OPTIMASI DAYA MELALUI VARIASI BAHAN BAKAR BIODIESEL MESIN DIESEL 2500 CCKENDERAAN RODA EMPAT

Transkripsi

1 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 OPTIMASI DAYA MELALUI VARIASI BAHAN BAKAR BIODIESEL MESIN DIESEL 500 CCKENDERAAN RODA EMPAT Oleh: Efrata Tarigan, ST.,MT Dosen Sekolah Tinggi Teknologi Immanuel Medan Abstrak Motor diesel termasuk kedalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder ( internal combustion engine). Motor bakar solar dilengkapi dengan nozzel dan busi pemanas yang membedakannya dengan motor bensin. Nozzel berfungsi untuk menghantarkan bahan bakar diesel dari injection pump ke dalam silinder pada setiap akhir langkah kompresi dimana torak (piston) mendekati posisi TMA. Dari kombinasi faktor yang optimum didapat A; B; C. artinya daya mesin optimum terdapat pada tekanan injeksi bahan bakar 40 kg/cm, saat peninjeksian 5 o dengan putaran mesin 000 rpm, dengan faktor rata-rata setiap faktor yaitu A = 0,68889 kw, B = 0,6889 kw, dan C = 0,5 kw. Selanjutnya hasil dari perhitungan eksperimen taguchi yang telah dilakukan dan diperoleh pengaruh rata-rata dari masing-masing faktor terhadap daya yang optimum adalah sebesar,49 kw. Kata Kunci : Tekanan Injeksi Bahan Bakar, Saat Penginjeksian,.. Pendahuluan Perkembangan teknologi yang semakin cepat mendorong manusia untuk selalu mempelajari ilmu pengetahuan dan teknologi. Sepeda motor, seperti juga mobil dan pesawat tenaga lainnya, memerlukan daya untuk bergerak, melawan hambatan udara, gesekan ban dan hambatanhambatan lainnya. Untuk memungkinkan sebuah kenderaan yang kita kendarai bergerak dan melaju di jalan raya, roda kenderaan tersebut harus mempunyai daya untuk bergerak dan untuk mengendarainya diperlukan mesin. Mesin merupakan alat untuk membangkitkan tenaga, dan disebut juga sebagai penggerak utama. Jadi mesin disini berfungsi merubah energi panas dari ruang pembakaran ke energi mekanis dalam bentuk tenaga putar. Tenaga atau daya untuk menggerakkan kendaraan tersebut diperoleh dari panas hasil pembakaran bahan bakar. Jadi panas yang timbul karena adanya pembakaran itulah yang dipergunakan untuk menggerakkan kendaraan, dengan kata lain tekanan gas yang terbakar akan menimbulkan gerakan putaran pada sumbu engkol dari mesin[]. 5

2 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 Fungsi mesin (engine) adalah mengatur proses untuk mengubah energi yang terkandung dalam bahan bakar menjadi tenaga untuk semua kenderaan yang menggunakan sistem pembakaran di dalam silinder[]. Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang proses pembakarannya terjadi dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus. Metodologi.. Alat dan Bahan sebagai fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan cara seperti tersebut disebut mesin pembakaran dalam. Adapun mesin kalor yang cara memperoleh energi dengan proses pembakaran di luar disebut mesin pembakaran luar. Sebagai contoh mesin uap, dimana energi kalor diperoleh dari pembakaran luar, kemudian dipindahkan ke fluida kerja melalui dinding pemisah[]. Alat dan bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Tabel. Bahan Penelitian No Jenis Bahan Merk Spesifikasi Jumlah Nozzel Bahan Bakar L 00 set Masing-masing buah Solar Solar 0 liter Biodisel Sawit 0 liter Tabel. Alat penelitian No Jenis Alat Merk Spesifikasi Jumlah Unit MOBIL L cc unit Tachometer Krisbow Engine diesel unit Nozzel tester Standar buah 4 Timing light Sanped kabel unit 6 Alat-alat tangan set Tabel.. Kombinasi variabel dan level penelitian No Variabel Level Level Level Tekanan Nozzel ( kg/cm ) Putaran mesin ( rpm ) Saat penginjeksian ( o )

3 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07. Data-Data Hasil Penelitian a. Saat Penginjeksian 4 o Tabel 4. Saat Penginjeksian 4 o Tekanan Nozzel (kg/cm ) Putaran (rpm) , , , ,5 b. Saat Penginjeksian 5 o Tabel 5. Saat Penginjeksian 5 o Tekanan Nozzel (kg/cm ) Putaran (rpm) , , , c. Saat Penginjeksian 6 o Tabel 6. Saat Penginjeksian 6 o Tekanan Nozzel (kg/cm ) Putaran (rpm) , , , , ,5.5. Lingkup pengumpulan data Dari data jumlah variabel dan jumlah level yang akan dijadikan obyek penelitian, diperoleh kombinasi tiga variabel dan tiga level. Dengan demikian dipilih metode taguchi dengan matrik L-9 ( 4 ) array atau dikenal dengan three level orthogonal arrays. Tabel.7. Matrik taguchi L-9 ( 4 ) array Trial Pada kasus ini jumlah factor/variabelnbebas = jumlah level ( variasi harga faktor/variable bebas =, maka dengan menerapkan prinsip design experiment full factorial jumlah eksperimen yang dapat dilakukan = ( 4 ) = 8 eksperimen. Tetapi bila menggunakan metode Taguchi untuk design experiment dengan jumlah faktor dan jumlah level maka jumlah eksperimen yang diperlukan untuk mencapai tujuan yang diinginkan tidak perlu melakukan 8 eksperimen tetapi cukup 9 eksperimen.6. Skema Pengujian Pengujian torsi dan daya mesin dilakukan dengan chassis dynamometer yang diukur pada rodaroda penggerak, sedangkan komsumsi 55

4 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 bahan bakar dengan gelas ukur, Skema pengujian torsi dan dapat disajikan pada gambar. pengaman agar mobil tidak keluar dari rooller. 4. Selanjutnya atur data kenderaan di monitor rool dynamometer. 5. Setelah berada pada posisi yang benar, kendaraan akan dijalankan dan memutar roll, Karena dikopel dengan dinamometer maka otomatis dinamometer juga berputar, putaran ini disebut putaran roll..7. Parameter Penelitian Dan Variabel Bebas Tabel. Parameter Penelitian Dan Variabel Bebas Parameter yangvariabel bebas/ diukur Faktor Kw Tekanan Nozel, Putaran, Saat Penginjeksian 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4. Data Hasil Pengujian Gambar. Skema Pengujian Torsi Dan Langkah-langkah melakuakan pengujian:. Persiapan kenderaan meliputi a. Cek oli mesin. b. Cek tekanan ban. c. Cek air radiator d. Dll (mengkondisikan mobil ke kondisi standar). Kendaraan uji dinaikkan pada roll.. Selanjutnya kenderaan diikat muka belakang dengan belt Pada bab ini akan dilaksanakan Optimasi Melalui Variasi Tekanan injeksi bahan bakar Dan Timing Injection Pada Kenderaan Roda cc dengan melakukan tahapantahapan berupa studi literatur dan studi lapangan untuk mendapatkan komparasi hasil perhitugan serta melakukan standarisasi, agar optimasi dimaksud sesuai dengan tujuan yang diharapkan. 4.. Optimasi dengan Metode Taguchi Dengan menggunakan data dari mengkombinasikan tekanan injeksi bahan bakar dan time injection 56

5 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 selanjutnya adalah melakukan perhitungan eksperimen optimasi daya melalui variasi tekanan injeksi bahan bakar dan time injection sehingga memperoleh hasil yang optimum dengan memperhatikan kombinasi variabel dan level yang akan diteliti. 4. Karakteristik Tekanan Injeksi Bahan Bakar Saat Penginjeksian dan Putaran Mesin Terhadap Mesin. Dari hasil percobaan atau penelitian tentang tekanan injeksi bahan bakar, saat pengijeksian dan putaran mesin dengan menggunakan tiga variabel bebas, maka dapat digambarkan hubungan atau karakteristik dari masing-masing variabel terhadap putaran seperti dibawah ini : 4.. Karakteristik Tekanan Injeksi Bahan Bakar Terhadap Mesin Karakteristik dari tekanan injeksi bahan bakar terhadap saat penginjeksian dapat dilihat seperti pada grafik 4.. Tabel 4.6. Hubungan Tekanan Injeksi Bahan Bakar Terhadap Mesin No. Tekanan Nozzel (kg/cm ) Ratarata 9, , , 9,9 0,5 40 0,7 0,8 0, , 60 9, , 9,8 Dari tabel 4.6 hubungan tekanan injeksi bahan bakar terhadap daya mesin didapat rata-rata dayadari tekanan injeksi bahan bakar 0 kg/cm : 9,9, 40 kg/cm : 0,68889, dan 60 kg/cm : 9,8. Hasil yang paling baik yaitu tekanan nozzel 40 kg/cm dengan melakukan percobaan dari ke tiga tekanan nozzel tersebut. Grafik 4.. Hubungan Tekanan injeksi bahan bakar Terhadap 57

6 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 Dari grafik 4. hubungan karakteristik tekanan nozzel terhadap daya mesin terlihat tekanan nozzel lebih tinggi dibandingkan tekanan nozzel 0 kg/cm dan 60 kg/cm dikarenakan jumlah rata-rata dari hasil pengujian dari ketiga tekanan nozzel tersebut tekanan nozzel paling tinggi sebesar 0,68889 kw 4.. Karakteristik Saat Penginjeksian Terhadap Mesin Karakteristik dari saat penginjeksian terhadap daya mesin dapat dilihat seperti pada grafik 4.. abel 4.7. Hubungan Saat Penginjeksian Terhadap Mesin No. Saat Penginjeksian ( o ) Rata-rata 9, , ,9 0, 0, 5 0,5 0,7 0,6889 9, 6 9, , 9,8 Dari tabel 4.7 hubungan karakteristik saat penginjeksian terhadap daya mesin didapat rata-rata daya dari saat penginjeksian 4 o :9,9; 5 o : 0,6889, dan 6 o : 9,8. Hasil yang paling baik yaitu saat penginjeksian 5 o sebesar 0,6889 dengan melakukan percobaan dari ke tiga saat penginjeksian tersebut. Grafik 4.. Hubungan Saat Penginjeksian Terhadap Mesin 58

7 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 Dari grafik 4. hubungan karakteristik saat penginjeksian terhadap daya mesin terlihat saat penginjeksian 5 o lebih tinggi dibandingkan saat penginjeksian 4 o dan 6 o dikarenakan jumlah rata-rata dari hasil pengujian dari saat Tabel 4.7. Hubungan Putaran Terhadap Mesin No. Putaran (rpm) 9, , 9, 9, ,5 9, , 000 0,7 0, penginjeksian tersebut 5 o paling tinggi sebesar 0,6889 kw Karakteristik Putaran Terhadap Mesin Karakteristik dari putaran terhadap daya mesin dapat dilihat seperti pada grafik 4.. Rata-rata 9,8 0,0 0,5 Dari tabel 4.7 hubungan karakteristik putaran terhadap daya mesin didapat rata-rata daya dari putaran 000 rpm :9,8; 000 rpm : 0,0, dan 000 rpm : 0,5. Hasil yang paling baik yaitu putaran 000 rpm sebesar 0,5 dengan melakukan percobaan dari ke tiga putaran tersebut. 000, , , Putaran (rpm) Grafik 4.. Hubungan Saat Penginjeksian Terhadap Mesin 59

8 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 Dari grafik 4. hubungan kerja mesin akan memberikan daya karakteristik putaran terhadap daya mesin terlihat saat putaran 000 rpm yang paling optimal dengan timing injektion 5 o dengan putaran mesin 000 lebih tinggi dibandingkan putaran rpm dan tekanan injeksi bahan bakar l 000 rpm dan 000 rpm dikarenakan jumlah rata-rata dari hasil pengujian dari putraran tersebut 000 rpm paling tinggi sebesar 0,5 kw Kesimpulan 40 kg/cm, dengan faktor rata-rata setiap faktor yaitu A = 0,6889 kw, B = 0,5 kw, dan C = 0, kw. apabila dioperasikan pada kondisi optimum, akan disekitar harga Dari kombinasi faktor yang Y opt, dimana : optimum didapat A; B; C. artinya Y opt = T + ( A T ) + ( B T ) + ( C T ) Dengan : T = harga rata-rata kombinasi variabel = 0,7 kw A = harga rata-rata pengaruh faktor A = 0,6889 kw B = harga rata-rata pengaruh faktor B = 0,5 kw C= harga rata-rata pengaruh faktor C = 0, kw Dengan menggunakan hargaharga tersebut diatas maka dapat mendapatkan daya optimal berada diisekitar : diperkirakan kerja mesin untuk Y opt = 0,7 + (0,6889-0,7) + (0,5-0,7) + (0, - 0,7) =,49 Jadi besarnya daya yang dapat dicapai pada kondisi optimal adalah sebesar,49 kw akan DAFTAR PUSTAKA. Arends dan Barenschots, 980. Motor Diesel. Jakarta : Erlangga. Aris Munandar, W, 98, pengerak mulia motor bakar torak, ITB, Bandung. Astra Daihatsu Motor, PT. 00. Training Manual. Jakarta : Service Division 4. Judiyuk, 009, Mesin Diesel. Jakarta : Erlangga 5. Sudirman, 006. Metode Tepat Menghemat Bahan Bakar. Jakarta : Kawan Pustaka. 6. Yesung Allo Padang Juli 0. Uji Eksperimental Konsumsi Bahan Bakar Mesin Berbahan Bakar Biodiesel Minyak Kelapa Hasil Metode Kering 7. Adly Havendri April 008. kaji eksprimental perbandingan prestasi mesin dan emisi gas buang motor bakar diesel menggunakan bahan bakar campuran solar dengan biodiesel minyak jarak dan minyak kelapa 8. Drs.Samsudi Raharjo, ST, MM 007. Analisa performa mesin 60

9 Jurnal Ilmiah Research Sains VOL.. NO. Februari 07 diesel dengan bahan bakar biodiesel dari minyak jarak ISSN: Klaus Mollenhauer, Helmut Tschoke, Krister G.E.Johnson, 00. Handbook of Diesel Engine 0. mesin-diesel-bagian-i-p- 48.htm 6/0/5 0. wib. Soejanto, Irwan Desain Eksperimen Dengan Metode Taguchi. Yogyakarta : Graha Ilmu. 6 54