48 Dari gambar 4.7 di atas dapat dilihat bahwa Nilai konsumsi bahan bakar
spesifik terendah untuk beban 4.5 kg yaitu pada putaran 2600 rpm menggunakan bahan bakar Solar Murni + 2 mL Hi-Cester dengan nilai 156,11 gkW.h.
Sedangkan untuk nilai konsumsi bahan bakar spesifik tertinggi adalah pada putaran 1400 rpm menggunakan bahan bakar Solar dengan nilai 342,66 gkW.h.
Berdasarkan kedua grafik pada gambar di atas, dapat diketahui bahwa untuk pembebanan 3,5 dan 4,5 kg SFC mesin dengan bahan bakar solar lebih
tinggi dibanding SFC mesin dengan bahan bakar Solar + Hi-Cester. Penurunan konsumsi bahan bakar spesifik akibat penambahan Hi-Cester disebabkan oleh
kenaikan nilai setan. Kenaikan nilai setan mengakibatkan energi yang terkandung dari hasil pembakaran semakin besar. SFC mesin dipengaruhi oleh laju aliran
massa bahan bakar dan daya yang dihasilkan. Jika daya yang dihasilkan tinggi dan laju aliran massanya rendah maka SFCnya akan rendah dan sebaliknya.
4.2.4. Rasio Udara Bahan Bakar AFR
Rasio udara bahan bakar AFR dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
dimana : AFR = Air Fuel Ratio ṁ
a
= laju aliran massa udara kgjam ṁ
f
= laju aliran massa bahan bakar kgjam
Besarnya laju aliran udara ṁ
a
diperoleh dengan membandingkan besarnya tekanan udara masuk yang telah diperoleh melalui pembacaan air flow
manometer terhadap kurva viscous flow metre calibration. Pada pengujian ini, dianggap tekanan udara Pa sebesar 100 kPa 1bar
dan temperatur Ta sebesar 27 °C. Kurva kalibrasi dibawah dikondisikan untuk pengujian pada tekanan 1013 mb dan temperatur 20 °C.
Universitas Sumatera Utara
49 Maka besarnya laju aliran udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor
koreksi berikut:
Gambar 4.8 Kurva Viscous Flow Meter Calibration Untuk nilai
ṁ
a,
pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg menggunakan bahan bakar Solar pada putaran 1400 rpm, pembacaan manometer
menunjukkan tekanan udara masuk hingga 8,5 mm H
2
O Tabel 4.2. Berdasarkan kurva gambar 4.8 di atas nilai 8,5 terletak diantara nilai 0 dan 10, untuk itu
digunakan interpolasi untuk mengetahui laju aliran massa udara yang terjadi dalam pengujian. Setelah laju aliran massa udara didapat, hasil yang diperoleh
dikalikan dengan faktor koreksi C
f
, maka dengan interpolasi pada kurva viscous flow meter maka didapat besar
ṁ
a
= 9,673 kgjam dengan Cf = 0,9465.
ṁ
a =
9,673 x 0,9465 ṁ
a =
9,155 kgjam Untuk laju aliran bahan bakar
ṁf dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
ṁf = x 3600
Universitas Sumatera Utara
50 Dimana : sgf = spesific gravity 0,845
Vf = Volume bahan bakar yang diuji 8 ml tf = Waktu untuk menghabiskan bahan bakar s
maka, ṁf =
x 3600 = 0,2007 kgjam
Maka diperoleh nilai AFR sebagai berikut: AFR=
= = 45,62
Selanjutnya, dengan menggunakan persamaan di atas maka dapat dilakukan perhitungan untuk rasio udara bahan bakar motor diesel dengan variasi
putaran dan beban statis yang lain. Besarnya rasio udara bahan bakar motor bakar diesel dengan
menggunakan bahan bakar solar dan dengan menggunakan campuran bahan bakar solar dengan Hi-Cester untuk setiap variasi putaran dan variasi beban statis yang
digunakan dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 4.20 AFR dengan bahan bakar solar
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ṁa
kgjam AFR
3,5
1400 0,2007
8,5 9,16
45,62 1800
0,2642 12
12,93 48,92
2200 0,3427
15,5 16,70
48,72 2600
0,4132 18,5
19,93 48,23
3000 0,5645
21,5 23,16
41,02
4,5
1400 0,2084
8 8,62
41,35 1800
0,2691 12,5
13,46 50,04
2200 0,3652
15,5 16,70
45,72 2600
0,4195 19
20,47 48,78
3000 0,5575
22 23,70
42,50
Universitas Sumatera Utara
51 Tabel 4.21 AFR dengan bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ṁa
kgjam AFR
3,5
1400 0,1592
6 6,46
40,61 1800
0,2290 10,5
11,31 49,40
2200 0,2920
14 15,08
51,64 2600
0,3645 17,5
18,85 51,71
3000 0,5097
20,5 22,08
43,33
4,5
1400 0,1742
8 8,62
49,47 1800
0,2154 10
10,77 50,00
2200 0,2748
13 14,00
50,95 2600
0,3424 15,5
16,70 48,76
3000 0,5080
21 22,62
44,53
Tabel 4.22 AFR dengan bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ṁa
kgjam AFR
3,5
1400 0,1701
7,5 8,08
47,49 1800
0,2260 10
10,77 47,66
2200 0,2713
14 15,08
55,59 2600
0,3429 17
18,31 53,40
3000 0,5100
20 21,54
42,24
4,5
1400 0,1751
8 8,62
49,23 1800
0,2217 10
10,77 48,59
2200 0,2760
13 14,00
50,74 2600
0,3516 18
19,39 55,14
3000 0,4980
19,5 21,00
42,18
Tabel 4.23 AFR dengan bahan bakar solar + 3 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
mf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ma
kgjam AFR
3,5
1400 0,1566
6,2 6,68
42,65 1800
0,2378 11,5
12,39 52,09
2200 0,2790
13,5 14,54
52,13 2600
0,3687 18
19,39 52,58
3000 0,5193
20 21,54
41,48
4,5
1400 0,1700
7 7,54
44,36 1800
0,2185 11,5
12,39 56,70
2200 0,2827
13,5 14,54
51,43 2600
0,3588 17,5
18,85 52,54
3000 0,5127
20 21,54
42,02
Universitas Sumatera Utara
52 Tabel 4.24 AFR dengan bahan bakar solar + 4 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ṁa
kgjam AFR
3,5
1400 0,1646
7,5 8,08
49,09 1800
0,2121 10
10,77 50,78
2200 0,2884
14 15,08
52,29 2600
0,3644 18
19,39 53,20
3000 0,5378
20,5 22,08
41,06
4,5
1400 0,1844
8 8,62
46,72 1800
0,2134 10
10,77 50,48
2200 0,2917
14 15,08
51,70 2600
0,3597 18
19,39 53,91
3000 0,5172
20 21,54
41,65
Tabel 4.25 AFR dengan bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester
Beban Statis kg
Putaran Mesin rpm
ṁf kgjam
Tekanan Udara Masuk mmH
2
O ṁa
kgjam AFR
3,5
1400 0,1486
6 6,46
43,50 1800
0,2156 9,5
10,23 47,46
2200 0,2872
14 15,08
52,51 2600
0,3764 17
18,31 48,65
3000 0,5274
20 21,54
40,84
4,5
1400 0,1608
6 6,46
40,18 1800
0,2360 10
10,77 45,65
2200 0,2967
13 14,00
47,20 2600
0,3634 17
18,31 50,39
3000 0,5239
20 21,54
41,12
Perbandingan harga AFR untuk masing-masing pengujian pada variasi beban dan putaran untuk setiap bahan bakar dapat dilihat pada grafik berikut:
Gambar 4.9 Grafik AFR vs putaran, pembebanan 3,5 kg
Universitas Sumatera Utara
53 Berdasarkan hasil perhitungan rasio udara
– bahan bakar AFR untuk setiap bahan bakar pada beban 3,5 kg, nilai AFR terendah dari mesin didapat pada
putaran mesin 1400 dengan menggunakan bahan bakar solar + 1 ml Hi-Cester yaitu sebesar 40,61. Sedangkan nilai AFR tertinggi didapat pada putaran 2200
pada saat mesin menggunakan bahan bakar solar + 2 ml Hi-Cester yaitu sebesar 55,59.
Gambar 4.10 Grafik AFR vs putaran, pembebanan 4,5 kg
Berdasarkan hasil perhitungan rasio udara – bahan bakar AFR untuk
setiap bahan bakar pada beban 4,5 kg, nilai AFR terendah dari mesin didapat pada putaran mesin 1400 dengan menggunakan bahan bakar solar + 5 ml Hi-Cester
yaitu sebesar 40,18. Sedangkan nilai AFR tertinggi didapat pada putaran 1800 pada saat mesin menggunakan bahan bakar solar + 3 ml Hi-Cester yaitu sebesar
56,70.
4.2.5. Efisiensi Volumetrik
