KAJIAN STUDI PENGARUH PENGGUNAAN BLOWER 650 WATT SEBAGAI SUPERCHARGER ELEKTRIK TERHADAP PERFORMANSI MESIN OTTO EFI KAPASITAS 125 CC BERBAHAN BAKAR CAMPURAN PERAMAX DAN ETANOL96

KAJIAN STUDI PENGARUH PENGGUNAAN BLOWER 650 WATT SEBAGAI SUPERCHARGER ELEKTRIK TERHADAP PERFORMANSI MESIN OTTO EFI KAPASITAS 125 CC BERBAHAN BAKAR CAMPURAN PERAMAX DAN ETANOL96

  Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik JOSIA PERDAMENTA GINTING NIM : 090401013 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 i

  

Abstrak

  Berbagai macam peningkatan efisiensi untuk motor bakar sudah dilakukan, namun belum semua pengembangan dilakukan pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor padahal penggunaan sepeda motor sudah sangat banyaklebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi.Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Supercharger elektrik biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya pun dinilai lebih gampang karena tak banyak lagi modifikasi. Pada penelitian ini dilakukan 4 pengujian yaitu uji performansi, pemakaian bahan bakar spesifik, emisi gas buang dan uji nilai kalor bahan bakar. Dengan pengujian torsi memiliki ketidakpastian ±1,633% dan analisa perhitungan daya yaitu sebesar ±4,775%. Dari hasil pengujian didapat bahwa penggunaan blower sebagai supercharger elektrik dapat meningkatkan torsi, daya, efisiensi dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik.

  Kata kunci : Mesin Otto EFI, Supercharger Elektrik, Performansi Mesin Otto

  i

  Abstract

There are many development for engine efficiency that had been done, but not every development is done for little capacity engine for example motorcycle engine althought

the used of motorcycle engine is much more than truck, bus or conventional car. A supercharger used air at atmosphere pressure to increase the density of air that enters

the combustion chamber. Electric supercharger have less cost tahn the mechanical version that rotated by drive belt from the engine rotation. The application is also easier

because do not have to do many modification. In this study there are 4 test that is

performance test, Spesific fuel consumption test, emision test, and fuel heating value test with the uncertainty analysis of torque is ±1,663% and power calculation is ±4,775%.

From the test and study the result is the use of blower for electric supercharger can increase the torque, power, brake therman efficiency and lower the spesific consumption of fuel. Keywords: Otto engine, Electric Supercharger, performance of otto engine Puji dan syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat, kasih, kekuatan dan kesehatan yang diberikan selama pengerjaan skripsi ini, sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk mencapai gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun yang menjadi judul skripsi ini yaitu “Kajian

  

Performansi Pengaruh Penggunaan Blower 650 Watt Sebagai Supercharger

Elektrik Terhadap Performansi Mesin Otto Efi Kapasitas 125 Cc Berbahan

Bakar Campuran Pertamax Dan Etanol96”

  Dalam penulisan skripsi ini tidak sedikit hambatan yang dihadapi oleh penulis. Untuk itu penulis secara khusus menyampaikan terima kasih kepada dosen pembimbing Bapak Ir. Abdul Halim Nasution, Msc , yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan membimbing serta sumbangan pikiran bagi penulisan skripsi ini.

  Selama penulisan skripsi ini, penulis juga mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Kedua orang tua penulis, Ayahanda A. Ginting dan Ibunda A.br Surbakti, yang telah memberikan dukungan doa, dana dan semangat serta memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan di Fakultas Teknik USU.

  2. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.

  3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin USU.

  4. Saudaraku yang tercinta, kakak Viona Isabella Ginting, Adik Haga Christian Ginting dan Alvito Ibralova Ginting untuk doa-doa, dana semangat dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

  6. Seluruh teman-teman penulis, baik teman satu angkatan 2009 juga teman- teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah menemani dan memberikan masukan serta semangat kepada penulis 7.

Teman-teman Tim Horas USU yang sama-sama berjuang dalam pengerjaan mobil mesin USU

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna,oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan dimasa mendatang.

  Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima kasih.

  Medan, 17 Februari 2014 Penulis Josia Perdamenta Ginting Nim. 090401013

  

DAFTAR ISI

  ABSTRAK ........................................................................................................i KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii DAFTAR ISI ................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xii

  BAB 1 PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1

  1.2 Tujuan Pengujian.......................................................................... 3

  1.3 Manfaat Pengujian ........................................................................ 3

  1.4 Ruang Lingkup Pengujian ............................................................ 4

  1.5 Sistematika Penulisan ................................................................... 4

  BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Supercharger ............................................................................. 6

  2.2 Supercharger Elektrik ................................................................ 7

  2.3 Motor Bakar Empat Langkah .................................................... 8

  2.3.1 Prinsip Kerja Motor Bakar Empat Langkah ...................... 10

  2.3.2 Parameter Prestasi Motor Bakar Empat Langkah ............. 12

  BAB 3 METODE PENELITIAN

  3.4 Metode Pengolahan Data ........................................................... 37

  3.3 Metode Pengumpulan Data ....................................................... 37

  3.2.2 Bahan ............................................................................... 35

  3.2.1 Alat .................................................................................. 26

  3.2 Alat Dan Bahan ......................................................................... 26

  3.1 Waktu Dan Tempat ................................................................... 24

  2.5 Ketidakpastian Pengukuran ....................................................... 22

  2.3.3 Performansi Mesin Otto .................................................. 14

  2.5 Bahan Bakar Etanol................................................................... 22

  2.4.2 Komposisi Emisi Gas Buang ............................................ 19

  2.4.1 Komposisi Kimia .............................................................. 19

  2.4 Emisi Gas Buang ....................................................................... 19

  2.3.5 Nilai Kalor Bahan Bakar................................................... 18

  2.3.4 Teori Pembakaran ............................................................. 17

  3.5 Pengamatan Dan Tahap Pengujian ............................................ 37

  3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Otto ............................. 37

  3.7 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ........................................ 41

  3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ............................ 43

  3.9 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar .............................. 45

  BAB 4 HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

  4.1 Pengujian Performansi Mesin Otto ............................................ 48

  4.1.1 Torsi ............................................................................... 48

  4.1.2 Daya .............................................................................. 58

  4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik .................................... 68

  4.1.4 Efisiensi Thermal Brake................................................. 77

  4.2 Pengujian Emisi Gas Buang ...................................................... 86

  4.2.1 Emisi Gas Buang sebelum menggunakan Blower ........... 87

  4.2.2 Emisi Gas Buang setelah menggunakan Blower ............. 88

  BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ............................................................................... 91

  5.2 Saran ........................................................................................ 92 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xiii LAMPIRAN .................................................................................................... xiv

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Supercharger ............................................................................. 7Gambar 2.2 Diagram P-v siklus otto ............................................................. 10Gambar 2.3 Diagram T-S siklus otto ............................................................ 11Gambar 2.4 Prinsip Kerja Motor 4 (empat) Langkah ..................................... 12Gambar 2.5 Diagram Alir Prestasi Mesin ..................................................... 13Gambar 2.6 Skema Torsi .............................................................................. 15Gambar 3.1 Pengujian emisi gas buang kendaraan ........................................ 24Gambar 3.2 Pengujian Torsi Mesin............................................................... 24Gambar 3.3 Pengujian pemakaian bahan bakar ............................................. 25Gambar 3.4 Bom Kalorimeter....................................................................... 25Gambar 3.5 Sepeda Motor Honda SupraX125 PGMFI ................................. 26Gambar 3.6 Blower ...................................................................................... 27Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang kendaraan ........................................ 28Gambar 3.8 HiDS HD-30 ............................................................................. 29Gambar 3.9 Tools ......................................................................................... 31Gambar 3.10 Buret ......................................................................................... 31Gambar 3.11 Stop Watch ............................................................................... 32Gambar 3.12 Tabung bertekanan dengan regulator ......................................... 32Gambar 3.13 Timbangan Digital .................................................................... 33Gambar 3.14 Timbangan Pegas ...................................................................... 33Gambar 3.15 Pipa Besi ................................................................................... 34Gambar 3.16 Pengatur bukaan throttle ............................................................ 34Gambar 3.17 Pertamax 92 .............................................................................. 35Gambar 3.18 Etanol 96% ............................................................................... 36Gambar 3.19 Diagram Alir Pengujian Performansi Mesin .............................. 40Gambar 3.20 Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang .................. 42Gambar 3.21 Diagram alir prosedur pengujian pemakaian bahan bakar .......... 47Gambar 4.1 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat tidak menggunakan blower .. 53Gambar 4.2 Grafik Daya vs Putaran saat tidak menggunakan blower............ 61Gambar 4.3 Grafik Daya vs Putaran saat menggunakan blower .................... 64Gambar 4.4 Perbandingan Grafik Daya vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ....................................................................................... 65Gambar 4.5 Grafik Torsi Vs Putaran Pada saat menggunakan blower ........... 67Gambar 4.6 Perbandingan Grafik Torsi Vs Putaran tanpa dan saat menggunakan blower ................................................................ 67Gambar 4.7 Grafik Sfc vs Putaran tanpa menggunakan blower ..................... 72Gambar 4.8 Grafik Sfc vs Putaran saat menggunakan blower ....................... 75Gambar 4.9 Perbandingan Grafik Sfc vs Putaran tanpa dan dengan menggunakan blower ................................................................ 76Gambar 4.10 Grafik Vs Putaran tanpa menggunakan blower ..................... 81

  η b

Gambar 4.11 Grafik Vs Putaran dengan menggunakan blower................... 84

  η b

Gambar 4.12 Perbandingan Grafik b Vs Putaran tanpa dan dengan

  η

  menggunakan blower ................................................................ 85

Gambar 4.13 Perbandingan Grafik Vs Putaran tanpa dan saat

  

volume CO

  menggunakan blower ................................................................ 89

Gambar 4.14 Perbandingan Grafik Vs Putaran tanpa dan saat

  

Volume CO

  2

  menggunakan blower ................................................................ 89

Gambar 4.15 Perbandingan Grafik

  

volume HC

  Vs Putaran sebelum dan saat menggunakan blower ................................................................ 90

Gambar 4.16 Perbandingan Grafik

  O

  menggunakan blower ................................................................ 90

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Perubahan daya yang dihasilkan mesin ............................................. 66Tabel 4.2 Perhitungan Torsi mesin dengan menggunakan blower ..................... 66Tabel 4.3 Peningkatan Torsi ............................................................................. 68Tabel 4.4 Hasil pengujian mf bahan bakar sebelum menggunakan blower ....... 69Tabel 4.5 Hasil pengujian mf bahan bakar saat menggunakan blower .............. 72Tabel 4.6 Perubahan Nilai pemakaian bahan bakar spesifik ............................. 77Tabel 4.7 Perubahab efisiensi thermal brake..................................................... 86Tabel 4.8 Emisi Bahan Bakar sebelum menggunakan blower .......................... 87Tabel 4.9 Emisi Bahan Bakar saat menggunakan blower ................................. 88

  DAFTAR NOTASI Lambang Keterangan Satuan

  P Daya Watt n Putaran rpm T Torsi N.m Sfc Konsumsi Bahan Bakar Spesifik g/w.jam ṁ

  Laju Aliran Bahan Bakar Kg/jam HHV Nilai Kalor Kj/Kg

  Efisiensi Thermal Brake

  b η

  t Waktu Detik F Gaya Newton

  Sudut gaya Θ r Jarak poros dengan titik gaya m