bensin fix

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam bidang teknik mesin, Praktikum Dasar Mesin adalah salah

satu mata kuliah wajib di Prodi Teknik Mesin Universitas Lambung

Mangkurat, sesuai dengan kurikulum yang berlaku sejak 2007. Dengan

praktikum ini diharapkan mahasiswa memperoleh dasar-dasar

pengetahuan dan keterampilan tentang cara pengambilan data dan cara

menganalisisnya, khususnya dalam hal pengujian prestasi mesin.

Praktikum di samping sebagai tempat kerja bengkel juga dapat di

pergunakan sebagai tempat penelitian yang berguna untuk menunjang

ilmu pengetahuan dan pengembangan pembelajaran. Dalam hal ini

praktikum yang dilakukan adalah pengujian motor bensin dan motor

diesel.

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan energi

termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan cara merubah energi

kimia dari bahan bakar menjadi energi panas, dan menggunakan energi

tersebut untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari

pembakaran bahan bakar pada mesin itu sendiri. Jika ditinjau dari cara

memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan bakar), maka

motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan, yaitu motor pembakaran

luar dan motor pembakaran dalam.

Pada motor pembakaran luar, proses pembakaran bahan bakar

terjadi di luar mesin itu, sehingga untuk melaksanakan pembakaran

digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar

tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui

media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik.

Misalnya pada ketel uap dan turbin uap.

1

Sedangkan pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran

bahan bakar terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga panas dari hasil

pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya

pada turbin gas, motor bakar torak dan mesin propulasi pancar gas.

Motor bensin termasuk motor pembakaran dalam jenis spark

ignition engine (mesin dengan penyalaan busi). Pada motor bensin, yang

dihisap masuk kedalam silinder adalah campuran udara dan bahan bakar,

maka sebelum terjadi pembakaran suhu gas didalam silinder tidak boleh

terlalu tinggi. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya detonasi

dan pembakaran sendiri (self ignition). Oleh sebab itu perbandingan

kompresi pada mesin biasanya dibatasi dibawah 10.

Dari segi termodinamis, secra teoretis, siklus motor bensin adalah

siklus volume konstan, yaitu proses pemasukan kalor berlangsung pada

volume konstan. Namun dalam kenyataannya terjadi penyimpangan dari

siklus tersebut.

Perhitungan secara teori pada siklus ideal sebagaimana gambar

berikut adalah diagram tekanan-volume (P-V) siklus ideal motor 4 langkah

volume tetap (siklus Otto).

Gambar 1.1 Siklus Otto

2

0-1 Langkah isap,

1-2 Langkah pemampatan (kompresi)

2-3 Pembakaran secara cepat yang menghasilkan

pemanasan gas pada volume konstan,

3-4 Langkah ekspansi gas panas,

4-1 Turunnya tekanan secara tiba-tiba karena dibukanya

katup buang,

1-0 Langkah gas buang.

DIESEL, RUDOLF adalah insinyur Jerman yang mengembangkan

sistem pembakaran dalam. Bahan bakar yang digunakan untuk mesin ini

adalah solar. Karena berbentuk sederhana dan harganya tergolong

murah, maka mesin diesel banyak dipakai dalam bidang industri

(generator) dan otomotif (bus, truk, sedan) dan transportasi laut (kapal).

Bagian-bagian motor dapat dipisahkan menjadi dua yakni bagian

yang bergerak dan bagian yang tak bergerak. Sistem yang ada pada

sebuah motor terdiri dari sistem bahan bakar, sistem pelumasan, dan

sistem pendingin. Motor dibedakan dari proses kerjanya yaitu motor

empat langkah dan motor dua langkah. Pembakaran terjadi tanpa

penyalaan oleh busi, melainkan hanya akibat kompresi mesin saja. Bahan

bakar yang digunakan juga berbeda, yaitu bahan bakar yang mempunyai

bentuk molekul panjang sehingga sangat sensitif terhadap tekanan tinggi

dan mudah terbakar sendiri bila bercampur dengan udara tekanan tinggi.

Bahan bakar ini disebut minyak diesel atau solar. Motor bakar semacam

ini disebut sebagai mesin diesel (compression ignition engine). Mesin

ini dipatenkan pada tahun 1892, yang terdiri dari mesin diesel dengan tipe

4 langkah atau 2 langkah dengan efisiensi yang bias mencapai sekitar

40%.

Mesin diesel mengalami sebuah siklus yang terdiri dari

pemanfaatan udara di ruang bakar, injeksi bahan bakar, pembakaran,

3

pemuaian gas-gas panas (langkah tenaga), dan pembuangan sisa-sisa

gas buang. Siklus ini kemudian dimulai lagi dengan pengisian baru. Untuk

memasukan bahan bakar digunakan pompa bertekanan tinggi. Saat

penginjeksian harus tepat, demikian pula jumlah bahan bakarnya. Hal ini

yang menyebabkan komponen-komponen injektor menjadi mahal.

Gambar diagram tekanan-volume (P-V) siklus ideal motor 4

langkah tekanan tetap (siklus diesel)

Gambar 1.2 Siklus Diesel

0-1 Langkah isap,

1-2 Langkah pemampatan (kompresi)

2-3 Pembakaran yang menghasilkan pemanasan gas

pada tekanan konstan,

3-4 Langkah ekspansi gas panas,

4-1 Turunnya tekanan secara tiba-tiba karena dibukanya

katup buang,

1-0 Langkah gas buang.

Asumsi yang digunakan pada siklus diesel ini sama dengan pada

siklus Otto, kecuali langkah penambahan panas. Pada siklus diesel

langkah 2-3 merupakan penambahan panas pada tekanan konstan.

4

Perbedaan motor bensin dan motor diesel:

1. Gas yang diisap pada langkah motor bensin adalah campuran

antara bahan bakar dan udara, sedangkan pada motor diesel

adalah udara murni.

2. Bahan bakar pada motor bensin terbakar oleh loncatan bunga api

busi, sedangkan pada motor diesel oleh suhu kompresi tinggi.

3. Motor bensin menggunakan busi sedangkan motor diesel

menggunakan injektor (Nozzle)

Kelebihan dan kekurangan antar motor bensin dan motor diesel:

Kelebihan:

Getaran motor bensin lebih halus juga pada ukuran dan kapasitas

yang sama mesin motor bensin lebih ringan.

Kekurangan:

Motor bensin tidak tahan bekerja terus-menerus dalam waktu yang

lama, sedangkan diesel sebaliknya.

Motor bensin peka pada suhu yang tinggi terutama komponen

sistem pengapiannya, sedangkan motor diesel tahan bekerja pada

suhu yang tinggi.

Bahan bakar bensin harus bermutu baik kaena peka terhadap

bahan bakar, beda dengan motor diesel hamper dapat

menggunakan bahan bakar dari berbagai jenis dan mutu. Baik

motor bensin dan motor diesel keduanya bekerj dengan proses 4

tak dan 2 tak.

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tujuan percobaan

Tujuan praktikum ini adalah untuk menguji kerja motor bensin

dalam bentuk genset yang meliputi:

1. Konsumsi bahan bakar sebagai daya output

2. Konsumsi bahan bakar spesifik sebagai daya output

3. Effisiensi sebagai daya output

2.2. Landasan Teori

Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor, yaitu mesin

yang mengubah energi termal untuk melakukan kerja mekanik atau

mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Energi

diperoleh dari proses pembakaran, proses pembakaran juga mengubah

energi tersebut yang terjadi didalam dan diluar mesin kalor.

Gambar 2.1. Motor Bakar Torak

(Sumber: http://ilmuteknik-kurniatullah.blogspot.com/2009/10/siklus-motor-

bakar.html)

6

Motor bakar torak menggunakan silinder tunggal atau beberapa

silinder. Salah satu fungsi torak disini adalah sebagai pendukung

terjadinya pembakaran pada motor bakar. Tenaga panas yang dihasilkan

dari pembakaran diteruskan torak ke batang torak, kemudian diteruskan

ke poros engkol yang mana poros engkol nantinya akan diubah menjadi

gesekan putar.

Motor bakar terbagi menjadi 2 (dua) jenis utama, yaitu motor diesel

dan motor bensin. Perbedaan umum terletak pada sistem penyalaan.

Penyalaan pada motor bensin terjadi karena loncatan bunga api listrik

yang dipercikan oleh busi atau juga sering disebut juga spark ignition

engine. Sedangkan pada motor diesel penyalaan terjadi karena kompresi

yang tinggi di dalam silinder kemudian bahan bakar disemprotkan oleh

nozzle atau juga sering disebut juga Compression Ignition Engine.

2.2.1. Klasifikasi Motor Bakar

Motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua) macam. Adapun

klasifikasi motor bakar adalah sebagai berikut :

1. Berdasarkan Sistem Pembakarannya

a. Mesin pembakaran dalam

Mesin pembakaran dalam atau sering disebut sebagai

Internal Combustion Engine (ICE), yaitu dimana proses

pembakarannya berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri

sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi

sebagai fluida kerja.

b. Mesin pembakaran luar

Mesin pembakaran luar atau sering disebut sebagai

Eksternal Combustion Engine (ECE) yaitu dimana proses

pembakarannya terjadi di luar mesin, energi termal dari gas

hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin.

7

2. Berdasarkan Sistem Penyalaan

a. Motor bensin

Motor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor

tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi

menghasilkan loncatan bunga api listrik yang membakar

campuran bahan bakar dan udara karena motor ini cenderung

disebut spark ignition engine. Pembakaran bahan bakar

dengan udara ini menghasilkan daya. Di dalam siklus otto

(siklus ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai

pemasukan panas pada volume konstan.

b. Motor diesel

Motor diesel adalah motor bakar torak yang berbeda

dengan motor bensin. Proses penyalaannya bukan

menggunakan loncatan bunga api listrik. Pada waktu torak

hampir mencapai titik TMA bahan bakar disemprotkan ke dalam

ruang bakar sehingga terjadi pembakaran pada ruang bakar

pada saat udara udara dalam silinder sudah bertemperatur

tinggi. Persyaratan ini dapat terpenuhi apabila perbandingan

kompresi yang digunakan cukup tinggi, yaitu berkisar 12-25.

2.2.2. Sistem Kerja Motor Bakar

1. Motor bensin 4 langkah

Motor bensin empat langkah adalah motor yang setiap

satu kali pembakaran bahan bakar memerlukan 4 langkah dan 2

kali putaran poros engkol. Adapun prinsip kerja motor 4 langkah

dapat dilihat pada gambar 2.2.

8

Gambar 2.2. Skema Gerakan Torak 4 langkah

(Sumber: http://sparepartmotorarif.blogspot.com/2012/03/mesin-motor.html)

Langkah isap:

1. Torak bergerak dari TMA ke TMB.

2. Katup masuk terbuka, katup buang tertutup.

3. Campuran bahan bakar dengan udara yang telah tercampur

didalam karburator masuk kedalam silinder melalui katup

masuk.

4. Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertutup.

Langkah kompresi:

1. Torak bergerak dari TMB ke TMA.

2. Katup masuk dan katup buang kedua-duanya tertutup

sehingga gas yang telah diisap tidak keluar pada waktu

ditekan oleh torak yang mengakibatkan tekanan gas akan

naik.

3. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi

mengeluarkan bunga api listrik.

9

http://sparepartmotorarif.blogspot.com/2012/03/mesin-motor.html

4. Gas bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi

terbakar.

5. Akibat pembakaran bahan bakar, tekanannya akan naik

menjadi kira-kira tiga kali lipat.

Langkah kerja / ekspansi:

1. Saat ini kedua katup masih dalam keadaan tertutup.

2. Gas terbakar dengan tekanan yang tinggi akan mengembang

kemudian menekan torak turun kebawah dari TMA ke TMB.

3. Tenaga ini disalurkan melalui batang penggerak, selanjutnya

oleh poros engkol diubah menjadi gerak rotasi.

Langkah pembuangan:

1. Katup buang terbuka, katup masuk tertutup.

2. torak bergerak dari TMB ke TMA.

3. Gas sisa pembakaran terdorong oleh torak keluar melalui

katup buang.

2. Motor Bensin 2 Langkah

Motor bensin 2 langkah adalah mesin yang proses

pembakarannya lebih sederhana dari motor 4 langkah yaitu

dilakukan pada satu kali putaran poros engkol yang berakibat

dua kali langkah piston. Adapun prinsip kerja motor 2 langkah

dapat dijelaskan pada gambar 2.3.

10

Intake & Transfer Compression & Power

Gambar 2.3. Skema Gerakan Torak 2 Langkah

(Sumber: http://nanozr.co.id/article/cara-kerja-mesin-2-tak)

Langkah Isap dan Penyaluran

1. Campuran bahan bakar dan udara dihisap masuk ke dalam

rumah engkol akibat tekanan vakum yang terjadi pada saat

piston bergerak ke atas.

2. Pada saat mendekati posisi titik mati bawah (TMB), saluran

masuk terbuka dan campuran bahan bakar dan udara masuk

ke dalam silinder.

3. Pada saat yang sama masuknya campuran bahan bakar dan

udara tersebut mendorong sisa hasil pembakaran keluar

melalui saluran pengeluaran pada sisi yang berlawanan dari

lubang pemasukan.

Langkah Tekan dan Kerja

1. Selanjutnya piston bergerak ke atas dan menekan campuran

bahan bakar dan udara.

2. Pada saat yang sama terjadi langkah masuk yang berikutnya

di bagian bawah piston.

11

http://nanozr.co.id/article/cara-kerja-mesin-2-tak

3. Pada saat mendekati posisi titik mati atas busi akan menyala

dan menyundut campuran bahan bakar dan udara sehingga

terjadi ledakan yang mendorong piston ke bawah.

2.2.3. Proses Pembakaran

Secara umum pembakaran didefinisikan sebagai reaksi kimia atau

reaksi persenyawaan bahan bakar oksigen (O2) sebagai oksidan dengan

temperaturnya lebih besar dari titik nyala. Mekanisme pembakarannya

sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran

dimana atom-atom dari komponen yang dapat bereaksi dengan oksigen

yang dapat membentuk produk yang berupa gas.

Untuk memperoleh daya maksimum dari suatu operasi hendaknya

komposisi gas pembakaran dari silinder (komposisi gas hasil pembakaran)

dibuat seideal mungkin, sehingga tekanan gas hasil pembakaran bisa

maksimal menekan torak dan mengurangi terjadinya detonasi. Komposisi

bahan bakar dan udara dalam silinder akan menentukan kualitas

pembakaran dan akan berpengaruh terhadap performance mesin dan

emisi gas buang. Sebagaimana telah diketahui bahwa bahan bakar bensin

mengandung unsur-unsur karbon dan hidrogen.

Terdapat 3 (tiga) teori mengenai pembakaran hidrogen tersebut

yaitu :

a. Hidrokarbon terbakar bersama-sama dengan oksigen sebelum

karbon bergabung dengan oksigen.

b. Karbon terbakar lebih dahulu daripada hidrogen.

c. Senyawa hidrokarbon terlebih dahulu bergabung dengan oksigen

dan membentuk senyawa (hidrolisasi) yang kemudian dipecah

secara terbakar.

Dalam sebuah mesin terjadi beberapa tingkatan pembakaran yang

digambarkan dalam sebuah grafik dengan hubungan antara tekanan dan

12

perjalanan engkol. Berikut adalah gambar dari grafik tingkatan

pembakaran :

Gambar 2.4. Tingkat pembakaran dalam sebuah mesin(Sumber: http://www.asrori.com/2011/10/proses-pembakaran-pada-

mesin.html)

Proses atau tingkatan pembakaran dalam sebuah mesin terbagi

menjadi empat tingkat atau periode yang terpisah. Periode-periode

tersebut adalah :

1. Keterlambatan pembakaran (Delay Periode)

Periode pertama dimulai dari titik 1 yaitu mulai

disemprotkannya bahan bakar sampai masuk kedalam silinder, dan

berakhir pada titik 2. perjalanan ini sesuai dengan perjalanan

engkol sudut a. Selama periode ini berlangsung tidak terdapat

kenaikan tekanan yang melebihi kompresi udara yang dihasilkan

oleh torak, dan selanjutnya bahan bakar masuk terus menerus

melalui nosel.

2. Pembakaran cepat

Pada titik 2 terdapat sejumlah bahan bakar dalam ruang

bakar, yang dipecah halus dan sebagian menguap kemudian siap

13

http://www.asrori.com/2011/10/proses-pembakaran-pada-mesin.html


untuk dilakukan pembakaran. Ketika bahan bakar dinyalakan yaitu

pada titik 2, akan menyala dengan cepat yang mengakibatkan

kenaikan tekanan mendadak sampai pada titik 3 tercapai. Periode

ini sesuai dengan perjalanan sudut engkol b. yang membentuk

tingkat kedua.

3. Pembakaran Terkendali

Setelah titik 3, bahan bakar yang belum terbakar dan bahan

bakar yang masih tetap disemprotkan (diinjeksikan) terbakar pada

kecepatan yang tergantung pada kecepatan penginjeksian serta

jumlah distribusi oksigen yang masih ada dalam udara pengisian.

Periode inilah yang disebut dengan periode terkendali atau disebut

juga pembakaran sedikit demi sedikit yang akan berakhir pada titik

4 dengan berhentinya injeksi. Selama tingkat ini tekanan dapat

naik, konstan ataupun turun. Periode ini sesuai dengan pejalanan

engkol sudut c, dimana sudut c tergantung pada beban yang

dibawa beban mesin, semakin besar bebannya semakin besar c.

4. Pembakaran pasca (after burning)

Bahan bakar sisa dalam silinder ketika penginjeksian berhenti

dan akhirnya terbakar. Pada pembakaran pasca tidak terlihat pada

diagram, dikarenakan pemunduran torak mengakibatkan turunnya

tekanan meskipun panas ditimbulkan oleh pembakaran bagian

akhir bahan bakar.

Dalam pembakaran hidrokarbon yang biasa tidak akan terjadi

gejala apabila memungkinkan untuk proses hidrolisasi. Hal ini

hanya akan terjadi bila pencampuran pendahuluan antara bahan

bakar dengan udara mempunyai waktu yang cukup sehingga

memungkinkan masuknya oksigen ke dalam molekul hidrokarbon.

14

Bila oksigen dan hidrokarbon tidak bercampur dengan baik

maka terjadi proses cracking dimana akan menimbulkan asap.

Pembakaran semacam ini disebut pembakaran tidak sempurna.

Ada 2 (dua) kemungkinan yang terjadi pada pembakaran mesin

bensin, yaitu :

a. Pembakaran normal

Pembakaran normal terjadi bila bahan bakar dapat terbakar

seluruhnya pada saat dan keadaan yang dikehendaki.

Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin dimulai

pada saat terjadinya loncatan bunga api pada busi, kemudian api

membakar gas bakar yang berada di sekitarnya sehingga semua

partikelnya terbakar habis. Di dalam pembakaran normal,

pembagian nyala api terjadi merata di seluruh bagian. Pada

keadaan yang sebenarnya pembakaran bersifat komplek, yang

mana berlangsung pada beberapa phase. Dengan timbulnya

energi panas, maka tekanan dan temperatur naik secara

mendadak, sehingga piston terdorong menuju TMB.

b. Pembakaran tidak normal

Pembakaran tidak normal terjadi bila bahan bakar tidak ikut

terbakar atau tidak terbakar bersamaan pada saat dan keadaan

yang dikehendaki. Pembakaran tidak normal dapat menimbulkan

detonasi (knocking) yang memungkinkan timbulnya gangguan

dan kesulitan-kesulitan pada motor bakar bensin. Fenomena-

fenomena yang menyertai pembakaran tidak sempurna,

diantaranya :

1. Detonasi

Seperti telah diterangkan sebelumnya, pada peristiwa

pembakaran normal api menyebar keseluruh bagian ruang

bakar dengan kecepatan konstan dan busi berfungsi sebagai

15

pusat penyebaran. Dalam hal ini gas baru yang belum

terbakar terdesak oleh gas yang sudah terbakar, sehingga

tekanan dan suhunya naik sampai mencapai keadaan hampir

terbakar. Jika pada saat ini gas tadi terbakar dengan

sendirinya, maka akan timbul ledakan (detonasi) yang

menghasilkan gelombang kejutan berupa suara ketukan

(knocking noise).

2. Hal-hal yang menyebabkan terjadinya detonasi

Pada lapisan yang telah terbakar akan berekspansi.

Pada kondisi lapisan yang tidak homogen, lapisan gas tadi

akan mendesak lapisan gas lain yang belum terbakar,

sehingga tekanan dan suhunya naik. Bersamaan dengan

adanya radiasi dari ujung lidah api, lapisan gas yang terdesak

akan terbakar tiba-tiba. Peristiwa ini akan menimbulkan

letupan mengakibatkan terjadinya gelombang tekanan yang

kemudian menumbuk piston dan dinding silinder sehingga

terdengarlah suara ketukan (knocking) yaitu yang disebut

dengan detonasi. Hal-hal yang menyebabkan terjadinya

detonasi antara lain sebagai berikut :

a) Perbandingan kompresi yang tinggi, tekanan kompresi,

suhu pemanasan campuran dan suhu silinder yang tinggi.

b) Masa pengapian yang cepat.

c) Putaran mesin rendah dan penyebaran api lambat.

d) Penempatan busi dan konstruksi ruang bakar tidak tepat,

serta jarak penyebaran api terlampau jauh.

Proses terjadinya detonasi dapat ditunjukkan pada

gambar 2.5 dibawah :

16

Gambar 2.5. Proses terjadinya detonasi

(Sumber: http://www.asrori.com/2011/10/proses-pembakaran-pada-

mesin.html)

Gambar di atas menjelaskan bahwa detonasi (knocking)

terjadi karena bahan bakar terbakar sebelum waktunya. Hal ini

terjadi pada saat piston belum mencapai posisi pembakaran,

tetapi bahan bakar telah terbakar lebih dahulu.

2.2.4. Bahan Bakar

Bahan bakar (fuel) adalah segala sesuatu yang dapat terbakar

misalnya: kertas, kain, batubara, minyak tanah, bensin, dan sebagainya.

Untuk melalukan pembakaran diperlukan 3 (tiga) unsur, yaitu :

a. Bahan bakar

b. Udara

c. Suhu untuk memulai pembakaran

Kriteria utama yang harus dipenuhi bahan bakar yang akan

digunakan dalam motor bakar adalah sebagai berikut:

a. Proses pembakaran bahan bakar dalam silinder harus secepat

mungkin dan panas yang dihasilkan harus tinggi.

b. Bahan bakar yang digunakan harus tidak meninggalkan endapan

atau deposit setelah pembakaran karena akan menyebabkan

kerusakan pada dinding silinder.

17



c. Gas sisa pembakaran harus tidak berbahaya pada saat dilepas

ke atmosfer.

2.2.5. Bahan Bakar Bensin (Premium)

Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari

penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahan atau aditif, yaitu Tetra

Ethyl Lead (TEL). Premuim mempunyai rumus empiris Ethyl Benzena

(C8H18).

Premium adalah bahan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat

adanya zat pewarna tambahan. Premium pada umumnya digunakan

untuk bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil,

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

gasoline atau petrol dengan angka oktan adalah 88, dan mempunyai titik

didih 300C-2000C. Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bensin

premium adalah sebagai berikut:

2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O

Pembakaran diatas diasumsikan semua bensin terbakar dengan

sempurna. Komposisi bahan bakar bensin, yaitu :

a. Bensin (gasoline) C8H18

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

c. Pada suhu 400 bensin menguap 30-65%

d. Pada suhu 1000 bensin menguap 80-90%

(Sumber: Encyclopedia Of Chemical Technologi, Third Edition, 1981:

399).

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

18

d) Titik beku

e) Titik nyala

f) Berat jenis

2.3. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah: generator

set, bola lampu dan berbagai peralatan ukur yang disusun dalam panel.

1. Generator set yang digunakan memiliki spesifikasi:

Merk : KRISBOW GENERATOR

Tipe : gasoline Generator 2,7 Kw

No. Seri : 09110360314

Kode Barang : KW – 26 - 03

Daya Output Max : 2,7 KW

Daya Penggerak Generator : 6,5 HP

Bahan Bakar : Gasoline

Voltase Generator : 220 Volt

2. Bola lampu yang digunakan sebanyak 7 buah dengan daya

masing-masing 200 Watt dan tegangan 220 Volt.

3. Busi yang digunakan yaitu merek NGK BP5ES.

4. Peralatan ukur yang digunakan: Multitester, gelas ukur, stop-

watch dan tachometer.

19

Gambar 2.6. Skema alat yang digunakan dalam praktikum motor bensin

Keterangan:

1. Lampu

2. Saklar

3. Ampere meter

4. Volt meter

5. Handle (saklar pemutus)

6. Gelas ukur

7. Filter bahan bakar

8. Generator

20

2.4. Prosedur Percobaan

a. Pemeriksaan awal

1. Pemeriksaan bahan bakar di dalam gelas ukur, tambahkan

bahan bakar bilamana diperlukan.

2. Periksa alat-alat ukur, yaitu voltmeter, amperemeter,

laporkan ke petugas bilamana terjadi kerusakan.

3. Periksa lampu-lampu beban.

b. Prosedur pengambilan data

1. Isi gelas ukur besar dengan bensin murni.

2. Matikan semua saklar lampu beban.

3. Hidupkan generator set.

4. Tunggu beberapa saat (kira-kira 5 menit), agar mesin panas.

5. Hidupkan stopwatch.

6. Catat kuat arus, tegangan dan putaran genset.

7. Tunggu hingga bahan bakar di dalam gelas ukur turun

sampai 1 strip (10 cc).

8. Matikan stopwatch, catat penunjukan waktu di stopwatch.

9. Ulangi langkah 5 s/d 8 sebanyak 3 kali.

10. Tutup saklar beban.

11. Tunggu beberapa saat hingga putaran stabil.

12. Lakukan prosedur seperti pada langkah 5 s/d 8.

13. Lakukan prosedur seperti pada langkah 10 s/d 12 dengan

berturut-turut menutup 2 s/d 10 saklar.

14. Ulangi lagi langkah percobaan di atas dengan beban mulai 7

lampu sampai tak berbeban.

15. Bila telah selesai, matikan mesin dan kosongkan gelas ukur.

16. Catat data percobaan dengan format seperti pada lampiran.

21

BAB III

HASIL PENGUJIAN

3.1. Hasil Percobaan

Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian Mesin Bensin

Jumlah BebanLampu

Arus Listrik(Ampere)

Tegangan(Volt)

Waktu(Sekon)

Putaran(rpm)

0

0 223 243,91 3163

0 223 243,91 3159

0 223 243,91 3160

10,97 224 267 3153

0,97 224 267 3149

0,97 224 267 3152

1.85 223 249,57 3145

2 1,84 223 249,57 3142

1,85 223 249,57 3144

2,75 223 241,85 3133

3 2,75 223 241,85 3135

2,75 223 241,85 3132

3,65 222 213,28 3122

4 3,65 223 213,28 3119

3,65 223 213,28 3118

4,49 222 240,41 3103

5 4,5 222 240,41 3095

4,5 222 240,41 3090

5,33 221 190,96 3087

6 5,33 221 190,96 3083

5,34 221 190,96 3074

6,18 221 170,74 3060

7 6,18 221 170,74 3061

6,18 221 170,74 3053

22

3.2. Analisis Data

Perhitungan Besaran-Besaran dan Konstanta

Daya Output adalah daya yang dihasilkan oleh generator, dicari

dengan persamaan:

Pout = E x I (watt) ....................................................................(4-1)

Dengan:

E : tegangan listrik generator (volt)

I : kuat arus (ampere)

Daya input adalah daya yang dihasilkan dari pembakaran bahan

bakar, dicari dengan persamaan:

Pin = QbρbCb (watt) ..................................................................(4-2)

Dengan:

Qb : debit aliran bensin (m3/s)

ρb : massa jenis bensin (750 kg/m3)

Cb : nilai kalor bensin (40.000.000 J/kg)

Debit aliran bahan bakar dicari berdasarkan waktu yang

diperlukan untuk pemakaian bahan bakar sebanyak 10 cc pada gelas

ukur, atau:

Q b= 25∆ t

10-6 m3

s……………………………………………...…(4-3)

Atau,

Q b= 25∆ t

cm3

s…………………………………………….……...(4-4)

Dengan ∆t adalah waktu yang diperlukan untuk penurunan 10 cc

bahan bakar per sekon.

Efisiensi dicari dengan persamaan:

η = Pout

P in

…………………………………………………………… (4-5)

23

Konsumsi bahan bakar:

SFC = Q b

Pout

cm3 /J………………………………………………(4-6)

Dengan:

Qb : debit aliran bahan bakar (cm3/s)

3.3.Hasil Pengolahan Data

Untuk Beban Lampu 0

Jumlah beban

lampu

Arus listrik

(ampere)

Tegangan

(volt)

Waktu

(sekon)

Putaran

(rpm)

0

0 223 243,91 3163

0 223 243,91 3159

0 223 243,91 3160

Diketahui : waktu rata-rata = trata-rata = 243,91 sekon

Kuat arus listrik rata-rata = Irata-rata = 0 ampere

Tegangan listrik generator = Erata-rata = 223 volt

Pemakaian bahan bakar yang digunakan adalah 10 cc

Ditanyakan : Daya output (Pout)

Daya input (Pin)

Efisiensi (η)

Konsumsi bahan bakar (SFC)

Jawab : Pout = E × I

Pout = 223 volt × 0 ampere

Pout = 0 watt

Q b = 50∆ t

10 -6 m3

satau Q b =

50∆ t

cm3

s

Q b = 50243,91

10-6 m3

s atau Q b =

50243,91

cm3

s

24

Q b = 2,04 .10 -7 m3

s atau Qb = 0 ,204

cm3

s

P in = Qb ×ρb × Cb

P in = 2,04 .10 -7 m3

s × 750

kgm3 × 40.000.000

Jkg

P in = 6120 watt

η = Pout

P in

η = 06120 watt

η = 0≈ 0%

SFC = Q b

Pout

cm3

J

SFC = 0 ,2040

cm3

J

SFC = ∞ ( tak terhingga )cm3

J

Perincian/detail perhitungan selanjutnya untuk beban 0 lampu

hingga 7 lampu dapat dilihat pada tabel 3.2.

25

Tabel 3.2 Hasil Perhitungan

Jumlah beban

∆PutaranMesin(rpm)

∆t ∆l ∆ECb

(J/Kg)Ρb (kg/m3)

P out(watt)

Qb(m3/s)

P ln(watt)

SFC(cm3/s)

Efisiensi(%)

0 3160,67 243,91 0 223 40.000.000 750 0 2,04 x 10−7 6120 ∞ 0

1 3151,33 267 0,97 224 40.000.000 750 217,28 1,87 x 10−7 5610 0,00086 3,87

2 3143,66 249,57 1,84 223 40.000.000 750 410,32 2 x 10−7 6010,33 0,00048 6,82

3 3133,33 241,85 2,75 223 40.000.000 750 613,25 2,06 x 10−7 6202,19 0,00033 9,88

4 3119,66 213,28 3,65 222 40.000.000 750 810,3 2,34 x 10−7 7033 0,00028 11,52

5 3096 240,41 4,5 222 40.000.000 750 999 2,07 x 10−7 6239,34 0,000207 16,01

6 3081 190,96 5,33 221 40.000.000 750 1177,93 2,61 x 10−7 7855 0,00022 14,99

7 3058 170,74 6,18 221 40.000.000 750 1365,78 2,92 x 10−7 8785 0,00021 15,5

26

3.4.Grafik

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

1.231.34

1.4 1.41 1.45

1.48

1.51.57

1.6

f(x) = 0.000225365574143492 x + 1.27231485897015R² = 0.956019673957114

Grafik Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar (Qb)dengan Daya Output (Pout)

Pout (Watt)

Qb

(x 1

0-7

m3)

27

Grafik3.1. Hubungan antara Konsumsi Bahan Bakar (Qb)dengan Daya Output (Pout)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

1

2

3

4

5

6

7

6.584

3.555

2.356

1.866

1.5461.333

1.218

1.119

f(x) = 832.852802815903 x -̂0.913925477309129R² = 0.998703889969424

Grafik Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dengan Daya Output (Pout)

Pout (Watt)

SFC

(x 1

0-5

cm3/

J)

Grafik 3.2. Hubungan Antara Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) dengan Daya Output (Pout)

28

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

00.05

0.0930000000000002

0.141

0.178 0.215

0.25 0.273

0.3f(x) = 0.000379329102249985 x^0.921577186743845R² = 0.998816456443665f(x) = 0.000208731731044008 x + 0.00929987192211412R² = 0.995514015854453

Grafik Hubungan Antara Efisiensi dengan Daya Output (Pout)

Pout (Watt)

Efisie

nsi

Grafikr 3.3. Hubungan Antara Efisiensi dengan Daya Output (Pout)

29

BAB IV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.1. Pembahasan

Percobaan kali ini adalah percobaan untuk menguji unjuk kerja

motor bensin dalam bentuk generator set dengan daya output maksimal

sebesar kurang lebih 3 kilo watt dan tegangan 220 volt.

Pengujian dilakukan untuk mengetahui konsumsi bahan bakar,

konsumsi bahan bakar spesifik, daya output, dan efisiensi dari generator

set tersebut dengan menggunakan 7 buah lampu sebagai pembebanan.

Masing-masing lampu memiliki daya 200 watt dan tegangan 220 volt.

Pengujian dilakukan sebanyak dua puluh satu kali atau tiga kali

setiap pembebanan lampu, dimulai dari tanpa beban (0 lampu) sampai

pembebanan 7 lampu. Hasilnya adalah sebagai berikut:

Untuk pembebanan 0 lampu dengan waktu (trata-rata)243,91 detik,

tegangan (Erata-rata) 223 volt, dan kuat arus (Irata-rata) 0 ampere, diperoleh

konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 2,04.10-7 m3/s, konsumsi bahan

bakar spesifik (SFC) tak terhingga,daya input (Pin) sebesar 6120 watt,

daya output (Pout) sebesar 0 watt, dan efisiensi sebesar 0.

Untuk pembebanan 1 lampu dengan waktu (trata-rata)267 detik, tegangan

(Erata-rata) 224 volt, dan kuat arus (Irata-rata) 0,97 ampere, diperoleh

konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 1,87.10-7 m3/s, konsumsi bahan

bakar spesifik (SFC) 0,00086 cm3/J,daya input (Pin) sebesar 5610 watt,

daya output (Pout) sebesar 217,28 watt, dan efisiensi sebesar 3,87 %.


tegangan (Erata-rata) 223 volt, dan kuat arus (Irata-rata) 1,84 ampere,

diperoleh konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 2 .10-7 m3/s, konsumsi

bahan bakar spesifik (SFC) 0,00048 cm3/J,daya input (Pin) sebesar

30

6010,33 watt, daya output (Pout) sebesar 410,32 watt, dan efisiensi

sebesar 6,82 %.



diperoleh konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 2,06.10-7 m3/s, konsumsi



sebesar 9,88 %.



diperoleh konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 2,34 .10-7 m3/s, konsumsi


7033 watt, daya output (Pout) sebesar 810,3 watt, dan efisiensi sebesar

11,52 %.


tegangan (Erata-rata) 222 volt, dan kuat arus (Irata-rata) 4,5 ampere, diperoleh

konsumsi bahan bakar (Qb) sebesar 2,07 .10-7 m3/s, konsumsi bahan

bakar spesifik (SFC) 0,000207 cm3/J,daya input (Pin) sebesar 6239,34

watt, daya output (Pout) sebesar 999 watt, dan efisiensi sebesar 16,01

%.






sebesar 14,99 %.





31


sebesar 15,5 %.

Dari data grafik diperoleh untuk hubungan antara konsumsi bahan

bakar (Qb) dengan daya output (Pout) terlihat bahwa semakin besar nilai Qb

maka akan semakin besar pula nilai Pout sampai pada batas yang telah

dihitung. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar bahan

bakar yang dikonsumsi generator, maka akan semakin besar juga daya

yang dihasilkan.

Untuk grafik hubungan antara efisiensi motor bensin dengan daya

output (Pout) terlihat bahwa makin besar nilai efisiensi maka akan semakin

besar pula nilai Pout, artinya nilai efisiensi berbanding lurus dengan

nilaiPoutsampai pada batas yang telah dihitung.

Sedangkan untuk grafik hubungan antara konsumsi bahan bakar

spesifik (SFC) dengan daya output (Pout) terlihat bahwa makin besar nilai

SFC maka akan semakin kecil nilai Pout, artinya nilai SFC berbanding

terbalik dengan nilaiPout sampai pada batas yang telah dihitung.

4.2. Kesimpulan

Dari praktikum ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut.

1. Semakin besar nilai konsumsi bahan bakar (Qb) maka akan

semakin besar pula nilai daya outputnya (Pout). Artinya nilai Qb

berbanding lurus dengan nilai Pout.

2. Semakin besar nilai efisiensi maka akan semakin besar pula

nilai daya outputnya (Pout), artinya nilai efisiensi berbanding

lurus dengan nilai Pout sampai pada batas yang telah dihitung.

3. Semakin besar nilai konsumsi bahan bakar spesifik (SFC)

maka akan semakin kecil nilai daya outputnya (Pout), artinya

nilai SFC berbanding terbalik dengan nilai Pout sampai pada

batas yang telah dihitung.

32

BAB V

PENUTUP

5.1. Saran

Saran untuk praktikum ini antara lain.

1. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya praktikan harus

menguasai materi praktikum.

2. Praktikan harus teliti dalam pengambilan data agar dalam

perhitungan diperoleh data yang lebih akurat.

3. Sebelum melakukan praktikum sebaiknya alat diperiksa terlebih

dahulu.

4. Berhati-hatilah saat melakukan praktikum untuk menghindari

hal-hal yang tidak diinginkan.

33

bensin fix

Documents