58 dengan menggunakan magnet 2 dan katalitik konverter pada putaran mesin
2600 rpm sebesar 3,892 kW.
4.4 Air Fuel Ratio AFR
Ratio perbandingan campuran udara dengan bahan bakar Air Fuel Ratio yang terbakar di silinder mesin atau AFR dari masing-masing pengujian tanpa
menggunakan magnet dan katalitik konverter serta dengan menggunakan magnet dan katalitik konverter pada tiap variasi beban dan putaran mesin dihitung dengan
menggunakan persamaan berikut :
Air Fuel Ratio AFR =
Dimana : = Laju aliran massa udara kgjam
= Laju aliran massa bahan bakar kgjam
Besarnya laju aliran massa udara diperoleh dengan cara
memasukkan data pembacaan air flow manometer ke dalam kurva viscous flow metre calibration.
Pada pengujian ini, dianggap tekanan udara sebesar 100 kPa ≈1 bar dan
temperatur ambien T
a
sebesar 27
o
C. Kurva viscous flow metre calibration dioperasikan dalam kondisi pengujian tekanan udara sebesar 1013 mb atau 101,3
kPa dan temperatur ambien 20
o
C, maka besar laju aliran massa udara yang diperoleh harus dikalikan dengan faktor koreksi sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
59
Gambar 4.10 Kurva Viscous Flow Meter Calibration
Untuk pengujian dengan pembebanan statis 3,5 kg tanpa magnet dan katalitik konverter pada putaran 1600 rpm, pembacaan manometer menunjukkan
tekanan udara masuk hingga 8,5 mm H
2
O . Berdasarkan kurva 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 laju aliran massa udara untuk pembacaan manometer 9,5 mm H
2
O adalah :
Setelah laju aliran massa udara didapat, dilakukan perhitungan laju aliran massa bahan bakar pada masing-masing variasi pengujian dengan menggunakan
data pengujian pada waktu menghabiskan 56 ml bahan bakar. Besar laju aliran massa bahan bakar
diperoleh dengan menggunakan persamaan :
Universitas Sumatera Utara
60 Dimana :
= Specific gravity bahan bakar diesel = Waktu menghabiskan bahan bakar sebanyak 56 ml detik
Sehingga laju aliran massa bahan bakar didapat : Laju aliran massa bahan bakar
= =
= 0,1969 kgjam = 0,197 kgjam
Dengan diperolehnya laju aliran massa bahan bakar, maka dapat dihitung besar AFR.
Air Fuel Ratio AFR =
= =
45,67
Untuk mendapatkan nilai AFR masing-masing variasi putaran, pembebanan dan penggunaaan variasi pengujian tanpa magnet dan katalitik serta
penggunaan magnet dan katalitik dapat dengan menggunakan metode perhitungan yang sama. Besar AFR yang didapat dengan metode yang sama dapat kita lihat
pada tabel 4.7 di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
61
Tabel 4.7 AFR Hasil Perhitungan
BEBAN PUTARAN
MESIN AFR
kg rpm
TANPA MAGNET DAN KATALITIK MAGNET
1 MAGNET
2 MAGNET
3
3,5 1600
45,67 45,61
46,14 49,19
1800 45,99
45,82 46,29
49 2000
46,11 45,97
47 49,07
2200 48,89
48,73 49,78
51,56 2400
49,48 48,96
50,51 51,94
2600 49,23
48,65 50,04
51,96
BEBAN PUTARAN
MESIN AFR
kg rpm
TANPA MAGNET DAN KATALITIK MAGNET
1 MAGNET
2 MAGNET
3
4,5 kg 1600
44,44 44,04
45,55 48,12
1800 46,23
45 47,08
49,54 2000
46,8 45,56
47,62 50,19
2200 47,39
45,78 48,69
50,45 2400
47,55 46,35
48,71 50,41
2600 48,4
47,73 49,75
51,32
Pada pembebanan statis 3,5 kg tabel 4.7, AFR terendah mesin diperoleh
pada pengujian dengan menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm yaitu sebesar 45,61. Sedangkan AFR
tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 51,96.
Pada pembebanan statis 4,5 kg tabel 4.7, AFR terendah mesin diperoleh
pada pengujian dengan menggunakan menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm yaitu 44,04. Sedangkan
AFR tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar
51,32.
Universitas Sumatera Utara
62 Hasil perhitungan AFR mesin diesel satu silinder TecQuipment TD 111
secara menyeluruh dapat kita lihat pada gambar 4.11 dan gambar 4.12 berikut ini :
Gambar 4.11 Grafik AFR vs Putaran Mesin dengan beban 3,5 kg
Gambar 4.12 Grafik AFR vs Putaran Mesin dengan beban 4,5 kg
Universitas Sumatera Utara
63 Dari kedua grafik AFR vs putaran mesin yang dapat dilihat pada gambar
4.11 dan 4.12 menunjukkan bahwa nilai AFR berbanding lurus dengan putaran . semakin tinggi putaran maka AFR akan semakin tinggi juga dan begitu juga
sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh karena setiap kenaikan putaran mesin itu akan membuat terjadinya pembakaran yang lebih besar lagi, sehingga membutuhkan
jumlah bahan bakar dan udara yang lebih banyak lagi dalam proses pembakaran.
Gambar 4.13 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 1 3,5 kg
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 1 4,5 kg
Berdasarkan gambar 4.13 dan 4.14 diperoleh kesimpulan :
AFR yang didapat dengan menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter cenderung lebih kecil dibanding dengan tanpa magnet dan katalitik
konverter, hal ini terjadi karena massa bahan bakar yang masuk ke ruang bakar dengan menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
64
Pada pembebanan statis 3,5 kg gambar 4.13, AFR terendah mesin diperoleh pada pengujian menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter
pada putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 45,61. Sedangkan AFR tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan tanpa
magnet dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 49,23.
Pada pembebanan statis 4,5 kg gambar 4.14, AFR terendah mesin
diperoleh pada pengujian menggunakan magnet 1 dan katalitik konverter pada putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 44,04. Sedangkan AFR
tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan tanpa magnet dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 48,4.
Gambar 4.15 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 2 3,5 kg
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 2 4,5 kg
Universitas Sumatera Utara
65 Berdasarkan gambar 4.15 dan 4.16 diperoleh kesimpulan :
AFR yang didapat dengan menggunakan magnet 2 dan katalitik konverter
lebih besar dibanding dengan tanpa magnet dan katalitik konverter, hal ini terjadi karena massa bahan bakar yang masuk ke ruang bakar dengan
menggunakan magnet 2 dan katalitik konverter lebih kecil dibandingkan dengan tanpa menggunakan magnet dan tanpa menggunakan katalitik
konverter.
Pada pembebanan statis 3,5 kg gambar 4.15, AFR terendah mesin diperoleh pada pengujian tanpa magnet dan katalitik konverter pada
putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 45,67. Sedangkan AFR tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 2 dan
katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 50,04.
Pada pembebanan statis 4,5 kg gambar 4.16, AFR terendah mesin diperoleh pada pengujian tanpa magnet dan katalitik konverter pada
putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 44,44. Sedangkan AFR tertinggi mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 2 dan
katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 49,75.
Gambar 4.17 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 3 3,5 kg
Universitas Sumatera Utara
66
Gambar 4.18 Grafik Perbandingan AFR vs Putaran Tanpa Magnet dan Magnet 3 4,5 kg
Berdasarkan gambar 4.17 dan 4.18 diperoleh kesimpulan :
AFR yang didapat dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter lebih besar dibanding dengan tanpa magnet dan katalitik konverter, hal ini
terjadi karena massa bahan bakar yang masuk ke ruang bakar dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter lebih kecil dibandingkan
dengan tanpa menggunakan magnet dan tanpa menggunakan katalitik konverter
Pada pembebanan statis 3,5 kg gambar 4.17, AFR terendah mesin
diperoleh pada pengujian tanpa magnet dan katalitik konverter pada putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 45,61. Sedangkan AFR tertinggi
mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 51,96.
Pada pembebanan statis 4,5 kg gambar 4.18, AFR terendah mesin
diperoleh pada pengujian tanpa magnet dan katalitik konverter pada putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 44,44. Sedangkan AFR tertinggi
mesin diperoleh pada pengujian dengan menggunakan magnet 3 dan katalitik konverter pada putaran mesin 2600 rpm sebesar 51,32.
Universitas Sumatera Utara
67
4.5 Efisiensi Volumetris
Kategori