Pengaruh Penggunaan Blower Elektrik Sebagai Supercharger Terhadap Performansi Mesin Otto Berkapasitas 100 Cc Dengan Campuran Bahan Bakar Pertalite Dan Etanol 10%”
“PENGARUH PENGGUNAAN BLOWER ELEKTRIK SEBAGAI
SUPERCHARGER TERHADAP PERFORMANSI MESIN OTTO
BERKAPASITAS 110 cc DENGAN CAMPURAN BAHAN BAKAR
PERTALITE DAN ETANOL 10%”
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
ANGGA SURENDA
NIM :110401125
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bahan bakar merupan bahan utama dalam sebuah tranportasi yang kita gunakan
dalam sehari-hari,seiring berjalanya waktu semakin banyaqk pula kebutuhan yang
harus disedikan sehingga berdampak pada pada cadangan minyak bumi yang semakin
menipis sehingga kita dituntut untuk melakukan inovasi dalam menggunakan bahan
bakar salah satu contohnya menggunakan bahan bakar alternatif dari tumbuhan
dengan penggunaan supercharger pada sebuah kendaraan untuk menghemat bahan
bakar.Dalam penggunaan bahan bakar alternatif dan penggunaan supercharcher
diharapkan dapat menjadi solusi dalam mengatasi kelangkaan bahan bakar, Adapun
beberapa cara penerapan yang dapat digunakan yaitu dengan cara mengenalkan pada
masyarakat bahwa penggunaan bahan bakar alternatif dan blower sebagai
supercharger
cukup
menjadi
andalan
dalam
menangani
masalah
kelangkaan.Penelitian ini meliputi torsi,daya,sfc,brake termal,AFR,volumetri
konsumsi,bom kalori meter dan emisi gas buang.Adapun hasil dari penelitian ini
sangat bermanfaat yaitu; Peningkatan Torsi setelah penggunaan blower rata-rata
meningkat, Peningkatan Daya setelah penggunaan blower rata-rata meningkat,
Konsumsi bahan bakar spesifik (sfc) lebih irit, Peningkatan Efisiensi Thermal setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat, Peningkatan AFR (Air Fuel Ratio) setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat, Peningkatan Efisiensi Volumetris setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat dan Kadar emisi gas buang yang membaik.
Kata kunci : Mesin otto 4 langkah EFI, Nilai kalor, Konsumsi bahan bakar,Torsi,
Daya Emisi gas buang dan supercharger electrik
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Fuel is the main ingredient in a mode of transportation that we use in everyday life,
over time more and more also needs to be provided so the impact on the oil reserves
are dwindling so we are required to make innovations in fuel use one example using
alternative fuels from plants with the use of a supercharger on a vehicle to save fuel.
In the use of alternative fuels and the use of supercharcher expected to be a solution
in overcoming scarce fuel, There are several ways the application can be used by way
of introducing the community that the use of alternative fuels and blower as
supercharger quite a mainstay in addressing the problem of scarcity. This study
includes the torque, power, sfc, brake thermal, AFR, volumetric consumption, bomb
calorimeter and exhaust emissions. The results of this study are very helpful;
Increased torque after the use of blower average increases, an increase in power after
the use of blower average increased, consumption of specific fuel (sfc) more efficient,
Improved Efficiency Thermal after the use of blower average increase, increase in
AFR (Air Fuel Ratio) after use blower average increased, volumetric efficiency
improvements after the use of the average increase blower and exhaust emissions
levels are improving.
Keywords: otto 4 stroke EFI engine, calorific value, fuel consumption, torque, power,
exhaust emission, and supercharger electrik
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamu ‘alaikum wr. Wb.
Alhamdulillah segala puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT,
karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir yang berjudul “Pengaruh penggunaan blower elektrik sebagai supercharger
terhadap performansi mesin otto berkapasitas 100 cc dengan campuran bahan bakar
pertalite dan etanol 10%”.Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan kelulusan
pada Program Studi Teknik Mesin FakultasTeknik Universitas sumatera
utara.Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat saran,
dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang
merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat
membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan
tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis.
Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua saya yang selalu mendukung dan memberi doanya dalam
menuntut ilmu di universitas sumatera utara.
2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir.Abdul Halim Nasution,MSc selaku dosen pembimbim tugas akhir,
dan juga sbagai motivator.
4. Bapak Ir.Alfian hamsi, M.Sc selaku dosen pembanding.
5. Bapak Ir.Tekad sitepu, MT selaku dosen pembanding
6. Bapak/Ibu staff pengajar dan pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
7. Laboran Laboratorium Prestasi Mesin Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan arahan kepada penulis
selama pengujian berlangsung.
iii
Universitas Sumatera Utara
8. Bengkel AUTO 2000, yang memberikan fasilitas pengujian emisi kendaraan.
9. Abang dan kakak serta keponakan penulis yang telah memberikan
dukungan mental dalam penulisan tugas akhir ini.
10. Seluruh teman teman yang selalu membantu dikos.
11. Saudara Muhammad Iqbal selau rekan dalam penelitian.
12. Seluruh teman–teman Teknik Mesin yang telah memberikan motivasi.
13. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang
telah terlibat banyak membantu sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak
kekurangan yang dibuat baik sengaja maupun tidak sengaja, dikarenakan
keterbatasan ilmu pengetahuan dan wawasan serta pengalaman yang penulis miliki.
Untuk itu penulis mohon maaf atas segala kekurangan tersebut tidak menutup diri
terhadap segala saran dan kritik serta masukan yang bersifat kontruktif bagi diri
penulis.
Akhir kata semoga dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, institusi
pendidikan dan masyarakat luas. Amiiiiiiin!
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb
Medan,
Oktober 2016
Penulis,
Angga Surenda
110401125
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................. i
ABSTRACT ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .............................................................................................iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x
DAFTAR NOTASI .................................................................................................. xi
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................xii
LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 Batasan Masalah.............................................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4
1.5 Metodologi Penulisan...................................................................................... 5
1.6 Sistematika penulisan ..................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................... 7
2.1 Supercharger ................................................................................................... 7
2.1.1 Blower elektrik / Electric supercharger .................................................... 9
2.2 Mesin Otto....................................................................................................... 9
2.3 Prinsip Kerja Mesin Otto 4 tak ..................................................................... 10
2.4 Performansi Motor Bakar .............................................................................. 13
2.4.1 Nilai Kalor Bahan Baka ......................................................................... 14
2.4.2 Torsi ........................................................................................................ 15
2.4.3 Daya Poros .............................................................................................. 17
2.4.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ................................................. 18
2.4.5 Efisiensi Thermal .................................................................................... 18
2.4.6 Rasio Udara - Bahan Bakar (AFR) ........................................................ 19
2.4.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................... 20
v
Universitas Sumatera Utara
2.5 Emisi Gas Buang ........................................................................................... 20
2.5.1 Komposisi Kimia .................................................................................... 21
2.5.2 Bahan Penyusun ..................................................................................... 21
2.6 Sistem Bahan Bakar Ijeksi (EFI) .................................................................. 21
2.6.1 Perkembangan Sistem Bahan Bakar Injeksi ........................................... 21
2.6.2 Prinsip Kerja Sistem EFI ........................................................................ 22
2.6.3 Dasar Sistem EFI .................................................................................... 22
2.7 Sejarah Penggunaan Alkohol Sebagai Bahan Bakar Alternatif .................... 23
2.8 Bioetanol dari Tanaman tebu ........................................................................ 24
2.9 Pertalite ......................................................................................................... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 27
3.1 Penelitian ....................................................................................................... 27
3.2 Waktu dan Tempat ........................................................................................ 27
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ......................................................... 27
3.2.2 Pengujian Torsi ....................................................................................... 28
3.2.3 Pengujian Emisi Gas Buang ................................................................... 28
3.2.4 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ....................................................... 28
3.3 Alat dan Bahan .............................................................................................. 29
3.3.1 Alat ......................................................................................................... 29
3.3.2 Bahan ...................................................................................................... 37
3.4 Metode Pengumpulan Data ........................................................................... 38
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian ................................................................ 39
3.5.1 Parameter ................................................................................................ 39
3.5.2 Prosedur Pengujian ................................................................................. 39
3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ........................................................ 39
3.7 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik .................................. 41
3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ............................................... 43
3.9 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ....................................................... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 47
4.1 Spesifikasi Data Alat dan Bahan Pengujian .................................................. 47
4.1.1 Data Mesin .............................................................................................. 47
vi
Universitas Sumatera Utara
4.1.2 Data Bahan Bakar ................................................................................... 47
4.1.3 Data Blower ............................................................................................ 48
4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto ............................................................... 49
4.2.1 Final Rasio .............................................................................................. 49
4.2.2 Torsi ........................................................................................................ 49
4.2.3 Daya ........................................................................................................ 56
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ............................................................ 60
4.2.5 Efisiensi Thermal Brake ......................................................................... 65
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ........................................................... 69
4.2.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................... 75
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang .......................................................................... 80
4.3.1 Emisi Gas Buang sebelum Menggunakan Blower ................................. 81
4.3.2 Emisi Gas Buang Menggunakan Blower................................................ 81
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................. 85
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 85
5.2 Saran .............................................................................................................. 86
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran Pertalite dengan etanol
10% ....................................................................................................................... 47
Tabel 4.2 Massa pada pengujian campuran bahan bakar sebelum penggunaan
blower.................................................................................................................... 51
Tabel 4.3 Torsi dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower... 52
Tabel 4.4 massa pada pengujian campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 53
Tabel 4.5 Torsi dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower ... 54
Tabel 4.6 Perubahan torsi dengan bahan bakar campuran setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 55
Tabel 4.7 Daya dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower... 57
Tabel 4.8Daya dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower .... 58
Tabel 4.9 Perubahan daya dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 59
Tabel 4.10 Hasil pengujian mf dengan campuran bahan bakar bahan bakar tanpa
blower.................................................................................................................... 61
Tabel 4.11 Sfc dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower .... 61
Tabel 4.12 Hasil pengujian mf dengan campuran bahan bakar dengan
menggunakan blower ............................................................................................ 62
Tabel 4.13 Sfc dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower .... 63
Tabel 4.14 Perubahan nilai Sfc dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 64
Tabel 4.15 Efisiensi Thermal Brake dengan campuran bahan bakar sebelum
menggunakan blower ............................................................................................ 66
Tabel 4.16 Efisiensi Thermal Brake dengan bahan bakar campuran sesudah
menggunakan blower ............................................................................................ 67
Tabel 4.17 Perubahan nilai ηb dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 68
Tabel 4. 18 Laju aliran bahan bakar persiklus dengan campuran bahan bakar
sebelum menggunakan blower .............................................................................. 71
x
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4. 19 Laju aliran bahan bakar persiklus dengan campuran bahan sesudah
menggunakan blower ............................................................................................ 72
Tabel 4.20 AFR dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower
blower.................................................................................................................... 72
Tabel 4.21 AFR sesudah menggunakan blower .................................................... 73
Tabel 4.22 Perbandingan AFR dengan campuran bahan bakar sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 74
Tabel 4.23 Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar sebelum
penggunaan blower ............................................................................................... 76
Tabel 4.24 Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 78
Tabel 4.25 Perbandingan Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar
sesudah penggunaan blower .................................................................................. 79
Tabel 4.26 Emisi Gas Buang dengan campuran bahan bakar sebelum penggunaan
blower.................................................................................................................... 81
Tabel 4.27 Emisi Gas Buang dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 81
Tabel 4.28 Perbandingan CO dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 82
Tabel 4.29 Perbandingan CO2 dengan campuran bahan bakar sebelum dan
sesudah penggunaan blower .................................................................................. 82
Tabel 4.30 Perbandingan HC sesudah penggunaan blower .................................. 83
Tabel 4.31 Perbandingan O2 dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 84
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Supercharger......................................................................................... 8
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Mesin Otto 4 Langkah................................................. 10
Gambar 2.3 Diagram P-v dan T-s Mesin otto 4 langkah ...................................... 12
Gambar 2.4 Tanaman Tebu ................................................................................... 24
Gambar 3.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar .................................................... 27
Gambar 3.2 Pengjian Torsi ................................................................................... 28
Gambar 3.3 Pengujian Emisi Gas Buang .............................................................. 28
Gambar 3.4 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar .................................................. 29
Gambar 3.5 Mesin ................................................................................................. 29
Gambar 3.6 Blower ............................................................................................... 30
Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang ................................................................. 31
Gambar 3.8 HiDS HD-30...................................................................................... 33
Gambar 3.9 Digital stopwatch .............................................................................. 33
Gambar 3.10 Buret atau gelas ukur ....................................................................... 34
Gambar 3.11 Tools ................................................................................................ 34
Gambar 3.12 Timbangan pegas ............................................................................ 35
Gambar 3.13 Timbangan Digital .......................................................................... 35
Gambar 3.14 Pengatur Bukaan Throttle atau Bukaan Gas ................................... 36
Gambar 3.15 Selang bertekanan tinggi ................................................................. 36
Gambar 3.16 Takometer........................................................................................ 37
Gambar 3.17 Regulator dan Tabung bertekanan................................................... 37
Gambar 3.18 Bahan bakar Pertalite ...................................................................... 38
Gambar 3.19 Bioetanol absolut (kadar 98%) ........................................................ 38
Gambar 4.1 Grafik Torsi vs Putaran dengan campuran bahan bakar sebelum
menggunakan blower ............................................................................................ 52
Gambar 4.2 Grafik Torsi vs Putaran setelah menggunaan blower........................ 54
Gambar 4.3 Grafik Torsi vs Putaran sebelum dan sesudah menggunaan blower . 55
Gambar 4.4 Grafik Daya vs Putaran sebelum menggunakan Blower ................... 57
Gambar 4.5 Grafik Daya vs Putaran setelah menggunakan Blower ..................... 58
Gambar 4.6 Grafik Daya vs Putaran sebelum dan sesudah menggunakan Blower59
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik Sfc vs Putaran sebelum menggunaan Blower ........................ 62
Gambar 4.8 Grafik Sfc vs Putaran sesudah menggunakan Blower ...................... 63
Gambar 4.9 Grafik Sfc vs Putaran sebelum & sesudah menggunakan Blower .... 64
Gambar 4.10 Grafik ηb Vs Putaran sebelum menggunakan blower ..................... 66
Gambar 4.11 Grafik ηb Vs Putaran setelah menggunakan blower ....................... 67
Gambar 4.12 Grafik ηb dan ηb blower ................................................................. 68
Gambar 4.13 Grafik AFR vs Putaran sebelum penggunaan Blower .................... 73
Gambar 4.14 Grafik AFR vs Putaran setelah penggunaan Blower ....................... 74
Gambar 4.15 Perbandingan Grafik AFR vs Putaran sebelum dan sesudah
penggunaan Blower ............................................................................................... 75
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan ɳv sebelum penggunaan blower .................... 77
Gambar 4.17 Grafik Perbandingan ɳv setelah penggunaan blower....................... 79
Gambar 4.18 Perbandingan Grafik ɳb vs Putaran sebelum dan sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 80
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Lambang
Keterangan
Satuan
ṁ�
Laju massa udara dalam Silinder
Kg/jam
ṁ�
Laju Aliran Bahan Bakar
Kg/cyl-cycle
AFR
Rasio campuran bahan bakar dan udara
B
Diameter Silinder
CV
Nilai Kalor
F
Gaya
N
G
Gaya gravitasi
m/s2
HHV
Nilai kalor atas
Kj/Kg
LHV
Nilai kalor bawah
Kj/Kg
Ma
Masa aliran udara persiklus
Kg/cyc
n
Putaran
rpm
ɳv
Efisiensi Volumetris
%
Pb
Daya
W
Pi rc
Tekanan udara masuk ruang bakar rasio
Kpa
mm
kompesi
S
Panjang langkah
Sfc
Komsumsi bahan bakar spesifik
kWh
t
Waktu
Jam
T
Torsi
Nm
Ti
Temperatur udara masuk ruang bakar
K
Vc
Volume sisa m3
m3
Vd
Volume langkah
m3
ηb
Efisiensi Thermal Brake
xi
Universitas Sumatera Utara
SUPERCHARGER TERHADAP PERFORMANSI MESIN OTTO
BERKAPASITAS 110 cc DENGAN CAMPURAN BAHAN BAKAR
PERTALITE DAN ETANOL 10%”
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
ANGGA SURENDA
NIM :110401125
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bahan bakar merupan bahan utama dalam sebuah tranportasi yang kita gunakan
dalam sehari-hari,seiring berjalanya waktu semakin banyaqk pula kebutuhan yang
harus disedikan sehingga berdampak pada pada cadangan minyak bumi yang semakin
menipis sehingga kita dituntut untuk melakukan inovasi dalam menggunakan bahan
bakar salah satu contohnya menggunakan bahan bakar alternatif dari tumbuhan
dengan penggunaan supercharger pada sebuah kendaraan untuk menghemat bahan
bakar.Dalam penggunaan bahan bakar alternatif dan penggunaan supercharcher
diharapkan dapat menjadi solusi dalam mengatasi kelangkaan bahan bakar, Adapun
beberapa cara penerapan yang dapat digunakan yaitu dengan cara mengenalkan pada
masyarakat bahwa penggunaan bahan bakar alternatif dan blower sebagai
supercharger
cukup
menjadi
andalan
dalam
menangani
masalah
kelangkaan.Penelitian ini meliputi torsi,daya,sfc,brake termal,AFR,volumetri
konsumsi,bom kalori meter dan emisi gas buang.Adapun hasil dari penelitian ini
sangat bermanfaat yaitu; Peningkatan Torsi setelah penggunaan blower rata-rata
meningkat, Peningkatan Daya setelah penggunaan blower rata-rata meningkat,
Konsumsi bahan bakar spesifik (sfc) lebih irit, Peningkatan Efisiensi Thermal setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat, Peningkatan AFR (Air Fuel Ratio) setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat, Peningkatan Efisiensi Volumetris setelah
penggunaan blower rata-rata meningkat dan Kadar emisi gas buang yang membaik.
Kata kunci : Mesin otto 4 langkah EFI, Nilai kalor, Konsumsi bahan bakar,Torsi,
Daya Emisi gas buang dan supercharger electrik
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Fuel is the main ingredient in a mode of transportation that we use in everyday life,
over time more and more also needs to be provided so the impact on the oil reserves
are dwindling so we are required to make innovations in fuel use one example using
alternative fuels from plants with the use of a supercharger on a vehicle to save fuel.
In the use of alternative fuels and the use of supercharcher expected to be a solution
in overcoming scarce fuel, There are several ways the application can be used by way
of introducing the community that the use of alternative fuels and blower as
supercharger quite a mainstay in addressing the problem of scarcity. This study
includes the torque, power, sfc, brake thermal, AFR, volumetric consumption, bomb
calorimeter and exhaust emissions. The results of this study are very helpful;
Increased torque after the use of blower average increases, an increase in power after
the use of blower average increased, consumption of specific fuel (sfc) more efficient,
Improved Efficiency Thermal after the use of blower average increase, increase in
AFR (Air Fuel Ratio) after use blower average increased, volumetric efficiency
improvements after the use of the average increase blower and exhaust emissions
levels are improving.
Keywords: otto 4 stroke EFI engine, calorific value, fuel consumption, torque, power,
exhaust emission, and supercharger electrik
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Assalamu ‘alaikum wr. Wb.
Alhamdulillah segala puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT,
karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir yang berjudul “Pengaruh penggunaan blower elektrik sebagai supercharger
terhadap performansi mesin otto berkapasitas 100 cc dengan campuran bahan bakar
pertalite dan etanol 10%”.Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan kelulusan
pada Program Studi Teknik Mesin FakultasTeknik Universitas sumatera
utara.Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat saran,
dorongan, bimbingan serta keterangan-keterangan dari berbagai pihak yang
merupakan pengalaman yang tidak dapat diukur secara materi, namun dapat
membukakan mata penulis bahwa sesungguhnya pengalaman dan pengetahuan
tersebut adalah guru yang terbaik bagi penulis.
Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua saya yang selalu mendukung dan memberi doanya dalam
menuntut ilmu di universitas sumatera utara.
2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir.Abdul Halim Nasution,MSc selaku dosen pembimbim tugas akhir,
dan juga sbagai motivator.
4. Bapak Ir.Alfian hamsi, M.Sc selaku dosen pembanding.
5. Bapak Ir.Tekad sitepu, MT selaku dosen pembanding
6. Bapak/Ibu staff pengajar dan pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
7. Laboran Laboratorium Prestasi Mesin Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan arahan kepada penulis
selama pengujian berlangsung.
iii
Universitas Sumatera Utara
8. Bengkel AUTO 2000, yang memberikan fasilitas pengujian emisi kendaraan.
9. Abang dan kakak serta keponakan penulis yang telah memberikan
dukungan mental dalam penulisan tugas akhir ini.
10. Seluruh teman teman yang selalu membantu dikos.
11. Saudara Muhammad Iqbal selau rekan dalam penelitian.
12. Seluruh teman–teman Teknik Mesin yang telah memberikan motivasi.
13. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang
telah terlibat banyak membantu sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat banyak
kekurangan yang dibuat baik sengaja maupun tidak sengaja, dikarenakan
keterbatasan ilmu pengetahuan dan wawasan serta pengalaman yang penulis miliki.
Untuk itu penulis mohon maaf atas segala kekurangan tersebut tidak menutup diri
terhadap segala saran dan kritik serta masukan yang bersifat kontruktif bagi diri
penulis.
Akhir kata semoga dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, institusi
pendidikan dan masyarakat luas. Amiiiiiiin!
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb
Medan,
Oktober 2016
Penulis,
Angga Surenda
110401125
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................. i
ABSTRACT ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .............................................................................................iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x
DAFTAR NOTASI .................................................................................................. xi
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................xii
LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
1.2 Batasan Masalah.............................................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4
1.5 Metodologi Penulisan...................................................................................... 5
1.6 Sistematika penulisan ..................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................... 7
2.1 Supercharger ................................................................................................... 7
2.1.1 Blower elektrik / Electric supercharger .................................................... 9
2.2 Mesin Otto....................................................................................................... 9
2.3 Prinsip Kerja Mesin Otto 4 tak ..................................................................... 10
2.4 Performansi Motor Bakar .............................................................................. 13
2.4.1 Nilai Kalor Bahan Baka ......................................................................... 14
2.4.2 Torsi ........................................................................................................ 15
2.4.3 Daya Poros .............................................................................................. 17
2.4.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) ................................................. 18
2.4.5 Efisiensi Thermal .................................................................................... 18
2.4.6 Rasio Udara - Bahan Bakar (AFR) ........................................................ 19
2.4.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................... 20
v
Universitas Sumatera Utara
2.5 Emisi Gas Buang ........................................................................................... 20
2.5.1 Komposisi Kimia .................................................................................... 21
2.5.2 Bahan Penyusun ..................................................................................... 21
2.6 Sistem Bahan Bakar Ijeksi (EFI) .................................................................. 21
2.6.1 Perkembangan Sistem Bahan Bakar Injeksi ........................................... 21
2.6.2 Prinsip Kerja Sistem EFI ........................................................................ 22
2.6.3 Dasar Sistem EFI .................................................................................... 22
2.7 Sejarah Penggunaan Alkohol Sebagai Bahan Bakar Alternatif .................... 23
2.8 Bioetanol dari Tanaman tebu ........................................................................ 24
2.9 Pertalite ......................................................................................................... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 27
3.1 Penelitian ....................................................................................................... 27
3.2 Waktu dan Tempat ........................................................................................ 27
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ......................................................... 27
3.2.2 Pengujian Torsi ....................................................................................... 28
3.2.3 Pengujian Emisi Gas Buang ................................................................... 28
3.2.4 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ....................................................... 28
3.3 Alat dan Bahan .............................................................................................. 29
3.3.1 Alat ......................................................................................................... 29
3.3.2 Bahan ...................................................................................................... 37
3.4 Metode Pengumpulan Data ........................................................................... 38
3.5 Pengamatan dan Tahap Pengujian ................................................................ 39
3.5.1 Parameter ................................................................................................ 39
3.5.2 Prosedur Pengujian ................................................................................. 39
3.6 Prosedur Pengujian Performansi Mesin ........................................................ 39
3.7 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik .................................. 41
3.8 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar ............................................... 43
3.9 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ....................................................... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 47
4.1 Spesifikasi Data Alat dan Bahan Pengujian .................................................. 47
4.1.1 Data Mesin .............................................................................................. 47
vi
Universitas Sumatera Utara
4.1.2 Data Bahan Bakar ................................................................................... 47
4.1.3 Data Blower ............................................................................................ 48
4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto ............................................................... 49
4.2.1 Final Rasio .............................................................................................. 49
4.2.2 Torsi ........................................................................................................ 49
4.2.3 Daya ........................................................................................................ 56
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ............................................................ 60
4.2.5 Efisiensi Thermal Brake ......................................................................... 65
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar (AFR) ........................................................... 69
4.2.7 Efisiensi Volumetris ............................................................................... 75
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang .......................................................................... 80
4.3.1 Emisi Gas Buang sebelum Menggunakan Blower ................................. 81
4.3.2 Emisi Gas Buang Menggunakan Blower................................................ 81
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................. 85
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 85
5.2 Saran .............................................................................................................. 86
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran Pertalite dengan etanol
10% ....................................................................................................................... 47
Tabel 4.2 Massa pada pengujian campuran bahan bakar sebelum penggunaan
blower.................................................................................................................... 51
Tabel 4.3 Torsi dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower... 52
Tabel 4.4 massa pada pengujian campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 53
Tabel 4.5 Torsi dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower ... 54
Tabel 4.6 Perubahan torsi dengan bahan bakar campuran setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 55
Tabel 4.7 Daya dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower... 57
Tabel 4.8Daya dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower .... 58
Tabel 4.9 Perubahan daya dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 59
Tabel 4.10 Hasil pengujian mf dengan campuran bahan bakar bahan bakar tanpa
blower.................................................................................................................... 61
Tabel 4.11 Sfc dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower .... 61
Tabel 4.12 Hasil pengujian mf dengan campuran bahan bakar dengan
menggunakan blower ............................................................................................ 62
Tabel 4.13 Sfc dengan campuran bahan bakar sesudah menggunakan blower .... 63
Tabel 4.14 Perubahan nilai Sfc dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 64
Tabel 4.15 Efisiensi Thermal Brake dengan campuran bahan bakar sebelum
menggunakan blower ............................................................................................ 66
Tabel 4.16 Efisiensi Thermal Brake dengan bahan bakar campuran sesudah
menggunakan blower ............................................................................................ 67
Tabel 4.17 Perubahan nilai ηb dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 68
Tabel 4. 18 Laju aliran bahan bakar persiklus dengan campuran bahan bakar
sebelum menggunakan blower .............................................................................. 71
x
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4. 19 Laju aliran bahan bakar persiklus dengan campuran bahan sesudah
menggunakan blower ............................................................................................ 72
Tabel 4.20 AFR dengan campuran bahan bakar sebelum menggunakan blower
blower.................................................................................................................... 72
Tabel 4.21 AFR sesudah menggunakan blower .................................................... 73
Tabel 4.22 Perbandingan AFR dengan campuran bahan bakar sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 74
Tabel 4.23 Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar sebelum
penggunaan blower ............................................................................................... 76
Tabel 4.24 Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 78
Tabel 4.25 Perbandingan Efisiensi Volumetris dengan campuran bahan bakar
sesudah penggunaan blower .................................................................................. 79
Tabel 4.26 Emisi Gas Buang dengan campuran bahan bakar sebelum penggunaan
blower.................................................................................................................... 81
Tabel 4.27 Emisi Gas Buang dengan campuran bahan bakar setelah penggunaan
blower.................................................................................................................... 81
Tabel 4.28 Perbandingan CO dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 82
Tabel 4.29 Perbandingan CO2 dengan campuran bahan bakar sebelum dan
sesudah penggunaan blower .................................................................................. 82
Tabel 4.30 Perbandingan HC sesudah penggunaan blower .................................. 83
Tabel 4.31 Perbandingan O2 dengan campuran bahan bakar sesudah penggunaan
blower.................................................................................................................... 84
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Supercharger......................................................................................... 8
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Mesin Otto 4 Langkah................................................. 10
Gambar 2.3 Diagram P-v dan T-s Mesin otto 4 langkah ...................................... 12
Gambar 2.4 Tanaman Tebu ................................................................................... 24
Gambar 3.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar .................................................... 27
Gambar 3.2 Pengjian Torsi ................................................................................... 28
Gambar 3.3 Pengujian Emisi Gas Buang .............................................................. 28
Gambar 3.4 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar .................................................. 29
Gambar 3.5 Mesin ................................................................................................. 29
Gambar 3.6 Blower ............................................................................................... 30
Gambar 3.7 Alat ukur emisi gas buang ................................................................. 31
Gambar 3.8 HiDS HD-30...................................................................................... 33
Gambar 3.9 Digital stopwatch .............................................................................. 33
Gambar 3.10 Buret atau gelas ukur ....................................................................... 34
Gambar 3.11 Tools ................................................................................................ 34
Gambar 3.12 Timbangan pegas ............................................................................ 35
Gambar 3.13 Timbangan Digital .......................................................................... 35
Gambar 3.14 Pengatur Bukaan Throttle atau Bukaan Gas ................................... 36
Gambar 3.15 Selang bertekanan tinggi ................................................................. 36
Gambar 3.16 Takometer........................................................................................ 37
Gambar 3.17 Regulator dan Tabung bertekanan................................................... 37
Gambar 3.18 Bahan bakar Pertalite ...................................................................... 38
Gambar 3.19 Bioetanol absolut (kadar 98%) ........................................................ 38
Gambar 4.1 Grafik Torsi vs Putaran dengan campuran bahan bakar sebelum
menggunakan blower ............................................................................................ 52
Gambar 4.2 Grafik Torsi vs Putaran setelah menggunaan blower........................ 54
Gambar 4.3 Grafik Torsi vs Putaran sebelum dan sesudah menggunaan blower . 55
Gambar 4.4 Grafik Daya vs Putaran sebelum menggunakan Blower ................... 57
Gambar 4.5 Grafik Daya vs Putaran setelah menggunakan Blower ..................... 58
Gambar 4.6 Grafik Daya vs Putaran sebelum dan sesudah menggunakan Blower59
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik Sfc vs Putaran sebelum menggunaan Blower ........................ 62
Gambar 4.8 Grafik Sfc vs Putaran sesudah menggunakan Blower ...................... 63
Gambar 4.9 Grafik Sfc vs Putaran sebelum & sesudah menggunakan Blower .... 64
Gambar 4.10 Grafik ηb Vs Putaran sebelum menggunakan blower ..................... 66
Gambar 4.11 Grafik ηb Vs Putaran setelah menggunakan blower ....................... 67
Gambar 4.12 Grafik ηb dan ηb blower ................................................................. 68
Gambar 4.13 Grafik AFR vs Putaran sebelum penggunaan Blower .................... 73
Gambar 4.14 Grafik AFR vs Putaran setelah penggunaan Blower ....................... 74
Gambar 4.15 Perbandingan Grafik AFR vs Putaran sebelum dan sesudah
penggunaan Blower ............................................................................................... 75
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan ɳv sebelum penggunaan blower .................... 77
Gambar 4.17 Grafik Perbandingan ɳv setelah penggunaan blower....................... 79
Gambar 4.18 Perbandingan Grafik ɳb vs Putaran sebelum dan sesudah
penggunaan blower ............................................................................................... 80
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Lambang
Keterangan
Satuan
ṁ�
Laju massa udara dalam Silinder
Kg/jam
ṁ�
Laju Aliran Bahan Bakar
Kg/cyl-cycle
AFR
Rasio campuran bahan bakar dan udara
B
Diameter Silinder
CV
Nilai Kalor
F
Gaya
N
G
Gaya gravitasi
m/s2
HHV
Nilai kalor atas
Kj/Kg
LHV
Nilai kalor bawah
Kj/Kg
Ma
Masa aliran udara persiklus
Kg/cyc
n
Putaran
rpm
ɳv
Efisiensi Volumetris
%
Pb
Daya
W
Pi rc
Tekanan udara masuk ruang bakar rasio
Kpa
mm
kompesi
S
Panjang langkah
Sfc
Komsumsi bahan bakar spesifik
kWh
t
Waktu
Jam
T
Torsi
Nm
Ti
Temperatur udara masuk ruang bakar
K
Vc
Volume sisa m3
m3
Vd
Volume langkah
m3
ηb
Efisiensi Thermal Brake
xi
Universitas Sumatera Utara