Pengaruh Bahan Bakar Campuran Ethanol dengan Pertamax Terhadap Prestasi Honda Verza 150 CC
PENGARUH BAHAN BAKAR
CAMPURAN ETHANOL DENGAN PERTAMAX
TERHADAP PRESTASI HONDA VERZA 150 CC
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
MUHAMMAD DONNY AULIA PULUNGAN
NIM: 110401118
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
1
Universitas Sumatera Utara
2
Universitas Sumatera Utara
3
Universitas Sumatera Utara
4
Universitas Sumatera Utara
5
Universitas Sumatera Utara
6
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia
dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana
Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Pengaruh Bahan Bakar Campuran Ethanol
dengan Pertamax Terhadap Prestasi Honda Verza 150 CC”.
Selama penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis
menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, yang telah memberikan segala dukungan tak
terhingga baik dukungan moril dan materil.
2. Bapak
Ir. Mulfi Hazwi. M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat
terselesaikan.
3. Bapak Dr.Ir.M.Sabri,MT selaku dosen Ketua Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Abangda Fadly Ahmad Kurniawan Nasution, ST selaku mahasiswa Magister
Teknik Mesin yang selalu mendukung dan memberikan motifasi.
5. Abangda Nazwir Fahmi Damanik, Yogi Aldiansyah, Toto Wibowo, Afrizal
dan Jeffry yang telah banyak membagikan ilmunya kepada penulis.
6. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada
penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen
Teknik Mesin.
7. Saudara Masruri, Budi Ari Sasmito, Kahar Sinaga, Kin Tawarmiko, Indra
Hermawan, Syugito, Teguh Iman Widodo, Dino Hastrino, Erwinsyah
Batubara, Rio Martua Harahap, Fandi Aprianto dan teman-teman mahasiswa
Teknik Mesin USU khususnya untuk stambuk 2011, yang telah banyak
memberikan support dan sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
7
Universitas Sumatera Utara
8. Kakak-kakak saya tercinta Bebby Purba ST yang terus mendukung hingga
skripsi ini selesai.
Penulis menyadari baik dari segi teknik maupun dari segi materi sekripsi ini
cukup baik. Untuk selanjutnya, kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir
kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya
dan penulis sendiri pada khususnya.
Medan,
Juli 2017
Penulis,
Muhammad Donny Aulia Pulungan
NIM : 110401118
8
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Krisis energi pada saat ini sudah dirasakan di beberapa Negara,mereka berlombalomba untuk mengadakan penghematan dan pemakaian energi yang tepat
diberbagai bidangnya.Salah satu metode yang saat ini dikembangkan adalah
etanol sebagai energi alternative terutama untuk kebutuhan bahan bakar alat
transportasi. Dari berbagai penelitian yang telah banyak dilakukan, penggunaan
etanol sebagai bahan alternative memberikan dampak yang positif dari sisi
penghematan bahan bakar.oleh karna itu dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh
penambahan etanol pada bahan bakar jenis pertamax. Hal ini karena pertamax
merupakan bahan bakar yang sesuai dengan tuntutan kebutuhan perkembangan
otomotif. Pertamax memiliki oktan yang lumayan tinggi dan spesifikasi bahan
bakar pertamax memiliki stabilitas oksidasi yang lebih tinggi dan kandungan
oksin, aromatic, dan benzenanya tidak di batasi. Hasilnya pembakaran bahan
bakar pertamax lebih baik .Data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan
untuk mendapatkan peningkatan performansi mesin,Torsi (T),Daya (P),konsumsi
bahan bakar specific (Sfc),rasio perbandingan udara bahan bakar (AFR), efisiensi
termal, efisiensi volumetric dan nilai kalor bahan bakar yang dihasilkan.Dari hasil
pengujian.
Kesimpulan:1.Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan
konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di
jelaskan sebagai berikut :a.Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang di peroleh dari
hasil pengujian bom kalori meter yaitu bahan bakar pertamax sebesar 59060,16
kJ/kg, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 56165,976 kJ/kg, 10% (E10)
sebesar 55775,384 kJ/kg, dan 15% (E15) sebesar 55096,792 kJ/kg. Pembakaran
pertamax lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi dari pada bahan bakar
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Sehingga nilai
torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan
bakar(SFC), pertamax lebih boros,b.Torsi rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar
11,08 Nm, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 11,02 Nm, 10% (E10)
sebesar 11,03 Nm, dan 15% (E15) sebesar 10,97 Nm,c.Daya rata-rata pada setiap
putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar
pertamax sebesar 4709,53 W, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
4677,56 W, 10% (E10) sebesar 4683,48 W, dan 15% (E15) sebesar 4656,52
W,d.Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar
258,86 gr/kWh, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 251,49 gr/kWh, 10%
(E10) sebesar 250,65 gr/kWh, dan 15% (E15) sebesar 244,40 gr/kWh.2.Secara
umum, efisiensi thermal, (AFR)perbandingan rasio udara bahan bakar, dan
efisiensi volumetris pada setiap pariasi bahan bakar pertamax campuran pertamaxetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di jelaskan sebagai berikut
:a. Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil
pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 34,27%,
9
Universitas Sumatera Utara
bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 37,18%, 10% (E10)
sebesar 37,87%, dan 15% (E15) sebesar 39,06%,b.(AFR) rasio udara bahan bakar
rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan
menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 16,59; bahan bakar campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 17,28; 10% (E10) sebesar 17,38; dan 15% (E15)
sebesar 17,56,c. Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh
dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar
83,03%; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 85,13%; 10%
(E10) sebesar 84,54%; 15% (E15) sebesar 83,30%.
Kata Kunci : Mesin otto,Ethanol,Pertamax,Performansi.
10
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The energy crisis is now felt in some countries, they are competing to make the
right savings and energy usage in various fields. One of the methods currently
developed is ethanol as an alternative energy especially for the transportation fuel
needs. From many studies that have been done, the use of ethanol as an
alternative material gives a positive impact in terms of fuel savings. That's why in
this study will be studied the effect of adding ethanol on fuel pertamax type. This
is because pertamax is a fuel that suits the demands of automotive development
needs. Pertamax has a fairly high octane and the pertamax fuel specification has
a higher oxidation stability and the oxide, aromatic, and benzen content are not
restricted. The result is better fuel burning pertamax. The data obtained from the
tests performed to obtain improved engine performance, Torque (T), Power (P),
specific fuel consumption (Sfc), ratio of air fuel (AFR), thermal efficiency , The
volumetric efficiency and the calorific value of the fuel produced.From the test
results.
Conclusions: 1. In general, the calorific value of fuel (LHV), torque, power, and
specific fuel consumption (SFC) at each of the first 5x (5%) ethanol mixture of 5x
(E5), 10% (E10) and 15 % (E15) In detail described as follows: a. The calorific
value of fuel (LHV) obtained from the test of calorie bomb meter that is pertamax
fuel is 59060,16 kJ / kg, mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) Equal to 56165,976
kJ / kg, 10% (E10) of 55775,384 kJ / kg, and 15% (E15) of 55096,792 kJ / kg.
First burning of pertamax is better because the calorific value is higher than that
of the 5 x 5% (E5), 10% (E10) and 15% (E15) mixtures of fuel. So the value of
torque and power is also greater. However, in terms of fuel consumption (SFC),
pertamax is more extravagant, b.Torsi averaged at each round obtained from the
test results using a pertamax fuel of 11.08 Nm, a mixture of pertamax-ethanol 5%
(E5 ) Of 11.02 Nm, 10% (E10) of 11.03 Nm, and 15% (E15) of 10.97 Nm, c. The
average force for each round obtained from the test results using a pertamax fuel
of 4709.53 W, a 5x ethanol 5% (E5) mixture of 4677.56 W, 10% (E10) of 4683.48
W, and 15% (E15) of 4656.52 W, d.Conspecific fuel consumption (E5) SFC) on
average in each round obtained from the test results using a pertamax fuel of
258.86 gr / kWh, a mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) of 251.49 gr / kWh, 10%
(E10) of 250.65 gr / kWh, and 15% (E15) of 244.40 gr / kWh.2. In general,
thermal efficiency, (AFR) ratio of air fuel ratio, and volumetric efficiency at each
of the first fuel camp of pertamax camp Ethanol 5% (E5), 10% (E10) and 15%
(E15) ethanol in detail are described as follows: a. The average thermal efficiency
of each cycle obtained from the test result using the pertamax fuel is 34.27%, the
fuel of the mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) is 37.18%, 10% (E10) is 37 ,
87%, and 15% (E15) of 39.06%, b. (AFR) the ratio of the average fuel air in each
round obtained from the test results by using pertamax fuel is 16.59; Mixture fuel
pertamax-ethanol 5% (E5) of 17,28; 10% (E10) of 17.38; And 15% (E15) of
17.56, c. The average volumetric efficiency in each round obtained from the test
11
Universitas Sumatera Utara
results using the pertamax fuel was 83.03%; Mixture fuel pertamax-ethanol 5%
(E5) equal to 85,13%; 10% (E10) of 84.54%; 15% (E15) of 83.30%.
Keywords: Otto Machine, Ethanol, Pertamax, Performance.
12
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................. i
ABSTRAK ................................................................................................................ iii
ABSTRCT................................................................................................................. v
DAFTAR ISI ............................................................................................................ vii
DAFTAR TABEL .................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Tujuan Pengujian .................................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4 Metodologi Penulisan ............................................................................. 4
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5
2.1 Motor Bakar ............................................................................................ 5
2.2 Bahan Bakar Bensin ............................................................................... 6
2.3 Motor Bakar Bensin ............................................................................... 9
2.3.1 Siklus Otto Ideal ............................................................................... ..10
2.4 Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin ....................................................... ..11
2.4.1 Torsi Poros ........................................................................................ ..12
2.4.2 Daya Poros ........................................................................................ ..12
2.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ..................................................... ..13
2.4.4 Air Fuel Ratio ................................................................................... ..13
2.4.5 Efisiensi Volumetris ............................................................................ 14
2.4.6 Efisiensi Thermal ................................................................................. 15
2.5 Nilai Kalor Bahan Bakar ........................................................................ 15
2.6 Sejarah Etanol ......................................................................................... 17
2.6.1 Etanol ................................................................................................... 18
13
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 20
3.1 Penelitian ................................................................................................. 20
3.2 Waktu dan Tempat.................................................................................. 21
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ..................................................... 21
3.2.2 Pengujian Torsi .................................................................................... 21
3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ................................................... 22
3.3 Alat dan Bahan........................................................................................ 22
3.3.1 Alat ....................................................................................................... 22
3.3.2 Bahan .................................................................................................... 28
3.4 Metode Pengumpulan Data .................................................................... 29
3.5 Motode Pengolahan Data ....................................................................... 29
3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian ......................................................... 29
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ................................................ 30
3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik.......................... 31
3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar....................................... 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 36
4.1 Data Hasil Penelitian .............................................................................. 36
4.1.1 Data Motor ........................................................................................... 36
4.1.2 Data Bahan Bakar ................................................................................ 36
4.2 Pengujian Perpormansi Mesin Otto ....................................................... 38
4.2.1 Perbandingan Gigi Transmisi.............................................................. 38
4.2.2 Torsi...................................................................................................... 39
4.2.3 Daya...................................................................................................... 41
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ........................................................ 43
4.2.5 Efisiensi Thermal................................................................................. 46
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar ................................................................... 48
4.2.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................ 51
14
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 53
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 53
5.2 Saran ........................................................................................................ 54
DAFTAR KEPUSTAKAAN .................................................................................. 55
LAMPIRAN
15
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 4.12
Tabel 4.13
Tabel 4.14
Tabel 4.15
Halaman
Sepesifikasi Bahan Bakar Pertamax ............................................... 8
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax ............................... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 5% ......... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 10% ....... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 15 % ...... 37
Nilai Torsi setiap Bahan Bakar ....................................................... 38
Daya setiap Bahan Bakar ................................................................ 40
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax ................................ 41
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 5% ........... 41
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 10%......... 42
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 15%......... 42
Nilai SFC setiap Bahan Bakar ........................................................ 42
Nilai Efisiensi Thermal setiap Bahan Bakar .................................. 44
Laju Udara pada setiap Bahan Bakar ............................................. 45
Nilai Rasio Udara AFR setiap Bahan Bakar .................................. 46
Efisiensi Volumetris setiap Bahan Bakar ....................................... 47
16
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Halaman
Proses Kerja Motor Pembakaran dalam dan luar......................... 6
Pembagian Langkah Siklus Otto................................................... 10
Diagram P-V dan Diagram T-S Siklus Otto ................................ 11
Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ............................................... 21
Pengujian Torsi .............................................................................. 21
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ............................................. 22
Mesin Otto 4 Langkah ................................................................... 23
Tabung Ukur .................................................................................. 24
Tachometer ..................................................................................... 25
Timbangan Digital ......................................................................... 25
Timbangan Pegas ........................................................................... 26
Digital Stopwatch .......................................................................... 26
HiDS HD-30 .................................................................................. 27
Selang Bahan Bakar....................................................................... 28
Bahan Bakar Pertamax .................................................................. 28
Bioetanol Absolut (kadar 99%) .................................................... 29
Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik................................. 32
Bom Kalori Meter .......................................................................... 33
Grafik Torsi VS Putaran setiap Bahan Bakar .............................. 40
Grafik Torsi terendah dan tertinggi VS Putaran .......................... 40
Grafik Perbandingan Daya VS Putaran setiap Bahan Bakar ...... 42
Grafik Perbandingan Daya terendah dan tertinggi VS Putaran .. 42
Grafik SFC (gr/kW.h) VS Putaran setiap Bahan Bakar .............. 45
Grafik SFC (gr/kW.h) terendah dan tertinggi VS Putaran .......... 46
Grafik Efisiensi Thermal (%) VS Putaran setiap Bahan Bakar .. 47
Grafik Efisiensi Thermal terendah dan tertinggi(%) VS Putaran 48
Grafik AFR VS Putaran setiap Bahan Bakar .............................. 50
Grafik AFR terendah dan tertinggi VS Putaran .......................... 50
Grafik Efisiensi Volumetris VS Putaran setiap Bahan Bakar ..... 51
Grafik Efisiensi Volumetris terendah dan tertinggi VS Putaran. 52
17
Universitas Sumatera Utara
CAMPURAN ETHANOL DENGAN PERTAMAX
TERHADAP PRESTASI HONDA VERZA 150 CC
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
MUHAMMAD DONNY AULIA PULUNGAN
NIM: 110401118
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
1
Universitas Sumatera Utara
2
Universitas Sumatera Utara
3
Universitas Sumatera Utara
4
Universitas Sumatera Utara
5
Universitas Sumatera Utara
6
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia
dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana
Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Pengaruh Bahan Bakar Campuran Ethanol
dengan Pertamax Terhadap Prestasi Honda Verza 150 CC”.
Selama penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis
menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, yang telah memberikan segala dukungan tak
terhingga baik dukungan moril dan materil.
2. Bapak
Ir. Mulfi Hazwi. M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat
terselesaikan.
3. Bapak Dr.Ir.M.Sabri,MT selaku dosen Ketua Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Abangda Fadly Ahmad Kurniawan Nasution, ST selaku mahasiswa Magister
Teknik Mesin yang selalu mendukung dan memberikan motifasi.
5. Abangda Nazwir Fahmi Damanik, Yogi Aldiansyah, Toto Wibowo, Afrizal
dan Jeffry yang telah banyak membagikan ilmunya kepada penulis.
6. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada
penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen
Teknik Mesin.
7. Saudara Masruri, Budi Ari Sasmito, Kahar Sinaga, Kin Tawarmiko, Indra
Hermawan, Syugito, Teguh Iman Widodo, Dino Hastrino, Erwinsyah
Batubara, Rio Martua Harahap, Fandi Aprianto dan teman-teman mahasiswa
Teknik Mesin USU khususnya untuk stambuk 2011, yang telah banyak
memberikan support dan sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
7
Universitas Sumatera Utara
8. Kakak-kakak saya tercinta Bebby Purba ST yang terus mendukung hingga
skripsi ini selesai.
Penulis menyadari baik dari segi teknik maupun dari segi materi sekripsi ini
cukup baik. Untuk selanjutnya, kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir
kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya
dan penulis sendiri pada khususnya.
Medan,
Juli 2017
Penulis,
Muhammad Donny Aulia Pulungan
NIM : 110401118
8
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Krisis energi pada saat ini sudah dirasakan di beberapa Negara,mereka berlombalomba untuk mengadakan penghematan dan pemakaian energi yang tepat
diberbagai bidangnya.Salah satu metode yang saat ini dikembangkan adalah
etanol sebagai energi alternative terutama untuk kebutuhan bahan bakar alat
transportasi. Dari berbagai penelitian yang telah banyak dilakukan, penggunaan
etanol sebagai bahan alternative memberikan dampak yang positif dari sisi
penghematan bahan bakar.oleh karna itu dalam penelitian ini akan dikaji pengaruh
penambahan etanol pada bahan bakar jenis pertamax. Hal ini karena pertamax
merupakan bahan bakar yang sesuai dengan tuntutan kebutuhan perkembangan
otomotif. Pertamax memiliki oktan yang lumayan tinggi dan spesifikasi bahan
bakar pertamax memiliki stabilitas oksidasi yang lebih tinggi dan kandungan
oksin, aromatic, dan benzenanya tidak di batasi. Hasilnya pembakaran bahan
bakar pertamax lebih baik .Data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan
untuk mendapatkan peningkatan performansi mesin,Torsi (T),Daya (P),konsumsi
bahan bakar specific (Sfc),rasio perbandingan udara bahan bakar (AFR), efisiensi
termal, efisiensi volumetric dan nilai kalor bahan bakar yang dihasilkan.Dari hasil
pengujian.
Kesimpulan:1.Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan
konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di
jelaskan sebagai berikut :a.Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang di peroleh dari
hasil pengujian bom kalori meter yaitu bahan bakar pertamax sebesar 59060,16
kJ/kg, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 56165,976 kJ/kg, 10% (E10)
sebesar 55775,384 kJ/kg, dan 15% (E15) sebesar 55096,792 kJ/kg. Pembakaran
pertamax lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi dari pada bahan bakar
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Sehingga nilai
torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan
bakar(SFC), pertamax lebih boros,b.Torsi rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar
11,08 Nm, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 11,02 Nm, 10% (E10)
sebesar 11,03 Nm, dan 15% (E15) sebesar 10,97 Nm,c.Daya rata-rata pada setiap
putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar
pertamax sebesar 4709,53 W, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
4677,56 W, 10% (E10) sebesar 4683,48 W, dan 15% (E15) sebesar 4656,52
W,d.Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar
258,86 gr/kWh, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 251,49 gr/kWh, 10%
(E10) sebesar 250,65 gr/kWh, dan 15% (E15) sebesar 244,40 gr/kWh.2.Secara
umum, efisiensi thermal, (AFR)perbandingan rasio udara bahan bakar, dan
efisiensi volumetris pada setiap pariasi bahan bakar pertamax campuran pertamaxetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di jelaskan sebagai berikut
:a. Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil
pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 34,27%,
9
Universitas Sumatera Utara
bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 37,18%, 10% (E10)
sebesar 37,87%, dan 15% (E15) sebesar 39,06%,b.(AFR) rasio udara bahan bakar
rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan
menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 16,59; bahan bakar campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 17,28; 10% (E10) sebesar 17,38; dan 15% (E15)
sebesar 17,56,c. Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh
dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar
83,03%; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 85,13%; 10%
(E10) sebesar 84,54%; 15% (E15) sebesar 83,30%.
Kata Kunci : Mesin otto,Ethanol,Pertamax,Performansi.
10
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The energy crisis is now felt in some countries, they are competing to make the
right savings and energy usage in various fields. One of the methods currently
developed is ethanol as an alternative energy especially for the transportation fuel
needs. From many studies that have been done, the use of ethanol as an
alternative material gives a positive impact in terms of fuel savings. That's why in
this study will be studied the effect of adding ethanol on fuel pertamax type. This
is because pertamax is a fuel that suits the demands of automotive development
needs. Pertamax has a fairly high octane and the pertamax fuel specification has
a higher oxidation stability and the oxide, aromatic, and benzen content are not
restricted. The result is better fuel burning pertamax. The data obtained from the
tests performed to obtain improved engine performance, Torque (T), Power (P),
specific fuel consumption (Sfc), ratio of air fuel (AFR), thermal efficiency , The
volumetric efficiency and the calorific value of the fuel produced.From the test
results.
Conclusions: 1. In general, the calorific value of fuel (LHV), torque, power, and
specific fuel consumption (SFC) at each of the first 5x (5%) ethanol mixture of 5x
(E5), 10% (E10) and 15 % (E15) In detail described as follows: a. The calorific
value of fuel (LHV) obtained from the test of calorie bomb meter that is pertamax
fuel is 59060,16 kJ / kg, mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) Equal to 56165,976
kJ / kg, 10% (E10) of 55775,384 kJ / kg, and 15% (E15) of 55096,792 kJ / kg.
First burning of pertamax is better because the calorific value is higher than that
of the 5 x 5% (E5), 10% (E10) and 15% (E15) mixtures of fuel. So the value of
torque and power is also greater. However, in terms of fuel consumption (SFC),
pertamax is more extravagant, b.Torsi averaged at each round obtained from the
test results using a pertamax fuel of 11.08 Nm, a mixture of pertamax-ethanol 5%
(E5 ) Of 11.02 Nm, 10% (E10) of 11.03 Nm, and 15% (E15) of 10.97 Nm, c. The
average force for each round obtained from the test results using a pertamax fuel
of 4709.53 W, a 5x ethanol 5% (E5) mixture of 4677.56 W, 10% (E10) of 4683.48
W, and 15% (E15) of 4656.52 W, d.Conspecific fuel consumption (E5) SFC) on
average in each round obtained from the test results using a pertamax fuel of
258.86 gr / kWh, a mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) of 251.49 gr / kWh, 10%
(E10) of 250.65 gr / kWh, and 15% (E15) of 244.40 gr / kWh.2. In general,
thermal efficiency, (AFR) ratio of air fuel ratio, and volumetric efficiency at each
of the first fuel camp of pertamax camp Ethanol 5% (E5), 10% (E10) and 15%
(E15) ethanol in detail are described as follows: a. The average thermal efficiency
of each cycle obtained from the test result using the pertamax fuel is 34.27%, the
fuel of the mixture of pertamax-ethanol 5% (E5) is 37.18%, 10% (E10) is 37 ,
87%, and 15% (E15) of 39.06%, b. (AFR) the ratio of the average fuel air in each
round obtained from the test results by using pertamax fuel is 16.59; Mixture fuel
pertamax-ethanol 5% (E5) of 17,28; 10% (E10) of 17.38; And 15% (E15) of
17.56, c. The average volumetric efficiency in each round obtained from the test
11
Universitas Sumatera Utara
results using the pertamax fuel was 83.03%; Mixture fuel pertamax-ethanol 5%
(E5) equal to 85,13%; 10% (E10) of 84.54%; 15% (E15) of 83.30%.
Keywords: Otto Machine, Ethanol, Pertamax, Performance.
12
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................. i
ABSTRAK ................................................................................................................ iii
ABSTRCT................................................................................................................. v
DAFTAR ISI ............................................................................................................ vii
DAFTAR TABEL .................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Tujuan Pengujian .................................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4 Metodologi Penulisan ............................................................................. 4
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5
2.1 Motor Bakar ............................................................................................ 5
2.2 Bahan Bakar Bensin ............................................................................... 6
2.3 Motor Bakar Bensin ............................................................................... 9
2.3.1 Siklus Otto Ideal ............................................................................... ..10
2.4 Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin ....................................................... ..11
2.4.1 Torsi Poros ........................................................................................ ..12
2.4.2 Daya Poros ........................................................................................ ..12
2.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ..................................................... ..13
2.4.4 Air Fuel Ratio ................................................................................... ..13
2.4.5 Efisiensi Volumetris ............................................................................ 14
2.4.6 Efisiensi Thermal ................................................................................. 15
2.5 Nilai Kalor Bahan Bakar ........................................................................ 15
2.6 Sejarah Etanol ......................................................................................... 17
2.6.1 Etanol ................................................................................................... 18
13
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 20
3.1 Penelitian ................................................................................................. 20
3.2 Waktu dan Tempat.................................................................................. 21
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ..................................................... 21
3.2.2 Pengujian Torsi .................................................................................... 21
3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ................................................... 22
3.3 Alat dan Bahan........................................................................................ 22
3.3.1 Alat ....................................................................................................... 22
3.3.2 Bahan .................................................................................................... 28
3.4 Metode Pengumpulan Data .................................................................... 29
3.5 Motode Pengolahan Data ....................................................................... 29
3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian ......................................................... 29
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ................................................ 30
3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik.......................... 31
3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar....................................... 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 36
4.1 Data Hasil Penelitian .............................................................................. 36
4.1.1 Data Motor ........................................................................................... 36
4.1.2 Data Bahan Bakar ................................................................................ 36
4.2 Pengujian Perpormansi Mesin Otto ....................................................... 38
4.2.1 Perbandingan Gigi Transmisi.............................................................. 38
4.2.2 Torsi...................................................................................................... 39
4.2.3 Daya...................................................................................................... 41
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ........................................................ 43
4.2.5 Efisiensi Thermal................................................................................. 46
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar ................................................................... 48
4.2.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................ 51
14
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 53
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 53
5.2 Saran ........................................................................................................ 54
DAFTAR KEPUSTAKAAN .................................................................................. 55
LAMPIRAN
15
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Tabel 4.8
Tabel 4.9
Tabel 4.10
Tabel 4.11
Tabel 4.12
Tabel 4.13
Tabel 4.14
Tabel 4.15
Halaman
Sepesifikasi Bahan Bakar Pertamax ............................................... 8
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax ............................... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 5% ......... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 10% ....... 36
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Pertamax – Etanol 15 % ...... 37
Nilai Torsi setiap Bahan Bakar ....................................................... 38
Daya setiap Bahan Bakar ................................................................ 40
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax ................................ 41
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 5% ........... 41
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 10%......... 42
Hasil Pengujian SFC Bahan Bakar Pertamax – Etanol 15%......... 42
Nilai SFC setiap Bahan Bakar ........................................................ 42
Nilai Efisiensi Thermal setiap Bahan Bakar .................................. 44
Laju Udara pada setiap Bahan Bakar ............................................. 45
Nilai Rasio Udara AFR setiap Bahan Bakar .................................. 46
Efisiensi Volumetris setiap Bahan Bakar ....................................... 47
16
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Halaman
Proses Kerja Motor Pembakaran dalam dan luar......................... 6
Pembagian Langkah Siklus Otto................................................... 10
Diagram P-V dan Diagram T-S Siklus Otto ................................ 11
Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ............................................... 21
Pengujian Torsi .............................................................................. 21
Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ............................................. 22
Mesin Otto 4 Langkah ................................................................... 23
Tabung Ukur .................................................................................. 24
Tachometer ..................................................................................... 25
Timbangan Digital ......................................................................... 25
Timbangan Pegas ........................................................................... 26
Digital Stopwatch .......................................................................... 26
HiDS HD-30 .................................................................................. 27
Selang Bahan Bakar....................................................................... 28
Bahan Bakar Pertamax .................................................................. 28
Bioetanol Absolut (kadar 99%) .................................................... 29
Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik................................. 32
Bom Kalori Meter .......................................................................... 33
Grafik Torsi VS Putaran setiap Bahan Bakar .............................. 40
Grafik Torsi terendah dan tertinggi VS Putaran .......................... 40
Grafik Perbandingan Daya VS Putaran setiap Bahan Bakar ...... 42
Grafik Perbandingan Daya terendah dan tertinggi VS Putaran .. 42
Grafik SFC (gr/kW.h) VS Putaran setiap Bahan Bakar .............. 45
Grafik SFC (gr/kW.h) terendah dan tertinggi VS Putaran .......... 46
Grafik Efisiensi Thermal (%) VS Putaran setiap Bahan Bakar .. 47
Grafik Efisiensi Thermal terendah dan tertinggi(%) VS Putaran 48
Grafik AFR VS Putaran setiap Bahan Bakar .............................. 50
Grafik AFR terendah dan tertinggi VS Putaran .......................... 50
Grafik Efisiensi Volumetris VS Putaran setiap Bahan Bakar ..... 51
Grafik Efisiensi Volumetris terendah dan tertinggi VS Putaran. 52
17
Universitas Sumatera Utara