1

PERBANDINGANUJI EKSPERIMENTAL

PERFORMANCE MOTOR BAKARBENSIN 2 SILINDER MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR PERTAMAX 92 DENGAN PREMIUM 88

Jefri Suriansyah1, Rahmawaty2

1,2Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan 2013 E-mail : jefrisuriansyah@yahoo.com

Abstrak

Motor bakar terdiri dari suatu mesin yang berkapasitas dua silinder yang berhubungan dengan suatu poros yang bertujuan untuk mendapatkan suatu energi kinetik menjadi energi mekanis. Prinsip kerja motor bakar terdiri dari langkah hisap, langkah kompresi, langkah kerja, dan langkah buang. Pengujian ini bertujuan untuk menganalisa perbandingan unjuk kerja mesin bensin menggunakan bahan bakar premium 88 dan pertamax 92. Metode pengujian dimulai dengan pengujian mesin bensin dua silinder merk Daihatsu. Pengujian dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, dan 4000 rpm dengan variasi beban pengereman 2 kg, 4 kg, 6 kg, 8 kg, dan 10 kg. Dari hasil pengujian diperoleh kesimpulan bahwa konsumsi bahan bakar spesifik brake (bsfc) terendah pada putaran 3000 rpm dan beban pengereman 10 kg yaitu sebesar 0,46 kg/kW.h dengan menggunakan bahan bakar pertamax 92 sedangkan menggunakan bahan bakar premium 88 diperoleh sebasar 0,47 kg/kW.h. Daya input terbesar diperoleh pada bahan bakar pertamax 92 yaitu sebesar 39,00 kW pada putaran 4000 rpm dengan beban pengereman 10 kg sedangkan menggunakan bahan bakar premium 88 yaitu sebesar 38,98 kW. Efisiensi thermal brake (ηth) terbesar diperoleh bahan bakar premium 88 yaitu 17,43 % pada putaran 3000 rpm dengan beban pengereman 10 kg sedangkan menggunakan bahan bakar pertamax 92 diperoleh sebesar 16,99 %.

Kata kunci : Motor Bakar Bensin, Prinsip Kerja, Unjuk Kerja

Abstract

Engine is the part of an engine which has two cylinderscapacity that connect with pivot to change kinetic energy become mechanical energy. The working principle of engine includes of intake step, compression step, working step, and exhaust step. This test is for analyzing the difference beetween petrol engine working performance by use premium 88 and pertamax 92. The metode of testing is started by testing two cylinders engine from Daihatsu. The testing is done on 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, and 4000 rpm of engine rotation with the variety of 2 pounds, 4 pounds, 6 pounds, 8 pounds, and 10 pounds. The result of testing conclude that the brake specific fuel consumption (bsfc) on the lowest rotation is 3000 rpm and 10 pounds is 0,46 Kg/ kW.h by using pertamax 92 besides by using premium 88 gets 0,47 Kg/kW.h. The highest input power is got on pertamax 92 which got 39kW on the rotation 4000 rpm with 10 pounds besides by using premium 88 gets 38,97 kW. The highest efficiency of thermal brake (ηth) is got from premium 88 which got 17,43 % on the rotation 3000 rpm with 10 pounds besides by using pertamax 92 got 16,99 %.

Keywords: Petrol Engine, The Working Principle, Performance

1. Pendahuluan

Latar Belakang

Pada pembelajaran sains termasuk teknik mesin di dalamnya keberadaan laboratorium menjadi sangat penting. Laboratorium adalah tempat belajar mengajar melalui media praktikum yang dapat menghasilkan pengalaman belajar dimana mahasiswa berinteraksi dengan berbagai alat dan bahan untuk mengobservasi gejala-gejala

yang dapat diamati secara langsung dan membuktikan sendiri sesuatu yang dipelajari. Dengan adanya kegiatan pembalajaran di laboratorium, mahasiswa dapat mengamati gejala-gejala yang terjadi dalam percobaan secara langsung dan tidak hanya belajar menurut teori-teori yang ada. Laboratorium juga dapat digunakan sebagai tempat pameran atau display dari hasil-hasil percobaan atau penelitian yang telah dilakukan, agar memberi gambaran lebih bagi mahasiswa dan dapat memotivasi untuk penelitian atau percobaan yang lebih baik.

2

Motor bakar merupakan salah satu mesin yang digunakan sebagai penggerak mula-mula alat transportasi. Motor bakar merupakan suatu mesin konversi energi yang merubah energi kalor menjadi energi mekanik. Dengan adanya energi kalor sebagai suatu penghasil tenaga maka sudah semestinya mesin tersebut memerlukan bahan bakar dan sistem pembakaran yang digunakan sebagai sumber kalor.Dalam hal ini bahan bakar yang sering digunakan pada kendaraan bermotor adalah bensin dan solar.

Motor bakar yang menggunakan bahan bakar bensin disebut dengan motor bensin dan motor bakar torak yang menggunakan bahan bakar solar disebut motor diesel. Motor bensin dalam proses pembakaran campuran bahan bakar dan udara menggunakan busi sebagai alat untuk penyalaan dengan memercikkan bunga api dan disebut dengan Spark Ignition Engine (SIE), sedangkan motor diesel dalam proses pembakaran campuran bahan bakar dan udara menggunakan sistem kompresi udara yang tinggi atau sering disebut juga Compression Ignition Engine (CIE). Proses pembakaran dari pencampuran bahan bakar dan udara terjadi di dalam ruang bakar (combustion chamber) hasil dari proses pembakaran yang sempurna akan menghasilkan daya efektif yang lebih optimal.

Sebelumnya penulis bersama teman – teman mahasiswa di Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan telah mencoba membuat motor bakar bensin skala laboratorium untuk memenuhi kebutuhan peralatan laboratorium pengujian mesin. Setelah alat tersebut selesai dirancang dan dibuat, maka penulis menganggap perlu untuk melakukan pengujian terhadap alat tersebut, sekaligus merupakan latar belakang penulisan skripsi ini.

Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka perumusan masalah dalam penelitian ini adalah melakukan analisa data dari hasil pengujian dan mengetahui karakteristik unjuk kerja motor bakar bensin, sehingga nantinya diperoleh informasi – informasi yang berguna untuk lebih menyempurnakan alat pengujian motor bakar bensin tersebut.

Batasan Masalah

Pada penelitian ini yang menjadi batasan masalah adalah sebagai berikut :

1. Pengujian dilakukan di Laboratorium Pengujian Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan terhadap hasil rancang bangun alat pengujian motor bakar bensin skala laboratorium.

2. Unjuk kerja yang dianalisa adalah torsi, daya poros, laju aliran massa bahan bakar, konsumsi bahan bakar sfesifik, daya input bahan bakar, dan efesiensi thermal brake.

3. Tidak menghitung nilai ekonomis dari pemakaian bahan bakar bensin.

Tujuan Penelitian

Melalui pengujian ini, secara eksperimental akan dicoba untuk mengetahui:

1. Melakukan perhitungan Torsi, Daya poros, Laju aliran massa bahan bakar, Konsumsi bahan bakar spesifik brake, Daya input, dan efisiensi thermal.

2. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Torsi.

3. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Daya poros.

4. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Laju aliran massa bahan bakar.

5. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Konsumsi bahan bakar spesifik brake.

6. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Daya input.

7. Membuat perbandingan grafik hubungan antara pembebanan dengan Efisiensi thermal.

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :1. Menghasilkan informasi ilmiah dalam

pengujian unjuk kerja motor bakar bensin.2. Sebagai pengembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi khususnya bidang konversi energi.

3. Mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan hasil penelitian ini serta dapat dijadikan sebagai pembanding dalam pembahasan pada topik yang sama.

2. Tinjauan Pustaka

Sejarah Motor bakar Bensin

Motor bensin pertama kali diciptakan seorang ilmuan yang kebangsaan jerman yang bernama Nikolaus August Otto, pada tahun1832 menemukan mesin pembakaran dan pada tahun 1864 dia mulai percobaan dengan ikut serta dengan 2 sahabat untuk membentuk perusahaannya sendiri. Perusahaan itu dinamai N. A. Otto & Cie., yang merupakan perusahaan pertama yang menghasilkan mesin pembakaran dalam. Perusahaan ini masih ada sampai kini dengan nama Deutz AG. Mesin atmosfer pertamanya selesai pada Mei 1867. 5 tahun

3

kemudian ia disusul oleh Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach dan bersama mereka ciptakan gagasan putaran empat tak atau putaran Otto. Pertama kali dibuat pada 1876, tak itu merupakan gerakan naik atau turun pada piston silinder. Paten Otto dibuat tak berlaku pada 1886 saat ditemukan bahwa penemu lain, Alphonse Beau de Rochas, telah membuat asas putaran 4 tak dalam selebaran yang diterbitkan sendirian. Menurut studi sejarah terkini, penemu Italia Eugenio Barsanti dan Felice Matteucci mempatenkan versi efisien karya pertama dari mesin pembakaran dalam pada 1854 di London (nomor paten 1072). Mesin Otto dalam banyak hal paling tidak diilhami dari penemuan itu.

Pengertian Motor Bakar Bensin

Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyak dipakai Dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadi energi mekanik. Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang proses pembakarannya terjadi dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus sebagai fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan cara seperti tersebut disebut mesin pembakaran dalam. Adapun mesin kalor yang cara memperoleh energi dengan proses pembakaran di luar disebut mesin pembakaran luar. Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder (internal combustion engine). Motor bakar bensin dilengkapi dengan busi dan karburator yang membedakannya dengan motor diesel. Busi berfungsi untuk membakar campuran udara-bensin yang telah dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. Karena itu motor bensin dinamai  dengan spark ignitions. Sedangkan karburator adalah tempat bercampurnya udara dan bensin. Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang dinyalakan oleh loncatan bunga api listrik dari busi menjelang akhir langkah kompresi.

Prinsip Kerja Motor Bakar Bensin Empat Langkah

Motor bensin empat langkah merupakan motor yang setiap satu kali pembakaran bahan bakar memerlukan 4 langkah dan 2 kali putaran poros engkol. Adapun prinsip kerja motor bensin 4 langkah dapat dilihat pada pada langkah-langkah berikut :

1. Langkah Isap (Intake stroke).

Katup masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup.Piston bergerak dari titik mati atas, TMA, (top dead center, TDC) menuju ke titik

mati bawah, TMB (Bottom Dead Center, BDC), menyebabkan tekanan di dalam silinder vakum (lebih rendah dari tekanan atmosfir).Akibatnya campuran udara bahan bakar tersedot masuk.Saat piston sampai di bawah katup pemasukan tertutup. Dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Langkah Hisap

2. Langkah kompressi (Compression stroke).

Katup masuk dan katup buang tertutup.Piston bergerak dari TMB menuju ke TMA.Campuran udara bahan bakar ditekan sehingga tekanan dan temperaturnya naik.Temperaturnya mendekati temperatur auto ignition. Dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Langkah Kompresi

3. Langkah kerja (Power stroke).

Kedua katup masih tertutup. Saat piston mendekati TMA gas di dalam silinder dibakar oleh cetusan bunga api dari busi. Hasil pembakaran ini menghasilkan tekanan yang sangat besar dan mendorong piston ke TMB. Gerakan translasi piston diubah menjadi gerakan rotasi poros engkol yang selanjutnya akan menggerakkan kendaraan. Dapat dilihat pada gambar 2.3.

4

Gambar 2.3. Langkah Kerja

4. Langkah Buang (Exhaust stroke).

Katup masuk tertutup, katup buang terbuka.Pada akhir langkah kompressi yaitu saat piston di TMB, katup buang terbuka.Piston bergerak dari TMB ke TMA mendorong gas hasil pembakaran ke luar.Sampai di TMA katup buang tertutup dan katup masuk terbuka langkah isap dimulai lagi. Dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Langkah BuangProses kerja mesin empat langkah bensin dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Proses Kerja Mesin Empat langkah Otto (Basyirun, 2008)

Siklus Kerja Motor Bakar Bensin Empat Langkah

Siklus ideal volume kostan ini adalah siklus untuk mesin otto. Siklus volume konstan sering disebut dengan siklus ledakan (explotion cycle) karena secara teoritis proses pembakaran terjadi sangat cepat dan menyebabkan peningkatan tekanan yang tiba-tiba. Penyalaan untuk proses pembakaran dibantu dengan loncatan bunga api. Nikolaus August Otto menggunakan siklus ini untuk membuat mesin sehingga siklus ini sering disebut dengan siklus otto. Diagram P-v dan T-s siklus Otto dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Diagram P-v dan T-s siklus Otto (Willard W. Pulkrabek: 75)

Adapun urutan prosesnya adalah sebagai berikut:a. Proses 0 – 1 (Proses pemasukan): Menghisap

udara pada tekanan konstan, katup masuk terbuka dan katup buang tertutup. Campuran bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder melalui lubang katup masuk.

b. Proses 1 – 2 (Compression Isentropic) : Semua katup tertutup. diasumsikan bahwa proses ini berlangsung secara isentrofis (reversible adiabatic). Piston bergerak dari TMB ke TMA. Temperature di titik 2 lebih besar dari pada temperature di titik 1.

c. Proses 2 – 3 (Proses Pembakaran) : proses penambahan kalor pada volume konstan, temperature, tekanan dan entropymeningkat, system tidak melakukan atau dikenai kerja sehingga W=0. Kalor dimasukkan ke system

d. Proses 3 – 4 (Ekspansi Isentropic) : Kerja ekspansi dari titik 3 ke titik 4 dari siklus otto juga merupakan proses isentropic. Piston bergerak dari TMA ke TMB, temperatur dan tekanan menurun.

e. Proses 4 – 1 (Proses Pembuangan) : Setelah torak mencapai TMB sejumlah kalor dikeluarkan dari dalam silinder sehingga temperatur fluida kerja akan turun. Proses ini berlangsung pada volume konstan.

Konstruksi Motor Bakar Bensin Empat langkah

Mesin bensin terdiri dari mesin itu sendiri dan berbagai macam alat bantu lainnya. Sedang mesin itu sendiri terdiri dari beberapa komponen yaitu :1. Blok Silinder

Blok silinder merupakan inti dari pada mesin, yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ada beberapa blok silinder yang dibuat dari paduan aluminium. Seperti kita ketahui, bahwa aluminium ringan dan meradiasikan panas yang lebih efisien dibandingkan dengan besi tuang. Blok silinder dilengkapi rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan kekuatan pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok siilinder terdiri dari beberapa lubang tabung silinder, yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak naik - turun. Silinder - silinder ditutup bagian atasnya oleh kepala silinder yang dijamin oleh gasket kepala silinder

5

yang letaknya antara blok silinder dan kepala silinder. Dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Blok Silinder2. Kepala Silinder

Kepala silinder (cylinder head) ditempatkan dibagian atas blok silinder. Pada bagian bawah kepala silinder terdapat ruang bakar dan katup-katup. Kepala silinder harus tahan terhadap temperatur dan tekanan yang tinggi selama mesin bekerja. Oleh sebeb itu umunya kepala silinder dibuat dari besi tuang. Akhir-akhir ini banyak mesin yang kepala silindernya dibuat dari paduan aluminium.kepala silinder yang terbuat dari paduan aluminium memiliki kemampuan pendingin lebih besar di banding mentel pendingin yang diaiiri air pendingin yang datang dari blok silinder untuk mendinginkan katup-katup dari busi. Dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Kepala Silinder3. Bak oli (Oil Pan)

Bagian bawah dari pada blok silinder disebut bak engkol (crank case). Bak oli di baut pada bak engkol dengan diberi paking. Bak oli dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi dengan penyekat (sparator) untuk menjaga agar permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi miring. Selain itu juga dirancang sedemikian rupa agar oli mesin tidak akan berpindah (berubah posisi). Dapat dilihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.9. Bak Oli (Oil Pan)

4. Torak Torak bergerak turun-naik di dalam silinder untuk melakukan langkah hisap, pembakaran, dan pembuangan. Fungsi utama torak menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutar poros engkol memalui batang torak (connecting rod). Terus - menerus menerima temperatur dan tekanan dan tinggi sehingga harus tahan saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi untuk periode waktu yang lama. Pada umunya torak di buat dari paduan aluminium, selain itu lebih ringan,radiasi panasnya juga lebih efisien di bandingkan dengan material lainnya. Dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10. Piston (Torak)5. Poros Engkol

Tenaga (torque) yang di gunakan untuk menggerakan roda kendaraan di hasilkan oleh gerakan torak dan diubah yang menjadi gerak putarran pada poros engkol. Poros engkol menerima beban yang besar dari torak dan batang torak serta berputar pada kecepatan tinggi. Dengan alasan tersebut poros engkol umumnya dibuat dari baja carbon dengan tingkatan serta mempunyai daya tahan yang tinggi. Crank journal ditopang oleh batang poros engkol (crank shaft bearing) pada crank case dan poros engkol berputar pada journal. Masing - masing journal mempunyai crank arm dan crank pin letaknya dibagian ujung armnya. Crank pin di pasang pada crank shaft tidak satu garis (offset) dengan porosnya. Counter balance weight di pasang seperti pada gambar untuk menjamin keseimbangan putaran yang di timbulkan lubang oli untuk menyalurkan oli pada crank journal, bantalan batang torak, pena torak dan lain - lain. Dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Poros engkol6. Cam shaft

Sumbu nok (camshaft) diletakan dengan sejumlah nok yang sama yaitu untuk katup hisap dan katup buang, dan nok ini membuang dan menutup sesuai turning (saat) yang ditentukan. Gigi penggerak distributor (distributor drive gear ) dan nok penggerak

Parameter Prestasi Mesin

Torsi

Daya

Laju Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Efisiensi Bahan Bakar

6

pompa mesin (fuel pump drive cam) juga dihubungkan dengan sumbu nok. Sproket dan sebuah puli yang menempel pada ujung sumbu digerakan oleh poros engkol. Mesin 4A-F dan macam-macam mesin DOHC lainya juga mempunyai roda gigi untuk menggerakan sumbu nok. Dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12. Cam shaft7. Batang Torak

Batang torak (connecting rod) menghubungkan torak ke poros engkol dan selanjutnya meneruskan tenaga yang di hasilkan oleh torak poros engkol bagian ujung batang torak berhubungan dengan pena torak disebut small end. Sedang yang lainya berhubungan dengan poros engkol disebut big end. Crank pin berputar pada kecepatan tinggi di dalam big end, mengakitbatkan temperatur menjadi tinggi untuk menghindari hal tersebut yang di akibatkan panas, metal dipanaskan di dalam big end metal ini di lumasi dengan oli, sebagian dari oli ini dipercikan dari lubang oli kebagian dalam torak untuk mendinginkan torak. Dapat dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.13. Batang Torak

Parameter Prestasi Mesin Motor Bakar Bensin 4 Langkah.

Pada umumnya performance atau prestasi mesin bisa diketahui membaca dan menganalisis parameter yang ditulis dalam sebuah laporan, yang berfungsi untuk mengetahui torsi, daya poros, konsumsi bahan bakar spesifik,daya input dari bahan bakar, dan efisiensi thermal brake dari

mesin tersebut. Parameter itulah yg menjadi pedoman praktis unjuk kerja sebuah mesin (gambar 2.14.)

Gambar 2.14. Diagram Alir Prestasi MesinSecara umum daya berbanding lurus

dengan luas piston sedang torsi berbanding lurus dengan volume langkah. Parameter tersebut relatif penting digunakan pada mesin yang berkemampuan kerja dengan variasi kecepatan operasi dan tingkat pembebanan. Daya maksimum didefinisikan sebagai kemampuan maksimum yang bisa dihasilkan oleh suatu mesin. Adapun torsi poros pada kecepatan tertentu mengindikasikan kemampuan untuk memperoleh aliran udara (dan juga bahan bakar) yang tinggi kedalam mesin pada kecepatan tersebut. Sementara suatu mesin dioperasikan pada waktu yang cukup lama, maka konsumsi bahan bakar suatu efisiensi mesinnya menjadi suatu hal yang dirasa sangat penting. (Heywood, 1988 : 823). Pengetesan prestasi mesin dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15. Pengetesan Prestasi Mesin

3. Metodologi Penelitian

Waktu

Waktu pengujian dilakukan mulai 25 juli 2013 sampai 26 juli 2013 dari persetujuan yang diberikan oleh pengelola program dan pembimbing, pengambilan data dan pengolahan data sampai dinyatakan selesai.

Bahan

7

Bahan yang digunakan untuk pengujian ini adalah bahan bakar pertamax 92 dengan premium 88 yang diproduksi oleh pertamina.

Peralatan

Pengujian ini menggunakan alat pengujian motor bakar bensin (gambar 3.1), alat ini merupakan hasil dari proses rancang bangun yang dilakukan oleh grup sebelumnya, dimana hasilnya disumbangkan untuk Laboratorium Pengujian Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan. Spesifikasi mesin bensin yang ditunjukkan pada tabel 3.1.

Gambar 3.1. Alat Pengujian Motor Bakar Bensin

Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Bensin

Merk DaihatsuModel Hijet 55Jumlah Silinder 2 SilinderBore 71,66 mmStroke 68 mmIsi Silinder 550ccSistem Pembakaran Firing OrderTenaga Maksimum 30 HP (22Kw) / 5500

rpmKapasitas Oli 2 Liter

Alat pengujian motor bensin yang digunakan dilengkapi dengan alat ukur yang dibutuhkan untuk pengujian unjuk kerja mesin bensin antara lain : a). Rope Brake

Rope brake adalah dynamometer jenis mekanis, pada dynamometer ini penyerapan daya dilaksanakan dengan memberikan gesekan mekanis dengan tali pada sekeliling roda (pulley). Pengaturan beban dilakukan dengan memutar baut pengatur. Keuntungan dari rope brake adalah konstruksi sangat sederhana, murah, dan mudah untuk dibuat serta sangat baik untuk putaran rendah. Bahan tali biasanya terbuat dari kulit atau tali yang terbuat dari bahan khusus tidak seperti tali pada ummnya. Pada ujung tali dikaitkan

spring balance (timbangan) yang berfungsi untuk membaca beban yang diberikan. Rope brake dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2. Rope Brakeb). Fuel meter

Alat ini berfungsi untuk mengukur volume bahan bakar yang terpakai. Dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Fuel Meter c). Stopwatch

Alat ini berfungsi untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan bahan bakar pada volume tertentu. Stopwatch dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Stopwatch

d). TachometerBerfungsi sebagai alat untuk mengukur putaran poros mesin. Tachometer dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5. Thacometer

Variable Pengamatan

Dalam pengujian ini variable yang akan diamati adalah :

1. Beban pengereman (m).

8

2. Putaran poros (N).3. Volume bahan bakar yang terpakai (v).4. Waktu pemakaian bahan bakar (t).

Persiapan Pengujian

Sebelum pengujian dilaksanakan, terlebih dahulu persiapkan hal-hal berikut:

1. Persiapan bahan bakar yang akan diuji dengan cara menempatkannya pada wadah (jerigen) berbeda yang telah diberi label untuk menghindari faktor kesalahan pemakaian bahan bakar.

2. Pemeriksaan kondisi air pendingin. Membersihkan air pendingin dengan menggantinya dengan air yang baru.

3. Pemeriksaan alat ukur seperti Tachometer, Stopwatch, dan brake berfungsi dengan baik.

4. Pemeriksaan pompa bensin, pompa oli, dan pompa bahan bakar masih berfungsi dengan baik.

5. Pemeriksaan kembali instalasi alat pengujian sehingga siap untuk dipergunakan.

6. Menyiapkan lembar data pengujian untuk mencatat data hasil pengujian.

Tahap pengambilan data dapat dilaksanakan setelah seluruh tahap persiapan rampung. Adapun tahapan pengambilan data adalah:

1. Katup bahan bakar ditutup terlebih dahulu sebelum diisi dengan bahan bakar yang akan diuji.

2. Tabung bahan bakar diisi dengan bahan bakar yang akan diuji dan katup bahan bakar tetap pada posisi tertutup.

3. Pulley dipastikan dalam keadaan bebas (tanpa beban pengereman).

4. Mengisi air pada radiator agar sistem pendinginan mesin tetap dalam keadan stabil apabila dilakukan pengujian.

5. Katup bahan bakar dibuka dan distater untuk memulai penyalaan mesin. Kemudian dilakukan pemanasan mesin tanpa beban ± 5 menit.

6. Untuk memulai pengujian terlebih dahulu katup gas dibuka untuk menaikkan putaran mesin, sesuai dengan yang diinginkan. Putaran mesin diukur dengan menggunakan tachometer.

7. Selanjutnya memberikan beban pengereman sesuai keinginan dengan mengatur baut penyetelan. Beban pengereman dapat dilihat pada pocket balance. Periksa kembali beban dan putaran mesin hingga sesuai dengan yang diinginkan. Apabila putaran mesin belum sesuai maka putaran mesin dapat diatur dengan cara membuka atau menutup katup gas.

8. Setelah beban dan putaran mesin sesuai, kemudian dilakukan pengukuran waktu pemakaian bahan bakar pada volume tertentu. Volume bahan bakar diukur dengan fuel meter dan pengukuran waktu pemakaian bahan bakar menggunakan stopwatch.

9. Mengulangi langkah 6, 7, dan 8 untuk pengujian beban pengereman dan putaran mesin. Apabila kondisi pulley sudah terlalu panas, lakukan pendinginan terlebih dahulu dengan mematikan mesin.

10. Semua data pengujian dicatat pada lembar data pengujian yang telah disediakan.

11. Untuk pengujian dengan bahan bakar yang berbeda, tutup katub bahan bakar dan biarkan mesin sampai mati dengan sendirinya, agar sisa bahan bakar yang ada dalam ruang bakar habis terbakar. Kemudian mengulang kembali seluruh langkah – langkah pengujian diatas.

12. Untuk keamanan, diperlukan keseriusan dan kehati – hatian pada saat pemberian beban pengereman.

Gambar 3.6. Skema alat Pengujian

4. Hasil Dan Pembahasan

Perhitungan Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin

Data yang diperoleh dari hasil pengujian pada alat pengujian motor bakar bensin untuk masing – masing bahan bakar adalah beban pengereman (m), putaran poros (N), volume bahan bakar yang terpakai (v), waktu pemakaian bahan bakar (t) dan jarak diameter pulley terhadap sumbu poros (r) yaitu 15 cm.Dengan menggunakan data yang diperoleh tersebut akan dilakukan perhitungan terhadap parameter unjuk kerja mesin bensin, antara lain : torsi, daya

9

poros, laju aliran massa bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik brake, daya input bahan bakar, dam efisiensi thermal brake. Disini perhitungan dilakukan hanya pada satu kondisi pengujian saja, dan hasil – hasil pengujian lainnya disajikan dalam bentuk tabel. Kondisi pengujian yang dijadikan data untuk perhitungan adalah pengujian dengan menggunakan bahan bakar pertamax 92, beban pengereman 2 kg pada putaran poros 4000 rpm.

1. TorsiT = m g r =0,15 m . 9,81 m/s2 . 2 kg = 2,94 Nm

2. Daya Poros

Ps = T 2 π N60000

= 2,94 Nm. 2. 3,14 .4000 rpm

60000 = 1,23 kW

3. Laju Aliran Massa Bahan Bakar

m = ρ vt

=

0,7 80 x10−3 kg/mL x 10 mL 21,73 s

= 0,359 x 10-3 kg/s = 1,29 kg/h

4. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Brake

Bsc f = mP s

= 1,29 kg/h1,23 kW

= 1,05 kg/kW.h

5. Daya Input Pin = m . LHV = 0,359 x 10-3 kg/s x 46000 kJ/kg = 16,51kW

6. Efisiensi Thermal Brake

ηth = Ps

P¿ x 100%

= 1,23 kW

16,28 kW x 100%

= 7,45 %

5. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan analisisa data pengujian unjuk kerja motor bakar bensin 2 silinder merk daihatsu secara eksperimental dengan menggunakan bahan bakar pertamax 92 dan premium 88 diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Dari hasil perhitungan dan pengujian pada bahan bakar pertamax 92 dengan beban pengereman 2 kg pada putaran 4000 rpma. Torsi

: 2,94 Nmb. Daya poros

: 1,23 kWc. Laju aliran massa bahan bakar

: 1,29 kg/hd. Konsumsi bahan bakar spesifik brake

: 1,05 kg/kW.he. Daya input

: 16,51 kWf. Efisiensi thermal brake

: 7,45 %2. Torsi yang diperoleh untuk melakukan

pengujian terhadap bahan bakar pertamax 92 dan premium 88 sama terhadap putaran 1000 sampai dengan 4000 rpm. Dapat diketahui pada beban 2 kg torsi sebesar 2,94 Nm , dan pada beban 10 kg torsi yang diperoleh sebesar 14,72 Nm. Dapat diambil kesimpulan bahwa semakin berat beban yang diberikan maka semakin besar pula torsi yg diperoleh.

3. Daya poros pada kondisi pembebanan yang berbeda untuk bahan bakar pertamax 92 dan premium 88, diperoleh hasil daya poros yang sama. Untuk pengujian dengan bahan bakar pertamax 92 dan premium 88, nilai daya poros terendah pada beban 2 kg putaran 1000 rpm dengan nilai Ps 0,31 Kw sedangkan nilai daya poros tertinggi pada beban 10 kg putaran 4000 rpm dengan nilai 6,16 kW.

4. Laju aliran massa bahan bakar meningkat jika menggunakan bahan bakar premium 88 dibandingkan dengan bahan bakar pertamax 92. Sebagai perbandingan , pada pengujian beban 2 kg dan putaran 1000 rpm bahan bakar premium 88 memiliki nilai m 0,62 kg/h, sedangkan bahan bakar pertamax 92 memiliki nilai m 0,61 kg/h. Terjadi kenaikan laju aliran massa bahan bakar sebesar 1,61 %.

5. Konsumsi bahan bakar spesifik brake meningkat jika menggunakan bahan bakar premium 88 dibandingkan dengan bahan bakar pertamax 92. Sebagai perbandingan, pada pengujian beban 10 kg putaran putaran 3000 rpm bahan bakar premium 88 memiliki nilai bsfc 0,47 kg/kW.h, sedangkan bahan bakar pertamax 92 memiliki nilai bsfc 0,46 kg/kW.h. Terjadi kenaikan konsumsi bahan bakar spesifik brake sebesar 2,13 %.

6. Daya input dari bahan bakar yang dihasilkan oleh bahan bakar premium 88 lebih rendah jika dibandingkan dengan bahan bakar pertamax 92. Pada pengujian beban 10 kg dan putaran 4000 rpm daya input yang dihasilkan bahan bakar premium 88 sebesar 38,98 kW sedangkan bahan bakar pertamax 92 menghasilkan daya input 39,00 kW.

10

7. Efisiensi thermal brake yang dihasilkan oleh bahan bakar premium 88 lebih baik jika dibandingkan dengan bahan bakar pertamax 92. Sebagai perbandingan, pada pengujian beban pengereman 10 kg putaran 3000 rpm premium 88 memiliki efisiensi 17,43 %, sedangkan bahan bakar pertamax 92 memiliki efisiensi 16,99 %. Terjadi kenaikan efisiensi thermal brake sebesar 2,52 %.

Saran

Untuk mengembangkan peralatan Laboratorium Pengujian Mesin jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan kekurangannya alat pengujian Motor Bakar Bensin, hendaknya dilakukan modifikasi atau penambahan alat ukur. Sehingga dapat diuji kadar gas buang dari bahan bakar yang diuji.

6. Daftar Pustaka

1. Anonim 2006 . pedoman efisiensi energi untuk industri di asia : bahan bakar dan pembakaran. www. Efficiencyasia. Org. Diakses tanggal 22 juli 2013

2. Arismunandar, Wiranto. “Penggerak Mula: Motor Bakar Torak”, Edisi Kelima. Institut Teknologi Bandung, Bandung 2002

3. Haryono, G. 1997. Uraian Praktis Mengenal Motor Bakar. Penerbit Aneka Ilmu Semarang

4. Nikolaus August Otto, Mesin Pembakaran / Pembakaran Dalam http://en.wikipedia.org/wiki/nikolaus_otto

5. Pudjanarsa, A., Nursuhud, D. 2006. MesinKonversi Energi. Penerbit Andi. Yogyakarta

6. Willard W. Pulkrabek 75 dasar pembakaran dalam mesin