Uji Eksperimental Pengaruh Penambahan Bioetanol pada Bahan Bakar Pertalite terhadap Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin

DATA HASIL PENGUJIAN

1. Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar  Pertalite

PERTALITE

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 25.60 26.43 27.21 27.24 28.19

47500.12 44260.12

T2 (°C) 26.30 27.13 27.89 27.95 28.88

T2-T1 (°C) 0.70 0.70 0.68 0.71 0.69

HHV (kJ/kg) 47794.24 47794.24 46323.65 48529.54 47058.94

 Gasohol 5%

E5

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 24.65 25.62 26.44 27.50 28.68

44706.00 41466.00

T2 (°C) 25.32 26.28 27.10 28.19 29.33

T2-T1 (°C) 0.67 0.66 0.66 0.69 0.65

HHV (kJ/kg) 42647.17 44853.06 44853.06 47058.94 44117.76

 Gasohol 10%

E10

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 27.19 25.55 26.40 27.48 28.50

44411.88 41171.88

T2 (°C) 27.82 26.23 27.04 28.12 29.18

T2-T1 (°C) 0.63 0.68 0.64 0.64 0.68

 Gasohol 15%

E15

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 24.82 25.71 26.45 27.67 28.64

43529.52 40289.52

T2 (°C) 25.44 26.33 27.11 28.31 29.31

T2-T1 (°C) 0.62 0.62 0.66 0.64 0.67

HHV (kJ/kg) 41911.87 41911.87 44853.06 43382.46 45588.35

2. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar  Pertalite

RPM Waktu (s) mf

(gr/h)

I II III IV V Rata-rata

8000.00 45.66 42.30 43.47 46.51 44.10 44.41 2409.30

7000.00 62.57 59.52 63.66 61.82 60.67 61.65 1735.53

6000.00 76.07 77.01 75.48 74.32 75.88 75.75 1412.40

5000.00 90.57 91.85 92.71 89.90 90.22 91.05 1175.09

4000.00 118.89 119.01 119.05 118.94 119.10 119.00 899.11

3000.00 168.72 167.97 166.92 166.33 165.71 167.13 640.17

2000.00 208.60 223.43 219.83 231.31 220.73 220.78 484.61

1000.00 368.31 371.46 385.88 382.36 375.37 376.68 284.04

 Gasohol 5%

RPM Waktu (s) mf

(gr/h)

I II III IV V Rata-rata

8000.00 51.61 53.13 55.32 53.35 53.67 53.42 2009.41

7000.00 62.12 67.35 69.21 66.22 66.35 66.25 1620.15

6000.00 78.04 81.43 82.88 80.78 80.51 80.73 1329.58

5000.00 94.07 99.82 101.45 98.45 98.71 98.50 1089.69

4000.00 118.19 120.71 119.24 119.38 119.18 119.34 899.40

3000.00 159.62 158.60 160.05 159.42 160.11 159.56 672.69

2000.00 192.64 195.70 202.78 197.04 197.24 197.08 544.63

 Gasohol 10%

RPM Waktu (s) mf

(gr/h)

I II III IV V Rata-rata

8000.00 45.69 49.20 50.05 48.31 48.55 48.36 2226.58

7000.00 57.76 61.29 61.85 60.30 60.70 60.38 1783.33

6000.00 86.61 85.26 85.90 85.92 86.07 85.95 1252.76

5000.00 94.96 97.96 99.41 98.11 98.44 97.78 1101.27

4000.00 120.80 121.40 124.83 122.34 122.81 122.44 879.46

3000.00 177.06 177.12 173.77 175.98 175.23 175.83 612.39

2000.00 206.83 215.52 223.67 215.34 215.57 215.39 499.93

1000.00 391.57 393.28 392.88 392.58 392.24 392.51 274.33

 Gasohol 15%

RPM Waktu (s) mf

(gr/h)

I II III IV V Rata-rata

8000.00 54.95 56.37 57.66 56.33 56.78 56.42 1914.64

7000.00 69.16 70.24 71.18 70.19 70.37 70.23 1538.14

6000.00 77.80 80.28 82.41 80.16 80.31 80.19 1347.02

5000.00 94.34 96.99 99.38 96.90 96.50 96.82 1115.66

4000.00 114.23 116.45 117.40 116.02 116.73 116.17 929.88

3000.00 174.29 169.81 170.90 171.66 171.43 171.62 629.42

2000.00 225.18 224.41 223.10 224.23 224.80 224.34 481.49

1000.00 395.35 390.64 393.36 393.11 393.71 393.23 274.70

3. Pengujian Torsi dan Daya Motor  Pertalite

RPM m (kg) F (N) T.roda (Nm) T.mesin (Nm) Daya (W)

8000.00 38.20 374.63 80.88 8.40 7036.30

7000.00 39.60 388.36 83.85 8.71 6382.41

6000.00 42.20 413.86 89.35 9.28 5829.82

5000.00 43.00 421.70 91.05 9.45 4950.28

4000.00 42.80 419.74 90.62 9.41 3941.80

3000.00 42.20 413.86 89.35 9.28 2914.91

 Gasohol 5%

RPM m (kg) F (N) T.roda (Nm) T.mesin (Nm) Daya (W)

8000.00 37.80 370.70 80.04 8.31 6959.09

7000.00 39.40 386.40 83.42 8.66 6346.95

6000.00 42.10 412.87 89.14 9.26 5813.05

5000.00 42.80 419.74 90.62 9.41 4924.76

4000.00 42.60 417.78 90.20 9.37 3921.39

3000.00 41.80 409.93 88.50 9.19 2885.81

2000.00 40.80 400.13 86.39 8.97 1877.85

 Gasohol 10%

RPM m (kg) F (N) T.roda (Nm) T.mesin (Nm) Daya (W)

8000.00 38.00 372.67 80.46 8.35 6995.91

7000.00 39.80 390.32 84.27 8.75 6411.39

6000.00 42.00 411.89 88.93 9.23 5799.25

5000.00 42.60 417.78 90.20 9.37 4901.74

4000.00 42.40 415.82 89.77 9.32 3902.98

3000.00 41.60 407.97 88.08 9.15 2872.01

2000.00 41.00 402.09 86.81 9.01 1887.06

 Gasohol 15%

RPM m (kg) F (N) T.roda (Nm) T.mesin (Nm) Daya (W)

8000.00 37.60 368.74 79.61 8.27 6922.27

7000.00 39.40 386.40 83.42 8.66 6346.95

6000.00 42.20 413.86 89.35 9.28 5826.86

5000.00 42.40 415.82 89.77 9.32 4878.73

4000.00 42.10 412.87 89.14 9.26 3875.37

3000.00 41.60 407.97 88.08 9.15 2872.01

4. Tekanan Udara Masuk (Pi) dan Suhu Udara Masuk (Ti)  Pertalite

Suhu Lingkungan (Ta) = 31°C

RPM

Pi (kPa)

I II III IV V Rata-rata

1000 70.00 68.00 69.00 70.00 70.00 69.40 2000 70.00 69.00 70.00 70.00 70.00 69.80 3000 70.00 70.00 70.00 69.00 70.00 69.80 4000 71.00 70.00 70.00 71.00 70.00 70.40 5000 73.00 72.00 72.00 73.00 73.00 72.60 6000 74.00 73.00 74.00 73.00 74.00 73.60 7000 76.00 76.00 77.00 77.00 75.00 76.20 8000 81.00 82.00 83.00 82.00 81.00 81.80

RPM

Ti (°C)

I II III IV V Rata-rata

1000 34.00 33.00 33.00 33.00 34.00 33.40 2000 34.00 34.00 34.00 33.00 34.00 33.80 3000 34.00 34.00 34.00 34.00 33.00 33.80 4000 33.00 34.00 34.00 34.00 34.00 33.80 5000 33.00 33.00 32.00 32.00 32.00 32.40 6000 33.00 32.00 32.00 32.00 33.00 32.40 7000 33.00 32.00 32.00 32.00 32.00 32.20 8000 33.00 33.00 33.00 32.00 32.00 32.60

 Gasohol 5%

Suhu Lingkungan (Ta) = 31°C

RPM Pi (kPa)

I II III IV V Rata-rata

1000 71.00 71.00 71.00 70.00 70.00 70.60 2000 71.00 71.00 71.00 71.00 72.00 71.20 3000 71.00 72.00 72.00 71.00 72.00 71.60 4000 72.00 72.00 72.00 71.00 71.00 71.60 5000 74.00 74.00 72.00 74.00 73.00 73.40 6000 74.00 74.00 74.00 75.00 74.00 74.20 7000 76.00 77.00 77.00 76.00 76.00 76.40 8000 82.00 81.00 82.00 83.00 82.00 82.00

RPM Ti (°C)

I II III IV V Rata-rata

1000 33.00 33.00 33.00 34.00 34.00 33.40 2000 33.00 33.00 32.00 33.00 33.00 32.80 3000 34.00 32.00 33.00 32.00 32.00 32.60 4000 34.00 33.00 32.00 32.00 32.00 32.60 5000 33.00 32.00 32.00 33.00 33.00 32.60 6000 34.00 33.00 32.00 32.00 32.00 32.60 7000 33.00 32.00 32.00 33.00 32.00 32.40 8000 33.00 32.00 32.00 32.00 32.00 32.20

 Gasohol 10%

Suhu Lingkungan (Ta) = 33°C

RPM Pi (kPa)

I II III IV V Rata-rata

1000 71.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.20 2000 71.00 71.00 70.00 70.00 71.00 70.60 3000 72.00 71.00 71.00 72.00 72.00 71.60 4000 73.00 72.00 74.00 73.00 72.00 72.80 5000 74.00 73.00 74.00 73.00 73.00 73.40 6000 74.00 73.00 74.00 74.00 75.00 74.00 7000 77.00 76.00 77.00 76.00 77.00 76.60 8000 82.00 82.00 83.00 83.00 83.00 82.60

RPM Ti (°C)

I II III IV V Rata-rata

1000 35.00 34.00 35.00 35.00 35.00 34.80 2000 35.00 34.00 33.00 34.00 34.00 34.00 3000 33.00 33.00 34.00 34.00 35.00 33.80 4000 33.00 34.00 34.00 34.00 34.00 33.80 5000 35.00 34.00 33.00 33.00 33.00 33.60 6000 34.00 33.00 35.00 33.00 34.00 33.80 7000 33.00 33.00 34.00 34.00 35.00 33.80 8000 33.00 33.00 32.00 35.00 33.00 33.20

 Gasohol 15%

Suhu Lingkungan (Ta) = 31°C

RPM Pi (kPa)

I II III IV V Rata-rata

1000 72.00 70.00 69.00 70.00 70.00 70.20 2000 72.00 72.00 70.00 70.00 70.00 70.80 3000 72.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.40 4000 73.00 72.00 70.00 70.00 70.00 71.00 5000 73.00 72.00 72.00 73.00 73.00 72.60 6000 75.00 73.00 74.00 73.00 74.00 73.80 7000 76.00 76.00 77.00 77.00 75.00 76.20 8000 81.00 81.00 82.00 82.00 81.00 81.40

RPM Ti (°C)

I II III IV V Rata-rata

1000 34.00 34.00 34.00 33.00 33.00 33.60 2000 34.00 34.00 33.00 33.00 34.00 33.60 3000 34.00 34.00 33.00 34.00 34.00 33.80 4000 34.00 33.00 34.00 34.00 34.00 33.80 5000 33.00 33.00 33.00 34.00 34.00 33.40 6000 33.00 32.00 33.00 33.00 33.00 32.80 7000 32.00 32.00 33.00 33.00 33.00 32.60 8000 32.00 32.00 33.00 33.00 32.00 32.40

DAFTAR PUSTAKA

1. Kristanto, Philip. 2015. Motor Bakar Torak (Teori dan Aplikasinya). Yogyakarta : Penerbit ANDI.

2. Anonim. 2014. Mesin Pembakaran Luar Turbin Gas.

http://schoolworkhelper.net/engine-function-type-overview/. Diakses 25 Desember 2015.

3. Kurniasih. 2015. Empat Fakta BBM Pertalite.

http://economy.okezone.com/read/2015/04/23/19/1139089/empat-fakta-bbm-pertalite-produk-baru-pertamina). Diakses 28 Desember 2015.

4. Purponegoro, Wianda. 2015. Pertalite. http://www.pertamina.com. Diakses 25 Desember 2015.

5. Ambarita, Himsar. 2013. Aplikasi Siklus Termodinamika. Edisi Pertama. Medan: Penerbit Universitas Sumatera Utara.

6. Heywod, Jhon B. Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill Book Company, New York, 1988

7. B.Tech Mechanical. Elements of Mechanical Engineering Unit-3.

http://image.slidesharecdn.com/unit4bmei-150317013010-conversion-gate01/95/unit-4-bme-ic-engine-37-638.jpg?cb=1426555843. Diakses 29 Desember 2015.

8. Rangkuti, Chalilullah. 1996. Panduan Praktikum Bom Kalorimeter. Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin USU. Medan.

9. Crouse, William H. 1976. Automotive Mechanics, Seventh Edition. McGraw-Hill Book Company.

10.Anonim. 2012. Sejarah Pemanfaatan Bioetanol.

http://www.indobioethanol.com/sumber_lain.php. Diakses 27 Desember 2015. 11.Gusmailina. 2010. Prospek Bioetanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah.

http://www.indobioethanol.com/sumber_lain. (Pusat Litbang Hasil Hutan, Bogor). Diakses 27 Desember 2015.

12.Pulkrabek, Willard W. 1997. Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. New Jersey: Penerbit Prentice Hall.

13.Arismunandar, Wiranto. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Edisi kelima. Penerbit : ITB Bandung,1988

14.Susilo, Bambang dkk. 2013. Uji Performansi Motor Bakar (On Chasis) Menggunakan Campuran Premium dan Etanol.

15.Wiratmaja, I Gede. 2010. UjiAnalisa Unjuk Kerja Motor Bensin Akibat Pemakaian Biogasoline.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Penelitian

Untuk mencapai tujuan yang diinginkan, penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental. Metode ini ialah metode yang dipakai untuk menguji pengaruh dari suatu perlakuan atau desain baru dengan cara membandingkan dengan desain lain tanpa perlakuan baru (kondisi awal desain) sebagai pembanding pada hasil penelitian.

Pada pengujian ini, kondisi awal pengujian yaitu saat pengujian menggunakan bahan bakar pertalite tanpa dicampur dan hasilnya akan dibandingkan dengan pengujian berbahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) dengan kadar etanol 5%, 10%, dan 15%, sehingga perbedaan setiap peformansi akan dapat diketahui.

Terdapat 3 variabel dalam uji eksperimental ini yaitu variabel bebas, variabel terikat dan variabel kontrol. Pembagian variabel tersebut antara lain: a. Variabel bebas : 4 jenis bahan bakar

b. Variabel kontrol : putaran mesin (1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm)

c. Variabel terikat : Performansi motor bakar setiap bahan bakar.

3.2 Waktu dan Tempat

3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar

Dilakukan di Jl. Deli Kesuma No.27 Medan Sumatera Utara selama 2 minggu.

Gambar 3.1 Pengujian konsumsi bahan bakar

3.2.2 Pengujian Torsi

Dilakukan di Laboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama 3 minggu.

Gambar 3.2 Pengujian torsi

3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar

Dilakukan di Laboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara selama 1 hari.

Gambar 3.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar

3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat

Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1. Bom Kalori Meter

Bom kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (O2 berlebih) pada suatu senyawa bahan makanan atau bahan bakar. 2. Mesin

Mesin yang digunakan yaitu mesin otto 4 langkah, yaitu mesin sepeda motor Honda Supra-X 125

Gambar 3.4 Mesin Honda Supra-X 125 Spesifikasi:

a. Mesin :

 Mesin : 4 langkah SOHC

 Volume langkah : 124,8 cc

 Diameter x langkah : 52,4 x 57,9 mm  Perbandingan kompresi : 9:1

 Sistem pemasukan : Karburator

 Sistem pengapian : Full transistorized  Daya maksimum : 9,63 PS / 7500 rpm  Torsi maksimum : 1,03 kgf.m / 4000 rpm  Kapasitas pelumas mesin : 0,7 Liter

 Tipe starter : Pedal dan elektrik  Sistem pendingin : Pendingin udara

 Kopling : Ganda, sentrifugal, tipe basah

 Busi : NGK CPR6EA-9

b. Transmisi :

 Tipe transmisi : 4 kecepatan rotari  Pola pengoperan gigi : N-1-2-3-4-N (rotari)  Rasio gigi : Speed 1 = 35/14

Speed 2 = 31/20 Speed 3 = 23/20 Speed 4 = 26/24

3. Tabung ukur

Tabung ukur digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang terpakai pada saat pengujian konsumsi bahan bakar.

Spesifikasi :

 Kapasitas : 60 ml  Akurasi : 1 ml

Gambar 3.5 Tabung ukur 4. Tachometer

Tachometer merupakan alat untuk mengukur jumlah putaran yang akan dihasilkan mesin.

GAMBAR Spesifikasi:

 Display Counts : 9999 counts LCD

 Range rpm : 5 to 9999

 Ft/min : 0.2 to 6560

 M/min : 0.05 to 1999.9

 Basic Accuracy : ± 0.05% ±1d

Gambar 3.6 Tachometer

5. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dari bahan bakar yang akan diuji.

Gambar 3.7 Timbangan digital 6. Timbangan pegas

Timbagan pegas ini digunakan sebagai alat untuk mengukur daya dan torsi pada roda belakang motor sebagaimana halnya dyno test yang sering digunakan untuk mengetahui torsi dan daya kendaraan. Namun, pada pengujian ini, data yang ditunjukkan oleh timbangan pegas akan diolah kembali mengunakan rumus, karena daya yang didapat merupakan data pada roda, belum dikonversikan secara langsung pada data mesin yang sebenarnya sebagaimana halnya pada dyno test.

Data yang didapat pada timbangan ini, nantinya akan digunakan untuk mengetahui performansi mesin sebagai pertimbangan pada hasil pengujian.

Sepsifikasi :

 Beban maksimal : 150 kg  Akurasi : 0,5 kg

Gambar 3.8 Timbangan pegas

7. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk menghitung lama waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 30 gram bahan bakar dari setiap variasi bahan uji yang sudah disediakan.

Gambar 3.9 Digital stopwatch

8. HiDS HD-30

HiDS adalah alat yang mampu berkomunikasi dengan Engine Control Mobile (ECM), data-data berupa sinyal dari ECM dan ditampilkan pada layar dalam bentuk besaran-besaran fisika seperti:

 Suhu ditampilkan dalam °C  Tekanan ditampilkan dalam kPa Spesifikasi

 Dimensi : 122 x 82 x 33 mm  Tegangan : 8 – 15 Volt DC  Arus : 100 – 150 mA

Gambar 3.10 HiDS HD-30 9. Selang

Selang digunakan untuk menghubungkan tabung ukur dengan karburator sebagau wadah tempat aliran bahan bakar menuju karburator.

Gambar 3.11 Selang bahan bakar

3.3.2 Bahan

Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah sebagai berikut : 1. Bahan bakar pertalite.

Pertalite adalah jenis bahan bakar yang baru diperkenalkan pemerintah di tahun 2015. Pertalite cocok untuk mesin kendaraan saat ini karena memiliki nilai RON (Research Octane Number) 90.

Gambar 3.12 Bahan bakar Pertalite 2. Bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5% 3. Bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 10% 4. Bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 15%.

Gambar 3.13 Bioetanol absolut (kadar 99%)

3.4 Metode Pengumpulan Data

Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :

1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing-masing pengujian.

2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang digunakan dalam pengujian.

3.5 Metode Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada kemudian hasil dari perhitungan diajukan dalam bentuk tabulasi dan grafik.

3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian

Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1. Torsi motor (T)

2. Daya motor (N)

3. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) 4. Rasio udara bahan bakar (AFR) 5. Efisiensi termal

6. Efisiensi volumetris

Pengujian dilakukan dengan melalui empat bagian, yaitu :

1. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar pertalite dengan variasi putaran motor.

2. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5% dengan variasi putaran motor.

3. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 10% dengan variasi putaran motor.

4. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 15% dengan variasi putaran motor.

3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin

Adapun prosedur pengujian performansi mesin dilakukan dengan cara sebagai baerikut :

1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan selang ke karburator.

2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan. 3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur.

4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan mengikatkan salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain pada tiang penahan.

5. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi ketiga. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan agar hasil pengujian masih dalam skala alat uji yang digunakan.

6. Start mesin dengan starter sambil menekan kopling.

7. Atur variasi putaran mesin dengan melihat angka yang ditampilkan tachometer dengan memutar tuas kecepatan dan memastikan putaran mesin sudah konstan.

8. Merekam hasil pengujian pada timbangan pegas dengan video kamera. 9. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang

hingga mesin berhenti pada beban maksimal.

10.Dilakukan sebanyak lima kali pengujian untuk setiap putaran yang ditentukan.

11.Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang terlihat pada timbangan.

12.Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran pengujian.

Gambar 3.14 Diagram alir performansi motor bakar

3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Sebelum pengujian dilakukan, terlebih dahulu memasang alat yang akan dignakan, diantaranya :

Mulai

 Memposisikan sepeda motor pada penahan  Memasang timbangan pegas

 Putaran: n rpm

 Memasang Video Recorder timbangan

Melepas tuas perseneling

Mencatat data hasil timbangan dengan memutar ulang rekaman

Mengulang pengujian dengan variasi putaran dan variasi jenis

Menganalisa data hasil pengujian dengan rumus empiris

1. Menghubungkan tabung ukur dengan karburator dengan selang

2. Menghubungkan HiDS HD-30 dengan motor melalui connector pada bagian depan sepeda motor.

3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur dan menghilangkan gelembung udara pada selang dengan menunggu sesaat setelah menuang bahan bakar.

4. Memberikan tanda pada tabung ukur. Tanda ini digunakan sebagai titik acuan untuk memulai perhitungan waktu dengan stopwatch dan pengukuran konsumsi bahan bakar.

Adapun prosedur pengujian konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Mengisi bahan bakar ke dalam tabung bertekanan sebanyak 50 ml. 2. Menghidupkan mesin dengan starter.

3. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan yaitu Supra-X 125

4. Menentukan putaran mesin yang ditampilkan tachometer dengan memutar alat bukaan gas pada karburator.

5. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang diberikan pada tabung ukur.

6. Mematikan stopwatch dan motor pada aetiap 10 ml bahan bakar yang habis.

7. Membaca waktu yang ditampilkan pada stopwatch.

8. Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya sebanyak lima kali pada setiap variasi putaran.

Gambar 3.15 Pengujian konsumsi bahan bakar spesifik

Gambar 3.16 Diagram alir pengujian konsumsi 40 ml bahan bakar

3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar

Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah Bom Kalorimeter.

Mulai

 Volume uji bahan bakar : 40 ml  Temperatur udara: 27OC

 Tekanan udara: 1 atm  Putaran mesin: n rpm

 Mencatat putaran mesin

 Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 40 ml bahan bakar

 Mencatat IAT & MAP

Mengulang pengujian dengan variasi putaran dan variasi jenis bahan bakar

Menganalisa data hasil pembacaan dengan rumus empiris

Gambar 3.17 Bom kalorimeter Peralatan yang digunakan meliputi:

 Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom  Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji  Tabung gas oksigen

 Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan ke dalam tabung bom.

 Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01°C

 Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin  Split, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar

 Pengatur penyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai penyala pada tabung bom

 Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam taung bom

 Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai dan cawan pada dudukannya

Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.

2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada penutup bom.

3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan menggunakan pinset. 4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan

berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O” sampai rapat.

5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).

6. Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7. Menempatkan bom yang telah terpasang ke dalam tabung calorimeter. 8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus

listrik.

9. Menutup calorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk.

10.Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electromotor. 11.Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup calorimeter.

12.Menghidupkan elektromotor selama lima menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer.

13.Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.

14.Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.

15.Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingin setelah lima menit dari penyalaan berlangsung

16.Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya.

17.Mengulang pengujian sebanyak lima kali berturut-turut.

Gambar 3.18 Diagram alir pengujian nilai kalor bahan bakar Mulai

 Berat sampel bahan bakar 0,2 gram  Volume air pendingin 1250 ml  Tekanan oksigen 30 Bar

Melakukan pengadukan terhadap air pendingin selama 5 menit

Mencatat temperatur air pendingin T1(OC)

Menyalakan bahan bakar

Menghitung HHV bahan bakar: HHV = (T2– T1– Tkp) x Cv x 1000

Melanjutkan pengadukan terhadap air pendingin selama 5 menit

Mencatat temperatur air pendingin T (OC)

Mengulang pengujian dengan variasi jenis bahan bakar

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Penelitian

Mesin Supra-X 125 yang akan digunakan sebagai alat uji merupakan mesin yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin. Mesin ini merupakan mesin yang menggunakan karburator sebagai alat pencampur bahan bakar dengan udara. Data lengkap hasil pengujian bahan bakar pertalite, gasohol 5%, 10%, dan 15% dapat dilihat pada lampiran.

4.1.1 Spesifikasi Data Alat dan Bahan Pengujian

Untuk menghitung unjuk kerja mesin diperlukan data-data seperti data pada mesin uji, data alat yang digunakan pada mesin uji, dan data bahan bakar yang diuji. Data ini nantinya akan digunakan dalam perhitungan performansi mesin. Data spesifikasi alat sebagai berikut :

4.1.1.1 Data Motor

Mesin yang digunakan dalam pengujian ini adalah mesin Honda Supra-X 125 dengan data sebagai berikut :

 Jumlah silinder : 1 silinder  Diameter silinder (B) : 52,4 mm

 Langkah (S) : 57,9 mm

 Rasio kompresi : 9:1  Volume langkah : 124,8 cc  Diameter roda : 17 inchi  Rasio gigi speed ketiga : 23/20 4.1.1.2 Data Bahan Bakar

Dalam pengujian ini, bahan bakar yang digunakan yaitu bahan bakar pertalite, bahan bakar campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%, setelah

dilakukan pengujian bom calorimeter di Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, dengan menggunakan persamaan 2.10 diperoleh nilai kalor atas bahan bakar (HHV) dan nilai kalor bahan bakar bawah (LHV) seperti tertera pada tabel 4.1 – 4.4.

Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar pertalite

PERTALITE

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 25.6 26.43 27.21 27.24 28.19

47500.12 44260.12 T2 (°C) 26.3 27.13 27.89 27.95 28.88

T2-T1 (°C) 0.7 0.7 0.68 0.71 0.69 HHV (kJ/kg) 47794 47794 46324 48529.5 47059

Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 5%

E5

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 24.65 25.62 26.44 27.5 28.68

44706 41466 T2 (°C) 25.32 26.28 27.1 28.19 29.33

T2-T1 (°C) 0.67 0.66 0.66 0.69 0.65 HHV (kJ/kg) 42647 44853 44853 47058.9 44118

Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 10%

E10

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 27.19 25.55 26.4 27.48 28.5

44411.88 41171.88 T2 (°C) 27.82 26.23 27.04 28.12 29.18

T2-T1 (°C) 0.63 0.68 0.64 0.64 0.68 HHV (kJ/kg) 42647 46324 43382 43382.5 46324

Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 15%

E15

Percobaan HHV

Rata-rata (kJ/kg)

LHV (kJ/kg)

I II III IV V

T1 (°C) 24.82 25.71 26.45 27.67 28.64

43529.52 40289.52 T2 (°C) 25.44 26.33 27.11 28.31 29.31

T2-T1 (°C) 0.62 0.62 0.66 0.64 0.67 HHV (kJ/kg) 41912 41912 44853 43382.5 45588

4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto

Data yang diperoleh dari pembacaan langsung alat uji mesin Supra-X 125 melalui unit instrumentasi dan perlengkapan yang digunakan pada saat pengujian antara lain :

 Putaran (rpm) melalui pembacaan tachometer  Masa tarik melalui pembacaan timbangan pegas

 Konsumsi bahan bakar melalui pengukuran dengan tabung ukur  Massa bahan bakar melalui pembacaan timbangan digital 4.2.1 Final Ratio

Final ratio merupakan perkalian perbandingan roda gigi yang dimulai dari roda gigi pada gigi tarik roda belakang, roda gigi pada transmisi (pada pengujian ini ditetapkan pada gigi ketiga), dan roda gigi poros engkol yang menyalurkan putaran dari poros utama transmisi ke poros engkol. Adapun perbandingan rasio yang didapat adalah :

 Perbandingan rasio pada roda belakang yaitu : Jumlah gigi tarik roda belakang : 35

Jumlah gigi tarik poros transmisi : 14

Maka didapat perbandingan rasio gear sebesar : 39/14 = 2,5  Perbandingan rasio gear ketiga pada transmisi yaitu :

Jumlah gear gigi ketiga : 23 Jumlah gear poros utama transmisi : 20

Maka didapat perbandingan rasio gear sebesar : 23/20 = 1,15  Perbandingan rasio antara transmisi dengan poros engkol yaitu :

Jumlah gear poros kopling : 67 Jumlah gear poros engkol : 20

Maka didapat perbandingan rasio gear sebesar : 67/20 = 3,35

Jadi untuk perbandingan rasio keseluruhan (final ratio) dapat diketahui dengan mengalikan ketiga perbandingan rasio di atas, yaitu :

Jadi, final rasio gear pada pengujian ini adalah 9.63

4.2.2 Torsi

Besarnya torsi yang dihasilkan oleh mesin pada poros roda dapat dihitung dari massa yang tertarik pada timbangan pegas. Besarnya torsi yang dihasilkan pada setiap pengujian untuk setiap variasi putaran mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2, dan 2.3.

Maka torsi setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut. Tabel 4.5 Nilai torsi setiap bahan bakar

RPM

TORSI (Nm)

E5 E10 E15 PERTALITE 8000 8.31 8.35 8.27 8.40 7000 8.66 8.75 8.79 8.71 6000 9.26 9.23 9.28 9.28 5000 9.41 9.37 9.32 9.45 4000 9.37 9.32 9.26 9.41 3000 9.19 9.15 9.15 9.28 2000 8.97 9.01 8.88 9.06

Perbandingan torsi dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15% dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut.

Gambar 4.1 Grafik Torsi vs Putaran 8.2 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

T o rs i (N m ) Putaran (rpm)

TORSI (Nm) E5 TORSI (Nm) E10 TORSI (Nm) E15 TORSI (Nm) PERTALITE

Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. Torsi terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 15% pada putaran mesin 8000 rpm yaitu sebesar 8,27 Nm.

2. Torsi tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertalite pada putaran 5000 rpm yaitu sebesar 9,41 Nm.

3. Penambahan bioetanol cenderung menurunkan nilai torsi yang dihasilkan pada 4000 rpm hingga 5000 rpm. Hal ini dikarenakan rasio kompresi mesin yang rendah sehingga pembakaran menggunakan gasohol tidak optimal.

4.2.3. Daya

Dari data torsi yang diperoleh di atas, maka daya dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.4

Maka daya setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut. Tabel 4.6 Besarnya daya pada setiap bahan bakar

RPM

DAYA (W)

E5 E10 E15 PERTALITE

8000 6959.09 6995.91 6922.27 7036.30 7000 6346.95 6411.39 6443.61 6382.41 6000 5813.05 5799.25 5826.86 5829.82 5000 4924.76 4901.74 4878.73 4950.28 4000 3921.39 3902.98 3875.37 3941.80 3000 2885.81 2872.01 2872.01 2914.91 2000 1877.85 1887.06 1859.44 1897.22

Perbandingan daya dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15% dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut.

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Daya vs Putaran pada setiap bahan bakar

Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. Daya terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 15% pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 1859,44 W.

2. Daya tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertalite pada putaran 8000 rpm yaitu sebesar 7036,30 W.

3. Dari grafik dapat dilihat bahwa garis dari setiap bahan bakar saling berhimpitan. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan bioetanol tidak terlalu mempengaruhi daya yang dihasilkan oleh mesin.

4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)

Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dari masing-masing pengujian pada setiap putaran dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dan 2.6. Berikut hasil perhitungan laju aliran bahan bakar yang diperoleh dari persamaan 2.5

1. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar pertalite

Tabel 4.7 Hasil pengujian ̇ bahan bakar pertalite

RPM

Waktu (s)

mf (gr/h)

I II III IV V

Rata-rata

8000 45.66 42.3 43.47 46.51 44.1 44.41 2409.30 7000 62.57 59.52 63.66 61.82 60.67 61.65 1735.53

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

0 2000 4000 6000 8000 10000

D a y a ( W ) Putaran (rpm)

DAYA (W) E5 DAYA (W) E10 DAYA (W) E15 DAYA (W) PERTALITE

6000 76.07 77.01 75.48 74.32 75.88 75.75 1412.40 5000 90.57 91.85 92.71 89.9 90.22 91.05 1175.09 4000 118.9 119 119.05 118.94 119.1 119.00 899.11 3000 168.7 168 166.92 166.33 165.71 167.13 640.17 2000 208.6 223.4 219.83 231.31 220.73 220.78 484.61 1000 368.3 371.5 385.88 382.36 375.37 376.68 284.04

2. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar gasohol 5%

Tabel 4.8 Hasil pengujian ̇ bahan bakar gasohol 5%

RPM

Waktu (s)

mf (gr/h)

I II III IV V

Rata-rata

8000 51.61 53.13 55.32 53.35 53.67 53.42 2009.41 7000 62.12 67.35 69.21 66.22 66.35 66.25 1620.15 6000 78.04 81.43 82.88 80.78 80.51 80.73 1329.58 5000 94.07 99.82 101.45 98.45 98.71 98.50 1089.69 4000 118.2 120.7 119.24 119.38 119.18 119.34 899.40 3000 159.6 158.6 160.05 159.42 160.11 159.56 672.69 2000 192.6 195.7 202.78 197.04 197.24 197.08 544.63 1000 372.8 374 370.45 372.42 372.81 372.49 288.15

3. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar gasohol 10%

Tabel 4.9 Hasil pengujian ̇ bahan bakar gasohol 10%

RPM

Waktu (s)

mf (gr/h)

I II III IV V

Rata-rata

8000 45.69 49.2 50.05 48.31 48.55 48.36 2226.58 7000 57.76 61.29 61.85 60.3 60.7 60.38 1783.33 6000 86.61 85.26 85.9 85.92 86.07 85.95 1252.76 5000 94.96 97.96 99.41 98.11 98.44 97.78 1101.27 4000 120.8 121.4 124.83 122.34 122.81 122.44 879.46 3000 177.1 177.1 173.77 175.98 175.23 175.83 612.39 2000 206.8 215.5 223.67 215.34 215.57 215.39 499.93 1000 391.6 393.3 392.88 392.58 392.24 392.51 274.33

4. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar gasohol 15%

Tabel 4.10 Hasil pengujian ̇ bahan bakar gasohol 15%

RPM

Waktu (s)

mf (gr/h)

I II III IV V

Rata-rata

8000 54.95 56.37 57.66 56.33 56.78 56.42 1914.64 7000 69.16 70.24 71.18 70.19 70.37 70.23 1538.14 6000 77.8 80.28 82.41 80.16 80.31 80.19 1347.02 5000 94.34 96.99 99.38 96.9 96.5 96.82 1115.66 4000 114.2 116.5 117.4 116.02 116.73 116.17 929.88 3000 174.3 169.8 170.9 171.66 171.43 171.62 629.42 2000 225.2 224.4 223.1 224.23 224.8 224.34 481.49 1000 395.4 390.6 393.36 393.11 393.71 393.23 274.70

Dengan menggunakan persamaan 2.6, maka SFC setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut.

Tabel 4.11 Nilai SFC pada setiap bahan bakar

RPM

SFC (gr/kW.h)

E5 E10 E15 PERTALITE 8000 288.75 318.27 276.59 342.58 7000 255.26 278.15 242.34 272.06 6000 228.72 216.02 231.17 242.39 5000 221.27 224.67 228.68 237.50 4000 229.36 225.33 239.95 228.21 3000 233.10 213.23 219.16 219.73 2000 290.03 264.92 258.95 255.56

Perbandingan nilai SFC dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15% dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut.

Gambar 4.3 Grafik SFC vs Putaran pada setiap bahan bakar

Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. SFC terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 10% pada putaran mesin 3000 rpm yaitu sebesar 213,23 gr/kWh.

2. SFC tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertalite pada putaran 8000 rpm yaitu sebesar 342,58 gr/kWh.

3. Pada putaran diatas 7000 rpm terlihat bahwa bahan bakar pertalite memiliki SFC tertinggi dibandingkan dengan bahan bakar gasohol. Hal ini disebabkan nilai kalor (LHV) pertalite yang lebih tinggi sehingga lebih mudah terbakar.

4.2.5 Efisiensi Thermal

Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata-rata yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar.

Efisiensi thermal dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.14

Maka efisiensi thermal setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.12 berikut. 150 200 250 300 350 400

0 2000 4000 6000 8000 10000

S FC ( g r/ kW .h ) Putaran (rpm) SFC (gr/kW.h) E5 SFC (gr/kW.h) E10 SFC (gr/kW.h) E15 SFC (gr/kW.h) PERTALITE

Tabel 4.12 Nilai Efisiensi Thermal pada setiap bahan bakar

RPM

EFISIENSI THERMAL (%) E5 E10 E15 PERTALITE 8000 30.07 27.47 32.31 23.74 7000 34.01 31.44 36.87 29.90 6000 37.96 40.48 38.65 33.56 5000 39.24 38.92 39.07 34.25 4000 37.85 38.80 37.24 35.64 3000 37.24 41.01 40.77 37.02 2000 29.93 33.00 34.51 31.83

Perbandingan Efisiensi Thermal dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15% dapat dilihat pada gambar 4.4 berikut.

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Efisiensi thermal vs Putaran

Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. Efisiensi thermal terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertalite pada putaran mesin 8000 rpm yaitu 23,74%.

2. Efisiensi thermal tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 10% pada putaran 3000 rpm yaitu 41.01%.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 2000 4000 6000 8000 10000

E fi si e n si T h e rm a l (% ) Putaran (rpm) EFISIENSI THERMAL (%) E5 EFISIENSI THERMAL (%) E10 EFISIENSI THERMAL (%) E15 EFISIENSI THERMAL (%) PERTALITE

3. Nilai Efisiensi thermal untuk variasi gasohol yang tidak konsisten pada setiap putaran disebabkan oleh suhu lingkungan yang berbeda pada saat pengujian. Suhu lingkungan mempengaruhi laju konsumsi bahan bakar sehingga efisiensi thermal juga terpengaruh.

4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar

Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dapat dihitung menggunakan persamaan 2.7.

Dari alat sensor HiDS HD-30, diperoleh tekanan (Pi) dan suhu (Ti) yang berbeda pada setiap putaran mesin, data ini dapat dilihat pada lampiran.

Dengan menggunakan persamaan 2.8 dan 2.9, maka laju aliran udara setiap bahan bakar dapat diperoleh.

Tabel 4.13 Nilai ma pada setiap bahan bakar

RPM

ma (kg/cyl-cycle)

E5 E10 E15 PERT

8000 0.000131435 0.000131964 0.000130388 0.000130943 7000 0.000122379 0.000122139 0.000121978 0.000122138 6000 0.000118777 0.000117993 0.000118059 0.000117894 5000 0.000117496 0.000117113 0.000115912 0.000116292 4000 0.000114615 0.00011608 0.00011321 0.000112253 3000 0.000114615 0.000114167 0.000112253 0.000111296 2000 0.0001139 0.000112499 0.000112965 0.000111296

Maka AFR untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.18 berikut.

Tabel 4.14 Nilai AFR pada setiap bahan bakar

RPM

AFR

E5 E10 E15 PERT

8000 15.70 14.22 16.34 13.04 7000 15.86 14.38 16.65 14.78 6000 16.08 16.95 15.78 15.02 5000 16.17 15.95 15.58 14.84 4000 15.29 15.84 14.61 14.98 3000 15.33 16.78 16.05 15.65 2000 12.55 13.50 14.08 13.78

Perbandingan AFR dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15% dapat dilihat pada gambar 4.5 berikut.

Gambar 4.5 Grafik AFR vs Putaran pada setiap bahan bakar Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. AFR terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 5% pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 12,55.

2. AFR tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 10% pada putaran 6000 rpm yaitu sebesar 16,95.

4.2.7 Efisiensi Volumetris

Untuk menghitung efisiensi volumetris digunakan persamaan 2.12. Maka efisiensi volumetris untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut.

Tabel 4.15 Efisiensi volumetris pada setiap bahan bakar

RPM

EFFISIENSI VOLUMETRIS E5 E10 E15 PERTALITE 8000 90.69 91.65 89.96 90.35 7000 84.44 84.83 84.16 84.27 6000 81.95 81.95 81.46 81.34 5000 81.07 81.34 79.98 80.24 4000 79.08 80.62 78.11 77.45 3000 79.08 79.29 77.45 76.79 2000 78.59 78.13 77.94 76.79

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 2000 4000 6000 8000 10000

A FR Putaran (rpm) AFR E5 AFR E10 AFR E15 AFR PERT

Perbandingan efisiensi volumetris dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertalite, gasohol 5%, gasohol 10%, dan gasohol 15%.dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut.

Gambar 4.6 Grafik Efisiensi volumetris vs Putaran pada setiap bahan bakar.

Dari gambar diatas dapat disimpulkan :

1. Efisiensi volumetris terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertalite pada putaran mesin 2000 dan 3000 rpm yaitu 76,79%.

2. Efisiensi volumetris tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar gasohol 10% pada putaran 8000 rpm yaitu 91,65%.

74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94

0 2000 4000 6000 8000 10000

E fi si e n si V o lu m e tr is ( % ) Putaran (rpm) EFFISIENSI VOLUMETRIS E5 EFFISIENSI VOLUMETRIS E10 EFFISIENSI VOLUMETRIS E15 EFFISIENSI VOLUMETRIS PERTALITE

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) gasohol mengalami penurunan dibandingkan dengan pertalite. Secara rinci dijelaskan sebagai berikut:

 Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang diperoleh dari hasil pengujian bom kalorimeter dengan bahan bakar pertalite sebesar 44260,12 kJ/kg, gasohol 5% sebesar 41466 kJ/kg, gasohol 10% sebesar 41171,88 kJ/kg, dan gasohol 10% sebesar 40289,52 kJ/kg. Pembakaran pertalite lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi daripada gasohol. Sehingga nilai torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan bakar, pertalite lebih boros.

 Torsi rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite sebesar 9,08 Nm, bahan bakar gasohol 5% sebesar 9,02 Nm, bahan bakar gasohol 10% sebesar 9,03 Nm, dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 8,97 Nm.

 Daya rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite sebesar 4707,53 W, bahan bakar gasohol 5% sebesar 4675,56 W, bahan bakar gasohol 10% sebesar 4681,48 W, dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 4654,52 W.

 Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite sebesar 256,86 gr/kWh, bahan bakar gasohol 5% sebesar 249,49 gr/kWh, bahan bakar gasohol 10% sebesar 248,65 gr/kWh, dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 242,40 gr/kWh.

2. Secara umum, efisiensi thermal, Air Fuel Ratio (AFR), dan efisiensi volumetris gasohol mengalami peningkatan dibandingkan dengan pertalite. Secara rinci dijelaskan sebagai berikut:

 Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite adalah sebesar 32,27%, bahan bakar gasohol 5% sebesar 35,18%, bahan bakar gasohol 10% sebesar 35,87%, dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 37,06%.  Air Fuel Ratio (AFR) rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari

hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite adalah sebesar 14,59; bahan bakar gasohol 5% sebesar 15,28; bahan bakar gasohol 10% sebesar 15,38; dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 15,56.

 Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertalite adalah sebesar 81,03%; bahan bakar gasohol 5% sebesar 82,13%; bahan bakar gasohol 10% sebesar 82,54%; dan bahan bakar gasohol 15% sebesar 81,30%.

5.2 Saran

1. Melengkapi alat ukur pengujian untuk memperoleh hasil pengujian yang lebih akurat

2. Menggunakan variasi putaran yang lebih spesifik untuk meningkatkan ketelitian pengujian.

3. Melakukan modifikasi pada mesin seperti penggunaan blower untuk mendapatkan hasil pengujian yang lebih baik.

4. Melakukan pengujian emisi gas buang agar dampak terhadap lingkungan dapat diketahui.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Motor Bakar

Motor bakar pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) merupakan pesawat kalori yang merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi mekanis. Energi kimia dari bahan bakar yang becampur dengan udara diubah terlebih dahulu menjadi energi termal melalui pembakaran atau oksidasi, sehingga temperatur dan tekanan gas pembakaran di dalam silinder meningkat. Gas bertekanan tinggi di dalam silinder berekspansi dan mendorong torak bergerak translasi dan menghasilkan gerak rotasi poros engkol sebagai keluaran mekanis motor. Demikian pula sebaliknya, gerak rotasi poros engkol akan menghasilkan gerak translasi pada torak sehingga terjadi gerak bolak-balik torak di dalam silinder. Disebut motor pembakaran dalam karena proses pembakaran bahan bakar berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri.

Motor pembakaran dalam banyak digunakan dalam berbagai aktivitas manusia, baik sebagai motor penggerak untuk pompa air, generator, mesin pemotong rumput, maupun sebagai sarana transportasi untuk menunjang mobilitas manusia dan barang.[1 Hal 1]

Motor bakar pembakaran luar (External Combustion Engine) adalah proses pembakaran bahan bakar yang terjadi diluar dari motor itu sendiri. Di dalam motor pembakaran luar, bahan bakar dibakar diruang bakar tersendir dan memanfaatkan air untuk dipanaskan menjadi uap, sehingga uap bertekanan yang dihasilkan digunakan untuk memutar sudu-sudu turbin ataupun mendorong torak sehingga terjadi gerak translasi. Jadi motor tidak digerakkan oleh gas yang terbakar, akan tetapi digerakkan oleh uap air. Jenis dari ECE (External Combustion Engine) adalah turbin uap, turbin gas, mesin uap, mesin stirling.

Kelebihan motor pembakaran dalam adalah mesin yang lebih sederhana, bahan bakar lebih irit, cocok untuk tenaga penggerak pada kendaraan. Kelebihan

motor pembakaran luar adalah dapat digunakan bahan bakar berkualitas rendah baik bahan bakar padat, cair dan gas, kapasitas lebih besar. Motor pembakaran luar identik dengan bahan bakar padat seperti batubara.[2]

Gambar 2.1 Proses Pembakaran Luar (kanan) dan Proses Pembakaran Dalam (kiri) [2]

2.2 Bahan Bakar Bensin

Hidrokarbon (HC) merupakan senyawa di mana setiap molekulnya hanya mengandung hidrogen dan karbon yang dapat dibakar (dioksidasi), membentuk air (H2O) atau karbondioksida (CO2). Bahan bakar hidrokarbon mempunyai variasi berat karbon dari 83% sampai 87% dan berat hidrogen dari 11% sampai 14%. Pada umumnya bobot molekular komponen yang lebih besar mempunyai temperatur didih lebih tinggi.

Bahan bakar bensin (gasoline) merupakan campuran senyawa hidrokarbon cair yang sangat mudah menguap. Bensin terdiri dari parafin, naptalene, aromatik, dan olefin, bersama-sama dengan beberapa senyawa organik lain dan kontaminan. Struktur molekulnya dari C4– C9.

Angka Oktan Riset/Research Octane Number (RON) adalah karakteristik bahan bakar yang menggambarkan kemampuan bahan bakar akan atau tidak

menyala sendiri. Peringkat oktan didasarkan pada ukuran kemampuan bahan bakar menahan detonasi. Semakin tinggi peringkat oktan, semakin kecil kemungkinan untuk menghasilkan ledakan dini (pre-ignition). Kecenderungan penyalaan dini menimbulkan gejala ketukan (knocking). Motor dengan rasio kompresi rendah dapat menggunakan bahan bakar dengan angka oktan lebih rendah, tetapi motor kompresi tinggi harus menggunakan bahan bakar oktan tinggi untuk menghindari pengapian sendiri dan ketukan.[1 Hal 70-71]

Pertalite adalah salah satu jenis bahan bakar bensin yang dikeluarkan Pertamina pada Mei 2015. Pertamina mengklaim Pertalite memiliki Research Octane Number (RON) 90. Artinya lebih baik dibandingkan Premium yang memiliki nilai oktan 88. _{Pertamina meluncurkan Pertalite untuk memenuhi Surat} Keputusan Dirjen Migas Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 313 Tahun 2013 tentang spesifikasi BBM RON 90.[3]

Berdasarkan keputusan Dirjen Migas No.313.K/10/DJM.T/2013:

Tabel 2.2 Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Jenis Bensin 90 (Pertalite)

No. Karakteristik Satuan Batasan Metode Uji Min. Maks. ASTM Lain

1

Bilangan Oktana

Angka Oktana Riset (RON) Angka Oktana Motor (MON)

RON 90 - D 2699 MON Dilaporkan D 2700 2 Stabilitas Oksidasi menit 360 D 525

3 Kandungan Sulfur % m/m - 0,05

D 2622 atau D 4294 atau D 7039

4 Kandungan Timbal (Pb) g/l

-Injeksi timbal tidak diijinkan -Dilaporkan

D 3237

5 Kandungan Logam

(Mangan, besi) mg/l Tidak terdeteksi D 3831 IP74 6 Kandungan Oksigen % m/m - 2,7 D4815 7 Kandungan Olefin % v/v

Dilaporkan

D 1319 8 Kandungan Aromatik % v/v D1319 9 Kandungan Benzena % v/v D 4420

10

Distilasi:

10% vol. Penguapan 50% vol.penguapan 90% vol. Penguapan

D 86

O

C - 74 O

C 88 125 O

Titik didih akhir Residu

O

C - 215 %vol - 2 11 Sedimen mg/l - 1 D 5452

12 Unwashed gum mg/100ml - 70 D 381

13 Washed Gum mg/100ml - 5 D 381

14 Tekanan Uap kPa 45 69 D 5191 atau D1298 15 Berat Jenis (pada suhu 15oC) kg/m3 715 770 D 4052 atau

D 323 16 Korosi bilah tembaga merit Kelas I D 130 17 Sulfur Mercaptan % massa - 0,002 D 3227 18 Penampilan Visual Jernih danTerang 19 Bau Dapat Dipasarkan 20 Warna Hijau 21 Kandungan Pewarna g/100 - 0,13

Sumber: (Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi)

Pertalite membuat pembakaran pada mesin kendaraan dengan teknologi terkini lebih baik dibandingkan dengan premium yang memiliki RON 88. Keunggulan pertalite adalah:

1. Durability, pertalite dapat dikategorikan sebagai bahan bakar kendaraan yang memenuhi syarat dasar durability/ketahanan, dimana bbm ini tidak akan menimbulkan gangguan serta kerusakan mesin, karena kandungan oktan 90 lebih sesuai dengan perbandingan kompresi kebanyakan kendaraan bermotor yang beredar di Indonesia.

2. Fuel Economy, kesesuaian oktan 90 Pertalite dengan perbandingan kompresi kebanyakan kendaraan beroperasi sesuai dengan rancangannya. Perbandingan Air Fuel Ratio yang lebih tinggi dengan konsumsi bahan bakar menjadikan kinerja mesin lebih optimal dan efisien untuk menempuh jarak lebih jauh karena perbandingan biaya dengan operasi bahan bakar dalam (Rupiah/kilometer) akan lebih hemat.

3. Performance, kesesuaian angka oktan Pertalite dan aditif yang dikandungnya dengan spesifikasi mesin akan menghasilkan performa

mesin yang jauh lebih baik dibandingkan ketika menggunakan oktan 88. Hasilnya adalah torsi mesin lebih tinggi dan kecepatan meningkat.[4]

2.3 Motor Bakar Bensin

Motor bakar bensin dikenal dengan motor bakar siklus Otto. Siklus otto pertama sekali dikembangkan oleh seorang insinyur berkebangsaan Jerman bernama Nikolaus A. Otto pada tahun 1837.[5 Hal 42]

Pada motor bakar bensin, campuran udara bahan bakar dinyalakan oleh percikan bunga api listrik diantara kedua elektrode busi sehingga motor bensin juga dikenal sebagai motor pengapian percik (Spark ignition Engines). Busi mempunyai fungsi untuk penghasil loncatan api yang akan menyalakan gas dari campuran bahan bakar dan udara. Karburator dan injektor mempunyai fungsi yang sama antara lain untuk melakukan percampuran serta pengabutan udara dengan bahan bakar yang akan dibakar di dalam ruang bakar. Terdapat beberapa jenis mesin otto berdasarkan banyak langkahnya antara lain siklus Otto 2 langkah, siklus Otto 4 langkah, siklus Otto 6 langkah. Siklus Otto 2 langkah dan 4 langkah banyak digunakan pada kendaraan yang beredar sebagai transportasi.[1 Hal 2-3]

2.3.1 Siklus Otto Ideal

Dalam siklus ini, terjadi penyalaan bunga api dengan menggunakan busi (spark ignition) yang akan membakar campuran bahan bakar dengan udara setelah melewati proses pengabutan yang dilakukan oleh karburator atau injektor. Siklus Otto ideal memiliki 4 langkah disebut juga mesin 4-langkah (four stroke engine). Gambar 2.3 menjelaskan proses 4 langkah pada siklus Otto:

Gambar 2.2 Pembagian Langkah pada Siklus Otto [6 Hal 10]

Langkah-langkah yang terjadi pada motor bensin siklus Otto ideal adalah sebagai berikut:

1. Langkah hisap

Diawali dengan posisi torak di TMA dan berakhir dengan posisi torak di TMB, yang mana menghisap campuran bahan bakar dengan udara ke dalam silinder. Untuk meningkatkan massa campuran yang dihisap, katup masuk terbuka sesaat sebelum langkah hisap dimulai dan menutup setelah berakhirnya langkah tersebut.

2. Langkah kompresi

Ketika kedua katup tertutup di mana campuran di dalam silinder dimampatkan dan volumenya diperkecil. Menjelang akhir langkah kompresi, pembakaran diaktifkan dan tekanan silinder naik dengan cepat.

3. Langkah ekspansi

Diawali dengan posisi torak di TMA dan berakhir di TMB ketika temperatur dan tekanan gas yang tinggi mendorong torak ke bawah dan memaksa poros engkol untuk berputar. Ketika torak mendekati TMB, katup buang terbuka untuk mengawali proses buang dan tekanan silinder turun mendekati tekanan buang.

4. Langkah buang

Di mana sisa gas yang dibakar keluar dari silinder ketika torak bergerak ke arah TMA. Ketika torak mendekati TMA, katup masukan akan terbuka. Sesaat setelah TMA, katup buang menutup dan siklus dimulai lagi.[1 Hal 10-11]

Dalam kondisi ideal siklus Otto dibatasi dua garis isentropik dan dua garis isovolume. Gambar 2.3 akan menjelaskan diagram siklus otto ideal.

Gambar 2.3 Diagram P-v dan Diagram T-s Siklus otto Ideal [7]

2.4 Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin

Performansi dapat disebut juga sebagai unjuk kerja dari motor bakar bensin. Beberapa hal yang mempengaruhi performansi motor bakar bensin antara lain seperti rasio udara dan bahan bakar, dan rasio kompresi dari volume silinder ruang bakar. Kedua hal tersebut saling berpengaruh dengan peningkatan unjuk kerja mesin, efisiensi mesin dan emisi dari gas buang mesin motor bakar bensin. 2.4.1 Torsi Poros

Perkalian antara gaya dengan jarak dapat disebut sebagai Torsi. Disaat proses pembakaran pada ruang bakar, dimana piston akan bergerak translasi dan poros engkol yang menghubungkan piston dengan batang piston akan merubah gerak translasi menjadi gerak rotasi. Sebelum menghitung torsi, dilakukan

perhitungan gaya tarik yang terjadi pada roda dengan menggunakan persamaan 2.1.

………...2.1 Dimana : F = Gaya (N)

g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s2) m = Massa (kg)

Untuk menghitung torsi pada roda, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2.

………...2.2 Dimana : Troda = Torsi pada roda (Nm)

r = jari-jari roda = ½ diameter roda

Torsi pada mesin dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3.

………...………..2.3

Dimana : Tmesin = Torsi mesin (Nm)

2.4.2 Daya Poros

Kerja mesin selama waktu tertentu dapat disebut sebagai daya. Besarnya poros engkol yang bekerja dengan pembebanan merupakan daya poros. Daya poros berasal dari langkah kerja disaat campuran udara dan bahan bakar meledak dan menyebabkan piston mengalami dorongan yang menghasilkan kerja pada poros engkol yang mengubah gerak translasi menjadi gerak rotasi. Prestasi mesin motor bakar ditentukan oleh daya poros yang telah dibebankan akibat gesekan seperti pada torak, dinding silinder, poros, dan bantalan. Frekuensi putaran motor atau disebut dengan RPM (Revolution per Minute) mempengaruhi besarnya daya poros dimana semakin banyak putaran poros yang terjadi maka semakin besar daya poros tersebut. Daya poros dapat dicari dengan persamaan 2.4.[12]

Dimana : T = Torsi (Nm)

2.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Specific Fuel Consumption)

Konsumsi bahan bakar spesifik adalah parameter unjuk kerja mesin yang berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu. SFC dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.5.

̇ ………2.5

Dimana : Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (gr/kW.h) ̇ = laju aliran bahan bakar (gr/jam)

P = Daya (W)

Besarnya laju aliran masssa bahan bakar dihitung dengan persamaan 2.6.

̇

……….2.6

Dimana : = massa jenis bahan bakar (kg/m3)

V = volume bahan bakar yang habis terpakai (m3) = waktu untuk menghabiskan bahan bakar (s)

2.4.4 Air Fuel Ratio (AFR)

Perbandingan udara dan bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar adalah AFR yang didapat dengan menggunakan persamaan 2.7 – 2.11.[13]

̇ _̇ ………2.7

Dimana : = massa udara di dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle) = massa udara di dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle) ̇ = laju aliran udara di dalam mesin (gr/jam)

̇ = laju aliran bahan bakar di dalam mesin (gr/jam)

………..2.9

………..2.10

……….2.11

Dimana : ̇ = laju aliran udara (gr/jam)

= laju aliran udara per siklus (kg/cyl-cycle) = tekanan udara masuk silinder (1atm = 100 kPa)

= volume langkah (m3) = volume langkah (m3)

= konstanta udara (0,287 kJ/kg.K) = temperature udara masuk silinder (K) = bore (m)

= stroke (m) = rasio kompresi

2.4.5 Efisiensi Volumetris

Jika sebuah mesin empat langkah dapat menghisap udara pada kondisi isapnya sebanyak volume langkah toraknya untuk setiap langkah isapnya, maka proses ini ideal. Tetapi dalam kondisi aktual dimana massa udara yang dapat dialirkan selalu lebih sedikit dari perhitungan teoritis. Hal tersebut terjadi akibat efek pemanasan yang mengurangi kerapatan udara ketika memasuki silender mesin. Efisiensi Volumetris dapat dicari dengan persamaan 2.12 dan 2.13.

………...

2.12

………..………

2.13

Dimana :

=

efisiensi volumetris (%)

= massa udara dalam silinder per siklus (kg/cyl-cycle) = volume langkah (m3)

= densitas udara (kg/m3)

2.4.6 Efisiensi Thermal

Kerja berguna yang dihasilkan selalu lebih kecil dari pada energi yang dibangkitkan piston karena sejumlah energi hilang akibat adanya rugi-rugi mekanis seperti gesekan, kerja pompa oli dan pompa pendingin, dan panas yang terbuang. Maka Efisiensi Thermal dapat dicari dengan persamaan 2.14.

̇ ...2.14 Dimana : LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar (kJ/kg)

2.5 Nilai Kalor Bahan Bakar

Reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigen dari udara menghasilkan panas. Besarnya panas yang ditimbulkan jika satu satuan bahan bakar dibakar sempurna disebut nilai kalor bahan bakar (Caloric Value, CV). Berdasarkan asumsi ikut tidaknya panas laten pengembunan uap air dihitung sebagai bagian dari nilai kalor suatu bahan bakar, maka nilai kalor bahan bakar dapat dibedakan menjadi nilai kalor atas dan nilai kalor bawah.

Nilai kalor atas (High Heating Value, HHV), merupakan nilai kalor yang diperoleh secara eksperimen dengan menggunakan bom kalorimeter dimana hasil pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar sehingga sabagian besar uap air yang terbentuk dari pembakaran hydrogen mengembun dan melepaskan panas latennya. Secara teoritis, besarnya nilai kalor atas (HHV) dapat dihitung bila diketahui komposisi bahan bakarnya dengan menggunakan persamaan 2.15.[8 Hal 3]

( ) ... 2.15 Dimana : HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

T1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan (oC) T2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan (oC) Tkp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (oC)

Cv = Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 kJ/kg oC) Dan nilai kalor bawah dapat dihitung dengan persamaan 2.16.

LHV = HHV –3240 ... 2.16 Dimana : LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg)

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

Jika diketahui komposisi bahan bakar maka besarnya nilai kalor atas dapat dihitung juga dengan menggunakan persamaan Dulong.[9 Hal 43]

...

2.17 Dimana : HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

C = Persentase karbon dalam bahan bakar H2 = Persentase hydrogen dalam bahan bakar O2 = Persentase oksigen dalam bahan bakar S = Persentase sulfur dalam bahan bakar

Nilai kalor bawah (Low Heating Value, LHV), merupakan nilai kalor bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar cair berkisar 15% yang berarti setiap satu satuan bahan bakar 0,15 bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna, air yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar adalah setengah dari jumlah mol hidrogen.

Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada proses pembakaran dapat pula berasal dari kandungan air yang memang sudah ada di dalam bahan bakar. Panas laten pengkondisian uap air pada tekanan parsial 20 kN/m2 (tekanan yang umum timbul pada gas buang) adalah sebesar 2400 kJ/kg, sehingga besarnya nilai kalor bawah (LHV) dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.18.[9 Hal 44]

Dimana : LHV = Nilai Kalor Bawah (kJ/kg)

M = Persentase kandungan air dalam bahan bakar

Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar dapat menggunakan nilai kalor bawah (LHV) dengan asumsi pada suhu tinggi saat gas buang meninggalkan mesin tidak terjadi pengembunan uap air. Namun dapat juga menggunakan nilai kalor atas (HHV) karena nilai tersebut umumnya lebih cepat tersedia. Peraturan pengujian berdasarkan ASME (American of Mechanical Engineers) menentukan penggunaan nilai kalor atas (HHV), sedangkan peraturan SAE (Society of Automotive Engineers) menetukan penggunaan nilai kalor bawah (LHV).

2.6 Sejarah Bioetanol

Bioetanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari China bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik. Campuran dari Bioetanol yang mendekati kemurnian untuk pertama kali ditemukan oleh Kimiawan Muslim yang mengembangkan proses distilasi pada masa Kalifah Abbasid dengan peneliti yang terkenal waktu itu adalah Jabir ibn Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) dan al-Razi (Rhazes). Catatan yang disusun oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang mendidih mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) dengan tegas menjelaskan tentang proses distilasi wine. Sedangkan Bioetanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann Tobias Lowitz, dengan menggunakan distilasi saringan arang.

Antoine Lavoisier menggambarkan bahwa bioetanol adalah senyawa yang terbentuk dari karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Nicolas-Théodore de Saussure dapat menentukan rumus kimia etanol. Limapuluh tahun kemudian (1858), Archibald Scott Couper menerbitkan rumus bangun etanol. Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus bangunnya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetis pada tahu 1829 di

Inggris oleh Henry Hennel dan S.G.Serullas di Perancis. Michael Faraday membuat etanol dengan menggunakan hidrasi katalis asam pada etilen pada tahun 1982 yang digunakan pada proses produksi etanol sintetis hingga saat ini.

Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880-an Henry Ford membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah dapat menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun pada tahun 1920an bahan bakar dari petroleum yang harganya lebih murah telah menjadi dominan menyebabkan etanol kurang mendapatkan perhatian. Akhir-akhir ini, dengan meningkatnya harga minyak bumi, bioetanol kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus dikembangkan.[10]

2.6.1 Bioetanol

Alkohol adalah bahan bakar dari jenis oksigenant. Molekul alkohol memiliki satu atau lebih oksigen yang memberikan kontribusi untuk pembakaran. Alkohol dinamai sesuai molekul dasar dari hidrokarbon turunannya, misalnya metanol atau metil alkohol (CH3OH), etanol atau etil alkohol (C2H5OH), propanol (C3H7OH), butanol (C4H9OH). Secara teoritis, setiap molekul organik dari jenis alkohol dapat digunakam sebagai bahan bakar.

Penggunaan etanol sebagai bahan bakar mobil selama bertahun-tahun telah dilakukan di berbagai negara di dunia. Brazil adalah pemakai yang terkemuka, di mana pada tahun 1900-an, 4,5 juta kendaraan dioperasikan dengan bahan bakar 93% etanol. Selama beberapa tahun, gasohol (gasoline-alcohol) telah tersedia pada stasiun pompa bahan bakar di Brazil.

Gasohol merupakan campuran 90% bensin dan 10% etanol. Dua kombinasi campuran yang umum adalah E85 (85% etanol) dan E10 (10% etanol). E85 pada dasarnya suatu bahan bakar alkohol dengan 15% bensin ditambahkan untuk meniadakan sebagian permasalahan dalam penggunaan alkohol murni yaitu start dingin, tangki mudah terbakar, dan lain-lain. E10 mengurangi penggunaan bensin dengan tanpa memerlukan modifikasi motor mobil. Motor berbahan bakar fleksibel dapat beroperasi pada setiap rasio etanol-bensin.[1 Hal 78-79]

Bioetanol merupakan bahan bakar dari tumbuhan yang memiliki sifat menyerupai minyak premium (Khairani,2007). Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses distilasi. Proses distilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99 % yang lazim disebut fuel grade etanol (Damianus,2010).

Bahan baku pembuatan bioetanol dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu : 1. Bahan sukrosa

Bahan-bahan yang termasuk kedalam kelompok ini antara lain nira, tebu, nira nipati, nira sargum manis, nira kelapa, nila aren, dan sari buah mete.

2. Bahan berpati

Bahan-bahan yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah bahan-bahan yang mengandung pati. Bahan tersebut antara lain, tepung-tepung ubi ganyong, jagung, sagu, bonggol pisang, ubi kayu, ubi jalar, dan lain-lain.

3. Bahan berselulosa

Bahan berselulosa (lignoselulosa) artinya adalah bahan tanaman yang mengandung selulosa (serat), antara lain kayu, jerami, batang pisang, dan lain-lain.

Bioetanol jika dilihat dari segi bahan baku, maka proses pembuatan masing-masing bahan baku berbeda.[11]

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Motor bakar torak merupakan mesin dengan sistem pembakaran dalam atau Internal Combustion Engine di mana pada saat sekarang ini banyak digunakan untuk berbagai keperluan terutama di bidang transportasi. Peranannya di bidang transportasi sangatlah besar karena hampir semua kendaraan terutama yang beroperasi di darat menggunakan motor bakar torak sebagai penggeraknya. Penggunaan motor bakar yang besar ini disebabkan oleh banyak pekerjaan yang dapat diselesaikan dengan mudah dan cepat dengan bantuan motor bakar.

Sementara itu harga minyak bumi dunia yang terus meningkat dan diikuti dengan meningkatnya kebutuhan bahan bakar fosil serta isu lingkungan global yang menuntut tingkat kualitas lingkungan yang lebih baik, mendorong pemerintah diharuskan mengambil kebijakan baik jangka pendek, menengah, maupun jangka panjang. Saat ini konsumsi BBM bersubsidi di Indonesia mencapai 9,4 juta Kiloliter hingga Agustus 2015. Angka ini tergolong besar karena nilainya bekisar 137 trilyun rupiah, terlebih lagi ditengarai banyak dinikmati oleh golongan menengah ke atas. (BPH Migas,2015). Dalam jangka pendek Pemerintah berencana melakukan pembatasan BBM subsidi yaitu bagi pemilik kendaraan berkapasitas 1500cc ke atas disarankan menggunakan BBM nonsubsidi seperti Pertalite dan Pertamax. Meskipun saat ini telah mulai dikembangkan mobil listrik sebagai kendaraan yang paling ramah lingkungan namun permasalahan mengenai baterai penyimpanan yang tahan lama belum bisa teratasi serta waktu yang dibutuhkan untuk melakukan isi ulang masih cukup lama sehingga menjadi kendala. Demikian halnya dengan konversi ke BBG yang masih terkendala dengan infrastruktur. Sehingga sampai saat ini pilihan pada bahan bakar minyak masih lebih tinggi. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh penambahan bioetanol terhadap bahan bakar pertalite.

Mulai abad ke-21dunia mulai memikirkan energi alternatif yang dapat digunakan untuk motor diesel ataupun motor otto. Salah satu bahan bakar alternatif yang dikembangkan adalah bahan bakar alkohol. Alkohol adalah salah satu jenis hidrokarbon yang salah satu atom hidrogennya diganti dengan hydroxyl radical OH. Jeni-jenis alkohol sebagai berikut, (Pulkrabek, 2004)

a. Metil alkohol (metanol), CH3OH b. Etil alkohol (etanol), C2H5OH c. Propil alkohol (propanol), C3H7OH

Jenis alkohol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar adalah metanol dan etanol. Penelitian mengenai bahan bakar alternatif ini sudah banyak dilakukan.

Disekitar kita banyak sekali bahan yang memiliki potensi untuk dijadikan bioetanol sebagai energi alternatif terutama untuk kebutuhan bahan bakar alat transportasi. Banyak hasil pertanian di Indonesia yang memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bioetanol. Metanol dan etanol yang diproses secara fermentasi dari tanaman tebu, jagung, nenas, umbi-umbian, dan masih banyak lagi. Namun, semua sumber daya hayati ini belum dimanfaatkan secara maksimal.

Dari berbagai penelitian yang telah banyak dilakukan, penggunaan bioetanol sebagai bahan alternatif memberikan dampak yang positif dari sisi penghematan bahan bakar. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh penambahan bioetanol pada bahan bakar jenis pertalite. Hal ini karena pertalite merupakan bahan bakar yang sesuai dengan tuntutan kebutuhan dan perkembangan otomotif. Pertalite memiliki oktan yang lumayan tinggi dan sisi fisik bahan bakar pertalite memiliki stabilitas oksidasi yang lebih tinggi dan kandungan oksin, aromatik, dan benzenanya tidak dibatasi. Hasilnya pembakaran bahan bakar pertalite lebih baik. Untuk memenuhi kebutuhan dan perkembangan teknologi otomotif, maka angka oktan bahan bakar harus disesuaikan, sementara itu pertalite memilki RON (Research Octane Number) 90. Di samping itu bahan bakar pertalite adalah salah satu jenis bahan bakar non-subsidi.

1.2Tujuan Pengujian

1. Untuk mengetahui nilai kalor bahan bakar pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

2. Untuk mengetahui perbandingan torsi motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

3. Untuk mengetahui perbandingan daya motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

4. Untuk mengetahui perbandingan konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

5. Untuk mengetahui perbandingan efisiensi termal motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

6. Untuk mengetahui perbandingan AFR (Air Fuel Ratio) motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

7. Untuk mengetahui perbandingan efisiensi volumetris motor bakar bensin menggunakan pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

1.3Batasan Masalah

1. Bahan bakar yang digunakan dalam percobaan ini adalah bahan bakar pertalite, campuran pertalite-bioetanol (gasohol) 5%, 10%, dan 15%.

2. Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor bahan bakar adalah bom kalorimeter

3. Performansi mesin yang diteliti berupa daya, torsi, SFC, Efisiensi termal, rasio udara-bahan bakar (AFR), dan efisiensi volumetris.

4. Mesin uji yang digunakan adalah mesin otto 4 langkah 1 silinder kapasitas 125cc.

1.4Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :

a. Studi literature, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan jurnal-jurnal terkait.

b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik, serta data-data lain yang berhubungan.

c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian yang dilakukan di Laboratorium Fakultas Teknik.

d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

1.5Sistematika Penulisan

Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka dilakukan pembagian bab berdasarkan isinya.

Pada bab I pendahuluan, berisi latar belakang, tujuan, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. Bab II berisi tinjauan pustaka, yaitu berisi landasan teori yang diperoleh dari litelatur untuk mendukung pengujian. Bab III metodologi penelitian, yaitu berisi metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-langkah pengujian, pengolahan dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan teori dari topic yang akan diangkat. Bab IV analisa data dan pembahasan, pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang diperoleh dari hasil pengujian yang telah dilakukan. Bab V berisi kesimpulan dan saran dari hasil pengujian. Kemudian daftar pustaka dan lampiran.

ABSTRAK

Bahan bakar gasohol diuji pada mesin Supra-X 125cc untuk mengetahui perbandingan unjuk kerja mesin dengan menggunakan bahan bakar bensin jenis pertalite. Prosedur pengujian dibagi dua tahap yaitu, pengujian nilai kalor bahan bakar dan pengujian unjuk kerja mesin. Hasil pengujian nilai kalor bahan bakar diperoleh nilai kalor pertalite 44260,12 kJ/kg; gasohol 5% 41466 kJ/kg; gasohol 10% 41171,88 kJ/kg; dan gasohol 15% 40289,52 kJ/kg. Hasil pengujian unjuk kerja diperoleh torsi dan daya rata-rata tertinggi pada bahan bakar pertalite sebesar 9,08 Nm dan 4707,53 W. Konsumsi bahan bakar spesifik terendah pada bahan bakar gasohol 15% yaitu 242,4 gr/kW.h.

ABSTRACT

Gasohol fuels tested on Supra-X 125cc engine to compare the performance of the engine using gasoline fuel types pertalite. The testing procedure is divided into two stages, testing the calorific value of the fuel and engine performance testing. The test results obtained calorific value fuel heating value pertalite 44260.12 kJ/kg; gasohol 5% 41 466 kJ/kg; gasohol 10% 41171.88 kJ/kg; and gasohol 15% 40289.52 kJ/kg. The test results obtained torque and power performance highest average fuel pertalite of 9.08 Nm and 4707.53 W. Lowest specific fuel consumption in the fuel gasohol 15% is 242.4 g/kWh.

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN

BIOETANOL PADA BAHAN BAKAR PERTALITE

TERHADAP UNJUK KERJA MOTOR BAKAR BENSIN

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

M. HAFIZ PRATAMA

NIM. 110401104

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Bahan bakar gasohol diuji pada mesin Supra-X 125cc untuk mengetahui perbandingan unjuk kerja mesin dengan menggunakan bahan bakar bensin jenis pertalite. Prosedur pengujian dibagi dua tahap yaitu, pengujian nilai kalor bahan bakar dan pengujian unjuk kerja mesin. Hasil pengujian nilai kalor bahan bakar diperoleh nilai kalor pertalite 44260,12 kJ/kg; gasohol 5% 41466 kJ/kg; gasohol 10% 41171,88 kJ/kg; dan gasohol 15% 40289,52 kJ/kg. Hasil pengujian unjuk kerja diperoleh torsi dan daya rata-rata tertinggi pada bahan bakar pertalite sebesar 9,08 Nm dan 4707,53 W. Konsumsi bahan bakar spesifik terendah pada bahan bakar gasohol 15% yaitu 242,4 gr/kW.h.

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang ... 1

1.2Tujuan Pengujian ... 3

1.3Batasan Masalah... 3

1.4Metodologi Penulisan ... 4

1.5Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Motor Bakar ... 5

2.2 Bahan Bakar Bensin ... 6

2.3 Motor Bakar Bensin ... 9

2.3.1 Siklus Otto Ideal ... 9

2.4 Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin ... 11

2.4.1 Torsi Poros ... 11

2.4.2 Daya Poros ... 12

2.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ... 13

2.4.4 Air Fuel Ratio (AFR) ... 13

2.4.5 Efisiensi Volumetris ... 14

2.4.6 Efisiensi Thermal ... 15

vi

2.6 Sejarah Bioetanol ... 17

2.6.1 Bioetanol ... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 20

3.1 Penelitian ... 20

3.2 Waktu dan Tempat ... 20

3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 20

3.2.2 Pengujian Torsi ... 21

3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 21

3.3 Alat dan Bahan ... 22

3.3.1 Alat ... 22

3.3.2 Bahan ... 28

3.4 Metode Pengumpulan Data ... 29

3.5 Metode Pengolahan Data ... 30

3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian ... 30

3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ... 30

3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ... 32

3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 39

4.1 Data Hasil Penelitian ... 39

4.1.1 Spesifikasi Data Alat dan Bahan Pengujian ... 39

4.1.1.1 Data Motor ... 39

4.1.1.2 Data Bahan Bakar ... 39

4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto ... 41

4.2.1 Final Ratio ... 41

4.2.2 Torsi ... 42

4.2.3 Daya ... 43

4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ... 44

4.2.5 Efisiensi Thermal ... 47

4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ... 49

4.2.7 Efisiensi Volumetris ... 50

5.1 Kesimpulan ... 52 5.2 Saran ... 53

DAFTAR PUSTAKA ... xii LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses pembakaran luar dan pembakaran dalam ... 6

Gambar 2.2 Pembagian langkah pada siklus otto ... 10

Gambar 2.3 Diagram P-V dan diagram T-S siklus otto ideal ... 11

Gambar 3.1 Pengujian konsumsi bahan bakar ... 21

Gambar 3.2 Pengujian torsi ... 21

Gambar 3.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar ... 22

Gambar 3.4 Mesin Honda Supra-X 125 ... 23

Gambar 3.5 Tabung ukur ... 24

Gambar 3.6 Tachometer ... 25

Gambar 3.7 Timbangan digital ... 25

Gambar 3.8 Timbangan pegas ... 26

Gambar 3.9 Digital stopwatch ... 27

Gambar 3.10 HiDS HD-30 ... 27

Gambar 3.11 Selang bahan bakar... 28

Gambar 3.12 Bahan bakar Pertalite ... 29

Gambar 3.13 Bioetanol absolut ... 29

Gambar 3.14 Diagram alir performansi motor bakar ... 32

Gambar 3.15 Pengujian konsumsi bahan bakar spesifik ... 34

Gambar 3.16 Diagram alir pengujian konsumsi 40 ml bahan bakar ... 35

Gambar 3.17 Bom kalorimeter ... 36

Gambar 3.18 Diagram alir pengujian nilai kalor bahan bakar ... 38

Gambar 4.1 Grafik torsi vs putaran setiap bahan bakar ... 42

Gambar 4.2 Grafik daya vs putaran setiap bahan bakar... 44

Gambar 4.3 Grafik SFC vs putaran setiap bahan bakar ... 47

Gambar 4.4 Grafik efisiensi thermal vs putaran setiap bahan bakar... 48

Gambar 4.5 Grafik AFR vs putaran setiap bahan bakar ... 50

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar dan mutu bahan bakar pertalite ... 7

Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar pertalite ... 40

Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 5% ... 40

Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 10% ... 40

Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 15% ... 40

Tabel 4.5 Nilai torsi setiap bahan bakar ... 42

Tabel 4.6 Besarnya daya setiap bahan bakar ... 43

Tabel 4.7 Hasil pengujian mf bahan bakar pertalite ... 44

Tabel 4.8 Hasil pengujian mf bahan bakar gasohol 5% ... 45

Tabel 4.9 Hasil pengujian mf bahan bakar gasohol 10% ... 45

Tabel 4.10 Hasil pengujian mf bahan bakar gasohol 15% ... 46

Tabel 4.11 Nilai SFC settap bahan bakar ... 46

Tabel 4.12 Nilai Efisiensi thermal setiap bahan bakar ... 48

Tabel 4.13 Nilai ma setiap bahan bakar ... 49

Tabel 4.14 Nilai AFR setiap bahan bakar ... 49

x

DAFTAR NOTASI

Lambang Keterangan Satuan

AFR Rasio campuran bahan bakar dan udara

B Diameter silinder mm

Cv Nilai kalor bahan bakar kJ/kg

F Gaya N

g Gaya gravitasi m/s2

HHV Nilai kalor atas bahan bakar kJ/kg

LHV Nilai kalor bawah bahan bakar kJ/kg

Massa aliran udara per siklus kg/cyl-cycle

̇ Laju massa udara kg/jam

̇ Laju bahan bakar kg/jam

n Putaran rpm

P Daya W

Pi Tekanan udara masuk kPa

rc Rasio kompresi

S Panjang langkah mm

SFC Konsumsi bahan bakar spesifik gr/kW.h

t Waktu s

T Torsi N.m

Ta Temperatur udara lingkungan K

Ti Temperatur udara masuk K

Vc Volume sisa mm3

Vd Volume langkah mm3

Efisiensi thermal brake %