Download - BAB I SAUKI.doc
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Awal mula sistim pengondisian udara di aplikasikan pada sebuah kendaraan
adalah dengan cara membuat ventilasi pada kendaraan tersebut dengan cara menerapkan
jendela pada kendaraan, hal tersebut masih dalam proses pengembangan sehingga
penerapanya pun dilakukan dengan menambahkan ventilasi dari depan kendaraan
melalui dasbor, hal tersebut tidak efisien dikarenakan udara yang masuk kedalam kabin
penumpang masih terkontaminasi udara lingkungan yang kondisinya berdebu, panas,
dan tekanan udara yang masuk ke dalam kabin penumpang tidak dapat di sesuaikan
dengan keinginan pengendara atau penumpang, karena pengondisian udara seperti itu di
pengaruhi oleh laju kendaraan tersebut, semakin cepat laju kendaraan maka akan
semakin tinggi tekanan udara yang masuk kedalam kabin.
Pada tahun 1930 konsep pengondisian udara pada kendaraan di perkenalakan
oleh General Motors di laboratorium, dan konsep ini pertama kali menggunakan
refrigerant R12 serta pengaplikasianya pada industry mobil Cadilac pada tangga 23
Sepetember 1932, pada saat itu sistim pengoperasianya masih manual dikarenakan salah
satu komponen dari AC yaitu Compressor belum di lengkapi dengan Magnet Cluch
apabila pengguna ingin menghidupkan dan mematikan AC tersebut harus dengan cara
menghubungkan dan melepas sabuk (belt) dari puli kompresor yang di hubungkan
langsung dengan poros engine.
1
Pakard Motor Car pada tahun 1940 meluncurkan dua buah sistim pengondisian
udara yaitu sistim pendingin dan pemanas, dan pada tahun 1953 telah tercipta sebuah
AC kendaraan yang cukup berbeda dari generasi sebelumnya yang konsepnya masih di
gunakan sampai saat ini, komponen yang utama dari sitem tersebut kompresor,
kondensor, evaporator, system ini pada saat itu di terapkan pada kendaraan Pontiac oleh
Harrison Radiator.
Tahun 1954 produsen – produsen mobil di eropa berlomba lomba untuk
menerapakan sistem pengondisian udara pada kendaraan (AC) dengan tujuan untuk
meningkatkan penjualan produk masing masing perusahaan, sampai pada akhirnya pada
tahun 1955 penjualan mobil yang mempunyai merek Chevrolet di buat General Motors,
Chrysler oleh De Soto, Dodge dan Plymouth dan lain sebagainya mampu menembus
118.000 unit AC dan sekitar 1,5 % dari jumlah mobil yang di produksi, tidak berhenti
sampai di situ, sampai saat ini para ilmuan masih berinovasi untuk mengembangkan
sistim pengondisian udara (AC).
Untuk Indonesia sendiri jumlah kendaraan roda empat terhitung dari tahun 1986
mengalami penambahan yang sangat pesat. Ward Auto 2011 mengadakan penelitian
dengan hasil jumlah kendaraan bermotor pada tahun 2010 sementara di dunia telah
mencapai 1.015 milyar unit kendaraan. Jumlah peningkatan juga di alami di Indonesia,
data tersebut di peroleh dari Gabungan Industri Kendaraan Bermotor Indonesia
(Gakindo) serta Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia (AISI) menyatakan jumlah
populasi kendaraan di Indonesia hingga tahun 2011 telah mencapai 50.824.128 unit
kendaraan. Data tersebut masih gabungan dari kendaraan roda dua dan roda empat yang
2
terdiri dari kendaraan bermotor, truk, bus, kendaraan pribadi, serta kendaraan pic up,
dan sekitar 65% nya adalah kendaraan roda dua atau sepeda motor.[Gakindo] Artinya
dari 65% sisanya adalah jumlah kendaraan roda empat kurang lebih 35% atau terbilang
17.788.444 juta unit kendaraan.[Tempo.co.Jakarta]
Sedangkan dalam kasus Reformasi Subsidi Energi di Indonesia yang di
sampaiakan oleh Prof. Dr. Jusuf, Staf Khusus Presiden Bidang Pangan dan Energi
menyatakan bahwa untuk konsumsi Bahan Bakar Solar Pada tahun 2013 mencapai 15,1
juta KL, 5% nya di konsumsi kendaraan pribadi dan 15 % kendaraan perkebunan dan
pertambangan, sedangkan untuk kendaraan angkutan barang mencapai 95 %. Khusus
ntuk kendaraan pribadi sendiri membutuhkan 3.7 juta KL BBM solar jika di kalikan
harga perliter solar sebesar 6.500/L jadi 3,7 juta x 6.500/L sama dengan 24.5 Milyar.
Dalam penelitian ini di fokuskan terhadap konsumsi pemakaian bakar terhadap
sistim pendingin kedaraan. Kendaraan yang menggunakan AC akan berdampak terhadap
ekonomisnya bahan bakar, dan emisi gas buang kendaraan, yang artinya semakin
banyak konsumsi pemakaian bahan bakan maka emisi gas buang yang di hasilkan
kendaraan semakin banyak pula. Dalam penggunaan kendaraan di rata ratakan sekitar
249 jam/tahun atau sekitar 41 menit/ hari, dalam satu tahun 365 hari di perkirakan
penggunaan AC terjadi sekitar 107-121 jam/tahunya, atau sekitar 43% hingga 49% dari
penggunaan bahan bakar.dan factor tersebut juga dipengaruhi dengan factor iklim,
lingkungan,waktu dan jenis kendaraan.
Dengan di asumsikanya 249 jam pertahun kendaraan beroperasi per unitnya
maka penggunaan bahan bakar yang di gunakan sekitar 235 liter atau 62 galon per
3
tahunya. FISCHER dalam perkiraanya bahan bakar yang diperlukan sebuah kendaraan
dalam penambahan beban dari sistim pendinginan udara adalah berkisar 12,7 liter atau
3,4 galon per kendaraan. Dari asumsi di atas jumlah bahan bakar yang di gunakan untuk
estimalisasi total AC, apabila sekita 80% kendaraan yang menggunakan AC makan di
perkirakan sekitar 40 milyar liter atau 10.6 milyar gallon bahan bakar bensin
pertahunya, dari permasalahan tersebut produsen mobil amerika melakukan
pengembangan terhadap AC yang ekonomis bahan bakar.[4]
Di Indonesia sendiri Noor Zaenuri melakukan penelitian yang terkait dengan
pemakaian AC dan tidak menggunakan AC terhadap konsumsi bahan bakar dengan
kondisi kendaraan yang beroperasi atau kondisi diam. Sama – sama kita ketahui dalam
keadaan diam pun kendaraan masih mengkonsumsi bahan bakar untuk mengoperasikan
AC, dengan tidak adanya pergerakan maka konsumsi bahan bakar dinyatakan dengan
1liter/0 km hal tersebut terjadi pada semua jenis kendaraan. Meskipun jumlah
pemakaian bahan bakar spesifik bias di hitung dengan perbandingan debit bahan bakar
dengan waktu tempuh.
Hal ini dibuktikan oleh Noor Zaenuri dalam waktu 5 hari kerja pada kondisi
lalulintas di ibu kota, dalam waktu yang di tetapkan hasilnya sangat mengejutkan, dari
data yang di hasilkan oleh GPRS yang di padang pada kendaraan menunjukan jarak
tempuh 363,7 km memerlukan waktu 19 jam 27 menit, angka tersebut menggambarkan
bahwa kecepatan rata – rata kendaraan untuk menempuh jarak tersebut adalah 18,7
km/jam. Dari waktu tersebut kendaraan berjalan dengan kecepatan normal terhitung 14
4
jam 14 menit dan selebihnya 5 jam 13 menit kendaraan berada dalam keadaan diam,
asumsinya dalam waktu 1 minggu kendaraan tidak beroperasi selama 5 jam lebih.
Utuk kendaraan yang mempunyai kapasitas mesin 3000 cc dalam waktu 1 jam
nya memerlukan bahan bakar 2 liter/jam untuk mengoperasikan AC pada putaran idle.
Sedangkan kendaraan city car dengan kapasitas mesin 1000 cc untuk mengoperasikan
AC memerlukan 1,2 liter/jam bahan bakar.
Phillip Kristanto dan Rahardjo Tirtoatmojo dalam penelitianya menyatakan,
konsumsi bahan bakar spesifik pada umumnya dinyatakan dalam satuan massa bahan
bakar persatuan keluaran daya, atau dapat juga didefinisan dengan jumlah bahan bakar
yang digunakan oleh motor untuk menghasilkan tenaga 1 HP dalam satuan jam.
Besarnya konsumsi bahan bakar spesifik diyatakan :
dimana :
m = massa bahan bakar yang dikonsumsi (kg)
- Ρ.V
t = waktu yang dibutuhkan oleh motor untuk mengonsumsi bahan bakr sebanyak
m kg, (detik). [11].
Bab ini memberikan tinjauan pada konsumsi bahan bakar terhadap putaran
engine, temperature seting, waktu menggunakan refrigeran R134a.
5
1.2 BATASAN MASALAH
Penelitian ini melibatkan analisis eksperimental dengan mengvariasikan putaran
mesin, waktu, temperature setting, dan beban pendinginan terhadap konsumsi bahan
bakar. Penelitian dilakukan dengan menggunakan refrigran R134a dan spesifikasi mesin
HIJET 1000 cc.
Enggine
Rpm : 5600 rpm
Daya : 46 HP / 47 PS
CC : 993 cc 4 cycles
Cylinder : 3 Cylinder
Ruang lingkup penelitian ini difokuskan pada karakteristik kinerja sistim
pendingin udara tipe :
1. Kompresor
Tipe/Merek : 10a S11 1PK – 117 - XNI
Size : 270 mm x 190 mm x 190 mm
3. Evaporator
Merk/Tipe : Fuji Cool / Evap BEU – 404-100
: R134a / 12 volt
4. Kondensor
Merk : Paco
Part Name : 14 x 18 x 22 MM FIARE
5. Drier
6
Merk : Fuzisan 888 3/8/2F
6. Expansion Valve
Merk/Tipe : San Heng QRF -1. 5T
7. Extra Fan
Merk / Tipe: Fuji Cool
Model : FCF -512 12 Volt -80 Watt
Untuk mendapatkan hasil setelah dilakukan penelitian di perlukan parmeter yang
di gunakan sebagai berikut :
1. Parameter independen adalah waktu, temperature setting,, kecepatan putaran mesin
dan beban internal
2. Pengujian dilakukan dengan:
a. Waktu = 0.5 jam (30 menit)
b. Kecepatan putaran mesin = 1000, 1500, 2000, 2500 rpm
c. Jenis refrigeran R134a
d. Beban panas internal = 0, 300, 700 dan 1000 W
3. Analisis dan evaluasi untuk semua data dalam analisis eksperimental seperti:
distribusi temperatur, kapasitas pendinginan dan COP pada berbagai beban panas
internal dan kecepatan putaran mesin terhadap konsumsi pemakaiaan bahan bakar
dengan refrigran R134a untuk mendapatkan karakteristik kinerja yang berbeda.
7
1.3 RUMUSAN MASALAH
Hadirnya sistem pengkondisian udara kendaraan tergantung pada berbagai faktor
seperti temperatur sekitarnya dan jumlah penumpang di dalam mobil. Refrigeran harus
memberikan kenyamanan pada penumpang dalam berkendara. Karena kompresor sistem
pendingin udara otomotif ini didukung oleh mesin, kecepatan kompresor bervariasi
sesuai dengan kecepatan mesin.
Pada saat penggunaan AC kendaraan ada bebera factor yang mempengaruhi
salah satunya konsumsi bahan bakar, dimana pada saat AC tersebut di operasikan
kompresor akan beroperasi sesuai putaran mesin, dan menyesuaikan terhadap
pemakaian AC yang di atur melalui panel pengontrol pemakaian dimana kompresor
tersebut di hubungkan dengan belt melalui poros mesin, sehingga mesin kendaraan
tersebut mengalami pembebanan, untuk memenuhi kebutuhan mesin memerlukan
pasokan bahan bakar yang cukup untuk memenuhi proses pembakaran pada kendaraan
tersebut pengaruh penggunaan AC.
Karena faktor-faktor ini, penelitian harus dilakukan untuk mendapatkan
karakteristik kinerja sistem dengan berbagai kecepatan mesin, beban panas internal dan
pengaturan temperatur menggunakan refrigeran yaitu R134a. Penelitian ini akan
meyajikan konsumsi pemakaian bahan bakar terhadap variari putaran mesin, waktu dan
temperatur seting pada system pendingin kendaraan.
8
1.4 TUJUAN PENELITIAN
Untuk memberikan rasa nyaman pada penumpang maka diperlukan sistem
pendingin udara. Karakteristik kinerja dari sistem pendingin ini sangat penting untuk
mendapatkan kinerja terbaik guna menghasilkan berbagai beban panas internal dan
kecepatan mesin. Adapun tujuan penelitian :
1. Mengetahui konsumsi bahan bakar spesifik terhadap pemakaian AC pada
kendaraan terhadap variasi putaran mesin, temperature seting, dan waktu
adapun refrigran yang digunakan adalah R134a. Karena selama ini berapa
jumlah pemakaian bahan bakar terhadap beban kendaraan baik itu
menggunakan AC hanya melalui terkaan atau pengalaman sehari hari.
2. Mengetahui Coefficient of Performance (COP)
3. Mengetahui laju aliran massa refrigrant (mref)
4. Mengetahui
a. Kapasitas kompresor (Qkom)
b. Kapasitas kondensor (Qkon)
c. Laju aliran kalor pendingin (Qevap)
d. Efek refrigrasi (href)
9
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan yang dirangkum dalam penelitian ini disusun sebagai
berikut:
BAB I adalah pengenalan yang menjelaskan pentingnya penelitian.Yang
menyajikan latar belakang penelitian, masalah penelitian, tujuan penelitian, metodologi
penelitian ruang lingkup, serta system matik penulisan.
BAB II menyajikan tinjauan literatur. Tinjauan tersebut berfokus pada penelitian
dan analisa jumlah konsumsi bahan bakar terhadap penggunaan AC, komponen AC
otomotif dan hukum termodinamika.
BAB III menyajikan prosedur eksperimental dan karakteristik sistem. Bab ini
menjelaskan peralatan yang digunakan dalam eksperimental dan variabel-variabel dalam
percobaan. Berbagai instrumen yang diperlukan untuk pengukuran sistem dan
menjelaskan instrumen yang digunakan.
BAB IV menyajikan analisis hasil eksperimen. Hasil percobaan diperoleh dan
distribusi temperatur, kapasitas pendinginan dan COP pada beban pendingin yang
berbeda dari penggunaan putaran mesin yang dibahas terhadap konsumsi pemakaiaan
bahan bakar dengan menggunakan refrigran R134a.
BAB V menyajikan kesimpulan penelitian, dan rekomendasi untuk penelitian
berikutnya.
10