Analisis Getaran dan Kebisingan Motor Diesel Yanmar TF85MLY – di pada Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel Sawit

ANALISIS GETARAN DAN KEBISINGAN MOTOR DIESEL
YANMAR TF85MLY- di PADA PENGGUNAAN BAHAN
BAKAR BIODIESEL SAWIT

KUN WIWOHO

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Getaran dan
Kebisingan Motor Diesel Yanmar TF85MLY-di pada Penggunaan Bahan Bakar
Biodiesel Sawit adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, April 2015
Kun Wiwoho
NIM F14100058

ABSTRAK
KUN WIWOHO. Analisis Getaran dan Kebisingan Motor Diesel Yanmar
TF85MLY-di pada Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel Sawit. Dibimbing oleh
MAD YAMIN.
Biodiesel adalah bahan bakar nabati yang banyak digunakan sebagai
campuran solar untuk motor diesel. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui tingkat
kebisingan dan getaran motor diesel dengan menggunakan campuran solar dan
biodiesel fame sebagai bahan bakar. Metode pengukuran getaran dan kebisingan
dilakukan dengan tiga tahapan, pertama uji kualitas bahan bakar, kedua rekayasa
sistem penyaluran bahan bakar pada motor diesel, ketiga pengukuran getaran
kebisingan di bagian kepala silinder, dinding blok silinder, knalpot, sistem poros
engkol, dan lantai. Kebisingan maksimum terjadi di blok mesin silinder sebesar 95
dB (A). Percepatan getaran di lantai menghasilkan nilai sebesar 1,04 – 3,26 m/s2.
Percepatan getaran maksimum terjadi di sistem poros engkol yang menghasilkan

nilai sebesar 18,8 – 25,2 m/s2 untuk 1200 rpm. Batas aman paparan kebisingan pada
penggunaan motor diesel Yanmar TF85MLY – di bagi operator adalah 4 jam kerja.
Batas aman paparan percepatan getaran pada penggunaan motor diesel Yanmar
TF85MLY – di bagi operator adalah 2,5 jam kerja untuk campuran bahan bakar
maksimum 50 %. Variasi rasio campuran bahan bakar mempengaruhi perbedaan
nilai getaran dan kebisingan motor diesel.
Kata kunci: biodiesel, getaran, kebisingan, motor diesel.

ABSTRACT
KUN WIWOHO. Analysis of Yanmar TF85MLY – di Diesel Engine Vibration and
Noise by Applying Palm Oil Based Biodiesel Fuel. Supervised by MAD YAMIN.
Biodiesel is a concerning plant fuel that widely used to blend with petroleum
diesel for diesel engine. This research is aimed to understand noise and vibration
level of diesel engine by applying petroleum diesel and fame biodiesel that have
mixed as a fuel. Vibration and noise measurement methods have been doing by
three stages, first is testing the quality of that fuel, second is designing of diesel
engine fuel system, third is measuring the vibration noise at cylinder head, cylinder
block, muffler, crankshaft and floor. Maximum noise is happen at cylinder block as
big as 95 dB(A). Acceleration vibration at floor yield the value as big as 1,04 – 3,26
m/s2. Maximum acceleration vibration is happen at crankshaft system that yield the

value as big as 18,8 – 25,2 m/s2 for 1200 rpm. Safe exposure limit of noise in using
Yanmar TF85MLY – di diesel engine for user is an 4 hour shift. Safe exposure limit
of acceleration vibration in using Yanmar TF85MLY – di diesel engine for user is
an 2,5 hour shift at 50% maximum fuel blending ratio. Variation of fuel blending
ratio influence the differences vibration and noise value in diesel engine
Keywords: biodiesel, diesel engine, noise, vibration.

ANALISIS GETARAN DAN KEBISINGAN MOTOR DIESEL
YANMAR TF85MLY- di PADA PENGGUNAAN BAHAN
BAKAR BIODIESEL SAWIT

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
NAMA2015
PENULIS

Judul Skripsi : Analisis Getaran dan Kebisingan Motor Diesel Yanmar
TF85MLY – di pada Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel Sawit
Nama
: Kun Wiwoho
NIM
: F14100058

Disetujui oleh

Ir Mad Yamin, MT.
Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, M.Eng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah
kebisingan dan getaran, dengan judul Analisis Getaran dan Kebisingan Motor
Diesel Yanmar TF85MLY – di pada Penggunaan Bahan Bakar Biodiesel Sawit
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir. Mad Yamin, MT selaku
dosen pembimbing, serta Bapak Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si dan Bapak Ir. Agus
Sutejo, M.Si selaku dosen penguji, disamping itu penghargaan penulis sampaikan
kepada Bapak Andri Marzuki dari Bagian Teknisi Laboratorium Ergonomika,
Bapak Udin, Bapak Wana, Bapak Firman dari Bagian Teknisi Laboratorium
Siswadhi Soepardjo, Deny Saputro, Chandra Viki A, dan Abdullah Taufiq
Kharisma TMB 47 yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan
terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala
doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2015
Kun Wiwoho

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

METODE

4

Tempat dan Waktu Penelitian

4

Alat dan Bahan

5

Prosedur Percobaan

6

Pengadaan Minyak Biodiesel
Pengujian Sifat Bahan Bakar Biosolar
Rekayasa Sistem Penyaluran Bahan Bakar Motor Diesel
Pengukuran Getaran dan Kebisingan Motor Diesel

6
6
7

8

HASIL DAN PEMBAHASAN

10

SIMPULAN DAN SARAN

25

Simpulan

25

Saran

25

DAFTAR PUSTAKA

26

LAMPIRAN

27

RIWAYAT HIDUP

34

DAFTAR TABEL
1 Komposisi kimia biosolar

6

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Bom kalorimeter
Brooksfield viscometer
Biodiesel fame
Biosolar
Modifikasi sistem saluran bahan bakar
Modifikasi tangki bahan bakar
Vibration meter dan soundlevel meter
Diagram skematik pengambilan data
Grafik nilai kalor biosolar
Grafik densitas biosolar
Grafik viskositas kinematis biosolar
Diagram batang kebisingan muffler
Diagram batang kebisingan blok mesin silinder
Diagram batang kebisingan rumah engkol
Diagram batang displacement getaran katup
Diagram batang displacement getaran dinding silinder
Diagram batang displacement getaran poros engkol
Diagram batang displacement getaran lantai
Diagram batang displacement getaran muffler
Diagram batang percepatan getaran katup
Diagram batang percepatan getaran dinding silinder
Diagram batang percepatan getaran poros engkol
Diagram batang percepatan getaran lantai
Diagram batang percepatan getaran muffler

5
5
5
6
7
8
9
9
12
12
13
14
15
15
16
17
17
18
18
19
20
20
21
21

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5

Data karakteristik biosolar
Data kebisingan motor diesel dB(A)
Data displacement getaran motor diesel
Data percepatan getaran motor diesel
Data spesifikasi motor diesel

27
28
29
31
33

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Bahan bakar biodiesel merupakan bahan bakar energy terbarukan karena
terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui. Biodiesel dapat dibuat dari minyak
nabati, lemak binatang, dan ganggang. Biodiesel dikatakan energy terbarukan
karena pemanfaatan minyak nabati sebagai bahan baku biodiesel mudah diperoleh,
proses pembuatan biodiesel dari minyak nabati mudah dan cepat, serta tingkat
konversi minyak nabati menjadi biodiesel tinggi mencapai 95%. Indonesia kaya
bahan baku penghasil biodiesel, tanaman jarak, kelapa, dan kelapa sawit
mengandung minyak yang tinggi, yaitu diatas 1600 liter tiap hektarnya. Ketiga
tanaman tersebut sangat potensial untuk dikembangkan dan digunakan sebagai
bahan baku biodiesel karena tersedia dalam jumlah yang cukup melimpah.
Konsumsi minyak solar secara nasional mencapai 23 juta kilo Liter pada
tahun 2003 dengan kenaikan rata-rata 7% setahun sehingga diperkirakan pada tahun
2014 meningkat menjadi 41 juta kilo Liter. Konsumsi solar yang tinggi ini menjadi
pertimbangan pemerintah dalam mengurangi nilai subsidi BBM yang mencapai
angka 12,6 trilyun. Pemakaian sumber energy alternatif berupa biodiesel
menggantikan minyak solar sangat diperlukan dan bahan baku biodiesel dapat
diperoleh dari pemanfaatan limbah minyak goreng. Pengoperasian motor diesel
untuk penggerak mesin pertanian dan industri akan menghasilkan getaran dan
kebisingan yang lebih tinggi dari motor bensin. Karakteristik ini disebabkan oleh
ciri khas sistem penyalaan motor diesel dengan kompresi nyala. Motor diesel
merupakan motor bakar torak internal. Getaran dan kebisingan yang terjadi juga
disebabkan karena gerakan torak, sistem penyaluran dan reaksi pembakaran bahan
bakar dalam ruang silinder, tekanan penyemprotan bahan bakar oleh nozzle dan
pompa plunyer, dan tekanan gas pada katup isap buang, muffler akibat kerja
ekspansi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar.
Sebuah mesin ketika beroperasi akan menghasilkan gerakan gerakan
pribadinya yang dapat dibedakan menjadi getaran, goncangan, dan osilasi. Getaran
terjadi ketika gaya yang berubah ubah mengenai bagian yang elastis. Analisa
getaran meliputi massa benda, gaya gaya eksternal, dan konstanta elastisitas yang
terdiri dari konstanta pegas (k) dan konstanta dumping (c). Konstanta pegas
merupakan perbandingan proporsional antara gaya gaya eksternal dan displacement
getaran (m). Konstanta dumping merupakan perbandingan proporsional antara gaya
gaya eksternal dengan kecepatan getaran (m/s). Goncangan atau shock adalah
gerakan tiba tiba yang terjadi ketika sebuah benda dengan massa (m) melalui
permukaan yang tidak rata atau bergelombang sebagai contoh untuk sebuah mobil
yang bergerak di jalan lurus kemudian berlubang akan mendapatkan beban
goncangan yang mempengaruhi nilai safety factor dalam perancangan poros
gardan. Besar beban goncangan akan menentukan ukuran diameter yang tepat pada
perancangan poros dan menentukan jumlah gigi dan ukuran pitch pada perancangan
gear pinion gardan. Osilasi adalah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil

2
pengukuran getaran, getaran termasuk osilasi mekanis apabila frekuensi getaran
diplot kedalam grafik simpangan terhadap waktu maka dapat ditentukan amplitude
gelombang dan panjang gelombang dengan asumsi getaran berosilasi harmonik
sederhana.
Penggunaan bahan bakar solar yang dicampur dengan biodiesel (biosolar)
dalam berbagai komposisi campuran pada motor diesel akan mempengaruhi tingkat
getaran dan kebisingan yang terjadi, dimana besar kecilnya tingkat getaran dan
kebisingan tersebut tergantung dari spesifikasi motor diesel itu sendiri (jumlah
silinder, posisi silinder, rasio kompresi, mounting mesin, dsb), titik lokasi
pengukuran getaran kebisingannya (dinding silinder, kepala silinder, poros engkol,
muffler) dan setting kecepatan putaran rpm mesin. Pengukuran getaran dan
kebisingan motor diesel untuk pertanian dan industri sangat diperlukan karena
getaran kebisingan tersebut dapat merambat ke lingkungan kerja operator dapat
menurunkan produktivitas kerja karena kelelahan dan getaran motor diesel yang
terlalu tinggi dapat menimbulkan keausan komponen sistem motor diesel setelah
penggunaan 10000 jam, hal ini terjadi karena penyusutan bobot yang mengkibatkan
berkurangnya kehandalan mesin. Berdasarkan penjelasan tersebut diatas, bahan
bakar biosolar mempengaruhi tingkat getaran kebisingan engine, oleh karena itu
sifat bahan bakar yang penting perlu diketahui terlebih dahulu sebelum dilakukan
pengukuran getaran dan kebisingannya. Sifat bahan bakar itu adalah: nilai kalor,
densitas, viskositas kinematis, dan angka setana. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh bahan bakar biosolar terhadap tingkat getaran kebisingan
motor diesel yang merupakan sifat fisik mekanis, sehingga pengukuran angka
setana tidak dilakukan karena merupakan sifat kimia bahan bakar meskipun
mempengaruhi kebisingan.
Tujuan Penelitian
1. Menguji parameter kualitas biosolar (biodiesel minyak sawit dan solar) pada
kombinasi campuran B0, B10, B25, B50, B100 berupa nilai densitas,
viskositas kinematis, dan nilai kalor
2. Mengetahui pengaruh campuran biodiesel dan solar (biosolar)
dibandingkan dengan tingkat standar kebisingan motor diesel pada
pengukuran 700 dan 1200 rpm
3. Mengetahui pengaruh campuran biodiesel dan solar (biosolar) terhadap
getaran mesin diesel pada pengukuran 700 dan 1200 rpm
4. Menganalisis upaya dalam mengurangi getaran dan kebisingan motor diesel
pada penggunaan bahan bakar biosolar
Manfaat Penelitian
1. Data penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk meningkatkan
kualitas biosolar yang diproduksi sehingga penggunaaan biodiesel sebagai
bahan bakar subtitusi dalam komposisi yang tinggi dapat tercapai
2. Komposisi campuran biosolar dapat digunakan pada mesin diesel statis
seperti generator set, penggiling, dan mesin diesel industri yang kondisi
operasionalnya berkontak langsung dengan operator sehingga dapat
disesuaikan dengan standar kebisingan motor diesel

3
3. Data getaran dapat digunakan untuk memodifikasi mesin diesel agar tingkat
getaran mesin yang terjadi berkurang sehingga meningkatkan kehandalan
dan umur mesin.

TINJAUAN PUSTAKA
Bilangan setana biodiesel lebih tinggi dibanding dengan solar, biodiesel 53
dan solar 42 sehingga dapat mengurangi detonasi atau knocking pada operasi mesin.
Amerika serikat sudah banyak menggunakan biodiesel pada motor diesel tanpa
modifikasi, campuran yang banyak dipakai adalah 20% ME : 80% solar (B20) dan
35% ME : 65% solar (B35). Biodiesel murni (B100) sudah pula digunakan sejak
1994, dengan mesin yang sedikit dimodifikasi atau tanpa modifikasi. Penggunaan
100% ME dapat menurunkan emisi asap sampai 50% tetapi tidak disarankan,
karena dapat merusak dan menyumbat saluran bahan bakar seperti pipa dan seal
yang terbuat dari bahan karet alam (Hariyadi et al 2005).
Motor diesel beroperasi halus tanpa ada masalah yang berarti ketika
menggunakan bahan bakar biodiesel FAME dari minyak kelapa untuk semua rasio
campuran yang berbeda. Daya poros maksimum (brake power) dari mesin diesel
yang beroperasi dengan biodiesel B100 adalah 10.67% lebih rendah daripada mesin
diesel yang beroperasi menggunakan solar (B0). Bagaimanapun emisi gas
buangnya nilai CO dan HC adalah lebih rendah daripada penggunaan minyak solar
(B0) (Desrial 2007).
Cara mengetahui daya tahan kehandalan mesin diesel adalah dengan cara
menimbang berat komponen mesin dieselnya setelah pengoperasian selama 500
jam, ditemukan bahwa terdapat pengurangan berat yang berasal dari pompa injektor,
katup isap buang, nozzle, batang piston, dan cincin torak. Cincin kompresi dari
mesin diesel yang menggunakan biodiesel sawit (palm oil) terdapat pengurangan
berat yang signifikan, saat mesin dinyalakan selama 500 jam pada cincin kompresi
terdapat pengurangan berat 6,1 kali lebih besar dari pada mesin diesel yang
menggunakan solar. Karena pembakaran yang tidak sempurna dari biodiesel sawit,
bahan bakar yang tidak terbakar melekat pada celah antara silinder dengan cincin
piston sehingga menambah keausan. Sifat fisika kimia minyak diesel yang penting
adalah densitas, viskositas, bilangan setana, dan nilai kalor. Spesifikasi solar
menurut pemerintah Indonesia ialah 1.6 – 5.8 mm2/det. Sedangkan viskositas
biodiesel bisa mencapai 6.1 mm2/det sehingga perlu dilakukan modifikasi agar
memenuhi persyaratan (Hariyadi et al 2005).
Selain bunyi karena tekanan gas pembakaran bahan bakar, ada beberapa
bunyi yang lain pada motor diesel misalnya bunyi yang disebabkan oleh tekanan
gas buang pada muffler, bunyi tumbukan katup, atau bunyi tumbukan antara torak
dengan dinding silinder. Sumber getaran dan kebisingan mesin diesel adalah berasal
dari gaya gas pembakaran dan gaya inersia komponen yang bergerak translasi.
Motor diesel adalah motor bakar internal yang menggunakan prinsip kompresi
nyala. Penyalaan pembakaran dapat dipenuhi apabila perbandingan rasio kompresi
adalah 12 sampai 25. Perbandingan kompresi yang rendah digunakan pada motor
diesel putaran rendah. Perbandingan kompresi yang tinggi digunakan pada motor
diesel putaran tinggi. Pada umumnya motor diesel bekerja pada perbandingan
kompresi antara 14 dan 17 (Arismunandar dan Tsuda 1976).

4
Titik nyala sebuah bahan bakar hidrokarbon menunjukkan kondisi dimana
bahan bakar tersebut mulai berubah fase ketika terjadi kenaikan temperatur. Titik
nyala biodiesel adalah 100 – 170 0C, solar 60 – 80 0C, bensin 43 0C, bioethanol 13
0
C dan methane atau biogas 11 0C. Secara umum karakteristik termodinamika
biodiesel yang berupa temperatur titik nyala, titik didih, titik tuang, titik kabut lebih
tinggi nilainya dibanding karakteristik termodinamika solar (Caye dan Phu Nhuan
2008).
Getaran adalah pergerakan mekanis yang berosilasi disekitar titik yang tetap.
Getaran adalah bentuk gelombang mekanis yang mentransfer energi sama seperti
semua gelombang. Getaran membutuhkan suatu struktur mekanik yang akan
digunakan sebagai media atau jalan untuk bertransmisi, struktur ini dapat berupa
bagian dari mesin, kendaraan, alat, atau bahkan manusia (Rengkung 2012).
Osilasi adalah jenis gelombang yang paling sederhana secara matematis dapat
ditulis sebagai berikut
a(t) = A sin (2πft)
dimana a(t) adalah percepatan (m/s2) pada periode t. Gelombang ini memiliki
amplitude A dan frekuensi (f) siklus per detik (Hz). Beberapa gelombang dikenal
sebagai gelombang sinusoidal, jika frekuensi gelombang meningkat periode
gelombang akan menurun. Frekuensi dapat digambarkan dalam radian per detik (ω)
dimana
ω = 2πf dengan f = rpm (2π/60)
paparan getaran pada manusia pada dasarnya jarang merupakan gelombang
sinusoidal sederhana (Mansfield 2005).
Goncangan terjadi saat sebuah mobil melewati jalan yang bergelombang,
goncangan tersebut terjadi akibat adanya gaya luar yang bekerja sehingga terjadi
penarikan pegas pada shock breaker sebesar ∆y. Pegas berubah dari posisi
setimbangnya tersebut adalah pada saat t = 0. Gaya luar tidak lagi bekerja dalam
sistem, shock arbsorber tersebut berubah dari posisi setimbangnya tanpa kecepatan
awal. Posisi berubah dari posisi setimbangnya sebesar ∆y. Perubahan posisi ∆y
adalah peregangan pegas sebesar y pada kondisi diam yaitu y = 0 (Rizal et al 2014).

METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini berupa pengukuran getaran dan kebisingan motor diesel yanmar
TF85MLY – di terhadap pengaruh penggunaan bahan bakar biosolar. Penelitian ini
dilakukan dengan tiga tahapan utama. Tahap pertama adalah menguji sifat penting
bahan bakar minyak diesel biosolar di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pakan,
FAPET dan Laboratorium CDCAP TIN. Tahap kedua adalah memodifikasi sistem
penyaluran bahan bakar pada motor diesel di bengkel Metanium. Tahap ketiga
adalah pengukuran getaran dan kebisingan motor diesel di Laboratorium Lapangan
Siswadhi Soepardjo. Penelitian dilakukan Juni 2014 – Agustus 2014.

5
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah : bom kalorimeter kondisi
Cp konstan, neraca analitik, brocksfield viscometer, kunci pas ring ukuran 10 -14,
obeng plus dan obeng minus, gelas ukur volume 1 liter, vibration meter, sound level
meter, motor diesel Yanmar TF85MLY – di, meteran, dan tachometer.

Gambar 1 Bom calorimeter

Gambar 2 Brocksfield viscometer
Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah : solar SPBU, selang bahan
bakar ukuran 0.25 mm sepanjang 1 meter, seal tape, kran ukuran 0.25 mm,
sambungan join T, botol air mineral, tangki khusus biosolar, klem selang, biodiesel
limbah sawit (minyak jelantah) FAME.

Gambar 3 Biodiesel FAME

6

Gambar 4 Biosolar
Prosedur Percobaan
Pengadaan Minyak Biodiesel
Tahap awal penelitian adalah pembelian bahan baku utama yaitu minyak
biodiesel dan solar. Biodiesel yang digunakan merupakan hasil dari pengolahan
limbah minyak jelantah dengan kadar lemak bebas (FFA>5%). Hal ini terlihat dari
warna biodiesel yang lebih coklat pekat karena mengalami pemanasan dan
esterifikasi asam sebelum diendapkan (settling). Biodiesel didapat dari PT.
Bioenergy, Jelambar Fajar, Jakarta Barat. Biodiesel kemudian dicampur dengan
solar (BXX) dibuat dengan komposisi B10 (Standar SPBU), B25, dan B50 dengan
menggunakan gelas ukur.
Tabel 1. Komposisi kimia biosolar
B10
B25
B50
10 % RCOOR 25 % RCOOR 50 % RCOOR
+ 90 % C12H26 + 75 % C12H26 + 50 % C12H26

B0
C12H26

B100
100 %
RCOOR

Pengujian Sifat Bahan Bakar Biosolar
Sifat bahan bakar yang diuji adalah berupa: nilai kalor (cal/g), viskositas
kinematis (mm2/det), dan densitas (g/ml). Pengukuran nilai kalor bahan bakar
dilakukan dengan menggunakan kalorimeter bom dengan mengamati perbedaan
temperatur selama proses.
� + �� △�
Q = 4,186
(1)
�

Nilai kalor bahan bakar biosolar dapat dihitung nilainya dengan menggunakan
persamaan 1, kalibrasi alat ukur bom kalorimeter dilakukan dengan menggunakan
senyawa benzene yang dicampur dengan air sesuai dengan persamaan 2.
Ew =

��

∆�

�

− ��

(2)

Ew : nilai equivalen air (0,5925 kg)
Wm : massa bahan bakar yang diukur
Wa : massa air dalam bejana kalorimeter
∆T ∶ kenaikan temperatur sistem kalorimeter (Purwanto et al. 2003).

7
Pengukuran viskositas dilakukan dengan menggunakan viskometer rotari
(brocksfield viscometer) yang terdapat di laboratorium pengawasan mutu
departemen Teknologi Industri Pertanian. Pada sampel bahan bakar biosolar
kecepatan rotari spindle viscometer diatur pada kecepatan 30 rpm. Untuk
penggunaan alat viskometer nilai viskositas sampel sudah tercatat secara digital.
Pengujian densitas biosolar dilakukan dengan cara menghitung langsung rasio
massa per volume. Volume sampel biosolar diambil secara acak kemudian
ditimbang massa nya menggunakan neraca analitik.
ρ=

�

� � �
�

Rekayasa Sistem Penyaluran Bahan Bakar Motor Diesel
Rekayasa sistem ini berupa pemasangan tangki khusus untuk biosolar yang
terpisah dari tangki engine dieselnya, dengan tujuan untuk menghindari proses
pengurasan bahan bakar di tangki engine diesel yang harus melakukan
pembongkaran mesin secara keseluruhan. Penyaluran bahan bakar motor diesel
Yanmar TF85MLY – di menggunakan sistem gravitasi sehingga perlu dibuat sistem
katup menggunakan kran, sambungan join T dan selang bahan bakar yang dibuat
menjadi dua saluran untuk memisahkan aliran bahan bakar solar (sebagai kontrol)
dan aliran biosolar (sebagai perlakuan), selang dan katup sambungan harus
diletakkan lebih rendah dari tangki bahan bakarnya agar biosolar dapat mengalir
secara gravitasi ke nozzle injektor. Pembuatan saluran by pass juga diperlukan
dengan menampung bahan bakar berlebih yang keluar dari injektor plunyer untuk
ditampung menggunakan botol. Hal ini dilakukan agar biosolar yang berlebih
tersebut tidak kembali terbakar di dalam silinder yang dapat mempengaruhi data
pengukuran kebisingan dan getaran.

Gambar 5. Modifikasi sistem saluran bahan bakar

8

Gambar 6 Modifikasi tangki bahan bakar
Pengukuran Getaran dan Kebisingan Motor Diesel
Pengukuran getaran dan kebisingan dilakukan dengan motor diesel terlebih
dahulu disetting kecepatan putaran rpm mesin nya sesuai dengan standar rpm motor
diesel putaran sedang 500-1000 rpm, dan rpm motor diesel putaran tinggi diatas
1000 rpm (Arismunandar dan Tsuda 1976). Perlakuan rpm yang diambil pada
penelitian ini adalah 700 dan 1200. Agar nilai rpm tetap konstan selama
pengukuran, pada tuas throttle ditahan dengan menggunakan skrup penahan tuas
throttle. Kecepatan putaran rpm motor diesel diukur dengan tachometer yang di
tembakkan ke bagian flywheel.
Pengukuran kebisingan motor diesel dilakukan dengan menggunakan alat
soundlevel meter. satuan yang dipilih adalah decibel A, pengukuran kebisingan
motor diesel dilakukan untuk mengamati bunyi kebisingan gas buang, bunyi
kebisingan hasil pembakaran, dan bunyi kebisingan mekanikal akibat tumbukan
sehingga lokasi pengukuran kebisingan motor diesel tersebut dipilih pada bagian
muffler, blok mesin silinder, dan sistem rumah engkol. Pengukuran kebisingan
dilakukan dengan 5 kali ulangan, jarak soundlevel meter dari engine sejauh 1 meter,
dan setinggi dada (95 cm) sesuai dengan standar ergonomika.
Pengukuran getaran motor diesel dilakukan dengan menggunakan alat
vibration meter, satuan getaran yang dipilih adalah percepatan getaran (m/s2) dan
displacement getaran (mm). Pengukuran getaran motor diesel dilakukan untuk
mengamati getaran akibat tumbukan katup isap buang, torak, bantalan jurnal, gas
buang dan perambatan getaran pada lantai (tempat pengukuran) sehingga lokasi
pengukuran getaran tersebut dipilih pada bagian kepala silinder, dinding silinder,
sistem poros engkol, muffler dan lantai. Pengukuran getaran dilakukan dengan 5
kali ulangan dengan menempelkan langsung alat vibration meter ke mesin
dieselnya, diagram skematik pengambilan data disajikan pada gambar 8.

9

Gambar 7 Vibration meter dan soundlevel meter

mulai

Pengadaan Minyak
Biodiesel

Pencampuran dengan
Solar

Pengujian Sifat Bahan
Bakar Biosolar

Data Nilai Kalor, Densitas,
Viskositas Kinematis

Rekayasa Sistem
Penyaluran Bahan Bakar
Motor Diesel

Pengukuran Getaran
dan Kebisingan Motor
Diesel

Data Kebisingan,
Displacement,
dan Percepatan
Getaran

Analisis
Ergonomika
Kebisingan dan
Getaran

Stop

Gambar 8 Diagram skematik pengambilan data

10

HASIL DAN PEMBAHASAN
Reaksi pembakaran bahan bakar adalah pemutusan elemen elemen reaktan
bahan bakar yang mudah terbakar dengan cara oksidasi yang cepat sehingga
menghasilkan pelepasan energy bersamaan dengan terbentuknya produk hasil
pembakaran. Syarat terjadinya reaksi pembakaran adalah pertama terdapat volume
udara, kedua terdapat ikatan rantai carbon dan sulfur, ketiga terdapat temperatur
yang cukup untuk memulai reaksi pembakaran. Temperatur ini disebut juga titik
nyala bahan bakar, kadar udara yang sering dibutuhkan dalam reaksi kimia
pembakaran bahan bakar hidrokarbon adalah oksigen dan nitrogen. Kadar oksigen
di alam adalah 21 % dan nitrogen adalah 79 % maka rasio molar antara oksigen
dan nitrogen adalah 3,76 yang berarti setiap suplai oksigen untuk pembakaran
diberikan oleh udara maka setiap mol oksigen disertai oleh 3,76 mol nitrogen.
Nitrogen bersifat inert atau zat yang tidak melakukan oksidasi dalam reaksi
pembakaran. Kadar nitrogen dalam udara yang terbakar bersama dengan bahan
bakar akan mempengaruhi emisi gas buang. Zat yang berperan sebagai
pengoksidasi rantai karbon bahan bakar adalah oksigen. Oksidasi ikatan C-H oleh
oksigen akan menghasilkan pelepasan energy kalor sedangkan oksidasi Sulfur oleh
oksigen akan mempengaruhi polusi hasil pembakaran dan mempercepat korosi
pada logam penyusun komponen motor diesel.
Rumus ikatan senyawa bensin adalah C8H18 atau disebut juga oktana, solar
adalah C12H26 atau disebut juga dodekan, biogas adalah CH4 atau disebut juga
methane, dan biodiesel adalah RCOOR atau disebut juga Fatty Acid Ester. Senyawa
biodiesel merupakan turunan dari rantai karbon asam karboksilat. Pembentukan
gugus alkil ester dari rantai karbon asam karboksilat dilakukan dengan mereaksikan
asam lemak berupa trigliserida dengan alkohol berupa methanol atau ethanol
melalui katalisator asam kuat asam sulfat atau basa kuat natrium hidroksida dan
kalium hidroksida.
Perbedaan struktur rantai ikatan karbon antara biodiesel dengan solar baik
panjang rantai maupun isomernya akan mempengaruhi nilai entalpi pembentukan
standar produk dan reaktan. Nilai entalpi pembentukan standar dari atom atom
penyusun ini akan mempengaruhi besarnya nilai entalpi pembakaran. Entalpi
pembakaran didefinisikan sebagai selisih antara entalpi dari produk hasil
pembakaran dan entalpi reaktan ketika pembakaran tuntas terjadi. Perbedaan nilai
entalpi inilah yang menyebabkan perbedaan nilai kalor pada setiap perbandingan
campuran biosolar. Perbedaan ikatan senyawa hidrokarbon antara solar (alkana)
dengan biodiesel (ester) akan mempengaruhi banyaknya ikatan karbon hidrogen (CH) dalam rantai karbon. Apabila campuran udara (O2 dan N2) dengan bahan bakar
dikompresi didalam silinder maka akan menimbulkan pelepasan energy gaya gas
yang berbeda pula. Kerja ekspansi gas yang berbeda beda ini akan menimbulkan
perbedaan nilai getaran dan kebisingan pada tiap tiap komponen mesin diesel.
Sifat akhir produk biosolar berupa titik nyala menentukan karakteristik
pembakaran jika diaplikasikan ke mesin diesel. Campuran udara dan bahan bakar
yang diinjeksikan kedalam silinder kemudian terkompresi secara adiabatik, tekanan
kompresi yang makin meningkat akan menaikkan temperature sistem sehingga
dipenuhi batas titik nyala yang memungkinkan terjadinya reaksi pembakaran. Titik
nyala biodiesel lebih besar dari bensin, solar, dan ethanol sehingga apabila biodiesel

11
dicampur dengan solar titik nyala tiap campuran akan meningkat seiring dengan
bertambahnya rasio campuran. Untuk memulai terjadinya reaksi pembakaran pada
biosolar dengan kadar biodiesel yang tinggi memerlukan rasio kompresi mesin
yang tinggi pula dengan memperkecil volume pembakaran silinder dan
memperbesar volume langkah. Usaha memperbesar rasio kompresi selain dengan
cara memperkecil volume pembakaran dapat pula dilakukan dengan cara
memperbesar gaya inersia torak pada langkah kompresi dengan volume
pembakaran yang tetap, hal ini memerlukan gaya yang menggerakkan torak dari
TMB ke TMA, gaya ini diperoleh dari energy yang disimpan pada flywheel yang
besarnya sebanding dengan massa flywheel, jari jari flywheel dan rpm putaran
mesin.
Pembakaran dituntaskan sempurna ketika semua karbon yang terkandung
didalam bahan bakar telah habis terbakar menjadi karbon dioksida, semua hidrogen
telah habis terbakar menjadi air, semua sulfur telah habis terbakar menjadi sulfur
dioksida, dan semua elemen elemen yang mudah terbakar lainnya telah teroksidasi.
Apabila kondisi ini tidak terpenuhi, pembakaran menjadi tidak tuntas atau disebut
juga pembakaran tidak sempurna. Persamaan reaksi kimia pembakaran biosolar
dengan udara secara umum dapat dituliskan sebagai berikut :
T

C12H26 + RCOOR + a(O2 +3,76 N2)

CO2 + H2 + N2

Pada kondisi T = titik nyala bahan bakar. Reaksi tersebut merupakan reaksi
eksotermal karena pada saat terjadinya reaksi pembakaran diatas, sistem torak
silinder mengeluarkan panas ke lingkungan. Selain panas hasil pemutusan ikatan
hidrokarbonnya juga mengeluarkan daya gas pembakaran atau daya indikator (IP).
Untuk memulai sebuah laju reaksi kimia lengkap dan irreversible diperlukan energi
minimum untuk mengubah zat reaktan menjadi produk, energi minimum tersebut
disebut juga energi aktivasi. Kecepatan laju reaksi pembakaran biosolar didalam
silinder bergantung pada konsentrasi dan massa campuran yang diinjeksikan,
temperatur titik nyala, dan tipe katalis yang digunakan pada pembuatan biodiesel.
Pembuatan proses produksi biodiesel sebaiknya digunakan katalis basa karena pada
penggunaan katalis asam akan terurai menjadi sulfur dioksida saat terjadi reaksi
pembakaran. Kadar sulfur yang tinggi akan mempercepat korosi pada logam
penyusun sistem torak silinder.
Pengukuran nilai kalor biosolar atau biasa disebut nilai panas bahan bakar
NPBB, dilakukan untuk mengetahui jumlah kalor yang masuk untuk siklus motor
diesel yang sebenarnya. Dalam siklus diesel sebenarnya fluida kerja yang
dimasukkan kedalam langkah kompresi adalah campuran bahan bakar dan udara.
Pengukuran nilai kalor berguna untuk menentukan effisiensi termal sebuah motor
diesel yang tergantung dari besarnya rasio kompresi silinder. Pengukuran nilai kalor
dilakukan dengan dua kali ulangan (duplo data) hasilnya ditampilkan oleh grafik
berikut.

Nilai Kalor (cal/g)

12
10600
10400
10200
10000
9800
9600
9400
9200
9000
8800
8600

10499
10320
10118.5

9504
9300

B0

B10

B25

B50

B100

Campuran Biosolar

Gambar 9 Grafik nilai kalor biosolar
Standar minimum untuk nilai kalor bahan bakar diesel adalah 10000 cal/g
(Arismunandar dan Tsuda 1976). Dari grafik diatas nilai kalor solar adalah 10320
cal/g mengalami peningkatan untuk campuran biodiesel 10% tetapi terlihat nilai
kalor mengalami trend menurun seiring bertambahnya rasio campuran biodiesel.
B50 dan B100 tidak memenuhi standar bahan bakar minyak diesel. Penurunan nilai
kalor ini mengakibatkan adanya penurunan daya indikator torak pada motor
penggerak sehingga berakibat pada penurunan kinerja tarik traktor (drawbar
performance) saat pengoperasian di lahan.
Pengukuran densitas biosolar dilakukan untuk mengetahui ukuran atomisasi
penyemprotan bahan bakar oleh nozzle atau disebut juga derajat pengkabutan bahan
bakar. Derajat pengkabutan bahan bakar yang baik sangat diperlukan dalam
langkah isap torak karena pada motor diesel hanya udara segar saja yang
dimasukkan saat langkah isap. Sehingga kualitas campuran bahan bakar dengan
udara didalam silinder ditentukan oleh ukuran atomisasi bahan bakar pada nozzle.
Pengukuran densitas biosolar dilakukan dengan dua kali ulangan (duplo data)
hasilnya ditampilkan oleh grafik berikut.

Densitas (g/ml)

0.87
0.86
0.848

0.8525

0.857

0.86

0.85
0.84
0.828

0.83
0.82
0.81
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 10 Grafik densitas biosolar

B100

13

Viskositas Kinematis
(mm2/sec)

Standar untuk densitas bahan bakar diesel adalah 0.83 – 0.89 g/ml (Arismunandar
dan Tsuda 1976). Pada grafik diatas densitas solar adalah 0.828 g/ml, mengalami
peningkatan untuk campuran biodiesel 10% dan mengalami trend menaik seiring
bertambahnya rasio campuran biodiesel. Semua campuran memenuhi standar bahan
bakar minyak diesel. Semakin tinggi densitas bahan bakar maka semakin rendah
kecepatan penyemprotan pada nozzle sehingga derajat pengkabutan atau atomisasi
bahan bakar buruk. Hal ini menyebabkan butiran bahan bakar yang diinjeksikan
kedalam silinder menjadi lebih besar ukurannya. Ketika bercampur dengan udara
kemudian dikompresi sesaat oleh torak pada kondisi 15 – 20 derajat sudut engkol
bahan bakar ini lambat menyala. Sehingga biosolar dengan kadar komposisi
biodiesel yang lebih tinggi akan menghasilkan kebisingan yang lebih tinggi pula
karena bahan bakar dengan ukuran atomisasi yang lebih besar akan lebih lambat
berubah fase dari cair ke gas atau disebut juga kelambatan penyalaan. Pada grafik
batang pada 700 rpm terlihat semakin tinggi komposisi biosolar nilai tingkat
kebisingan juga semakin tinggi.
Pengukuran viskositas kinematis biosolar dilakukan untuk mengetahui
volume jumlah bahan bakar yang dialirkan dari tangki ke injektor, hal ini tergantung
dari sistem penyaluran bahan bakar motor dieselnya. Pengukuran viskositas
kinematis biosolar dilakukan dengan dua kali ulangan (duplo data) hasilnya
ditampilkan oleh grafik berikut
8

5.8

5.6

6
3.745

4.04

4.39

B10

B25

B50

4
2
0
B0

B100

Campuran Biosolar

Gambar 11 Grafik viskositas kinematis biosolar
Standar viskositas solar menurut pemerintah Indonesia adalah 1.6 – 5.8 mm2/det.
Standar viskositas biodiesel adalah 6.1 mm2/det (Hariyadi et al 2005). Biodiesel
yang digunakan masih sesuai standar bahan bakar, dari grafik nilai viskositas
terlihat trend menurun dibanding solar, dapat disimpulkan bahwa pencampuran
biodiesel dengan solar dapat menurunkan viskositas kinematis biodiesel sehingga
dapat langsung digunakan di motor diesel. Kenaikan tekanan penyalaan pada motor
diesel yang terjadi secara tiba – tiba akan mengakibatkan detonasi diesel. Peristiwa
detonasi diesel akan terdengar dengan keras dan terjadi pada frekuensi suara
beberapa kHz sehingga menghasilkan kebisingan. Kebisingan akan terjadi lebih
besar apabila kelambatan penyalaan lebih panjang dan banyaknya bahan bakar yang
disemprotkan tersebut lebih besar dibanding udara yang dimasukkan saat langkah
isap, kondisi ini disebut juga campuran bahan bakar yang miskin udara. Campuran
yang miskin udara akan lebih lambat menyala karena jumlah oksigen sebagai
pengoksidasi lebih sedikit, sehingga meningkatkan kebisingan.

14

Tingkat Kebisingan dB (A)

Banyaknya jumlah bahan bakar yang diinjeksikan oleh nozzle tergantung
dari viskositas biosolar yang digunakan. Semakin rendah viskositas maka semakin
banyak bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga campuran semakin miskin udara,
kelambatan penyalaan menjadi semakin panjang, dan tingkat kebisingan menjadi
lebih tinggi. Dari grafik batang terlihat kebisingan B10 dengan viskositas yang
lebih rendah, nilai kebisingannya lebih tinggi dibanding dengan kebisingan solar
B0 untuk rpm 700. Pada rpm 1200 kebisingan B10 lebih rendah dari solar B0
perbedaan nilai kebisingan ini selain terjadi karena pengaruh viskositas bahan bakar
yang digunakan disebabkan juga karena tumbukan torak, katup, dan komponen
penyusun motor diesel lainnya.
Selain biodiesel bahan bakar subtitusi solar lainnya untuk motor diesel
adalah Marine Fuel Oil (MFO). MFO adalah produk penyulingan minyak bumi
dimana dihasilkan setelah residu dan sebelum aspal. MFO memiliki densitas 860
g/ml, nilai panas bahan bakar 10000 cal/g, viskositas kinematis 180 - 480 mm2/sec.
penggunaan MFO diaplikasikan pada motor diesel putaran rendah yaitu dibawah
1000 rpm, tetapi dalam penggunaannya di mesin harus dilakukan pemanasan untuk
mengendalikan viskositas. Viskositas kinematis MFO jauh lebih besar dibanding
dengan biosolar sehingga untuk pengoperasian mesin yang menggunakan MFO
diperlukan alat tambahan berupa pemanas pada saluran pipa bahan bakar tetapi
untuk penggunaan bahan bakar diesel berupa biosolar tidak perlu menggunakan
pemanas, pengendalian viskositas kinematis untuk aplikasi biosolar cukup dengan
cara mengubah rasio campuran biodiesel dan solar. Hal ini lebih menguntungkan
karena dapat menghemat biaya modifikasi dan biodiesel terbuat dari minyak nabati
sedangkan MFO terbuat dari hasil penyulingan minyak bumi sehingga ketersediaan
biodiesel lebih melimpah jumlahnya dibanding MFO.
Kebisingan pada motor diesel disebabkan oleh detonasi diesel yaitu bunyi
yang terjadi karena kenaikan tekanan pembakaran bahan bakar yang terjadi secara
tiba tiba. Bunyi mesin yang keras itu merupakan gangguan yang tidak
menyenangkan dan dapat merusak tepi kepala torak. Bunyi pada mesin diesel
terjadi karena perbedaan tekanan pembakaran dalam silinder dengan tekanan udara
atmosfer reference, sehingga menghasilkan kebisingan dengan satuan desibel.
Pengukuran kebisingan dibeberapa bagian motor diesel hasilnya ditampilkan oleh
diagram berikut
95.0

92.4
90.4

90.0
85.0

93.5

89.3
87.3
84.3

84.8

82.0

700 rpm

80.0

1200 rpm

75.0
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 12 Diagram batang kebisingan muffler

15

Tingkat Kebisingan dB (A)

Standar kebisingan mesin diesel sesuai dengan ambang batas ergonomika secara
keseluruhan adalah 85 – 90 dB (Bridger 2003). Diagram batang biru adalah
kebisingan muffler pada 700 rpm. Diagram batang merah adalah kebisingan muffler
pada 1200 rpm. Penggunaan biosolar sawit jelantah pada campuran diatas pada
mesin diesel dengan 700 rpm masih sesuai dengan standar kebisingan, tetapi pada
1200 rpm sudah melebihi ambang batas aman kebisingan
100.0
95.8

93.8

95.0

94.2

95.4
90.5

90.0

87.4

87.2

700 rpm

85.4
85.0

1200 rpm

80.0

B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Tingkat Kebisingan dB (A)

Gambar 13 Diagram batang kebisingan blok mesin silinder
Standar kebisingan mesin diesel sesuai dengan ambang batas ergonomika secara
keseluruhan adalah 85 – 90 dB (Bridger 2003). Diagram batang biru adalah
kebisingan blok mesin silinder pada 700 rpm. Diagram batang merah adalah
kebisingan blok mesin silinder pada 1200 rpm. Penggunaan biosolar sawit jelantah
pada campuran diatas pada mesin diesel dengan 700 rpm sudah melebihi standar
kebisingan untuk B50, pada 1200 rpm semua rasio campuran biosolar sudah
melebihi ambang batas aman kebisingan.
95

93.2

93.6

93.02
88.9

90
85.84
85

93.76

86.68

82.88

700 rpm
1200 rpm

80
75

B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 14 Diagram Batang Kebisingan Rumah Engkol
Standar kebisingan mesin diesel sesuai dengan ambang batas ergonomika secara
keseluruhan adalah 85 – 90 dB (Bridger 2003). Diagram batang biru adalah
kebisingan rumah engkol pada 700 rpm. Diagram batang merah adalah kebisingan
rumah engkol pada 1200 rpm. Penggunaan biosolar sawit jelantah pada campuran
diatas pada mesin diesel dengan 700 rpm masih sesuai dengan standar kebisingan,
tetapi pada 1200 rpm sudah melebihi ambang batas aman kebisingan.

16
Prinsip kerja pada motor diesel mengikuti hukum gas ideal dimana tekanan
pembakaran bahan bakar dan volume ekspansi torak sebanding besarnya dengan
jumlah mol bahan bakar yang disemprotkan serta kenaikan temperature sistem
torak silinder. Volume ekspansi torak ini akan menggerakkan bagian mesin diesel
lainnya seperti katup, silinder, dan poros engkol melalui mekanisme poros kam dan
gear to gear. Gerakan komponen komponen penyusun motor diesel tersebut akan
menghasilkan displacement getaran, hasil pengukurannya ditampilkan dalam
diagram berikut
0.700

0.656
0.577
0.532

Displacement Getaran (mm)

0.600

0.604
0.537

0.500
0.421
0.400

0.363
0.318
700 rpm

0.300

1200 rpm
0.200
0.100
0.000
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 15 Diagram batang displacement getaran katup
Diagram batang biru adalah displacement getaran sistem katup (bagian kepala
silinder) pada 700 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram
batang merah adalah displacement getaran sistem katup (bagian kepala silinder)
pada 1200 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2
Hz (700 rpm), displacement getaran sistem katup ini mengalami trend menaik untuk
campuran B10 dan B25, tetapi mengalami penurunan untuk campuran B50. Pada
frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm), displacement getaran sistem katup ini mengalami
trend menurun untuk campuran B10 dan B25, tetapi mengalami peningkatan untuk
campuran B50.

Displacement Getaran
(mm)

17
0.700
0.600
0.500
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000

0.590
0.403

0.385
0.305

0.444
0.443

0.575
0.501

700 rpm
1200 rpm

B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 16 Diagram batang displacement getaran dinding silinder
Diagram batang biru adalah displacement getaran dinding silinder pada 700 rpm
dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah adalah
displacement getaran dinding silinder pada 1200 rpm dan menghasilkan frekuensi
getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), displacement getaran dinding
silinder ini mengalami trend menaik untuk campuran B10, B25 dan B50, tetapi
masih lebih rendah dibanding displacement getaran solar B0. Pada frekuensi 125.6
Hz (1200 rpm), displacement getaran dinding silinder ini mengalami trend menaik
untuk campuran B10, B25 dan B50 melebihi nilai displacement getaran solar
sebagai kontrol.

Displacement Getaran (mm)

0.600

0.543
0.491

0.500
0.400
0.300

0.375
0.262

0.2640.248

0.293
0.232

0.200

700 rpm
1200 rpm

0.100
0.000
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 17 Diagram batang displacement getaran poros engkol
Diagram batang biru adalah displacement getaran sistem poros engkol pada 700
rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah adalah
displacement getaran sistem poros engkol pada 1200 rpm dan menghasilkan
frekuensi getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), displacement
getaran poros engkol ini mengalami trend menaik untuk campuran B10, B25 dan
B50, nilai displacement getaran di poros engkol terus meningkat melebihi nilai
displacement getaran solar seiring dengan meningkatnya rasio campuran biosolar.
Pada frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm), nilai displacement getaran mengalami trend
berubah ubah untuk campuran B10, B25 dan B50, tetapi nilainya dibawah
displacement getaran solar sebagai kontrol.

18

Displacement Getaran (mm)

0.350
0.300

0.2830.293
0.2600.262

0.260
0.248

0.252
0.232

0.250
0.200

700 rpm

0.150

1200 rpm
0.100

0.050
0.000
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Displacement Getaran (mm)

Gambar 18 Diagram batang displacement getaran lantai
Diagram batang biru adalah displacement getaran di lantai (tempat pengukuran)
pada 700 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah
adalah displacement getaran di lantai (tempat pengukuran) pada 1200 rpm dan
menghasilkan frekuensi getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), dan
125.6 Hz (1200 rpm) nilai displacement getaran terlihat konstan sekitar 0.2 mm.
0.900
0.800
0.700
0.600
0.500
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000

0.837

0.468

0.511
0.386

0.4770.448

0.608
0.506
700 rpm
1200 rpm

B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 19 Diagram batang displacement getaran muffler
Diagram batang biru adalah displacement getaran muffler pada 700 rpm dan
menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah adalah
displacement getaran muffler pada 1200 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran
125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), displacement getaran muffler
mengalami trend menaik untuk campuran B10, B25 dan B50, lebih tinggi nilainya
dibanding displacement getaran solar. Pada frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm),
displacement getaran muffler mengalami trend berubah ubah untuk campuran B10,
B25 dan B50, tetapi nilainya masih lebih rendah dibanding displacement getaran
solar.

19
Spesifikasi motor diesel yanmar TF85MLY – di nilai rpm maksimum
adalah 2200 rpm, rpm optimum pada pengoperasian motor diesel adalah 80% dari
rpm maksimum. Besar rpm optimum motor diesel yanmar TF85MLY – di adalah
1760 rpm. Nilai rpm optimum ini akan menghasilkan torsi dan daya poros yang
paling tinggi dan akan menghasilkan getaran yang paling rendah. Putaran engine
yang melebihi torsi maksimum maka tingkat getaran yang terjadi akan semakin
kecil seiring menurunnya torsi putaran. Karena torsi yang diberikan pada poros
ketika pengoperasian untuk traktor di lahan merupakan sebuah beban putar yang
dapat mengganggu pergerakan poros engkol dan torak silinder. Pergerakan poros
engkol dan torak silinder yang terganggu akan menghasilkan getaran yang tinggi,
oleh karena itu penurunan torsi berupa penurunan beban putaran poros ketika
traktor dioperasikan di lahan dengan kondisi tanah yang lebih gembur akan
menurunkan tingkat getaran di mesin diesel.
Motor diesel dalam pembuatannya memiliki bobot yang lebih berat dari
motor bensin, karena sistem penyalaan pembakaran dengan kompresi nyala
memerlukan konstruksi mesin yang lebih kuat. Penggunaan motor diesel lebih
cocok digunakan untuk kendaraan berat atau dapat digunakan sebagai penggerak
mesin mesin industri, dan traktor pertanian. Getaran mesin diesel akibat gaya gas
pembakaran akan mempengaruhi penggunanya ketika diopersikan di lapangan.
Bahaya getaran yang berlebihan dapat ditentukan dari nilai frekuensi getaran dan
percepatan getaran. Dalam penelitian ini hanya dibahas percepatan getaran saja,
percepatan getaran dari mesin diesel akibat pengaruh penggunaan bahan bakar
dapat merambat ke lingkungan kerja operator seperti pada tempat duduk, lantai, dan
panel panel operasional. Hasil pengukuran percepatan getaran pada beberapa
bagian motor diesel ditampilkan dalam diagram berikut.
Percepatan Getaran (m/s2)

18.00
16.00

17.06

16.38
14.96

14.84

14.00
12.00
10.00

8.34

8.00
6.00

8.20

700 rpm

6.36
4.64

1200 rpm

4.00
2.00
0.00
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 20 Diagram batang percepatan getaran katup
Diagram batang biru adalah percepatan getaran sistem katup (bagian kepala
silinder) pada 700 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram
batang merah adalah percepatan getaran sistem katup (bagian kepala silinder) pada
1200 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz
(700 rpm), percepatan getaran sistem katup ini mengalami trend menaik untuk
campuran B10, B25, B50 dan nilainya lebih besar dari percepatan getaran solar
(kontrol). Pada frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm), percepatan getaran sistem katup ini
mengalami trend berubah ubah untuk semua rasio campuran.

20

12.00

Percepatan Getaran (m/s2)

10.24
9.58

10.00
8.12

7.58

8.00
6.00

4.96

4.80

7.20
5.14

700 rpm
1200 rpm

4.00
2.00
0.00
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 21 Diagram batang percepatan getaran dinding silinder
Diagram batang biru adalah percepatan getaran dinding silinder pada 700 rpm dan
menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah adalah percepatan
getaran dinding silinder pada 1200 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 125.6
Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), percepatan getaran dinding silinder ini
mengalami trend menaik untuk campuran B10, B25, B50 dan lebih tinggi dari solar
B0. Pada frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm), displacement getaran sistem katup ini
mengalami trend meningkat untuk campuran B10, B25, B50 dan nilai percepatan
getarannya lebih tinggi dari solar.
30.00
25.24

Percepatan Getaran (m/s2)

25.00

22.30

21.30

18.78

20.00

16.78
14.44

15.00

13.92
700 rpm
1200 rpm

10.00
5.42
5.00
0.00
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 22 Diagram batang percepatan getaran poros engkol

21
Diagram batang biru adalah percepatan getaran sistem poros engkol pada 700 rpm
dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah adalah
percepatan getaran sistem poros engkol pada 1200 rpm dan menghasilkan frekuensi
getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm), percepatan getaran sistem
sistem poros engkol mengalami trend menurun untuk campuran B10, B25, B50 dan
lebih tinggi nilainya dibanding solar. Pada frekuensi 125.6 Hz (1200 rpm),
percepatan getaran sistem poros engkol ini mengalami trend berubah ubah untuk
semua campuran.

3.26

Percepatan Getaran (m/s2)

3.50

3.00
2.46
2.50
1.96
2.00

1.62

1.58

1.50

1.32

1.16

1.04

700 rpm
1200 rpm

1.00
0.50
0.00
B0

B10

B25

B50

Campuran Biosolar

Gambar 23 Diagram batang percepatan getaran lantai

Percepatan Getaran (m/s2)

Diagram batang biru adalah percepatan getaran di lantai (tempat pengukuran) pada
700 rpm dan menghasilkan frekuensi getaran 73.2 Hz. Diagram batang merah
adalah percepatan getaran di lantai (tempat pengukuran) pada 1200 rpm dan
menghasilkan frekuensi getaran 125.6 Hz. Pada frekuensi 73.2 Hz (700 rpm),
percepatan get