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