Pengujian Performansi Motor Bakar Bensin

Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.

4.2 Pengujian Performansi Motor Bakar Bensin

Data yang diperoleh berdasarkan hasil pembacaan langsung alat uji mesin bensin 4-langkah 4-silinder TecQuipment type. TD4A 024 melalui unit instrumentasi dan perlengkapan yang digunakan pada saat pengujian antara lain:  Torsi N.m melalui torquemetre.  Putaran rpm melalui tachometre.  Tinggi kolom udara mm H 2 O, melalui pembacaan air flow manometre.  Temperatur air masuk C, melalui pembacaan thermometre.  Temperatur air keluar C, melalui pembacaan thermometre.  Temperatur gas buang C, melalui pembacaan exhaust temperature metre.  Waktu untuk menghabiskan 50 ml bahan bakar s, melalui pembacaan stopwatch.

4.2.1 Torsi

Besarnya torsi yang dihasilkan berdasarkan hasil pembacaan unit instumentasi dari masing-masing pengujian baik dengan menggunakan bahan bakar premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 pada tiap kondisi pembebanan dan putaran dapat dilihat pada Tabel 4.2 sebagai berikut: Tabel 4.2 Data hasil pembacaan langsung unit instrumentasi Bahan Bakar Premium BEBAN kg HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENTASI PUTARAN rpm 2000 2500 3000 3500 4000 10 Torsi N.m 77.5 74 70 67.5 64 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 60 51 47 43 37 Aliran Udara mm H 2 O 33 35 37 37 38 Temperatur Air Masuk o C 40 40 40 40 40 Temperatur Air Keluar o C 45 47 48 49 50 Temperatur Gas Buang o C 320 350 360 510 520 Rotameter mm 37 40 46 52 60 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Bahan Bakar Gasohol BE-15 BEBAN kg HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENTASI PUTARAN rpm 2000 2500 3000 3500 4000 10 Torsi N.m 73 71 67.5 64 61.5 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 55 51 45 38 34 Aliran Udara mm H 2 O 32 32 35 36 37 Temperatur Air Masuk o C 40 40 40 40 40 Temperatur Air Keluar o C 50 50 51 52 53 Temperatur Gas Buang o C 305 345 375 490 550 Rotameter mm 37 40 45 53 59 25 Torsi N.m 74.5 72 69.25 65.5 63 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 58 48 46 41 33 Aliran Udara mm H 2 O 31 35 35 36 37 Temperatur Air Masuk o C 40 40 40 40 40 Temperatur Air Keluar o C 50 52 54 54 55 Temperatur Gas Buang o C 290 325 375 510 530 Rotameter mm 36 42 45 51 60 25 Torsi N.m 79 75,5 72 69 66.5 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 56 50 41 39 36 Aliran Udara mm H 2 O 33 35 36 37 38 Temperatur Air Masuk o C 32 32 32 39,5 40 Temperatur Air Keluar o C 46 51 52 45 46 Temperatur Gas Buang o C 320 310 330 500 510 Rotameter mm 45 48 54 56 60 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Bahan Bakar Gasohol BE-20 BEBAN kg HASIL PEMBACAAN UNIT INSTRUMENTASI PUTARAN rpm 2000 2500 3000 3500 4000 10 Torsi N.m 72 69.5 66.2 63 60 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 53 47 43 38 33 Aliran Udara mm H 2 O 32 35 35 36 38 Temperatur Air Masuk o C 34 34 34 35 35 Temperatur Air Keluar o C 43 45 46 48 48 Temperatur Gas Buang o C 300 325 375 500 550 Rotameter mm 38 40 49 50 56 25 Torsi N.m 73.25 71 68 64.5 62 Waktu menghabiskan 50 ml bahan bakar s 56 48 41 35 31 Aliran Udara mm H 2 O 31 35 35 37 39 Temperatur Air Masuk o C 32 32 32 33 33 Temperatur Air Keluar o C 39 40 42 44 45 Temperatur Gas Buang o C 200 290 325 450 525 Rotameter mm 40 43 51 52 59 Perbandingan besarnya Torsi untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.2 dan 4.3 berikut : Gambar 4.1 Grafik Torsi vs Putaran untuk beban 10 kg. Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Berdasarkan hasil pengujian maka didapat pada pembebanan 10 kg gambar 4.2, torsi yang dihasilkan oleh mesin berbahan bakar premium lebih tinggi dibandingkan dengan torsi yang dihasilkan oleh mesin berbahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20. Torsi maksimum yang dihasilkan oleh mesin berbahan bakar premium terjadi pada putaran 2000 rpm yaitu sebesar 77.5 Nm. Sedangkan torsi tertinggi yang dihasilkan oleh mesin berbhan bakar gasohol BE-15 terjadi pada putara 2000 rpm yaitu sebesar 73 Nm dan torsi teringgi dari gasohol BE-20 terjadi pada putaran 2000 rpm sebesar 72 Nm. Gambar 4.2 Grafik Torsi vs Putaran untuk beban 25 kg Berdasarkan hasil pengujian maka didapat pada pembebanan 25 kg gambar 4.3, torsi tertinggi yang dihasilkan oleh mesin berbahan bakar premium terjadi pada putaran 2000 rpm sebesar 79 Nm. Untuk bahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20 torsi tertinggi juga terjadi pada putaran 2000 rpm, yaitu masing-masing sebesar 74,5 Nm dan 73.25 Nm. Torsi mesin semakin berkurang seiring meningkatnya kadar bioetanol dalam campuran bahan bakar sebab besarnya torsi sangat dipengaruhi oleh energi hasil pembakaran bahan bakar. Dimana besarnya energi hasil pembakaran bahan Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. bakar dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar. Nilai kalor bahan bakar premium lebih besar jika dibandingkan dengan nilai kalor bahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20, sehingga torsi yang dihasilkan oleh bahan bakar premium lebih besar daripada torsi yang dihasilkan bahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20. Putaran mesin juga berpengaruh terhadap torsi. Akibat putaran mesin yang meningkat maka torsi akan semakin berkurang.

4.2.2 Daya

Besarnya daya yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dengan menggunakan bahan bakar premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 pada tiap kondisi pembebanan dan putaran dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.1 sebagai berikut: e P = T n 60 . . 2 π dimana : e P = Daya keluaran watt n = Putaran mesin rpm T = Torsi N.m Untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar Gasohol BE-15, pada beban 10 kg, putaran 2000 rpm dan torsi 73 Nm. Maka besar daya yang diperoleh: e P = 73 60 2000 . . 2 × π = 15.281 kW Dengan cara yang sama untuk setiap jenis pengujian, pada putaran dan beban yang bervariasi, maka hasil perhitungan daya untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Tabel 4.3 Hasil perhitungan daya Beban kg Putaran rpm Daya kW Premium Gasohol BE-15 Gasohol BE-20 10 2000 16.223 15.281 15.072 2500 19.363 18.578 18.186 3000 21.980 21.195 20.803 3500 24.728 23.445 23.079 4000 26.795 25.748 25.120 25 2000 16.537 15.595 15.334 2500 19.756 18.840 18.578 3000 22.608 21.745 21.352 3500 25.277 23.995 23.629 4000 27.841 26.376 25.957 Perbandingan besarnya daya untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.3 dan gambar 4.4 berikut: Gambar 4.3 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 10 kg Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Berdasarkan hasil perhitungan daya maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.3, daya mesin paling tinggi terjadi pada pengujian dengan menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm sebesar 26.795 kW. Sedangkan daya maksimum mesin untuk bahan bakar gasohol BE-15 diperoleh pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 25.748 kW dan untuk bahan bakar gasohol BE-20 daya maksimum mesin terjadi pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 25.120 kW. Gambar 4.4 Grafik Daya vs Putaran untuk beban 25 kg Berdasarkan hasil perhitungan daya maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.4, daya maksimum mesin untuk bahan bakar gasohol BE-15 yaitu sebesar 26.376 kW sedangkan daya maksimum yang dihasilkan oleh mesin yang menggunakan bahan bakar gasohol BE-20 yaitu sebesar 25.957 kW, dimana daya mesin yang dihasilkan oleh bahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20 lebih rendah daripada daya maksimum mesin berbahan bakar premium yaitu 27.841 kW. Peningkatan kadar bioetanol dalam campuran bahan bakar akan menurunkan daya mesin. Hal ini disebabkan karena nilai kalor bahan bakar gasohol BE-15 dan BE-20 lebih kecil daripada premium. Besar kecil daya mesin juga bergantung pada besar kecil torsi yang didapat. Semakin besar torsi maka daya mesin akan semakin besar dan sebaliknya. Daya yang dihasilkan mesin dipengaruhi oleh putaran poros engkol yang terjadi akibat dorongan piston yang Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. dihasilkan karena adanya pembakaran bahan bakar dengan udara. Jika konsumsi bahan bakar dan udara diperbesar maka akan semakin besar pula daya yang dihasilkan mesin. Semakin cepat poros engkol berputar maka akan semakin besar daya yang dihasilkan.

4.2.3 Konsumsi bahan bakar spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik Specific fuel consumption, Sfc dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dihitung dengan menggunakan persamaan 2.2 berikut: Sfc = e f P x m 3 . 10 dimana : Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik grkW.h . f m = laju aliran bahan bakar kgjam Besarnya laju aliran massa bahan bahan bakar . f m dihitung dengan persamaan 2.3 berikut: 3600 10 . . 3 x t V sg m f f f f − = dimana : f sg = spesific gravity f V = Volume bahan bakar yang diuji dalam hal ini 50 ml. f t = waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji detik. Harga f sg untuk bioetanol BE-100 adalah 0.794 dan harga f sg untuk premium adalah 0.739 [lampiran 2]; sedangkan untuk bahan bakar yang merupakan campuran antara bioetanol dengan premium, harga f sg dapat dihitung dengan menggunakan persamaan pendekatan berikut: f sg BExx = BE x 0.794 + P x 0.739 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. dimana: BE = Persentase kandungan bioetanol dalam bahan bakar campuran P = Persentase kandungan premium dalam bahan bakar campuran Untuk Gasohol BE-15 dengan persentase bioetanol 0.15 dan premium 0.85 maka: f sg BE-15 = 0.15 x 0.794 + 0.85 x 0.739 = 0.748 Dengan memasukkan harga f sg = 0.748; harga f t yang diambil dari percobaan Tabel 4.2 dan harga f V yaitu sebesar 50 ml, maka laju aliran bahan bakar untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar Gasohol BE-15: Beban : 10 kg Putaran : 2000 rpm . f m = 55 10 . 50 748 . 3 − x x 3600 = 2.448 kgjam Dengan diperolehnya besar laju aliran bahan bakar, maka dapat dihitung harga konsumsi bahan bakar spesifiknya. Untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar Gasohol BE-15: Beban : 10 kg Putaran : 2000 rpm Sfc = 281 . 15 10 448 . 2 3 x = 160.182 grkWh Dengan cara yang sama untuk setiap jenis pengujian, pada putaran dan beban yang bervariasi, maka hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Tabel 4.4 Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik Sfc Beban kg Putaran rpm Konsumsi bahan bakar spesifik Sfc Premium Gasohol BE-15 Gasohol BE-20 10 2000 136.674 160.182 169.198 2500 134.718 142.089 158.129 3000 128.781 141.153 151.098 3500 125.120 151.111 154.114 4000 134.192 153.785 163.046 25 2000 143.655 148.838 157.402 2500 134.682 148.872 151.564 3000 143.526 134.595 154.391 3500 134.954 136.847 163.433 4000 132.734 153.455 167.966 Perbandingan harga Sfc untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.5 dan 4.6 berikut: Gambar 4.5 Grafik Sfc vs Putaran untuk beban 10 kg Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Berdasarkan hasil perhitungan Sfc maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.5, mesin berbahan bakar gasohol BE-20 memiliki Sfc yang lebih besar yaitu sebesar 169.198 grkWh yang terjadi pada putaran 2000 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama untuk mesin berbahan bakar premium dan gasohol BE-10 memiliki Sfc lebih rendah yaitu masing-masing sebesar 136.674 grkWh dan 160.182 grkWh. Gambar 4.6 Grafik Sfc vs Putaran untuk beban 25 kg Berdasarkan hasil perhitungan Sfc maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.6, mesin berbahan bakar gasohol BE-20 memiliki Sfc yang lebih besar yaitu sebesar 167.966 grkWh yang terjadi pada putaran 4000 rpm. Sedangkan pada putaran yang sama untuk mesin berbahan bakar Premium dan gasohol BE-15 menghasilkan Sfc yang lebih rendah, masing-masing sebesar 132.734 grkWh dan 153.455 grkWh. Konsumsi bahan bakar spesifik dipengaruhi oleh putaran mesin. Semakin tinggi putaran mesin maka konsumsi bahan bakar juga meningkat dan sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh peningkatan laju aliran bahan bakar. Ada kecendrungan besarnya Sfc juga dipengaruhi oleh nilai kalor bahan bakar lihat Tabel 4.1, semakin besar nilai kalor bahan bakar maka Sfc semakin kecil dan sebaliknya. Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 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 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Gambar 4.7 Kurva Viscous Flow Meter Calibration lit.10 hal 3-11. Untuk pengujian dengan menggunakan Gasohol BE-15, yang mengunakan beban 10 kg dan putaran 2000 rpm, tekanan udara masuk = 32 mm H 2 O Tabel 4.2. 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 = 32 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-15, beban 10 kg dan putaran 2000 rpm: AFR = 2.448 34.468 = 14.082 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. 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 4.5 Hasil perhitungan perbandingan udara dan bahan bakar AFR Beban kg Putaran rpm Perbandingan udara-bahan bakar AFR Premium Gasohol BE-15 Gasohol BE-20 10 2000 16.031 14.082 13.516 2500 14.452 13.058 13.110 3000 14.080 12.601 11.994 3500 12.882 10.945 10.902 4000 11.384 10.065 9.994 25 2000 14.962 14.386 13.835 2500 14.169 13.442 13.389 3000 11.951 12.882 11.436 3500 11.683 11.809 10.321 4000 11.076 9.847 9.635 Perbandingan besarnya AFR untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.8 dan gambar 4.9 berikut: Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Gambar 4.8 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 10 kg Berdasarkan hasil perhitungan AFR maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.8, AFR tertinggi dari premium terjadi pada putaran rendah 2000 rpm sebesar 16.031. Pada putaran yang sama, AFR untuk gasohol BE-15 dan BE- 20 diperoleh sebesar 14.082 dan 13.516 yang masih lebih rendah dari pada AFR premium. Gambar 4.9 Grafik AFR vs Putaran untuk beban 25 kg Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Berdasarkan hasil perhitungan AFR maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.9, AFR paling tinggi untuk premium pada putaran 2000 rpm yaitu sebesar 14.962, sedangkan untuk gasohol BE-15 dan BE-20 pada putaran yang sama diperoleh AFR sebesar 14.386 dan 13.835 dan lebih rendah dibandingkan premium. 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.

4.2.5 Effisiensi volumetris

Efisiensi volumetris volumetric efficiency untuk motor bakar 4-langkah dihitung dengan rumus berikut: v η = n m a . 60 . 2 . l a V . 1 ρ dimana : a m = Laju aliran udara kg jam a ρ = Kerapatan udara kgm 3 l V = volume langkah torak m 3 = 0.493 x 10 -3 m 3 [berdasarkan spesifikasi mesin]. Diasumsikan udara sebagai gas ideal sehingga massa jenis udara dapat diperoleh dari persamaan berikut: a ρ = a a T R P . Dimana : R = konstanta gas untuk udara = 29.3 kg.mkg.K Dengan memasukkan harga tekanan dan temperatur udara yaitu sebesar 1 atm 10332.27 kgm 2 dan 27 C, maka diperoleh massa jenis udara yaitu sebesar: L D V l 2 4 1 π = Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. a ρ = 273 27 . 3 , 29 27 , 332 . 10 + = 1,175 kgm 3 Dengan diperolehnya massa jenis udara maka dapat dihitung besarnya effisiensi volumetris v η untuk masing–masing pengujian pada variasi beban dan putaran. Untuk pengujian dengan menggunakan Gasohol BE-15 beban 10 kg, putaran 2000 rpm: v η = 2000 . 60 469 . 34 . 2 . x10 493 , . 1,175 1 3 - = 0.957 x 100 = 95,7 Harga efisiensi volumetris untuk masing-masing pengujian yang dihitung dengan cara perhitungan yang sama dengan perhitungan diatas dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 4.6 Hasil perhitungan efisiensi volumetris. Beban kg Putaran rpm Efisiensi Volumetris Premium Gasohol BE-15 Gasohol BE-20 10 2000 0.987 0.957 0.957 2500 0.838 0.766 0.838 3000 0.738 0.698 0.698 3500 0.633 0.616 0.616 4000 0.568 0.554 0.568 25 2000 0.987 0.928 0.928 2500 0.838 0.838 0.838 3000 0.718 0.698 0.698 3500 0.633 0.616 0.633 4000 0.568 0.554 0.583 Perbandingan besarnya efisisensi volumetris untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.10 dan gambar 4.11 berikut: Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Gambar 4.10 Grafik Efisiensi Volumetris vs Putaran untuk beban 10 kg Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi volumetris maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.10, efisiensi volumetris paling tinggi tejadi pada mesin berbahan bakar premium dengan putaran 2000 rpm sebesar 0.987. Sedangkan efisiensi volumetris untuk Gasohol BE-15 dan Gasohol BE-20 pada putaran yang sama diperoleh masing-masing sebesar 0.957. Gamba r 4.11 Grafik Efisiensi Volumetris vs Putaran untuk beban 25 kg Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi volumetris maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.11, efisiensi volumetris paling tinggi tejadi pada mesin berbahan bakar premium dengan putaran 2000 rpm sebesar 0.987, Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Sedangkan efisiensi volumetris untuk Gasohol BE-15 dan Gasohol BE-20 pada putaran yang sama diperoleh sebesar 0.928. Efisiensi volumetris menunjukkan perbandingan antara jumlah udara yang terisap sebenarnya terhadap jumlah udara yang terisap sebanyak volume langkah torak untuk setiap langkah isap. Efisiensi volumetris semakin menurun seiring meningkatnya putaran mesin.

4.2.6 Efisiensi Thermal efektif

Efisiensi thermal brake effektif thermal eficiency, e η merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata–rata yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar. Efisiensi thermal efektif dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: e η = LHV m P f e . . 3600 dimana: e η = efisiensi thermal efektif LHV = nilai kalor bawah pembakaran bahan bakar bawah kJkg Besarnya nilai kalor bawah pembakaran bahan bakar dapat dihitung dengan persamaan berikut: LHV = HHV – 3240 Untuk pengujian dengan menggunakan bahan bakar Gasohol BE-15, beban 10 kg dan putaran 2000 rpm: LHV = 43970.701 – 3240 = 40730.701 kJkg Dengan diperolehnya nilai kalor bawah pembakaran bahan bakar maka dapat dihitung besarnya efisiensi thermal efektif e η untuk masing-masing pengujian pada variasi beban dan putaran. Untuk pengujian dengan menggunakan Gasohol BE-15, beban 10 kg, dan putaran 2000 rpm: b η = 701 . 40730 448 . 2 281 . 15 × x 3600 = 0.542 Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Dengan cara yang sama untuk setiap jenis pengujian, pada putaran dan beban yang bervariasi, maka hasil perhitungan efisiensi thermal efektif untuk kondisi tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 4.7 Hasil perhitungan efisiensi thermal efektif. Beban kg Putaran rpm Efisiensi Thermal efektif Premium Gasohol BE-15 Gasohol BE-20 10 2000 0.599 0.542 0.522 2500 0.608 0.611 0.559 3000 0.636 0.615 0.585 3500 0.654 0.575 0.574 4000 0.610 0.565 0.542 25 2000 0.570 0.583 0.562 2500 0.608 0.583 0.583 3000 0.571 0.645 0.572 3500 0.607 0.634 0.541 4000 0.617 0.566 0.526 Perbandingan harga efisiensi thermal efektif untuk masing-masing pengujian pada setiap variasi beban dan putaran dapat dilihat pada gambar 4.12 dan 4.13 berikut: Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Thermal efektif vs Putaran untuk beban 10 kg Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi thermal efektif maka didapat, pada pembebanan 10 kg gambar 4.12, efisiensi thermal efektif tertinggi diperoleh dari bahan bakar Premium pada putaran 3500 rpm sebesar 0.654. Pada putaran yang sama, efisiensi thermal efektif dari gasohol BE-15 dan gasohol BE-15 yaitu sebesar 0.575 dan 0.574. Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Thermal efektif vs Putaran untuk beban 25 kg Berdasarkan hasil perhitungan efisiensi thermal efektif maka didapat, pada pembebanan 25 kg gambar 4.13, efisiensi thermal efektif tertinggi diperoleh dari gasohol BE-15 terjadi pada putaran 3000 rpm sebesar 0.645. Pada putaran yang sama, efisiensi thermal efektif dari premium dan gasohol BE-20 yaitu sebesar 0.571 dan 0.572. Efisiensi thermal efektif dari bahan bakar sangat tergantung terhadap nilai kalor bahan bakarnya. Semakin tinggi nilai kalor bahan bakar maka efisiensi thermal efektif akan semakin tinggi. Kenaikan putaran poros pada beban konstan cenderung mengurangi efisiensi thermal efektif, untuk beban konstan daya efektif yang dihasilkan relatif konstan dan kenaikan putaran poros akan mempersingkat waktu proses pencampuran bahan bakar-udara, sehingga pembakaran berlangsung kurang baik, hal ini akan menghasilkan energi pembakaran yang lebih kecil dan cenderung mengurangi efisiensi thermal efektif. Pada kondisi penambahan beban Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009. pada putaran poros konstan akan terjadi penambahan kandungan oksigen yang terikat pada bioetanol sebanding dengan penambahan massa bahan bakar, hal ini akan menyebabkan semakin banyak bahan bakar yang terbakar dan daya efektif yang lebih besar, sehingga meningkatkan efisiensi thermal efektif. 4.3 Pengujian Emisi Gas Buang 4.3.1 Kadar Carbon Monoksida CO dalam gas buang