Pengujian Kinerja Mesin Dan Konsumsi Bahan Bakar Pada Sepeda Motor Dengan Rasio Kompresi Dan Bahan Bakar Yang Berbeda Oleh Dosen Pembimbing : Tegar Putra Kirana : Ainul Ghurri, ST,MT,Ph.D Dr. Ir. I Ketut Gede Wirawan, MT ABSTRAK Di Indonesia tersedia bermacam - macam bahan bakar minyak serta beragam jenis sepeda motor dengan spesifikasi mesin yang berbeda - beda. Pemilihan penggunaan bahan bakar tentunya memiliki pengaruh terhadap kinerja mesin kendaraan serta konsumsi bahan bakarnya. Untuk itu dipandang perlu dilakukan pengujian pengaruh penggunaan bahan bakar dan mesin yang berbeda beda terhadap kinerja mesin. Pengujian ini juga bertujuan untuk memberikan informasi yang lebih mendalam kepada pengguna sepeda motor tentang pengaruh bahan bakar terhadap kinerja mesin. Penelitian ini menguji kinerja mesin sepeda motor dari 2 pabrikan yang berbeda dengan spesifikasi rasio kompresi 9:1 11:1 menggunakan 4 jenis bahan bakar yaitu Premium (RON 88), Pertalite (RON 90), Pertamax (RON 92), dan Pertamax Turbo (RON 98). Pengujian ini dilakukan dalam kondisi full throttle. Variabel yang diukur meliputi torsi, daya dan SFC-nya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kendaraan dengan rasio kompresi mesin 9:1 11:1 cukup mengkonsumsi bahan bakar Pertalite (RON 90). Jika menggunakan bahan bakar dengan RON yang lebih tinggi kurang efektif dari segi perbandingan torsi dan daya dengan SFC-nya. Kata Kunci : Rasio kompresi, angka oktan, kinerja mesin iii
ENGINE PERFORMANCE AND FUEL CONSUMPTION TEST OF MOTORCYCLE WITH DIFFERENT FUEL AND COMPRESSION RATIO Author Guidance : Tegar Putra Kirana : Ainul Ghurri, ST,MT,Ph.D Dr. Ir. I Ketut Gede Wirawan, MT ABSTRACT In Indonesia there are various kinds of fuel and various types of motorcycles with different engine specifications. Fuel selection of course has an influence to the engine performance and fuel consumption. Therefore, it is deemed necessary a test from engine performance effect of usage a different fuel and engine. This test also aims to provide more in-depth information to users about the effect of fuel on engine performance. This research tested the engine performance of motorcycle from 2 different manufacturers with compression ratio specification 9: 1-11: 1 using 4 types of fuel, that is Premium (RON 88), Pertalite (RON 90), Pertamax (RON 92), and Pertamax Turbo (RON 98). This test is done in full throttle condition. The measured variables include torque, power and SFC. The test results show that vehicles with a 9: 1-11: 1 compression ratio just enough if consume Pertalite fuel (RON 90). If using a fuel with a higher RON is less effective in terms of comparison torque and power with its SFC. Keywords : Compression rasio, octane number, engine performance iv
Puji syukur KATA PENGANTAR penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengujian Kinerja Mesin Dan Konsumsi Bahan Bakar Pada Sepeda Motor Dengan Rasio Kompresi Dan Bahan Bakar Yang Berbeda. Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ainul Ghurri, ST, MT, Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Wirawan, MT, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 7. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Bukit Jimbaran, Penulis v
DATFAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN...... i LEMBAR PERSETUJUAN...... ii ABSTRAK...... iii ABSTRACT...... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL...... ix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang...... 1 1.2 Rumusan Masalah...... 2 1.3 Batasan Penelitian...... 3 1.4 Tujuan Peneltian...... 3 1.5 Manfaat penelitian...... 4 BAB II LANDASAN TEORI...... 5 2.1 Motor Bakar Bensin 4 Langkah...... 5 2.1.1 Penjelasan Umum...... 5 2.1.2 Prinsip Kerja Motor Bakar Bensin 4 langkah...... 5 2.1.3 Siklus Otto...... 6 2.1.3.1 Siklus Otto Ideal...... 6 2.1.3.2 Siklus Otto Aktual...... 9 2.2 Rasio Kompresi...... 11 2.3 Bahan Bakar Bensin...... 12 2.3.1 Angka Oktan...... 12 2.3.2 Premium...... 13 2.3.3 Pertalite...... 14 2.3.4 Pertamax...... 16 2.3.5 Pertamax Turbo... 17 2.4 Pembakaran...... 18 2.4.1 Konsep Pembakaran... 18 2.4.2 Air to Fuel Ratio...... 21 vi
2.4.3 Pembakaran Dalam Mesin Bensin...... 22 2.4.3.1 Pembakaran Normal...... 24 2.4.3.2 Pembakaran Tidak Normal...... 25 2.5 Paramater Kinerja Motor Bakar Dalam... 26 2.5.1 Torsi...... 26 2.5.2 Daya....... 27 2.5.3 Konsumsi Bahan Bakar... 27 2.5.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik...... 28 BAB III METODE PENELITIAN...... 29 3.1 Metode Penelitian...... 29 3.2 Variabel Penelitian...... 29 3.3 Alat dan Bahan...... 29 3.4 Prosedur Penelitian...... 32 3.5 Diagram Alir Penelitian... 34 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...... 37 4.1 Data Hasil Penelitian...... 37 4.1.1 Data Hasil Penelitian Torsi...... 37 4.1.2 Data Hasil Penelitian Daya...... 38 4.1.3 Data Hasil Penelitian Konsumsi Bahan Bakar... 38 4.2 Pengolahan Data...... 39 4.2.1 Pengkonversian Data Daya...... 39 4.2.2 Penghitungan Laju Konsumsi Bahan Bakar...... 40 4.3 Pembahasan Penelitian...... 42 4.3.1 Kendaraan Uji 1...... 42 4.3.2 Kendaraan Uji 2...... 45 4.3.3 Kendaraan Uji 3...... 48 4.3.4 Kendaraan Uji 4...... 51 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...... 54 5.1 Kesimpulan...... 54 5.2 Saran...... 54 DAFTAR PUSTAKA...... 55 PERTANYATAAN...... 56 LEMBAR ASISTENSI...... 57 vii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Langkah Langkah Siklus Motor Bakar Bensin 4 Langkah... 5 Gambar 2.2 P-V dan T-S Diagram Siklus Otto Ideal...... 7 Gambar 2.3 P-v Diagram Siklus Otto Aktual...... 10 Gambar 2.4 Rasio Kompresi Pembakaran Dalam Mesin 4 Langkah... 11 Gambar 2.5 Pembakaran Ideal... 22 Gambar 2.6 Pembakaran Aktual... 23 Gambar 2.7 Kurva Timing of Ignition...... 23 Gambar 2.8 Pembakaran Normal... 24 Gambar 2.9 Knocking...... 25 Gambar 2.10 Pre-ignition...... 26 Gambar 2.11 Prinsip Kerja Dynamometer... 27 Gambar 3.1 Peralatan Bengkel...... 30 Gambar 3.2 Chassis Dynamometer...... 30 Gambar 3.3 Stopwatch... 30 Gambar 3.4 Honda Scoopy dan Honda Vario 125...... 31 Gambar 3.5 Yamaha X-ride dan Yamaha GT 125...... 32 Gambar 3.6 Skema pengujian... 33 Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian...... 34 Gambar 4.1 Grafik perbandingan torsi Honda Scoopy... 42 Gambar 4.2 Grafik perbandingan dayahonda Scoopy...... 43 Gambar 4.3 Grafik perbandingan SFC Honda Scoopy... 43 Gambar 4.4 Grafik perbandingan torsi Honda Vario 125...... 45 Gambar 4.5 Grafik perbandingan daya Honda Vario 125...... 46 Gambar 4.6 Grafik perbandingan SFC Honda Vario 125...... 46 Gambar 4.7 Grafik perbandingan torsi Yamaha X-ride...... 48 Gambar 4.8 Grafik perbandingan daya Yamaha X-ride...... 49 Gambar 4.9 Grafik perbandingan SFC Yamaha X-ride...... 49 Gambar 4.10 Grafik perbandingan torsi Yamaha GT-125...... 51 Gambar 4.11 Grafik perbandingan daya Yamaha GT-125... 52 Gamabr 4.12 Grafik perbandingan SFC Yamaha GT-125...... 52 viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi Premium... 14 Tabel 2.2 Spesifikasi Pertalite...... 15 Tabel 2.3 Spesifikasi Pertamax... 16 Tabel 2.4 Spesifikasi Pertamax Turbo... 17 Tabel 2.5 Komposisi Udara...... 19 Tabel 3.1 Kalender Penelitian... 29 Tabel 3.2 Spesifikasi Mesin Kendaraan Uji 1...... 30 Tabel 3.3 Spesifikasi Mesin Kendaraan Uji 2...... 30 Tabel 3.4 Spesifikasi Mesin Kendaraan Uji 3...... 30 Tabel 3.5 Spesifikasi Mesin Kendaraan Uji 4...... 30 Tabel 3.6 Data Pengujian Torsi...... 35 Tabel 3.7 Data Pengujian Daya...... 35 Tabel 3.8 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar... 36 Tabel 4.1 Data Torsi...... 37 Tabel 4.2 Data Daya...... 38 Tabel 4.3 Data Konsumsi Bahan Bakar... 38 Tabel 4.4 Data Konversi Daya... 39 Tabel 4.5 Data Laju Konsumsi Bahan Bakar...... 40 Tabel 4.6 Data Konsumsi Bahan Bakar Spesifik... 41 Tabel 4.7 Hasil Kendaraan Uji 1...... 42 Tabel 4.8 Hasil Kendaraan Uji 2...... 43 Tabel 4.9 Hasil Kendaraan Uji 3...... 45 Tabel 4.10 Hasil Kendaraan Uji 4...... 46 ix
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Sepeda motor dewasa ini sudah menjadi salah satu kebutuhan pokok bagi masyarakat Indonesia dalam menjalankan aktivitasnya sehari hari. Selain karena praktis dan memiliki harga yang terjangkau, sepeda motor yang dipasarkan di Indonesia juga mempunyai berbagai macam pilihan baik dari jenis maupun model yang sesuai dengan karakteristik masyarakat Indonesia. Dengan jenis dan model sepeda motor yang bermacam macam tersebut, maka bahan bakar yang digunakan untuk tiap jenisnya pun juga berbeda beda merujuk kepada spesifikasi mesin, terutama rasio kompresinya. Bahan bakar bensin di Indonesia tersedia 4 macam jenis dengan kadar Research Octane Number (RON) yang berbeda mulai dari RON 88 (Premium), RON 90 (Pertalite), RON 92 (Pertamax), dan RON 98 (Pertamax Turbo) yang dipasarkan oleh Pertamina. Pemilihan bahan bakar yang sesuai dengan rasio kompresi mesin akan menghasilkan kinerja maksimum dari mesin dan juga emisi gas buang yang rendah serta menjadikan sepeda motor irit akan konsumsi bahan bakar. Namun pada masyarakat terjadi salah kaprah mengenai pemilihan bahan bakar, yaitu dengan menggunakan bahan bakar dengan angka oktan tinggi sudah pasti meningkatkan kinerja mesin dan menurunkan konsumsi bahan bakar. Tetapi juga tidak sedikit masyarakat yang masih memilih bahan bakar dengan angka oktan lebih rendah dari yang seharusnya. Pabrikan sepeda motor pada dasarnya sudah mencantumkan standarisasi untuk angka oktan bahan bakar yang dapat digunakan pada setiap produknya, namun masyarakat mengenali bahan bakar dari jenisnya. Apalagi ditambah dengan banyaknya jenis dan model sepeda motor yang sudah tentu berbeda spesifikasi, akibatnya masyarakat kurang paham mengenai dampak dari pemilihan bahan bakar terhadap lifetime dari mesin dan juga pengaruh performanya. Dengan memperhatikan hal hal di atas, maka diperlukan penelitian yang akurat pada berbagai jenis mesin sepeda motor mengenai kinerja mesin serta
2 konsumsi yang menggunakan bahan bakar yang tersedia untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh mengenai pilihan bahan bakar yang tepat untuk tiap spesifikasi mesin yang ada agar masyarakat memperoleh informasi yang benar untuk menentukan jenis bahan bakar bensin yang akan digunakan. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengujian pada beberapa sepeda motor merk Honda dan merek Yamaha dengan spesifikasi rasio kompresi yang berbeda, yaitu pada tipe Honda Vario, Honda Scoopy, Yamaha X-ride, dan Yamaha GT 125 menggunakan 4 macam bahan bakar bensin yang tersedia untuk mengetahui perbedaan kinerja mesin yang dihasilkan serta konsumsi bahan bakarnya. Hasil pengujian ini diharapkan dapat membantu masyarakat dalam memilih bahan bakar yang benar untuk sepeda motor yang digunakannya, serta dalam ruang lingkup yang lebih besar membantu pemerintah dalam menyeimbangkan konsumsi bahan bakar dan juga menurunkan angka polusi udara dari sektor transportasi. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian dari latar belakang yang sudah diuraikan diatas, maka perumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini antara lain sebagai berikut : 1. Bagaimana kinerja mesin yang dihasilkan dari sepeda motor Honda dan Yamaha dengan rasio kompresi yang berbeda menggunakan bahan bakar dengan angka oktan yang berbeda beda? 2. Bagaimana konsumsi bahan bakar sepeda motor Honda dan Yamaha yang menggunakan bahan bakar dengan angka oktan yang berbeda beda.
3 1.3 Batasan Penelitian Adapun batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini adalah Premium (RON88), Pertalite(RON 90), Pertamax (RON 92), dan Pertamax Turbo (RON 98) produk Pertamina. 2. Mesin yang digunakan adalah sepeda motor merek Honda Vario 125 cc dengan rasio kompresi 11 : 1, Honda Scoopy 110 cc dengan rasio kompresi 9,5 : 1, Yamaha X-ride 115 cc dengan rasio kompresi 9,3 : 1, dan Yamaha GT 125 125 cc dengan rasio kompresi 10,9 : 1. Masing masing dengan pemakaian di bawah 10.000 km. 3. Pada mesin uji akan dilakukan proses Tune-up agar kondisinya kembali ke keadaan standar atau mendekati standar. 4. Pengujian akan dilakukan sedemikian rupa sehingga kondisi lingkungannya sama atau mendekati sama. 5. Pengukuran kinerja mesin meliputi torsi, daya, serta konsumsi bahan bakar. 6. Pengukuran konsumsi bahan bakar dilakukan pada RPM dimana daya maksimum dicapai. 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui kinerja mesin yang dihasilkan dari sepeda motor Honda dan Yamaha dengan rasio kompresi yang berbeda menggunakan bahan bakar dengan angka oktan yang berbeda beda? 2. Mengetahui konsumsi bahan bakar sepeda motor Honda dan Yamaha yang menggunakan bahan bakar dengan angka oktan yang berbeda beda.
4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat dihasilkan dari penelitian ini antara lain : 1. Memperoleh pengetahuan yang lengkap mengenai pengaruh angka oktan bahan bakar terhadap kinerja mesin dan konsumsi bahan bakar. 2. Memperoleh pengetahuan tentang bagaimana kinerja mesin yang dihasilkan berdasarkan variasi angka oktan bahan bakar yang digunakan. 3. Memperoleh pengetahuan tentang bagaimana konsumsi bahan bakar berdasarkan variasi angka oktan bahan bakar yang digunakan. 4. Memberi informasi yang detail kepada masyarakat tentang dampak pemilihan bahan bakar bensin terhadap kinerja mesin dan konsumsi bahan bakar. 5. Memberi rekomendasi kepada masyarakat tentang pemilihan bahan bakar yang tepat sesuai dengan spesifikasi mesin guna memaksimalkan performa kendaraan yaitu meningkatnya efisiensi bahan bakar dan juga maksimalnya dari kinerja mesin.