Pengujian mesin sepeda motor 100 cc menggunakan dinamometer generator ac 10 kw AWAL
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC
MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
BRAMANTYO GILANG K.
NIM. I0407028
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan .” (Al-
Insyirah : 5-6)
”Hidup itu sederhana. Ambillah keputusan dan jangan pernah lihat ke
belakang.” (Han. Fast and Furious : Tokyo Drift)
”Hidup adalah pilihan. Maka pilihlah dan hidupilah.” (Metal Gear
Solid)
”Kalau kamu sudah memilih jalan hidupmu maka berjuanglah dan
pastikan kamu menang karena menyerah bukan pilihan.” (Penulis)
SUMPAH KMTM
Merah Putih adalah kebanggaanku
KMTM adalah nafasku
Untukmu Bangsa dan Negeriku
Teknik Mesin Jaya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan hati, segenap cinta dan kasih sayang, penulis
persembahan skripsi ini untuk:
Allah S.W.T. atas segala rezeki maupun ujian yang telah diberikan
sehingga menjadikan saya untuk selalu ikhtiar dan bersyukur kepadaMu.
Nabi Muhammad Shalallahu ‘Alaihi Wassalam sebagai manusia terbaik di
muka bumi, uswatun hasanah, penyempurna akhlak, shollawat serta salam
semoga selalu tercurah kepadanya, keluarga, sahabat, dan pengikutnya
yang istiqomah sampai akhir zaman.
Ibunda Murni Handayaningsih, Ayahanda Kusumasmoro Edy Soetjipto,
kakakku Lucky Savitri Kusumaningtyas, dan seluruh keluarga besarku
yang senantiasa memberikan do’a, semangat dan dukungan baik moral,
spiritual dan material tanpa henti.
Teman-teman Teknik Mesin Nol Tujuh (TMNT) khususnya para ”last man
standing” yang telah berjuang bersama, berbagi kebahagiaan, suka, duka,
canda, tawa dan semangat untuk terus berjuang. KALIAN LUAR
BIASA !
Generasi penerus bangsa yang menggunakan skripsi ini sebagai bahan
referensi.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ENGINE TESTING OF MOTORCYCLE 100 CC USING
DYNAMOMETER TYPE GENERATOR AC 10 KW
Bramantyo Gilang Kusumaatmaja
Mechanical Engineering Departement
Engineering Faculty Sebelas Maret University
Surakarta, Indonesia
E-mail: bram_banger@yahoo.co.id
Abstract
This research aim to modified the 10 kW AC generator as a dynamometer.
The function of dynamometer is to determine the engine performance
characteristics that include break power, BSFC, BMEP, and thermal efficiency.
The AC generator was modified with a power supply circuit in order to control the
dynamometer’s load. Viar Super X 100 cc 4 strokes 1 cylinder engine in standard
conditions was tested with the 10 kW AC generator (generator type dynamometer)
at 1500 rpm. The tests was carried out in conditions of 2600 W maximum lamp
load with 1, 2 and 3 kg dynamometer’s load at 2500, 3000, 4000, 5000 and 6000
engine rotational speed for each load.
The results of this research showed that DC electric power is decreased
from 7.8VA to 4 VA for 1 kg load, 22 VA to 9.6 VA for 2 kg load and 61.2 VA to
22 VA for 3kg dynamometer’s load as the engine rotational speed increased. The
break power is increased from 0.22 kW to 1.927 kW and thermal efficiency is
increased from 5.86% to 21.17% as the engine rotational speed and
dynamometer’s load increased. The value of BSFC is decreased from 1.39
kg/kW.h to 0.386 kg/kW.h as the break power increased.
Keywords : BMEP, brake power, BSFC, dynamometer, thermal efficiency, 4
stroke engine
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC MENGGUNAKAN
DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW
Bramantyo Gilang Kusumaatmaja
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
E-mail : bram_banger@yahoo.co.id
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi generator AC 10 kW sehingga
dapat digunakan sebagai dinamometer. Fungsi dinamometer untuk mengetahui
karakteristik unjuk kerja mesin yang meliputi daya (break power ), BSFC, BMEP
dan efisiensi termal. Generator AC dimodifikasi dengan membuat suatu rangkaian
power supply untuk mengatur pembebanan pada dinamometer sehingga dapat
menguji mesin sepeda motor. Mesin yang diuji adalah mesin motor Viar Super X
100 cc 4 tak 1 silinder kondisi standard dan menggunakan engine dynamometer
berupa generator AC (generator type dynamometer ) dengan kapasitas 10 kW pada
putaran 1500 rpm. Pengujian dilakukan pada pembebanan lampu maksimum 2600
W dengan beban dinamometer 1, 2 dan 3 kg serta pada putaran mesin 2500, 3000,
4000, 5000 dan 6000 rpm pada tiap beban.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daya listrik DC menurun dari 7,8 VA
ke 4 VA untuk beban 1 kg, 22 VA ke 9,6 VA untuk beban 2 kg dan 61,2 VA ke
22 VA untuk beban 3 kg seiring kenaikan putaran mesin. Break power meningkat
dari 0,27 kW ke 1,927 kW dan efisiensi termal dari 5,86% ke 21,17% seiring
peningkatan beban dan putaran mesin. BSFC menurun dari 1,39 kg / kW.h ke
0.386 kg / kW.h sesuai dengan peningkatan break power .
Kata kunci : BMEP , brake power , BSFC, dinamometer, efisiensi termal, mesin 4
tak.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat ALLAH SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas segala
limpahan rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan
menyelesaikan Skripsi “Pengujian Mesin Sepeda Motor 100 cc Menggunakan
Dinamometer Generator AC 10 kW” ini dengan baik.
Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar
Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyelesaian skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa
bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Oleh
karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
yang sebesar besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam
menyelesaikan Skripsi ini, terutama kepada:
1. ALLAH SWT, atas segala limpahan nikmat dan kemudahan yang telah
diberikan.
2. Bapak Dr. Budi Santoso, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbingan, motivasi dan nasehat hingga
selesainya penulisan skripsi.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan bimbingan dan nasehat hingga selesainya penulisan skripsi.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST., MKom, selaku pembimbing akademis
yang selalu memberikan motivasi dan semangat sampai memperoleh
kelulusan.
6. Seluruh Dosen serta Staf di Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah turut
mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
7. Mas Sholihin dan mas Rahmat selaku laboran Lab. Motor bakar yang telah
banyak membantu segala kegiatan penulis di dalam lab.
8. Bapak, Ibu, kakakku tersayang, keluarga besar Hadiwiguno dan semua
keluargaku yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan semangat
material maupun spiritual selama
penyelesaian
commit
to user Tugas Akhir.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9. Teman-teman D3 Teknik Mesin Otomotif Muh. Subhan Mursid, Prasetya
Budianto dan Willy Artha W yang telah merancang dan membangun Engine
Test Bed.
10. Rekan-rekan KMTM (Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin), TMNT (Teknik
Mesin Nol Tujuh) last man standing dan seluruh kakak dan adik angkatan
teknik mesin UNS atas dorongan semangat dan motivasinya. Salam “ M
Solidarity FOREVER “.
11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan moral dan spiritual hingga
terselesainya penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari
sempurna, maka kritik dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
Semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu pengetahuan dan kita semua
Amin.
Surakarta,
April 2015
Penulis.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR I SI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………….ii
MOTTO…………………………………………………………………………..iv
PERSEMBAHAN…………………………………………………………………v
ABSTRAK………………………………………………………………………..vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiv
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3.
Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.4.
Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 3
1.5.
Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 5
2.1.
Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 5
2.2.
Dasar Teori ............................................................................................... 8
2.2.1. Pengertian Dinamometer ...................................................................... 8
2.2.2. Prinsip Kerja Dinamometer.................................................................. 9
2.2.3. Jenis Dinamometer ............................................................................. 10
2.2.4. Generator ............................................................................................ 11
2.2.5. Motor Pembakaran Dalam Jenis Spark Ignition (SI engine) .............. 13
2.2.6. Perhitungan......................................................................................... 15
2.2.6.1.
Unjuk Kerja Mesin ...................................................................... 15
2.2.6.2.
Daya Listrik ................................................................................. 17
BAB III METODE PENELITIAN....................................................................... 19
3.1.
Tempat Penelitian ...................................................................................
19
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.2.
Bahan Penelitian ..................................................................................... 19
3.3.
Alat Penelitian ........................................................................................ 19
3.4.
Prosedur Percobaan ................................................................................ 23
3.5.
Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 28
BAB IV HASIL DAN ANALISIS ....................................................................... 30
4.1
Data Hasil Pengujian .............................................................................. 32
4.2
Analisis Data .......................................................................................... 33
4.2.1 Pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........................ 33
4.2.2 Pengaruh beban dinamometer terhadap BSFC ................................... 35
4.2.3 Pengaruh beban dinamometer terhadap BMEP .................................. 36
4.2.4 Pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal .................... 38
4.2.5 Hubungan
antara
Brake
Power
dengan
BSFC
pada
beban
dinamometer .................................................................................................. 39
4.2.6 Hubungan antara Brake Power dengan BSFC pada putaran mesin
sepeda motor .................................................................................................. 40
4.2.7 Perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya output
listrik terhadap putaran mesin sepeda motor ................................................. 41
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 44
5.1.
Kesimpulan ............................................................................................. 44
5.2.
Saran ....................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 45
LAMPIRAN .......................................................................................................... 47
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema dinamometer ........................................................................... 8
Gambar 2. 2 Prinsip kerja dinamometer ............................................................... 10
Gambar 2. 3 Frictional Dynamometer .................................................................. 10
Gambar 2. 4 Eddy Current Dynamometer ............................................................ 11
Gambar 2. 5 Generator type Dynamometer .......................................................... 11
Gambar 2. 6 Rangkaian generator AC .................................................................. 12
Gambar 2. 7 Piston-silinder mesin ........................................................................ 13
Gambar 2. 8 Geometri piston-silinder mesin ........................................................ 14
Gambar 2. 9 Siklus langkah pada motor bensin empat langkah ........................... 14
Gambar 3. 1 Engine test bed ................................................................................. 20
Gambar 3. 2 Foto alat uji engine test bed.............................................................. 20
Gambar 3. 3 Blok diagram engine test bed. .......................................................... 24
Gambar 3. 4 Rangkaian power supply. ................................................................. 24
Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara daya listrik DC dan brake power terhadap
putaran mesin sepeda motor pada: (a) beban 1 kg, (b) beban 2 kg, (c) beban 3 kg
............................................................................................................................... 32
Gambar 4. 2 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........... 33
Gambar 4. 3 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BSFC ....................... 35
Gambar 4. 4 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BMEP ...................... 36
Gambar 4. 5 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal....... 38
Gambar 4. 6 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada beban
dinamometer.......................................................................................................... 39
Gambar 4. 7 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada putaran
mesin sepeda motor ............................................................................................... 40
Gambar 4. 8 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya
output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 1 kg ................... 41
Gambar 4. 9 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya
output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 2 kg ................... 42
Gambar 4. 10 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan
commit to user
daya output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 3 kg .......... 42
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Spesifikasi digital multimeter .............................................................. 22
Tabel 3. 2 Data pengujian ..................................................................................... 27
Tabel 4. 1 Pengujian tegangan dan arus keluaran pada generator dan armature. . 30
Tabel 4. 2 Data hasil pengujian ............................................................................. 32
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
TDC
= Titik mati atas (top dead centre)
BDC = Titik mati bawah (bottom dead centre)
B
= Diameter silinder (bore)
S
= Panjang silinder (Stroke)
Vd
= Volume langkah (displacement)
Vc
= Volume sisa (clearence)
Rpm
= revolutions per minute
g
= Percepatan grafitasi (m/s2)
ω
= Percepatan angular (rad / s)
F
= Gaya tarik (N)
R
= Panjang lengan gaya (m)
PB
= Break power (Watt)
ṁf
= Laju aliran massa bahan bakar (kg/h)
BMEP = Break Mean Effective Pressure (kPa)
N
= Putaran mesin (RPM)
nR
= Jumlah revolusi per siklus
= Volume bahan bakar (L)
= Waktu untuk menghabiskan bahan bakar (s)
γ
= Densitas bahan bakar
QHV
= Heating value bahan bakar (MJ/kg)
BSFC = Break spesific fuel consumption (kg/kW.h)
Vd
= Volume langkah (m3)
Ẇ
= Daya (kW)
ηt
= Efisiensi termal (%)
T
= Torsi (Nm)
V
= Tegangan (volt)
A
= Arus (ampere)
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A. Contoh perhitungan data
1. Perhitungan unjuk kerja mesin……………………………………………..48
2. Perhitungan daya listrik…………………………………………………….49
LAMPIRAN B. Data hasil perhitungan
1. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 1 kg……………………………50
2. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 2 kg……………………………50
3. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 3 kg……………………………50
LAMPIRAN C. Gambar alat dan bahan
1. Papan lampu………………………………………………………………...51
2. Power supply……………………………………………………………….51
3. Voltage regulator…………………………………………………………...51
4. Digital tachometer………………………………………………………….51
5. Digital photo tachometer…………………………………………………...51
6. Digital multitester…………………………………………………………..51
7. Neraca pegas………………………………………………………………..51
8. Gelas ukur…………………………………………………………………..51
9. Blower………………………………………………………………………52
10. Stopwatch…………………………………………………………………52
11. Alat bantu perbengkelan…………………………………………………..52
commit to user
xv
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC
MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
BRAMANTYO GILANG K.
NIM. I0407028
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.
Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan .” (Al-
Insyirah : 5-6)
”Hidup itu sederhana. Ambillah keputusan dan jangan pernah lihat ke
belakang.” (Han. Fast and Furious : Tokyo Drift)
”Hidup adalah pilihan. Maka pilihlah dan hidupilah.” (Metal Gear
Solid)
”Kalau kamu sudah memilih jalan hidupmu maka berjuanglah dan
pastikan kamu menang karena menyerah bukan pilihan.” (Penulis)
SUMPAH KMTM
Merah Putih adalah kebanggaanku
KMTM adalah nafasku
Untukmu Bangsa dan Negeriku
Teknik Mesin Jaya
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan hati, segenap cinta dan kasih sayang, penulis
persembahan skripsi ini untuk:
Allah S.W.T. atas segala rezeki maupun ujian yang telah diberikan
sehingga menjadikan saya untuk selalu ikhtiar dan bersyukur kepadaMu.
Nabi Muhammad Shalallahu ‘Alaihi Wassalam sebagai manusia terbaik di
muka bumi, uswatun hasanah, penyempurna akhlak, shollawat serta salam
semoga selalu tercurah kepadanya, keluarga, sahabat, dan pengikutnya
yang istiqomah sampai akhir zaman.
Ibunda Murni Handayaningsih, Ayahanda Kusumasmoro Edy Soetjipto,
kakakku Lucky Savitri Kusumaningtyas, dan seluruh keluarga besarku
yang senantiasa memberikan do’a, semangat dan dukungan baik moral,
spiritual dan material tanpa henti.
Teman-teman Teknik Mesin Nol Tujuh (TMNT) khususnya para ”last man
standing” yang telah berjuang bersama, berbagi kebahagiaan, suka, duka,
canda, tawa dan semangat untuk terus berjuang. KALIAN LUAR
BIASA !
Generasi penerus bangsa yang menggunakan skripsi ini sebagai bahan
referensi.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ENGINE TESTING OF MOTORCYCLE 100 CC USING
DYNAMOMETER TYPE GENERATOR AC 10 KW
Bramantyo Gilang Kusumaatmaja
Mechanical Engineering Departement
Engineering Faculty Sebelas Maret University
Surakarta, Indonesia
E-mail: bram_banger@yahoo.co.id
Abstract
This research aim to modified the 10 kW AC generator as a dynamometer.
The function of dynamometer is to determine the engine performance
characteristics that include break power, BSFC, BMEP, and thermal efficiency.
The AC generator was modified with a power supply circuit in order to control the
dynamometer’s load. Viar Super X 100 cc 4 strokes 1 cylinder engine in standard
conditions was tested with the 10 kW AC generator (generator type dynamometer)
at 1500 rpm. The tests was carried out in conditions of 2600 W maximum lamp
load with 1, 2 and 3 kg dynamometer’s load at 2500, 3000, 4000, 5000 and 6000
engine rotational speed for each load.
The results of this research showed that DC electric power is decreased
from 7.8VA to 4 VA for 1 kg load, 22 VA to 9.6 VA for 2 kg load and 61.2 VA to
22 VA for 3kg dynamometer’s load as the engine rotational speed increased. The
break power is increased from 0.22 kW to 1.927 kW and thermal efficiency is
increased from 5.86% to 21.17% as the engine rotational speed and
dynamometer’s load increased. The value of BSFC is decreased from 1.39
kg/kW.h to 0.386 kg/kW.h as the break power increased.
Keywords : BMEP, brake power, BSFC, dynamometer, thermal efficiency, 4
stroke engine
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC MENGGUNAKAN
DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW
Bramantyo Gilang Kusumaatmaja
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
E-mail : bram_banger@yahoo.co.id
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi generator AC 10 kW sehingga
dapat digunakan sebagai dinamometer. Fungsi dinamometer untuk mengetahui
karakteristik unjuk kerja mesin yang meliputi daya (break power ), BSFC, BMEP
dan efisiensi termal. Generator AC dimodifikasi dengan membuat suatu rangkaian
power supply untuk mengatur pembebanan pada dinamometer sehingga dapat
menguji mesin sepeda motor. Mesin yang diuji adalah mesin motor Viar Super X
100 cc 4 tak 1 silinder kondisi standard dan menggunakan engine dynamometer
berupa generator AC (generator type dynamometer ) dengan kapasitas 10 kW pada
putaran 1500 rpm. Pengujian dilakukan pada pembebanan lampu maksimum 2600
W dengan beban dinamometer 1, 2 dan 3 kg serta pada putaran mesin 2500, 3000,
4000, 5000 dan 6000 rpm pada tiap beban.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daya listrik DC menurun dari 7,8 VA
ke 4 VA untuk beban 1 kg, 22 VA ke 9,6 VA untuk beban 2 kg dan 61,2 VA ke
22 VA untuk beban 3 kg seiring kenaikan putaran mesin. Break power meningkat
dari 0,27 kW ke 1,927 kW dan efisiensi termal dari 5,86% ke 21,17% seiring
peningkatan beban dan putaran mesin. BSFC menurun dari 1,39 kg / kW.h ke
0.386 kg / kW.h sesuai dengan peningkatan break power .
Kata kunci : BMEP , brake power , BSFC, dinamometer, efisiensi termal, mesin 4
tak.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat ALLAH SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas segala
limpahan rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan
menyelesaikan Skripsi “Pengujian Mesin Sepeda Motor 100 cc Menggunakan
Dinamometer Generator AC 10 kW” ini dengan baik.
Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar
Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyelesaian skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa
bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Oleh
karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
yang sebesar besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam
menyelesaikan Skripsi ini, terutama kepada:
1. ALLAH SWT, atas segala limpahan nikmat dan kemudahan yang telah
diberikan.
2. Bapak Dr. Budi Santoso, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang
senantiasa memberikan arahan, bimbingan, motivasi dan nasehat hingga
selesainya penulisan skripsi.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan bimbingan dan nasehat hingga selesainya penulisan skripsi.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST., MKom, selaku pembimbing akademis
yang selalu memberikan motivasi dan semangat sampai memperoleh
kelulusan.
6. Seluruh Dosen serta Staf di Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah turut
mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
7. Mas Sholihin dan mas Rahmat selaku laboran Lab. Motor bakar yang telah
banyak membantu segala kegiatan penulis di dalam lab.
8. Bapak, Ibu, kakakku tersayang, keluarga besar Hadiwiguno dan semua
keluargaku yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan semangat
material maupun spiritual selama
penyelesaian
commit
to user Tugas Akhir.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9. Teman-teman D3 Teknik Mesin Otomotif Muh. Subhan Mursid, Prasetya
Budianto dan Willy Artha W yang telah merancang dan membangun Engine
Test Bed.
10. Rekan-rekan KMTM (Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin), TMNT (Teknik
Mesin Nol Tujuh) last man standing dan seluruh kakak dan adik angkatan
teknik mesin UNS atas dorongan semangat dan motivasinya. Salam “ M
Solidarity FOREVER “.
11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan moral dan spiritual hingga
terselesainya penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari
sempurna, maka kritik dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
Semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu pengetahuan dan kita semua
Amin.
Surakarta,
April 2015
Penulis.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR I SI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………….ii
MOTTO…………………………………………………………………………..iv
PERSEMBAHAN…………………………………………………………………v
ABSTRAK………………………………………………………………………..vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiv
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3.
Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.4.
Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 3
1.5.
Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 5
2.1.
Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 5
2.2.
Dasar Teori ............................................................................................... 8
2.2.1. Pengertian Dinamometer ...................................................................... 8
2.2.2. Prinsip Kerja Dinamometer.................................................................. 9
2.2.3. Jenis Dinamometer ............................................................................. 10
2.2.4. Generator ............................................................................................ 11
2.2.5. Motor Pembakaran Dalam Jenis Spark Ignition (SI engine) .............. 13
2.2.6. Perhitungan......................................................................................... 15
2.2.6.1.
Unjuk Kerja Mesin ...................................................................... 15
2.2.6.2.
Daya Listrik ................................................................................. 17
BAB III METODE PENELITIAN....................................................................... 19
3.1.
Tempat Penelitian ...................................................................................
19
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.2.
Bahan Penelitian ..................................................................................... 19
3.3.
Alat Penelitian ........................................................................................ 19
3.4.
Prosedur Percobaan ................................................................................ 23
3.5.
Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 28
BAB IV HASIL DAN ANALISIS ....................................................................... 30
4.1
Data Hasil Pengujian .............................................................................. 32
4.2
Analisis Data .......................................................................................... 33
4.2.1 Pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........................ 33
4.2.2 Pengaruh beban dinamometer terhadap BSFC ................................... 35
4.2.3 Pengaruh beban dinamometer terhadap BMEP .................................. 36
4.2.4 Pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal .................... 38
4.2.5 Hubungan
antara
Brake
Power
dengan
BSFC
pada
beban
dinamometer .................................................................................................. 39
4.2.6 Hubungan antara Brake Power dengan BSFC pada putaran mesin
sepeda motor .................................................................................................. 40
4.2.7 Perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya output
listrik terhadap putaran mesin sepeda motor ................................................. 41
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 44
5.1.
Kesimpulan ............................................................................................. 44
5.2.
Saran ....................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 45
LAMPIRAN .......................................................................................................... 47
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Skema dinamometer ........................................................................... 8
Gambar 2. 2 Prinsip kerja dinamometer ............................................................... 10
Gambar 2. 3 Frictional Dynamometer .................................................................. 10
Gambar 2. 4 Eddy Current Dynamometer ............................................................ 11
Gambar 2. 5 Generator type Dynamometer .......................................................... 11
Gambar 2. 6 Rangkaian generator AC .................................................................. 12
Gambar 2. 7 Piston-silinder mesin ........................................................................ 13
Gambar 2. 8 Geometri piston-silinder mesin ........................................................ 14
Gambar 2. 9 Siklus langkah pada motor bensin empat langkah ........................... 14
Gambar 3. 1 Engine test bed ................................................................................. 20
Gambar 3. 2 Foto alat uji engine test bed.............................................................. 20
Gambar 3. 3 Blok diagram engine test bed. .......................................................... 24
Gambar 3. 4 Rangkaian power supply. ................................................................. 24
Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara daya listrik DC dan brake power terhadap
putaran mesin sepeda motor pada: (a) beban 1 kg, (b) beban 2 kg, (c) beban 3 kg
............................................................................................................................... 32
Gambar 4. 2 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........... 33
Gambar 4. 3 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BSFC ....................... 35
Gambar 4. 4 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BMEP ...................... 36
Gambar 4. 5 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal....... 38
Gambar 4. 6 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada beban
dinamometer.......................................................................................................... 39
Gambar 4. 7 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada putaran
mesin sepeda motor ............................................................................................... 40
Gambar 4. 8 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya
output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 1 kg ................... 41
Gambar 4. 9 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan daya
output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 2 kg ................... 42
Gambar 4. 10 Grafik perbandingan antara brake power , daya bahan bakar dan
commit to user
daya output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 3 kg .......... 42
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Spesifikasi digital multimeter .............................................................. 22
Tabel 3. 2 Data pengujian ..................................................................................... 27
Tabel 4. 1 Pengujian tegangan dan arus keluaran pada generator dan armature. . 30
Tabel 4. 2 Data hasil pengujian ............................................................................. 32
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
TDC
= Titik mati atas (top dead centre)
BDC = Titik mati bawah (bottom dead centre)
B
= Diameter silinder (bore)
S
= Panjang silinder (Stroke)
Vd
= Volume langkah (displacement)
Vc
= Volume sisa (clearence)
Rpm
= revolutions per minute
g
= Percepatan grafitasi (m/s2)
ω
= Percepatan angular (rad / s)
F
= Gaya tarik (N)
R
= Panjang lengan gaya (m)
PB
= Break power (Watt)
ṁf
= Laju aliran massa bahan bakar (kg/h)
BMEP = Break Mean Effective Pressure (kPa)
N
= Putaran mesin (RPM)
nR
= Jumlah revolusi per siklus
= Volume bahan bakar (L)
= Waktu untuk menghabiskan bahan bakar (s)
γ
= Densitas bahan bakar
QHV
= Heating value bahan bakar (MJ/kg)
BSFC = Break spesific fuel consumption (kg/kW.h)
Vd
= Volume langkah (m3)
Ẇ
= Daya (kW)
ηt
= Efisiensi termal (%)
T
= Torsi (Nm)
V
= Tegangan (volt)
A
= Arus (ampere)
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A. Contoh perhitungan data
1. Perhitungan unjuk kerja mesin……………………………………………..48
2. Perhitungan daya listrik…………………………………………………….49
LAMPIRAN B. Data hasil perhitungan
1. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 1 kg……………………………50
2. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 2 kg……………………………50
3. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 3 kg……………………………50
LAMPIRAN C. Gambar alat dan bahan
1. Papan lampu………………………………………………………………...51
2. Power supply……………………………………………………………….51
3. Voltage regulator…………………………………………………………...51
4. Digital tachometer………………………………………………………….51
5. Digital photo tachometer…………………………………………………...51
6. Digital multitester…………………………………………………………..51
7. Neraca pegas………………………………………………………………..51
8. Gelas ukur…………………………………………………………………..51
9. Blower………………………………………………………………………52
10. Stopwatch…………………………………………………………………52
11. Alat bantu perbengkelan…………………………………………………..52
commit to user
xv