Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
4.2.4 Rasio perbandingan udara bahan bakar AFR
Rasio perbandingan bahan bakar Air Fuel Ratio dari masing-masing jenis pengujian dihitung berdasarkan rumus berikut :
AFR =
. .
f a
m m
dimana : AFR = air fuel ratio
. a
m
= laju aliran udara kgjam Besarnya laju aliran udara
. a
m
diperoleh dengan membandingkan besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air flow manometer
Tabel 4.3 terhadap kurva viscous flow metre calibration. Pada pegujian ini, dianggap tekanan udara Pa sebesar 100 kPa
≈
1 bar dan temperatur Ta sebesar 27
C. Kurva kalibrasi dibawah dikondisikan untuk pengujian pada tekanan udara 1013 mb dan temperatur 20
C, maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi berikut :
f
C
= 3564 x
a
P x
5 ,
2
114
a a
T T
+
= 3564 x 1 x
5 ,
2
273 27
] 114
273 27
[ +
+ +
= 0.946531125
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Gambar 4.8 Kurva Viscous Flow Meter Calibration Manual Book of TD 110–115 Test Bed Instrumentation for Small Engines, 2000.
Untuk pengujian dengan menggunakan gasohol BE-35, yang mengunakan beban 10 kg dan putaran 2000 rpm, tekanan udara masuk = 33 mm H
2
O Tabel 4.3. Dari kurva kalibrasi diperoleh laju aliran massa udara untuk tekanan udara
masuk = 10 mm H
2
O adalah sebesar 11.38 kgjam, sehingga untuk tekanan udara masuk = 33 mm H
2
O diperoleh laju aliran massa udara sebesar 36.416 kgjam dengan interpolasi, setelah dikalikan faktor koreksi C
f
, maka laju aliran massa udara yang sebenarnya :
a
m
.
= 36.416 x 0.946531125 = 34.469 kgjam
Dengan cara perhitungan yang sama, maka diperoleh harga laju aliran massa udara m
a
untuk masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran. Dengan diperolehnya harga laju aliran massa bahan bakar, maka dapat dihitung
besarnya rasio udara bahan bakar AFR. Untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar gasohol BE-35, beban 10
kg dan putaran 2000 rpm : AFR =
2.734 34.469
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
= 12.603
Dengan cara yang sama untuk setiap jenis pengujian, pada putaran dan beban yang bervariasi, maka hasil perhitungan perbandingan udara bahan bakar AFR
untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.11 Hasil perhitungan perbandingan udara dan bahan bakar AFR untuk bahan bakar premium.
Bahan Bakar Premium
Beban kg Putaran rpm
AFR
10 2000
14.820 2500
13.334 3000
12.969 3500
11.865 4000
10.477
25 2000
13.832 2500
13.073 3000
11.016 3500
10.761 4000
10.194
Tabel 4.12 Hasil perhitungan perbandingan udara dan bahan bakar AFR untuk bahan bakar Gasohol BE-35.
Bahan Bakar Gasohol BE-35
Beban kg Putaran rpm
AFR
10 2000
12.603 2500
12.406 3000
11.075 3500
9.878 4000
7.987 25
2000 12.099
2500 11.855
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
3000 10.492
3500 8.980
4000 7.066
Tabel 4.13 Hasil perhitungan perbandingan udara dan bahan bakar AFR untuk bahan bakar Gasohol BE-40.
Bahan Bakar Gasohol BE-40
Beban kg Putaran rpm
AFR
10 2000
11.299 2500
11.299 3000
10.451 3500
9.839 4000
8.568
25 2000
11.134 2500
11.032 3000
10.138 3500
9.243 4000
7.956 Perbandingan udara-bahan bakar semakin menurun seiring meningkatnya
putaran mesin dan beban. Hal ini disebabkan karena pada putaran dan beban maksimal terjadi proses pembakaran yang sangat cepat dimana diperlukan bahan
bakar dalam jumlah besar, agar dapat mengimbangi bahan bakar tersebut maka diperlukan udara yang besar agar terjadi pembakaran yang sempurna.
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Perbandingan besarnya AFR untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.9 dan gambar 4.10.
Gambar 4.9 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 10 kg.
Berdasarkan hasil perhitungan AFR maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.9, bahan bakar premium memiliki AFR tertinggi yang terjadi pada
putaran rendah 2000 rpm sebesar 14.82. Pada putaran yang sama, AFR untuk gasohol BE-35 dan BE-40 diperoleh sebesar 12.603 dan 11.299 yang masih lebih
rendah daripada premium.
0,0 2,0
4,0 6,0
8,0 10,0
12,0 14,0
16,0 18,0
2000 2500
3000 3500
4000
AF R
Putaran rpm
Premium BE-35
BE-40
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
Gambar 4.10 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 25 kg.
Berdasarkan hasil perhitungan AFR maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.10, bahan bakar premium memiliki AFR tertinggi pada putaran 2000 rpm
yaitu sebesar 13.832, dimana pada putaran yang sama, untuk gasohol BE-35 dan BE- 40 diperoleh AFR sebesar 12.099 dan 11.134.
0,0 2,0
4,0 6,0
8,0 10,0
12,0 14,0
16,0
2000 2500
3000 3500
4000
AF R
Putaran rpm
Premium BE-35
BE-40
Andriko D. Haholongan : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-35 Dan Be-40, 2009.
4.2.5 Effisiensi volumetris
