BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Penelitian Untuk mencapai tujuan yang diinginkan, penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental. Metode ini ialah metode yang dipakai untuk menguji pengaruh dari suatu perlakuan atau desain baru dengan cara membandingkan dengan desain lain tanpa perlakuan baru (kondisi awal desain) sebagai pembanding pada hasil penelitian. Pada pengujian ini, kondisi awal pengujian yaitu saat pengujian menggunakan bahan bakar pertamax tanpa dicampur dan hasilnya akan dibandingkan dengan pengujian berbahan bakar campuran pertamax-etanol dengan kadar etanol 5% (E5), 10% (E10), dan 15% (E15), sehingga perbedaan setiap peformansi akan dapat diketahui. Terdapat 3 variabel dalam uji eksperimental ini yaitu variabel bebas, variabel terikat dan variabel kontrol. Pembagian variabel tersebut antara lain: a. Variabel bebas : 4 jenis bahan bakar b. Variabel kontrol : putaran mesin (1000rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, 4000rpm,5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm) c. Variabel terikat : Performansi motor bakar setiap bahan bakar. 37

3.2 Waktu dan Tempat 3.2.1 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Dilakukan dilaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin selama 2minggu. Gambar 3.1 Pengujian konsumsi bahan bakar 3.2.2 Pengujian Torsi Dilakukan dilaboratorium Teknologi Mekanik Departemen Teknik Mesin selama 3 minggu. Gambar 3.2 Pengujian torsi 38

3.2.3 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Dilakukan dilaboratorium Motor Bakar Departemen Teknik Mesin selama 1 hari. Gambar 3.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar 3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: 1. Bom Kalori Meter Bom kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (O 2 berlebih) pada suatu senyawa bahan makanan atau bahan bakar. 2. Mesin Mesin yang digunakan yaitu mesin otto 4 langkah, yaitu mesin sepeda motor Honda Verza 150 CC 39

Gambar 3.4 Mesin Otto 4 langkah Spesifikasi: a. Mesin : Mesin : 4 langkah SOHC Volume langkah : 149,2 cc Diameter x langkah : 57,3 x 57,8 mm Perbandingan kompresi : 9,5:1 Sistem pemasukan : Injeksion Sistem pengapian : Full transisterized Daya maksimum : 9,72 kw / 8.500 rpm Torsi maksimum : 12,7 Nm / 6.000 rpm Kapasitas pelumas mesin : 1,0 Liter Tipe starter : Starter kaki & Starter Elektrik Sistem pendingin : Pendingin udara Kopling : manual, multiplate, wet clutch Busi : NGK CPR9EA-9 (NGK) b. Transmisi : Tipe transmisi : 5 kecepatan rotari Pola pengoperan gigi : 1-N-2-3-4-5 Rasio gigi : Speed 1 = 3,076 Speed 2 = 1,944 Speed 3 = 1,409 40

Speed 4 = 1,120 Speed 5 = 0,937 3. Tabung ukur Tabung ukur digunakan untuk mengukur jumlah bahan bakar yang terpakai pada saat pengujian konsumsi bahan bakar. Spesifikasi : Kapasitas : 60 ml Akurasi : 1 ml Gambar 3.5 Tabung ukur 4. Tachometer Tachometer merupakan alat untuk mengukur jumlah putaran yang akan dihasilkan mesin. GAMBAR Spesifikasi: Display Counts : 9999 counts LCD Range rpm : 5 to 9999 Ft/min : 0.2 to 6560 M/min : 0.05 to 1999.9 Basic Accuracy : ± 0.05% ±1d Max RPM Resolution (rpm) : 0.1 41

Gambar 3.6 Tachometer 5. Timbangan Digital Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dari bahan bakar yang akan diuji. Gambar 3.7 Timbangan digital 6. Timbangan pegas Timbagan pegas ini digunakan sebagai alat untuk mengukur daya dan torsi pada roda belakang motor sebagaimana halnya dyno test yang sering digunakan untuk mengetahui torsi dan daya kendaraan. Namun, pada pengujian ini, data yang ditunjukkan oleh timbangan pegas akan diolah kembali mengunakan rumus, karena daya yang didapat merupakan data pada roda, belum dikonversikan secara langsung pada data mesin yang sebenarnya sebagaimana halnya pada dyno test. Data yang didapat pada timbangan ini, nantinya akan digunakan untuk mengetahui performansi mesin sebagai pertimbangan pada hasil pengujian. Sepsifikasi : Beban maksimal : 150 kg 42

Akurasi : 0,5 kg Gambar 3.8 Timbangan pegas 7. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk menghitung lama waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 30 gram bahan bakar dari setiap variasi bahan uji yang sudah disediakan. Gambar 3.9 Digital stopwatch 43

8. HiDS HD-30 HiDS adalah alat yang mampu berkomunikasi dengan EngineControl Mobile (ECM), data-data berupa sinyal dari ECM danditampilkan pada layar dalam bentuk besaran-besaran fisika seperti: Suhu ditampilkan dalam C Tekanan ditampilkan dalam kpa Spesifikasi Dimensi : 122 x 82 x 33 mm Tegangan : 8 15 Volt DC Arus : 100 150 ma Gambar 3.10 HiDS HD-30 9. Selang Selang digunakan untuk menghubungkan tabung ukur dengan karburator sebagai wadah tempat aliran bahan bakar menuju karburator. Gambar 3.11 Selang bahan bakar 44

3.3.2 Bahan Bahan yang menjadi objek pengujian ini adalah sebagai berikut : 1. Bahan bakar pertamax. Pertamax adalah jenis bahan bakar yang sudah diperkenalkan pemerintah pada tahun 2006 silam. Pertamax cocok untuk mesin kendaraan saat ini karena memiliki nilai RON (Research Octane Number) 92. Gambar 3.12 Bahan bakar Pertamax 2. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) 3. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) 4. Bahan bakar campuran pertamax-etanol 15%.(E15) Gambar 3.13 Bioetanol absolut (kadar 99%) 3.4 Metode Pengumpulan Data Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi : 1. Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing-masing pengujian. 45

2. Data sekunder, merupakan data tentang karakteristik bahan bakar yang digunakan dalam pengujian. 3.5 Metode Pengolahan Data Data yang diperoleh dari hasil pengujian diolah menggunakan rumus yang ada kemudian hasil dari perhitungan diajukan dalam bentuk tabulasi dan grafik. 3.6 Pengamatan dan Tahap Pengujian Parameter yang akan ditinjau dalam pengujian ini adalah : 1. Torsi motor (T) 2. Daya motor (N) 3. Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) 4. Rasio udara bahan bakar (AFR) 5. Efisiensi termal 6. Efisiensi volumetris Pengujian dilakukan dengan melalui empat bagian, yaitu : 1. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar pertamax dengan variasi putaran motor. 2. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5) dengan variasi putaran motor. 3. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 10% (E10) dengan variasi putaran motor. 4. Pengujian performansi motor dengan bahan bakar campuran pertamaxetanol 15% (E15) dengan variasi putaran motor. 3.7 Prosedur Pengujian Performansi Mesin Adapun prosedur pengujian performansi mesin dilakukan dengan cara sebagai baerikut : 1. Pemeriksaan kondisi motor secara umum dan pemeriksaan sambungan selang ke karburator atau injeksi (injector). 46

2. Mengikat sepeda motor pada tiang tahanan. 3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur. 4. Memastikan angka pada timbangan sudah tepat pada angka 0 kg dan mengikatkan salah satu ujungnya pada roda belakang dan ujung yang lain pada tiang penahan. 5. Memposisikan gigi transmisi pada posisi gigi ketiga. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan agar hasil pengujian masih dalam skala alat uji yang digunakan. 6. Start mesin dengan starter sambil menekan kopling. 7. Atur variasi putaran mesin dengan melihat angka yang ditampilkan tachometer dengan memutar tuas kecepatan dan memastikan putaran mesin sudah konstan. 8. Merekam hasil pengujian pada timbangan pegas dengan video kamera. 9. Melepaskan kopling sehingga timbangan tertarik oleh roda belakang hingga mesin berhenti pada beban maksimal. 10. Dilakukan sebanyak lima kali pengujian untuk setiap putaran yang ditentukan. 11. Memutar kembali rekaman video dan mencatat massa yang terlihat pada timbangan. 12. Mengulang pengujian menggunakan variasi putaran pengujian. Pengujian dilakukan dengan melihat prosedur dibawah ini : a. Mulai memposisikan sepeda motor pada penahan, b. Memasang timbangan pegas, c. Putaran : n rpm, d. Memasang video recorder timbangan, e. Melepaskan tuas perseneling, f. Mencatat data hasil timbangan dengan memutar ulang rekaman, g. Mengulang pengujian dengan variasi putaran dan variasi jenis, h. Menganalisa data hasil pengujian dengan rumus empiris, i. Pengujian selesai. 47

3.8 Prosedur Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Sebelum pengujian dilakukan, terlebih dahulu memasang alat yang akan digunakan, diantaranya: 1. Menghubungkan tabung ukur dengan karburator dengan selang, 2. Menghubungkan HiDS HD-30 dengan motor melalui connector pada bagian depan sepedamotor, 3. Memasukkan bahan bakar ke dalam tabung ukur dan menghilangkan gelembung udara pada selang dengan menunggu sesaat setelah menuang bahan bakar. 4. Memberikan tanda pada tabung ukur. Tanda ini digunakan sebagai titik acuan untuk memulai perhitungan waktu dengan stopwatch dan pengukuran konsumsi bahan bakar. Adapun prosedur pengujian konsumsi bahan bakar spesifik dilakukan dengan langkah-langkahsebagai berikut : 1. Mengisibahan bakar ke dalam tabungbertekanansebanyak 50 ml. 2. Menghidupkan mesin dengan starter. 3. Memilih program pada HiDS HD-30 untuk jenis kendaraan, yaitu Verza 150 CC 4. Menentukan putaran mesin yang ditampilkan tachometer dengan memutar alat bukaan gas pada karburator, Injeksi. 5. Memulai stopwatch pada saat bahan bakar telah melalui tanda yang diberikan pada tabung ukur. 6. Mematikan stopwatch dan motor pada setiap 10ml bahan bakar yang habis. 7. Membaca waktu yang ditampilkan pada stopwatch. 8. Mencatat hasil pengujian dan mengulanginya sebanyak lima kali pada setiap variasi putaran. 48

Gambar3.15 Pengujian konsumsi bahan bakar spesifik Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini: 1. Mulai dengan volume uji bahan bakar : 40 ml, 2. Temperatur udara : 27 C, 3. Tekanan udara : 1 atm, 4. Putaran mesin : n rpm, 5. Mencatat putaran mesin, 6. Mencatat waktu yang di butuhkan untuk menghabiskan 40 ml bahan bakar, 7. Mencatat IAT & MAP, 8. Mengulang pengujian dengan variasi putaran & variasi jenis bahan bakar, 9. Menganalisa data hasil pembacaan dengan rumus empiris setelah itu selesai. 3.9 Prosedur Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah Bom Kalorimeter. 49

Gambar 3.17 Bom kalori meter Peralatanyangdigunakan meliputi: 1. Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom 2. Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji 3. Tabung gas oksigen 4. Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan kedalam tabung bom. 5. Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01 C 6. Elektro motor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin 7. Split, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar 8. Pengatu rpenyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ketangkai penyala pada tabung bom 9. Cawan, untuk tempat bahan bakar didalam tabung bom 10. Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai dan cawan pada dudukannya. Adapun tahapan pengujianyangdilakukan adalahsebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji. 2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada penutup bom. 3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas 50

permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan menggunakan pinset. 4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring O sampai rapat. 5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar). 6. Mengisi tabung kalori meter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml. 7. Menempatkan bom yang telah terpasang kedalam tabung calori meter. 8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus listrik. 9. Menutup calori meter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk. 10. Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electro motor. 11. Menempatkan termo meter melalui lubang pada tutup calori meter. 12. Menghidupkan elektro motor selama lima menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termo meter. 13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar. 14. Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektro motor terus bekerja. 15. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingin setelah lima menit dari penyalaan berlangsung. 16. Mematikan elektro motor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya. 17. Mengulang pengujian sebanyak lima kali berturut-turut. Pengujian dilakukan dengan melihat alur proses dibawah ini: 1. Mulai dengan berat sampel bahan bakar 0,2 gram, 2. Volume air pendingin 1250 ml, 3. Tekanan oksigen 30 bar, 4. Melakukan pengadukan terhadap air pendingin selama 5 menit, 5. Mencatat temperatur air pendingin T1( C), 51

6. Menyalakan bahan bakar, 7. Melanjutkan pengadukan terhadap air pendingin selama 5 menit, 8. Mencatat temperatur air pendingin, 8. Mengulang pengujian dengan variasi jenis bahan, 9. Menghitung HHV bahan bakar : HHV=(T2-T1-Tkp) x Cv x 1000 dan setelah itu selesai. 52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian Mesin Verza 150 yang akan digunakan sebagai alat uji merupakan mesin yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar pertalite. Mesin ini merupakan mesin yang menggunakan injeksi sebagai alat pencampur bahan bakar dengan udara. Data lengkap hasil pengujian: bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Untuk menghitung unjuk kerja mesin di perlukan data-data seperti data pada mesin uji, data alat yang digunakan pada mesin uji, dan data bahan bakar yang diuji. Data ini nantinya akan di gunakan dalam perhitungan performansi mesin. Data spesifikasi alat sebagai berikut : 4.1.1 Data Motor Mesin yang digunakan dalam pengujian ini adalah mesin Honda Verza 150 dengan data sebagai berikut : - Jumlah silinder : 1 silinder - Diameter silinder (B) : 57,3 mm - Langkah (S) : 57,8 mm - Rasio kompresi : 9.5:1 - Volume langkah : 149,2 cc - Diameter roda : 17 inchi - Rasio gigi speed ketiga : 23/20 4.1.2 Data Bahan Bakar Dalam pengujian ini, bahan bakar yang digunakan yaitu: bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) setelah di lakukan pengujian bom calori meter di Laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin, dengan menggunakan persamaan 2.10 di peroleh nilai kalor atas bahan bakar (HHV) dan nilai kalor bahan bakar bawah (LHV) seperti tertera pada tabel 4.1 4.4. 53

Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar pertamax PERTAMAX Percobaan HHV Rata-rata I II III IV V (kj/kg) LHV (kj/k) T1 ( C) 27.4 28.23 29.11 29.05 30.09 1 T2 ( C) 28.3 29.13 29.99 29.86 30.98 62300.16 T2-T1 ( C) 0.9 0.9 0.88 0.91 0.89 HHV (kj/kg) 62500 62500 61029 63235 61764 1 59060.16 Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 5% E5 Percobaan HHV I II III IV V Rata-rata (kj/kg) LHV (kj/k) T1 ( C) 26.55 27.63 28.44 29.50 30.68 11 T2 ( C) 27.42 28.49 29.30 30.39 31.53 59405 T2-T1 ( C) 0.87 0.86 0.86 0.89 0.85 HHV (kj/kg) 60294 59558 59558 61764 58823 11 56165 Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 10% E10 Percobaan HHV I II III IV V Rata-rata (kj/k) LHV (kj/k) T1 ( C) 29.09 27.55 28.4 29.28 30.30 11 T2 ( C) 29.92 28.43 29.04 30.12 31.18 59015.38 T2-T1 ( C) 0.83 0.88 0.84 0.84 0.88 HHV (kj/kg) 57353 61029 58088 58088 61029 11 55775.38 Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar campuran pertamax- etanol 15% E15 Percobaan HHV I II III IV V Rata-rata (kj/kg) LHV (kj/kg) T1( C) 26.62 27.51 28.25 29.47 30.44 11 T2 ( C) 27.44 28.33 29.11 30.31 31.31 58336.79 T2-T1 ( C) 0.82 0.82 0.86 0.84 0.87 HHV (kj/kg) 56617 56617 59558 58088.4 60294 11 55096.79 54

4.2 Pengujian Performansi Mesin Otto Data yang di peroleh dari pembacaan langsung alat uji mesin Verza 150 melalui unit instrumentasi dan perlengkapan yang di gunakan pada saat pengujian antara lain : - Putaran (rpm) melalui pembacaan tachometer - Masa tarik melalui pembacaan timbangan pegas - Konsumsi bahan bakar melalui pengukuran dengan tabung ukur - Massa bahan bakar melalui pembacaan timbangan digital 4.2.1 Perbandingan Gigi Transmisi Perbandingan Gigi merupakan perkalian perbandingan roda gigi yang dimulai dari roda gigi pada gigi tarik roda belakang, roda gigi pada transmisi (pada pengujian ini di tetapkan pada gigi ketiga), dan roda gigi poros engkol yang menyalurkan putaran dari poros utama transmisi ke poros engkol. Adapun perbandingan gigi yang di dapat adalah : 1. Perbandingan gigi pada roda belakang yaitu : Jumlah gigi tarik roda belakang :35 Jumlah gigi tarik poros transmisi : 14 Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 35/14 = 2,5 2. Perbandingan gigi gear ketiga pada transmisi yaitu : Jumlah gear gigi ketiga : 23 Jumlah gear poros utama transmisi : 20 Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 23/20 = 1,15 3. Perbandingan gigi antara transmisi dengan poros engkol yaitu : Jumlah gear poros kopling : 67 Jumlah gear poros engkol : 20 Maka di dapat perbandingan gigi gear sebesar : 67/20 = 3,35 Jadi untuk perbandingan gigi keseluruhan dapat di ketahui dengan mengalikan ketiga perbandingan gigi di atas, yaitu: 55

Perbandingan gigi = Perbandingan gigi gear roda x perbandingan gigi gear speed ketiga x perbandingan gigi poros engkol = 2,5 x 1,15 x 3,35 = 9.63 Jadi, perbandingan gigi gear pada pengujian ini adalah 9.63 4.2.2 Torsi Besarnya torsi yang di hasilkan oleh mesin pada poros roda dapat di hitung dari massa yang tertarik pada timbangan pegas. Besarnya torsi yang di hasilkan pada setiap pengujian untuk setiap variasi putaran mesin dapat di hitung dengan menggunakan persamaan 2.1, 2.2, dan 2.3. Maka torsi setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut. Tabel 4.5 Nilai torsi setiap bahan bakar RPM TORSI(Nm) E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 10.31 10.35 10.27 10.40 7000 10.66 10.75 10.79 10.71 6000 11.26 11.23 11.28 11.28 5000 11.41 11.37 11.32 11.45 4000 11.37 11.32 11.26 11.41 3000 11.19 11.15 11.15 11.28 2000 10.97 11.01 10.88 11.06 Perbandingan torsi dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut. 56

Gambar 4.1 Grafik Torsi VS Putaran pada setiap bahan bakar Gambar 4.2 Grafik Torsi terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar Dari gambar diatas dapat di simpulkan : 1. Torsi terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 8000 rpm yaitu sebesar 10,27 Nm. 2. Torsi tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada putaran 5000 rpm yaitu sebesar 11,45 Nm. 3. Penambahan etanol dapat menaikkan nilai torsi yang di hasilkan pada 4000 rpm -5000 rpm. Hal ini di karenakan rasio kompresi mesin yang tinggi dan nilai oktan bahan bakar yang tinggi sehingga pembakaran menggunakan campuran pertamax dan etanol sangat optimal. 4.2.3. Daya Dari data torsi yang di peroleh diatas, maka daya dapat di peroleh dengan menggunakan persamaan 2.4 Maka daya setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut. 57

Tabel 4.6 Besarnya daya pada setiap bahan bakar RPM Perbandingan daya dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut. DAYA(W) E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 6961.09 6997.91 6924.27 7038.30 7000 6348.95 6413.39 6445.61 6384.41 6000 5815.05 5801.25 5828.86 5831.82 5000 4926.76 4903.74 4880.73 4952.28 4000 3923.39 3904.98 3877.37 3943.80 3000 2887.81 2874.01 2874.01 2916.91 2000 1879.85 1889.06 1861.44 1899.22 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Daya VS Putaran pada setiap bahan bakar 58

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Daya terendah dan tertinggivs Putaran pada bahan bakar Dari gambar diatas dapat di simpulkan : 1. Daya terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 15% (E15) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 1861,44 W. 2. Daya tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada putaran 8000 rpm yaitu sebesar 7038,30 W. 3. Dari grafik dapat di lihat bahwa garis dari setiap bahan bakar saling berhimpitan & terjadi peningkatanw 7000 rpm Hal ini menunjukkan bahwa penambahan etanol mempengaruhi daya yang di hasilkan oleh mesin. 4.2.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) dari masing-masing pengujian pada setiap putaran dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 dan 2.6. Berikut hasil perhitungan laju aliran bahan bakar yang di peroleh dari persamaan 2.5 59

1. Konsumsi bahan bakar spesifik bahan bakar pertamax Tabel 4.7 Hasil pengujian bahan bakar pertamax RPM Waktu(s) mf I II III IV V Rata-rata (gr/h) 8000 45.66 42.3 43.47 46.51 44.1 44.41 2409.30 7000 62.57 59.52 63.66 61.82 60.67 61.65 1735.53 6000 76.07 77.01 75.48 74.32 75.88 75.75 1412.40 5000 90.57 91.85 92.71 89.9 90.22 91.05 1175.09 4000 118.9 119 119.05 118.94 119.1 119.00 899.11 3000 168.7 168 166.92 166.33 165.71 167.13 640.17 2000 208.6 223.4 219.83 231.31 220.73 220.78 484.61 1000 368.3 371.5 385.88 382.36 375.37 376.68 284.04 2. Konsumsi bahan bakar spesifikasi pada bahan bakar campuran pertamax- E5 Tabel 4.8 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 5% (E5). RPM Waktu(s) mf (gr/h) I II III IV V Rata-rata 8000 51.61 53.13 55.32 53.35 53.67 53.42 2009.41 7000 62.12 67.35 69.21 66.22 66.35 66.25 1620.15 6000 78.04 81.43 82.88 80.78 80.51 80.73 1329.58 5000 94.07 99.82 101.45 98.45 98.71 98.50 1089.69 4000 118.2 120.7 119.24 119.38 119.18 119.34 899.40 3000 159.6 158.6 160.05 159.42 160.11 159.56 672.69 2000 192.6 195.7 202.78 197.04 197.24 197.08 544.63 1000 372.8 374 370.45 372.42 372.81 372.49 288.15 3.Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E10 Tabel 4.9 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 10% (E10). RPM Waktu(s) mf (gr/h) I II III IV V Rata-rata 8000 45.69 49.2 50.05 48.31 48.55 48.36 2226.58 7000 57.76 61.29 61.85 60.3 60.7 60.38 1783.33 6000 86.61 85.26 85.9 85.92 86.07 85.95 1252.76 5000 94.96 97.96 99.41 98.11 98.44 97.78 1101.27 4000 120.8 121.4 124.83 122.34 122.81 122.44 879.46 3000 177.1 177.1 173.77 175.98 175.23 175.83 612.39 2000 206.8 215.5 223.67 215.34 215.57 215.39 499.93 1000 391.6 393.3 392.88 392.58 392.24 392.51 274.33 60

4. Konsumsi bahan bakar spesifik pada bahan bakar campuran pertamax- E15 Tabel 4.10 Hasil pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 15% (E15). RPM Waktu(s) mf I II III IV V Rata-rata (gr/h) 8000 54.95 56.37 57.66 56.33 56.78 56.42 1914.64 7000 69.16 70.24 71.18 70.19 70.37 70.23 1538.14 6000 77.8 80.28 82.41 80.16 80.31 80.19 1347.02 5000 94.34 96.99 99.38 96.9 96.5 96.82 1115.66 4000 114.2 116.5 117.4 116.02 116.73 116.17 929.88 3000 174.3 169.8 170.9 171.66 171.43 171.62 629.42 2000 225.2 224.4 223.1 224.23 224.8 224.34 481.49 1000 395.4 390.6 393.36 393.11 393.71 393.23 274.70 Dengan menggunakan persamaan 2.6, maka SFC setiap bahan bakar dapat dilihat pada tabel 4.15 berikut. Tabel 4.11 Nilai SFC pada setiap bahan bakar RPM SFC (gr/kw.h) E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 290.75 320.27 278.59 344.58 7000 257.26 280.15 244.34 274.06 6000 230.72 218.02 233.17 244.39 5000 223.27 226.67 230.68 239.50 4000 231.36 227.33 241.95 230.21 3000 235.10 215.23 221.16 221.73 2000 292.03 266.92 260.95 257.56 Perbandingan nilai SFC dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat di lihat pada gambar 4.5 berikut. 61

Gambar 4.5 Grafik SFC(gr/kW.h) VS Putaran pada setiap bahan bakar Gambar 4.6 Grafik SFC(gr/kW.h) terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar Darigambar diatas dapat disimpulkan : 1. SFC terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran mesin 3000 rpm yaitu sebesar 215,23 gr/kwh. 62

2. SFC tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada putaran 8000 rpm yaitu sebesar 344,58 gr/kwh. 3. Pada putaran diatas 7000 rpm terlihat bahwa bahan bakar pertamax memiliki SFC tertinggi di bandingkan dengan campuran pertamaxetanol 5%(E5), 10%(E10), dan 15%(E15).Hal ini di sebabkan nilai kalor (LHV) pertamax yang lebih tinggi sehingga lebih mudah terbakar. 4.2.5 Efisiensi Thermal Efisiensi thermal merupakan perbandingan antara daya keluaran aktual terhadap laju panas rata-rata yang di hasilkan dari pembakaran bahan bakar. Efisiensi thermal dari masing-masing pengujian pada tiap variasi putaran dapat di hitung dengan menggunakan persamaan 2.14 Maka efisiensi thermal setiap bahan bakar dapat di lihat pada tabel 4.12 berikut. Tabel 4.12 Nilai Efisiensi Thermal pada setiap bahan bakar RPM EFISIENSI THERMAL(%) E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 32.07 29.47 34.31 25.74 7000 36.01 33.44 38.87 31.90 6000 39.96 42.48 40.65 35.56 5000 41.24 40.92 41.07 36.25 4000 39.85 40.80 39.24 37.64 3000 39.24 43.01 42.77 39.02 2000 31.93 35.00 36.51 33.83 Perbandingan Efisiensi Thermal dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat di lihat pada gambar 4.7 berikut. 63

Gambar 4.7 Grafik Efisiensi Thermal (%) VS Putaran pada setiap bahan bakar Gambar 4.8 Grafik Efisiensi Thermal terendah dan tertinggi (%) VS Putaran pada bahan bakar Dari gambar diatas dapat disimpulkan : 1. Efisiensi thermal terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada putaran mesin 8000 rpm yaitu 25,74%. 2. Efisiensi thermal tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax- etanol 10% (E10) pada putaran 3000 rpm yaitu 43.01%. 64

3. Nilai Efisiensi thermal untuk variasi bahan bakar campuran pertamaxetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) yang tidak konsisten pada setiap putaran di sebabkan oleh suhu lingkungan yang berbeda pada saat pengujian. Suhu lingkungan mempengaruhi laju konsumsi bahan bakar sehingga efisiensi thermal juga terpengaruh. 4.2.6 Rasio Udara Bahan Bakar Rasio udara bahan bakar (AFR) dari masing-masing pengujian pada tiap variasi beban dan putaran dapat dihitung menggunakan persamaan 2.7. Dari alat sensor HiD SHD-30, di peroleh tekanan (Pi) dan suhu (Ti) yang berbeda pada setiap putaran mesin, data ini dapat di lihat pada lampiran. Dengan menggunakan persamaan 2.8 dan 2.9, maka laju aliran udara setiap bahan bakar dapat diperoleh. RPM Tabel 4.13 Nilai ma pada setiap bahan bakar ma (kg/cyl-cycle) E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 0.000131435 0.000131964 0.000130388 0.000130943 7000 0.000122379 0.000122139 0.000121978 0.000122138 6000 0.000118777 0.000117993 0.000118059 0.000117894 5000 0.000117496 0.000117113 0.000115912 0.000116292 4000 0.000114615 0.00011608 0.00011321 0.000112253 3000 0.000114615 0.000114167 0.000112253 0.000111296 2000 0.0001139 0.000112499 0.000112965 0.000111296 Maka AFR untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat di lihat pada tabel 4.14 berikut. Tabel 4.14 Nilai AFR pada setiap bahan bakar RPM AFR E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 17.70 16.22 18.34 15.04 7000 17.86 16.38 18.65 16.78 6000 18.08 18.95 17.78 17.02 5000 18.17 17.95 17.58 16.84 4000 17.29 17.84 16.61 16.98 3000 17.33 18.78 18.05 17.65 2000 14.55 15.50 16.08 15.78 65

Perbandingan AFR dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) dapat di lihat pada gambar 4.9 berikut. Gambar 4.9 Grafik AFR VS Putaran pada setiap bahan bakar Gambar 4.10 Grafik AFR terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar Dari gambar diatas dapat di simpulkan : 1. AFR terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) pada putaran mesin 2000 rpm yaitu sebesar 14,55. 66

2. AFR tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 6000 rpm yaitu sebesar 18,95. 4.2.7 Efisiensi Volumetris Untuk menghitung efisiensi volumetris digunakan persamaan 2.12.Maka efisiensi volumetris untuk setiap variasi putaran pada setiap bahan bakar dapat di lihat pada tabel 4.15 berikut. Tabel 4.15 Efisiensi volumetris pada setiap bahan bakar RPM EFFISIENSI VOLUMETRIS E5 E10 E15 PERTAMAX 8000 92.69 93.65 91.96 92.35 7000 86.44 86.83 86.16 86.27 6000 83.95 83.95 83.46 83.34 5000 83.07 83.34 81.98 82.24 4000 81.08 82.62 80.11 79.45 3000 81.08 81.29 79.45 78.79 2000 80.59 80.13 79.94 78.79 Perbandingan efisiensi volumetris dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax, campuran pertamax- etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Dapat di lihat pada gambar 4.11 berikut. Gambar 4.11 Grafik Efisiensi Volumetris VS Putaran pada setiap bahan bakar 67

Gambar 4.12 Grafik Efisiensi Volumetris terendah dan tertinggi VS Putaran pada bahan bakar Dari gambar diatas dapat di simpulkan : 1. Efisiensi volumetris terendah mesin terjadi pada pengujian bahan bakar pertamax pada putaran mesin 2000 dan 3000 rpm yaitu 78,79%. 2. Efisiensi volumetris tertinggi mesin terjadi pada pengujian bahan bakar campuran pertamax-etanol 10% (E10) pada putaran 8000 rpm yaitu 93,65%. 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1.Secara umum, nilai kalor bahan bakar (LHV), torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) pada setiap pariasi bahan bakar pertamax campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di jelaskan sebagai berikut : -Nilai kalor bahan bakar (LHV) yang di peroleh dari hasil pengujian bom kalori meter yaitu bahan bakar pertamax sebesar 59060,16 kj/kg, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 56165,976 kj/kg, 10% (E10) sebesar 55775,384 kj/kg, dan 15% (E15) sebesar 55096,792 kj/kg. Pembakaran pertamax lebih baik karena nilai kalornya lebih tinggi dari pada bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Sehingga nilai torsi dan daya juga lebih besar. Akan tetapi, dalam hal konsumsi bahan bakar(sfc), pertamax lebih boros. -Torsi rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 11,08 Nm, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 11,02 Nm, 10% (E10) sebesar 11,03 Nm, dan 15% (E15) sebesar 10,97 Nm. -Daya rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 4709,53 W, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 4677,56 W, 10% (E10) sebesar 4683,48 W, dan 15% (E15) sebesar 4656,52 W. -Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax sebesar 258,86 gr/kwh, campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 251,49 gr/kwh, 10% (E10) sebesar 250,65 gr/kwh, dan 15% (E15) sebesar 244,40 gr/kwh. 2.Secara umum, efisiensi thermal, (AFR)perbandingan rasio udara bahan bakar, dan efisiensi volumetris pada setiap pariasi bahan bakar pertamax campuran pertamax-etanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15) Secara rinci di jelaskan sebagai berikut : 69

- Efisiensi thermal rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 34,27%, bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 37,18%, 10% (E10) sebesar 37,87%, dan 15% (E15) sebesar 39,06%. - (AFR) rasio udara bahan bakar rata-rata pada setiap putaran yang di peroleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 16,59; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 17,28; 10% (E10) sebesar 17,38; dan 15% (E15) sebesar 17,56. - Efisiensi volumetris rata-rata pada setiap putaran yang diperoleh dari hasil pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax adalah sebesar 83,03%; bahan bakar campuran pertamax-etanol 5% (E5) sebesar 85,13%; 10% (E10) sebesar 84,54%; 15% (E15) sebesar 83,30%. 5.2 Saran 1. Melengkapi alat ukur pengujian pada uji torsi dan daya seperti penggunaan dyno test untuk memperoleh hasil pengujian yang lebih akurat 2. Menggunakan variasi putaran mesin yang lebih spesifik untuk meningkatkan ketelitian hasil pengujian. 3. Melakukan pengujian emisi gas buang agar dampak terhadap lingkungan dapat diketahui. 70