian bahan bakar Premium. Pemakaian bahan bakar Bensol meningkatkan Torsi 1,26 Nm, Daya 0,79 kW dan tekanan effektif rata-rata 70,88 kPa dan SFC 0,0206 kg/kWh terhadap pemakaian bahan bakar Premium.

Mahendro, 2010, melakukan penelitian "Pengaruh Pemakaian Bahan Bakar Shell Super, Petronas Primax 92 Dan Pertamax Terhadap Unjuk Kerja Motor Empat Langkah". Adapun hasil dari penelitian tersebut menggunakan metode gas spontan bahan bakar Petronas Primax 92 menghasilkan daya, torsi BMEP tertinggi. Kinerja rata-rata terdapat perbedaan ± 2,5% antara penggunaan bahan bakar yang satu dengan yang lain. Sedangkan dengan metode gas per rpm bahan bakar Petronas Primax 92 menghasilkan daya tertinggi dan bahan bakar Shell Super menghasilkan torsi dan BMEP tertinggi. Kinerja rata-rata terdapat perbedaan ± 7,3% antara penggunaan bahan bakar yang satu dengan yang lain.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

perbedaan ± 9,7% antara bahan bakar yang satu dengan yang lain. Effisiensi

termal (ηbt) tertinggi diperoleh menggunakan Shell Super. Perbandingan

effisiensi termal (ηbt) terdapat perbedaan ± 4% antara bahan bakar yang satu dengan yang lain. Dari pemaparan diatas dapat dapat diambil kesimpulan penggunaan bahan bakar yang paling effisien dalam konsumsi bahan bakar menggunakan Shell Super, tapi jika menginginkan akselerasi yang cepat dapat menggunakan bahan bakar Petronas Primax 92.

Tarmuji, 2010, melakukan peneletian"Investigasi Pengaruh Penggantian Sistem Suplai Bahan Bakar Dan Komponen Pengapian Terhadap Daya, Torsi, Konsumsi Bahan Bakar, Emisi Gas Buang Dan Kebisingan Suara Pada Motor Empat Langkah 110 cc". Adapun hasil dari penelitian menunjukkan bahwa Daya maksimal pada putaran 8000 RPM, konsumsi bahan bakar (mf) pada kondisi ini lebih irit, konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rendah karena daya torsi rendah, tingkat kebisingan suara knalpot terukur pada kisaran aman untuk pendengaran manusia, karena nilai kebisingan sekitar 91.82 dB yang masih diperoleh dalam waktu 2 jam. Hal ini konstruksi knalpot standart terdapat sekat-sekat peredam suara sehingga suaranya menjadi nyaring.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Pengertian Motor Bakar

Motor bakar adalah salah satu jenis mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah energy termal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Sebelum menjadi tenaga mekanis, energi kimia bahan bakar diubah dulu menjadi energy termal atau panas melalui pembakaran bahan bakar dengan udara. Pembakaran ini ada yang dilakukan di dalam mesin kalor itu sendiri dan ada juga yang dilakukan di luar mesin kalor.

Motor bakar terbagi menjadi 2 (dua) jenis utama, yaitu motor diesel dan motor bensin. Perbedaan umum terletak pada sistem penyalaannya. Penyalaan pada motor bensin terjadi karena loncatan bunga api listrik yang dipercikkan oleh busi atau juga sering disebut Spark Ignition Engine, sedangkan pada motor diesel penyalaan terjadi karena kompresi yang tingi di dalam silinder kemudian bahan

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

bakar disemprotkan oleh Nozzle atau juga sering disebut Compression Ignition Engine. Persyaratan ini dapat terpenuhi apabila perbandingan kompresi yang digunakan cukup tinggi, yaitu berkisar 12-25. (Arismunandar, 1988).

Motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua) macam, yaitu sebagai berikut:

a. Berdasarkan sistem pembakarannya a) Motor pembakaran dalam

Mesin pembakaran dalam atau sering disebut sebagai Internal Combustion Engine (ICE), yaitu dimana proses pembakarannya berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. b) Motor pembakaran luar

Motor pembakaran luar atau sering disebut Eksternal Combustion Engine (ECE) yaitu dimana proses pembakaran terjadi di luar mesin, energi dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin.

2.2.2 Prinsip Kerja Motor Bakar

Prinsip kerja motor bakar dibedakan menjadi 2 yaitu motor 4 langkah dan 2 langkah.

2.2.2.1 Motor Bensin 4 Langkah

Motor bensin 4 langkah (Four stroke engine) adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran camshaft. Dapat diartikan juga sebagai motor yang setiap satu kali pembakaran bahan bakar memerlukan 4 langkah dan 2 kali putaran poros engkol, dapat dilihat pada (Gambar 2.2) sebagai berikut:

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 2.1 Skema Gerakan Torak 4 langkah (Sumber: Arismunandar, 2005) Prinsip kerja motor 4 langkah dapat dijelaskan sebagai berikut : Langkah hisap :

Gambar 2.2 Skema langkah hisap torak motor 4 langkah (Sumber: Arismunandar, 2005)

Prosesnya sebagai berikut:

 Torak bergerak dari TMA ke TMB

 Katup masuk terbuka, katup buang tertutup

 Campuran bahan bakar dengan udara yang telah tercampur di dalam karburator masuk ke dalam silinder melalui katup masuk (katup inlet).  Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertutup.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Langkah kompresi :

Gambar 2.3 Skema langkah kompresi torak motor 4 langkah (Sumber: Arismunandar, 2005)

Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa. Pada proses ini pemicu bunga api berasal dari percikan api busi.

Prosesnya sebagai berikut:

 Torak bergerak dari TMB ke TMA.

 Katup masuk dan katup buang kedua-duanya tertutup sehingga gas yang telah dihisap tidak keluar pada waktu ditekan oleh torak yang mengakibatkan tekanan gas akan naik.

 Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi mengeluarkan api.  Gas bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi terbakar.

 Akibat pembakaran bahan bakar, tekanannya akan naik menjadi kira-kira tiga kali lipat.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Langkah kerja / ekspansi :

Gambar 2.4 Skema Langkah Kerja (ekspansi) torak motor 4 langkah (Sumber: Arismunandar, 2005)

Prosesnya sebagai berikut:

 Katup masuk dan katup buang dalam keadaan tertutup.

 Gas terbakar dengan tekanan yang tinggi akan mengembang kemudian menekan torak turun ke bawah dari TMA ke TMB.

 Tenaga ini disalurkan melalui batang penggerak, selanjutnya oleh poros engkol diubah menjadi gerak berputar.

Langkah pembuangan :

Gambar 2.5 Skema Langkah Pembuangan torak motor 4 langkah (Sumber: Arismunandar, 2005)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Langkah buang menjadi sangat penting untuk menghasilkan operasi kinerja mesin yang lembut dan efisien. Piston bergerak mendorong gas sisa pembakaran keluar dari silinder menuju pipa knalpot. Proses ini harus dilakukan dengan total, dikarenakan sedikit saja terdapat gas sisa pembakaran yang tercampur bersama pemasukkan gas baru akan mengurangi potensial tenaga yang dihasilkan.

Prosesnya sebagai berikut:

 Katub buang terbuka, katub masuk tertutup.  Torak bergerak dari TMB ke TMA.

 Gas sisa pembakaran terdorong oleh torak keluar melalui katup buang.

2.2.2.2 Motor Bensin 2 Langkah

Motor bensin 2 langkah adalah mesin yang proses pembakarannya dilaksanakan dalam satu kali putaran poros engkol atau dalam dua kali gerakan piston.

Gambar 2.6 Skema Gerakan Torak 2 Langkah (Sumber : Jama, 2008 )

Gambar di atas merupakan kerja pada motor 2 langkah. Jika piston bergerak naik dari titik mati bawah ke titik mati atas maka saluran bilas dan saluran buang akan tertutup. Dalam hal ini bahan bakar dan udara dalam ruang bakar dikompresikan. Selanjutnya campuran bahan bakar dan udara masuk ruang

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

engkol, beberapa derajat sebelum piston mencapai titik mati atas, busi akan meloncatkan api sehingga terjadi pambakaran bahan bakar.

Prinsip kerja dari motor 2 langkah : Langkah hisap :

 Torak bergerak dari TMA ke TMB.

 Pada saat saluran bilas masih tertutup oleh torak, dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap campuran bensin dengan udara.

 Di atas torak, gas sisa pembakaran dari hasil pembakaran sebelumnya sudah mulai terbuang keluar saluran buang.

 Saat saluran bilas terbuka, campuran bensin dengan udara mengalir melalui saluran bilas terus masuk kedalam ruang bakar.

Langkah kompresi :

 Torak bergerak dari TMB ke TMA.

 Rongga bilas dan rongga buang tertutup, terjadi langkah kompresi dan setelah mencapai tekanan tinggi busi memercikkan bunga api listrik untuk membakar campuran bensin dengan udara.

 Pada saat yang bersamaan, di bawah (di dalam bak mesin) bahan bakar yang baru, masuk dalam bak mesin melalui saluran masuk.

Langkah kerja/ekspansi :

 Torak kembali dari TMA ke TMB akibat tekanan besar yang terjadi pada waktu pembakaran bahan bakar

 Saat itu torak turun sambil mengkompresi bahan bakar baru di dalam bak mesin.

Langkah buang :

 Menjelang torak mencapai TMB, saluran buang terbuka dan gas sisa pembakaran mengalir terbuang keluar.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

 Pada saat yang sama bahan bakar baru masuk ke dalam ruang bahan bakar melalui rongga bilas.

 Setelah mencapai TMB kembali, torak mencapai TMB untuk mengadakan langkah sebagai pengulangan dari yang dijelaskan di atas.

2.2.3 Sistem Pada Motor Bakar 2.2.3.1 Sistem Bahan Bakar

Motor bensin merupakan jenis dari motor bakar, motor bensin kebanyakan dipakai sebagai kendaraan bermotor yang berdaya kecil seperti mobil, sepeda motor, dan juga untuk motor pesawat terbang. Pada motor bensin selalu diharapkan bahan bakar dan udara itu sudah tercampur dengan baik sebelum dinyalakan oleh busi. Pada motor bakar sering memakai sistem bahan bakar menggunakan karburator. Pada gambar (2.7) diterangkan skema sistem penyaluran bahan bakar.

Gambar 2.7 Skema sistem penyaluran bahan bakar (Sumber: Arismunandar, 2005)

Pompa bahan bakar memompakan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke karburator untuk memenuhi jumlah bahan bakar yang harus tersedia tersedia dalam karburasi. Pompa ini terutama dipakai apabila letak tangki lebih rendah dari pada letak karburator. Untuk membersihkan bahan bakar dari kotoran yang dapat mengganggu aliran atau menyumbat saluran bahan bakar, terutama di dalam

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

karburator, digunakan saringan atau filter. Sebelum masuk ke dalam saringan, udara mengalir melalui karburator yang mengatur pemasukan, percampuran, dan pengabutan bahan bakar ke dalam, sehingga diperoleh perbandingan campuran bahan bakar dengan dengan udara yang sesuai dengan keadaan beban dan kecepatan poros engkol. Penyempurnaan percampuran bahan bakar udara tersebut berlangsung baik di dalam saluran isap maupun di dalam silinder sebelum campuran itu terbakar. Campuran itu haruslah homogen serta perbandinganya sama untuk setiap silinder, campuran yang kaya (rich fuel) diperlukan dalam keadaan tampa beban dan beban penuh sedangkan campuran yang miskin (poor fuel) diperlukan untuk oprasi normal.

2.2.3.2 Bahan Bakar

Bahan bakar (fuel) adalah segala sesuatu yang dapat terbakar, misalnya : kertas, kayu, minyak tanah, batu bara, bensin, dan sebagainya. Untuk melakukan pembakaran diperlukan beberapa unsur, yaitu :

a. Bahan bakar b. Udara

c. Suhu untuk mulai pembakaran

Terdapat beberapa jenis bahan bakar, antara lain : a. Bahan bakar padat

b. Bahan bakar cair c. Bahan bakar gas

Kriteria umum yang harus dipenuhi bahan bakar yang akan digunakan untuk motor bakar adalah sebagai berikut :

a. Proses pembakaran bahan bakar dalam silinder harus secepat mungkin dan panas yang dihasilkan harus tinggi.

b. Bahan bakar yang digunakan harus tidak meninggalkan endapan atau deposit setelah proses pembakaran terjadi karena akan mengakibatkan kerusakan pada dinding silinder.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

c. Gas sisa pembakaran harus tidak berbahaya pada saat dilepaskan ke atmosfer.

Karakteristik paling utama yang diperlukan dalam bahan bakar bensin adalah sifat pembakaranya. Dalam pembakaran normal, campuran uap bensin dan udara harus terbakar seluruhnya secara teratur dalam suatu front nyala yang menjalar dengan rata dari busi pada mesin. Sifat pembakaran bensin biasanya diukur dengan angka oktan.

2.2.3.2.1 Premium

Bahan bakar bensin adalah pemurnian dari naptha yang komposisinya dapat digunakan untuk bahan bakar. Naptha adalah semua jenis minyak ringan (light oil) yang memiliki sifat antara bensin (gasoline) dan kerosin. Kata bensin berasal dari kata benzene (C6H6) bagian dari minyak bumi mentah yang berupa

campuran bahan hidrokarbon. Bensin sangat mudah menguap yaitu pada suhu 40o C sebanyak 30-16 % kepadatan sekitar 700-750 kg/m, sifat mudah menguap mempunyai akibat bahwa setelah dikabutkan menjadi tetesan-tetesan halus yang dapat disalurkan ke dalam silinder oleh aliran udara. Bensin yang dapat dipasarkan diberi tambahan zat aditif untuk memperbaiki sifat-sifat agar tidak mudah menggumpal bila disimpan lama.

Bensin untuk motor-motor automobile terdiri dari campuran fluida sebagai berikut:

a. Straight run naptha yaitu minyak bumi yang mendidih sampai suhu 400oF.

b. Reformed naptha diperoleh dengan cara pengolahan termis.

c. Casing head gasoline diperoleh dari hasil proses distilisasi kering gas alam (natural gas).

Bahan bakar jenis distilat berwarna kekuning-kuningan yang jernih.Warna kuning tersebut akibat adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk jenis kendaraan bermotor bensi, seperti : mobil, speda

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

motor, dan lain-lain. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol.

Tabel 2.1 Spesifikasi premium

NO Sifat Min Max

1 Angka oktana riset RON 88

2 Kandungan Pb (gr/lt) 0,30

3 Distilasi

10% vol penguapan (oC) 74

50% vol penguapan (oC) 88 125

90% vol penguapan (oC) 180

Titik didih akhir (oC) 205

Residu (oC) 2,0

4 Tekanan uap reid pada 37,8 oC (psi) 9,0

5 Getah purawa (mg/100ml) 4

6 Periode induksi (menit) 240

7 Kandungan belerang (% massa) 0,02

8 Korosi bilah tembaga (3 jam/50 oC) No.1 9 Uji dokter atau belerang mercapatan 0,00

10 Warna kuning 2

(Sumber : Keputusan Dirjen Migas No. 940/34/DJM/2002)

Bensin premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat dipakai pada mesin kompresi tinggi pada saat semua kondisi. Sifat-sifat yang perlu dipertahankan pada bahan bakar bensin adalah :

a. Kecepatan menguap (volatility)

b. Kualitas pengetukan (kecenderungan berdetonasi) c. Kadar belerang

d. Titik nyala e. Berat jenis

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Bahan bakar mesin merupakan persenyawaan hidrokarbon yang diolah dari minyak bumi. Untuk mesin bensin dipakai bensin dan untuk mesin diesel disebut minyak diesel atau sering disebut solar. Sedangkan premium adalah bensin dengan mutu yang diperbaiki. Unsur utama bensin adalah carbon (C) dan

hydrogen (H).

Bensin terdiri dari octane (C8H18) dan nepthane (C7H16). Pemilihan bensin

sebagai bahan bakar berdasarkan pertimbangan dua kualitas, yaitu nilai kalor (calorific value) yang merupakan sejumlah energy panas yang bisa digunakan untuk menghasilkan kerja/usaha dan volatility yang mengukur seberapa mudah bensin akan menguap pada suhu rendah. Dua hal tadi perlu dipertimbangkan karena semakin tinggi nilai kalor, volatilitynya akan turun, padahal volatility yang rendah dapat menyebabkan bensin susah untuk terbakar.

Perbandingan campuran bensin dan udara harus ditentukan sedemikian rupa agar bisa diperoleh efisiensi dan pembakaran yang sempurna. Secara tepat perbandingan campuran bensin dan udara yang ideal (perbandingan

stoichiometric) untuk proses pembakaran yang sempurna pada mesin adalah 1 : 14,7. Namun pada prakteknya, perbandingan campuran optimum tersebut tidak bisa diterapkan terus menerus pada setiap keadaan oprasional, contohnya saat putaran ideal (langsam) dan beban penuh kendaraan mengkonsumsi campuran udara bensin bisa mendekati yang ideal. Dikatakan campuran kurus/miskin, jika di dalam campuran bensin dan udara tersebut terdapat lebih dari 14,7 prosentase udara. Sedangkan jika kurang dari angka trsebut disebut campuran kaya/gemuk.

Untuk mengetahui apakah campuran bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar mempunyai rasio yang tepat, bisa melihat kondisi motor di bagian ruang bakar dan performa saat dinyalakan.

Campuran yang terlalu kurus/miskin, bisa ditandai dengan kondisi sebagai berikut:

a. Electrode pada busi berwarna putih. b. Stasioner / langsam tidak stabil.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

c. Mesin terasa cepat panas dan sulit dihidupkan. d. Mesin terjadi detonasi.

Campuran yang terlalu gemuk/kaya, bisa ditandai dengan kondisi sebagai berikut: a. Electrode pada busi berwarna hitam dan basah.

b. Gas buang berwarna hitam c. Bahan bakar sangat boros d. Putaran mesin tidak stabil

e. Banyak deposit karbon di dalam ruang bakar f. Mesin sulit untuk dinyalakan

Campuran yang tepat akan menghasilkan pembakaran yang sempurna sehingga busi berwarna coklat keabu-abuan dan kering, deposit karbon tidak banyak terbentuk, putaran mesin stabil dan mesin mudah dinyalakan.

2.2.3.2.2 Pertalite

Pertalite adalah bahan bakar minyak terbaru dari Pertamina dengan RON

90. Pertalite dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam proses

pengolahannya di kilang minyak. Pertalite diluncurkan tanggal 24 Juli 2015 sebagai varian baru bagi konsumen yang menginginkan BBM dengan kualitas di atas Premium, tetapi dengan harga yang lebih murah daripada Pertamax.

Harga pertalite dijual perdana dengan harga promo Rp 8.400/liter per 21 Juli 2015, sehingga berselisih lebih tinggi sebesar Rp 1.100/liter dengan Premium (pada waktu itu). Pertalite diuji coba di 101 SPBU yang tersebar pada sekitar wilayah Jabodetabek, Bandung, dan Surabaya. Selain itu, Pertalite memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan Premium. Pertalite direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi 9,1-10,1 dan mobil keluaran tahun 2000 ke atas, terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan Electronic Fuel Injection (EFI) dan catalytic converters (pengubah katalitik).

Selain itu, RON 90 membuat pembakaran pada mesin kendaraan dengan teknologi terkini lebih baik dibandingkan dengan Premium yang memiliki RON

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

88.Sehingga sesuai digunakan untuk kendaraan roda dua, hingga kendaraan multi purpose vehicle ukuran menengah. Hasil uji yang dilakukan Pertamina, untuk kendaraan seperti Toyota Avanza/Daihatsu Xenia, satu liter Pertalite mampu menempuh jarak 14,78 Km. Sementara, satu liter Premium mampu menempuh jarak 13,93 Km.

Tabel 2.2 Spesifikasi Pertalite

NO Sifat Min Max

1 Angka oktana riset RON 90

2 Kandungan Pb (gr/lt) -Injeksi timbal tidak diijinkan -Dilaporkan

3 Distilasi

10% vol penguapan (oC) 74

50% vol penguapan (oC) 88 125

90% vol penguapan (oC) 180

Titik didih akhir (oC) 215

Residu (oC) 2,0

4 Sedimen (mg/l) 1

5 Unwashed gum (mg/100ml) 70

6 Washed gum (mg/100ml) 5

7 Tekanan Uap (kPa) 45 69

8 Berat jenis (pada suhu 15 oC) 715 770

9 Korosi bilah tembaga (merit) Kelas 1

10 Sulfur mercaptan 0,002

11 Warna Hijau

(Sumber :Dirjen Migas Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 313 Tahun 2013 tentang Spesifikasi BBM RON 90)

Untuk membuat Pertalite komposisi bahannya adalah nafta yang memiliki RON 65-70, agar RON-nya menjadi RON 90 maka dicampurkan HOMC (High Octane Mogas Component), HOMC bisa juga disebut Pertamax, percampuran HOMC yang memiliki RON 92-95, selain itu juga ditambahkan zat aditif EcoSAVE. Zat aditif EcoSAVE ini bukan untuk meningkatkan RON tetapi agar mesin menjadi bertambah halus, bersih dan irit.

a. Nafta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan kerosin

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

1. Pelarut dry cleaning (pencuci) 2. Pelarut karet

3. Bahan awal etilen

4. Bahan bakar jet dikenal sebagai JP-4

b. HOMC (High Octane Mogas Component), merupakan produk naphtha

(komponen minyak bumi) yang memiliki struktur kimia bercabang dan ring (lingkar) berangka oktan tinggi (daya bakar lebih sempurna dan instant cepat), Oktan diatas 92, bahkan ada yang 95, sampai 98 lebih. Kebanyakan merupakan hasil olah lanjut Naphtha jadi ber-angka oktane tinggi atau hasil perengkahan minyak berat menjadi HOMC. Terbentuknya oktane number tinggi adalah hasil perengkahan katalitik ataupun sintesa catalityc di reaktor kimia Unit kilang RCC/FCC/RFCC atau Plat Forming atau proses polimerisasi katalitik lainnya.

2.2.3.2.3 Pertamax

Pertamax merupakan merupakan bahan bakar ramah lingkungan (unleaded) dengan nilai oktan yang tinggi hasil dari penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya. Formula barunya yang terbuat dari bahan baku berkualitas tinggi memastikan mesin kendaraan bermotor bekerja dengan baik, lebih

bertenaga, “knock free”, rendah emisi, dan memungkinkan menghemat konsumsi bahan bakar. Pertamax ditunjukan untuk kendaraan yang mengharuskan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan tanpa timbale (unleaded).

Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi di atas tahun 1990 terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan electronic fuel injection dan catalytic converter. Bagi pengguna kendaraan yang diproduksi tahun 1990 tetapi menginginkan peningkatan kinerja mesin kendaraanya juga dapat menggunakan produk ini. Pertamax memiliki nilai oktan 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic dan benzene pada level yang rendah sehingga menghasilkan pembakaran yang sempurna pada mesin. Dilengkapi dengan adiktif generasi 5 dengan sifat detergency yang memastikan injector bahan bakar, karburator, inlet valve dan ruang bakar tetap

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

bersih untuk menjaga kinerja mesin tetap optimal. Pertamax sudah tidak menggunakan campuran 20 timbal dan metal lainya yang sering digunakan pada bahan bakar lain untuk meningkatkan nilai oktan sehingga pertamax merupakan bahan bakar yang bersahabat dengan lingkungan atau ramah lingkungan.

Tabel 2.3 Spesifikasi Pertamax

NO Sifat Min Max

1 Angka oktana riset RON 92

2 Kandungan Pb (gr/lt) 0,30

3 Distilasi

10% vol penguapan (oC) 70

50% vol penguapan (oC) 77 110

90% vol penguapan (oC) 180

Titik didih akhir (oC) 205

Residu (oC) 2,0

4 Tekanan uap reid pada 37,8 oC (psi) 45 60

5 Getah purawa (mg/100ml) 4

6 Periode induksi (menit) 480

7 Kandungan belerang (% massa) 0,01

8 Korosi bilah tembaga (3 jam/50 oC) No.1 9 Uji dokter atau belerang mercapatan 0,00

10 Warna Biru 2

(Sumber : Keputusan Dirjen Migas No. 940/34/DJM/2002) 2.2.4 Angka Oktan

Angka oktan adalah suatu bilangan yang menunjukan sifat anti ketukan/detonasi. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar maka semakin besar kecenderungan mesin tidak mengalami ketukan. Angka oktan suatu bahan bakar dapat ditentukan dengan bantuan mesin CFRE (Cooperative Fuel Research Engine), dimana bahan bakar dibandingkan dengan bahan bakar rujukan yang terbuat dari n-heptana (angka oktan 0) dan iso-oktan (angka oktan 100). Angka

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

oktan bensin yang didefinisikan sama dengan persentase iso-oktan dalam bahan bakar rujukan yang memberikan intensitas yang sama pada mesin uji.

Besar angka oktan bahan bakar tergantung pada presentase iso-oktan

(C8H18) dan normal heptana (C7H16) yang terkandung di dalamnya. Bensin yang

cenderung ke arah sifat heptane normal disebut bernila oktan rendah (angka oktan rendah) karena mudah berdetonasi, sebaliknya bahan bakar yang lebih cenderung kearah sifat iso-oktan (lebih sukar berdetonasi) dikatakan bernilai oktan tinggi (angka oktan tinggi). Misalnya, suatu bensin dengan angka oktan 90 akan lebih sukar berdetonasi daripada dengan bensin beroktan 70. Jadi kecenderungan bensin untuk berdetonasi dinilai dari angka oktanya iso-oktan murni diberi indeks 100, sedangkan heptana normal murni diberi indeks 0. Dengan demikian, suatu bensin dengan angka oktan 90 berarti bahwa bensin tersebut mempunyai kecenderungan berdetonasi sama dengan campuran yang terdiri atas 90% volume iso-oktan dan 10% volume heptana normal.

Untuk mendapat bensin dengan angka oktan cukup tinggi, produsen bensin dapat menempuh dengan beberapa cara, antara lain :

a. Menambah aditif peningkat angka oktan seperti timbal-tetra-etil (TEL) dan timbal-tetra-metil (TML). Namun penambahan zat-zat aditif ini mengakibatkan gas-gas hasil pembakaran bensin dari kendaraan mengandung timbal yang pada konsentrasi tertentu dapat menimbulkan pencemaran dan mengganggu kesehatan.

b. Menggunakan komponen beroktan tinggi sebagai bahan ramuan, misalkan alcohol atau eter.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Tabel 2.4 Angka oktan untuk bahan bakar NO Jenis Bahan Bakar Angka Oktan

1 Premium 88

2 Pertalite 90

3 Pertamax 92

4 Pertamax Plus 95

5 Benzena 101

6 Methane 107

7 Ethane 108

8 Propane 110

9 Metanol 113

10 Bensol 114

11 Ethanol 116

2.2.5 Kestabilan Kimia dan Kebersihan Bahan Bakar

Kestabilan kimia bahan bakar sangat penting, karena berkaitan dengan kebersihan bahan bakar yang selanjutnya berpengaruh terhadap sistem pembakaran dan sistem saluran.Pada temperature tinggi, sering terjadi polimer yang berupa endapan-endapan gum. Endapan gum (getah) ini berpengaruh kurang baik terhadap sistem saluran, misalnya pada katup-katup dan saluran bahan bakar. 2.2.6 Sistem Pembakaran

Secara umum pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia atau reaksi kesenyawaan bahan bakar dengan oksigen. Mekanisme pembakaran sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran, sebagaimana diketahui bahwa bensin mengandung unsure-unsur karbon dan hidrogen.

Ada 3 teori mengenai terbentuknya hidrogen tersebut :

a. Hidrokarbon terbakar bersama-sama dengan oksigen sebelum karbon bergabung dengan oksigen.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

b. Karbon terbakar lebih dahulu daripada oksigen.

c. Senyawa hidrokarbon terlebih dahulu bergabung dengan oksigen dan membentuk senyawa (hidroxilasi) yang kemudian dipecah secara

thermis(Yaswaki, K, 1994).

Dalam pembakaran hidrokarbon tidak terjadi gejala apabila kondisinya memungkinkan untuk proses hidroxilasi, hal ini akan terjadi apabila campuran terdahulu (premixture) antara bahan bakar dengan udara mempunyai waktu yang cukup, sehingga memungkinkan masuknya oksigen ke dalam senyawa hidrokarbon (Yaswaki, K, 1994).

Bila oksigen dan hidrokarbon ini tidak tercampur dengan baik, maka akan terjadi proses crackingdimana akan timbul asap, pembakaran semacam ini disebut pembakaran tidak normal.

Ada 2 kemungkinan yang dapat terjadi pada pembakaran motor bensin :

a. Pembakaran normal, dimana bahan bakar akan dapat terbakar seluruhnya pada saat dan kendaraan yang dikehendaki.

b. Pembakaran tidak normal, dimana bahan bakar tidak ikut terbakar atau tidak terbakar sama-sama pada saat dan keadaan yang dikehendaki.

2.2.7 Efisiensi Bahan Bakar dan Efisiensi Panas

Nilai kalor (panas) bahan bakar perlu diketahui, agar neraca kalor dari motor dapat dibuat. Efisiensi atau tidak kerjanya suatu motor, ditinjau atas dasar nilai kalor bahan bakarnya.Nilai kalor mempunyai hubungan dengan berat jenis.Pada umumnya makin tinggi berat jenis maka makin rendah nilai kalornya.Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

a. Kerugian panas dalam motor menjadi besar, sehingga efisiensi motor menjadi turun, usaha dari motor menjadi turun pada penggunaan bahan bakar yang tetap.

b. Sisa pembakaran dapat menyebabkan pegas-pegas piston melekat pada alurnya, sehingga tidak berfungsi lagi sebagai pegas torak.

c. Sisa pembakaran dapat pula melekat pada lubang pembuangan antara katup dan dudukanya, terutama pada katup buang, sehingga katup tidak menutup dengan rapat.

d. Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara piston dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga piston dan silinder mudah aus.

Efisiensi bahan bakar dan efisiensi panas sangat menentukan bagi efisiensi motor itu sendiri. Setiap motor mempunyai efisiensi yang berbeda-beda.

2.2.8 Sistem Pengapian

Fungsi pengapian adalah memulai pembakaran atau menyalakan campuran bahan bakar dan udara pada saat dibutuhkan, sesuai dengan beban dan putaran motor. Sumber api diambil dari tenaga listrik tegangan tinggi yang dapat memercikan letusan api di antara elektroda busi. Sedangkan listrik tegangan tinggi tersebut diperoleh dengan memanfaatkan magnet atau kumparan induksi dalam koil.

2.2.9 Dynamometer Test

Dyno/dynamometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur tenaga/kekuatan, gaya puntir (torsi). Contohnya adalah, tenaga yang dihasilkan oleh mesin, yang dapat dihitung dengan mengukur secara simultan torsi dan kecepatan rotasi per menit RPM (Revolutions Per Minute).

Dalam tulisan pertama telah dijelaskan bahwa horsepower merupakan kemampuan untuk mengusung beban selama periode tertentu dan Torsi merupakan hasil dari gaya pada media yang memiliki sudut (angular momentum)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

sehingga memiliki sudut relatif yang mempengaruhi besarnya gaya yang dihasilkan dalam suatu masa.

Gambar 2.8 Mesin dynamometer test

Manfaat utama dari alat dynamometer (dyno) adalah untuk mendapatkan nilai torsi (torque) dan horsepower (HP) yang dihasilkan oleh mesin pada RPM (Revolutions Per Minute) tertentu.

Mengetahui nilai torsi dan horsepower pada RPM tertentu sangat penting diketahui di ajang motorsport. Hal ini agar para tuner dan pembalap tahu kondisi mesin yang digunakan, baik sebelum dimodifikasi ataupun peningkatan nilai Torsi dan HP setelah dilakukan modifikasi. Hal ini sangat penting mulai saat penyetingan mesin hingga komponen yang ada dan tersambung dari flywheel hingga ke bagian roda.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 2.9 Torsi (Torque) dan Horsepower (HP) pada RPM tertentu (http://mobil.sportku.com)

2.2.9.1 Manfaat Umum Penggunaan Dynamometer

Pengetesan lewat Dynometer memberikan beberapa manfaat antara lain:

Aman, karena pengetesan mesin dari RPM paling rendah hingga RPM tertinggi pada gigi transmisi perbandingan 1:1, dilakukan menggunakan mesin dynamometer (dyno), dan bukan dilakukan di jalan umum.

Hasil yang pasti, karena pengetesan dilakukan dengan menggunakan parameter testing yang dibuat khusus untuk mencari hasil Torsi dan Horsepower

Pada bererapa mesin Dyno, tersedia spesifikasi kendaraan OEM, sehingga operator Dyno tinggal memilih jenis kendaraaan dan tipe mesin

Pada bererapa mesin Dyno, tersedia Weather Station, dimana pengetesan menggunakan suhu udara, tekanan udara yang sama dan konsisten, sehingga alat Dyno mampu memberikan hasil Torsi dan Horsepower yang akurat

Dengan menggunakan parameter yang konsisten, maka pengetesan dapat dilakukan berulang kali dengan kondisi yang sama dan konsisten sehingga alat Dyno mampu memberikan hasil lebih akurat

Hasil yang konsisten, karena kondisi pengetesan dapat dibuat konsisten dengan melakukan setting suhu udara, tekanan udara dan berbagai parameter lainnya yang dapat mempengaruhi Torsi dan Horsepower.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Hasil dari Dyno ini dapat memperlihatkan kondisi mesin sebenarnya, apakah mesin tersebut dalam kondisi pembakaran sempurna, dan berbagai hal lainnya.Dengan adanya report untuk kebutuhan standard, maka pemilik kendaraan dapat melakukan tuning sehingga performa kendaraan dapat kembali sesuai dengan spesifikasi pabrik.

2.2.10 Perhitungan Torsi, Daya, dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Torsi adalah indicator baik dari ketersediaan mesin untuk kerja. Torsi didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada jarak momen dan apabila dihubungkan dengan kerja dapat ditunjukan dengan (Heywood, 1988):

T = F . L ………..(2.1)

T1 (Torsi Water Break Dynamometer ) = F . L (N.m) T2 (Torsi Motor) = T1 : rasio gigi (N.m)

Dengan: T : torsi (N.m)

F : gaya yang terukur pada dynamometer (kgf) L : x = panjang lengan pada dynamometer (0,21m) Rasio gigi = 3,115

Daya adalah besar usaha yang dihasilkan oleh mesin tiap satuan waktu, didefinisikan sebagai laju kerja mesin, ditunjukan dengan persamaan (Jhon B. Heywood, 1988):

P = ……….(2.2)

Dengan : P : daya (W)

n : putaran mesin/dynamometer(RPM) T : torsi (N.m)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Dalam hal ini daya secara normal diukur dalam kW, tetapi satuan HP masih digunakan juga, dimana :

1HP = 0,7457 (kW) 1kW = 1,341 (HP)

Konsumsi bahan bakar spesifik adalah pemakaian bahan bakar yang terpakai perjam untuk setiap daya yang dihasilkan pada motor bakar. Konsumsi bahan bakar spesifik didefinisikan dengan persamaan (Aris munandar, 2002):

SFC = ………(2.3)

Dengan: ṁf =laju aliran bahan bakar masuk mesin

ṁf = pbb (kg/jam)

b = volume buret yang dipakai dalam pengujian (cc)

t = waktu yang diperlukan untuk pengosongan buret dalam detik (s)

ρbb = massa jenis bahan bakar

ρbensin = 0,74 kg/l

P = daya mesin (kW)

Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil pembakaran berupa gas pembakaran saja.

Panas yang keluar dari pembakaran dalam silinder, motor akan memanaskan gas pembakaran sedemikian tinggi, sehingga gas-gas itu

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

memperoleh tekanan yang lebih tinggi juga. Tetapi bilamana bahan bakar tidak terbakar dengan sempurna, sebagian bahan bakar itu akan tersisa. Dengan demikian akan terjadi pembakaran gas yang tersisa, apabila dibiarkan lama kelamaan akan menjadi liat bahkan menjadi keras. Akibatnya, panas yang terjadi tidak banyak, sehingga suhu dari gas pembakaran turun dan tekanan gas akan turun juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat :

1. Kerugian panas dalam motor jadi besar, sehingga efisiensi motor menjadi turun. Usaha dari motor turun juga pada penggunaan bahan bakar yang tetap.

2. Sisa pembakaran terdapat juga pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katub buang sehingga katub tidak dapat menutup dengan rapat. Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara torak dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga torak dan silinder mudah aus.

3. Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil pembakaran berupa gas pembakaran saja.

4. Panas yang keluar dari pembakaran dalam silinder, motor akan memanaskan gas pembakaran sedemikian tinggi, sehingga gas-gas itu memperolehtekanan yang lebih tinggi. Tetapi bilamana bahan bakar tidak terbakar dengan sempurna, sebagian bahan bakar itu akan tersisa, dengan demikian akan terjadi pembakaran gas yang tersisa, apabila dibiarkan lama kelamaan akan menjadi liat bahkan menjadi keras. Akibatnya, panas yang terjadi tidak banyak, sehingga suhu dari gas pembakaran turun dan tekanan gas akan turun juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa pembakaran yang kurang sempurna dapat berakibat :

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

5. Kerugian panas dalam motor menjadi bertambah, sehingga efisiensi motor menjadi turun.

6. Sisa pembakaran terdapat pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katup buang sehingga katup tidak dapat menutup dengan rapat.

2.2.11 Emisi Gas Buang

Emisi gas buang adalah sisa gas hasil pembakaran yang keluar melalui saluran buang atau kenalpot, gas yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor dibagi menjadi tiga:

1. Blow by gas (gas hembusan)

Gas ini dihembuskan ke crankcase melalui celah antara piston dan silinder, terdiri dari gas yang tidak terbakar.Gas yang terbakar dan berhembusan ke crankcase melalui celah disebut Blow by gas. Gas ini terdiri dari gas HC.

2. Gas hasil penguapan bahan bakar dari karburator dan tangki yang menghasilkan gas HC.

3. Gas bekas (gas pembuangan). Gas yang keluar dari knalpot yang terdiri dari: CO, NO dan HC.

Sebab-sebab timbulnya CO, HC dan NOx:

1. CO

Bila karbon di dalam bahan bakar terbakar habis dengan sempurna maka terjadi reaksi sebagai berikut:

CH4+202CO22H2O

Dalam proses ini, yang terjadi adalah CO2. Apabila unsure-unsur oksigen

tidak cukup akan terjadi proses pembakaran yang tidak sempurna sehingga karbon di dalam bahan bakar terbakar dalam suatu proses sebagai berikut:

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Pada kenyataanya gas CO yang dikeluarkan oleh mesin kendaraan banyak dipengaruhi oleh perbandingan campuran dari jumlah suplai antara udara dengan bahan bakar (setingan karburator) yang dihisap oleh mesin (A/F). Jadi untuk mengurangi CO, perbandingan campuran ini harus dibuat kurus (exses air), tetapi akibat lain HC dan NOx lebih mudah timbul serta output

mesin menjadi berkurang. 2. HC

Dari gas buang HC dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Bahan bakar yang tidak terbakar dan keluar menjadi gas hidrokarbon. 2. Bahan bakar terpecah karena reaksi panas berubah menjadi gugusan HC

yang lain, yang keluar bersama gas buang.

Berikut ini adalah sebab-sebab utama timbulnya HC:

a. Sekitar dinding-dinding ruang bakar yang bertemperatur rendah, temperature itu tidak mampu melakukan pembakaran.

b. Adanya overlap (kedua valve sama-sama terbuka), jadi merupakan gas pembilas.

3. NOx

Bila terjadi unsur-unsur N2 dan O2 pada temperature 1800-2000 oC akan

terjadi reaksi sebagai berikut:

N2O22NO

Gas NO dalam udara bebas berubah menjadi NO2, dalam pembakaran

mesin pada temperature 2000 oC gas NO akan terbuka. NOx dalam gas

buang terdiri dari 95% NO, 3-4% NO2 dan sisanya N2O, N2O3 dan

sebagainya.

Untuk memudahkan menganalisa kondisi mesin ada penjelasan sebagai berikut ini:

1. CO tinggi: AFR terlalu kaya ( < 1.00). Secara umum CO menunjukan angka efisiensi dari pembakaran di ruang bakar. Tingginya CO karena kurangnya oksigen untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

2. Normal CO: AFR dekat atau tetap pada titik ideal (AFR 14,7 atau λ= 1.00) maka emisi CO tidak akan lebih dari 1% untuk sistem injeksi dan 2.5 untuk sistem karburator.

3. CO rendah: Sebenarnya tidak ada batasan dimana CO dikatakan terlalu rendah. Konsumsi CO terkadang masih terlihat normal walaupun campuran yang sangat kurus.

4. HC tinggi: Menunjukan adanya kelebihan bensin yang tidak terbakar karena kegagalan sistem pengapian atau pembakaran yang tidak sempurna. Konsentrasi HC diukur dalam satuan PPM (part per million). Penyebab umumnya adalah sistem pengapian tidak sempurna, ada kebocoran di intake manifold atau AFR.

5. Konsentrasi Oksigen: Menunjukan jumlah udara yang masuk ke ruang bakar berbanding dengan jumlah bensin. Angka ideal berkisar 1% hingga 2%.

6. Konsentrasi oksigen tinggi: AFR terlalu kurus. 7. Konsentrasi oksigen rendah: AFR terlalu kaya.

8. Konsentrasi CO2 tinggi: AFR berada dekat atau tepat pada kondisi

ideal.

9. Konsentrasi CO2 rendah: AFR terlalu kurus atau terlalu kaya dan

kebocoran pada exhaust system.

10. Konsentrasi senyawa NOx: Termasuk nitrit oksida (NO) dan nitrat

oksida (NO2) terbentuk bila temperatur ruang bakar mencapai lebih dari

2500oF (1350oC) dan bila mesin mendapat beban berat. 11. Konsentrasi NOx tinggi: AFR terlalu kurus.

12. Konsentrasi NOx rendah: Umumnya NOx adalah 0 PPM saat mesin

ideal.

Standar emisi gas buang pada umumnya pada kendaraan dapat dibagi menjadi 3 kategori, yaitu:

1. System Carburator

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

3. System catalyst

Berikut ini adalah emisi gas buang standard EURO (Tedjo, 2013) 1. Emisi CO (Carbon Monoxide)

Mesin Carb : 1,5-3,5% EFI : 0,5-1,5% Cat : 0,0-0,2%

2. Emisi HC (hydro carbon) Mesin Carb : 200-400 ppm EFI : 50-200 ppm Cat : 0-50 ppm 3. Emisi CO2 (carbondioxide)

Mesin Carb : 12-15% EFI : 12-16% Cat : 12-17% 4. Emisi O2 (oxygen)

Mesin Carb : 0,5-2% EFI : 0,5-2% Cat : 0% Standar Indonesia (Tedjo, 2013)

Mesin Carb : Max CO 3,5%

Max HC 800% ppm

EFI : Max CO 2,5%

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

BAB III

METODE PENELITIAN 3.1 Bahan dan Alat

3.1.1 Bahan Penelitian

1. Mesin uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin 2 langkah 135 cc dengan data sebagai berikut :

Gambar 3.1 Yamaha Rx King 135 cc

 Tipe Mesin : 2 Langkah

 Diameter x Langkah : 58,0 x 50,0 mm  Volume Silinder : 135 cc

 Perbandingan Kompresi : 6,9 : 1

 Kopling : Manual, Basah, Multiplat  Susunan Silinder : Satu/Miring

 Gigi Transmisi : 5 Kecepatan  Pola Pengoperasian Gigi : 1-N-2-3-4-5

 Karburator : VM 26 x 1 MIKUNI  Kapasitas Oli Samping : 1 Liter

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

 Busi : BP 8HS-10

 Sistem Pengapian : CDI  Sistem Pelumas : Autolube

2. Bahan bakar yang digunakan pada penelitian ini adalah : Bahan Bakar Premium

Gambar 3.2 Bahan Bakar Premium

Bahan Bakar Pertalite

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Bahan Bakar Pertamax

Gambar 3.4 Bahan Bakar Pertamax

3.1.2 Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Dinamometer adalah alat yang untuk mengukur torsi sebuah mesin

Gambar 3.5 Dinamometer

2. Laptop berfungsi sebagai akuisasi dari data Dinamometer

3. Tachometer adalah alat untuk mengukur putaran mesin 4. Buret adalah alat untuk mengukur volume bahan bakar

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 3.6 Buret

5. Stop watch adalah alat menghitung waktu komsumsi bahan bakar

Gambar 3.7 Stop watch

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 3.8 Thermometer

7. Blower berfungsi sebagai mendinginkan mesin motor dalam pengujian.

3.2. Diagram Alir Penelitian

Penelitian dilakukan dengan prosedur sebagaimana ditunjukkan pada diagram alir berikut :

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Mulai

Setting motor dan dynamometer

Variasi bahan bakar : Premium, Pertalite dan Pertamax

Variasi kecepatan putaran : 4000 rpm – 10000 rpm

Gambar 3.9 Flowchart Pengujian Daya dan Torsi Menghidupkan Mesin

Persiapan alat dan bahan

Data Output (Kecepatan putaran, Daya, Torsi) didapat dari computer

Mematikan Mesin

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Pengolahan Data dan Analisa Data Daya dan Torsi

Pembahasan

Karakteristik T pada berbagai putaran mesin Karakteristik P pada berbagai putaran mesin

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Mulai

Setting motor dan Burret

Variasi bahan bakar : Premium, Pertalite dan Pertamax

Variasi kecepatan putaran : 4000 rpm – 10000 rpm

Gambar 3.10 Flowchart Pengujian mf dan SFC Menghidupkan Mesin

Persiapan alat dan bahan

Pencatatan data hasil pengujian: waktu dan bahan bakar

Mematikan Mesin

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Pengolahan Data dan Analisa Data mf dan SFC

Pembahasan

Karakteristik mf pada berbagai putaran mesin Karakteristik SFC pada berbagai putaran mesin

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Mulai

Setting motor dan mesin emisi

Variasi bahan bakar : Premium, Pertalite dan Pertamax

Variasi kecepatan putaran : 4000 rpm – 10000 rpm

Gambar 3.11 Flowchart Pengujian Emisi Gas Buang Menghidupkan Mesin

Persiapan alat dan bahan

Data Output (RPM, CO, CO2, HC,

O2, λ) didapat dari computer

Mematikan Mesin

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Pengolahan Data dan Analisa Data Perbandingan Emisi Gas Buang

Pembahasan

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

3.3 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di HENDRIANSYAH-MARGO MOTOR CENTER untuk pengujian konsumsi bahan bakar, di Laboratorium Teknik UNY untuk pengujian emisi gas buang, dan di Mototech Yogyakarta untuk pengujian torsi dan daya.

3.4 Persiapan Pengujian

Persiapan awal yang harus diperhatikan sebelummelakukan penelitian atau percobaan adalahkeadaan alat dan mesin yang digunakan supaya data yang diperoleh lebih akurat dan teliti.Adapun langkah-langkah meliputi :

1. Sepeda motor

Sepeda motor sebelum digunakan untuk pengujian harus diperiksa terlebih dahulu. Mesin, komponen motor lainnya, dan oli mesin harus dalam keadaan bagus dan berada pada jumlah yang sudah diatur oleh pabrik pembuatnya. Dalam pengujian mesin harus dalam keadaan steady

terlebih dahulu. 2. Karburator

Karburator yang akan digunakan harus diperiksa terlebih dahulu. Terutama kotoran yang menempel pada main jet dan pilot jet harus dibersihkan dahulu agar mendapatkan hasil yang tepat pada penelitian. 3. Knalpot

Knalpotdipasang pada dudukan gas buang. Pemasangan harus benar-benar kencang dan rapat. Jangan ada gas yang bocor karena akan mempengaruhi tekanan gas buang yang keluar dari knalpot. Yaitu dengan memasangkan perpak knalpot.

4. Alat Ukur

Alat ukur sebelum dipakai diperiksa keadaan normalnya atau distandarkan atau disebut kalibrasi alat.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

3.5 Tahap Pengujian

Proses pengujian dan pengambilan data dapat dilakukan dengan langkah-langkah sabagai berikut :

1. Mempersiapkan alat ukur seperti stopwatch, tachometer, dan

thermometer.

2. Mengisi tangki bahan bakar dengan bahan bakar, system saluran bahan bakar dari tangki, burret sampai karburator diperiksa, dipastikan tidak terjadi kebocoran.

3. Menempatkan sepeda motor pada unit dinamometer.

4. Melakukan pengujian daya, torsi, dan SFC sesuai prosedur yang ditentukan, dengan mencacat waktu pemakaian bahan bakar pada burret ukur.

5. Mencacat semua hasil pengujian, kemudian menghitung dalam bentuk pemakaian bahan bakar spesifik (SFC).

6. Membersihkan bahan, alat, dan tempat kerja.

3.6 Parameter Yang Digunakan Dalam Perhitungan Parameter yang digunakan dalam perhitungan adalah :

1. Torsi (T), terukur pada hasil percobaan. 2. Daya mesin (P), terukur pada hasil percobaan. 3. Pengujian konsumsi bahan bakar (sfc)

3.7 Skema Alat Uji

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

A. Skema alat uji motor

Gambar 3.12 Skema alat uji motor

Keterangan gambar :

1.Mesin 6. Penahan motor

2. Knalpot 7. Laptop 3. Dinamometer 8. Torsimeter 4. Indikator petunjuk bahan bakar 9. Tachometer

5. Karburator

B. Prinsip Kerja Alat Uji (Dynamometer)

Dynamometer terdiri dari suatu rotor yang digerakkan oleh motor yang akan diukur dan berputar dalam medan magnet. Kekuatan medan magnetnya dikontrol dengan mengubah arus sepanjang susunan kumparan yang ditempatkan pada kedua sisi rotor. Rotor ini berfungsi sebagai konduktor yang memotong medan magnet. Karena pemotongan medan

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

magnet tersebut maka terjadi arus dan arus diinduksikan dalam rotor sehingga rotor menjadi panas.

3.8 Metode Pengujian

A. Metode throtle spontan

Metode throtle spontan adalah motor ditarik bukaan throtle secara spontan mulai dari 4000 RPM sampai 10000 RPM. Tahapan dalam throtle

spontan ini pertama-tama motor dihidupkan kemudian dimasukan presnaling 1 sampai dengan 4, kemudian throtle dipertahankan pada 4000 RPM setelah stabil pada 4000 RPM baru throtle secara spontan sampai 10.000 RPM. Hasil pengujian dari metode ini adalah daya dan torsi yang dikeluarkan dari

dynotest.

B. Metode throtle per RPM

Metode throtle per RPM adalah motor ditarik bukaan throtle dari 4000 RPM kemudian dinaikan 10.000 RPM secara bertahap sampai dengan 10.000 RPM. Tahapan hampir sama dengan cuma yang membedakan throtle dibuka secara bertahap. Pada metode ini grafik dari Dynotest tidak dapat dikeluarkan hanya daya dan torsi yang terlihat. Karena grafik hanya terlihat dengan metode throtle spontan. Hasil pengujian ini dengan metode ini adalah daya dan waktu.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan dan pembahasan dimulai dari proses pengambilan dan pengumpulan data meliputi daya, torsi dan konsumsi bahan bakar. Data yang dikumpulkan meliputi data spesifikasi obyek penelitian dan hasil pengujian. Data tersebut diolah dengan perhitungan untuk mendapatkan variable yang diinginkan kemudian dilakukan pembahasan. Berikut ini merupakan proses pengumpulan data, perhitungan, danpembahasan.

4.1 Perhitungan

1. Torsi (T), terukur pada hasil pengujian. 2. Daya (P), terukur padahasil pengujian.

Prata-rata = 6.67 HP

1 HP = 0.7457 kW

P = Prata-rata x 0.7457

P = 6.67 x 0.7457

P = 4.97 kW

3. Konsumsi bahan bakar

jam kg t

b f

m . _bb

1000 3600 . Dimana :

b = volume gelas ukur (cc) t = waktu (s)

ρbb = berat jenis bahan bakar (kg / l)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Tabel 4.1 Berat Jenis Bahan Bakar Premium, Pertalite, dan Pertamax

(Sumber : ww.otosip.com/2016) Jika :

b = 10 cc t = 53 s

= 0.7471 (kg / liter ) massa jenis untuk bahan bakar premium Maka :

= . .0.7471 ( = 0.507 (kg / jam) Jika :

b = 10 cc t = 74 s

= 0.715 (kg / liter ) massa jenis untuk bahan bakar pertalite Maka :

= . .0.715 ( = 0.363 (kg / jam) Jika :

b = 10 cc t = 77 s

= 0.723 (kg / liter ) massa jenis untuk bahan bakar pertamax Maka :

= . .0.723 ( = 0.338 (kg / jam)

Berat Jenis Bahan Bakar

Premium Pertalite Pertamax

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Rumus menghitung kapasitas mesin :

Dimana :

V = volume silinder D = diameter torak

S = langkah torak (stroke) Rumus menghitung rasio kompresi :

Rk =

Dimana :

Rk = rasio kompresi Vs = volum silinder Vrb = volum ruang bakar

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Daya dan Torsi Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertalite dan Pertamax

4.2.1 Torsi (N.m)

Grafik 4.1 menunjukkan grafik hubungan antara kecepatan putar mesin (rpm) dan torsi (N.m) dengan kondisi mesin standar menggunakan bahan bakar yang berbeda yaitu bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. Torsi tertinggi diperoleh pada bahan bakar pertamax yaitu 18,63 N.m pada putaran 8739 rpm dan 8750 rpm, diikuti pertalite 18,47 N.m pada putaran 8455 rpm.

Berikut grafik perbandingan torsi untuk bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 4.1 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap torsi

Pada saat awal throttle motor dibuka torsi mengalami penurunan secara signifikan dari putaran 4000 rpm sampai 5000 rpm akibat adanya pengaruh siklus yang cepat sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk didalam ruang bakar dan menyebabkan terjadi gesekan pada komponen mesin sehingga torsi menurun secara signifikan. Sedangkan pada kecepatan putara mesin tinggi pada kisaran 5000 rpm sampai 9000 rpm torsi mengalami peningkatan hal ini disebabkan karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat dari hasil pembakaran didalam ruang bakar yang meningkat, dan setelah 9000 rpm sampai 10000 rpm torsi kembali mengalami penurunan

Torsi yang dihasilkan pada penggunaan bahan bakar pertamax dapat dilihat pada grafik memiliki torsi paling tinggi dibanding dengan bahan bakar premium dan pertalite hal ini terjadi karena bahan bakar pertamax memiliki angka oktan 92, sehingga torsi yang dihasilkan oleh mesin meningkat. Sedangkan torsi bahan bakar premium memiliki torsi paling rendah dibanding dengan bahan bakar

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000

PREMIUM PERTALITE PERTAMAX

T o rs i (N .m ) Putaran (RPM)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

pertamax dan pertalite, hal tersebut terjadi karena bahan bakar premium memiliki angka oktan 88, sehingga torsi yang dihasilkan oleh mesin menurun. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar maka semakin besar kecenderungan mesin tidak mengalami ketukan (knocking). Dengan demikian pembakaran menjadi lebih sempurna sehingga torsi yang dihasilkan lebih tinggi.

4.2.2 Daya (HP)

Grafik 4.2 menunjukkan grafik hubungan antara kecepatan putar mesin (rpm) dan daya (HP) dengan kondisi mesin standar menggunakan bahan bakar yang berbeda yaitu bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. Daya tertinggi diperoleh pada bahan bakar pertamax yaitu 23,7 HP pada putaran 9245 rpm, diikuti pertalite 22,7 HP pada putaran 9408 rpm dan 9425 rpm.

Berikut grafik perbandingan daya untuk bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

Gambar 4.2 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap daya

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000

PREMIUM PERTALITE PERTAMAX

D a y a (H P ) Putaran (RPM)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Daya yang dihasilkan pada penggunaan bahan bakar pertamax dapat dilihat pada grafik menghasilkan daya paling tinggi dibanding dengan bahan bakar premium dan pertalite, hal ini terjadi karena bahan bakar pertamax memiliki angka oktan 92, sehingga daya yang dihasilkan oleh mesin meningkat. Sedangkan daya bahan bakar premium menghasilkan daya paling rendah dibanding dengan bahan bakar pertamax dan pertalite, hal tersebut terjadi karena bahan bakar premium memiliki angka oktan 88, sehingga daya yang dihasilkan oleh mesin menurun. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar maka semakin besar kecenderungan mesin tidak mengalami ketukan (knocking). Dengan demikian pembakaran menjadi lebih sempurna sehingga torsi yang dihasilkan lebih tinggi.

Pada kecepatan putar mesin rendah daya meningkat sampai di titik puncak pada kisaran 9000 rpm, hal ini disebabkan karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat dan hasil pembakaran di dalam ruang bakar yang meningkat. sedangkan pada kecepatan putar mesin tinggi pada kisaran 9000 rpm sampai 10000 rpm daya menurun secara signifikan akaibat adanya pengaruh siklus yang cepat sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk di dalam ruang bakar dan menyebabkan adanya gesekan pada komponen mesin sehingga daya menurun secara signifikan.

4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar (mf) Terhadap

Pengaruh Penggunaan Pada Bahan Bakar Premium, Pertalite dan Pertamax Tabel 4.2 menunjukkan data hasil pengujian konsumsi bahan bakar (mf) dengan mesin standar menggunakan bahan bakar yang berbeda yaitu bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. Konsumsi bahan bakar (mf) tertinggi diperoleh pada bahan bakar pertamax yaitu 1.001077 pada putaran 10000 rpm. Berikut tabel perbandingan konsumsi bahan bakar (mf) untuk bahan bakar premium, pertalite dan pertamax.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Tabel 4.2 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar (mf)

RX KING 135 CC BAHAN BAKAR PREMIUM

RPM t1 t2 t3 mf t1 mf t2 mf t3 Rata-rata 4000 53 54 53 0,507464 0,498067 0,507464 0,042754 5000 53 53 53 0,507464 0,507464 0,507464 0,043561 6000 47 48 48 0,572247 0,560325 0,560325 0,059888 7000 39 40 39 0,689631 0,67239 0,689631 0,106594 8000 36 37 37 0,7471 0,726908 0,726908 0,131588 9000 32 33 33 0,840488 0,815018 0,815018 0,186099 10000 29 30 30 0,927434 0,89652 0,89652 0,248475

RX KING 135 CC BAHAN BAKAR PERTALITE

RPM t1 t2 t3 mf t1 mf t2 mf t3 Rata-rata 4000 74 78 76 0.347838 0.33 0.338684 0.012959 5000 60 60 60 0.429 0.429 0.429 0.026318 6000 49 50 49 _{0.525306 0.5148 0.525306 0.047352} 7000 40 42 41 0.6435 0.612857 0.627805 0.08253 8000 39 38 39 0.66 0.677368 0.66 0.098354 9000 32 33 32 0.804375 0.78 0.804375 0.168225 10000 28 28 27 _{0.919286 0.919286 0.953333 0.26855}

RX KING 135 CC BAHAN BAKAR PERTAMAX

RPM t1 t2 t3 mf t1 mf t2 mf t3 Rata-rata 4000 74 76 77 0.35173 0.342474 0.338026 0.013573 5000 58 57 57 0.448759 0.456632 0.456632 0.031191 6000 44 45 44 _{0.591545 0.5784 0.591545 0.067466} 7000 42 42 43 0.619714 0.619714 0.605302 0.077488 8000 37 36 36 0.703459 0.723 0.723 0.122573 9000 30 31 31 _{0.8676 0.839613 0.839613 0.203871} 10000 26 28 27 _{1.001077 0.929571 0.964 0.299024}

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 4.3 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap konsumsi bahan bakar Grafik 4.3 menunjukkan hubungan antara kecepatan putar mesin (rpm) dan konsumsi bahan bakar spesifik (mf) dengan kondisi mesin standar menggunakan bahan bakar yang berbeda yaitu bahan bakar premium, pertalite dan pertamax. Konsumsi bahan bakar (mf) adalah perbandingan antara masa jenis bahan bakar yang dikonsumsi mesin dengan daya yang dihasilkan selama waktu tertentu. Nilai mf tergantung dengan daya yang dihasilkan oleh unjuk kerja mesin.

Pada kondisi 4000 rpm sampai 5000 rpm bahan bakar premium lebih tinggi konsumsi bahan bakarnya sedangkan pertalite dan pertamax sangat rendah konsumsi bahan bakar yang hampir sama pada putaran awal, tetapi pada putaran 8000 rpm terlihat peningkatan konsumsi bahan bakar yang dibutuhkan lebih banyak. Hal ini dikarenakan pengaruh putaran mesin yang lebih tinggi, sehingga konsumsi bahan bakar yang dibutuhkan semakin tinggi pula.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000

PREMIUM PERTALITE PERTAMAX

( ) (k g/ jam ) Putaran (RPM)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Dapat diketahui bahwa konsumsi bahan bakar pada premium lebih rendah konsumsi bahan bakarnya pada putaran tinggi yaitu 9000 rpm sampai 10000 rpm dibanding dengan pertamax dan pertalite.

4.4 Pembahasan Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Terhadap Pengaruh Penggunaan Penggunaan Pada Bahan Bakar Premium, Pertalite dan Pertamax

4.4.1 Karakteristik Emisi Gas Buang CO Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax

Dibawah ini menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax pada kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) menggunakan jenis kendaraan 2 langkah 135 cc, sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Pengaruh jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax terhadap emisi gas buang CO

EMISI GAS BUANG

DENGAN KECEPATAN PUTAR 4000 sampai 10000 RPM

NO Kadar Emisi Putaran (rpm) Premium

(%)

Pertalite (%)

Pertamax (%)

1 CO 4000 2,996 7,046 3,675

2 CO 5000 3,382 7,186 3,808

3 CO 6000 3,779 7,464 3,981

4 CO 7000 3,893 3,68 4,114

5 CO 8000 2,253 4,089 3,725

6 CO 9000 3,701 4,009 4,022

7 CO 10000 3,424 3,963 1,221

Dibawah ini menunjukkan grafik kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) terhadap Emisi Gas Buang penggunaan jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.3.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 4.4 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap emisi gas buang CO Grafik 4.4 menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax hasil pengujian yang dilakukan pada kecepatan putaran 4000 sampai 10000 (rpm) dari hasil standar kadar CO pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax, untuk bahan bakar premium sebesar : (CO= 2,996%, CO= 3,382%, CO= 3,779%, CO= 3,893%, CO= 2,253%, CO= 3,701%, CO= 3,424%), untuk bahan bakar pertalite sebesar : (CO= 7,046%, CO= 7,186%, CO= 7,464%, CO= 3,68%, CO= 4,089%, CO= 4,009%, CO= 3,963%), untuk bahan bakar pertamax sebesar : (CO= 3,675%, CO= 3,808%, CO= 3,981%, CO= 4,114%, CO= 3,725%, CO= 4,022%, CO= 1,221%) Sehingga dapat dinyatakan tidak lulus uji emisi sesuai dengan standart Indonesia maksimal CO 3,5%. Maka pada pengujian ini nilai kadar CO tidak layak, tetapi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batas kadar CO agar terbebas dari karbon dioksida CO yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia. Oleh karena itu manusia harus bisa menjaga dari kandungan senyawa organik tersebut agar terbebas dari bahaya dan terjaga kesehatannya. Pada pengujian bahan bakar

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

C

O

(

%

)

Kecepatan Putar (rpm)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Premium, Pertalite, dan Pertamax mengalami kelayakan atau keamanan dalam pemakaian bahan bakar tersebut.

4.4.2 Karakteristik Emisi Gas Buang CO₂ Pada _{Bahan Bakar Premium,}

pertalite dan pertamax

Dibawah ini menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax pada kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) menggunakan jenis kendaraan 2 langkah 135 cc, sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Pengaruh jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax terhadap emisi gas buang CO2

EMISI GAS BUANG

DENGAN KECEPATAN PUTAR 4000 sampai 10000 RPM

NO Kadar Emisi Putaran (rpm) Premium

(%)

Pertalite (%)

Pertamax (%)

1 CO₂ 4000 2,94 2,74 2,42

2 CO₂ 5000 1,94 2,6 2,26

3 CO₂ 6000 2,2 2,46 1,94

4 CO₂ 7000 2,18 1,99 1,98

5 CO₂ 8000 1,09 2,04 2,04

6 CO₂ 9000 1,84 1,94 1,83

7 CO₂ 10000 1,72 1,99 0,84

Dibawah ini menunjukkan grafik kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) terhadap Emisi Gas Buang penggunaan jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax sebagaimana ditunjukan pada tabel 4.4.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 4.5 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap emisi gas buang CO2

Grafik 4.5 menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax hasil pengujian yang dilakukan pada kecepatan putaran 4000 sampai 10000 (rpm) dari hasil standar kadar CO2 pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax, untuk bahan bakar

premium sebesar : (CO2= 2,94%, CO2= 1,94%, CO2= 2,2%, CO2= 2,18%, CO2=

1,09%, CO2= 1,84%, CO2= 1,72%), untuk bahan bakar pertalite sebesar : (CO2=

2,74%, CO2= 2,6%, CO2= 2,46%, CO2= 1,99%, CO2= 2,04%, CO2= 1,94%, CO2=

1,99%), untuk bahan bakar pertamax sebesar : (CO2= 2,42%, CO2= 2,26%, CO2=

1,94%, CO2= 1,98%, CO2= 2,04%, CO2= 1,83%, CO2= 0,84%) Sehingga dapat

dinyatakan lulus uji emisi sesuai standart EURO yaitu 12-15%. Maka pada pengujian ini nilai kadar CO2 layak, tetapi manusia harus bisa menjaga dalam

menghirup batas kadar CO2 agar terbebas dari karbon dioksida CO2 yang mudah

bereaksi didalam tubuh manusia. Oleh karena itu manusia harus bisa menjaga dari kandungan senyawa organik tersebut agar terbebas dari bahaya dan terjaga

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

CO

₂

%

Kecepatan putar (rpm)

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

kesehatannya. Pada pengujian bahan bakar Premium, Pertalite, dan Pertamax mengalami kelayakan atau keamanan dalam pemakaian bahan bakar tersebut. 4.4.3 Karakteristik Emisi Gas Buang HC Pada Bahan Bakar Premium, pertalite dan pertamax

Dibawah ini menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax pada kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) menggunakan jenis kendaraan 2 langkah 135 cc, sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Pengaruh jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax terhadap emisi gas buang HC

EMISI GAS BUANG

DENGAN KECEPATAN PUTAR 4000 sampai 10000 RPM

NO Kadar Emisi Putaran (rpm) Premium

(ppm)

Pertalite (ppm)

Pertamax (ppm)

1 HC 4000 6722 11247 14408

2 HC 5000 9961 9990 15914

3 HC 6000 10417 10173 16515

4 HC 7000 11390 14202 15710

5 HC 8000 9722 14525 15333

6 HC 9000 11250 15080 17288

7 HC 10000 11818 13730 14690

Dibawah ini menunjukkan grafik kecepatan putar 4000 sampai 10000 (rpm) terhadap Emisi Gas Buang penggunaan jenis bahan bakar premium, pertalite dan pertamax sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.5.

Ilham Hafizzullah Tugas Akhir

20100130025 Tahun 2016

Gambar 4.6 Grafik pengaruh jenis bahan bakar terhadap emisi gas buang HC Grafik 4.6 menunjukkan data hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax hasil pengujian yang dilakukan pada kecepatan putaran 4000 sampai 10000 (rpm) dari hasil standar kadar HC pada bahan bakar premium, pertalite dan pertamax, untuk bahan bakar premium sebesar (HC= 6722 ppm, HC= 9961 ppm, HC= 10417 ppm, HC= 11390 ppm, HC= 9722 ppm, HC= 11250 ppm, HC= 11818 ppm), untuk bahan bakar pertalite sebesar (HC= 11247 ppm, HC= 9990 ppm, HC= 10173 ppm, HC=

14202 ppm, HC= 14525 ppm, HC= 15080 ppm, HC= 13730 ppm), untuk bahan

bakar pertamax sebesar (HC= 14408 ppm, HC= 15914 ppm, HC= 16515 ppm,

HC= 15710 ppm, HC= 15333 ppm, HC= 17288 ppm, HC= 14690 ppm)

Sehingga dapat dinyatakan lulus uji emisi sesuai standar Indonesia maksimal HC 800% ppm. Maka pada pengujian ini nilai kadar HC layak, tetapi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batas kadar HC agar terbebas dari karbon dioksida HC yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia. Oleh karena itu manusia harus bisa menjaga dari kandungan senyawa organik tersebut agar terbebas dari bahaya

4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

H C ( p p m )

Kecepatan putar (rpm)

81

82

83

84

85

86