TUGAS AKHIR ANALISA PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DENGAN PREMIUM BERADIITIF DAN PERTAMAX TERHADAP PREMIUM

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DENGAN PREMIUM BERADIITIF DAN PERTAMAX TERHADAP PREMIUM Diajukan Sebagai Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Jurusan Iqbal Nurjika PROGARAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2009

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISA PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DENGAN PREMIUM BERADIITIF DAN PERTAMAX TERHADAP PREMIUM Disetujui dan diterima oleh : Dosen Pembimbing Koordinator Tugas Akhir (Nanang Ruhyat, ST. MT) (Nanang Ruhyat, ST. MT) i

3 SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Iqbal Nurjika NIM : Jurusan Fakultas : : Teknologi Industri Menyatakan dengan ini sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul ANALISA PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DENGAN PREMIUM BERADIITIF DAN PERTAMAX TERHADAP PREMIUM merupakan hasil pemikiran serta karya sendiri, Tidak dibuat oleh pihak lain atau mengcopy tugas akhir orang lain, Kecuali kutipan-kutipan sebagai referensi yang telah disebutkan sumbernya. Jakarta, Juli Iqbal Nurjika ii

4 ABSTRAK Di negara maju maupun negara berkembang, pemanfaat kendaraan bermotor khususnya roda empat merupakan salah satu faktor utama dalam perekonomian di negara tersebut. Pada sektor transportasi darat, banyak dijumpai pemanfaatan sumber daya energi dari bahan bakar minyak, sehingga dikhawatirkan dunia akan mengalami krisis energi, terutama bahan bakar minyak. Oleh karena itu, salah satu alternatif yang kini sedang menjadi masalah di dunia otomotif, yaitu Octane Booster. Jika dilihat dari energi yang dihasilkan, pemanfaatan campuran bahan bakar aditif Octane Booster tidak berbeda dari campuran aditif bahan bakar lainnya. Meskipun adanya perbedaan yang sering diperhatikan, yaitu mengenai unjuk kerja yang dihasilkan oleh Octane Booster belum dikatakan berhasil. Dari hasil pengujian yang diamati dan dianalisa pada pembebanan dan putaran mesin berbeda, didapat bahan bakar sebagai fungsi putaran poros, bahan bakar Premium + Additif lebih besar nilai konsumsi bahan bakarnya dari bahan bakar premium standar, yaitu sebesar 10,82%, kemudian memiliki tingkat konsumsi yang sama pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan pemakaian bahan bakar Premium + Additif. Kata Kunci: Aditif Octane Booster, Bahan Bakar Premium, Bahan Bakar Pertamax pada Unjuk Kerja Mesin iii

5 KATA PENGANTAR P uji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT segala berkat dan rahmatnya yang telah memberikan nikmat sehat wal afiat selama penyusunan dan selesainya tugas akhir ini. Dengan judul Analisa pengaruh Pencampuran aditif octane cooster terhadap bahan bakar premium pada unjuk kerja bensin 4 langkah. Penulisan tugas akhir ini untuk melengkapi persyaratan dalam menyelesaikan program pendidikan sarjana Jurusan Universitas Mercu Buana. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya. 2. Kedua Orang Tua saya atas do a, perhatian, bantuan dan nasehatnya. 3. Bapak Dr. H. Abdul Hamid, M.Eng, Ketua Program Studi dan Koordonator Tugas Akhir yang telah memberikan arahan kepada penulis. 4. Bapak Nanang Ruhiyat, ST. MT. selaku Dosen Pembimbing dan Kordinator Tugas Akhir yang selalu meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing serta mengarahkan penulis selama penyusunan tugas akhir ini. iv

6 5. Bapak dan Ibu Dosen, khususnya di Jurusan Mercu Buana, yang telah memberikan ilmunya dalam menjalani perkuliahan dan memberikan semangat sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. 6. Bapak Arief Ridwan, selaku pembimbing dalam melakukan pengujian di lab. mesin ITI. 7. Mahasiswa Universitas Mercu Buana, khususnya angkatan 2002 yang telah memberikan semangat. 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang sudah memberikan motivasi, dorongan semangat dan membantu untuk mencapai ini semua. Semoga Allah SWT melimpahkan Rahmat dan Hidayah-nya atas segala kebaikan yang telah diberikan. Sangat disadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan pada tugas akhir ini, oleh karena itu, penulis mengharapakan kritik dan saran yang membangun dari pembaca dalam penyempurnaan tugas akhir ini dan pengembangan dari analisis ini menjadi desain yang baik. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan mahasiswa teknik mesin dan industri pada umumnya. Jakarta, Desember 2009 Penulis Iqbal nurjika. v

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... i LEMBAR PERNYATAAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR SIMBOL... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud Dan Tujuan Metode Penelitian Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI Prinsip Kerja Motor Bakar Motor Dua langkah Motor Empat Langkah... 8 vi

8 2.4. Prinsip Pembakaran Proses Pembakaran Bagian Sistem Bahan Bakar Bahan Bakar Bensin Octane Booster Pertamax Alasan Penambahan Aditif Dlm Bahan Bkr Bensin Angka Oktan Hal-hal Yang Mempengaruhi Perfoman Mesin Perbandingan Kompresi Volume Langkah Pembangakit Daya BAB III PENGUJIAN Prosedur Pengujian Kondisi Mesin Pemeriksaan Sistem Pendukung Mesin Bahan Bakar Pendingin Mesin Alat-alat Pengujian Tachometer Stop Watch Gelas Ukur vii

9 Dynamometer Batasan Pengujian Diagram Prosedur Pengujian Persiapan Pengujian Cara menghidupkan Mesin Prosedur Pengambilan data Prosedur Mematikan Mesin Instalasi Pengujian Mesin Paramater Pengujian Torsi Daya Poros Efektif Konsumsi Bahan bakar Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Efisiensi Termal..43 BAB IV PERHITUNGAN HASIL PENGUJIAN Data Hasil Pengujian Perhitungan Hasil pengujian Data Pengujian Menggunakan Bensin Standar Data Pengujian Menggunakan Pertamax Data Pengujian Menggunakan bensin + Aditif Analisa Hasil Perhitungan Torsi...59 viii

10 Daya poros Konsumsi Bahan Bakar Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Efisiensi Thermal...65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran...69 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kerja periodic dalam silinder...6 Gambar 2.2. Cara kerja motor bensin dua langkah...8 Gambar 2.3. Cara kerja motor bensin empat langkah... 9 Gambar 2.4. Sistem Pengapian Gambar 2.5. Sistem Penyaluran Bahan Bakar Gambar 2.6. Siklus Otto Gambar 3.4. Diagram Alir Prosedur Pengujian Gambar 3.5. Instalasi Pengujian Mesin Gambar 4.1. Gambar 4.2. Grafik torsi terhadap putaran...59 Grafik Daya Poros Terhadap Putaran...61 Gambar 4.3. Grafik Efisiensi Thermal Terhadap Putaran Gambar 4.4. Grafik Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Terhadap Putaran Gambar 4.5. Grafik Efisiensi Thermal Terhadap Putaran x

12 DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Data Pengujian Bensin Standar Tabel 4.2. Data Pengujian Petamax Tabel 4.3. Data pengujian Bensin + Aditif Tabel 4.4. Data Hasil Perhitungan Bensin Premium Standar Tabel 4.5. Data Hasil Perhitungan Pertamax Tabel 4.6. Data Hasil Perhitungan Bensin Premium + Aditif Oktane Booster xi

13 DAFTAR SIMBOL DAN SATUAN Simbol Besaran Satuan F Gaya N Fc Konsumsi Bahan Bakar kg/jam g Percepatan Gravitasi m/s 2 LHV Nilai Kalor Bawah Bahan Bakar kj/kg T Torsi Nm N Jumlah Putaran rpm N e Daya Poros kw ρ b Masa Jenis bahan Bakar kg/m 3 r Panjang Lengan m SFC Pemakaian Bahan Bakar Spesifik kg/jam.kw t b Waktu Pemakaian bahan Bakar detik V b Volume Konsumsi Bahan Bakar ml η th Efisiensi Thermal % xii

14 xiii

15 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kebijakan pemerintah mengurangi subsidi BBM terutama jenis Pertamax menyebabkan konsumen beralih pada BBM jenis Premium karena harganya yang terjangkau. Secara teoritis, untuk menciptakan oktan yang tinggi setara Pertamax dapat dilakukan dengan menambahkan sejenis zat Aditif. Dan dalam perkembangan industri kendaraan bermotor memiliki nilai strategis. Peranannya sangat penting dan mempunyai arti luas dalam menunjang berbagai sektor termasuk sektor ekonomi. Dilihat dari segi ekonomi maka para ahli berlomba untuk menciptakan mesin yang dapat digunakan seefisien mungkin dengan biaya pengoperasian cukup rendah.

16 2 Penemuan kebutuhan mesin yang dapat digunakan seefisien mungkin merupakan faktor yang tidak mudah, karena itu banyak diproduksi aditif yang dapat membantu meningkatkan efisiensi mesin. Dalam hal ini penulis mencoba untuk membahas salah satu aditif yang ada dipasaran yaitu Octane Booster. Aditif ini berguna sebagai bahan campuran pada bahan bakar, khususnya bensin. Pemakaian aditif Octane Booster berpengaruh pada penambahan daya, memperbaiki pembakaran, mengurangi knocking dan sebagainya. Dalam tugas akhir ini penulis mencoba untuk mengetahui pengaruh penambahan Octane Booster pada bahan bakar mesin standar. Pengujian akan dilakukan di Laboratorium Pengujian Mesin yang berlokasi di Institut Teknologi Indonesia Serpong Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu guna untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pencampuran aditif Octane Booster terhadap bahan bakar premium Metode Penelitian Metode yang dipergunakan dalam pelaksanaan penelitian ini yaitu dengan cara pengujian yang dilakukan pada mesin yang menggunakan bensin dengan

17 3 campuran aditif Octane Booster dan membandingkannya dengan prestasi bensin normal. Pengujian ini dilakukan guna untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pencampuran aditif Octane Booster pada bahan bakar mesin Pembatasan Masalah Pada penulisan makalah ini permasalah dibatasi pada analisa mesin yang menggunakan campuran aditif Octane Booster dibandingkan dengan yang tidak menggunakan campuran adeitif tersebut. Parameter prestasi mesin yang diamati meliputi : Torsi Daya Poros Efektif Komsumsi bahan bakar Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Efisiensi Termal 1.5. Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini membahan tentang apa yang dimaksud dengan aditif Octane Booster, teori pendukung, analisa prestasi kerja dan efisiensi bahan bakar.

18 4 Bab I. Pendahuluan Bab ini berisi tentang latar belakang yang menjadi dasar pemikiran penulis untuk mengambil materi guna dijadikan bahan tugas akhir, tujuan penelitian, metode penelitian, pembatasan masalah serta sistematika pembahasan. Bab II. Landasan Teori Bab ini berisi teori umum motor bakar, bahan bakar dengan campuran aditif dan hal-hal yang mempengaruhi prestasi mesin meliputi motor dua langkah, motor empat langkah, prinsip kerja pembakaran dan hal-hal yang mempengaruhi keefektifan mesin. Bab III. Pengujian Bab ini berisi tentang prosedur pengujian, persiapan, instalasi pengujian alat-alat ukur, alat-alat bantu, hal penting yang harus diperhatikan, parameterparameter hasil pengujian dan parameter yang digunakan. Bab IV. Analisa Hasil Perhitungan Bab ini berisi tentang hasil pengujian dari data yang diambil pada saat pengujian, perbandingan kondisi motor standar dan motor dengan campuran aditif Octane Booster. Bab V. Kesimpulan Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran-saran.

19 5 BAB II LANDASAN TEORI Menjadi satu syarat, bahwa mesin harus dapat bergerak sendiri tanpa ditarik atau didorong oleh bagian-bagian lain yang letaknya terpisah dari bagian mesin tersbut. Mesin adalah sumber gerak dari kendaraan yang dapat berubah energi panas menjadi enegi mekanik Prinsip Kerja Motor Bakar Pada motor bakar, bahan bakar diberi energi aktifasi untuk memperoleh energi panas. Perubahan atau konversi dari energi panas ke dalam bentuk energi mekanik (gerak) akan dijelaskan dengan gambar berikut

20 6 Silind Tora Batang Poros Gambar 2.1. Keja periodic dalam silinder. (Sumber : Terjemahan Matondang, Motor Bakar,Bharata Jakarta edisi 3, 1983) Pada gambar 2.1 campuran udara dan bahan bakar dihisap ke dalam silinder, dimanfatkan dengan torak, diberi energi aktifasi untuk memperoleh energi panas. Tekanan yang ditimbulkan oleh energi panas tersebut akan mendorong torak untuk bergerak turun-naik. Batang torak tersebut dilengkapi dengan poros engkol yang dapat merubah gerakan turun naik menjadi gerak putar. Kerja periodic di dalam silinder dimulai dari pemasukan bahan bakar ke dalam silinder. Motor bensin di golongkan dalam dua jenis, yaitu : 1. Motor bensin dua langkah. 2. Motor bensin empat langkah.

21 Motor Dua Langkah Motor dua langkah banyak digunakan pada sepeda motor dan mobil yang memerlukan tenaga yang relative rendah. Dalam satu siklus diperlukan dua gerakan atau satu putaran poros engkol. Langkah torak ke atas adalah langkah kompresi, langkah torak ke bawah langkah ekspansi untuk memberi langkah usaha. Pada motor dua langkah tidak dilengkapi dengan katup-katup tetapi dilengkapi dengan saluran pemasukan dan saluran pengeluaran pada dinding silinder dengan cara kerja sebagai berikut : Bila torak bergerak naik, saluran pembilasan tertutup dan kompresi dimulai. Kemudian saluran pemasukan membuka dan campuran udara bensin masuk ke dalam silinder. Penyalaaan dan pembakaran terjadi waktu torak mendekati Titik Mati Atas (TMA). Lalu torak terdorong ke bawah, akibat ledakan bahan bakar saluran buang membuka, campuran udara dan bensin mendesak ke dalam silinder dan mendorong gas sisa pembakaran keluar.

22 8 Gambar 2.2. Cara kerja motor bensin dua langkah. (Sumber : Terjemahan Matondang, Motor Bakar, Bharata Jakarta edisi 3, 1983) 2.3. Motor Empat Langkah Motor empat langkah memiliki tenaga relative besar, dalam satu siklus dibutuhkan 4 gerakan torak dan 2 putaran poros engkol. Torak bergerak turun-naik di dalam silinder. Titik tertinggi torak disebut Titik Mati Atas (TMA) dan titik terendah disebut Titik Mati Bawah (TMB) jarak atau gerakan dari TMA sampai TMB disebut langkah torak.

23 9 Gambar 2.3. Cara kerja motor bensin empat langkah. (Sumber : Wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002) Di bawah ini akan diuraikan gerakan-gerakan pada poros mesin 4 langkah : 1. Gerak Hisap Pada gerakan hisap campuran udara bensin diisap ke dalam silinder pada saat torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan di dalam silinder, dengan demikian campuran udara dan bensin diisap ke dalamnya. Selama langkah hisap katup akan membuka dan katup buang dalam keadaan tertutup.

24 10 2. Gerakan Kompresi Dalam gerakan ini campuran udara dan bensin di dalamsilinder dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Katup buang dan katup hisap akan menutup selama gerakan. Tekanan dan suhu udara bensin menjadi naik, menyebabkan campuran udara bensin ini akan lebih mudah terbakar. 3. Gerak Kerja Pada gerak kerja, campuran udara bensin yang dihisap akan terbakar dan menghasilkan tenaga yang mendorong torak ke bawah meneruskan tenaga penggerak yang nyata, selama gerakan ini katup hisap dan katup buang tertutup. 4. Gerak Buang Pada tahapan ini torak terdorong kembali dari TMB ke TMA untuk medorong gas sisa pembakaran di dalam silinder. Pada proses ini katup buang terbuka an katup hisap tertutup Prinsip Pembakaran Pembakarn terjadi karena adanya pengabutan bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder dengan perbandingan tertentu dan dimampatkan sampai tekanan tertentu serta diberi energi aktifasi. Pada peristiwa pembakaran normal, api menyebar keseluruhan bagian ruang bakar dengan kecepatan konstan. Dalam hal ini

25 11 campuran udara bensin yang belum terbakar terdesak oleh gas yang telah terbakar, sehingga tekan dan suhu naik sampai mencapai keadaan hamper terbakar. Jika sampai pada saat gas terbakar dengan sendirinya maka detonasi atau knocking yang akan menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan pada dinding silinder. Bila gejala ini terjadi, maka mesin akan terlampau banyak kehilangan panas sehingga performan dan output-nya turun. Berikut ini ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya knocking : 1. Mengurangi perbandingan kompresi. 2. Memperkaya (yaitu menaikan perbandingan )campuran bahan bakar-udara atau mempermiskin (yaitu menurunkan perbandingan) campuran bahan bakar-udara dari suatu harga perbandingan yang sangat mudah berdetonasi. 3. Memperkecil diameter torak untuk memperpendek jarak yang ditempuh oleh nyala api dari busi kebagian terjauh. Hal ini bisa dicapai jika dipergunakan busi lebih dari satu. 4. Mempergunakan bahan bakar dengan nilai iktan yang lebih tinggi. 5. Mengurangi tekanan-tekanan dan temperature dan bahan bakar yang masuk dalam silinder. 6. Menaikkan kecepatan torak (putaran poros engkol), untuk memperoleh arus turbulen pada campuran di dalam silinder yang mempercepatrambatan nyala api. 7. Membuat konstruksi ruang bakar sendiri sedemikian rupa sehingga bagian yang terjatuh dari busi mendapat pendingin yang lebih baik. Caranya ialah

26 12 dengan memperbesar antara luas permukaan volume, sehingga diperoleh ruang yang sempit. 8. Mempergunakan bahan bakar dengan bilangan oktan yang tinggi. Dalam hal ini penambahan Octane Booster berpengaruh terhadap kenaikan angka oktan sehingga gejala knocking dapat dihindari. Kenaikan angka oktan menyebabkan penundaan periode pembakaran yang panjang. Periode penundaan suatu campuran bahan bakar-udara menyatakan bahwa campuran bahan bakar-udara tidak akan mudah terbakar dengan sendirinya. Angka oktan merupakan factor amat penting dalam proses pembakaran. Makin tingginya angka oktan bahan bakar, makin baik bahan bakar tersebut digunakan. Seperti perbedaan antara bahan bakar premix dan premium. Dengan menggunakan bahan bakar premix daya mesin menjadi lebih besar dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar premium. Hal ini disebabkan karena angka oktan premix lebih tinggi dibandingkan angka oktan premium. Untuk premix memiliki angka oktan 88 dan premium memiliki angka oktan 86. Bilangan oktana dari suatu bahan bakar adalah bilangan yang menyatakan berapa persen volume iso-oktana dalam campuran yang terdiri dari iso-oktana dan heptana normal yang mempunyai kecenderungan berdetonasi sama dengan bahan bakar tersebut.

27 Proses Pembakaran Proses pembakaran terbagi dua : Extrnal Combution Engine dan Internal Combution Engine. Eksternal Combution Engine adalah suatu mesin dimana proses pembakaran terjadi di luar mesin, seperti pada turbin uap, mesin uap dan banyak lagi macamnya. Sedangkan Internal Combution Engine adalah suatu mesin dimana proses pembakaran terjadi di dalam ruang bakar. ICE (Internal Combution Engine) terdiri dari : Mesin dengan penyalan busi Mesin dengan penyalaan tekanan Dengan pengujian ini penulis menggunakan tipe mesin Suzuki ST-100 berkapasitas 970 cc dengan menggunakan penyalaan busi. Langkah proses pembakaran tergantung dari factor-faktor sebagai berikut : Jenis motor Kecepatan motor Tingkat kadar campuran Jenis bahan bakar

28 14 Untuk membangkitkan loncatan bungan api listrik antara kedua elektroda busi diperlukan perbedaan tegangan yang cukup bear. Besarnya tergantung pada beberapa factor sebagai berikut : 1. Perbandingan campuran bahan bakar-udara. 2. Kepadatan campuran bahan bakar-udara. 3. Jarak antara kedua elektroda serta bentuk elektroda. 4. Jumlah molekul campuran yang terdapat di antara kedua elektroda. 5. Temperatur campuran dan kondisi operasi yang lain. Jarak standar kedua elektroda busi yang optimum berkisar antara 0,6 dan 0,8 mm. selain itu penentuan tempat busi di dalam ruang bakar juga penting untuk menghindari pembakaran yang tidak merata. Penyalaan yang digunakan pada mesin ini adalah system penyalaan baterai, yang dibantu dengan beberapa macam komponen seperti coil, pemutus arus, distributor, kondensor dan busi, yang terlihat pada gambar dibawah ini.

29 15 Gambar 2.4. Sistem Pengapian. (Sumber : Maleev V.L, Internal Combutio Engine, Second Edition, Mc Growhill) Coil (kumparan Penyalaan) Kumparan penyalaan berfungsi sebagai pembangkit listrik, dalam kondisi operasi, adapun tegangan dari coil dapat mencapai volt. Coil akan dihubungkan dengan busi untuk menciptakan loncatan bunga api listrik. Platina (Kontak Breaker) Platina atau kontak breaker berfungsi sebagai pemutus arus. Platina bergerak rutin bersamaan dengan putaran poros engkol.

30 16 Kondensor Kondensor berfungsi sebagai penampung atau penyimpan muatan listrik, untuk menutup kekurangan listrik yang menuju ke coil. Kondensor biasanya berkekuatan sampai volt. Busi Busi fungsinya adalah sebagai pembangkit energi aktifasi di dalam blok silinder, busi akan memberikan percikan bunga api terhadap campuran bahan bakar dan udara sehingga kabut bahan bakar akan terbakar. Distributor Berfungsi untuk mengatur penyalaan pada tiap busi agar dapat penyalaan yang sempurna sehingga jalanya mesin tidak tersendat. System penyalaan yang baik akan menaikan efisiensi kerja mesin Bagian Sistem Bahan Bakar Pada mesin kendaraan system bahan bakar merupakan system yang sangat penting dalam menghasilkan energi pembakaran, karena msin dapat hidup jika ada suplai bahan bakar ke ruang bakar.

31 17 Komposisi system bahan bakar meliputi : 1. Tangki bahan bakar. 2. Karburator. 3. Pompa bahan bakar. 4. Pipa bahan bakar. Gambar 2.5. Sistem Penyaluran Bahan Bakar. (Sumber : Wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002)

32 18 Tangki Bahan Bakar Merupakan tempat penampungan bahan bakar yang akan disalurkan ke karburator dengan bantuan pompa bahan bakar. Tangki ini harus tahan karat dan dilengkapi dengan penutup untuk mencegah kebocoran dan tumpah. Karburator Karburator ini dipasang sebelum saluran masuk silinder mesin dan bagian terpenting dalam system bahan bakar, karena dikarburator ini terjadi pencampuran antara bahan bakar-udara sesuai dengan pembebanan, putaran dan daya. Saringan Bahan Bakar Saringan bahan bakar berfungsi menahan kotoran-kotoran sebelum masuk ke dalam karburator yang terletak diantara karburator dan pompa bahan bakar. Intake Manifold (Saluran Masuk) Intake manifold dibuat berbentuk pipa bercabang dengan tujuan untuk menyalurkan bahan bakar dari karburator ke silinder. Saluran dipasang disisi kepala silinder, hal ini dimaksudkan agar penguapan campuran udara bahan bakar disempurnakan oleh panas yang terpacar dari block silinder. Bentuk intake manifold direncanakan

33 19 sedemikian rupa untuk memungkinkan distribusi bahan bakar yang merata ke dalam silinder dengan intake resistance (tahanan) sekecil mungkin Bahan Bakar Dewasa ini, minyak mentah merupakan penghasil bahan bakar utama bagi motor. Minyak mentah ini terdapat bersama sama dengan gas alam di bawah permukaan bumi. Untuk mendapatkanya, dapat dilakukan dengan proses pengeboran. Minyak mentah dapat ditemukan di setiap benua dan sudah dijadikan sebagai objek perdagangan di sekitar 25 negara. Komponen utama dari minyak mentah adalah campuran organic, yang sering disebut dengan hidrokarbon. Disebut dengan nama hidrokarbon karena unsur unsur yang paling banyak terkandung di dalamnya adalah hydrogen dan karbon. Ada juga unsur unsur lain dalam jumlah yang sangat sedikit, seperti belerang, air dan beberapa unsur pengotor yang berasal dari dalam bumi. Terdapat banyak cara dalam suatu proses kombinasi antara hydrogen dan karbon, sehingga hal ini akan menyebabkan terdapat banyak sekali jenis hidrokarbon. Wujud dari hidrokarbon dapat berupa gas, cair ataupun padat. Karena karakteristik dari hidrokarbon bermacam-macam, maka begitu juga dengan minyak mentah. Oleh sebab itu, tugas dari para ahli adalah membagi jenisjenis minyak mentah tersebut menjadi beberapa kelompok dan memasarkannya

34 20 dengan nama yang tepat, seperti bensin, minyak tanah, oli pelumas solar, aspal, dan lain sebaginya Bensin Bensin merupakan suatu campuran yang kompleks dari berbagai macam hidrokarbon. Bensin adalah salah satu hasil penyulingan dari minyak mentah. Proses pembuatan bensin dapat dengan cara destilasi atau polimerisasi. Sifat-sifat utama dari Premium adalah : 1. Mudah menguap pada suhu biasa. 2. Tidak berwarna, jernih, dan berbau merangsang. 3. Titik nyala rendah. 5. Melarutkan minyak dan karet. 6. Meninggalkan sedikit sisa karbon. Di dalam mesin, energi kimia yang terdapat di bensin diubah menjadi energi panas. Oleh karena itu, perlu untuk mengetahui nilai kalor dari bensin. Menurut perhitungan, dapat dinyatakan bahwa tiap 1 galon bensin dapat menghasilkan kerja sebesar ft pon (jika semua energi panas potensialnya diubah semua menjadi energi mekanik). Pada kenyataannya menunjukkan bahwa, hanya sekitar 25 % dari energi panas yang benar-benar diubah menjadi energi kinetic. Gesekan

35 21 dan rugi-rugi sewaktu melewati system pembuangan dan pendinginan, merupakan penyebab utama dari kehilangan energi tersebut Octane booster Octane Booster adalah suatu aditif yang berfungsi sebagai campuran yang digunakan pada bahan bakar bensin, guna meningkatkan nilai oktan serta berpengaruh untuk meningkatkan daya mesin, pembakaran, keiritan bahan bakar, dan mengurangi kadar karbon yang ditimbulkan pada waktu pembakaran. Octanae Booster akan bercampur dengan bahan bakar secara langsung. Perbandingan Octane Booster dengan bahan bakar 1 : 162,85 ml atau 350 : ml. Octane Booster dapat digunakan untuk seluruh kendaraan bermotor yang bahan bakar bensin Pertamax Pertamax adalah bahan bakr motor gasoline tanpa timbal dengan kandungan aditif lengkap yang akan membersihkan Intake Valve Port Fuel Injektor dan ruang bakar dari karbon deposit dan mempunyai RON 92 (Research Octane Number) dan dianjurkan juga untuk kendaraan berbahan bakar bensin dengan perbandingan kompresi tinggi.

36 22 Sifat-sifat utama dari Pertamax adalah : 1. Mudah menguap pada suhu biasa. 2. Berwarna Biru dan berbau merangsang. 3. Titik nyala rendah. 5. Melarutkan minyak dan karet. 6. Meninggalkan sedikit sisa karbon Alasan Penambahan Zat Aditif Dalam Bahan Bakar Bensin Ada berbagai macam alas an yang menyebabkan orang menambahkan zat aditif ke dalam bahan bakar. Hal ini, tergantung dari zat aditif yang digunakan. Tapi alas an utama dari penambahan aditif ke dalam bahan bakar adalah untuk meningkatkan efisiensi termal dan daya dari suatu mesin. Dalam hal ini, zat aditif yang digunakan adalah aditif yang bersifat menaikkan angka oktan dari bahan bakar. Karena dengan seiring dengan meningkatknya angka oktan dari bahan bakar, maka bahan bakar tersebut dapat digunakan untuk keadaan kompresi tinggi dan menurunkan kemungkinan terjadinya detonasi. Dengan tidak terjadinya detonasi, maka otomatis daya dan efisiensi termal dari suatu mesin akan meningkat.

37 Angka Oktan Kemampuan dari suatu bensin untuk mencegah terjadinya detonasi disebut dengan oktan atau kualitas anti knock. Para ahli dari industri minyak bumi, telah menentukan suatu cara untuk mengukur nilai oktan dari bensin. Pengukuran tersebut dilakukan dengan mempergunakan sebuah motor satu silinder yang perbandingan kompresinya dapat diatur, dan kemudian dikenal dengan sebutan CFR (Cooperative Fuel Research). Iso-oktan adalah bahan bakar yang sangat sukar untuk mengetuk, dipakai sebagai standard dengan nilai oktan 100. sedangkan normal heptan adalah bahan bakar yang sangat mudah mengetuk, dipakai sebagai standard dengan nilai oktan 0. Perbandingan banyaknya iso-oktan yang terdapat di dalam campuran dengan normal heptan dalam persentase dinyatakan sebagai nilai oktan dari bahan bakar tersebut. Sebagai contoh, suatu bahan bakar yang mempunyai nilai oktan 87, berarti ia terdiri dari 87 % iso-oktan dan 13 % normal heptan. Bilangan oktan dari bensin yang berkualitas terendah adalah 50, dan untuk pemakaian khusus dapat mencapai sekitar 120. Bila angka oktan suatu bahan bakar terlalu rendah, maka pada waktu pembakaran hanya akan menghasilkan tenaga yang kecil. Tenaga tersebut hanya akan menghasilkan ketukan saja terhadap piston. Pada kenyataan sekarang banyak orang mempergunakan bahan bakar bernilai oktan 100 atau lebih. Nilai oktan suatu bahan bakar tidak hanya dapat

38 24 dinaikkan dengan penambahan persentase dari iso-oktan, tapi cara yang lebih lazim digunakan adalah dengan menambahkan unsure TEL (tetra ethyl-lead). Premium yang dipakai sekarang adalah bensin yang ditingkatkan nilai oktannya. Penambahan TEL untuk mendapatkan oktan tinggi adalah sekitar 0,05 % dari volume Hal-Hal Yang Mempengaruhi Performa Mesin Kemampuan suatu mesin tergantung kepada kesempurnaan pembakaran, karena energi untuk menghasilkan gerakan naik turun piston berasal dari ledakan bahan bakar. Disamping itu prestasi mesin akan dipengaruhi oleh perbandingan kompresi volume langkah torak dan pembangkit daya, dibawah ini akan dijelaskan lebih lanjut tentang ketiga hal yang sangat mendukung prestasi kerja mesin Perbandingan Kompresi Perbandingan kompresi adalah suatu harga perbandingan yang ditentukan oleh besarnya volume langkah dan volume ruang bakar. Harga besaran dari perbandingan kompresi pada suatu mesin sangat tergantung besarnya volume ruang bakar dimana apabila volume ruang bakar mengecil maka harga perbandingan kompresi besar atau sebaliknya. Apabila harga kompresi membesar, maka akan membesar pula harga tekanan kompresi yang selanjutnya akan menaikan pembakarannya. Seperti kita telah ketahui sebelumnya bahwa apabila tekanan

39 25 pembakaran membesar, daya mesin yang dihasilkan juga besar, jadi apabila kita ingin menaikan daya suatu mesin, salah satu, cara ialah menaikan tekanan kompresi dengan memperbesar harga perbandingan kompresi. Harga perbandingan kompresi dapat dicari dengan rumus : Perbandingan kompresi = Vol. Langkah + Vol. Ruangbakar Vol. Ruangbakar Volume Langkah Seperti kita ketahui, motor bakar adalah mesin konversi yang mengubah energi panas menjadi energi mekanis. Semakin besar volume langkahnya semakin besar energi panas yang dihasilkan semakin besar pula energi mekanisnya. Persamaan volume langkah dapat dirumuskan : V = π 2 D 4 L Z (Modul Praktikum Prestasi Mesin) Dimana : V = Total volume silinder (cc) D = Diameter silinder (cm) L = Langkah torak (cm) Z = Jumlah silinder

40 26 Volume langkah total dari seluruh silinder pada suatu mesin diukur titik mati Atas (TMA) sampai titik mati Bawa (TMB). Volume langkah ini selanjutnya akan mempengaruhi volume bahan bakar dan udara yang masuk keseluruhan silinder, sedangkan bahan bakar dan udara masuk ini nantinya akan menghasilkan energi pembakaran setelah gas tersebut terbakar. Aabila gas yang masuk jumlahnya besar maka energi hasil pembakarannya juga akan besar. Apabila volume langkahnya kecil, maka gas yang masuk juga sedikit dan energi hasil pembakarannya juga akan kecil Pembangkit Daya Siklus otto merupakan siklus ideal motor bensin, seperti dapat dilihat pada gambar berikut ini : P 3 Qin Qou T V S TMA TMB V C V L Gambar 2.6. Siklus Otto. (Sumber : Wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002)

41 27 Sifat ideal yang dipergunakan serta keterangan mengenai proses siklus adalah sebagai berikut : 1. Fluida kerja dianggap gas ideal dengan kalor dpesifik yang konstan. 2. Langkah hisap (0-1) terjadi pada tekanan konstan. 3. Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropic. 4. Proses pembakaran terjadi pada volume konstan (2-3) merupakan proses kalor. 5. Langkah kerja (3-4) merupakan proses isentropic. 6. Proses pembuangan (4-1) dianggap proses pengeluaran kalor yang terjadi pada volume konstan. 7. Langkah buang (1-0) berlangsung pada tekanan konstan. 8. Siklus dianggap tertutup, artinya siklus ini berlangsung dengan fluida kerja yang sama, atau gas yang masuk ke dalam silinder pada titik 1 dapat dikeluarkan dari dalam silinder pada waktu langkah buang tetapi pada langkah hisap berikutnya akan masuk sejumlah fluida kerja yang sama. Perputaran torak dari TMA TMB TMA TMB TMA untuk satu siklus, menimbulkan tekanan sepanjang , luas diagram yang dibatasi oleh , menunjukkan daya yang dihasilkan persiklus dan disebut sebagai daya indicator. Tidak seluruh daya indicator merupakan dayang yang dapat digunakan. Sebagian dari daya indicator tersebut dibutuhkan untuk mengatasi gesekan mekanis, misalnya gesekan dinding silinder, gesekan poros dan

42 28 bantalan, disamping itu diperlukan juga daya untuk menggerakan beberapa peralatan lain seperti pompa pelumas, pompa air pendingin, pompa bahan bakar, generator dan lain sebagainya. Besarnya daya efektif yang dikhususkan untuk perhitungan daya mesin dapat dihitung dengan rumus : N e = M T. 2 π n 60 (Penggerak Mula Motor Bakar Torak, hal.32) Dimana : MT = Momen Torsi (Nm) n = Putaran Mesin (rpm) Makin besar putaran mesin makin besar juga daya efektif yang dihasilkan, daya efektif, momen torsi, putaran mesin berbanding lurus dalam perhitungan.

43 29 BAB III PENGUJIAN 3.1. Prosedur Pengujian Prosedur pengujian dibagi menjadi dua tahap, tahap pertama adalah tahap persiapan dan yang kedua adalah tahap pelaksanaan. Tahap persiapan menyangkut proses penggadaan barang-barang atau komponen-komponen yang diperlukan pada saat pengujian. Tahap ini juga digunakan untuk melihat keadaan mesin dan sistem pendukung. Tahap pengujian meliputi pengambilan data untuk analisis. Pengujian dilakukan sesuai dengan yang telah direncanakan pada bab-bab terdahulu Kondisi Mesin Mesin uji dipasang di atas bantalan dan dipasang pada bangku uji dengan cara pengikatan dengan baut. Pengikatan ini dimaksudkan agar mesin tidak bergeser

44 30 pada waktu diadakan pengujian, pemasangan bantalan berguna untuk mengurangi getaran yang ditimbulkan oleh mesin. Untuk mengukur besarnya torsi maka poros mesin dihubungkan dengan dinamometer hidrolik dalam keadaan satu garis lurus dengan cara memutar poros secara perlahan hingga tidak terjadi kemiringan, keadaan ini dimaksudkan untuk mengurangi getaran yang ditimbulkan oleh putaran poros yang tidak seimbang Pemeriksaan Sistem Pendukung Mesin Sistem pendukung mesin penguji ini meliputi : bahan bakar, pendingin mesin, keadaan oli, keadaan accu, dan lain-lain. Sistem ini merupakan pemeriksaan rutin karena merupakan pendukung kerja mesin yang terpenting Bahan Bakar Bahan bakar dialirkan, melalui tangki yang diletakan lebih tinggi kedudukannya dari mesin. Sebelum bahan bakar masuk kedalam karburator, akan mengalir melewati gelas kaca yang berfungsi sebagai pengukur, guna mengetahui dan menghitung jumlah bahan bakar yang dupakai dalam waktu dan rpm tertentu.

45 Pendingin Mesin Mesin berfungsi sebagai pengubah energi panas menjadi energi gerak./ akibat energi panas yang diproduksi lewat proses pembakaran maka mesin pun akan bertambah panas. Peningkatan suhu mesin ini harus dihambat semaksimal mungkin, ini berguna agar mesin tidak mengalami keretakan yang disebabkan oleh kelebihan panas (over heating) Alat-Alat Pengujian Tachometer Berfungsi untuk mengukur kecepatan putar pada dinamometer. Kecepatan putar dinyatakan dalam rotasi per menit (rpm) lama waktu pengukuran diambil kurang lebih 80 detik untuk setiap pengukuran. Gambar 3.1. Tachometer

46 Stop Watch Digunakan untuk pengukuran waktu pemakaian bahan bakar. Volume setiap pengukuran konstan (100 ml) dengan satuan pemakaian bahan bakar dalam liter/jam atau gram/jam. Gambar 3.2. StopWatch Gelas Ukur Bahan bakar yang digunakan harus dicampur lebih dahulu dengan aditif Octane Booster dengan perbandingan tertentu serta ketelitian, karena itu pada waktu pengukuran digunakan gelas ukur. Gambar 3.3. Gelas Ukur

47 Dynamometer Dynamometer berfungsi untuk mengukur beban yang mampu diterima oleh mesin. Batas pengukuran dynamometer yang digunakan adalah 0-25 Kg. Gambar 3.4. Dynamometer 3.3. Batasan Pengujian hal berikut : Pengujian dilakukan memiliki batasan dengan memperhatikan beberapa - Keterbatasan kemampuan alat ukur yang dipergunakan. - Kondisi dari alat ukur yang digunakan dalam pengujian. - Kondisi dari mesin yang digunakan dalam pengujian. - Waktu, biaya dari perhitungan hasil pengamatan pengujian. Dengan memperhatikan dan mempertimbangkan beberapa faktor tersebut di atas maka pengujian dilakukan sebagai berikut :

48 34 1. Pengujian ini dilakukan pada motor bensin pada kecepatan poros engkol, 2000, 2500, 3000, 3500 dan 4000 rpm. 2. Motor bensin yang digunakan dalam pengujian ini menggunakan bahan bakar premium produksi Pertamina Diagram Prosedur Pengujian Gambar 3.4. Diagram Alir Pengujian Bensin Premiun Standar dengan Bensin Premium + Aditif Octane Booster

49 Persiapan Pengujian Sebelum dilakukan pengujian untuk meminimalkan penyimpangan dalam melakukan penelitian maka diperlukan persiapan-persiapan. Persiapan yang dilakukan adalah dengan menyiapkan benda uji yaitu Bensin Premiun Standar dengan Bensin Premium + Aditif Octane Booster serta pemeriksaan yang dilakukan pada hal-hal sebagai berikut : 1. Pemeriksaan bahan bakar. 2. Pemeriksaan minyak pelumas di dalam mesin. 3. Periksa banyaknya air pendingin radiator. 4. Periksa semua baut dan mur pengikat yang terdapat pada sambungan mesin. 5. Periksa kekencangan busi pada mesin, serta kekencangan kepala busi terhadap busi. 6. Periksa semua instrumen system control dan pastikan bahwa dapat bekerja dengan baik. 7. siapkan alat-alat ukur yang akan digunakan, sebelumnya telah dikalibrasikan terlebih dahulu untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. 8. Siapkan peralatan untuk membuka dan memasang spesimen yang akan diuji.

50 Cara Menghidupkan Mesin 1. Putar kunci kontak keposisi ON, untuk menjalankan mesin. 2. Setelah Mesin dihidupkan, biarkan selama beberapa saat dalam kondisi stasioner. 3. Periksa semua alat ukur system dynamometer, tachometer, fuel gauge dan beberapa komponen lainnya, apakah sudah berfungsi dengan baik. 4. Bila semua sudah dalam kondisi baik, pengujian mesin dan pengambilan data dapat dilakukan. 5. Matikan mesin apabila terjadi penyimpangan, dengan mematikan tombol darurat Prosedur Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan dengan mengadakan pengukuran, pengamatan, dan pencatatan nilai yang terdapat pada instrument pada setiap putaran mesin yang telah ditentukan. Putaran poros engkol dijaga tetap konstan pada kecepatan putaran yang telah ditentukan dengan menambah atau mengurangi beban pada dynamometer. Pengambilan data dilakuka dengan prosedur sebagai berikut : 1. Mesin dihidupkan dalam keadaan normal tanpa beban dan didiamkan selama beberapa saat sampai kondisi stasioner.

51 37 2. Putaran mesin diatur sesuai dengan kecepatan yang diinginkan dengan menambah atau mengurangi beban dynamometer dan menjaga agar kecepatan putaran tetap selama pengujian berlangsung. 3. Setelah keadaan mesin stabil, pengamatan serta pengukuran dilakukan dengan melihat instrument yang ada, yaitu : - Beban dynamometer. - Waktu pemakaian bahan bakar per 10 ml. 4. Selanjutnya pengamatan dilakukan dengan mengubah putaran mesin keputaran yang lain hingga mencapai putaran 4000 rpm. 5. Setelah pengujian di atas selesai dilakukan, Bensin premium standar kemudian diganti dengan Bensin Premium + Aditif Octane Booster, dengan prosedur dan cara pengukuran yang sama Prosedur Mematikan Mesin 1. Setelah pengujian dan pengambilan data selesai, kurangi putaran mesin secara perlahan-lahan. 2. Pada saat yang sama kurangi beban pada dynamometer secara perlahanlahan. 3. Mesin dibiarkan tetap berjalan pada pembebanan minimum tersebut selama ± 3 menit. 4. Putar kunci kontak pada posisi off.

52 Instalasi Pengujian Mesin Tangki Bahan Bakar Fuel gaug e Nera ca Beba Disc Brak e Motor Bakar Tach omet er Radiator Gambar 3.5. Skema Pengujian Mesin Keterangan : Bahan bakar yang berada pada tangki bahan bakar menuju ke fuel gauge sebagai patokan dalam pengukuran volume bahan bakar yang digunakan untuk satu putaran

53 39 mesin, setelah itu menuju ke motor bakar yaitu tempat terjadinya pembakaran, di sini tachometer digunakan untuk mengukur putaran poros penggerak, disc brake pembebanan pada putaran poros dan neraca beban untuk membaca beban yang didapat setelah putaran poros mendapatkan pembebanan 3.5. Parameter Pengujian Untuk menganalisa perbandingan pelumas-pelumas tersebut terhadap prestasi dari mesin bensin empat langkah, digunakan beberapa parameter sebagai berikut : Torsi Dari poros pembakaran didalam silinder akan menimbulkan tekanan terhadap torak. Akibat adanya tekanan ini torak akan merubah tekanan tersebut menjadi gaya. Gaya ini selanjutnya diteruskan kebatang torak yang nantinya akan menyebabkan timbulnya tenaga putar dan tenaga putar ini disebut torsi, yang dinyatakan dengan rumus :

54 40 Torsi dapat dihitung dengan rumus : T = F x r (Nakolea Soenarto & Shoeichi Furuhuma, Motor Serba guna) Dengan : F = m x g Dimana : F = Gaya yang diberikan (N) r = Jari-jari poros (m) T = Torsi (Nm) m = Berat beban pada neraca beban (kg) g = Percepatan gravitasi (kg/dtk 2 )

55 Daya Poros Efektif Daya poros didapat dari pengukuran momen pada beben dynamometer dan putaran permenit pada poros engkol. Daya poros dapat dihitung dengan menggunakan rumus : N e = 2 π n T (Penggerak Mula Motor Bakar Torak, hal.32) Dimana : T = Torsi (Nm) n = Putaran poros (rpm) N e = Daya poros efektif (kw) Konsumsi Bahan Bakar Pemakaian bahan bakar didefinisikan sebagai jumlah penggunaan bahan bakar persatuan waktu dalam kg/jam. Pemakaian bahan bakar dapat dihitung dengan rumus :

56 42 M f = Vb 3600 x Pb x kg/ jam (Modul Praktikum Perstasi Mesin) t b 1000 Dimana : M f = Pemakaian bahan bakar (kg/jam) Vb = Volume pemakaian bahan bakar (cm 3 ) Pb = Massa jenis bahan bakar (0,7323 g/cm 3 ) t b = Waktu pemakaian bahan bakar (dtk) Pemakaian Bahan Bakar Spesifik Pemakaian bahan bakar spesifik didefinisikan sebagai banyaknya bahan bakar yang terpakai per jam untuk menghasilkan setiap kw daya mesin, dapat digunakan dengan persamaan sebagai berikut : SFC = mf Ne (Penggerak Mula Motor Bakar Torak, hal. 34) Dimana : SFC = Pemakaian bahan bakar spesifik (kg/jam.kw) Mf = Laju aliran massa bahan bakar (kg/jam) Ne = Daya poros (kw)

57 Efisiensi Thermal Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan terhadap jumlah energi bahan bakar yang diperlukan. Dihitung dengan rumus : Nex3600 η th = x 100 % (Penggerak Mula Motor Bakar Torak, hal. 50) MfxLHV Dimana : η th = Efisiensi Thermal LHV = Nilai kalor bawah bahan bakar (42967 kj/kg) Mf = Laju pemakaian bahan bakar (kg/jam) Ne = Daya Poros (kw)

58 44 BAB IV PERHITUNGAN HASIL PENGUJIAN 4.1. Data Hasil Pengujian Dari hasil keseluruhan pengujian yang dilakukan maka diperoleh besaran- besaran untuk membantu pengolahan data perhitungan guna menentukan parameter prestasi mesin. Dengan membandingkan data hasil pengujian mesin yang menggunakan bahan bakar Pertamax dengan mesin yang berbahan bakar Bensin yang telah dicampur dengan Octane Booster (Bensin + Octane Booster), maka dapat dilihat pengaruh penggunaan aditif Octane Booster terhadap prestasi mesin. Berikut data pengujian dalam bentuk tabel :

59 45 Tabel 4.1 Data Pengujian Bensin standar NO Putaran Mesin (RPM) Torsi Dynamometer (kg) Laju bahan bakar (dtk) Volume konsumsi bahan bakar (ml) Tabel 4.2 Data pengujian Pertamax No Putaran Mesin (rpm) Torsi Dynamometer (kg) Laju Bahan Bakar (dtk) Volume konsumsi bahan bakar (ml)

60 46 Tabel 4.3 Data pengujian Bensin + Aditif No Putaran Mesin (rpm) Torsi Dynamomet er (kg) Laju Bahan Bakar (dtk) Volume konsumsi bahan bakar (ml) , , , Perhitungan Hasil Pengujian Dari hasil pengujian maka dapat dihitung beberapa parameter yang di perlukan untuk menganalisa hasil pengujian. Langkah-langkah perhitungan yang ditunjukan dibawah, dengan berdasarkan parameter yang terdapat pada mesin bensin yang diuji. Disini penulis hanya menjabarkan contoh perhitungan dengan menggunakan data hasil pengujian pada putaran mesin tertentu dan selanjutnya untuk efisiensi maka penulis memberikan langsung hasil perhitungan dalam bentuk table.

61 47 Dengan cara yang sama akan didapatkan hasil perhitungan untuk premium + additif (untuk setiap putaran). Hasil perhitungan tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Data Pengujian Motor Bakar Menggunakan bensin setandar Tanggal pengujian : 8 Juni 2009 Waktu pengujian : WIB Jenis mesin : Suzuki ST 100 Kapasitas : 970 CC Bahan bakar : Bensin Putaran : 2000 rpm Pemakaian bahan bakar per-10 ml : 15 detik

62 48 Momen torsi Mt = F x r Dimana : F = 1,5 x 9,806 = 14,71 N R = 15cm = 0,15 m Jadi : Mt = 14,71 x 0,15 = 2,21 Nm Daya poros efektif 2 3,14 n Ne = Mt. {KW} 60 Dimana : Mt = 2,21 Nm n = 2000 rpm

63 49 Jadi : 2 3, Ne = 2, = 462,86 W = 0,46 kw Pemakaian bahan bakar M f = Vb 3600 x Pb x kg/ jam t b 1000 Dimana : Vb = 10 ml Tb = 26 detik Pb = 0,7323 gr/cm³ Jadi : Mf = , = 1,01 (kg/jam)

64 50 Pemakaian bahan bakar spesifik MF SFC = Ne Dimana: Mf = 1,01 kg/jam Ne = 0,46 kw Jadi : 1,01 SFC = 0,46 = 1,85 kg/kw.jam Efasiensi Thermal Nex3600 η th = x 100 % MfxLHV Dimana : Ne = 0,46 kw Mf = 1,01kg/jam LHV = kj/kg

65 51 Jadi : η th = 0,46x3600 x 100 % 1,01x42967 η th = 3,82 % Data Pengujian Menggunakan Pertamax Tanggal pengujian : 8 Juni 2009 Waktu pengujian : WIB Jenis mesin : Suzuki ST 100 Kapasitas : 970 CC Bahan bakar : Bensin Putaran : 2000 rpm Pemakaian bahan bakar per-10 ml : 15 detik

66 52 Momen Torsi Momen torsi dapat dihitug dengan : M T = F x r Dimana : F = 1.5 kg x 9,8 m/dtk 2 = N R = 15 cm = 0,15 m M T = 14,71 N x 0,15 m = 2,21 Nm Daya Poros Efektif Daya poros dapat dihitung dengan rumus : N e = M T. 2 π n 60 Dimana : M T = 2,21 Nm n = 2000 rpm

67 53 N e = 10,301 Nm. 2x3,14x = 461,86 Nm/dtk N e = 0,46 kw Konsumsi Bahan Bakar M f = Vb 3600 x Pb x kg/jam t b M f = x 0,7323 x kg/jam M f = 1.05 kg/jam Pemakaian Bahan bakar Spesifik mf SFC = Ne SFC = 1.05kg / jam 0.46kW SFC = 2.28 kg/kw.jam

68 54 Efisiensi Thermal Nex3600 η th = x 100 % MfxLHV η th = 0.46x x42967 x 100 % η th = 3.67 % Data Pengujian Menggunakan bensin + Aditif Tanggal pengujian : 8 Juni 2009 Waktu pengujian : WIB Jenis mesin : Suzuki ST 100 Kapasitas : 970 CC Bahan bakar : Bensin Putaran : 2000 rpm Pemakaian bahan bakar per-10 ml : 15 detik

69 55 Momen Torsi Momen torsi dapat dihitug dengan : M T = F x r Dimana : F = 1,5 kg x 9,8 m/dtk 2 = 68,6 N R = 15 cm = 0,15 m M T = 14,71 N x 0,15 m = 2,21 Nm Daya Poros Efektif Daya poros dapat dihitung dengan rumus : N e = M T. 2 π n 60 Dimana : M T = 2,21 Nm n = 2000 rpm

70 56 N e = 10,301 Nm. 2x3,14x = 461,86 Nm/dtk N e = 0,46 kw Konsumsi Bahan Bakar M f = Vb 3600 x Pb x kg/ jam t b M f = x 0,7323 x kg/jam M f = 1,10 kg/jam Pemakaian Bahan bakar Spesifik mf SFC = Ne SFC = 1,10kg / jam 0,46kW SFC = 2,39 kg/kw.jam

71 57 Efisiensi Thermal Nex3600 η th = x 100 % MfxLHV η th = 0,46x3600 1,10x42967 x 100 % η th = 3,50 % Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Bensin Premium Standar. No Putaran Mesin (rpm) Torsi (Nm) Daya Poros (kw) Konsumsi Bahan Bakar (kg/jam) Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (kg/jam) Efisiensi Thermal % ,21 0,46 1,01 2,20 3, ,57 0,67 1,10 1,64 5, ,94 0,92 1,39 1,51 5, ,15 1,89 1,32 0, ,90 2,47 1,65 0,67 12,54

72 58 Tabel 4.5 Data Hasil Perhitungan Pertamax No Putaran Mesin (rpm) Torsi (Nm) Daya Poros (kw) Konsumsi Bahan Bakar (kg/jam) Konsumsi B.B Spesifik (kg/jam) Efisiensi Thermal % Tabel 4.6 Data Hasil Perhitungan Besin Premium + Aditif Oktane Booster No Putaran Mesin (rpm) Torsi (Nm) Daya Poros (kw) Konsumsi Bahan Bakar (kg/jam) Konsumsi B.B Spesifik (kg/jam) Efisiensi Thermal % ,21 0,46 1,10 2,39 3, ,57 0,67 1,20 1,79 4, ,68 1,15 1,46 1,27 6, ,88 2,16 1,65 0,76 10, ,35 3,08 1,76 0,57 14,66

73 Analisa Hasil Perhitungan Dari data pengukuran diatas dapat dilakukan analisa perbandingan unjuk kerja motor dengan perbedaan jenis pelumas yang akan memperlihatkan perbedaan antara. Bahan bakar Premium setandar dan Premium + Additif Torsi Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh torsi sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar Momen Torsi (Nm) 6 4 Premium Standar Premium + Additif Pertamax Putaran (rpm) Gambar 4.1. Grafik torsi terhadap putaran Pada grafik 4.1. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 2000 rpm sampai 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros motor 500 rpm.

74 60 Torsi yang dihasilkan pada putaran poros motor 2000 rpm sampai 2500 rpm masih belum memperlihatkan perubahan angka (nilai torsi masih sama) pada pemakaian ketiga jenis bahan bakar yang digunakan dalam pengujian. Perubahan baru terjadi pada putaran poros motor 3000 rpm dimana terlihat bahwa Premium dan Premium + Aditive lebih tinggi dari pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan pemakaian bahan bakar Premium Standar. Kemudian pada putaran mesin 3500 rpm telihat kembali perubahan torsi pada setiap bahan bakar yang diuji, dimana bahan bakar jenis Pertamax memperoleh nilai rata-rata torsi yang lebih tinggi dari Premium. Kemudian Premium + Aditive masih mendominasi dengan nilai rata-rata yang lebih tinggi dari pemakaian bahan bakar Premium dan pemakaian bahan bakar Pertamax, hal tersebut terus terjadi sampai akhir pengujian, yaitu pada putaran mesin 4000 rpm.

75 Daya Poros Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh daya poros sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar Daya Poros (kw) Premium Standar Premium + Additif Pertamax Putaran (rpm) Gambar 4.2. Grafik daya poros terhadap putaran Pada grafik 4.2. pengambilan data dilakukan pada putaran poros motor 2000 rpm sampai 4000 rpm dengan kenaikan putaran poros poros motor 500 rpm. Dapat dilihat bahwa pada putaran poros motor 2000 rpm sampai 4000 rpm daya poros yang dihasilkan pada penggunaan bahan bakar premium + aditif memiliki nilai daya poros yang lebih besar dibandingkan pada pemakaian bahan bakar premium standar. Daya poros maksimum yang dihasilkan mesin dengan memakai bahan bakar Premium + Aditif lebih besar yaitu mencapai 3,08 KW dari pada memakai bahan bakar Premium dan Pertamax pada putaran 4000 rpm.

76 Konsumsi Bahan Bakar Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh konsumsi bahan bakar sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar Pemakaian B.B. (kg/jam) 1,5 1 0, Putaran (rpm) Premium Standar Premium + Additif Pertamax Gambar 4.3. Grafik konsumsi bahan bakar terhadap putaran Dari grafik 4.3. Terlihat bahwa dengan adanya penambahan zat aditif pada bahan bakar premium terjadi peningkatan daya poros. Hal ini disebabkan karena adanya peningkatan angka oktan pada bahan bakar setelah ditambahkan Zat Aditif. Terlihat pada putaran 3000 rpm pemakaian bahan bakar jenis Premium standar mampu melayani mesin dengan pemakaian bahan bakar lebih irit dari Premium + Aditif dan Pertamax, kemudian pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan Premium + Aditif memiliki nilai pemakaian bahan bakar yang sama. Pada putaran 3500 rpm, pada pemakaian bahan bakar Premium + aditif mulai meningkat dibandingkan penggunaan bahan bakar Pertamax. Pada putaran 4000 rpm

77 63 memperlihatkan jumlah pemakaian yang sama antara Pertamax dan Premium + Aditive Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.4. Pemakaian B.B. Spesifik (kg/jam kw) 2,5 2 1,5 1 0, Putaran (rpm) Premiu m Standar Premiu m + Gambar 4.4. grafik konsumsi bahan bakar spesifik terhadap putaran Dari grafik 4.4. Terlihat terjadinya pengiritan bahan bakar pada penggunaan bahan bakar Premium + aditif. Hal ini disebabkan karena setelah penambahan aditif kemampuan pengabutan bahan bakar menjadi meningkat. Dengan meningkatnya kemampuan pengabutan bahan bakar, maka proses pencampurannya dengan molekul udara akan semakin sempurna, sehingga pada saat masuk ke dalam ruang

78 64 bakar campuran tersebut akan terbakar secara sempurna dan tidak ada bahan bakar yang terbuang percuma. Pengambilan data dilakukan pada putaran poros 2000 rpm sampai 4000 rpm dan kenaikan putaran poros 500 rpm. Pada putaran 2000 rpm menunjukan pemakaian bahan bakar Premium + aditif memiliki nilai konsumsi bahan bakar spesifik lebih rendah dibandingkan pada pemakaian bahan bakar Premium standar dan pemakaian bahan bakar Pertamax yang cenderung memiliki nilai konsumsi bahan bakar spesifik lebih tinggi, tetapi pada putaran 2500 rpm sampai putaran 3000 rpm bahan bakar Pertamax memiliki konsumsi bahan bakar spesifik yang lebih tinggi dari pemakaian bahan bakar Premium + aditif. Pada putaran 4000 rpm pada pemakaian bahan bakar + aditif mengalami penurunan konsumsi bahan bakar spesifiknya dibandingkan dengan bahan bakar Premium Standar dan pemakaian bahan bakar Pertamax.

79 Efisiensi Thermal Hasil pengolahan data dari pengukuran diperoleh efisiensi thermal sebagai fungsi putaran poros motor grafiknya terlihat pada gambar 4.5. Efesiensi Thermal (%) Premium Standar Premium + Additif Pertamax Putaran (rpm) Gambar 4.5. Grafik Efisiensi Thermal terhadap putaran Pada grafik 4.5. pengambilan data dilakukan pada putaran poros 2000 rpm sampai 4000 rpm dan kenaikan putaran poros 500 rpm. Terlihat pada putaran 2000 rpm bahan bakar Premium + Aditif memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi dibanding pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan pemakaian bahan bakar Premium Standar, tetapi pemakaian bahan bakar Pertamax memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi dibanding pada pemakaian Premium Standar. Pada putaran 2500 rpm sampai 3000 rpm pada pemakaian bahan bakar + aditif memiliki nilai efesiensi yang lebih kecil dari pemakaian bahan bakar Premium Standar pemakaian bahan bakar Pertamax, kemudian nilai efisiensi pada pemakaian bahan bakar Pertamax lebih tinggi dari pada pemakaian Premium Standar. Tetapi pada putaran 3500 rpm

80 66 pada pemakaian bahan bakar Premium + Aditif mengalami kenaikan nilai efesiensinya hingga mencapai putaran 4000 rpm dibanding pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan pemakaian bahan bakar Premium Standar, sedangkan pada pemakaian bahan bakar Premium Standar jauh lebih rendah nilai efesiensinya hingga putaran 4000 rpm dibanding pada pemakaian bahan bakar Pertamax. Terlihat bahwa efisiensi termal pada saat penggunaan bahan bakar + aditif lebih baik daripada pada saat penggunaan bahan bakar premium. Efisiensi termal merupakan perbandingan antara besarnya daya yang dihasilkan dengan besarnya kalor yang diberikan oleh bahan bakar.

81 67 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan pengujian dan pengamatan yang dilakukan pada mesin Suzuki ST 100, 970 cc pada putaran 2000 rpm, 2500 rpm, 3000 rpm, 3500 rpm, 4000 rpm, menggunakan dua jenis bahan bakar yaitu premium standar dan premium + aditif pada keadaan tanpa beban, dapat diambil kesimpulan sebagai brikut : 1. Torsi sebagai fungsi putaran poros, pemakaian bahan bakar premium + aditif lebih besar nilai torsinya dari pemakaian bahan bakar Pertamax, yaitu sebesar 15,56%. 2. Daya sebagai fungsi putaran poros, bahan bakar premium + aditif lebih besar nilai daya porosnya dari pemakaian bahan bakar Pertamax yaitu sebesar 17,35%.

82 68 3. Konsumsi bahan bakar sebagai fungsi putaran poros, bahan bakar Premium + Aditif lebih besar nilai konsumsi bahan bakarnya dari bahan bakar premium standar, yaitu sebesar 10,82%, kemudian memiliki tingkat konsumsi yang sama pada pemakaian bahan bakar Pertamax dan pemakaian bahan bakar Premium + Aditif. 4. Konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran poros, bahan bakar premium + aditif lebih besar nilai konsumsi bahan bakar spesifik dari pemakaian bahan bakar Pertamax, yaitu sebesar 0,89%. 5. Efisiensi thermal sebagai fungsi putaran poros, bahan bakar premium + additif lebih besar nilai efesiensi thermal yang dihasilkan dari pemakaian bahan bakar Pertamax, yaitu sebesar 3,59%. Salah satu faktor yang mempengaruhi besar kecilnya daya yang dihasilkan oleh suatu mesin adalah dari kualitas bahan bakarnya (setiap bahan bakar memiliki angka oktan yang berbeda). Pada pengujian ini didapat daya poros maksimum dihasilkan pada saat penggunaan bahan bakar Premium, sedangkan daya poros minimum dihasilkan pada saat penggunaan bahan bakar Premium. Hal ini dikarenakan angka oktan yang dimiliki oleh bahan bakar Premium + Aditif lebih tinggi. Jadi semakin tinggi angka oktan bahan bakar semakin besar pula daya yang dihasilkan. Efisiensi termal yang paling tinggi dihasilkan pada saat penggunaan bahan bakar Premium + Aditif, sedangkan yang paling rendah adalah pada saat penggunaan bahan bakar Premium. Efisiensi termal sangat erat kaitannya dengan

83 69 pemakaian bahan bakar spesifik. Dapat dilihat pada gambar 4.3.4, bahwa pemakaian bahan bakar spesifik yang paling rendah adalah pada saat penggunaan bahan bakar Premium + Aditif. Jadi semakin rendah pemakaian bahan bakar spesifik, akan menghasilkan efisiensi termal yang baik. Penggunaan zat aditif pada bahan bakar memang dapat meningkatkan performa dari mesin. Dapat dilihat dari hasil pengujian. Yang memberikan daya maksimum adalah pemakaian bahan bakar Premium setandar sedangkan yang memberikan pemakian bahan bakar yang paling baik adalah dengan menggunakan bahan bakar Premium + Aditif. 5.2 Saran Berdasarkan hasil pengujian dan pengamatan, maka penulis mencoba untuk memberikan saran. Pemberian saran ini dimaksudkan agar efesiensi total kinerja motor bensin yang diuji lebih dapat diketahui. Yaitu pada penelitian selanjutnya sebaiknya: 1. Pengujian dilakukan pada keadaan pembebanan dengan putaran yang lebih tinggi hingga di atas putaran 4000 rpm. 2. Menganalisa pengaruh parameter lainnya dari motor bensin yang diuji. 3. Mengamati kadar dari emisi gas buang yang dihasilkan dari pembakaran motor bensin yang diuji.

84 70 DAFTAR PUSTAKA Arismunandar, Wiranto. Penggerak Mula Motor Bakar Torak, Edisi Empat. ITB. Bandung BPM. Arends, H. Berenschot. Motor Bensin. Erlangga. Jakarta Daryanto. Reparasi Mesin Mobil. Bumi Aksara. Jakarta Harsanto. Motor Bakar, Edisi Tujuh. NV Penerbit. Djambatan Maleev V. L. Internal Combustion Engine, Second Edition. Mc Grawhill. Mukaswan. Bensin Mobil, Cetakan Pertama. CV. Aneka. Solo Panduan Praktikum Prestasi Mesin Motor Bakar. Institute Teknologi Indonesia. Supriatna, Yayat, Listrik Otomotif, Angkasa, Bandung. Sutrisno, Sistem Pengapian Mesin, Kartika, Tanjungpura, Balikpapan.

85 Lampiran 1. Instrumen Pada Pengujian

86 Lampiran 2. Mesin Pengujian pada Lab. Prestasi Mesin ITI.

87 Lampiran 3. Octan Booster