SKRIPSI UNJUK KERJA KENDARAAN RODA DUA TRANSMISI MANUAL YANG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LNG Oleh : GANJAR KUSMANEGARA NIM: 0804305060 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2013 i
LEMBAR PENGESAHAN UNJUK KERJA KENDARAAN RODA DUA TRANSMISI MANUAL YANG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LNG Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Oleh: Nama : Ganjar Kusmanegara NIM : 0804305060 Konsentrasi : Konversi Energi Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Kamis, 32 Mei 2013 Telah Disahkan Oleh: Pembimbing I Pembimbing II (Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma) (Cok Istri Putri Kusuma K, ST.Msi) NIP. 19700607 199303 1 002 NIP. 19730422 1998 2 008 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana (I Nym Suprapta Winaya,ST,MASc,Ph.D) NIP. 19691231 199412 1 001 ii
LEMBAR PERSETUJUAN UNJUK KERJA KENDARAAN RODA DUA TRANSMISI MANUAL YANG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LNG Skripsi Ini Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Menyelesaikan Studi Strata Satu dan Memperoleh Gelar Sarjana di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Oleh: Nama : Ganjar Kusmanegara NIM : 0804305060 Konsentrasi : Konversi Energi Telah Diuji Dalam Ujian Skripsi Hari/Tanggal : Kamis, 23 Mei 2013 Pembimbing I Pembimbing II (Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma) (Cok Istri Putri Kusuma K, ST.Msi) NIP. 19700607 199303 1 002 NIP. 19730422 1998 2 008 Penguji I Penguji II (Dr. Eng. Made Sucipta,ST. MT ) (Ainul Ghurri, ST.,MT.,Ph.D ) NIP. 19741114 200012 1 001 NIP. 19690927 199703 1 001 Dosen Penguji III (Dewa Ngakan Ketut Putra Negara. ST.,Msc ) NIP. 19710613 199702 1 005 iii
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, 23 Mei 2013 Mahasiswa Ganjar Kusmanegara NIM. 0804305060 iv
UNJUK KERJA KENDARAAN RODA DUA TRANSMISI MANUAL YANG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR LNG Oleh : Ganjar Kusmanegara Pembimbing : Prof. Dr. Ir. I.G.B Wijaya Kusuma. Cok Istri Putri Kusuma K, ST.,Msi ABSTRAKSI Kenaikan harga bahan bakar minyak yang semakin meningkat setiap tahun, menyebabkan masyarakat mulai melirik bahan bakar gas sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar minyak untuk kebutuhan sumber energi yang salah satunya adalah pemakaian pada sektor transportasi. Perkembangan produksi sepeda motor untuk sarana transportasi yang semakin meningkat memberikan ide penulis berkeinginan untuk meneliti bagaimana unjuk kerja kendaraan roda dua transmisi manual yang menggunakan bahan bakar Liquefied Natural Gas (LNG). Pengujian pada pemakaian bahan bakar LNG pada sepeda motor bertransmisi manual digunakan variasi pada putaran 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 rpm, dengan variasi beban transmisi 1, 2, 3, 4, 5, 6. Pengujian dilakukan pada setiap variasi sampai mendapatkan hasil yang terbaik. Pada pemakaian bahan bakar LNG, untuk Torsi dan Daya pada persnleng 1 dengan variasi putaran 2000 sampai 4000 rpm, menghasilkan performa terbaik, dan menghasilkan emisi gas buang yang lebih rendah dibandingkan bahan bakar minyak. Kata kunci: Liquefied Natural Gas (LNG), Torsi dan Daya, Emisi Gas Buang. v
PERFORMANCE VEHICLE TWO-WHEEL MANUAL TRANSMISSION USING THE FUEL LNG Oleh : Ganjar Kusmanegara Pembimbing : Prof. Dr. Ir. I.G.B Wijaya Kusuma. Cok Istri Putri Kusuma K, ST.,Msi ABSTRACT The increase in fuel prices are increasing every year, causing people to begin to look for the fuel gas as an alternative fuel to fossil fuels for energy, one of which is the use of the transport sector. Development to production motorcycle ever increasing transportation gives an idea how the author intends to examine the performance of the two-wheeled vehicle that uses a manual transmission fuel Liquefied Natural Gas (LNG). Testing on LNG use of fuel on manual transmission motorcycles used a variation at engine speed 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 rpm, with the load variation transmission 1, 2, 3, 4, 5, 6. Tests were conducted at each variation to obtain the best results. results of research in the use of LNG fuel, for torque and power at the expense of the variation transmission 1 at engine speed 2000 to 4000 rpm, the best performance, and produces emissions lower than fuel oil. Keywords: Liquefied Natural Gas (LNG), Torque and Power, Exhaust Emissions. vi
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Unjuk Kerja Kendaraan Roda Dua Transmisi Manual Yang Menggunakan Bahan Bakar LNG 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 Nym Suprapta Winaya,ST,MASc,Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Prof.Dr.I Gusti Bagus Wijaya Kusuma,selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 3. Ibu Cok Istri Putri Kusuma K., ST., Msi., selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak I Made Dwi Budiana P., ST.,MMT., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin 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, 23 Mei 2013 Penulis vii
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul... i Lembar Pengesahan... ii Lembar Persetujuan... iii Pernyataan... iv Abstraksi... v Abstract... vi Kata Pengantar... vii Daftar Isi... viii Daftar Gambar... x Daftar Tabel... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Penelitian... 2 1.5 Manfaat Penelitian... 2 BAB II DASAR TEORI 2.1 Motor Bensin... 3 2.1.1 Prinsip dasar motor bensin... 3 2.1.2 Siklus Otto... 4 2.2 Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah... 5 2.3 Proses Pembakaran... 6 2.4 Detonasi Pada Motor Bensin... 7 2.5 Bahan Bakar... 8 2.5.1 Bahan Bakar Bensin... 9 2.5.2 LNG ( Liquefied Natural Gas )... 9 2.5.3 Angka Oktan... 11 viii
2.6 Proses Pembakaran Pada Motor Bensin... 12 2.7 Parameter Prestasi Mesin... 15 2.8 Unjuk Kerja Motor Bakar... 15 2.9 Torsi... 15 2.10 Daya Mesin... 16 2.11 Konventer Kit... 16 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Persiapan Pengujian... 18 3.1.1 Bahan dan Peralatan Pengujian... 18 3.2 Tempat dan Lokasi Penelitian... 20 3.3 Jumlah Variabel... 20 3.4 Instalasi Penelitian... 21 3.5 Prosedur Penelitian... 21 3.6 Metode Pengolahan Data... 22 3.7 Diagram Alir Penelitian... 23 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian Dan Pengolahan Data... 24 4.1.1 Pengolahan Data Torsi... 24 4.1.2 Pengolahan Data Daya... 26 4.1.3 Pengujian Emisi Gas Buang... 28 4.2 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan... 29 4.2.1 Torsi... 29 4.2.2 Daya... 32 4.2.3 Gas Buang... 35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 39 5.2 Saran... 39 DAFTAR PUSTAKA... 41 ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram P-v dan T-s siklus otto... 4 Gambar 2.2 Prinsip kerja motor 4 langkah... 6 Gambar 2.3 Tingkat pembakaran dalam sebuah mesin... 17 Gambar 3.1 Suzuki Satria F 150... 18 Gambar 3.2 Rolling Road Dinamometer... 19 Gambar 3.3 Display Hasil Putaran, Torsi, Daya... 19 Gambar 3.4 Alat Uji Emisi Gas Buang... 19 Gambar 3.5 Konventer Kit... 20 Gambar 3.6 Skema Pengujian Dyno Test... 21 Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian... 23 Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 1 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 29 Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 2 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 29 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 3 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 30 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 4 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 30 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 5 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 30 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 6 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 30 Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Torsi Pada Persneling 1 sampai 6 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 31 Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 1 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 32 Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 2 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 32 Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 3 bahan bakar bensin x
dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 32 Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 4 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 33 Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 5 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 33 Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 6 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 33 Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Daya Pada Persneling 1 sampai 6 bahan bakar bensin dan LNG pada pengujian rpm 2000-4000... 34 Gambar 4.15 Grafik Kadar HC pada pengujian rpm 2000-4000... 35 Gambar 4.16 Grafik Kadar CO pada pengujian rpm 2000-4000... 36 Gambar 4.17 Grafik Kadar CO 2 pada pengujian rpm 2000-4000... 37 Gambar 4.16 Grafik Kadar NO x pada pengujian rpm 2000-4000... 37 xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Komposisi dan Spesifikasi LNG... 10 Tabel 2.2 Kandungan Kalor dari Beberapa Jenis Bahan Bakar... 11 Tabel 2.3 Nilai Oktan Gasolin Indonesia... 12 Tabel 2.4 Komposisi Oksigen dan Nitrogen pada Volume Udara Kering... 13 Tabel 4.1 Pengolahan Data Pengujian Torsi Bahan Bakar Bensin... 24 Tabel 4.2 Pengolahan Data Pengujian Torsi Bahan Bakar LNG... 25 Tabel 4.3 Pengolahan Data Pengujian Daya Bahan Bakar Bensin... 26 Tabel 4.4 Pengolahan Data Pengujian Daya Bahan Bakar LNG... 27 Tabel 4.5 Pengolahan Data Pengujian Gas Buang Bahan Bakar Bensin... 28 Tabel 4.6 Pengolahan Data Pengujian Gas Buang Bahan Bakar LNG... 28 xii