BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Pengujian Prestasi Mesin Diesel
Pengujiaan prestasi mesin diesel satu silinder TecQuipment TD 111 dilakukan dengan pengambilan data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat
uji melalui instrumentasi dan perlengkapan TecQuipment TD 114 dan Dynamometer TecQuipment TD 115 MK II. Adapun data yang diambil selama
pengujian antara lain :
Putaran rpm, melalui tachometer.
Waktu untuk menghabiskan 56 ml bahan bakar s, melalui pembacaan stopwatch.
Torsi N.m, melalui torquemeter.
Tinggi Kolom Udara mm H2O melalui pembacaan padaair flow
manometer.
Temperaturgas buang
o
C, melalui pembacaan exhaust temperaturemeter. Pengujian dilakukan dengan membuat asumsi dalam kondisi standard :
Temperatur ambien = 27
o
C
Specific gravity bahan bakar diesel = 0,84 Tecquipment, 2000
Tekanan ambien = 100 kPa
Densitas udara = 1,181 kgm
3
pulkrabek, 1997
4.2 Hasil Pengujian Engine Tes Bed TD -111
Padaengine tes bed TD -111 di lakukan pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD
– 115. Pengujian dilakukan dengan variasi putaran mesin sebanyak 6 variasi, variasi magnet sebanyak 3 variasi dan variasi
beban statis sebanyak 2 variasi yakni : 3,5 kg dan 4,5 kg.
4.2.1 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel Tanpa Menggunakan Magnet
Berikut hasil pembacaan instrument alat ukur mesin diesel engine tes bed TD -111 pada pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD
– 115 tanpa menggunakan magnet adalah sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel Beban
Statis kg Putaraan
rpm Waktu
detik Torsi
N.m Tekanan
Udara mmH
2
O Temp.Gas
Buang
o
C
3,5 1600
865 6,6
8,5 150
1800 780
7,1 9,5
155 2000
675 8,3
11 160
2200 606
9,6 13
175 2400
483 11,3
16,5 210
2600 429
11,8 18,5
220
4,5 1600
776 11,4
9 160
1800 708
11,9 10,5
165 2000
628 12,3
12 170
2200 534
12,9 14
185 2400
481 13,5
15,5 205
2600 410
14,2 18
230
4.2.2 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel Menggunakan Magnet X.
Berikut hasil pembacaan instrument alat ukur mesin diesel engine tes bed TD -111 pada pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD
– 115 + menggunakan Magnet X bermedan magnet = 2500 Gauss adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel + Magnet X Beban
Statis kg Putaraan
rpm Waktu
detik Torsi
N.m Tekanan
Udara mmH
2
O Temp.Gas
Buang
o
C
3,5 1600
865 6,9
9 140
1800 780
7,4 10
145 2000
675 8,6
11,5 150
2200 606
9,9 13,5
165 2400
483 11,5
17 200
2600 429
12 19
210
4,5 1600
776 11,7
9,5 155
1800 708
12,2 11
160 2000
628 12,6
12,5 165
2200 534
13,2 14,5
180 2400
481 13,8
16 200
2600 410
14,5 18,5
225 4.2.3 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel Menggunkan Magnet Y.
Berikut hasil pembacaan instrument alat ukur mesin diesel engine tes bed TD -111 pada pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD
– 115 + menggunakan Magnet Ybermedan magnet = 2000 Gauss adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel + Magnet Y Beban
Statis kg Putaraan
rpm Waktu
detik Torsi
N.m Tekanan
Udara mmH
2
O Temp.Gas
Buang
o
C
3,5 1600
870
6,8 9
145 1800
785
7,3 10
150 2000
681
8,4 11,5
160 2200
610
9,8 14
175 2400
489
11,5 17
210 2600
433
11,9 18,5
220
4,5 1600
780
11,6 9,5
155 1800
718
12,1 11
160 2000
642
12,4 12,5
170 2200
554
13 14,5
185 2400
501
13,6 16
205 2600
431
14,3 18,5
230 4.2.4 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel Menggunkan Magnet Z.
Berikut hasil pembacaan instrument alat ukur mesin diesel engine tes bed TD -111 pada pengujian dan hasil uji diamati pada instrumentasi pembaca TD
– 115 + menggunakan Magnet Zbermedan magnet = 350 Gauss adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Prestasi Mesin Diesel + Magnet Z Beban
Statis kg Putaraan
rpm Waktu
detik Torsi
N.m Tekanan
Udara mmH
2
O Temp.Gas
Buang
o
C
3,5 1600
865 6,7
8,5 145
1800 780
7,2 9,5
150 2000
675 8,4
11 155
2200 606
9,7 13,5
170 2400
483 11,4
16,5 205
2600 429
11,9 18
215
4,5 1600
776 11,5
9 160
1800 708
12 10,5
165 2000
628 12,4
11,5 170
2200 534
13 13,5
185 2400
481 13,6
15 205
2600 410
14,3 17,5
230 4.3 Pengujian Prestasi Motor Bakar Diesel
Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin diesel 4 langakah 1 silinder TD
– 111 melalui alat pembaca TD – 115 selanjutnya akan dihitung dan diproses guna mendapatkan mendapatkan besar prestasi dari mesin
diesel.
4.3.1 Daya Poros Power Brake
Besar daya porosPower Brake yang dihasilkan dari masing-masing pengujian, variasi magnet dan variasi beban dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
berikut :
P
B
=
2 60
�
Dimana
: P
B
= Daya keluaran ideal kW N
= Putaran mesin rpm T
= Torsi Nm Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan
bakar Solar pada putaran 1800 rpm didapat :
Daya Poros :
P
B
=
2 60
� =
2 1600 60
6,6
=
1105,3 W = 1,1053 kW
Melalui perhitungan yang sama dengan diatas dapat diketahui besarnya daya yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi
putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.5sebagai berikut :
Tabel 4.5 Data Perhitungan Untuk DayaPoros kW Beban
Statis kg Putaraan
rpm Tanpa
magnet +
Magnet X +
Magnet Y +
Magnet Z
3,5 1600
1,105 1,156
1,139 1,122
1800 1,338
1,394 1,375
1,356 2000
1,737 1,800
1,758 1,758
2200 2,211
2,280 2,257
2,234 2400
2,839 2,889
2,889 2,864
2600 3,211
3,266 3,238
3,238
4,5 1600
1,909 1,959
1,943 1,943
1800 2,242
2,298 2,280
2,280 2000
2,575 2,638
2,596 2,596
2200 2,970
3,040 2,993
2,993 2400
3,391 3,467
3,416 3,416
2600 3,864
3,946 3,892
3,892
Pada pembebanan statis 3,5 kg daya tertinggi diperoleh dari pengaruhpenggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar : 3,266
kW, sedangkan daya terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 1,122 kW dengan menggunakan magnet Z.
Pada pembebanan statis 4,5 kg daya tertinggi diperoleh dari pengaruh
penggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar : 3.946 kW,
sedangkan daya terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu sebesar : 1.926 kW dengan menggunakan Magnet Z.
Perbandingan nilai daya untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban dan putaran mesin dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 4.1 Grafik Daya vs Putaran rpm pada Beban 3,5 kg.
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5
1600 1800
2000 2200
2400 2600
D a
ya P
o ro
s k
W
rpm
Daya Poros pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg. Dari gambar grafik 4.1 dan gambar grafik 4.2 dapat dilihat daya tertinggi
terjadi pada penggunaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss, sedangkan daya terendah terjadi pada penggunaaan magnet Z berkekuatan 350 Gauss.
4.3.2 Laju aliran Massa Bahan Bakar mf
Laju aliran bahan bakar didapat adalah banyaknya bahan bakar yang habis terpakai selama satu jam pemakaian.
mf =
10
−3
60
Dimana: sgf = spesifik gravitasi solar = 0.84
Vf = Volume bahan bakar yang diuji 56 ml. tf = Waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar sekon
Dengan menggunakan harga sgf dan tf yang didapat dari percobaan, maka didapatlah laju aliran bahan bakar menggunakan solar:
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5
1600 1800
2000 2200
2400 2600
D a
y a
P or
os kW
rpm
Daya poros pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Maget X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
mf=
10
−3
60
�
mf =
0,84 56 10
−3
60
x
mf = 0,197 kgjam
Melalui perhitungan yang sama dengan diatas dapat diketahui besarnya mf yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dalam semua variasi
putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.6 sebagai berikut :
Tabel 4.6 Data Perhitungan Untuk mf kgjam Beban
Statis kg Putaraan
rpm mf -
Magnet mf+
Magnet X mf +
Magnet Y mf+
Magnet Z
3,5 1600
0,197 0,187
0,189 0,192
1800 0,219
0,207 0,209
0,213 2000
0,252 0,238
0,239 0,246
2200 0,281
0,265 0,267
0,274 2400
0,353 0,328
0,335 0,343
2600 0,398
0,368 0,375
0,388
4,5 1600
0,213 0,200
0,203 0,208
1800 0,239
0,224 0,226
0,233 2000
0,270 0,253
0,254 0,263
2200 0,311
0,291 0,292
0,302 2400
0,343 0,321
0,323 0,333
2600 0,391
0,367 0,368
0,381
Pada pembebanan statis 3,5 kg mf tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet Z pada putaran 2600 yaitu sebesar :0.388 kgjam,
sedangkan daya terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 0,187 kgjam dengan menggunakan Magnet X.
Pada pembebanan statis 4,5 kg mf tertinggi diperoleh dari pengaruh
penggunaan Magnet Z pada putaran 2600 yaitu sebesar :0.381 kgjam, sedangkan daya terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu: 0,200 kgjam
dengan menggunakan Magnet X.
Perbandingan Laju Bahan Bakar mf untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 4.3 Grafik mf vs Putaran rpm pada Beban 3,5 kg
Gambar 4.4 Grafik mf vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg. Dari gambar grafik 4.3 dan gambar grafik 4.4 dapat dilihat laju aliran
massa bahan bakar mf tertinggi terjadi pada penggunaan magnet Z berkekuatan 350 Gauss, sedangkanlaju aliran massa bahan bakar mf terendah terjadi pada
penggunaaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss.
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
0.35 0.4
0.45
1600 1800
2000 2200
2400 2600
m f
k gj
a m
rpm
mf pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
0.35 0.4
0.45
1600 1800
2000 2200
2400 2600
m f
k gj
a m
rpm
mf pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
4.3.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Specific Fuel Consumption sfc
Besarnyasfc yang terjadi pada masing-masing pengujian dengan menggunakan variasi beban dan putaran dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut : Specific Fuel Consumption sfc
=
10
3
gkWh
Dimana : = Aliran Massa Bahan Bakar kgjam
Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan bakar Solar pada putaran mesin 1600 rpm, S
FC
didapat :
Specific Fuel Consumption sfc =
10
3
=
0,197 10
3
1,1053
= 178 gkWh
Melalui perhitungan yang sama dengan diatas dapat diketahui besarnyasfc yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik pada semua variasi
putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.8 sebagai berikut :
Tabel 4.7 Data Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar sfc gkWh Beban
Statis kg Putaraan
rpm Tanpa
Magnet + Magnet X
+ Magnet Y + Magnet Z
3,5 1600
178 162
166 172
1800 163
148 152
157 2000
145 132
136 140
2200 127
116 118
123 2400
124 113
116 120
2600 124
113 116
120
4,5 1600
112 102
104 108
1800 107
98 99
103 2000
105 96
98 101
2200 105
96 98
101 2400
101 93
94 98
2600 101
93 95
98
Pada pembebanan statis 3,5 kg sfc tertinggi diperoleh dari pengaruh
penggunaan Magnet z pada putaran 1600 yaitu sebesar :172 gkWh, sedangkan sfc terendah diperoleh pada putaran 2600 yaitu :120gkWh
dengan menggunakan Magnet X.
Pada pembebanan statis 4,5 kg sfc tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet Z pada putaran 1600 yaitu sebesar :108 gkWh,
sedangkan sfc terendah diperoleh pada putaran 2600 yaitu : 93 gkWh dengan menggunakan Magnet X.
Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar mf untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada
gambar berikut :
Gambar 4.5 Grafik sfc vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg
Gambar 4.6 Grafik sfc vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg Dari gambar grafik 4.5 dan gambar grafik 4.6 dapat dilihat konsumsi
bahan bakar Spesific fuel consumtion sfc tertinggi terjadi pada penggunaan magnet Z berkekuatan 350 Gauss, sedangkankonsumsi bahan bakar Spesific
fuel consumtion sfcterendah terjadi pada penggunaaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss.
100 200
300 400
500 600
700 800
1600 1800
2000 2200
2400 2600
S FC
g kW
h
rpm
SFC pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
50 100
150 200
250 300
1600 1800
2000 2200
2400 2600
S FC
g kW
h
rpm
SFC pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
4.3.4 Air Fuel Ratio AFR
Air Flow Ratio AFR Adalah perbandingan banyaknya campuran udara dengan bahan bakar yang terbakar di dalam silinder mesin dari masing-masing
pengujian pada setiap variasi magnet, variasi putaran dan variasi beban mesin dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Air Fuel Ratio AFR = Dimana :
= Laju aliran massa udara kgjam = Laju aliran massa bahan bakar kgjam
Besarnya laju aliran massa udara diperoleh dengan cara
memasukkan data pembacaan air flow manometer Tabel 4.1 ke dalam kurva viscous flow metre calibration.
Pada pengujian ini, dianggap tekanan udara sebesar 100 kPa ≈1 bar dan temperatur ambien T
a
sebesar 27
o
C. Kurva viscous flow metre calibration dioperasikan dalam kondisi pengujian tekanan udara sebesar 1013 mb atau 101,3
kPa dan temperatur ambien 20
o
C, maka besar laju aliran massa udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi sebagai berikut :
= � + 114
�
2,5
3564
= 1 x
27+273+114 27+273
2,5
x 3564
= 0,946531125
Gambar 4.7 Kurva Viscous Flow Meter Calibration
Pada pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan bakar solar pada tanpa menggunakan magnet padaputaran 1600 rpm, pembacaan
manometer menunjukkan tekanan udara masuk hingga 8,5 mm H
2
O Tabel 4.3. Berdasarkan kurva nilai 12 terletak diantara nilai 0 dan 10, untuk itu digunakan
interpolasi untuk mengetahui laju aliran massa udara yang terjadi dalam pengujian. Setelah laju aliran massa udara didapat, hasil yang diperoleh dikalikan
dengan faktor koreksi C
f
, maka laju aliran massa udara untuk pembacaan manometer 8,5 mm H
2
O adalah : = 9,505223 x 0,946531125
= 8,99699 kgJam
Setelah laju aliran massa udara didapat, dilakukan perhitungan laju aliran massa bahan bakar pada masing-masing variasi campuran bahan bakar dengan
menggunakan data pengujian pada waktu menghabiskan 56 ml bahan bakar.Besar laju aliran massa bahan bakar
sebesar 0.197 kgjam Dengan demikian diperolehnya laju aliran massa bahan bakar, maka dapat
dihitung besar AFR.
Air Fuel Ratio AFR =
=
8,99699 �
0,197 �
= 45,67 Melalui perhitungan yang sama dengan diatas dapat diketahui besarnya
AFR yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik pada semua variasi putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.9 sebagai berikut
:
Tabel 4.8 Data Perhitungan Air FlowRatio AFR
Beban Statis kg
Putaraan rpm
- magnet
+ Magnet X
+ Magnet Y
+ Magnet Z
3,5 1600
45,67 50,58
50,08 49,19
1800 45,99
50,80 50,24
49,60 2000
46,11 50,85
50,71 49,77
2200 48,89
53,66 55,12
54,86 2400
49,48 54,58
53,42 53,49
2600 49,23
54,28 51,93
51,72
4,5 1600
44,44 49,59
49,06 45,61
1800 46,23
51,31 50,83
47,47 2000
46,80 51,66
51,58 48,07
2200 47,39
52,04 51,87
48,78 2400
47,55 52,09
51,89 48,90
2600 48,40
52,80 52,57
49,75
Pada pembebanan statis 3,5 kg AFR tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2400 yaitu sebesar :54,28; sedangkan
AFR terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu :49,19 dengan menggunakan Magnet Z.
Pada pembebanan statis 4,5 kg AFR tertinggi diperoleh dari pengaruh
penggunaan Magnet Xpada putaran 2600 yaitu sebesar :52,80, sedangkan
AFR terendah diperoleh pada putaran1600 yaitu : 45,61 dengan menggunakan Magnet Z.
Perbandingan Air Flow RatioAFR untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 4.8 Grafik AFR vs Putaran rpm pada Beban 3,5 kg
Gambar 4.9 Grafik AFR vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg
10 20
30 40
50 60
1600 1800
2000 2200
2400 2600
A FR
rpm
AFR pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
44 45
46 47
48 49
50 51
52 53
54
1600 1800
2000 2200
2400 2600
A FR
rpm
AFR pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
Dari gambar grafik 4.8 dan gambar grafik 4.9 dapat dilihat Air Flow Ratio AFRtertinggi terjadi pada penggunaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss,
sedangkanAir Flow Ratio AFRterendah pada penggunaaan magnet Z berkekuatan 350 Gauss.
4.3.5 Efisiensi Volumetris
Besarnya dari nilai efisiensi volumetris yang terjadi pada motor diesel ini pada masing-masing pengujian dengan menggunakan variasi beban, variasi
putaran dan variasi magnet ditung dengan menggunakan persamaan berikut : Efisiensi Volumetris
� =
1 60
2
untuk mesin 4 langkah Dimana :
= Laju aliran massa udara kgjam
N
= Putaran mesin rpm = Densitasudara kgm
3
= Volume langkah torak m
3
= 0,00023 m
3
[berdasarkan spesifikasi mesin]
Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan bakar solar,tanpa menggunkan magnet pada putaran mesin 1600 rpm didapat :
Efisiensi Volumetris
� =
1 2 60
�
=
2 8,99699 60 1600 1,181
3
0,00023
3
= 68,9711 = 68,97
Melalui perhitungan yang sama dengan diatas kita dapat mengetahui besarnya AFR yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik pada semua
variasi putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.10 sebagai berikut :
Tabel 4.9 Data Perhitungan Efisiensi Volumetris Beban
Statis kg
Putaraan rpm
- Magnet +Magnet X
+Magnet Y +Magnet Z
3,5 1600
68,97 72,60
72,60 72,60
1800 68,52
71,70 71,70
72,12 2000
71,40 74,21
74,21 75,16
2200 76,71
79,20 82,13
83,85 2400
89,25 91,42
91,42 93,95
2600 92,37
94,31 91,83
94,61
4,5 1600
72,60 76,23
76,23 72,60
1800 75,29
78,46 78,46
75,29 2000
77,44 80,24
80,24 77,44
2200 82,13
84,61 84,61
82,13 2400
83,35 85,59
85,59 83,35
2600 89,35
91,35 91,35
89,35
Pada pembebanan statis 3,5 kg Efisiensi Volumetris tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2400 dan yaitu sebesar
:94,61, sedangkan Efisiensi Volumetris terendah diperoleh pada putaran 1800 yaitu : 68,97 dengan menggunakan Magnet Z.
Pada pembebanan statis 4,5 kg Efisiensi Volumetris tertinggi diperoleh
dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar :91,35 , sedangkan Efisiensi Volumetris terendah diperoleh pada putaran
1600 yaitu : 72,44 dengan menggunakan Magnet Z.
Perbandingan Efisiensi Volumetris untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Volumetris vs Putaran rpm pada beban 3,5 kg.
Gambar 4.11 Grafik Efisiensi Volumetris vs Putaran rpm pada beban 4,5 kg.
Dari gambar grafik 4.10 dan gambar grafik 4.11 dapat dilihat efisiensi volumetris tertinggi terjadi pada penggunaan magnet X berkekuatan 2500
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1600 1800
2000 2200
2400 2600
E fi
si e
n si
V ol
u m
e tr
is
rpm
Efisiensi Volumetris pada pembebanan 3, 5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
1600 1800
2000 2200
2400 2600
E fi
si e
n si
V ol
u m
e tr
is
rpm
Efisiensi Volumetris pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
Gauss, sedangkanefisiensi volumetris terendah pada penggunaaan magnet Z berkekuatan 350 Gauss.
4.3.6 Efisiensi Termal
Efisiensi termal adalah perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata-rata yang dihasilkan dari pembakaran, dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut ini :
ɳ =
x 100
Dimana :
=
. .4,184
3600
kW ɳ =
Effisiensi thermal brake CV = Nilai kalor pembakaran bahan bakar, calor value kjkg
CV = 42642,4704
Untuk pengujian tanpa menggunakan magnet : Putaran 1600 rpm
ɳ = x100 Qf =
42642 ,4704 . 0,197 . 4,184 3600
Qf = 9,763 kW
ɳ =
1,105 9,763
x 100
ɳ = 11,33 Dengan mengunakan perhitungan diatas untuk menghitungefisiensi
thermal ideal brake pada masing-masing pengujian variasi magnet dapat diketahui efisiensi thermal brake pada tabel 4.10 sebagai berikut:
Tabel 4.10 Data Perhitungan Efisiensi Termal Beban
Statis kg
Putaraan rpm
- Magnet +Magnet X
+Magnet Y +Magnet Z
3,5 1600
11,33 12,46
12,16 11,76
1800 12,35
13,59 13,26
12,83 2000
13,89 15,27
14,88 14,41
2200 15,86
17,38 17,05
16,45 2400
16,23 17,80
17,42 16,82
2600 16,30
17,90 17,44
16,86
4,5 1600
18,08 19,73
19,35 18,72
1800 18,94
20,68 20,32
19,61 2000
19,27 21,02
20,66 19,95
2200 19,29
21,04 20,65
20,01 2400
19,96 21,77
21,37 20,68
2600 19,94
21,72 21,33
20,63
Pada pembebanan statis 3,5 kg efisiensi thermal brake tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar
:17,90 ; sedangkan efisiensi thermal brake terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 11,76 menggunakan Magnet Z.
Pada pembebanan statis 4,5 kg efisiensi thermal brake tertinggi diperoleh
dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar :21,72 ; sedangkanefisiensi thermal brake terendah diperoleh pada
putaran 1600 yaitu : 18,72 menggunakan Magnet Z.
Perbandingan efisiensi thermal ideal untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Termal vs Putaran rpm pada beban 3,5 kg.
Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Termal vs Putaran rpm pada
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
1600 1800
2000 2200
2400 2600
E f.
T er
ma l
B ra
ke
rpm
Efisiensi Termal pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
1600 1800
2000 2200
2400 2600
E f.
T e
rma l B
ra k
e
Axis Title
Efisiensi termal pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
beban 4,5 kg Dari gambar grafik 4.12 dan gambar grafik 4.13 dapat dilihat efisiensi
thermal tertinggi terjadi pada penggunaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss, sedangkan efisiensi volumetris terendah pada penggunaaan magnet Z
berkekuatan 350 Gauss.
4.3.7 Heat Loss
Nilai besarnya Heat Loss pada saluran gas buangpada yang terjadi pada masing-masing pengujian dengan menggunakan variasi beban, variasi putaran dan
variasi magnet dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
Heat loss exhaust =
� −� + ��
100
Dimana : �
= Temperatur Gas Buang
o
C �
= Temperatur Ambien
o
C = Laju aliran massa udara kgjam
= Laju aliran massa bahan bakar kgjam �� = Nilai Kalor Sampel kJkg
Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 Kg menggunakan bahan bakar Solar pada putaran mesin 1800 rpm, Heat Loss Exhaust didapat :
Heat loss pada exhaust=
� −� + ��
100
= 150−27 9,23339
+0,1970 42642,47040
�
0,1970
100
=
13,460
Melalui perhitungan yang sama dengan diatas kita dapat mengetahui besarnya Heat Loss pada Exhaust yang dihasilkan dari masing-masing pengujian
baik pada semua variasi putaran,variasi magnet dan variasi beban ditunjukan pada tabel 4.11 sebagai berikut:
Tabel 4.11 Data Perhitungan Heat Loss
Beban Statis kg
Putaraan rpm
Tanpa magnet
+ Magnet X + Magnet Y + Magnet Z
3,5 1600
13,460 13,669
14,135 13,888
1800 14,106
14,334 14,781
14,596 2000
14,693 14,956
16,128 15,238
2200 17,315
17,689 19,479
18,733 2400
21,662 22,550
23,355 22,746
2600 22,735
23,723 23,957
23,245
4,5 1600
14,171 15,186
15,028 14,537
1800 15,286
16,314 16,166
15,687 2000
16,030 17,042
17,634 16,455
2200 17,928
19,032 19,588
18,443 2400
20,267 21,539
22,079 20,830
2600 23,519
24,981 25,503
24,158
Pada pembebanan statis 3,5 kg Heat loss tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X pada putaran 2600 dan yaitu sebesar :23,245 ,
sedangkan Heat Loss terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 13,669 dengan menggunakan Magnet Z.
Pada pembebanan statis 4,5 kg Heat loss tertinggi diperoleh dari pengaruh
penggunaan Magnet X pada putaran 2600 yaitu sebesar :22,812 , sedangkan Efisiensi Volumetris terendah diperoleh pada putaran 1600
yaitu : 14,214 dengan menggunakan Magnet Z.
Perbandingan Efisiensi Volumetris untuk masing-masing pengujian dari setiap variasi beban, putaran mesin serta variasi magnet dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 4.14 Grafik Heat Loss vs Putaran rpm pada Beban 3,5 kg
Gambar 4.15 Grafik Heat Loss vs Putaran rpm pada Beban 4,5 kg Dari gambar grafik 4.14 dan gambar grafik 4.15 dapat dilihat efisiensi thermal
braketertinggi terjadi pada penggunaan magnet X berkekuatan 2500 Gauss, sedangkanefisiensi volumetris terendah pada penggunaaan magnet Z
berkekuatan 350 Gauss.
5 10
15 20
25 30
1600 1800
2000 2200
2400 2600
H ea
t Lo
ss
rpm
Heat Loss pada pembebanan 3,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
5 10
15 20
25 30
1600 1800
2000 2200
2400 2600
H e
a t
lo ss
rpm
Heat Loss pada pembebanan 4,5 kg
Tanpa Magnet Pakai Magnet X
Pakai Magnet Y Pakai Magnet Z
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
1. Daya poros power brake yang tertinggi dihasilkan dari besar pengaruh medan magnet terhadap mesin diesel ini adalah 3,238 kW pada putaran
2600 pada beban 4,5 kg dengan menggunakan Magnet X berkekuatan 2500 Gauss. Daya yang terendah dihasilkan dari pengaruh medan magnet
terhadap mesin diesel ini adalah 1,122 kW pada putaran 1600 rpm dengan beban 3,5 kg menggunakan magnet Z berkekuatan 350 Gauss.
2. Laju bahan bakar mf tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan
Magnet Z berkekuatan 350 Gauss pada putaran 2600 yaitu sebesar :
0.388 kgjam pada pembebanan 4,5 kg, sedangkan laju bahan bakar mf terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu: 0,200 kgjam dengan
menggunakan Magnet Xberkekuatan 2500 Gauss pada pembebanan 3,5 kg.
3. Konsumsi bahan bakar sfc tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan
Magnet Z berkekuatan 350 Gauss pada putaran 1600 yaitu sebesar : 172
gkWh pada pembebanan statis 3,5 kg, sedangkan sfc terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 113 gkWh dengan menggunakan Magnet X
berkekuatan 2500 Gauss pada pembebanan statis 3,5 kg. 5. AFR tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X berkekuatan
2500 Gauss pada putaran 2400 yaitu sebesar : 54,58 pada pembebanan
statis 3,5 kg, sedangkan AFR terendah diperoleh pada putaran1600 yaitu : 45,61 dengan menggunakan Magnet Z berkekuatan 350 Gauss pada
pembebanan 4,5 kg. 6. Efisiensi Volumetris tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet
X berkekuatan 2500 Gauss pada putaran 2400 dan yaitu sebesar : 94,61
pada pembebanan statis 3,5 kg, sedangkan Efisiensi Volumetris terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 72,60 dengan
menggunakan Magnet Z berkekuatan 350 Gauss.
7. Efisiensi Termal Brake tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan
Magnet X berkekuatan 2500 Gauss pada putaran 2600 yaitu sebesar :
24,29 pada pembebanan statis 4,5 kg, sedangkan efisiensi termal brake terendah diperoleh pada putaran 1600 yaitu : 13,13 dengan
menggunakan Magnet Z berkekuatan 350 Gauss.. 8. Heat loss tertinggi diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet X
berkekuatan 2500 Gauss pada putaran 2600 yaitu sebesar : 23,24
pada pembebanan statis 4,5 kg, sedangkan Heat Loss terendah diperoleh dari pengaruh penggunaan Magnet Z berkekuatan 350 Gauss pada
putaran 1600 yaitu : 13,53 pada pembebanan 3,5 kg. 9. Penggunaan dari magnet pada saluran minyak dengan kekuatan medan
magnet 350 Gauss, 2000 Gauss dan 2500 Gauss menunjukkan peningkatan prestasi dari mesin diesel stasioner satu silinder.
5.2 SARAN
Kategori