BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Waktu penelitian
dilaksanakan mulai dari bulan Juli sampai dengan September tahun 2014.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
1. Mesin KAMA Diesel Engine Model YL170F
Mesin ini merupakan mesin diesel 4 langkah dengan pendinginan udara, menggunakan sistem injeksi bahan bakar langsung. Mesin ini masih
menggunakan sistem mekanikal pump, dan tergolong mesin dengan konsumsi bahan bakar yang irit. Selain itu mesin ini juga memiliki getaran
yang tidak terlalu tinggi.
Gambar 3.1 Mesin KAMA Diesel Engine Model YL170F
Spesifikasi : Cooling Method
Air-cooled Type
Single cylinder, Vertical, Fourstroke, Direct injection
Bore× Strokemm 7055
DisplacementmL 211
Compression Ratio 20:1
Engine Speed 30003600
Rated Power kWrpm 2.53000 2.83600
Max Power kWrpm 3.43000 3.83600
Fuel light diesel oil
Fuel Tank Capacity L 2.5
Fuel Consumption Rate gkw.h 285
Lub Oil Capacity 0.8
Lubricating Method Pressured and splashcombined
Crankshaft Direction Clockwise from flywheel end
Starting Method Recoil manual start or electric start
Overall dimension L×W×H mm 420× 380× 470
Dry weight kg 3.1
recoil 31 electric
2. Dinamo Generator Yamaha 1 kW
Dinamo Generator ini digunakan untuk dikopel dengan mesin KAMA Diesel Engine Model YL170F untuk mengetahui daya keluaran
yang dapat dihasilkan.
Gambar 3.2 Dinamo Generator Yamaha 1 kW
Spesifikasi : Type
Brushless,self-exciting,2-poles,single phase Insulation
F Rating Frequency Hz
5060 Rating Voltage V
110-240 Rating kVA
0.8-1.1 Maximum Power kVA
0.9-1.2 Power factor cos €
1 DC Current
12V8.3A
3. Multimeter SANWA CD800A
Multimeter SANWA CD800A digunakan untuk mengetahui tegangan dan kuat arus yang dihasilkan pada setiap pengujian.
Gambar 3.3 Multimeter SANWA C800A
Spesifikasi : • 3-34 digit, 4000 hitungan.
• Dapat mengukur:
DCV, range 400m440400600V, resolusi 0,1 mV. ACV, range 440400600V, resolusi 1 mV.
DCA, range 40m400mA, resolusi 0,01 mA. ACA, range 40m400mA, resolusi 0,01 mA.
Resistance, range 4004k40K400k4M40M ohm, resolusi 0,1 ohm.
Capacitance: range 50n500n5µ50µ100µF, resolusi 0,01nF. Frekuensi, range 5Hz - 100kHz.
Duty cycle, range 20 - 80. • Continuity tester 10 - 120 ohm.
• Diode test, tegangan output 1,5V open. • Bandwidth 40 - 400Hz.
• Impedansi input 10M - 100M ohm untuk DCV ACV. • Auto range selection.
• Auto power off. • Fuse protection.
4. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk menghitung batas waktu yang ditentukan dalam setiap pengujian. Dalam hal ini batas waktu yang ditetapkan adalah
5 menit pada setiap pengujian.
Gambar 3.4 Stopwatch
5. Gauge Pressure
Gauge Pressure digunakan untuk mengetahui tekanan LPG yang disuplai untuk menghidupkan mesin. Setiap variasi putaran mesin dan
beban akan mempengaruhi tekanan gas LPG yang keluar dari tabung.
Gambar 3.5 Manomerter
6. Regulator Gas Tekanan Tinggi
Regulator gas tekanan tinggi digunakan untuk mengatur suplai gas dari tabung LPG ke mesin. Regulator gas tekanan tinggi ini juga dapat
digunakan untuk mengatur putaran pada mesin dengan menaikkan atau menurunkan laju aliran gas.
Gambar 3.6 Regulator Gas Tekanan Tinggi
7. Intake Manifold
Intake Manifold atau yang biasa disebut dengan leher angsa digunakan untuk menghubungkan cylinder head dengan katup udara yang
menyuplai udara luar ke mesin dan tempat masuknya bahan bakar LPG dari tabung.
Gambar 3.7 Intake Manifold 8.
Ignition Coil Ignition Coil berfungsi untuk merubah arus listrik 12V yang
diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi 10 KV atau lebih untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi.
Gambar 3.8 Ignition Coil
9. Busi
Fungsi busi adalah memercikkan api ke ruang bakar untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara.
Gambar 3.9 Busi
10. Selang SMC Tekanan Tinggi
Selang SMC digunakan untuk mengubungkan regulator, manometer dan karburator. Selang yang digunakan adalah selang plastik
polyurethane tekanan tinggi dan tahan panas, dengan ukuran 12x8 mm.
11. Universal Joint
Universal joint berfungsi untuk menghubungkan daya dan putaran dari mesin ke generator. Penggunaan universal joint dapat mengurangi
getaran dan rugi-rugi daya dan putaran antara mesin dan generator. Universal joint bisa digunakan pada titik poros yang tidak center dan
simetris.
Gambar 3.10 Universal Joint
12. Crank Angle Signal
Crank angel signal berfungsi sebagai signal untuk menentukan pada titik mana terjadi pembakaran. Penentuan titik crank angel signal
harus diletakkan pada saat titik mati atas TMA. Apabila terlambat dan terlalu cepat, maka mesin hasil akan memgalami detonasi knocking.
Gambar 3.11 Crank Angle Signal
13. Tangki Bahan Bakar
Untuk mempermudah pengisian, penghitungan konsumsi bahan bakar dan penggantian bahan bakar maka tangki bahan bakar dibuat dari
botol minuman bekas yang telah dikalibrasi terlebih dahulu.
Gambar 3.12 Tangki Bahan bakar
14. Rangkaian Lampu
Rangkaian lampu berfungsi sebagai beban generator, untuk mengetahui daya keluaran dari mesin.
Gambar 3.13 Rangkaian Lampu
15. Flow Meter
Flow Meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur debit dan laju aliran LPG yang disuplai dari tabung gas ke ruang bakar melalui
intake manifold.
Gambar 3.14 Flow Meter
16. Katup Udara
Katup udara digunakan untuk menyuplai udara bersih dari luar ke ruang bakar. Katup udara juga digunakan untuk mengatur jumlah udara
yang disuplai dengan menggunakan sistem seperti kran air.
Gambar 3.15 Katup Udara
3.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah bahan bakar solar dan LPG produksi Pertamina.
Gambar 3.16 Tabung LPG
3.3 Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dipergunakan dalam pengujian ini
meliputi:
a. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengujian dengan
pembacaan pada unit instrumentasi serta alat ukur pada masing-masing pengujian.
b. Data sekunder, merupakan data yang diperoleh dari hasil penelitian
karakteristik bahan bakar biosolar dan LPG yang diperoleh dari berbagai sumber yang ada.
3.4 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari data primer dan data sekunder diolah ke dalam rumus empiris, kemudian data dari perhitungan disajikan dalam bentuk tabulasi
dan grafik.
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1.
Daya P 2.
Torsi T 3.
Konsumsi bahan bakar spesifik sfc 4.
Efisiensi thermal �
�
Adapun prosedur pengujian dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu : 1.
Pengujian mesin diesel menggunakan bahan bakar solar. 2.
Modifikasi mesin diesel menjadi mesin berbahan bakar LPG dengan merubah sitem pengapian dan sistem penyuplai bahan
bakar. 3.
Pengujian mesin berbahan bakar LPG menggunakan sistem injeksi gas.
3.6 Pengujian Mesin Diesel Berbahan Bakar Solar
Tujuan pengujian ini untuk mendapatkan performansi mesin diesel. Pengujian ini dilakukan dengan 6 variasi putaran yaitu 2400, 2600, 2800, 3000,
3200, 3400 revolution per minute. Untuk mengetahui kuat arus yang mengalir, dilakukan pembebanan 400 dan 800 Watt.
Pengujian mesin diesel berbahan bakar solar dibagi atas 2 pengujian yaitu pengujian mesin diesel berbahan bakar solar dengan beban 400 Watt dan
pengujian mesin diesel berbahan bakar solar dengan beban 800 Watt.
a. Pengujian Mesin Diesel Berbahan Bakar Solar dengan Beban 400 Watt
1. Mengoperasikan mesin dengan cara memutar kunci kontak ke arah
ON, lalu tekan tombol starter kemudian mesin dipanaskan selama 3 menit.
2. Memulai pengujian dengan putaran awal 2400 rpm, tetapi untuk
pemancingan pertama, agar dinamo menghasilkan daya, putaran mesin dinaikkan hingga 3200 rpm. Lalu diturunkan kembali ke putaran 2400
rpm. 3.
Menghidupkan rangkaian lampu dengan beban 400 Watt. 4.
Mengisi tangki bahan bakar hingga batas yang ditentukan. 5.
Menyalakan stopwatch dan menghitung waktu pengujian sampai 5 menit.
6. Mengukur tegangan dan kuat arus menggunakan multi meter.
7. Mengukur temperatur pada intake manifold, jacket engine dan exhaust.
8. Mencatat data kuat arus, tegangan, dan temperatur pada kertas data.
9. Mematikan mesin dengan cara memutar kunci kontak ke arah Off
setelah 5 menit pengujian. 10.
Mencatat bahan bakar yang habis selama pengujian melalui pembacaan buret.
11. Pengujian diatas diulang sekali lagi untuk mendapatkan ketelitian yang
lebih akurat. 12.
Mengulang pengujian untuk variasi putaran 2600, 2800, 3000, 3200 dan 3400.
b. Pengujian Mesin Diesel Berbahan Bakar Solar dengan Beban 800 Watt
1. Mengoperasikan mesin dengan cara memutar kunci kontak ke arah
ON, lalu tekan tombol starter kemudian mesin dipanaskan selama 3 menit.
2. Memulai pengujian dengan putaran awal 2400 rpm, tetapi untuk
pemancingan pertama, agar dinamo menghasilkan daya, putaran mesin dinaikkan hingga 3200 rpm. Lalu diturunkan kembali ke putaran 2400
rpm. 3.
Menghidupkan rangkaian lampu dengan beban 800 Watt. 4.
Mengisi tangki bahan bakar hingga batas yang ditentukan. 5.
Menyalakan stopwatch dan menghitung waktu pengujian sampai 5 menit.
6. Mengukur tegangan dan kuat arus menggunakan multi meter.
7. Mengukur temperatur pada intake manifold, jacket engine dan exhaust.
8. Mencatat data kuat arus, tegangan, dan temperatur pada kertas data.
9. Mematikan mesin dengan cara memutar kunci kontak ke arah Off
setelah 5 menit pengujian. 10.
Mencatat bahan bakar yang habis selama pengujian melalui pembacaan buret.
11. Pengujian diatas diulang sekali lagi untuk mendapatkan ketelitian yang
lebih akurat. 12.
Mengulang pengujian untuk variasi putaran 2600, 2800, 3000, 3200 dan 3400.
3.7 Modifikasi Mesin Diesel Menjadi Berbahan Bakar LPG
Kategori