Pengaruh Bahan Bakar Campuran Ethanol dengan Pertamax Terhadap Prestasi Honda Verza 150 CC Chapter III V
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Penelitian
Untuk mencapai tujuan yang diinginkan, penelitian ini dilakukan dengan
metode eksperimental. Metode ini ialah metode yang dipakai untuk menguji
pengaruh dari suatu perlakuan atau desain baru dengan cara membandingkan
dengan desain lain tanpa perlakuan baru (kondisi awal desain) sebagai
pembanding pada hasil penelitian.
Pada pengujian ini, kondisi awal pengujian yaitu saat pengujian
menggunakan bahan bakar pertamax tanpa dicampur dan hasilnya akan
dibandingkan dengan pengujian berbahan bakar campuran pertamax-etanol
dengan kadar etanol 5% (E5), 10% (E10), dan 15% (E15), sehingga perbedaan
setiap peformansi akan dapat diketahui.
Terdapat 3 variabel dalam uji eksperimental ini yaitu variabel bebas,
variabel terikat dan variabel kontrol. Pembagian variabel tersebut antara lain:
a.
Variabel bebas
b.
Variabel kontrol
: 4 jenis bahan bakar
: putaran mesin (1000rpm, 2000 rpm, 3000 rpm,
4000rpm,5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm)
c.
Variabel terikat
: Performansi motor bakar setiap bahan bakar.
37
Universitas Sumatera Utara
3.2 Waktu dan Tempat
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
Dilakukan diLaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin
Universitas Sumatera Utara selama 2minggu.
Gambar 3.1 Pengujian konsumsi bahan bakar
3.2.2 Pengujian Torsi
Dilakukan diLaboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara selama 3 minggu.
Gambar 3.2 Pengujian torsi
38
Universitas Sumatera Utara
3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Dilakukan diLaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin
Universitas Sumatera Utara selama 1 hari.
Gambar 3.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:
1. Bom Kalori Meter
Bom kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah
kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (O 2
berlebih) pada suatu senyawa bahan makanan atau bahan bakar.
2. Mesin
Mesin yang digunakan yaitu mesin otto 4 langkah, yaitu mesin sepeda
motor Honda Verza 150 CC
39
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Mesin Otto 4 langkah
Spesifikasi:
a. Mesin :
Mesin
: 4 langkah SOHC
Volume langkah
: 149,2 cc
Diameter x langkah
: 57,3 x 57,8 mm
Perbandingan kompresi
: 9,5:1
Sistem pemasukan
: Injeksion
Sistem pengapian
: Full transisterized
Daya maksimum
: 9,72 kW / 8.500 rpm
Torsi maksimum
: 12,7 Nm / 6.000 rpm
Kapasitas pelumas mesin
: 1,0 Liter
Tipe starter
: Starter kaki & Starter Elektrik
Sistem pendingin
: Pendingin udara
Kopling
: manual, multiplate, wet clutch
Busi
: NGK CPR9EA-9 (NGK)
b. Transmisi :
Tipe transmisi
: 5 kecepatan rotari
Pola pengoperan gigi
: 1-N-2-3-4-5
Rasio gigi
: Speed 1 = 3,076
Speed 2 = 1,944
Speed 3 = 1,409
40
Universitas Sumatera Utara
Speed 4 = 1,120
Speed 5 = 0,937
3. Tabung ukur
Tabung ukur digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang terpakai
pada saat pengujian konsumsi bahan bakar.
Spesifikasi :
Kapasitas : 60 ml
Akurasi
: 1 ml
Gambar 3.5 Tabung ukur
4. Tachometer
Tachometer merupakan alat untuk mengukur jumlah putaran yang
akan dihasilkan mesin.
GAMBAR
Spesifikasi:
Display Counts
: 9999 counts LCD
Range rpm
: 5 to 9999
Ft/min
: 0.2 to 6560
M/min
: 0.05 to 1999.9
Basic Accuracy
: ± 0.05% ±1d
Max RPM Resolution (rpm) : 0.1
41
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Tachometer
5. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dari bahan bakar
yang akan diuji.
Gambar 3.7 Timbangan digital
6. Timbangan pegas
Timbagan pegas ini digunakan sebagai alat untuk mengukur daya dan
torsi pada roda belakang motor sebagaimana halnya dyno test yang sering
digunakan untuk mengetahui torsi dan daya kendaraan. Namun, pada
pengujian ini, data yang ditunjukkan oleh timbangan pegas akan diolah
kembali mengunakan rumus, karena daya yang didapat merupakan data
pada roda, belum dikonversikan secara langsung pada data mesin yang
sebenarnya sebagaimana halnya pada dyno test.
Data yang didapat pada timbangan ini, nantinya akan digunakan untuk
mengetahui performansi mesin sebagai pertimbangan pada hasil pengujian.
Sepsifikasi :
Beban maksimal : 150 kg
42
Universitas Sumatera Utara
Akurasi
: 0,5 kg
Gambar 3.8 Timbangan pegas
7. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk menghitung lama waktu yang dibutuhkan untuk
menghabiskan 30 gram bahan bakar dari setiap variasi bahan uji yang sudah
disediakan.
Gambar 3.9 Digital stopwatch
43
Universitas Sumatera Utara
8. HiDS HD-30
HiDS adalah alat yang mampu berkomunikasi dengan EngineControl
Mobile (ECM), data-data berupa sinyal dari ECM danditampilkan pada
layar dalam bentuk besaran-besaran fisika seperti:
Suhu ditampilkan dalam °C
Tekanan ditampilkan dalam kPa Spesifikasi
Dimensi
: 122 x 82 x 33 mm
Tegangan : 8 – 15 Volt DC
Arus
: 100 – 150 mA
Gambar 3.10 HiDS HD-30
9. Selang
Selang digunakan untuk menghubungkan tabung ukur dengan karburator
sebagai wadah tempat aliran bahan bakar menuju karburator.
Gambar 3.11 Selang bahan bakar
44
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Bahan bakar pertamax.
Pertamax adalah jenis bahan bakar yang sudah diperkenalkan pemerintah
pada tahun 2006 silam. Pertamax cocok untuk mesin kendaraan saat ini
karena memiliki nilai RON (Research Octane Number) 92.
Gambar 3.12 Bahan bakar Pertamax
2. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5)
3. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10)
4. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 15%.(E15)
Gambar 3.13 Bioetanol absolut (kadar 99%)
3.4 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :
1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari
pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada
masing-masing pengujian.
45
Universitas Sumatera Utara
2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang
digunakan dalam pengujian.
3.5 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang
ada kemudian hasil dari perhitungan diajukan dalam bentuk tabulasi dan
grafik.
3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah :
1. Torsi motor (T)
2. Daya motor (N)
3. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)
4. Rasio udara bahan bakar (AFR)
5. Efisiensi termal
6.
Efisiensi volumetris
Pengujian dilakukan dengan melalui empat bagian, yaitu :
1. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar pertamax dengan
variasi putaran motor.
2. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5) dengan variasi putaran motor.
3. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 10% (E10) dengan variasi putaran motor.
4. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 15% (E15) dengan variasi putaran motor.
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin
Adapun prosedur pengujian performansi mesin dilakukan dengan cara
sebagai baerikut :
1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan
selang ke karburator atau injeksi (injector).
46
Universitas Sumatera Utara
2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan.
3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur.
4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan
mengikatkan salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain
pada tiang penahan.
5. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi ketiga. Hal ini dilakukan
dengan pertimbangan agar hasil pengujian masih dalam skala alat uji
yang digunakan.
6. Start mesin dengan starter sambil menekan kopling.
7. Atur variasi putaran mesin dengan melihat angka yang ditampilkan
tachometer dengan memutar tuas kecepatan dan memastikan putaran
mesin sudah konstan.
8. Merekam hasil pengujian pada timbangan pegas dengan video kamera.
9. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang
hingga mesin berhenti pada beban maksimal.
10. Dilakukan sebanyak lima kali pengujian untuk setiap putaran yang
ditentukan.
11. Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang terlihat pada
timbangan.
12. Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran pengujian.
Pengujian dilakukan dengan melihat prosedur dibawah ini :
a. Mulai memposisikan sepeda motor pada penahan,
b. Memasang timbangan pegas,
c. Putaran : n rpm,
d. Memasang video recorder timbangan,
e. Melepaskan tuas perseneling,
f. Mencatat data hasil timbangan dengan memutar ulang rekaman,
g. Mengulang pengujian dengan variasi putaran dan variasi jenis,
h. Menganalisa data hasil pengujian dengan rumus empiris,
i. Pengujian selesai.
47
Universitas Sumatera Utara
3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Sebelum pengujian dilakukan, terlebih dahulu memasang alat yang akan
digunakan, diantaranya:
1. Menghubungkan tabung ukur dengan karburator dengan selang,
2. Menghubungkan HiDS HD-30 dengan motor melalui connector pada
bagian depan sepedamotor,
3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur dan menghilangkan
gelembung udara pada selang dengan menunggu sesaat setelah
menuang bahan bakar.
4. Memberikan tanda pada tabung ukur. Tanda ini digunakan sebagai
titik acuan untuk memulai perhitungan waktu dengan stopwatch dan
pengukuran konsumsi bahan bakar.
Adapun prosedur pengujian konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan
dengan langkah-langkahsebagai berikut :
1. Mengisibahan bakar ke dalam tabungbertekanansebanyak 50 ml.
2. Menghidupkan mesin dengan starter.
3. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan, yaitu Verza
150 CC
4. Menentukan putaran mesin yang ditampilkan tachometer dengan
memutar alat bukaan gas pada karburator, Injeksi.
5. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang
diberikan pada tabung ukur.
6. Mematikan stopwatch dan motor pada setiap 10ml bahan bakar yang
habis.
7. Membaca waktu yang ditampilkan pada stopwatch.
8. Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya sebanyak lima kali pada
setiap variasi putaran.
48
Universitas Sumatera Utara
Gambar3.15 Pengujian konsumsi bahan bakar spesifik
Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini:
1. Mulai dengan volume uji bahan bakar : 40 ml,
2. Temperatur udara : 27˚C,
3. Tekanan udara : 1 atm,
4. Putaran mesin : n rpm,
5. Mencatat putaran mesin,
6. Mencatat waktu yang di butuhkan untuk menghabiskan 40 ml bahan
bakar,
7. Mencatat IAT & MAP,
8. Mengulang pengujian dengan variasi putaran & variasi jenis bahan
bakar,
9. Menganalisa data hasil pembacaan dengan rumus empiris setelah itu
selesai.
3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah
Bom Kalorimeter.
49
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.17 Bom kalori meter
Peralatanyangdigunakan meliputi:
1. Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom
2. Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji
3. Tabung gas oksigen
4. Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen
yang dimasukkan kedalam tabung bom.
5. Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01°C
6. Elektro motor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin
7. Split, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar
8. Pengatu rpenyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik
ketangkai penyala pada tabung bom
9. Cawan, untuk tempat bahan bakar didalam tabung bom
10. Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai dan cawan pada
dudukannya.
Adapun tahapan pengujianyangdilakukan adalahsebagai berikut :
1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.
2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala
yang ada penutup bom.
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai
penyala serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas
50
Universitas Sumatera Utara
permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan
menggunakan pinset.
4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan
berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O”
sampai rapat.
5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).
6. Mengisi tabung kalori meter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml.
7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung calori meter.
8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus
listrik.
9. Menutup calori meter dengan penutupnya yang telah dilengkapi
dengan pengaduk.
10. Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electro motor.
11. Menempatkan termo meter melalui lubang pada tutup calori meter.
12. Menghidupkan elektro motor selama lima menit kemudian membaca
dan mencatat temperatur air pendingin pada termo meter.
13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.
14. Memastikan
kawat
penyala
telah
menyala
dan
putus
dengan
memperhatikan lampu indikator selama elektro motor terus bekerja.
15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingin setelah lima
menit dari penyalaan berlangsung.
16. Mematikan elektro motor pengaduk dan mempersiapkan peralatan
untuk pengujian berikutnya.
17. Mengulang pengujian sebanyak lima kali berturut-turut.
Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini:
1. Mulai dengan berat sampel bahan bakar 0,2 gram,
2. Volume air pendingin 1250 ml,
3. Tekanan oksigen 30 bar,
4. Melakukan pengadukan terhadap air pendingin selama 5
menit,
5. Mencatat temperatur air pendingin T1(˚C),
51
Universitas Sumatera Utara
6. Menyalakan bahan bakar,
7. Melanjutkan pengadukan terhadap air pendingin selama 5
menit,
8. Mencatat temperatur air pendingin,
8. Mengulang pengujian dengan variasi jenis bahan,
9. Menghitung HHV bahan bakar : HHV=(T2-T1-Tkp) x Cv
x 1000 dan setelah itu selesai.
52
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian
Mesin Verza 150 yang akan digunakan sebagai alat uji merupakan mesin
yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar pertalite. Mesin ini
merupakan mesin yang menggunakan injeksi sebagai alat pencampur bahan
bakar dengan udara. Data lengkap hasil pengujian: bahan bakar pertamax,
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15).
Untuk menghitung unjuk kerja mesin di perlukan data-data seperti data
pada mesin uji, data alat yang digunakan pada mesin uji, dan data bahan
bakar yang diuji. Data ini nantinya akan di gunakan dalam perhitungan
performansi mesin. Data spesifikasi alat sebagai berikut :
4.1.1 Data Motor
Mesin yang digunakan dalam pengujian ini adalah mesin Honda Verza
150 dengan data sebagai berikut :
- Jumlah silinder
: 1 silinder
- Diameter silinder (B)
: 57,3 mm
- Langkah (S)
: 57,8 mm
- Rasio kompresi
: 9.5:1
- Volume langkah
: 149,2 cc
- Diameter roda
: 17 inchi
- Rasio gigi speed ketiga
: 23/20
4.1.2 Data Bahan Bakar
Dalam pengujian ini, bahan bakar yang digunakan yaitu: bahan bakar
pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
setelah di lakukan pengujian bom calori meter di Laboratorium Motor Bakar
Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, dengan menggunakan persamaan
2.10 di peroleh nilai kalor atas bahan bakar (HHV) dan nilai kalor bahan bakar
bawah (LHV) seperti tertera pada tabel 4.1– 4.4.
53
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar pertamax
PERTAMAX
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
Percobaan
III
IV
II
27.4 28.23 29.11
28.3 29.13 29.99
0.9
0.9
0.88
62500 62500 61029
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
V
LHV
(kJ/k)
1
29.05 30.09 1
59060.16
29.86 30.98 62300.16
0.91 0.89
63235 61764
Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 5%
E5
Percobaan
II
III
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
26.55 27.63 28.44
27.42 28.49 29.30
0.87 0.86
0.86
60294 59558 59558
IV
V
29.50 30.68
30.39 31.53
0.89 0.85
61764 58823
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
LHV
(kJ/k)
11
59405
11
56165
Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 10%
E10
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
II
Percobaan
III
IV
29.09 27.55 28.4
29.92 28.43 29.04
0.83 0.88
0.84
57353 61029 58088
V
HHV
Rata-rata
(kJ/k)
LHV
(kJ/k)
11
29.28 30.30 11
30.12 31.18 59015.38 55775.38
0.84
0.88
58088 61029
Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 15%
E15
I
T1(°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
II
Percobaan
III
IV
V
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
26.62 27.51 28.25
29.47 30.44 11
27.44 28.33 29.11
30.31 31.31 58336.79
0.82 0.82
0.86
0.84 0.87
56617 56617 59558 58088.4 60294
LHV
(kJ/kg)
11
55096.79
54
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto
Data yang di peroleh dari pembacaan langsung alat uji mesin Verza 150
melalui
unit instrumentasi dan perlengkapan yang di gunakan pada saat
pengujian antara lain :
- Putaran (rpm) melalui pembacaan tachometer
- Masa tarik melalui pembacaan timbangan pegas
- Konsumsi bahan bakar melalui pengukuran dengan tabung ukur
- Massa bahan bakar melalui pembacaan timbangan digital
4.2.1 Perbandingan Gigi Transmisi
Perbandingan Gigi merupakan perkalian perbandingan roda gigi yang
dimulai dari roda gigi pada gigi tarik roda belakang, roda gigi pada
transmisi (pada pengujian ini di tetapkan pada gigi ketiga), dan roda gigi
poros engkol yang menyalurkan putaran dari poros utama transmisi ke poros
engkol. Adapun perbandingan gigi yang di dapat adalah :
1. Perbandingan gigi pada roda belakang yaitu :
Jumlah gigi tarik roda belakang :35
Jumlah gigi tarik poros transmisi : 14
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 35/14 = 2,5
2. Perbandingan gigi gear ketiga pada transmisi yaitu :
Jumlah gear gigi ketiga : 23
Jumlah gear poros utama transmisi : 20
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 23/20 = 1,15
3. Perbandingan gigi antara transmisi dengan poros engkol yaitu :
Jumlah gear poros kopling : 67
Jumlah gear poros engkol : 20
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 67/20 = 3,35
Jadi untuk perbandingan gigi keseluruhan dapat di
ketahui dengan mengalikan ketiga perbandingan gigi di atas, yaitu:
55
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan gigi = Perbandingan gigi gear roda x perbandingan gigi
gear speed ketiga x perbandingan gigi poros engkol
= 2,5 x 1,15 x 3,35
= 9.63
Jadi, perbandingan gigi gear pada pengujian ini adalah 9.63
4.2.2 Torsi
Besarnya torsi yang di hasilkan oleh mesin pada poros roda dapat di
hitung dari massa yang tertarik pada timbangan pegas. Besarnya torsi yang
di hasilkan pada setiap pengujian untuk setiap variasi putaran mesin dapat di
hitung dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2, dan 2.3.
Maka torsi setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.5 Nilai torsi setiap bahan bakar
RPM
E5
TORSI(Nm)
E10
E15
PERTAMAX
8000
10.31 10.35 10.27
10.40
7000
10.66 10.75 10.79
10.71
6000
11.26 11.23 11.28
11.28
5000
11.41 11.37 11.32
11.45
4000
11.37 11.32 11.26
11.41
3000
11.19 11.15 11.15
11.28
2000
10.97 11.01 10.88
11.06
Perbandingan torsi dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar
pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut.
56
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Grafik Torsi VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.2 Grafik Torsi terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Torsi terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 8000 rpm yaitu
sebesar 10,27 Nm.
2. Torsi tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 5000 rpm yaitu sebesar 11,45 Nm.
3. Penambahan etanol dapat menaikkan nilai torsi yang di hasilkan pada
4000 rpm -5000 rpm. Hal ini di karenakan rasio kompresi mesin yang
tinggi dan nilai oktan bahan bakar yang tinggi sehingga pembakaran
menggunakan campuran pertamax dan etanol sangat optimal.
4.2.3. Daya
Dari data torsi yang di peroleh diatas, maka daya dapat di peroleh dengan
menggunakan persamaan 2.4 Maka daya setiap bahan bakar dapat dilihat
pada tabel 4.6 berikut.
57
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Besarnya daya pada setiap bahan bakar
RPM
E5
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
6961.09
6348.95
5815.05
4926.76
3923.39
2887.81
1879.85
DAYA(W)
E10
E15
6997.91
6413.39
5801.25
4903.74
3904.98
2874.01
1889.06
6924.27
6445.61
5828.86
4880.73
3877.37
2874.01
1861.44
PERTAMAX
7038.30
6384.41
5831.82
4952.28
3943.80
2916.91
1899.22
Perbandingan daya dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar
pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut.
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Daya VS Putaran pada setiap bahan bakar
58
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Daya terendah dan tertinggiVS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Daya terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar
1861,44 W.
2. Daya tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 8000 rpm yaitu sebesar 7038,30 W.
3. Dari grafik dapat di lihat bahwa garis dari setiap bahan bakar saling
berhimpitan & terjadi peningkatanW 7000 rpm Hal ini menunjukkan bahwa
penambahan etanol mempengaruhi daya yang di hasilkan oleh mesin.
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)
Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dari masing-masing pengujian
pada setiap putaran dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dan 2.6.
Berikut hasil perhitungan laju aliran bahan bakar yang di peroleh dari
persamaan 2.5
59
Universitas Sumatera Utara
1. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar pertamax
Tabel 4.7 Hasil pengujian bahan bakar pertamax
RPM
Waktu(s)
Rata-rata
I
II
III
IV
V
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
45.66
62.57
76.07
90.57
118.9
168.7
208.6
368.3
42.3
59.52
77.01
91.85
119
168
223.4
371.5
43.47
63.66
75.48
92.71
119.05
166.92
219.83
385.88
46.51
44.1 44.41
61.82 60.67 61.65
74.32 75.88 75.75
89.9 90.22 91.05
118.94 119.1 119.00
166.33 165.71 167.13
231.31 220.73 220.78
382.36 375.37 376.68
mf
(gr/h)
2409.30
1735.53
1412.40
1175.09
899.11
640.17
484.61
284.04
2. Konsumsi bahan bakar spesifikasi pada bahan bakar campuran pertamax- E5
Tabel 4.8 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 5% (E5).
mf
RPM
Waktu(s)
(gr/h)
I
II
III
IV
V
Rata-rata
8000 51.61 53.13 55.32 53.35 53.67 53.42
2009.41
7000 62.12 67.35 69.21 66.22 66.35 66.25
1620.15
6000 78.04 81.43 82.88 80.78 80.51 80.73
1329.58
5000 94.07 99.82 101.45 98.45 98.71 98.50
1089.69
4000 118.2 120.7 119.24 119.38 119.18 119.34
899.40
3000 159.6 158.6 160.05 159.42 160.11 159.56
672.69
2000 192.6 195.7 202.78 197.04 197.24 197.08
544.63
1000 372.8 374 370.45 372.42 372.81 372.49
288.15
3.Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E10
Tabel 4.9 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 10% (E10).
mf
RPM
Waktu(s)
(gr/h)
I
II
III
IV
V Rata-rata
8000 45.69 49.2 50.05 48.31 48.55
48.36
2226.58
7000 57.76 61.29 61.85
60.3
60.7
60.38
1783.33
6000 86.61 85.26
85.9 85.92 86.07
85.95
1252.76
5000 94.96 97.96 99.41 98.11 98.44
97.78
1101.27
4000 120.8 121.4 124.83 122.34 122.81 122.44
879.46
3000 177.1 177.1 173.77 175.98 175.23 175.83
612.39
2000 206.8 215.5 223.67 215.34 215.57 215.39
499.93
1000 391.6 393.3 392.88 392.58 392.24 392.51
274.33
60
Universitas Sumatera Utara
4. Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E15
Tabel 4.10 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 15% (E15).
RPM
mf
Waktu(s)
I
II
III
IV
V Rata-rata (gr/h)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
54.95
69.16
77.8
94.34
114.2
174.3
225.2
395.4
56.37 57.66
70.24 71.18
80.28 82.41
96.99 99.38
116.5 117.4
169.8 170.9
224.4 223.1
390.6 393.36
56.33 56.78
70.19 70.37
80.16 80.31
96.9
96.5
116.02 116.73
171.66 171.43
224.23 224.8
393.11 393.71
56.42
70.23
80.19
96.82
116.17
171.62
224.34
393.23
1914.64
1538.14
1347.02
1115.66
929.88
629.42
481.49
274.70
Dengan menggunakan persamaan 2.6, maka SFC setiap bahan bakar
dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut.
Tabel 4.11 Nilai SFC pada setiap bahan bakar
SFC
RPM
E5
8000 290.75
7000 257.26
6000 230.72
5000 223.27
4000 231.36
3000 235.10
2000 292.03
Perbandingan nilai SFC
(gr/kW.h)
E10
320.27
280.15
218.02
226.67
227.33
215.23
266.92
dengan
E15
PERTAMAX
278.59
344.58
244.34
274.06
233.17
244.39
230.68
239.50
241.95
230.21
221.16
221.73
260.95
257.56
putaran mesin menggunakan bahan
bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15%
(E15) dapat di lihat pada gambar 4.5 berikut.
61
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Grafik SFC(gr/kW.h) VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.6 Grafik SFC(gr/kW.h) terendah dan tertinggi VS Putaran pada
bahan bakar
Darigambar diatas dapat disimpulkan :
1. SFC terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran mesin 3000 rpm yaitu
sebesar 215,23 gr/kWh.
62
Universitas Sumatera Utara
2. SFC tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 8000 rpm yaitu sebesar 344,58 gr/kWh.
3. Pada putaran diatas 7000 rpm terlihat bahwa bahan bakar pertamax
memiliki SFC tertinggi di bandingkan dengan campuran pertamaxetanol 5%(E5), 10%(E10), dan 15%(E15).Hal ini di sebabkan nilai
kalor (LHV) pertamax yang lebih tinggi sehingga lebih mudah
terbakar.
4.2.5 Efisiensi Thermal
Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual
terhadap laju panas rata-rata yang di hasilkan dari pembakaran bahan bakar.
Efisiensi thermal dari masing-masing pengujian pada tiap variasi
putaran dapat di hitung dengan menggunakan persamaan 2.14 Maka
efisiensi thermal setiap bahan bakar dapat di lihat pada tabel 4.12 berikut.
Tabel 4.12 Nilai Efisiensi Thermal pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
EFISIENSI THERMAL(%)
E5
E10
E15 PERTAMAX
32.07 29.47 34.31
25.74
36.01 33.44 38.87
31.90
39.96 42.48 40.65
35.56
41.24 40.92 41.07
36.25
39.85 40.80 39.24
37.64
39.24 43.01 42.77
39.02
31.93 35.00 36.51
33.83
Perbandingan Efisiensi Thermal dengan putaran mesin menggunakan
bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan
15% (E15) dapat di lihat pada gambar 4.7 berikut.
63
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik Efisiensi Thermal (%) VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Thermal terendah dan tertinggi (%) VS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat disimpulkan :
1. Efisiensi thermal terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar
pertamax pada putaran mesin 8000 rpm yaitu 25,74%.
2. Efisiensi thermal tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar
campuran pertamax- etanol 10% (E10) pada putaran 3000 rpm yaitu
43.01%.
64
Universitas Sumatera Utara
3. Nilai Efisiensi thermal untuk variasi bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) yang tidak konsisten pada
setiap putaran di sebabkan oleh suhu lingkungan yang berbeda pada
saat pengujian. Suhu lingkungan mempengaruhi laju konsumsi bahan
bakar sehingga efisiensi thermal juga terpengaruh.
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar
Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing pengujian pada
tiap variasi beban dan putaran dapat dihitung menggunakan persamaan 2.7.
Dari alat sensor HiD SHD-30, di peroleh tekanan (Pi) dan suhu (Ti) yang
berbeda pada setiap putaran mesin, data ini dapat di lihat pada lampiran.
Dengan menggunakan persamaan 2.8 dan 2.9, maka laju aliran udara
setiap bahan bakar dapat diperoleh.
Tabel 4.13 Nilai ma pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
ma (kg/cyl-cycle)
E5
E10
0.000131435
0.000122379
0.000118777
0.000117496
0.000114615
0.000114615
0.0001139
0.000131964
0.000122139
0.000117993
0.000117113
0.00011608
0.000114167
0.000112499
E15
PERTAMAX
0.000130388
0.000121978
0.000118059
0.000115912
0.00011321
0.000112253
0.000112965
0.000130943
0.000122138
0.000117894
0.000116292
0.000112253
0.000111296
0.000111296
Maka AFR untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat di
lihat pada tabel 4.14 berikut.
Tabel 4.14 Nilai AFR pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
E5
17.70
17.86
18.08
18.17
17.29
17.33
14.55
AFR
E10
E15 PERTAMAX
16.22
18.34
15.04
16.38
18.65
16.78
18.95
17.78
17.02
17.95
17.58
16.84
17.84
16.61
16.98
18.78
18.05
17.65
15.50
16.08
15.78
65
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan AFR dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax,
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat di lihat
pada gambar 4.9 berikut.
Gambar 4.9 Grafik AFR VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.10 Grafik AFR terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. AFR terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 5% (E5) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar
14,55.
66
Universitas Sumatera Utara
2. AFR tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 6000 rpm yaitu sebesar
18,95.
4.2.7 Efisiensi Volumetris
Untuk menghitung efisiensi volumetris digunakan persamaan 2.12.Maka
efisiensi volumetris untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar
dapat di lihat pada tabel 4.15 berikut.
Tabel 4.15 Efisiensi volumetris pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
EFFISIENSI VOLUMETRIS
E5
E10 E15 PERTAMAX
92.69 93.65 91.96
92.35
86.44 86.83 86.16
86.27
83.95 83.95 83.46
83.34
83.07 83.34 81.98
82.24
81.08 82.62 80.11
79.45
81.08 81.29 79.45
78.79
80.59 80.13 79.94
78.79
Perbandingan efisiensi volumetris dengan putaran mesin menggunakan
bahan bakar pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan
15% (E15). Dapat di lihat pada gambar 4.11 berikut.
Gambar 4.11 Grafik Efisiensi Volumetris VS Putaran pada setiap bahan bakar
67
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Volumetris terendah dan tertinggi VS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Efisiensi volumetris terendah mesin terjadi pada pengujian bahan
bakar pertamax pada putaran mesin 2000 dan 3000 rpm yaitu 78,79%.
2. Efisiensi volumetris tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan
bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 8000 rpm
yaitu 93,65%.
68
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1.Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan konsumsi
bahan bakar spesifik (SFC) pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci
di jelaskan sebagai berikut :
-Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang di peroleh dari hasil pengujian bom
kalori meter yaitu bahan bakar pertamax sebesar 59060,16 kJ/kg, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 56165,976 kJ/kg, 10% (E10) sebesar
55775,384 kJ/kg, dan 15% (E15) sebesar 55096,792 kJ/kg. Pembakaran
pertamax lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi dari pada bahan bakar
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Sehingga
nilai torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan
bakar(SFC), pertamax lebih boros.
-Torsi rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian
dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 11,08 Nm, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 11,02 Nm, 10% (E10) sebesar 11,03 Nm,
dan 15% (E15) sebesar 10,97 Nm.
-Daya rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian
dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 4709,53 W, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 4677,56 W, 10% (E10) sebesar 4683,48
W, dan 15% (E15) sebesar 4656,52 W.
-Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax
sebesar 258,86 gr/kWh, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 251,49
gr/kWh, 10% (E10) sebesar 250,65 gr/kWh, dan 15% (E15) sebesar 244,40
gr/kWh.
2.Secara umum, efisiensi thermal, (AFR)perbandingan rasio udara bahan
bakar, dan efisiensi volumetris pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di
jelaskan sebagai berikut :
69
Universitas Sumatera Utara
- Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil
pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar
34,27%, bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
37,18%, 10% (E10) sebesar 37,87%, dan 15% (E15) sebesar 39,06%.
- (AFR) rasio udara bahan bakar rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax
adalah sebesar 16,59; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5)
sebesar 17,28; 10% (E10) sebesar 17,38; dan 15% (E15) sebesar 17,56.
- Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari
hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah
sebesar 83,03%; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
85,13%; 10% (E10) sebesar 84,54%; 15% (E15) sebesar 83,30%.
5.2 Saran
1. Melengkapi alat ukur pengujian pada uji torsi dan daya seperti
penggunaan dyno test untuk memperoleh hasil pengujian yang lebih
akurat
2. Menggunakan variasi putaran mesin yang lebih spesifik untuk
meningkatkan ketelitian hasil pengujian.
3. Melakukan pengujian emisi gas buang agar dampak terhadap
lingkungan dapat diketahui.
70
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Penelitian
Untuk mencapai tujuan yang diinginkan, penelitian ini dilakukan dengan
metode eksperimental. Metode ini ialah metode yang dipakai untuk menguji
pengaruh dari suatu perlakuan atau desain baru dengan cara membandingkan
dengan desain lain tanpa perlakuan baru (kondisi awal desain) sebagai
pembanding pada hasil penelitian.
Pada pengujian ini, kondisi awal pengujian yaitu saat pengujian
menggunakan bahan bakar pertamax tanpa dicampur dan hasilnya akan
dibandingkan dengan pengujian berbahan bakar campuran pertamax-etanol
dengan kadar etanol 5% (E5), 10% (E10), dan 15% (E15), sehingga perbedaan
setiap peformansi akan dapat diketahui.
Terdapat 3 variabel dalam uji eksperimental ini yaitu variabel bebas,
variabel terikat dan variabel kontrol. Pembagian variabel tersebut antara lain:
a.
Variabel bebas
b.
Variabel kontrol
: 4 jenis bahan bakar
: putaran mesin (1000rpm, 2000 rpm, 3000 rpm,
4000rpm,5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm)
c.
Variabel terikat
: Performansi motor bakar setiap bahan bakar.
37
Universitas Sumatera Utara
3.2 Waktu dan Tempat
3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
Dilakukan diLaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin
Universitas Sumatera Utara selama 2minggu.
Gambar 3.1 Pengujian konsumsi bahan bakar
3.2.2 Pengujian Torsi
Dilakukan diLaboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik
Mesin Universitas Sumatera Utara selama 3 minggu.
Gambar 3.2 Pengujian torsi
38
Universitas Sumatera Utara
3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Dilakukan diLaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin
Universitas Sumatera Utara selama 1 hari.
Gambar 3.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:
1. Bom Kalori Meter
Bom kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah
kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (O 2
berlebih) pada suatu senyawa bahan makanan atau bahan bakar.
2. Mesin
Mesin yang digunakan yaitu mesin otto 4 langkah, yaitu mesin sepeda
motor Honda Verza 150 CC
39
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Mesin Otto 4 langkah
Spesifikasi:
a. Mesin :
Mesin
: 4 langkah SOHC
Volume langkah
: 149,2 cc
Diameter x langkah
: 57,3 x 57,8 mm
Perbandingan kompresi
: 9,5:1
Sistem pemasukan
: Injeksion
Sistem pengapian
: Full transisterized
Daya maksimum
: 9,72 kW / 8.500 rpm
Torsi maksimum
: 12,7 Nm / 6.000 rpm
Kapasitas pelumas mesin
: 1,0 Liter
Tipe starter
: Starter kaki & Starter Elektrik
Sistem pendingin
: Pendingin udara
Kopling
: manual, multiplate, wet clutch
Busi
: NGK CPR9EA-9 (NGK)
b. Transmisi :
Tipe transmisi
: 5 kecepatan rotari
Pola pengoperan gigi
: 1-N-2-3-4-5
Rasio gigi
: Speed 1 = 3,076
Speed 2 = 1,944
Speed 3 = 1,409
40
Universitas Sumatera Utara
Speed 4 = 1,120
Speed 5 = 0,937
3. Tabung ukur
Tabung ukur digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang terpakai
pada saat pengujian konsumsi bahan bakar.
Spesifikasi :
Kapasitas : 60 ml
Akurasi
: 1 ml
Gambar 3.5 Tabung ukur
4. Tachometer
Tachometer merupakan alat untuk mengukur jumlah putaran yang
akan dihasilkan mesin.
GAMBAR
Spesifikasi:
Display Counts
: 9999 counts LCD
Range rpm
: 5 to 9999
Ft/min
: 0.2 to 6560
M/min
: 0.05 to 1999.9
Basic Accuracy
: ± 0.05% ±1d
Max RPM Resolution (rpm) : 0.1
41
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Tachometer
5. Timbangan Digital
Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dari bahan bakar
yang akan diuji.
Gambar 3.7 Timbangan digital
6. Timbangan pegas
Timbagan pegas ini digunakan sebagai alat untuk mengukur daya dan
torsi pada roda belakang motor sebagaimana halnya dyno test yang sering
digunakan untuk mengetahui torsi dan daya kendaraan. Namun, pada
pengujian ini, data yang ditunjukkan oleh timbangan pegas akan diolah
kembali mengunakan rumus, karena daya yang didapat merupakan data
pada roda, belum dikonversikan secara langsung pada data mesin yang
sebenarnya sebagaimana halnya pada dyno test.
Data yang didapat pada timbangan ini, nantinya akan digunakan untuk
mengetahui performansi mesin sebagai pertimbangan pada hasil pengujian.
Sepsifikasi :
Beban maksimal : 150 kg
42
Universitas Sumatera Utara
Akurasi
: 0,5 kg
Gambar 3.8 Timbangan pegas
7. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk menghitung lama waktu yang dibutuhkan untuk
menghabiskan 30 gram bahan bakar dari setiap variasi bahan uji yang sudah
disediakan.
Gambar 3.9 Digital stopwatch
43
Universitas Sumatera Utara
8. HiDS HD-30
HiDS adalah alat yang mampu berkomunikasi dengan EngineControl
Mobile (ECM), data-data berupa sinyal dari ECM danditampilkan pada
layar dalam bentuk besaran-besaran fisika seperti:
Suhu ditampilkan dalam °C
Tekanan ditampilkan dalam kPa Spesifikasi
Dimensi
: 122 x 82 x 33 mm
Tegangan : 8 – 15 Volt DC
Arus
: 100 – 150 mA
Gambar 3.10 HiDS HD-30
9. Selang
Selang digunakan untuk menghubungkan tabung ukur dengan karburator
sebagai wadah tempat aliran bahan bakar menuju karburator.
Gambar 3.11 Selang bahan bakar
44
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Bahan
Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Bahan bakar pertamax.
Pertamax adalah jenis bahan bakar yang sudah diperkenalkan pemerintah
pada tahun 2006 silam. Pertamax cocok untuk mesin kendaraan saat ini
karena memiliki nilai RON (Research Octane Number) 92.
Gambar 3.12 Bahan bakar Pertamax
2. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5)
3. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10)
4. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 15%.(E15)
Gambar 3.13 Bioetanol absolut (kadar 99%)
3.4 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi :
1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari
pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada
masing-masing pengujian.
45
Universitas Sumatera Utara
2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang
digunakan dalam pengujian.
3.5 Metode Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang
ada kemudian hasil dari perhitungan diajukan dalam bentuk tabulasi dan
grafik.
3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian
Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah :
1. Torsi motor (T)
2. Daya motor (N)
3. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)
4. Rasio udara bahan bakar (AFR)
5. Efisiensi termal
6.
Efisiensi volumetris
Pengujian dilakukan dengan melalui empat bagian, yaitu :
1. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar pertamax dengan
variasi putaran motor.
2. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5) dengan variasi putaran motor.
3. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 10% (E10) dengan variasi putaran motor.
4. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 15% (E15) dengan variasi putaran motor.
3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin
Adapun prosedur pengujian performansi mesin dilakukan dengan cara
sebagai baerikut :
1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan
selang ke karburator atau injeksi (injector).
46
Universitas Sumatera Utara
2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan.
3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur.
4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan
mengikatkan salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain
pada tiang penahan.
5. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi ketiga. Hal ini dilakukan
dengan pertimbangan agar hasil pengujian masih dalam skala alat uji
yang digunakan.
6. Start mesin dengan starter sambil menekan kopling.
7. Atur variasi putaran mesin dengan melihat angka yang ditampilkan
tachometer dengan memutar tuas kecepatan dan memastikan putaran
mesin sudah konstan.
8. Merekam hasil pengujian pada timbangan pegas dengan video kamera.
9. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang
hingga mesin berhenti pada beban maksimal.
10. Dilakukan sebanyak lima kali pengujian untuk setiap putaran yang
ditentukan.
11. Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang terlihat pada
timbangan.
12. Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran pengujian.
Pengujian dilakukan dengan melihat prosedur dibawah ini :
a. Mulai memposisikan sepeda motor pada penahan,
b. Memasang timbangan pegas,
c. Putaran : n rpm,
d. Memasang video recorder timbangan,
e. Melepaskan tuas perseneling,
f. Mencatat data hasil timbangan dengan memutar ulang rekaman,
g. Mengulang pengujian dengan variasi putaran dan variasi jenis,
h. Menganalisa data hasil pengujian dengan rumus empiris,
i. Pengujian selesai.
47
Universitas Sumatera Utara
3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Sebelum pengujian dilakukan, terlebih dahulu memasang alat yang akan
digunakan, diantaranya:
1. Menghubungkan tabung ukur dengan karburator dengan selang,
2. Menghubungkan HiDS HD-30 dengan motor melalui connector pada
bagian depan sepedamotor,
3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur dan menghilangkan
gelembung udara pada selang dengan menunggu sesaat setelah
menuang bahan bakar.
4. Memberikan tanda pada tabung ukur. Tanda ini digunakan sebagai
titik acuan untuk memulai perhitungan waktu dengan stopwatch dan
pengukuran konsumsi bahan bakar.
Adapun prosedur pengujian konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan
dengan langkah-langkahsebagai berikut :
1. Mengisibahan bakar ke dalam tabungbertekanansebanyak 50 ml.
2. Menghidupkan mesin dengan starter.
3. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan, yaitu Verza
150 CC
4. Menentukan putaran mesin yang ditampilkan tachometer dengan
memutar alat bukaan gas pada karburator, Injeksi.
5. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang
diberikan pada tabung ukur.
6. Mematikan stopwatch dan motor pada setiap 10ml bahan bakar yang
habis.
7. Membaca waktu yang ditampilkan pada stopwatch.
8. Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya sebanyak lima kali pada
setiap variasi putaran.
48
Universitas Sumatera Utara
Gambar3.15 Pengujian konsumsi bahan bakar spesifik
Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini:
1. Mulai dengan volume uji bahan bakar : 40 ml,
2. Temperatur udara : 27˚C,
3. Tekanan udara : 1 atm,
4. Putaran mesin : n rpm,
5. Mencatat putaran mesin,
6. Mencatat waktu yang di butuhkan untuk menghabiskan 40 ml bahan
bakar,
7. Mencatat IAT & MAP,
8. Mengulang pengujian dengan variasi putaran & variasi jenis bahan
bakar,
9. Menganalisa data hasil pembacaan dengan rumus empiris setelah itu
selesai.
3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah
Bom Kalorimeter.
49
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.17 Bom kalori meter
Peralatanyangdigunakan meliputi:
1. Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom
2. Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji
3. Tabung gas oksigen
4. Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen
yang dimasukkan kedalam tabung bom.
5. Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01°C
6. Elektro motor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin
7. Split, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar
8. Pengatu rpenyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik
ketangkai penyala pada tabung bom
9. Cawan, untuk tempat bahan bakar didalam tabung bom
10. Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai dan cawan pada
dudukannya.
Adapun tahapan pengujianyangdilakukan adalahsebagai berikut :
1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.
2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala
yang ada penutup bom.
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai
penyala serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas
50
Universitas Sumatera Utara
permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan
menggunakan pinset.
4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan
berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O”
sampai rapat.
5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).
6. Mengisi tabung kalori meter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml.
7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung calori meter.
8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus
listrik.
9. Menutup calori meter dengan penutupnya yang telah dilengkapi
dengan pengaduk.
10. Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electro motor.
11. Menempatkan termo meter melalui lubang pada tutup calori meter.
12. Menghidupkan elektro motor selama lima menit kemudian membaca
dan mencatat temperatur air pendingin pada termo meter.
13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar.
14. Memastikan
kawat
penyala
telah
menyala
dan
putus
dengan
memperhatikan lampu indikator selama elektro motor terus bekerja.
15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingin setelah lima
menit dari penyalaan berlangsung.
16. Mematikan elektro motor pengaduk dan mempersiapkan peralatan
untuk pengujian berikutnya.
17. Mengulang pengujian sebanyak lima kali berturut-turut.
Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini:
1. Mulai dengan berat sampel bahan bakar 0,2 gram,
2. Volume air pendingin 1250 ml,
3. Tekanan oksigen 30 bar,
4. Melakukan pengadukan terhadap air pendingin selama 5
menit,
5. Mencatat temperatur air pendingin T1(˚C),
51
Universitas Sumatera Utara
6. Menyalakan bahan bakar,
7. Melanjutkan pengadukan terhadap air pendingin selama 5
menit,
8. Mencatat temperatur air pendingin,
8. Mengulang pengujian dengan variasi jenis bahan,
9. Menghitung HHV bahan bakar : HHV=(T2-T1-Tkp) x Cv
x 1000 dan setelah itu selesai.
52
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian
Mesin Verza 150 yang akan digunakan sebagai alat uji merupakan mesin
yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar pertalite. Mesin ini
merupakan mesin yang menggunakan injeksi sebagai alat pencampur bahan
bakar dengan udara. Data lengkap hasil pengujian: bahan bakar pertamax,
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15).
Untuk menghitung unjuk kerja mesin di perlukan data-data seperti data
pada mesin uji, data alat yang digunakan pada mesin uji, dan data bahan
bakar yang diuji. Data ini nantinya akan di gunakan dalam perhitungan
performansi mesin. Data spesifikasi alat sebagai berikut :
4.1.1 Data Motor
Mesin yang digunakan dalam pengujian ini adalah mesin Honda Verza
150 dengan data sebagai berikut :
- Jumlah silinder
: 1 silinder
- Diameter silinder (B)
: 57,3 mm
- Langkah (S)
: 57,8 mm
- Rasio kompresi
: 9.5:1
- Volume langkah
: 149,2 cc
- Diameter roda
: 17 inchi
- Rasio gigi speed ketiga
: 23/20
4.1.2 Data Bahan Bakar
Dalam pengujian ini, bahan bakar yang digunakan yaitu: bahan bakar
pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
setelah di lakukan pengujian bom calori meter di Laboratorium Motor Bakar
Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, dengan menggunakan persamaan
2.10 di peroleh nilai kalor atas bahan bakar (HHV) dan nilai kalor bahan bakar
bawah (LHV) seperti tertera pada tabel 4.1– 4.4.
53
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar pertamax
PERTAMAX
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
Percobaan
III
IV
II
27.4 28.23 29.11
28.3 29.13 29.99
0.9
0.9
0.88
62500 62500 61029
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
V
LHV
(kJ/k)
1
29.05 30.09 1
59060.16
29.86 30.98 62300.16
0.91 0.89
63235 61764
Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 5%
E5
Percobaan
II
III
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
26.55 27.63 28.44
27.42 28.49 29.30
0.87 0.86
0.86
60294 59558 59558
IV
V
29.50 30.68
30.39 31.53
0.89 0.85
61764 58823
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
LHV
(kJ/k)
11
59405
11
56165
Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 10%
E10
I
T1 (°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
II
Percobaan
III
IV
29.09 27.55 28.4
29.92 28.43 29.04
0.83 0.88
0.84
57353 61029 58088
V
HHV
Rata-rata
(kJ/k)
LHV
(kJ/k)
11
29.28 30.30 11
30.12 31.18 59015.38 55775.38
0.84
0.88
58088 61029
Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 15%
E15
I
T1(°C)
T2 (°C)
T2-T1 (°C)
HHV (kJ/kg)
II
Percobaan
III
IV
V
HHV
Rata-rata
(kJ/kg)
26.62 27.51 28.25
29.47 30.44 11
27.44 28.33 29.11
30.31 31.31 58336.79
0.82 0.82
0.86
0.84 0.87
56617 56617 59558 58088.4 60294
LHV
(kJ/kg)
11
55096.79
54
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto
Data yang di peroleh dari pembacaan langsung alat uji mesin Verza 150
melalui
unit instrumentasi dan perlengkapan yang di gunakan pada saat
pengujian antara lain :
- Putaran (rpm) melalui pembacaan tachometer
- Masa tarik melalui pembacaan timbangan pegas
- Konsumsi bahan bakar melalui pengukuran dengan tabung ukur
- Massa bahan bakar melalui pembacaan timbangan digital
4.2.1 Perbandingan Gigi Transmisi
Perbandingan Gigi merupakan perkalian perbandingan roda gigi yang
dimulai dari roda gigi pada gigi tarik roda belakang, roda gigi pada
transmisi (pada pengujian ini di tetapkan pada gigi ketiga), dan roda gigi
poros engkol yang menyalurkan putaran dari poros utama transmisi ke poros
engkol. Adapun perbandingan gigi yang di dapat adalah :
1. Perbandingan gigi pada roda belakang yaitu :
Jumlah gigi tarik roda belakang :35
Jumlah gigi tarik poros transmisi : 14
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 35/14 = 2,5
2. Perbandingan gigi gear ketiga pada transmisi yaitu :
Jumlah gear gigi ketiga : 23
Jumlah gear poros utama transmisi : 20
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 23/20 = 1,15
3. Perbandingan gigi antara transmisi dengan poros engkol yaitu :
Jumlah gear poros kopling : 67
Jumlah gear poros engkol : 20
Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 67/20 = 3,35
Jadi untuk perbandingan gigi keseluruhan dapat di
ketahui dengan mengalikan ketiga perbandingan gigi di atas, yaitu:
55
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan gigi = Perbandingan gigi gear roda x perbandingan gigi
gear speed ketiga x perbandingan gigi poros engkol
= 2,5 x 1,15 x 3,35
= 9.63
Jadi, perbandingan gigi gear pada pengujian ini adalah 9.63
4.2.2 Torsi
Besarnya torsi yang di hasilkan oleh mesin pada poros roda dapat di
hitung dari massa yang tertarik pada timbangan pegas. Besarnya torsi yang
di hasilkan pada setiap pengujian untuk setiap variasi putaran mesin dapat di
hitung dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2, dan 2.3.
Maka torsi setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.5 Nilai torsi setiap bahan bakar
RPM
E5
TORSI(Nm)
E10
E15
PERTAMAX
8000
10.31 10.35 10.27
10.40
7000
10.66 10.75 10.79
10.71
6000
11.26 11.23 11.28
11.28
5000
11.41 11.37 11.32
11.45
4000
11.37 11.32 11.26
11.41
3000
11.19 11.15 11.15
11.28
2000
10.97 11.01 10.88
11.06
Perbandingan torsi dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar
pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut.
56
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Grafik Torsi VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.2 Grafik Torsi terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Torsi terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 8000 rpm yaitu
sebesar 10,27 Nm.
2. Torsi tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 5000 rpm yaitu sebesar 11,45 Nm.
3. Penambahan etanol dapat menaikkan nilai torsi yang di hasilkan pada
4000 rpm -5000 rpm. Hal ini di karenakan rasio kompresi mesin yang
tinggi dan nilai oktan bahan bakar yang tinggi sehingga pembakaran
menggunakan campuran pertamax dan etanol sangat optimal.
4.2.3. Daya
Dari data torsi yang di peroleh diatas, maka daya dapat di peroleh dengan
menggunakan persamaan 2.4 Maka daya setiap bahan bakar dapat dilihat
pada tabel 4.6 berikut.
57
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Besarnya daya pada setiap bahan bakar
RPM
E5
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
6961.09
6348.95
5815.05
4926.76
3923.39
2887.81
1879.85
DAYA(W)
E10
E15
6997.91
6413.39
5801.25
4903.74
3904.98
2874.01
1889.06
6924.27
6445.61
5828.86
4880.73
3877.37
2874.01
1861.44
PERTAMAX
7038.30
6384.41
5831.82
4952.28
3943.80
2916.91
1899.22
Perbandingan daya dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar
pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15)
dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut.
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Daya VS Putaran pada setiap bahan bakar
58
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Daya terendah dan tertinggiVS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Daya terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar
1861,44 W.
2. Daya tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 8000 rpm yaitu sebesar 7038,30 W.
3. Dari grafik dapat di lihat bahwa garis dari setiap bahan bakar saling
berhimpitan & terjadi peningkatanW 7000 rpm Hal ini menunjukkan bahwa
penambahan etanol mempengaruhi daya yang di hasilkan oleh mesin.
4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)
Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dari masing-masing pengujian
pada setiap putaran dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dan 2.6.
Berikut hasil perhitungan laju aliran bahan bakar yang di peroleh dari
persamaan 2.5
59
Universitas Sumatera Utara
1. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar pertamax
Tabel 4.7 Hasil pengujian bahan bakar pertamax
RPM
Waktu(s)
Rata-rata
I
II
III
IV
V
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
45.66
62.57
76.07
90.57
118.9
168.7
208.6
368.3
42.3
59.52
77.01
91.85
119
168
223.4
371.5
43.47
63.66
75.48
92.71
119.05
166.92
219.83
385.88
46.51
44.1 44.41
61.82 60.67 61.65
74.32 75.88 75.75
89.9 90.22 91.05
118.94 119.1 119.00
166.33 165.71 167.13
231.31 220.73 220.78
382.36 375.37 376.68
mf
(gr/h)
2409.30
1735.53
1412.40
1175.09
899.11
640.17
484.61
284.04
2. Konsumsi bahan bakar spesifikasi pada bahan bakar campuran pertamax- E5
Tabel 4.8 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 5% (E5).
mf
RPM
Waktu(s)
(gr/h)
I
II
III
IV
V
Rata-rata
8000 51.61 53.13 55.32 53.35 53.67 53.42
2009.41
7000 62.12 67.35 69.21 66.22 66.35 66.25
1620.15
6000 78.04 81.43 82.88 80.78 80.51 80.73
1329.58
5000 94.07 99.82 101.45 98.45 98.71 98.50
1089.69
4000 118.2 120.7 119.24 119.38 119.18 119.34
899.40
3000 159.6 158.6 160.05 159.42 160.11 159.56
672.69
2000 192.6 195.7 202.78 197.04 197.24 197.08
544.63
1000 372.8 374 370.45 372.42 372.81 372.49
288.15
3.Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E10
Tabel 4.9 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 10% (E10).
mf
RPM
Waktu(s)
(gr/h)
I
II
III
IV
V Rata-rata
8000 45.69 49.2 50.05 48.31 48.55
48.36
2226.58
7000 57.76 61.29 61.85
60.3
60.7
60.38
1783.33
6000 86.61 85.26
85.9 85.92 86.07
85.95
1252.76
5000 94.96 97.96 99.41 98.11 98.44
97.78
1101.27
4000 120.8 121.4 124.83 122.34 122.81 122.44
879.46
3000 177.1 177.1 173.77 175.98 175.23 175.83
612.39
2000 206.8 215.5 223.67 215.34 215.57 215.39
499.93
1000 391.6 393.3 392.88 392.58 392.24 392.51
274.33
60
Universitas Sumatera Utara
4. Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E15
Tabel 4.10 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 15% (E15).
RPM
mf
Waktu(s)
I
II
III
IV
V Rata-rata (gr/h)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
54.95
69.16
77.8
94.34
114.2
174.3
225.2
395.4
56.37 57.66
70.24 71.18
80.28 82.41
96.99 99.38
116.5 117.4
169.8 170.9
224.4 223.1
390.6 393.36
56.33 56.78
70.19 70.37
80.16 80.31
96.9
96.5
116.02 116.73
171.66 171.43
224.23 224.8
393.11 393.71
56.42
70.23
80.19
96.82
116.17
171.62
224.34
393.23
1914.64
1538.14
1347.02
1115.66
929.88
629.42
481.49
274.70
Dengan menggunakan persamaan 2.6, maka SFC setiap bahan bakar
dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut.
Tabel 4.11 Nilai SFC pada setiap bahan bakar
SFC
RPM
E5
8000 290.75
7000 257.26
6000 230.72
5000 223.27
4000 231.36
3000 235.10
2000 292.03
Perbandingan nilai SFC
(gr/kW.h)
E10
320.27
280.15
218.02
226.67
227.33
215.23
266.92
dengan
E15
PERTAMAX
278.59
344.58
244.34
274.06
233.17
244.39
230.68
239.50
241.95
230.21
221.16
221.73
260.95
257.56
putaran mesin menggunakan bahan
bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15%
(E15) dapat di lihat pada gambar 4.5 berikut.
61
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Grafik SFC(gr/kW.h) VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.6 Grafik SFC(gr/kW.h) terendah dan tertinggi VS Putaran pada
bahan bakar
Darigambar diatas dapat disimpulkan :
1. SFC terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran mesin 3000 rpm yaitu
sebesar 215,23 gr/kWh.
62
Universitas Sumatera Utara
2. SFC tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada
putaran 8000 rpm yaitu sebesar 344,58 gr/kWh.
3. Pada putaran diatas 7000 rpm terlihat bahwa bahan bakar pertamax
memiliki SFC tertinggi di bandingkan dengan campuran pertamaxetanol 5%(E5), 10%(E10), dan 15%(E15).Hal ini di sebabkan nilai
kalor (LHV) pertamax yang lebih tinggi sehingga lebih mudah
terbakar.
4.2.5 Efisiensi Thermal
Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual
terhadap laju panas rata-rata yang di hasilkan dari pembakaran bahan bakar.
Efisiensi thermal dari masing-masing pengujian pada tiap variasi
putaran dapat di hitung dengan menggunakan persamaan 2.14 Maka
efisiensi thermal setiap bahan bakar dapat di lihat pada tabel 4.12 berikut.
Tabel 4.12 Nilai Efisiensi Thermal pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
EFISIENSI THERMAL(%)
E5
E10
E15 PERTAMAX
32.07 29.47 34.31
25.74
36.01 33.44 38.87
31.90
39.96 42.48 40.65
35.56
41.24 40.92 41.07
36.25
39.85 40.80 39.24
37.64
39.24 43.01 42.77
39.02
31.93 35.00 36.51
33.83
Perbandingan Efisiensi Thermal dengan putaran mesin menggunakan
bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan
15% (E15) dapat di lihat pada gambar 4.7 berikut.
63
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik Efisiensi Thermal (%) VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Thermal terendah dan tertinggi (%) VS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat disimpulkan :
1. Efisiensi thermal terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar
pertamax pada putaran mesin 8000 rpm yaitu 25,74%.
2. Efisiensi thermal tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar
campuran pertamax- etanol 10% (E10) pada putaran 3000 rpm yaitu
43.01%.
64
Universitas Sumatera Utara
3. Nilai Efisiensi thermal untuk variasi bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) yang tidak konsisten pada
setiap putaran di sebabkan oleh suhu lingkungan yang berbeda pada
saat pengujian. Suhu lingkungan mempengaruhi laju konsumsi bahan
bakar sehingga efisiensi thermal juga terpengaruh.
4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar
Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing pengujian pada
tiap variasi beban dan putaran dapat dihitung menggunakan persamaan 2.7.
Dari alat sensor HiD SHD-30, di peroleh tekanan (Pi) dan suhu (Ti) yang
berbeda pada setiap putaran mesin, data ini dapat di lihat pada lampiran.
Dengan menggunakan persamaan 2.8 dan 2.9, maka laju aliran udara
setiap bahan bakar dapat diperoleh.
Tabel 4.13 Nilai ma pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
ma (kg/cyl-cycle)
E5
E10
0.000131435
0.000122379
0.000118777
0.000117496
0.000114615
0.000114615
0.0001139
0.000131964
0.000122139
0.000117993
0.000117113
0.00011608
0.000114167
0.000112499
E15
PERTAMAX
0.000130388
0.000121978
0.000118059
0.000115912
0.00011321
0.000112253
0.000112965
0.000130943
0.000122138
0.000117894
0.000116292
0.000112253
0.000111296
0.000111296
Maka AFR untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat di
lihat pada tabel 4.14 berikut.
Tabel 4.14 Nilai AFR pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
E5
17.70
17.86
18.08
18.17
17.29
17.33
14.55
AFR
E10
E15 PERTAMAX
16.22
18.34
15.04
16.38
18.65
16.78
18.95
17.78
17.02
17.95
17.58
16.84
17.84
16.61
16.98
18.78
18.05
17.65
15.50
16.08
15.78
65
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan AFR dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax,
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat di lihat
pada gambar 4.9 berikut.
Gambar 4.9 Grafik AFR VS Putaran pada setiap bahan bakar
Gambar 4.10 Grafik AFR terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. AFR terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 5% (E5) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar
14,55.
66
Universitas Sumatera Utara
2. AFR tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran
pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 6000 rpm yaitu sebesar
18,95.
4.2.7 Efisiensi Volumetris
Untuk menghitung efisiensi volumetris digunakan persamaan 2.12.Maka
efisiensi volumetris untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar
dapat di lihat pada tabel 4.15 berikut.
Tabel 4.15 Efisiensi volumetris pada setiap bahan bakar
RPM
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
EFFISIENSI VOLUMETRIS
E5
E10 E15 PERTAMAX
92.69 93.65 91.96
92.35
86.44 86.83 86.16
86.27
83.95 83.95 83.46
83.34
83.07 83.34 81.98
82.24
81.08 82.62 80.11
79.45
81.08 81.29 79.45
78.79
80.59 80.13 79.94
78.79
Perbandingan efisiensi volumetris dengan putaran mesin menggunakan
bahan bakar pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan
15% (E15). Dapat di lihat pada gambar 4.11 berikut.
Gambar 4.11 Grafik Efisiensi Volumetris VS Putaran pada setiap bahan bakar
67
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Volumetris terendah dan tertinggi VS Putaran pada
bahan bakar
Dari gambar diatas dapat di simpulkan :
1. Efisiensi volumetris terendah mesin terjadi pada pengujian bahan
bakar pertamax pada putaran mesin 2000 dan 3000 rpm yaitu 78,79%.
2. Efisiensi volumetris tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan
bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 8000 rpm
yaitu 93,65%.
68
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1.Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan konsumsi
bahan bakar spesifik (SFC) pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci
di jelaskan sebagai berikut :
-Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang di peroleh dari hasil pengujian bom
kalori meter yaitu bahan bakar pertamax sebesar 59060,16 kJ/kg, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 56165,976 kJ/kg, 10% (E10) sebesar
55775,384 kJ/kg, dan 15% (E15) sebesar 55096,792 kJ/kg. Pembakaran
pertamax lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi dari pada bahan bakar
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Sehingga
nilai torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan
bakar(SFC), pertamax lebih boros.
-Torsi rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian
dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 11,08 Nm, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 11,02 Nm, 10% (E10) sebesar 11,03 Nm,
dan 15% (E15) sebesar 10,97 Nm.
-Daya rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian
dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 4709,53 W, campuran
pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 4677,56 W, 10% (E10) sebesar 4683,48
W, dan 15% (E15) sebesar 4656,52 W.
-Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax
sebesar 258,86 gr/kWh, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 251,49
gr/kWh, 10% (E10) sebesar 250,65 gr/kWh, dan 15% (E15) sebesar 244,40
gr/kWh.
2.Secara umum, efisiensi thermal, (AFR)perbandingan rasio udara bahan
bakar, dan efisiensi volumetris pada setiap pariasi bahan bakar pertamax
campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di
jelaskan sebagai berikut :
69
Universitas Sumatera Utara
- Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil
pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar
34,27%, bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
37,18%, 10% (E10) sebesar 37,87%, dan 15% (E15) sebesar 39,06%.
- (AFR) rasio udara bahan bakar rata-rata pada setiap putaran yang di
peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax
adalah sebesar 16,59; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5)
sebesar 17,28; 10% (E10) sebesar 17,38; dan 15% (E15) sebesar 17,56.
- Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari
hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah
sebesar 83,03%; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar
85,13%; 10% (E10) sebesar 84,54%; 15% (E15) sebesar 83,30%.
5.2 Saran
1. Melengkapi alat ukur pengujian pada uji torsi dan daya seperti
penggunaan dyno test untuk memperoleh hasil pengujian yang lebih
akurat
2. Menggunakan variasi putaran mesin yang lebih spesifik untuk
meningkatkan ketelitian hasil pengujian.
3. Melakukan pengujian emisi gas buang agar dampak terhadap
lingkungan dapat diketahui.
70
Universitas Sumatera Utara