skripsi galih

TUGAS AKHIR

STUDI EKSPERIMEN VARIASI CELAH BUSI TERHADAP

UNJUK KERJA PADA SEPEDA MOTOR BERBAHAN

BAKAR BIOPREMIUM E10

Disusun Oleh:

GALIH ADI NUGROHO

NIM: 11350291

JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI S1

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI RONGGOLAWE CEPU

2014

PENGESAHAN TUGAS AKHIR




Telah diperiksa dan disetujui di Cepu pada

Hari :

Tanggal :

Disusun oleh:

Nama : GALIH ADI NUGROHO

NPM : 11350291

JURUSAN : TEKNIK MESIN S-1

Tugas Akhir ini disetujui dan disahkan oleh:

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing,

Sekolah Tinggi Teknologi Ronggolawe Cepu

ALI ACHMADI, S.T., M.T. Ir. SARJONO, M. Eng.

ii

PENGESAHAN UJIAN TUGAS AKHIR




Telah dipertahankan di depan

Dosen-dosen Penguji Pada:

Hari :

Tanggal :

Disusun oleh:

Nama : GALIH ADI NUGROHO

NPM : 11350291

JURUSAN : TEKNIK MESIN S-1

Cepu,

Penguji I Penguji II Penguji III

Ir. Eko Sutarto Ali Achmadi, S.T., M.T. Ir. Sarjono, M. Eng.

Diperiksa/Disetujui:

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing

Sekolah Tinggi Teknologi Ronggolawe Cepu

Ir. Sarjono, M. Eng.

iii

DAFTAR ASISTENSI PENYUSUN

Nama : Galih Adi Nugroho

NPM : 11350291

Judul : Studi Eksperimen Variasi Celah Busi terhadap

Unjuk Kerja pada Sepeda Motor Berbahan Bakar

Biopremium E10

Dosen Pembimbing : Ir. Sarjono, M. Eng.

No Tanggal Materi Pembahasan Paraf Dosen

1. 30 September 2013 Bab I Pendahuluan

2. 10 Oktober 2013 Bab II Tinjauan Pustaka

3. 29 Oktober 2013 Bab III Metodologi Penelitian

4. 31 Oktober 2013 Bab III Metodologi Penelitian

5. 16 Nopember 2013 Bab IV Hasil dan Pembahasan

6. 30 Nopember 2013 Bab IV Hasil dan Pembahasan

7. 19 Desember 2013 Bab IV Hasil dan Pembahasan

8. 05 Januari 2014 Bab V Kesimpulan

iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Galih Adi Nugroho

NPM : 11350291

Program Studi : TEKNIK MESIN S-1

Dengan ini menyatakan Tugas Akhir yang saya buat adalah hasil karya

sendiri dan tidak pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di

Perguruan Tinggi lain, kecuali kutipan yang disebutkan sumbernya.

Cepu, Februari 2014

Galih Adi Nugroho

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. atas

segala karunia dan hidayah yang telah dilimpahkanNya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan Laporan Penelitian yang berjudul.

Studi Eksperimen Variasi Celah Busi terhadap Unjuk Kerja pada Sepeda

Motor Berbahan Bakar Biopremium E10.

Dalam Penyusunan Laporan Penelitian ini, penulis tidak lupa

mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan

dukungan, bantuan serta bimbingan kepada penulis. Untuk itu penulis sangat

berterima kasih kepada:

1. Ir. Agus Darwanto, M.T., selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi

Ronggolawe Cepu.

2. Ali Achmadi, S.T., M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin

Sekolah Tinggi Teknologi Ronggolawe Cepu.

3. Ir. Sarjono, M. Eng. sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir.

4. Kedua orang tuaku atas segala bimbingan dan doanya yang selalu

dipanjatkan kepada putranya.

5. Deny Kartika Sari, Flo Najwa Azzahra dan Kei Ainayya Qaireen atas

dukungan dan semangat untuk suami dan ayahnya.

6. Kepada semua teman-temanku, baik itu teman kerja atau teman kuliah

yang selalu mendukung dan memotivasi dalam penyelesaian Laporan

ini.

vi

7. Seluruh pihak yang terkait yang tak dapat kami sebutkan satu persatu

yang membantu selama proses menyusun laporan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Penelitian ini

masih kurang dari kesempurnaan. Semoga Laporan Penelitian ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak.

Cepu, Februari 2014

Penulis

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................... ii

DAFTAR ASISTENSI PENYUSUN ......................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR..........................................................v

KATA PENGANTAR ................................................................................................ vi

ABSTRAK.................................................................................................................viii

DAFTAR ISI................................................................................................................ix

DAFTAR GAMBAR..................................................................................................xii

DAFTAR TABEL......................................................................................................xiv

DAFTAR LAMPIRAN...............................................................................................xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang...........................................................................................1

1.2 Perumusan Masalah...................................................................................3

1.3 Batasan Masalah........................................................................................3

1.4 Tujuan Penelitian.......................................................................................3

1.5 Manfaat Penilitian......................................................................................4

ix

BAB II DASAR TEORI

2.1 Kajian Pustaka.........................................................................................5

2.2 Dasar teori...............................................................................................6

2.2.1 Motor Bakar Torak 4 Langkah.......................................................7

2.2.2 Jenis Bahan Bakar Cair...................................................................9

2.2.2.1 Premium..............................................................................9

2.2.2.2 Zat Aditif Etanol...............................................................10

2.2.3 Penyetelan Celah Busi.................................................................12

2.2.3.1 Pengertian Busi................................................................12

2.2.3.2 Konstruksi Busi...............................................................15

2.2.3.3 Macam-macam Busi........................................................16

2.2.3.4 Cara Penyetelan Busi.......................................................21

2.2.3.5 Cara Penelitian.................................................................23

2.2.4 Proses Pembakaran......................................................................23

2.2.5 Unjuk Kerja Motor Bakar............................................................24

2.2.5.1 Torsi.................................................................................24

2.2.5.2 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik.....................................25

2.2.5.3 Daya.................................................................................26

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian.................................................................................27

x

3.2 Bahan dan Alat Penelitian....................................................................27

3.2.1 Bahan Penelitian..........................................................................27

3.2.2 Alat Penelitian.............................................................................27

3.3 Skema Alat Pengujian...........................................................................33

3.4 Diagram Alir (flow chart) Penelitian................................................35

3.5 Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir.........................................................36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian...........................................................................37

4.2 Pembahasan ........................................................................................37

4.2.1 Daya............................................................................................37

4.2.2 Torsi............................................................................................40

4.2.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik...............................................42

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan............................................................................................43

5.2 Saran......................................................................................................43

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................49

LAMPIRAN................................................................................................................50

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Motor 4 Langkah ..................................................................... 7

Gambar 2.2 Etanol Absolut .................................................................................. 10

Gambar 2.3 Busi .................................................................................................. 13

Gambar 2.4 Konstruksi Busi ................................................................................ 15

Gambar 2.5 Busi Standar ..................................................................................... 17

Gambar 2.6 Busi Platinum ................................................................................... 18

Gambar 2.7 Busi dengan Pengeluaran Percikan dari Dua Sisi atau ke Bodi ....... 19

Gambar 2.8 Busi dengan Elektroda yang Menonjol ............................................ 20

Gambar 2.9 Busi Resistor .................................................................................... 21

Gambar 2.10 Celah Busi ........................................................................................ 21

Gambar 2.11 Celah Busi Rapat .............................................................................. 22

Gambar 2.12 Celah Busi Terlalu Renggang .......................................................... 22

Gambar 3.1 Sepeda Motor MIO J ........................................................................ 28

Gambar 3.2 Letak pengujian dynotest .................................................................. 29

Gambar 3.3 Tachometer ....................................................................................... 30

Gambar 3.4 Burret ............................................................................................... 30

Gambar 3.5 Stopwatch ......................................................................................... 31

Gambar 3.6 Fuel Valve . .................................................................. 31

Gambar 3.7 Tire Pressure Gauge ........................................................................ 32

Gambar 3.8 Thermometer .................................................................................... 32

xii

Gambar 3.9 Fiiler Gauge. .................................................................................... 33

Gambar 3.10 Skema pengujian performance motor .............................................. 33

Gambar 3.11 Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian ............................................. 35

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi Celah

Busi .................................................................................................. 39

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi Celah

Busi .................................................................................................. 41

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik terhadap Putaran

pada Variasi Celah Busi ................................................................... 46

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Time Schedule Pelaksanaan Tugas Akhir .................................... 36

Tabel 4.1 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi

Celah Busi .................................................................................... 38

Tabel 4.2 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi

Celah Busi .................................................................................... 40

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian untuk Penghitungan SFC .......................... 45

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil pengujian campuran bensin 90% dan etanol 10%

dengan celah busi 0,5 mm......................................................50


dengan celah busi 0,6 mm...................................................51


dengan celah busi 0,7 mm.....................................................52

Lampiran 4a Tabel 4.1 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya

pada Variasi celah Busi.........................................................53

Lampiran 4b Tabel 4.2 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi

pada Variasi Celah Busi........................................................53

Lampiran 4c Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian untuk Penghitungan

SFC.......................................................................................54

Lampiran 5 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap

Daya pada Variasi Celah Busi...............................................55

Lampiran 6 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap

Torsi pada Variasi Celah Busi..............................................56

Lampiran 7 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Konsumsi Bahan Bakar

Spesifik terhadap Putaran.....................................................57

Lampiran 8a Foto 1. Lokasi pengujian dynotest di Mototech

Yogyakarta.............................................................................58

xv

Lampiran 8b Foto 2. Persiapan Kelengkapan.............................................58

Lampiran 8c Foto 3. Control Room Mototech Yogyakarta........................59

Lampiran 8d Foto 4. Persiapan Pengujian Dynotest...................................59

Lampiran 8e Foto 5. Arahan Instruktur sebelum Pengujian.......................60

Lampiran 8f Foto 6. Pengujian Dynotest 1.................................................60

Lampiran 8g Foto 7. Pengujian Dynotest 2.................................................61

Lampiran 8h Foto 8. Pengujian Dynotest 3.................................................61

xvi

Abstrak

Penelitian ini dilakukan adalah untuk mengetahui Unjuk kerja sepeda motor 4 langkah berbahan bakar bio premium dengan melakukan variasi pada celah busi. Untuk mengetahui Unjuk kerja motor 4 langkah, maka dilakukan perhitungan daya, torsi, variasi celah busi, dan pemakaian bahan bakar spesifik,. Dan juga bahan bakar yang digunakan hanya satu jenis yaitu Bio premium E10 yang terdiri dari campuran premium (bensin) 90% dengan etanol 10%.

Dari hasil pengujian, bahwa rata-rata daya dan torsi untuk bahan bakar campuran yang disertai dengan melakukan variasi celah busi berbeda bila dibandingkan dengan standart pabrik, ada kelebihan juga ada kelemahan.

Bahan bakar standar pabrik adalah premium dan celah busi standar pabrik adalah 0,6 mm, maka dilakukan eksperimen dengan bahan bakar Bio premium E10 dan melakukan variasi celah busi sebesar 0,5; 0,6 dan 0,7 mm. Performance motor 4 langkah yang menggunakan bahan bakar campuran dan disertai dengan melakukan variasi celah busi mendapatkan hasil berbeda untuk tiap celah busi yang diuji coba, untuk torsi lebih maksimal di celah busi 0,5 mm, sedangkan untuk daya yang paling maksimal dan konsumsi bahan bakar spesifik yang paling efisien terdapat pada uji coba celah busi 0,7 mm.

Kata kunci: Bahan bakar, Campuran, Variasi celah busi, Unjuk kerja Motor 4 langkah.

viii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini pemakaian motor bensin dari tahun ke tahun semakin

meningkat hal ini mengakibatkan pemakaian bahan bakar minyak bumi semakin

meningkat dan tentu sangat mengkhawatirkan, karena dengan peningkatan

pemakaian bahan bakar minyak bumi maka cadangan minyak bumi akan semakin

berkurang sedangkan kebutuhan minyak terus bertambah. Keadaan diatas juga

tidak sesuai dengan kebijakan pemerintah dibidang energi, yang mengusahakan

pemakaian bahan bakar minyak bumi yang sehemat-hematnya, mengingat minyak

bumi merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Krisis energi ini

menyebabkan manusia beralih pola pikir untuk lebih mengintensifkan penelitian

dan penggunaan dari energi yang tidak dapat diperbarui menjadi energi yang bisa

diperbarui. Salah satu energi yang bisa diperbarui tersebut adalah berasal dari

biomassa yang diproses menjadi etanol.

Etanol atau etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut atau alkohol saja

adalah sejenis cairan tak berwarna dengan karakteristik antara lain mudah

menguap, mudah sekali terbakar, larut dalam air, paling sering digunakan dalam

kehidupan sehari- hari dan jika terjadi pencemaran tidak memberikan dampak

lingkungan yang signifikan. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat

ditemukan pada minuman beralkohol dan thermometer modern. Etanol adalah

salah satu obat reaksi yang paling tua. Rumus kimia etanol yaitu C2H5OH dan

1

rumus empiris C2H6O. etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan Et

merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5).

Etanol juga banyak digunakan sebagai pelarut bahan-bahan kimia yang

ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum,

perasa, pewarna makanan dan obat-obatan. Dalam sejarahnya etanol telah lama

digunakan sebagai bahan bakar.

Penggunaan etanol sebagai bahan bakar bernilai oktan tinggi atau aditif

meningkat bilangan oktan pada bahan bakar.

Salah satu komponen yang memegang peran cukup penting dalam proses

pembakaran pada motor bensin adalah busi (spark plug). Maka dilakukanlah

eksperimental dengan melakukan variasi celah busi untuk mendapatkan hasil

paling baik terhadap performance motor 4 langkah. Sehingga dengan latar

belakang tersebut diatas, maka penulis bermaksud ingin melakukan penelitian

dengan judul Studi Eksperimen Variasi Celah Busi terhadap Unjuk Kerja pada

Sepeda Motor Berbahan Bakar Biopremium E10.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui apakah dengan penggunaan

premium dan campuran etanol serta dengan melakukan penyetelan celah busi

dapat meningkatkan performance mesin yang lebih baik.

Dengan dilakukannya penelitian campuran bahan bakar ini, diharapkan

eksperimen ini nantinya mendapatkan hasil bahwa campuran bahan bakar

premium dan etanol serta dengan penyetelan celah busi yang dapat meningkatkan

unjuk kerja mesin sepeda motor.

2

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang penelitian ini maka penulis dapat merumuskan masalah

yang akan dianalisa dalam tugas akhir ini adalah Bagaimana Pengaruh Campuran

Bahan Bakar Premium dengan Etanol dan Variasi Celah Busi terhadap

Performance (daya, torsi dan sfc) Sepeda Motor Mio J 4 Langkah.

`1.3 Batasan Masalah

Pembatasan masalah dalam penelitian ini antara lain:

Motor 4 langkah jenis Yamaha Mio-J sebagai seksi uji.

Komposisi Campuran Bahan Bakar Premium dengan Etanol

adalah: 90% premium dengan 10% Etanol.

Celah busi standar adalah 0,6 mm, maka dilakukan penyetelan

celah busi dengan variasi 0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

Mengetahui pengaruh campuran bahan bakar premium dan etanol

(biopremium) dengan melakukan variasi penyetelan celah busi

terhadap unjuk kerja (daya, torsi dan sfc) pada motor 4 langkah.

3

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain adalah:

Untuk mengetahui unjuk kerja (daya, torsi dan sfc) mesin pada

campuran bahan bakar premium dan etanol dengan variasi

penyetelan celah busi yang dihasilkan oleh motor 4 langkah.

Untuk mengetahui campuran bahan bakar premium dan etanol serta

penyetelan celah busi yang sesuai untuk motor 4 langkah.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka

Lewerissa (2011) telah melakukan penelitian dengan menambahkan

etanol ke bensin untuk mengetahui prestasi mesin yang dihasilkan oleh mesin

Enduro XL. Hasil penelitian bahwa rata-rata daya untuk bahan bakar campuran

lebih besar dari premium murni, adanya kenaikan pemakaian bahan bakar sering

dengan meningkatnya putaran karena angka oktan campuran bahan bakar bensin

dengan etanol lebih besar dibandingkan dengan bensin murni.

Prasetyo dan Patriayudha (2009) telah melakukan penelitian dengan judul

Pemakaian Gasohol sebagai Bahan Bakar pada Kendaraan Bermotor. Hasil yang

diperoleh dari uji emisi dengan parameter NOx,SOx,CO,CO2 pada E7,5; E10;

E12,5 adalah E7,5 (72,55 ppm; 23,22 ppm; 1,37%; 13,9%), E10 (69,34 ppm;

16,05 ppm; 1,19%; 13,34%), E12,5 (67,33 ppm; 14,67 ppm; 1,06%; 13,11%).

Dari uji stasioner yang dilakukan pada kecepatan konstan (40 km/jam) dengan

100 ml gasohol (E7,5; E10; E12,5) diperoleh (4,16; 3,74; 3,68 km).

Setiyawan (2007) telah melakukan penelitian Pengaruh Ignition Timing

dan Compression Ratio terhadap Unjuk Kerja dan Emisi Gas Buang Motor Bensin

Berbahan Bakar Campuran Etanol 85% dan Premium 15% (E-85%). Hasil yang

diperoleh dalam pengujian tersebut adalah waktu pengapian bervariasi antara 15 -

35 Before Top Dead Centre (BTDC) dengan 3 Crank Angles (CA) increaments.

Sedangkan variasi rasio kompresi terdiri dari 9 (standar); 9,4; 9,85; 10,2. Hal ini

5

ditemukan bahwa memajukan pengapian waktu menjadi 30 BDTC lebih efektif

untuk meningkatkan kinerja mesin dan mengurangi emisi CO dan HC

dibandingkan dengan peningkatan rasio kompresi 10,2 : 1.

2.2 Dasar Teori

Motor bakar adalah suatu mesin yang mengkonversi energi kimia yang

terkandung pada bahan bakar menjadi energi mekanik pada poros motor bakar.

Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang proses pembakarannya

terjadi didalam motor itu sendiri, sehingga gas panas hasil pembakaran terjadi

sekaligus sebagai fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan cara seperti ini

disebut mesin pembakaran dalam. Adapun mesin kalor yang cara memperoleh

energinya dengan proses pembakaran diluar disebut mesin pembakaran luar.

Sebagai contoh mesin uap, dimana energi kalor diperoleh dari pembakaran luar,

kemudian dipindahkan ke fluida kerja melalui dinding pemisah.

Keuntungan dari mesin pembakaran dalam dibandingkan dengan mesin

pembakaran luar adalah konstruksinya lebih sederhana, tidak memerlukan fluida

kerja yang banyak dan efisiensi totalnya lebih tinggi. Sedangkan mesin

pembakaran luar keuntunganya adalah bahan bakar yang digunakan lebih

beragam, mulai dari bahan bakar padat sampai dengan bahan bakar gas, sehingga

mesin pembakaran luar banyak dipakai untuk keluaran daya yang besar dengan

bahan bakar yang relatif murah. (Sarjono, 2010)

6

2.2.1 Motor Bakar Torak 4 Langkah

Yang dimaksud dengan motor 4 langkah ialah empat kali gerakan piston

dalam silinder, atau dua kali putaran poros engkol akan menghasilkan satu kali

langkah kerja.

OTTO (1876), berhasil membuat motor bakar torak dengan siklus 4

langkah yang pertama. Proses pembakaran pada motor bakar torak tidak terjadi

secara terus-menerus, tetapi secara periodik. Dimana sebelum terjadi proses

pembakaran berikutnya terlebih dahulu gas hasil pembakaran harus dibuang, baru

kemudian silinder diisi lagi dengan campuran bahan bakar dan udara segar (pada

motor bensin).

Gambar 2.1 Siklus Motor 4 Langkah (Sumber: Arismunandar, 1988)

7

Langkah yang terjadi:

1. Proses langkah isap (intake )

Terjadi pada saat gerakan piston (torak) dari titik mati atas (TMA)

ke titik mati bawah (TMB) dimana katup isap terbuka dan katup

buang tertutup.

2. Proses langkah kompresi (compresion)

Terjadi pada saat gerakan torak dari titik mati bawah (TMB) ke titik

mati atas (TMA) setelah langkah isap, dimana katup isap tertutup

dan katup buang tertutup pada saat torak hampir mencapai titik mati

atas (TMA) campuran bahan bakar dan udara segar itu terbakar.

3. Proses langkah kerja (power)

Terjadi pada gerakan torak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati

bawah (TMB) setelah kompresi dan pembakaran, dimana katup isap

dan katup buang juga tertutup.

4. Proses langkah buang (exhaust)

Terjadi pada saat gerakan torak dari titik mati bawah (TMB) ke titik

mati atas (TMA) setelah langkah kerja dimana katup isap tertutup

dan katup buang terbuka.

Langkah berikutnya kembali ke proses langkah isap kembali

sehingga terjadilah siklus secara berulang. Pada motor bakar torak

gerakan bolak-balik torak digunakan untuk memutar poros engkol

sehingga gerakanya menjadi gerakan rotasi, dari gerakan torak diatas

8

maka terlihat bahwa satu siklus terjadi dua kali putaran poros dan

gerakan torak selama satu siklus adalah:

TMA ke TMB ke TMA ke TMB ke TMA, karena dalam satu

siklus terjadi gerakan 4 langkah motor ini disebut motor 4 langkah.

2.2.2 Jenis Bahan Bakar Cair

2.2.2.1 Premium

Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari

penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahan atau aditif yaitu, tetra ethly

lead (tel). Premium mempunyai rumus empiris ethly benzena (c8 h18).

Premium adalah jenis bahan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat

adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan premium pada umumnya digunakan

untuk bahan bakar untuk kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil,

sepeda motor, dan lain lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline

atau petrol dengan angka oktan: 88, massa jenis: 0,72 kg/L dan mempunyai titik

didih: 30 s.d. 200 0C. Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bensin

premium adalah sebagai berikut:

2 C8 H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H20

Pembakaran di atas diasumsikan semua bensin terbakar terbakar dengan

sempurna. Komposisi bahan bakar bensin, yaitu (Sumber: Encyclopedia of

Chemical Techonologi, 1981, Third Edition):

a. Bensin (gasoline) C8 H18

b. Berat jenis bensin 0,65-0,75

9

c. Pada suhu 40 0C bensin menguap 30 s.d. 65%

d. Pada suhu 100 0C bensin menguap 80 s.d. 90%

Bensin premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat

dipakai pada mesin kompresi tinggi pada saat semua kondisi.

Sifat-sifat penting yang diperhatikan pada bahan bakar bensin adalah:

a. Kecepatan menguap (volatility)

b. Kualitas pengetukan (kecenderungan berdetonasi)

c. Kadar belerang

d. Titik beku

e. Berat jenis

2.2.2.2 Zat Aditif Etanol

Gambar 2.2 Etanol Absolut

10

Etanol merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman

beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang

paling tua yang cara pembuatannya dengan cara fermentasi.

Etanol Absolut mempunyai rumus struktur CH3CH2OH namun biasanya

disingkat sebagai C2H5OH dan rumus empiris C2H6O yang mempunyai

kemurnian 99,8% dan memiliki nilai oktan 118-129 lebih tinggi daripada bensin

yang beroktan 88. Etanol merupakan isomer konstitusional dari diemetil eter,

yang mempunyai Sifat Penampilan: cairan tak berwarna, Keasaman (pKa): 15,9,

Massa jenis: 0,79 kg/L, Titik didih etanol: 78,4 C, Viskositas: 1,200 cP (20 C),

Momen dipol: 1,69 D (gas), Berat Molekul: 46,07 g/mol dan Titik lebur: 114,3

C. Rumus kimia untuk pembakaran pada etanol akan menghasilkan karbon

dioksida dan air adalah sebagai berikut:

C2H5OH(g) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l); (Hr = 1409 kJ/mol[16])

Keterangan:

C2H5OH = Etanol

O2 = Oksigen

CO2 = Karbon dioksida

H2O = Air

Hr = Hasil reaksi

Pembakaran diatas diasumsikan semua etanol terbakar dengan sempurna.

11

Bahan bakar (fuel) adalah segala sesuatu yang dapat terbakar misalnya:

kertas, kain, batu bara, minyak tanah, bensin, dan sebagainya. Untuk melakukan

pembakaran diperlukan 3 unsur, yaitu:

a. Bahan bakar

b. Udara

c. Suhu untuk memulai pembakaran

2.2.3 Penyetelan Celah Busi

2.2.3.1 Pengertian Busi

Salah satu komponen yang memegang peran cukup penting dalam proses

pembakaran pada motor bensin adalah busi (spark plug). Busi ini dipasang

di atas silinder pada mesin pembakaran dalam. Pada bagian tengah busi terdapat

elektroda yang dihubungkan dengan kabel ke lilitan penyala (ignition coil) di luar

busi dan dengan ground pada bagian bawah busi.

Busi ini berfungsi untuk menghasilkan percikan bunga api listrik dengan

menggunakan tegangan tinggi yang dihasilkan oleh ignition coil. Bunga api

tersebut kemudian digunakan untuk membakar campuran bahan bakar dan udara

yang dikompresikan di dalam silinder.

Busi terdiri dari beberapa bagian seperti elektroda positip, elektroda

negatif.

12

Gambar 2.3 Busi

Proses terjadinya percikan bunga api listrik pada busi dapat digambarkan

sebagai berikut: busi tersambung ke tegangan yang besarnya sampai 20.000 Volt

yang dihasilkan oleh lilitan penyala (ignition coil). Elektron yang terdorong

masuk dari lilitan menghasilkan beda tegangan antara elektrode di bagian tengah

busi dengan yang di bagian samping. Arus tidak dapat mengalir karena bensin

dan udara yang ada di celah merupakan isolator, namun semakin besar beda

tegangan, struktur gas di antara kedua elektroda tersebut berubah.

Pada saat tegangan melebihi kekuatan dielektrik dari gas yang ada, gas-

gas tersebut mengalami proses ionisasi dan yang tadinya bersifat insulator,

berubah menjadi konduktor. Setelah ini terjadi, arus elektron dapat mengalir, dan

dengan mengalirnya elektron, suhu di celah percikan busi naik drastis, sampai

60.000 K. Suhu yang sangat tinggi ini membuat gas yang terionisasi

untuk memuai dengan cepat, seperti ledakan kecil. Inilah percikan busi, yang

pada prinsipnya mirip dengan halilintar atau petir mini.

13

Celah busi diukur antara jarak elektroda positif dan elektroda negatif

dan ukuran celah pada busi akan mempengaruhi resistensi listrik pada busi

tersebut. Selain dipengaruhi oleh ukuran celah busi, resistensi listrik juga

dipengaruhi oleh kompresi campuran bahan bakar dan udara. Celah ini sangat

menentukan intensitas letusan bunga api listrik. Bila arus bertegangan tinggi

mengalir dari koil, maka antara kedua elektroda busi terjadi tegangan yang

tinggi sehingga terjadilah loncatan bunga api.

Pada busi, semakin besar jarak elektroda positif dan elektroda negatif,

maka makin besar pula perbedaan tegangan yang diperlukan untuk memperoleh

intensitas api listrik yang sama. Jadi dapat disimpulkan bahwa intensitas bunga

api listrik ditentukan oleh celah busi, namun untuk mencapai intensitas bunga api

listrik yang sama dengan celah busi yang besar diperlukan juga tegangan listrik

yang tinggi. Umumnya pada sistem penyalaan disediakan tegangan yang

diperlukan untuk menjamin agar selalu terjadi loncatan api listrik di dalam

segala keadaan, yaitu antara 10.000-20.000 volt. Oleh karenanya, untuk

mencapai loncatan api listrik yang baik maka ukuran celah busi yang dipakai

oleh motor perlu dibatasi dan biasanya ditetapkan menurut standar teknik

masing-masing, spesifikasi motor tersebut dan alat yang digunakan untuk

mengukur celah elektrode busi adalah fiiler gauge.

14

2.2.3.2 Konstruksi Busi

Gambar 2.4 Konstruksi Busi

Bagian paling atas dari busi adalah terminal yang menghubungkan kabel

tegangan tinggi. Terminal ini berhubungan dengan elektroda tengah yang

biasanya terbuat dari campuran nikel agar tahan terhadap panas dan elemen

perusak dalam bahan bakar, dan sering mempunyai inti tembaga untuk membantu

membuang panas.

Pada beberapa busi elektroda terbuat dari campuran perak, platina,

paladium atau emas. Busi-busi ini dirancang untuk memberikan ketahanan

terhadap erosi yang lebih besar serta bisa tetap bagus.

Elektroda tengah melewati isolator (penyekat) keramik yang terdapat pada

bagian luarnya. Isolator ini berfungsi untuk melindungi elektroda tengah dari

kebocoran listrik dan melindungi dari panas mesin. Untuk mencegah kebocoran

gas terdapat seal (perapat) antara elektroda tengah dengan isolator dan antara

isolator dengan bodi busi.

15

Bodi busi dibuat dari baja dan biasanya diberi pelat nikel untuk mencegah

korosi. Bagian atas luar bodi berbentuk hexagon (sudut segi enam) yang berfungsi

untuk mengeraskan (memasang) dan Terminal mengendorkan (membuka) busi.

Pada bagian bawahnya dibuat ulir agar busi bisa disekrupkan (dipasang) ke kepala

silinder. Pada bagian ujung bawah busi terdapat elektroda sisi atau elektroda

negatif. Elektroda ini dilas ke bodi busi untuk jalur ke masa saat terjadi percikan.

Terdapat dua tipe dudukan (seat) busi yaitu berbentuk datar dan kerucut.

Dudukan busi merupakan bagian dari bodi busi pada bagian atas ulir yang akan

bertemu/berpasangan dengan kepala silinder. Jika dudukan businya berbentuk

datar, maka terdapat cincin perapat (sealing washer), sebaliknya jika dudukannya

berbentuk kerucut maka tidak memerlukan cincin perapat.

2.2.3.3 Macammacam Busi

Memilih busi motor yang baik/bagus dan jenis atau tipe busi. Api dan suhu

busi harus bisa mencegah pembakaran dini dan suhu busi juga dituntut tinggi

supaya mencegah timbulnya kerak. Beberapa produsen busi memproduksi

beberapa tipe busi. Sebelum memutuskan untuk mengganti busi motor, kita harus

kenali lebih dulu jenis busi berikut ini:

1) Busi Standar

Bahan ujung elektroda dari nikel dan diameter center electrode rata-rata 2,5

mm. Jarak tempuh busi standar sampai sekitar 20.000 Km, ketika kondisi

pembakaran normal dan tak dipengaruhi oleh faktor lain macam oli mesin dan

16

konsumsi BBM yang berlebihan efek peningkatan spek karburasi. Busi ini

bawaan motor setiap diluncurkan dari pabrikan.

Gambar 2.5 Busi Standar

2) Busi Platinum

Kemampuan pengapian yang telah dijelaskan juga berlaku untuk busi

dengan ujung elektroda platinum. Ujung elektroda tengah dan elektroda masa

dilapisi dengan lapisan platinum untuk memperpanjang umur busi. Tipe busi ini

sudah beredar dan sering digunakan meskipun harganya lebih mahal.

Perbedaannya dengan busi biasa yaitu sebagai berikut:

1) Untuk menyempurnakan kemampuan pengapian, maka diameter

elektroda tengahnya diperkecil sampai 1,1 mm (busi biasa diameter

elektrodanya 2,5 mm), dan celah elektroda busi dengan platinum adalah

1,1 mm.

17

2) Ujung elektroda dilapisi dengan platinum untuk mengurangi keausan

elektroda, hal ini membuat waktu pemeriksaan dan penyetelan celah

elektroda menjadi semakin lama, sampai 100.000 Km.

3) Lebar bidang rata bagian segi enamnya diperkecil dari 20,6 mm pada

busi biasa, menjadi 16 mm (busi platinum) dengan tujuan untuk

mengurangi berat dan ukurannya serta meningkatkan pendinginan busi.

4) Untuk mempermudah membedakan busi ini dengan busi biasa tanpa

membukanya dari mesin, maka busi platinum biasanya ditandai dengan 3 -

5 garis biru tua atau merah mengelilingi insulatornya.

Gambar 2.6 Busi Platinum

3) Busi Iridium

Ciri khasnya ujung elektroda terbuat dari nikel dan center elektroda dari

iridium alloy warna platinum buram. Diameter center elektroda 0,6 0,8 mm.

Jarak tempuh busi sekitar 50.000 sampai 70.000 Km, berumur lama cocok buat

mesin motor besar diatas 150 cc. Bisa dikatakan semi kompetisi, biasa diaplikasi

buat mesin non standar.

18

4) Busi Racing

Busi yang tahan terhadap kompresi tinggi, serta temperatur mesin yang

tinggi. Dipersiapkan untuk mampu mengimbangi pemakaian full throttle dan

deceleration. Busi racing tidak sama dengan busi Iridium. Diameter center

elektroda pun relatif kecil meruncing macam jarum. Jarak tempuh busi juga relatif

pendek di 20.000 30.000 Km, untuk putaran mesin tinggi diatas 6000 rpm pada

temperatur mesin yang tinggi.

5) Busi dengan Pengeluaran Percikan dari Dua Sisi atau ke Bodi (Semi

Surface Discharge Plugs)

Busi tipe ini dirancang agar lintasan percikan bunga api yang terjadi

melompat ke sisi elektroda atau langsung ke bodi. Hal ini akan membantu

menjaga busi tetap bersih karena percikannya efektif mampu membakar setiap

deposit (endapan) karbon.

Dengan menggunakan elektroda negatif yang berada di sisi bisa membantu

membakar campuran bensin dan udara lebih sempurna karena ujung elektroda

tengah tidak tertutup elektroda negatif tersebut.

Gambar 2.7 Busi dengan Pengeluaran Percikan dari Dua Sisi atau ke Bodi.

19

6) Busi dengan Elektroda yang Menonjol (Projected Nose Type)

Busi dengan elektroda yang menonjol maksudnya adalah busi dengan

ujung elektroda tengah dan ujung insulator sama-sama menonjol keluar. Suhu

elektroda akan lebih cepat naik dibanding tipe busi standar karena busi tipe ini

menonjol ke ruang bakar, sehingga dapat membantu menjaga busi tetap bersih.

Selain itu, pada putaran mesin yang tinggi, efek pendinginan yang datang

dari campuran bahan bakar (bensin) dan udara akan meningkat, sehingga dapat

juga membantu menjaga busi beroperasi dalam suhu kerjanya. Hal ini akan

mempunyai kecenderungan mengurangi pre-ignition. Busi tipe ini cocok untuk

mesin-mesin modern namun tertentu saja. Oleh karena itu,hindari penggunaan

busi tipe ini pada mesin yang tidak direkomendasikan karena dapat menyebabkan

gangguan pada katup maupun piston serta kerusakan mesin.

Gambar 2.8 Busi dengan Elektroda yang Menonjol

7) Busi Resistor

Logo R dengan font miring banyak yang mengira artinya racing. sebenarnya R

20

itu artinya resistor. Busi ini dipakai untuk melindungi perangkat elektronik digital,

berupa speedometer, indikator pada kendaraan yang memakainya, terhadap

pengaruh gelombang radio dan sejenisnya. Maka, busi ber-kode R pada busi mesti

diingat, sebagai perlindungan perangkat elektronik digital motor.

Gambar 2.9 Busi Resistor

2.2.3.4 Cara Penyetelan Busi

Bila celah elektroda busi lebih besar, bunga api akan menjadi sulit melompat dan

tegangan sekunder yang diperlukan untuk itu akan naik. Bila elektroda busi telah

aus, berarti celahnya bertambah, loncatan bunga api menjadi lebih sulit sehingga

akan menyebabkan terjadinya kesalahan pengapian.

Gambar 2.10 Celah Busi

21

Celah elektroda untuk sepeda motor (tanda panah pada gambar di samping)

biasanya 0,6 - 0,7 mm (untuk lebih jelasnya lihat buku manual atau katalog busi)

Gambar 2.11 Celah Busi Rapat

Gambar di atas adalah celah elektroda yang terlalu kecil. Hal ini akan berakibat;

bunga api lemah, elektroda cepat kotor, khususnya pada mesin 2 langkah (two

stroke).

Gambar 2.12 Celah Busi Terlalu Renggang

Gambar di atas adalah celah elektroda yang terlalu besar. Hal ini akan berakibat

kebutuhan tegangan untuk meloncatkan bunga api lebih tinggi. Isolator-isolator

22

bagian tegangan tinggi cepat rusak karena dibebani tegangan pengapian yang luar

biasa tingginya.

Jika sistem pengapian tidak dapat memenuhi kebutuhan tersebut, mesin mulai

hidup tersendat-sendat pada beban penuh. Selain itu, celah busi yang terlalu besar

juga bisa menyebabkan mesin agak sulit dihidupkan.

2.2.3.5 Cara Penelitian

Pelaksanaan penelitian diawali dengan pengadaan benda uji, kemudian

memeriksa sistem bahan bakar, sistem penyalaan pada motor dan memasang busi

yang akan digunakan untuk penelitian. Setelah tahap awal selesai, maka

dilakukan penelitian dengan kerenggangan standar yaitu celah elektroda busi 0,6

mm.

Dengan variasi putaran mesin 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm,

7000 rpm da n 8000 rpm, serta daya untuk celah elektroda busi 0,6 mm, maka

dilakukan pengujian lagi untuk celah elektroda busi 0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm

dengan variasi putaran yang sama.

2.2.4 Proses Pembakaran

Suatu motor menghasilkan tenaga termis dengan pembakaran bahan bakar

(energi kimia) dalam silinder kerja. Oleh karena itu gas pembakaran mendapat

temperatur tinggi sehingga terjadilah tekanan yang tinggi dalam silinder. Gas

pembakaran ini akan berekspansi sehingga dapat melakukan kerja mekanik pada

poros engkol. Secara umum pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia/

23

persenyawaan kimia yang cepat dari unsur-unsur dalam bahan bakar dengan

oksigen dari udara, yang diikuti bangkitnya panas dan pada umumya akan

muncul api, sehingga menaikkan suhu dan tekanan didalam silinder dengan

persamaan:

CHO + ( + 4 - 2)(O2 + 3,76N2) CO2 +

2H2O + ( +

4 - /2)3,76N2

2.2.5 Unjuk Kerja Motor Bakar

Baik tidaknya suatu desain motor bakar dapat diliat melalui unjuk kerja

mesin (perfomance) yang dihasilkan. Demikian juga untuk sebuah penelitian,

diharapkan dengan dilakukannya sebuah penelitian akan diketahui analisa dari

desain dari motor bakar dengan hasil konsumsi bahan bakar yang efisien dan

performance lebih tinggi.

Adapun parameter-parameter dari unjuk kerja tersebut adalah:

2.2.5.1 Torsi

Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk memberikan gaya tangensial

yang berguna untuk menghasilkan kerja. Torsi biasanya dilambangkan dengan T

yang mempunyai satuan N.M. (SI). Torsi mesin diukur dengan water brake

dinamometer, yaitu melihat beban yang ditunjukkan dari timbangan kemudian

dikalikan dengan lengan. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut:

Torsi (T)= F.L= M.G.L

Dimana:

T : Momen torsi (Nm)

M: Massa yang terukur dalam dynamometer (kg)

24

G : Percepatan gravitasi (m/s2)

L : Panjang lengan pada dynamometer (m)

2.2.5.2 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik (spesific fuel cosumption) adalah

merupakan parameter yang biasa digunakan pada motor pembakaran dalam untuk

menggambarkan pemakain bahan bakar. Spesific fuel cosumption didefinisikan

sebagai perbandingan antara laju aliran bahan bakar terhadap daya yang

dihasilkan (output). Dapat pula dikatakan bahwa spesifik fuel cosumption (SFC)

menyatakan seberapa efisien bahan bakar yang disuplai kemesin untuk dijadikan

daya output. Satuan dalam sistem internasional (SI) adalah Kg/kwh.

SFC disebut juga brake spesific fuel cosumption (BSFC) jika

menggunakan brake horse power. Nilai SFC yang rendah sangat diinginkan untuk

mencapai efisiensi bahan bakar. Brake Specific Fuel Cosumption (BSFC) juga

merupakan suatu parameter yang tepat untuk membandingkan kinerja mesin.

Besarnya jumlah kilogram bahan bakar yang dibutuhkan mesin setiap jam untuk

menghasilkan daya efektif sebesar 1 HP. Pemakaian konsumsi bahan bakar

spesifik dapat dirumuskan dengan:

Sfc = mfP

(kg/kW.hr)

b . 3600 t 1000

Keterangan:

mf : konsumsi bahan bakar (kg/h)

P : Daya (kw)

xbb (kg/h) mf =

25

b : volume buret yang dipakai dalam pengujian (cc)

t : waktu yang diperlukan untuk mengosongkan buret (s)

bb : massa jenis bahan bakar (kg/l)

2.2.5.3 Daya

Daya adalah kerja yang dihasilkan per satuan waktu (Arismunandar, 1988,

motor bakar torak, penerbit ITB, Bandung). Merupakan ukuran kemampuan

suatu motor untuk menghasilkan kerja berguna per satuan waktu yang

dinyatakan dalam horse power (hp) dan dirumuskan sebagai berikut:

P = 2...6000

Dimana:

P = Daya mesin (kw)

n = Putaran mesin (rpm)

T = Torsi (nm)

26

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian

Penelitian dan pengujian dilakukan di Mototech Jogja dengan

menggunakan dyanamometer atau dynotest. Penelitian ini dibantu oleh instruktur

dari Mototech Yogyakarta yang menguasai pengoperasian alat yang sesuai SOP

(Standart Operation Prosedure).

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan Penelitian

Bahan penelitian adalah Biopremium E10, yaitu terdiri atas campuran :

Bahan bakar premium : 90% Etanol : 10%

3.2.2 Alat Penelitian

Adapun komponen-komponen alat pengujian tersebut adalah sebagai berikut:

1. Sepeda Motor

Mesin uji yang digunakan adalah sepeda motor jenis motor bensin 4 langkah

merk Yamaha Mio-J tahun 2012. Berikut gambar motor beserta spesifikasinya.

Gambar 3.1 Sepeda Motor Mio-J

Spesifikasi Yamaha Mio-J tahun 2012

Jarak sumbu roda : 1.240 mm Berat kosong : 90 kg Tipe rangka : Steel tube underbone Tipe suspensi depan : Teleskopik fork Tipe suspensi belakang : Unit swing dan peredam kejut Ukuran ban depan : 70/90-14M/C 34P Ukuran ban belakang : 80/90-14M/C 40p Rem depan : Cakram tunggal Rem belakang : Tromol Kapasitas tangki bahan bakar : 3,7 liter Tipe mesin : 4 langkah, SOHC, pendingin udara Diameter x langkah : 50 x 50 mm Volume langkah : 115 cc Daya maksimum : 7,3 PS/8.000 rpm Torsi maksimum : 0,74 kgf.m/6.000 rpm Kapasitas minyak pelumas mesin : 0,80 liter pada penggantian periodic Kopling Otomatis : V-belt Otomatis Transmisi : V-belt Otomatis Perbandingan putaran otomatis : 2.399 0.829 : 1 Busi : ND U20FS, U22FS-U ; NGK

C6HSA, C7HSA Sistem pengapian : TIC (Transistor Control Ignition)

28

2. Dynotest

Dynotest adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi sebuah mesin.

Gambar 3.2 Letak pengujian dynotest

Spesifikasi Dynotest yang digunakan sebagai alat penelitian adalah sebagai

berikut:

Merk : Sportdyno V3.3 Seri model : SD 325 Dimensi (p x l x t) : 2110 x 1000 x 800 mm Berat : 400 kg Wheelbase : 850 1850 mm Daya maksimum : 200 Hp (147 kW) Kecepatan maksimum : 300 km/h Beban maksimum : 450 kg Diameter roller : 300 mm Berat roller : 190 kg Panjang roller : 200 mm Roller inertia : 1,446 kg m Standar dynamometer : ISO 1585

29

3. Tachometer

Tachometer adalah alat untuk mengukur putaran mesin. Yaitu dengan cara

dipasangkan kabel pengukur putaran mesin pada kabel tegangan busi yang

terpasang pada motor.

Gambar 3.3 Tachometer

4. Burret

Burret adalah alat untuk mengukur volume bahan bakar. Yaitu digunakan

untuk mengetahui pemakaian bahan bakar yang digunakan.

Gambar 3.4 Burret

30

5. Stopwatch

Stopwatch adalah alat untuk menghitung berapa lama waktu yang

dibutuhkan. Yaitu untuk menghitung waktu konsumsi bahan bakar yang

dibutuhkan selama 30 detik dengan daya 6000 rpm.

Gambar 3.5 Stopwatch

6. Fuel valve

Fuel valve adalah alat untuk mengatur bahan bakar. Yaitu digunakan untuk

membuang sisa bensin yang ada didalam tanki motor.

Gambar 3.6 Fuel Valve

31

7. Tire Pressure Gauge

Tire Pressure Gauge adalah alat untuk mengukur tekanan udara. Yaitu

untuk mengukur tekanan udara pada kedua ban motor pada saat akan diujikan.

Gambar 3.7 Tire Pressure Gauge

8. Thermometer

Thermometer adalah alat untuk mengukur suhu. Yaitu untuk mengukur

suhu didalam ruangan yang dipakai untuk menguji peforma motor.

Gambar 3.8 Thermometer

32

9. Fiiler Gauge

Adalah alat yang digunakan untuk mengatur celah busi.

Gambar 3.9 Fiiler Gauge

3.3 Skema Alat Pengujian

Adapun skema alat pengujian untuk performance motor adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.10 Skema pengujian performance motor

Engine

Water brake

dynotest

Computer dynotest

Tachometer

33

Adapun langkah-langkah pengujian sebagai berikut:

a. Pengecekan ruang dynotest dan perlengkapan lain dalam keadaan siap.

b. Pastikan kendaraan dapat terikat dengan baik dan aman pada rangka

dynotest.

c. Pasangkan kabel pengukur putaran mesin pada kabel tegangan busi yang

terpasang pada motor.

d. Pastikan putaran ban belakang tepat diatas alat pengukur roller yang

terdapat pada dynotest.

e. Apabila kendaraan dalam keadaan siap, hidupkan kendaraan dan buka gas

secara teratur atau stationer, untuk memastikan motor dalam keadaan

stabil.

f. Apabila kendaraan sudah layak dalam pengambilan data, maka pengemudi

berada diatas kendaraan tersebut dan mengikuti panduan yang diberikan

oleh instruktur mekanik dynotest. Apabila sudah ada kata siap dari

instruktur, maka pengemudi mengoperasikan kendaraan tersebut sesuai

dengan pedoman yang telah diberikan sebelumnya yaitu menghidupkan

mesin motor dan stabilkan rpm mesin pada putaran 3000 rpm kemudian

tarik gas satu putaran penuh dan dilepaskan. Disaat bersamaan operator

dynotest merekam data daya dan torsi menggunakan software computer

dynotest. Pengoperasian tersebut dilakukan secara berulang-ulang sampai

mendapatkan hasil rata-rata dalam pengaruh campuran bahan bakar

tersebut dan masing-masing pengujian tersebut diambil hasil rata-rata

untuk mendapatkan hasil data yang terbaik.

34

g. Instruktur dan pengoperasian kendaraan di atas dynotest saling

ketergantungan dan bekerja sama dengan baik agar mendapatkan data

yang benar-benar valid.

3.4 Diagram Alir (flow chart) Penelitian

Gambar 3.11 Diagram Alir (Flow Chart) Penelitian

Persiapan Peralatan Uji Mesin Uji Dynotest Fiiler Gauge Tachometer Burret

Persiapan campuran bahan bakar yang akan diujikan

Setting alat uji

Pengambilan Data Meliputi: Daya Torsi

Analisa dan Pengolahan Data hasil pengujian

Pengujian

SELESAI

MULAI

Hasil Pengujian

35

3.5 Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir

Tabel 3.1 Time Schedule Pelaksanaan Tugas Akhir

No

Jenis Kegiatan

Bulan

1 2 3 4

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Pengajuan Judul

2 Seminar Tugas Akhir

3 Pengumpulan Data dan Analisa Data

4 Penyusunan Tugas Akhir

5 Ujian TA

6 Revisi

7 Penjilidan Laporan TA

36

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

Dengan tujuan untuk mendapatkan data mengenai daya, torsi, dan sfc. Maka

dilakukanlah eksperimen pengujian dengan menggunakan alat uji dynotest yang

dilakukan di Mototech Yogyakarta pada motor 4 langkah dengan spesifikasi Yamaha

Mio-J tahun pembuatan 2012. Dengan menggunakan campuran bahan bakar premium

90% berbanding dengan etanol 10% dan melakukan variasi pada celah busi dengan

kerenggangan 0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm. Sedangkan data hasil pengujian bisa

dilihat di Tabel 4.1. Pengujian dilakukan kurang lebih antara jam 10.00 s.d. 12.00

wib.

Temperatur ruangan : 31,8 C

Kelembaban : 68 %

4.2 Pembahasan

4.2.1 Daya

Daya adalah kerja yang dihasilkan per satuan waktu (Arismunandar, 1988).

Merupakan ukuran kemampuan suatu motor untuk menghasilkan kerja berguna per

satuan waktu yang dinyatakan dalam horse power (HP).

Tabel 4.1 Data hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi Celah Busi

Celah Busi (mm)

Putaran (rpm)

0,5 0,6 0,7

Daya (HP) 3000 5,5 5 5,1 4000 6,4 5,6 6,3 5000 6,9 6,6 7 6000 7 6,9 7,3 7000 6,5 6,5 7 8000 6 6,2 6,4

Setelah dilakukan pengujian dynotest pada motor 4 langkah dengan

menggunakan bahan bakar campuran premium 90% dengan etanol 10% (E10),

kemudian dilakukan eksperimen variasi celah busi 0,5 mm daya puncak yang

dihasilkan adalah 7,0 HP pada 5527 rpm, untuk variasi celah busi 0,6 mm daya

puncak yang dihasilkan 6,9 HP pada 6109 rpm, dan untuk variasi celah busi 0,7 mm

daya puncak yang dihasilkan 7,4 HP pada 5723 rpm. Jadi dari eksperimen pengujian

dari campuran premium 90% dan etanol 10% (E10) dengan putaran mesin 3000 rpm

sampai 8000 rpm, maka didapatkan hasil maksimal terdapat pada variasi celah busi

0,7 mm sebesar 7,4 HP pada 5723 rpm.

Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa dari hasil eksperimen pengujian

dynotest untuk mengetahi berapa daya yang dihasilkan dari campuan premium 90%

dan etanol 10% (E10), didapatkan hasil daya maksimal adalah 7,4 HP pada 5723 rpm

dengan variasi celah busi 0,7 mm.

38

Hasil pengujian bisa dilihat di data hasil pengujian pada Tabel 4.1 dan sudah

dibuktikan sesuai dengan Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada

Variasi Celah Busi seperti pada Gambar 4.1

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi Celah Busi

39

Dari grafik diatas bisa dijelaskan bahwa dari hasil pengujian pada celah busi

0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm menunjukkan putaran mesin paling stabil terdapat pada

variasi celah busi 0,7 mm dan mendapatkan daya terukur paling baik sebesar 7,4 HP.

4.2.2. Torsi

Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk memberikan gaya tangensial

yang berguna untuk menghasilkan kerja. Torsi biasanya dilambangkan dengan T yang

mempunyai satuan N.M. (SI). Torsi mesin diukur dengan water brake dinamometer,

yaitu melihat beban yang ditunjukkan dari timbangan kemudian dikalikan dengan

lengan.

Tabel 4.2 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi Celah Busi

Celah Busi (mm)

Putaran (rpm)

0,5 0,6 0,7

Torsi (NM) 3000 13,21 6,34 12,22 4000 11,34 10 11,32 5000 9,73 9,41 9,96 6000 8,21 8,14 8,61 7000 6,55 6,57 7,03 8000 5,29 5,48 5,67

Sekaligus selain mendapatkan hasil untuk daya dilakukan pengujian dynotest

pada motor 4 langkah dengan menggunakan bahan bakar campuran premium 90%

dengan etanol 10% (E10) untuk mendapakan hasil torsi, kemudian juga dilakukan

eksperimen variasi celah busi 0.5 mm dan pengamatan pada putaran mesin pada 3000

40

s.d. 8000 rpm mendapatkan hasil torsi maksimal adalah 13,21 kW pada 3004 rpm,

untuk variasi celah busi 0,6 mm hasil torsi maksimal adalah 11,07 kW pada 3402

rpm, dan untuk variasi celah busi 0,7 mm hasil torsi maksimal adalah 12,26 kW pada

3118 rpm.

Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa dari hasil eksperimen pengujian

dynotest untuk mengetahui berapa torsi yang dihasilkan dari campuan premium 90%

dan etanol 10% (E10), didapatkan hasil torsi maksimal adalah 13,21 kW pada 3004

rpm dengan variasi celah busi 0,5 mm.


dibuktikan sesuai dengan Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada

Variasi Celah Busi seperti pada Gambar 4.2

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi Celah Busi

41


0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm menunjukkan torsi terbaik terdapat pada variasi celah

busi 0,7 mm dan mendapatkan torsi terukur paling baik sebesar 13,21 kW.

4.2.3. Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik (spesific fuel cosumption) adalah merupakan

parameter yang biasa digunakan pada motor pembakaran dalam untuk

menggambarkan pemakain bahan bakar. Spesific fuel cosumption didefinisikan

sebagai perbandingan antara laju aliran bahan bakar terhadap daya yang dihasilkan

(output). Dapat pula dikatakan bahwa spesifik fuel cosumption (SFC) menyatakan

seberapa efisien bahan bakar yang disuplai ke mesin untuk dijadikan daya output.

Satuan dalam sistem internasional (SI) adalah kg/kwh.

SFC disebut juga brake spesific fuel cosumption (BSFC) jika menggunakan

brake horse power. Nilai SFC yang rendah sangat diinginkan untuk mencapai

efisiensi bahan bakar. Brake Specific Fuel Cosumption (BSFC) juga merupakan

suatu parameter yang tepat untuk membandingkan kinerja mesin. Besarnya jumlah

kilogram bahan bakar yang dibutuhkan mesin setiap jam untuk menghasilkan daya

efektif sebesar 1 HP.

42

Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption) dapat

menggunakan rumus:

Sfc =

(kg/kw.hr)

mf =

. 3600

1000 xbb (kg/h)

Keterangan:

mf = Jumlah bahan bahan bakar yang dibutuhkan (kg/h)

P = Daya (kW)

B = Volume buret yang dipakai dalam pengujian (cc)

t = Waktu yang diperlukan untuk mengosongkan buret (s)

bb = Massa jenis bahan bakar (kg/l)

Konsumsi bahan bakar spesifik terbaik adalah sebagai berikut:

Volume pengukuran: 10 ml= 0,1cc

mf =

. 3600

1000 xbb (kg/h)

= 0,130

. 3600

1000 0,72 (kg/h)

= 0,00864 (kg/h)

Data perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik:

Massa jenis bahan bakar: 0,72 kg/liter

Waktu pemakaian bahan bakar: 30 detik

43

SFC yang didapat dari daya maksimal untuk variasi celah busi 0,5 mm

Sfc =

(kg/kW.hr)

= 0,00864

7 (kg/kW.hr)

= 0,00123 (kg/kW.hr)


Sfc =

(kg/kW.hr)

= 0,008646,9 (kg/kW.hr)

= 0,00125 (kg/kW.hr)


Sfc =

(kg/kW.hr)

= 0,008647,4 (kg/kW.hr)

= 0,00117 (kg/kW.hr)

Dari perhitungan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa dari hasil

eksperimen pengujian dynotest untuk mengetahui Sfc berbanding dengan daya, maka

didapatkan hasil yaitu konsumsi bahan bakar spesifik yang paling efisien pada variasi

celah busi 0,7 mm pada Daya 7,4 HP adalah sebesar 0,00117 (kg/kW.hr)

44


dibuktikan sesuai dengan Grafik Hubungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik terhadap

Putaran dengan Variasi Celah Busi seperti pada Gambar 4.3

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian untuk Penghitungan SFC

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5,5 13,21 30 0,1 0,72 0,00864 0,00164000 6,4 11,34 30 0,1 0,72 0,00864 0,00145000 6,9 9,73 30 0,1 0,72 0,00864 0,00136000 7 8,21 30 0,1 0,72 0,00864 0,00127000 6,5 6,55 30 0,1 0,72 0,00864 0,00138000 6 5,29 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5 6,34 30 0,1 0,72 0,00864 0,00174000 5,6 10 30 0,1 0,72 0,00864 0,00155000 6,6 9,41 30 0,1 0,72 0,00864 0,00136000 6,9 8,14 30 0,1 0,72 0,00864 0,00137000 6,5 6,57 30 0,1 0,72 0,00864 0,00138000 6,2 5,48 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5,1 12,22 30 0,1 0,72 0,00864 0,00174000 6,3 11,32 30 0,1 0,72 0,00864 0,00145000 7 9,96 30 0,1 0,72 0,00864 0,00126000 7,3 8,61 30 0,1 0,72 0,00864 0,00127000 7 7,03 30 0,1 0,72 0,00864 0,00128000 6,4 5,67 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Celah busi 0,5

Celah busi 0,6

Celah busi 0,7

45

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik terhadap Putaran pada

Variasi Celah Busi


0,5 mm; 0,6 mm dan 0,7 mm menunjukkan variasi celah busi 0,7 mm mendapatkan

hasil paling efisien dalam pemakaian bahan bakar spesifik.

46

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Bedasarkan data dan analisa tentang Variasi Celah Busi terhadap Unjuk Kerja

pada Sepeda Motor Mio J 4 Langkah Berbahan Bakar Biopremium E10 ini,

Penulis dapat menyimpulkan:

a. Dengan Bahan bakar Biopremium E10 dengan Variasi celah busi 0,7 mm,

maka Daya terukur maksimal yang dihasilkan sepeda motor Mio J 4 Langkah

adalah sebesar 7,4 HP pada putaran mesin 5723 rpm.

b. Tetapi untuk Torsi maksimal yang dihasilkan dari Bahan bakar Biopremium

E10 adalah pada variasi Celah Busi 0,5 mm, yaitu didapatkan torsi sebesar

13,21 kW pada putaran mesin 3004 rpm.

c. Dan setelah dilakukan penghitungan dari data yang sudah didapatkan dari

eksperimen Variasi Celah Busi terhadap Unjuk Kerja pada Sepeda Motor Mio

J 4 Langkah Berbahan Bakar Biopremium E10, maka dari data yang sudah

terukur tersebut Variasi Celah Busi 0,7 mm adalah yang paling efisien untuk

Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) yaitu sebesar 0,00117 (kg/kW.hr)

dengan Daya 7,4 HP pada putaran 6000 rpm.

5.2 Saran

Masalah pengambilan data untuk mendapatkan data yang valid terkadang

terkendala masalah non teknis, contohnya koordinasi yang kurang antara

pengambil data (mahasiswa yang melakukan pengujian dynotest) dengan

Instruktur Mototech disaat pengetesan dynotest, sehingga maksud dan tujuan

penelitian terkadang tidak seperti yang diinginkan.

Untuk pengembangan penelitian lebih lanjut dapat dilakukan penelitian

dengan memaksimalkan koordinasi saat penelitian dengan instruktur mototech

atau meminta arahan yang lengkap sebelum melakukan pengujian seputar

pengoperasian dynotest dari instruktur sehingga didapatkan hasil valid atau

mendekati maksud dan tujuan pengambilan data.

48

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar W. 1988. Motor Bakar Torak. Bandung: ITB.

Setiyawan Atok. 2007. Pengaruh Ignition Timing dan Compression Ratio Terhadap Unjuk Kerja dan Emisi Gas Buang Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Etanol 85% dan Premium 15% (E-85%). Surabaya: ITS.

Prasetyo Devanta Bayu dan Fajar Patriayudha. 2009. Pemakaian Gasohol sebagai Bahan Bakar pada Kendaraan Bermotor. Semarang: UNDIP.

Dharmoputro Sarjono M. Eng. 2010. Buku Panduan Kuliah Mesin Konversi Energi.

Cepu: Fakultas Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Ronggolawe.

Lewerissa Yolanda J. 2011. Penelitian Dengan Menambahkan Etanol ke Bensin Untuk Mengetahui Prestasi Mesin yang Dihasilkan oleh Mesin Enduro XL. Sorong: POLITEKNIK KATOLIK SAINT PAUL.

49

Lampiran 1

Hasil pengujian campuran bensin 90% dan etanol 10% dengan celah busi 0,5 mm.

50

Lampiran 2


51

Lampiran 3


52

Lampiran 4a

Tabel 4.1 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi celah Busi.

Celah Busi (mm)

Putaran (rpm)

0,5 0,6 0,7

Daya (HP) 3000 5,5 5 5,1 4000 6,4 5,6 6,3 5000 6,9 6,6 7 6000 7 6,9 7,3 7000 6,5 6,5 7 8000 6 6,2 6,4

Lampiran 4b

Tabel 4.2 Data Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi Celah Busi.

Celah Busi (mm)

Putaran (rpm)

0,5 0,6 0,7

Torsi (NM) 3000 13,21 6,34 12,22 4000 11,34 10 11,32 5000 9,73 9,41 9,96 6000 8,21 8,14 8,61 7000 6,55 6,57 7,03 8000 5,29 5,48 5,67

53

Lampiran 4c

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian untuk Penghitungan SFC.

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5,5 13,21 30 0,1 0,72 0,00864 0,00163500 5,7 11,62 30 0,1 0,72 0,00864 0,00154000 6,4 11,34 30 0,1 0,72 0,00864 0,00144500 6,6 10,39 30 0,1 0,72 0,00864 0,00135000 6,9 9,73 30 0,1 0,72 0,00864 0,00135500 7 8,96 30 0,1 0,72 0,00864 0,00126000 7 8,21 30 0,1 0,72 0,00864 0,00126500 6,9 7,44 30 0,1 0,72 0,00864 0,00137000 6,5 6,55 30 0,1 0,72 0,00864 0,00137500 6,6 6,21 30 0,1 0,72 0,00864 0,00138000 6 5,29 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5 6,34 30 0,1 0,72 0,00864 0,00173500 5,4 10,93 30 0,1 0,72 0,00864 0,00164000 5,6 10 30 0,1 0,72 0,00864 0,00154500 6,3 9,92 30 0,1 0,72 0,00864 0,00145000 6,6 9,41 30 0,1 0,72 0,00864 0,00135500 6,7 8,68 30 0,1 0,72 0,00864 0,00136000 6,9 8,14 30 0,1 0,72 0,00864 0,00136500 6,8 7,44 30 0,1 0,72 0,00864 0,00137000 6,5 6,57 30 0,1 0,72 0,00864 0,00137500 6,6 6,18 30 0,1 0,72 0,00864 0,00138000 6,2 5,48 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Putaran (rpm) Daya (HP) torsi waktu(dt) b (cc) f (kg/l) MF (kg/h) SFC (kg/kWh)3000 5,1 12,22 30 0,1 0,72 0,00864 0,00173500 5,6 11,37 30 0,1 0,72 0,00864 0,00154000 6,3 11,32 30 0,1 0,72 0,00864 0,00144500 6,9 10,84 30 0,1 0,72 0,00864 0,00135000 7 9,96 30 0,1 0,72 0,00864 0,00125500 7,3 9,4 30 0,1 0,72 0,00864 0,00126000 7,3 8,61 30 0,1 0,72 0,00864 0,00126500 7,2 7,85 30 0,1 0,72 0,00864 0,00127000 7 7,03 30 0,1 0,72 0,00864 0,00127500 6,9 6,51 30 0,1 0,72 0,00864 0,00138000 6,4 5,67 30 0,1 0,72 0,00864 0,0014

Celah busi 0,6

Celah busi 0,7

Celah busi 0,5

54

Lampiran 5

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Daya pada Variasi Celah Busi.

55

Lampiran 6

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Putaran Mesin terhadap Torsi pada Variasi Celah Busi.

56

Lampiran 7

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik terhadap Putaran pada Variasi Celah Busi.

57

Lampiran 8a

Foto 1. Lokasi pengujian dynotest di Mototech Yogyakarta.

Lampiran 8b

Foto 2. Persiapan Kelengkapan.

58

Lampiran 8c

Foto 3. Control Room Mototech Yogyakarta.

Lampiran 8d

Foto 4. Persiapan Pengujian Dynotest.

59

Lampiran 8e

Foto 5. Arahan Instruktur sebelum Pengujian.

Lampiran 8f

Foto 6. Pengujian Dynotest 1.

60

Lampiran 8g

Foto 7. Pengujian Dynotest 2.

Lampiran 8h

Photo 8. Pengujian Dynotest 3.

61

1. COVER2. HALAMAN PENGESAHAN3. KATA PENGANTAR4. DAFTAR ISI5. DAFTAR GBR,TBL,LAMP6. Abstrak7. BAB I8. BAB II9. BAB III10. BAB IV11. BAB V12. DAFTAR PUSTAKA13. LAMPIRAN

skripsi galih

Documents