64
Gambar 4.7 Grafik AFR vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg Dari Grafik terlihat bahwa biodiesel 10 mendominasi memiliki nilai
AFR terendah dan Solar mendominasi memiliki AFR tertinggi pada beban 3,5 Kg
Dari Grafik terlihat bahwa biodiesel 10 mendominasi memiliki nilai AFR terendah dan Solar mendominasi memiliki AFR tertinggi pada beban
4,5 Kg
4.3.4 Effisiensi Volumetris
Effisiensi volumetric untuk motor bakar 4 langkah dihitung dengan persamaan 2.8
Dengan memasukkan harga tekanan dan temperature udara yaitu sebesar 100 kPa dan suhu 27
o
C, maka diperoleh massa jenis udara sebesar:
ρa =
� +
= 1,18 kgm
3
Dengan diperolehnya massa jenis udara, maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dengan variasi persentase
biodiesel, putaran mesin dan beban.
20 40
60 80
100 120
140
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Solar Biodiesel
5 Biodiesel
10 Biodiesel
15 Biodiesel
20
A F
R
Universitas Sumatera Utara
65
Untuk pengujian menggunakan solar beban 3,5 kg pada putaran mesin 1800 rpm maka didapatkan nilai effesiensi volumetrik:
�
�
= .
. .
�
=
132,00
Harga efisiensi volumetrik untuk masing-masing pengujian dapat dihitung dengan melakukan perhitungan yang sama dengan perhitungan di atas dengan
variasi beban, putaran mesin, dan biodiesel dengan beberapa variasi seperti ditunjukkan pada Tabel 4.11 berikut.
Tabel 4.11 Efisiensi Volumetris
Beban Putaran Efisiensi Volumetris
Solar Biodiesel 5 Biodiesel 10 Biodiesel 15 Biodiesel 20
3,5 1800 132,00
129,07 124,67
117,33 124,67
2000 122,10 124,08
115,50 115,50
118,80 2200 120,00
117,00 108,00
114,00 114,00
2400 126,50 110,00
110,00 115,50
121,00 2600 121,85
106,62 121,85
121,85 116,77
2800 117,86 108,43
117,86 122,57
113,14
4,5 1800 146,67
145,34 132,00
132,00 135,67
2000 138,60 138,60
123,42 125,40
138,60 2200 132,00
132,00 117,00
126,00 132,00
2400 126,50 126,50
117,70 121,00
132,00 2600 132,00
132,00 111,69
126,92 126,92
2800 127,29 136,72
132,00 127,29
136,72
Efisiensi volumetrik terendah terjadi pada penggunaan biodiesel 5 pada pembebanan 3,5 kg dengan putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar
106,62 sedangkan efisiensi volumetrik tertinggi terjadi pada penggunaaan Solar pada pembebanan 4,5 kg pada putaran mesin 1800 rpm
Universitas Sumatera Utara
66
yaitu sebesar 146,67. Dibandingkan dengan tanpa menggunakan supercarjer terjadi kenaikkan efisiensi volumetrik. Nilai efisiensi
volumetrik tanpa supercarjer dapat dilihat pada lampiran 4. Efisiensi volumetrik dipengaruhi oleh laju konsumsi udara, dan besar
putaran mesin. Selain itu nilai kalor bahan bakar juga mempengaruhi besar effesiensi volumetrik. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka
konsumsi udara akan semakin rendah dan sebaliknya semakin rendah nilai kalor bahan bakar maka semakin tinggi nilai konsumsi udara, yang dapat
dilihat pada penurunan effisiensi volumetrik pada biodiesel biji wijen 20.
Perbandingan efisiensi volumetrik dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat dilihat pada Gambar Grafik 4.8 dan 4.9 berikut:
Gambar 4.8 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 3,5 kg
Gambar 4.9 Grafik efisiensi volumetrik vs putaran mesin pada beban 4,5 kg
20 40
60 80
100 120
140
1800 2000
2200 2400
2600 Solar
Biodiese l 5
Biodiese l 10
Biodiese l 15
Biodiese l 20
Ƞ
V
20 40
60 80
100 120
140 160
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Solar Biodiesel
5 Biodiesel
10 Biodiesel
15 Biodiesel
20
Ƞ
V
Universitas Sumatera Utara
67
4.3,5 Daya Aktual
Daya aktual didapat dengan mengalikan Daya hasil pembacaan dengan effiesiensi mekanikal dan effesiensi volumetrik, sehingga didapat:
Pa =Pb x η
v
x η
m
dimana: besar η
m
adalah 0.70 – 0.80 untuk mesin diesel dan yang diambil untuk
perhitungan ini adalah 0.70 Untuk beban 3,5 kg putaran mesin 1800 dengan bahan bakar Solar maka
didapat daya aktual: Pa =0,648458 x 1,22562 x 0,70
= 0,55 kW Dengan menggunakan cara yang sama untuk setiap variasi putaran mesin,
beban dan bahan bakar maka didapat hasil seperti pada Tabel 4.12 dibawah ini: Tabel 4.12 Grafik Daya Aktual
Beban Putaran
Daya Aktual Solar
Biodiesel 5
Biodiesel 10
Biodiesel 15
Biodiesel 20
3,5 1800
0,91 0,68
0,60 0,65
0,38 2000
1,04 0,83
0,72 0,77
0,51 2200
1,29 1,15
0,85 1,12
0,60 2400
1,55 1,30
1,02 1,26
0,82 2600
1,83 1,62
1,25 1,67
1,02 2800
2,25 1,77
1,62 2,12
1,34
4,5 1800
1,73 1,46
1,21 0,97
0,98 2000
2,02 1,89
1,46 1,19
1,17 2200
2,65 2,24
1,79 1,59
1,37 2400
3,11 2,60
2,10 2,04
1,68 2600
3,45 3,10
2,49 2,38
2,00 2800
4,31 3,68
3,03 2,98
2,52
Universitas Sumatera Utara
68
Pada pembebanan 3,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan Solar putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 2,25 kW sedangkan daya
terendah terjadi pada penggunaan bahan bakar biodiesel 20 pada putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0.422 kW. Dibandingkan dengan tanpa
menggunakan supercarjer terjadi kenaikkan daya aktual. Nilai daya aktual tanpa supercarjer dapat dilihat pada lampiran 4
Pada pembebanan 4,5 kg daya aktual terbesar terjadi pada penggunaan Solar pada putaran mesin 2800 rpm yaitu sebesar 2.018 kW sedangkan
daya aktual terkecil terjadi pada penggunaan biodiesel 20 putaran mesin 1800 rpm yaitu sebesar 0,38 kW. Dibandingkan dengan tanpa
menggunakan supercarjer terjadi kenaikkan daya aktual. Nilai daya aktual tanpa supercarjer dapat dilihat pada lampiran .
Melalui Grafik hubungan antara daya aktual dan putaran mesin pada Gambar 4.10 dan 4.11 di bawah ini.
Gambar 4.10 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 3,5 kg
0,5 1
1,5 2
2,5
1800 2000
2200 2400
2600 2800
Solar Biodiesel
5 Biodiesel
10 Biodiesel
15 Biodiesel
20
Pa
kW
Universitas Sumatera Utara
69
Gambar 4.11 Grafik Daya aktual vs putaran mesin pada pembebanan 4,5 kg Dari Grafik dapat dilihat bahwa Solar memiliki nilai daya aktual yang
terbesar dari hampir semua variasi bahan bakar yang ada, ini desebabkan nilai kalor Solar yang paling tinggi dari semua variasi yang ada dan
meningkat saat putaran mesin dinaikkan.
4.3.6 Efisiensi Termal Aktual