SKRIPSI PENGARUH VARIASI RASIO KOMPRESI DAN PENINGKATAN NILAI OKTAN TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA SEPEDA MOTOR EMPAT LANGKAH

Transkripsi

1 SKRIPSI PENGARUH VARIASI RASIO KOMPRESI DAN PENINGKATAN NILAI OKTAN TERHADAP EMISI GAS BUANG PADA SEPEDA MOTOR EMPAT LANGKAH Oleh : I Nyoman Darmaputra JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2012

2 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Bukit Jimbaran, 25 Mei 2012 Mahasiswa Materai Rp 6000,- I Nyoman Darmaputra NIM iv

3 INFLUENCE OF THE COMPRESSION RATIO VARIATION AND MAKE UP OCTANE NUMBER TOWARDS EMISSIONS GAS AT MOTOR BIKES OF FOUR STROKE Author : I Nyoman Darmaputra Guidance : I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST.,MT. Ketut Astawa, ST.,MT. ABSRTACT One factor to cause of pollution to the air is created from the vehicle s exhaust emission. Good or bad the produce of gas emissions, it depends on the completeness of combustion process. The completeness of combustion process it depend on the quality of fuel used, air, temperature, AFR, mixture homogeneity and combustion appliance. The quality of petrol influenced by petrol s octane value, besides the high value of octane, combustion equipment is also crucial that the combustion process occurs in the combustion chamber. The testing was carried outh with motorcycle 125 cc, in which the variant of ratio compression (8,8:1), (8,9:1), (9,0:1), (9,1:1) and (9,2:1 and enhancement the fuel octane value to the vehicle s exhaust emission. The test results showed that increasing the compression ratio and boost the octane rating of fuel can result in low exhaust gas emissions (CO2 content of the high content of CO, HC, and NOx are lower). Key Word : Compression ratio, fuel octane number, exhaust emissions CO, HC, CO2, NOx. vi

4 PENGARUH VARIASI RASIO KOMPRESI DAN PENINGKATAN NILAI OKTAN TERHADAP GAS BUANG SEPEDA MOTOR EMPAT LANGKAH Oleh Dosen pembimbing : I Nyoman Darmaputra : I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST.,MT. Ketut Astawa, ST.,MT. ABSTRAK Salah satu faktor penyebab polusi udara adalah ditimbulkan dari emisi gas buang kendaraan bermotor. Baik buruknya gas emisi yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh sempurna atau tidaknya suatu proses pembakaran yang terjadi. Pembakaran yang sempurna sangat tergantung dari kualitas bahan bakar, udara, suhu, AFR, kehomogenan campuran dan alat pembakaran. Kualitas dari bahan bakar dipengaruhi oleh nilai oktan dari bahan bakar, selain nilai oktan bahan bakar yang tinggi, alat pembakaran juga sangat menentukan proses pembakaran yang terjadi pada ruang bakar. Dalam penelitian ini, pengujian dilakukan pada motor empat langkah 125 cc, dengan memvariasikan rasio kompresi (8,8:1), (8,9:1), (9,0:1), (9,1:1) dan (9,2:1) dan meningkatkan nilai oktan bahan bakar terhadap hasil emisi gas buang kendaraan uji. Hasil pengujian menunjukan bahwa meningkatkan rasio kompresi dan menigkatkan nilai oktan bahan bakar dapat menghasilkan emisi gas buang yang rendah ( kandungan CO2 semakin tinggi, kandungan CO,HC,dan NOx yang semakin rendah). Kata Kunci : Rasio kompresi, nilai oktan bahan bakar, emisi gas buang CO, HC, CO2, NOx v

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Variasi Rasio Kompresi dan Peningkatan Nilai Oktan Bahan Bakar Terhadap Emisi Gas Buang Pada Sepeda Motor Empat Langkah Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada : 1. Bapak I Nyoman Suprapta Winaya, ST. MASc. PhD, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 2. Bapak Si Pt.Gd Gunawan Tista., ST.MT, selaku koordinator skripsi. 3. Bapak I Gusti Ngurah Putu Tenaya, ST.MT, selaku dosen pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak Ketut Astawa, ST.MT, selaku dosen pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 5. Bapak Prof.Dr.Ir Nyoman Gde Antara, M.Eng selaku dosen pembimbing akademik. 6. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. 7. Rekan rekan Jurusan Teknik Mesin, keluarga dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila terdapat kekurangan atau kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Bukit Jimbaran, 25 Mei 2012 Penulis vii

6 DAFTAR ISI Halaman JUDUL i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERSETUJUAN... iii SURAT PERNYATAAN... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 DASAR TEORI 2.1 Motor Bakar Pembakaran Pada Motor Bensin Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah Langkah Hisap (Induction Stroke) Langkah Kompresi (Compression Stroke) Langkah Usaha (Power) Langkah Buang (Exhaust Stroke) Siklus Udara Volume Konstan Rasio Kompresi Definisi Bahan Bakar Bensin Angka Oktan Kategori Oktan Keuntungan Menggunakan BBM Berkadar Oktan Tinggi Pembakaran Waktu Pembakaran Reaksi Kimia Pembakaran Detonasi (Knocking) viii

7 2.9 Gas Emisi Emisi Karbon Monoksida (CO) Emisi Nitrogen Monoksida (NOx) Emisi Hidrokarbon (HC) Emisi Karbon Dioksida (CO2) Manfaat Uji Gas Buang BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian Tempat dan Waktu Penelitan Jumlah Populasi ( Variabel) Alat dan Bahan Alat Bahan Instalasi Penelitian Diagram Alir Pengujian Langkah-langkah Pengujian Langkah-langkah Pengujian Nilai Oktan Bahan Bakar Langkah-langkah Pengujian Emisi Gas Buang BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian Pengolahan Data Perhitungan Untuk Mencari Rata-Rata Data Hasil Penelitian Yang Telah Dirata-ratakan Grafik Hasil Perhitungan Dan Pembahasan Pembahasan Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Gas Buang CO Pada Berbagai Variasi Nilai Oktan Bahan Bakar Pembahasan Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Gas Buang HC Pada Berbagai Variasi Nilai Oktan Bahan Bakar Pembahasan Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Gas Buang CO2 Pada Berbagai Variasi Nilai Oktan Bahan Bakar Pembahasan Hubungan Rasio Kompresi Terhadap Gas Buang NOx Pada Berbagai Variasi Nilai Oktan Bahan Bakar ix

8 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Siklus Kerja Motor Bensin 4 Langkah... 6 Gambar 2.2 Diagram P-V dan T S Pada Siklus Otto Ideal... 7 Gambar 2.3 Tingkat Pembakaran Dalam Sebuah Mesin Gambar 3.1 Research Octane Number ( RON) Gambar 3.2 Mesin Uji Gambar 3.3 Tool Kit Set Gambar 3.4 Jangka Sorong Gambar 3.5 Tachometer Gambar 3.6 Gas Analyser Gambar 3.7 Instalasi Penelitian Gambar 4.1 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO Pada Rpm Gambar 4.2 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO Pada Rpm Gambar 4.3 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO Pada Rpm Gambar 4.4 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO Pada Rpm Gambar 4.5 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO Pada Rpm Gambar 4.6 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang HC Pada Rpm Gambar 4.7 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang HC Pada Rpm Gambar 4.8 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang HC Pada Rpm Gambar 4.9 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang HC Pada Rpm Gambar 4.10 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang HC Pada Rpm Gambar 4.11 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO2 Pada Rpm Gambar 4.12 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO2 Pada Rpm Gambar 4.13 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO2 Pada Rpm Gambar 4.14 Grafik Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO2 Pada Rpm xi

10 Gambar 4.15 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang CO2 Pada Rpm Gambar 4.16 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang NOx Pada Rpm Gambar 4.17 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang NOx Pada Rpm Gambar 4.18 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang NOx Pada Rpm Gambar 4.19 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang NOx Pada Rpm Gambar 4.20 Grafik Hubungan Rasio Kompresi Dan Peningkatan Nilai Oktan Terhadap Gas Buang NOx Pada Rpm xii

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi Premium Pertamina Tabel 2.2 Spesifikasi Pertamax Pertamina Tabel 4.1 Hasil PenelitianNilai Oktan Bahan Tabel 4.2 Emisi Gas Buang Pada Rasio Kompresi 8,8 : Tabel 4.3 Emisi Gas Buang Pada Rasio Kompresi 8,9 : Tabel 4.4 Emisi Gas Buang Pada Rasio Kompresi 9,0 : Tabel 4.5 Emisi Gas Buang Pada Rasio Kompresi 9,1 : Tabel 4.6 Emisi Gas Buang Pada Rasio Kompresi 9,2 : Tabel 4.7 Emisi Gas Buang Yang Telah Dirata-ratakan Pada Berbagai Rasio Kompresi xiii