TUGAS AKHIR STUDY PENGARUH CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM Study Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium Dan Ethanol Terhadap Unjuk Kerja Mesin Motor Bensin Empat Langkah.
TUGAS AKHIR
STUDY PENGARUH CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM
DAN ETHANOL TERHADAP UNJUK KERJA MESIN MOTOR
BENSIN EMPAT LANGKAH
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
EDY MURYANTO
D200140004
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2016
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
MOTTO
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan maka apabila kamu telah
selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh – sungguh (urusan yang
lain) dan hanya kepada Tuhanlah hendaknya kamu berharap”
(Qs : Alam Nasyrah/94 = 6-8)
“Aku tidak peduli atas keadaan susah atau senangku karena aku tidak tahu
manakah diantara keduanya yang lebih baik bagiku”
(Umar Bin Khattab)
“Orang yang menuntut ilmu berarti menuntut rahmat,orang yang menuntut ilmu
berarti menjalankan rukun islam dan pahala yang diberikan kepada sama dengan
para Nabi”
(HR.Dailani dari Anas r.a)
“Pendidikan merupakan perlengkapan terbaik paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa hati senang karya sederhana ini dapat terselesaikan yang
kupersembahkan kepada :
1. Kedua orangtua yang selalu memberi semangat dan mendoakan.
2. Seluruh teman-teman Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
3. Tri widianti adek yang cantik dan baik hati sudah memotivasi selama
proses pengerjaan laporan ini
4. Teman-teman yang selalu ada dan memberi masukan setiap saat
Yunanto Praba Putra, Tunjung Hari Mukti, Pondra, Dimas,Dedy dan
serta Tim Putra Mahesa yang sponsori bengkel.
Semoga tugas akhir ini membawa manfaat, saya selaku penulis hanya bisa
mengucapkan terima kasih.
vii
ABSTRAK
Permasalahan tentang bahan bakar fosil yang mengemuka pada tahun-tahun ini
adalah permasalahan tentang menipisnya jumlah bahan bakar fosil dan pemanasan
global. Saat ini dirasa sangatlah penting untuk melanjutkan usaha observasi dan
pengembangan teknologi berbahan bakar alternatif. Alkohol dengan kadar tinggi
dapat digunakan secara langsung pada mesin, maupun dapat juga dicampurkan
dengan kadar tertentu pada bensin sebagai bahan bakar. Pemanfaatan alkohol
sebagai bahan bakar pengganti bensin, pertamak, pertalite atau sebagai campuran
bensin diharapkan mampu mengurangi konsumsi pemakaian bahan bakar dari
minyak bumi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan
campuran bensin dan ethanol serta jenis bahan bakar yang sesuai dan untuk
mendapatkan unjuk kerja mesin motor bensin 4 langkah yang optimum, emisi gas
buang dan mengetahui tingkat konsumsi bahan bakar. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa bahan bakar dengan menggunakan variasi bahan bakar
premium maupun campuran variasi premium dan ethanol (5%,10%, 15%, 20%)
terjadi perubahan karakteristik, yaitu peningkatan daya sampai dengan putaran 7000
rpm. Pada putaran yang tinggi, penambahan ethanol mampu memberikan torsi
dibandingkan dengan pada saat menggunakan bahan bakar premium. Pada emisi
gas buang juga terdapat nilai tertinggi konsentrasi CO pada bahan bakar premium
dan ethanol 20%. Pada RPM 7000 konsetrasi gas HC mengalami penurunan di
semua variasi bahan bakar sebesar 286 ppm. Dan nilai terkecil konsentrasi HC pada
gas buang yaitu pada bahan bakar premium dan ethanol 20%. Pada rpm 7000
sebesar 155 ppm.
Kata kunci : Premium, Ethanol, Torsi, Daya, Emisi Gas Buang.
viii
ABSTRACT
Issues of fossil fuels which surfaced in recent years is the problem of depletion of
fossil fuels and global warming. This time is considered very important to continue
the efforts of observation and the development of alternative fuel technologies. With
high levels of alcohol can be used directly on the machine , or can be mixed with a
certain level in gasoline as fuel. Utilization of alcohol as a fuel substitute for gasoline
, pertamax , pertalite or as a mixture of petrol is expected to reduce fuel consumption
of petroleum. This study aims to determine the effect of using a mixture of gasoline
and ethanol and the corresponding fuel type and to obtain engine performance 4
stroke petrol engine optimum exhaust emissions and determine the level of fuel
consumption. The results of this study indicate that the fuel by using a variation of
premium fuel or a mixture of premium variation and ethanol ( 5 % , 10 % , 15 % , 20
% ) there is a change of characteristics, namely an increase in power up to 7000 rpm
rotation. At high rotation , the addition of ethanol is able to provide more torque
compared to when using premium fuel. On the exhaust emissions are also the
highest value of CO concentration on premium fuel and 20% ethanol. At 7000 RPM
HC gas concentrations have decreased in all variations of the fuel was 286 ppm.
And the smallest value HC concentration in the exhaust gas is at a premium fuel and
20% ethanol. At 7000 rpm at 155 ppm.
Keywords : Premium , Ethanol , Torque , Power, Emissions.
ix
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji syukur alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas bekah,
rahmat, dan hidanya-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian tugas akhir dapat
terselesaikan :
Tugas Akhir berjudul “Study Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium
Dan Ethanol Terhadap Unjuk Kerja Mesin Motor Bensin Empat Langkah” dapat
diselesaikanatas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini,
penulis menyampaikan rasa terimakasih sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR, ST., MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT. Selaku dosen pembimbing utama
telah memberikan bimbingan ilmu, saran, arahan, dan motivasi dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak
Amin
Sulistyanto,
ST.
Selaku
dosen
pembimbing
pendamping telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Seluruh dosen Teknik Mesin yang telah mengajarkan banyak ilmu
dan segala hal yang baik.
6. Kedua orang tua tercinta Bapak Nurwanto dan Ibu Muryani yang
senantiasa memberikan semangat dan doa tak henti-henti sehingga
dalam awal masuk kuliah sampai akhir kuliah dapat berjalan dengan
lancar.
7. Teman-teman Teknik Mesin yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
x
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
kritik dan sran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan
senang hati.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surakarta, Oktober 2016
Edy Muryanto
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................. v
LEMBAR MOTTO ....................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vii
ABSTRAK ................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xv
DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................. 4
xii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................... 7
2.2 Dasar Teori ............................................................................. 10
2.2.1 Mesin Pembakaran Dalam ............................................ 10
2.2.2 Motor Bakar Empat Langkah ......................................... 10
2.2.3 Bahan Bakar Ethanol .................................................... 13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian ................................................................... 19
3.1.1 Diagram Alir Penelitian .................................................. 19
3.2 Lokasi Penelitian ..................................................................... 20
3.3 Bahan Dan Alat Penelitian ...................................................... 20
3.3.1 Bahan Penelitian ........................................................... 20
3.3.2 Alat Penelitian ............................................................... 20
3.4 Prosedur Penelitian .................................................................. 27
3.4.1 Tahapan Penelitian ....................................................... 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian ....................................................................... 31
4.1.1 Hasil Pengujian Gas Buang ........................................... 31
4.1.2 Data Pengujian Torsi Dan Daya Engine ........................ 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 39
5.2 Saran ...................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Langkah Hisap ......................................................................... 11
Gambar 2.2 Langkah Kompresi .................................................................. 12
Gambar 2.3 Langkah Tenaga ..................................................................... 13
Gambar 2.4 Langkah Buang ....................................................................... 13
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................. 19
Gambar 3.2 Dynamometer .......................................................................... 21
Gambar 3.3 Gelas Ukur ............................................................................... 22
Gambar 3.4 Buret ........................................................................................ 22
Gambar 3.5 Shogun 125 R .......................................................................... 23
Gambar 3.6 Alkohol Meter ........................................................................... 25
Gambar 3.7 Gas Analyzer ........................................................................... 25
Gambar 3.8 Pengujian Dinamometer .......................................................... 30
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Perbandingan sifat bahan bakar ethanol dan bensin .................... 18
Tabel 4.1 Hasil pengujian CO pada gas buang .......................................... 31
Tabel 4.2 Hasil pengujian HC pada gas buang ........................................... 33
Tabel 4.3 Hasil pengujian CO2 pada gas buang ......................................... 34
Tabel 4.4 Hasil pengujian torsi .................................................................... 35
Tabel 4.5 Hasil pengujian daya ................................................................... 36
xv
DAFTAR GRAFIK
Gambar 4.1 Grafik kadar CO yang terkandung dalam gas buang ............... 32
Gambar 4.2 Grafik kadar HC yang terkandung dalam gas buang ............... 33
Gambar 4.3 Grafik kadar kandungan CO2 Gas Buang ................................ 34
Gambar 4.4 Grafik hasil pengujian torsi ....................................................... 35
Gambar 4.5 Grafik hasil pengujian daya engine .......................................... 37
xvi
STUDY PENGARUH CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM
DAN ETHANOL TERHADAP UNJUK KERJA MESIN MOTOR
BENSIN EMPAT LANGKAH
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
EDY MURYANTO
D200140004
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
TAHUN 2016
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
MOTTO
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan maka apabila kamu telah
selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh – sungguh (urusan yang
lain) dan hanya kepada Tuhanlah hendaknya kamu berharap”
(Qs : Alam Nasyrah/94 = 6-8)
“Aku tidak peduli atas keadaan susah atau senangku karena aku tidak tahu
manakah diantara keduanya yang lebih baik bagiku”
(Umar Bin Khattab)
“Orang yang menuntut ilmu berarti menuntut rahmat,orang yang menuntut ilmu
berarti menjalankan rukun islam dan pahala yang diberikan kepada sama dengan
para Nabi”
(HR.Dailani dari Anas r.a)
“Pendidikan merupakan perlengkapan terbaik paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa hati senang karya sederhana ini dapat terselesaikan yang
kupersembahkan kepada :
1. Kedua orangtua yang selalu memberi semangat dan mendoakan.
2. Seluruh teman-teman Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
3. Tri widianti adek yang cantik dan baik hati sudah memotivasi selama
proses pengerjaan laporan ini
4. Teman-teman yang selalu ada dan memberi masukan setiap saat
Yunanto Praba Putra, Tunjung Hari Mukti, Pondra, Dimas,Dedy dan
serta Tim Putra Mahesa yang sponsori bengkel.
Semoga tugas akhir ini membawa manfaat, saya selaku penulis hanya bisa
mengucapkan terima kasih.
vii
ABSTRAK
Permasalahan tentang bahan bakar fosil yang mengemuka pada tahun-tahun ini
adalah permasalahan tentang menipisnya jumlah bahan bakar fosil dan pemanasan
global. Saat ini dirasa sangatlah penting untuk melanjutkan usaha observasi dan
pengembangan teknologi berbahan bakar alternatif. Alkohol dengan kadar tinggi
dapat digunakan secara langsung pada mesin, maupun dapat juga dicampurkan
dengan kadar tertentu pada bensin sebagai bahan bakar. Pemanfaatan alkohol
sebagai bahan bakar pengganti bensin, pertamak, pertalite atau sebagai campuran
bensin diharapkan mampu mengurangi konsumsi pemakaian bahan bakar dari
minyak bumi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan
campuran bensin dan ethanol serta jenis bahan bakar yang sesuai dan untuk
mendapatkan unjuk kerja mesin motor bensin 4 langkah yang optimum, emisi gas
buang dan mengetahui tingkat konsumsi bahan bakar. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa bahan bakar dengan menggunakan variasi bahan bakar
premium maupun campuran variasi premium dan ethanol (5%,10%, 15%, 20%)
terjadi perubahan karakteristik, yaitu peningkatan daya sampai dengan putaran 7000
rpm. Pada putaran yang tinggi, penambahan ethanol mampu memberikan torsi
dibandingkan dengan pada saat menggunakan bahan bakar premium. Pada emisi
gas buang juga terdapat nilai tertinggi konsentrasi CO pada bahan bakar premium
dan ethanol 20%. Pada RPM 7000 konsetrasi gas HC mengalami penurunan di
semua variasi bahan bakar sebesar 286 ppm. Dan nilai terkecil konsentrasi HC pada
gas buang yaitu pada bahan bakar premium dan ethanol 20%. Pada rpm 7000
sebesar 155 ppm.
Kata kunci : Premium, Ethanol, Torsi, Daya, Emisi Gas Buang.
viii
ABSTRACT
Issues of fossil fuels which surfaced in recent years is the problem of depletion of
fossil fuels and global warming. This time is considered very important to continue
the efforts of observation and the development of alternative fuel technologies. With
high levels of alcohol can be used directly on the machine , or can be mixed with a
certain level in gasoline as fuel. Utilization of alcohol as a fuel substitute for gasoline
, pertamax , pertalite or as a mixture of petrol is expected to reduce fuel consumption
of petroleum. This study aims to determine the effect of using a mixture of gasoline
and ethanol and the corresponding fuel type and to obtain engine performance 4
stroke petrol engine optimum exhaust emissions and determine the level of fuel
consumption. The results of this study indicate that the fuel by using a variation of
premium fuel or a mixture of premium variation and ethanol ( 5 % , 10 % , 15 % , 20
% ) there is a change of characteristics, namely an increase in power up to 7000 rpm
rotation. At high rotation , the addition of ethanol is able to provide more torque
compared to when using premium fuel. On the exhaust emissions are also the
highest value of CO concentration on premium fuel and 20% ethanol. At 7000 RPM
HC gas concentrations have decreased in all variations of the fuel was 286 ppm.
And the smallest value HC concentration in the exhaust gas is at a premium fuel and
20% ethanol. At 7000 rpm at 155 ppm.
Keywords : Premium , Ethanol , Torque , Power, Emissions.
ix
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji syukur alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas bekah,
rahmat, dan hidanya-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian tugas akhir dapat
terselesaikan :
Tugas Akhir berjudul “Study Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium
Dan Ethanol Terhadap Unjuk Kerja Mesin Motor Bensin Empat Langkah” dapat
diselesaikanatas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini,
penulis menyampaikan rasa terimakasih sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR, ST., MSc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT. Selaku dosen pembimbing utama
telah memberikan bimbingan ilmu, saran, arahan, dan motivasi dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak
Amin
Sulistyanto,
ST.
Selaku
dosen
pembimbing
pendamping telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Seluruh dosen Teknik Mesin yang telah mengajarkan banyak ilmu
dan segala hal yang baik.
6. Kedua orang tua tercinta Bapak Nurwanto dan Ibu Muryani yang
senantiasa memberikan semangat dan doa tak henti-henti sehingga
dalam awal masuk kuliah sampai akhir kuliah dapat berjalan dengan
lancar.
7. Teman-teman Teknik Mesin yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
x
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
kritik dan sran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan
senang hati.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surakarta, Oktober 2016
Edy Muryanto
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................. v
LEMBAR MOTTO ....................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vii
ABSTRAK ................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xv
DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................. 4
xii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................... 7
2.2 Dasar Teori ............................................................................. 10
2.2.1 Mesin Pembakaran Dalam ............................................ 10
2.2.2 Motor Bakar Empat Langkah ......................................... 10
2.2.3 Bahan Bakar Ethanol .................................................... 13
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian ................................................................... 19
3.1.1 Diagram Alir Penelitian .................................................. 19
3.2 Lokasi Penelitian ..................................................................... 20
3.3 Bahan Dan Alat Penelitian ...................................................... 20
3.3.1 Bahan Penelitian ........................................................... 20
3.3.2 Alat Penelitian ............................................................... 20
3.4 Prosedur Penelitian .................................................................. 27
3.4.1 Tahapan Penelitian ....................................................... 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian ....................................................................... 31
4.1.1 Hasil Pengujian Gas Buang ........................................... 31
4.1.2 Data Pengujian Torsi Dan Daya Engine ........................ 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 39
5.2 Saran ...................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Langkah Hisap ......................................................................... 11
Gambar 2.2 Langkah Kompresi .................................................................. 12
Gambar 2.3 Langkah Tenaga ..................................................................... 13
Gambar 2.4 Langkah Buang ....................................................................... 13
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ............................................................. 19
Gambar 3.2 Dynamometer .......................................................................... 21
Gambar 3.3 Gelas Ukur ............................................................................... 22
Gambar 3.4 Buret ........................................................................................ 22
Gambar 3.5 Shogun 125 R .......................................................................... 23
Gambar 3.6 Alkohol Meter ........................................................................... 25
Gambar 3.7 Gas Analyzer ........................................................................... 25
Gambar 3.8 Pengujian Dinamometer .......................................................... 30
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Perbandingan sifat bahan bakar ethanol dan bensin .................... 18
Tabel 4.1 Hasil pengujian CO pada gas buang .......................................... 31
Tabel 4.2 Hasil pengujian HC pada gas buang ........................................... 33
Tabel 4.3 Hasil pengujian CO2 pada gas buang ......................................... 34
Tabel 4.4 Hasil pengujian torsi .................................................................... 35
Tabel 4.5 Hasil pengujian daya ................................................................... 36
xv
DAFTAR GRAFIK
Gambar 4.1 Grafik kadar CO yang terkandung dalam gas buang ............... 32
Gambar 4.2 Grafik kadar HC yang terkandung dalam gas buang ............... 33
Gambar 4.3 Grafik kadar kandungan CO2 Gas Buang ................................ 34
Gambar 4.4 Grafik hasil pengujian torsi ....................................................... 35
Gambar 4.5 Grafik hasil pengujian daya engine .......................................... 37
xvi