42
Gambar 42. Grafik prestasi motor bensin berbahan bakar biogas pada rasio kompresi 10 uji 3 Pengujian prestasi atau performansi motor bensin berbahan bakar biogas dengan variasi rasio
kompresi 10 Lampiran 11 memiliki jenis kurva yang berbeda pada tiap pengujian, hal ini bisa disebabkan adanya energi yang hilang dalam bentuk panas. Kinerja saat rasio kompresi 10
menghasilkan nilai energi yang terbuang dalam bentuk panas sehingga motor bensin cepat terjadinya pemanasan setiap pengujian. Hal tersebut sangat mempengaruhi nilai uji performansi setiap pengujian.
Pengujian dengan variasi rasio kompresi 10 menujukan daya maksimum terjadi diantara nilai 0.652 kW hingga 0.764 kW dan torsi maksimum terjadi diantara nilai 3.530 N.m hingga 4.074 N.m.
4.3.6. Perbandingan performansi antara pengujian bahan bakar biogas dengan variasi rasio
kompresi
Hasil pengujian bahan bakar biogas dengan variasi rasio kompresi dari 7.6 hingga 10 yang dihasilkan adanya peningkatan dan penurunan nilai daya dan torsi berturut-turut terlihat pada grafik
Gambar 43 dan 44. Penelitian Mitzlaff K 1988 mengatakan bahwa rekomendasi variasi ratio kompresi yang digunakan untuk bahan bakar metana CH
4
dan gas adalah antara 10 hingga 12. Pada grafik tidak terlihat adanya peningkatan hingga ratio kompresi 10, melainkan hanya terjadi hingga rasio kompresi
8.3, hal ini bisa terjadi oleh komposisi biogas yang digunakan hanya memiliki kadar metana diantara 55-65.
Gambar 43. Grafik perbandingan nilai daya tiap variabel rasio kompresi 0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
4
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4000
T o
rs i N
.m D
a ya
k W
Putaran Mesin RPM
Tenaga kW Torsi N.m
0.0 0.2
0.4 0.6
0.8 1.0
1.2
RC 7.6 RC 8.3
RC 9.0 RC 10.0
D a
y a
kW
Rasio Kompresi
43
Gambar 44. Grafik perbandingan nilai torsi tiap variable rasio kompresi Pengujian performansi setiap variasi rasio kompresi pada bahan bakar biogas mengalami
perubahan-perbedaan terlihat jelas. Hal ini bisa disebabkan adanya performansi motor bensin yang menurun dari standar yang ditetapkan. Performansi yang menurun tersebut dapat dibuktikan pada
pengujian-pengujian yang dilakukan saat menggunakan bahan bakar bensin. Motor bensin yang masih keadaan panas saat dilakukan pengujian sangat mempengaruhi nilai daya dan torsi yang dihasilkan, hal
tersebut terlihat dari data uji yang memiliki nilai yang berbeda antara pengujian 1, 2, dan 3. Hasil uji prestasi biogas bila dibandingkan dengan bahan bakar bensin pada motor bakar yang
digunakan saat pengujian, menunjukan adanya penurunan prestasi performance. Pada bahan bakar bensin yang diuji dengan kompresi ratio 8.3 menunjukan nilai daya makismum terjadi pada pengujian
pertama dengan nilai 1.865 kW saat putaran mesin 3491 rpm dan nilai torsi maksimum terjadi pada putaran mesin 1937 rpm dengan nilai 6.418 N.m. Bila dibandingkan dengan bahan bakar biogas dengan
rasio kompresi 8.3 menunjukan nilai daya maksimum dan torsi maksumum terjadi pada pengujian II, daya maksimum bernilai 0.953 kW saat putaran mesin 3342 rpm dan torsi maksimum bernilai 4.274
N.m saat putaran mesin 1402 rpm. Data-data pengujian bahan bakar bensin ke biogas tersebut menunjukan adanya penurunan daya sebesar 54.97 dan torsi sebesar 33.41. Hal ini bisa disebabkan
adanya perbedaan nilai kalor dari masing-masing bahan bakar, nilai kalor bensin adalah 43 MJkg sedangkan biogas adalah 18 MJkg. Nilai daya yang hilang bisa saja disebabkan oleh sifat mekanis
dalam proses gerak serta pembuangan energi dalam bentuk panas. Nilai energi yang terbuang terlihat pada saluran gas buang exhaust, penggunaan bahan bakar biogas terlihat adanya pemanasan lebih
cepat dibandingkan bensin hal ini ditunjukan pada Gambar 45.
Gambar 45. Pemanasan element yang lebih cepat pada saluran exhaust dengan penggunaan bahan bakar biogas
3.200 3.400
3.600 3.800
4.000 4.200
4.400
RC 7.6 RC 8.3
RC 9.0 RC 10.0
T o
rs i N
.m
Rasio Kompresi
44
Pada pengujian terlihat nilai putaran motor maksimum terjadi pada variasi rasio kompresi 9 namum grafik menunjukan ada penurunan daya, hal ini disebabkan adanya perbedaan kecepatan
penyalaan busi. Biogas memiliki kecepatan pembakaran yang lambat sebesar 290 ms dibandingkan dengan bensin Kapdi dkk, 2006 sebagai konsekuensinya penyalaannya harus lebih awal dari sudut
penyalaan bensin. Hal ini perlu dilakukan agar ledakan atau ekspansi gas terjadi pada saat piston telah mencapai titik mati atas setelah langkah kompresi. Jika waktu penyalaan disamakan dengan waktu
penyalaan bahan bakar bensin, maka ledakan yang terjadi akan terlambat. Hal ini berdampak pada ketidakmaksimalan daya yang dihasilkan. Bahkan jika terlalu terlambat, maka ledakan bisa terjadi pada
saat piston sedang menuju titik mati atas. Perlunya modifikasi pada timing penyalaan dilakukan untuk penyesuaian penyalaan busi. Perubahan sedikit dari waktu pengapian diharapakan dapat menstabilkan
mesin dan meningkatkan daya yang dihasilkan . Penurunan daya pada motor bensin yang menggunakan karburator modifikasi dapat disebabkan
oleh percampuran kurang merata di daerah manifold connection. Perbandingan hasil kinerja dengan hasil karburator dari rancang bangun pada penelitian Ade Prisma Pranayuda 2013 dengan rasio
kompresi yang sama 8.30 dan spesifikasi motor bensin yang sama Honda GX 110, perbandingan menunjukan karburator modifikasi mengalami percampuran biogas dan udara yang kurang merata
Gambar 46 dan terjadinya penurunan daya yang besar dari pengujian motor bensin yang menggunakan bahan bakar bensin dengan daya sebesar 1.86 kW Tabel 12.
Karburator Modifikasi Bukaan Choke 25 Karburator Rancang Bangun
Pranayuda Ade P, 2013 Gambar 46. Perbandingan hasil kontur percampuran biogas dan udara dari karburator modifikasi dan
karburator rancang bangun. Tabel 12. Perbandingan daya yang dihasilkan dalam pengujian karburator modifikasi dan karburator
rancang bangun dalam pengujian motor bensin dengan menggunakan bahan bajar biogas.
Pengujian Daya kW
Penurunan Daya Karburator modifikasi
0.953 49
Karburator rancang bangun 1.3
30 Pranayuda Ade P 2013
Penurunan kinerja motor bensin yang menggunakan bahan bakar biogas bisa juga terjadi akibat adanya uap air yang masih ada dalam kantong biogas. Hal ini dibuktikan pada setiap pengujian kantong
biogas yang baru diambil dari digester masih terdapat pengembunan air sepanjang selang penyaluran ke karburator. Adanya uap air ini terjadi karena saat pengambilan tidak menggunakan water trap. Motor
bensin yang menggunakan bahan bakar biogas yang baru diambil dari digester terlihat penurunan daya
45
yang jauh dibandingkan kantong biogas yang disimpan terlebih dahulu. Penyimpanan biogas dilakukan untuk mengembunkan uap air yang masih terkandung dalam biogas, hal ini dapat mengurangi uap air
yang masuk ke dalam motor bensin. Grafik nilai efisiensi mekanis dari kinerja motor bensin yang menggunakan bahan bakar biogas
bisa dilihat dari Gambar 47. Pada grafik terlihat nilai rasio kompresi 8.3 memiliki efisiensi mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan rasio kompresi yang lain. Nilai efisiensi saat putaran motor 3000
rpm dengan rasio kompresi 7.6, 8.3, 9.0, dan 10.0 berturut-turut adalah 16.78, 27.24, 27.06, dan15.32.
Gambar 47. Grafik nilai efisiensi mekanis terhadap putaran mesin dengan variasi rasio kompresi Hasil optimal pada uji performansi bahan bakar biogas ke dalam motor bensin terjadi pada
variasi rasio kompresi 8.3. Hal ini didukung dari nilai efisiensi mekanis dan konstruksi ruang bakar motor bensin yang sudah dikhususkan untuk rasio kompresi 8.3. Ruang bakar mempengaruhi nilai
turbulensi pada pencampuran bahan bakar saat terjadinya proses compression dan combustion. Hal tersebut juga bisa menyebabkan adanya kehilangan daya saat peningkatan nilai rasio kompresi.
4.4. Uji Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
