ABSTRAK

Fida. Uji Kinerja Mesin Motor Yamaha Vega R 2007 DenganBerbahan Bakar Bioethanol dari Limbah Nanas SebagaiCampuran Premium. Skripsi Program S1 PendidikanTeknik Mesin Universitas Negeri Surabaya, 2011.

Bertambahnya jumlah kendaraan bermotordiikuti semakin meningkatnya jumlah konsumsibahan bakar. Kenyataannya, ketersediaan bahanbakar minyak bumi semakin mengalami penurunan.Bahan bakar yang berasal dari minyak bumi tidakbisa diperbaharui. Untuk itu perlu adanya bahanbakar alternatif yaitu bahan bakar nabati ataubioethanol. Bioethanol diperoleh dari bahan bakulimbah nanas dengan memfermentasi karbohidratyang terkandung di dalamnya. Penggunaan bioethanolsebagai bahan bakar pada mesin pembakaran dalamdapat meningkatkan kinerja mesin.

Jenis penelitian ini adalah eksperimen,obyek penelitian adalah sepeda motor Yamaha VegaR dan bahan bakar bioethanol. Dengan menggunakanputaran mesin 3000 rpm-9500 rpm dengan jarakinterval 500 rpm. Penelitian ini menggunakanmetode pengujian rpm berubah pada beban penuh (Full Open Throttle Valve ) yang berpedoman pada standartSAE J 1349 DEC 80. Bahan bakar yang digunakan adalahE0, E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5 dan E15. Teknikanalisis yang digunakan adalah analisisdeskriptif yaitu mendeskripsikan data numericyang diperoleh, kemudian dijelaskan dalam bentukkalimat sederhana yang mudah dipahami.

i

Hasil pengujian menunjukkan bahwa, bahanbakar premium lebih baik dari pada biopremium(E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5 dan E15) dengancampuran bioethanol dari limbah nanas baik darisegi kualitas maupun kinerja mesin yangdihasilkan. Hal ini ditunjukkan dengan penurunantorsi masing-masing 12,63 %, 12,48 %, 12,48 %,12,78 %, 7,78 %, dan 10,72 % pada 5000 rpm.Penurunan daya masing-masing 7,71 %, 6,45 %,5,18 %, 5,18 %, 7,71 %, dan 3,79 % pada 7500rpm. Penurunan konsumsi bahan bakar masing-masing 25,29 %, 24,14 %, 28,74 %, 11,49 %, 27,59% dan 26,44 % pada 6000 rpm. Penurunan tekananefektif rata-rata masing-masing 10,59 %, 10,59%, 10,59 %, 10,59 %, 5,08 % dan 8,90 % pada 5000rpm.

Kata kunci : Bioethanol, Limbah Nanas, Biopremium,Kinerja Mesin.

ABSTRACT

Fida. Test Performance Machine Yamaha Vega R 2007With Fuel Bioethanol from Pineapple Waste Mixed As Premium.Thesis Mechanical Engineering Education ProgramS1 Surabaya State University, 2011.

Increasing number of vehicles followed theincreasing number of fuel consumption. In fact,the availability of petroleum fuel increasingdecline. Fuel derived from petroleum can not beupdated. So that, there is need for alternativefuels is biofuels or bioethanol. Bioethanol isobtained from pineapple waste of raw materials

ii

to ferment the carbohydrates contained therein.The use of bioethanol as a fuel in internalcombustion engines can improve engineperformance.

This type of research is an experiment,the object of research is a machine Yamaha VegaR 2007 and bioethanol fuel. By using the enginespeed 3000 rpm-9500 rpm with range of 500 rpm.This study uses a method of testing changed rpmat full load (Full Open Throttle Valve) withtransmission position top gear is based onstandard SAE J 1349 DEC 80. The fuel used is E0,E2, 5, E5, E7, 5, E10, E12, and E15. Analyticaltechniques used is descriptive analysis ofnumerical data obtained describe, and thenexplained in a simple sentence form that is easyto understand.

Test results show that, premium fuel isbetter than biopremium (E2, 5, E5, E7, 5, E10,E12, 5 and E15) with a mixture of bioethanolfrom pineapple waste in terms of both qualityand performance of the machine produced. This isindicated by a decrease of torque respectively12.63%, 12.48%, 12.48%, 12.78%, 7.78% and 10.72%at 5000 rpm. Loss of power respectively 7.71%,6.45%, 5.18%, 5.18%, 7.71%, and 3.79% at 7500rpm. Decrease in fuel consumption respectively25.29%, 24.14%, 28.74%, 11.49%, 27.59% and26.44% at 6000 rpm. Decrease in the averageeffective pressure respectively 10.59%, 10.59%,10.59%, 10.59%, 5.08% and 8.90% at 5000 rpm.

iii

Key words: Bioethanol, Pineapple Waste,Biopremium, Performance Machine.

iv

v

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Life is Lillahi Ta’ala So We Can Do ItBecause Allah Will Blessing As”

“By Gone Be By Gone (Yang Lalu BiarlahBerlalu)”

“Ketika satu pintu tertutup, pintu lainterbuka, kadang kita menyesali pintu yangtertutup tersebut terlalu lama dan tak

melihat pintu lain terbuka”“Ketika Down Ingatlah Terus Perjuangan Ibu,Karena Ibu Selalu berjuang dan Mendo’akanmu”

“Be Youre Self”

vi

Karya ini ku persembahkan untukibuku tercinta, adekku tersayang,pak dhe irfan, seluruh keluargaku,

kak ghofur, Bapak/Ibu Dosen,seluruh teman-teman di asrama danseluruh orang yang mencintaiku dan

mendukungku setiap waktu sertateman-teman yang telah membukakancakrawala dunia dan mengingatkankuakan perjuanganku. Bahwa denganmendapatkan gelar S. Pd ini akanmenghapus semua air mata ibukutercinta yang berada jauh di

negeri orang. “Miss You Mom”

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah tetaptercurah atas rahmat, hidayah dan inayahAllah SWT, akhirnya skripsi dengan judul“Uji Kinerja Mesin Motor Yamaha Vega R 2007Dengan Berbahan Bakar Bioethanol dari LimbahNanas Sebagai Campuran Premium” dapatterselesaikan.

Dalam penyusunan skripsi ini, penelitimengalami berbagai hambatan dan kendala.Namun, hal tersebut dapat dilalui karenakerja sama dan motivasi dari berbagai pihak.Oleh karena itu, peneliti mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:1. Kedua orang tua yang senantiasa

memberikan motivasi atas kesuksesan saya.2. Bapak Prof. Dr. Muklas Samani, M.Pd.

selaku Rektor Universitas NegeriSurabaya.

3. Bapak Drs. Tri Wrahatnolo, M.Pd. SelakuDekan Fakultas Teknik Universitas NegeriSurabaya.

4. Bapak Drs. Ir. I. Wayan Susila, M. T,selaku dosen pembimbing skripsi JurusanPendidikan Teknik Mesin Fakultas TeknikUniversitas Negeri Surabaya.

viii

5. Bapak Drs. Dewanto M.Pd, selaku dosenpenguji dan pembahas skripsi dan KetuaJurusan Pendidikan Teknik MesinUniversitas Negeri Surabaya.

6. Bapak Drs. Muhaji S. T., M. T, selakudosen penguji dan pembahas skripsiJurusan Pendidikan Teknik Mesin FakultasTeknik Universitas Negeri Surabaya.

7. Bapak Ir. Dwi Heru Sutjahjo, M.T., selakudosen pembimbing dalam praktikum diLaboratorium Bahan Bakar Dan PelumasJurusan Teknik Mesin Fakultas TeknikUniversitas Negeri Surabaya.

8. Bapak Duduh Abdullah, selaku kepalaLaboratorium Unit Produksi PelumasSurabaya yang telah mengijinkan untukmeneliti di Laboratorium Pertamina.

9. Bapak Jimmy dan Bapak Komar, selakukaryawan Laboratorium Unit ProduksiPelumas Surabaya yang telam membimbingdalam pemerolehan data dan penggunaanalat-alat sesuai ASTM di LaboratoriumPertamina.

10. Seluruh teman-teman yang selalumemberikan motivasi saya.

Peneliti sadar bahwa skripsi ini masihjauh dari sempurna. Seperti pepatahmengatakan tiada gading yang tak retak, untuk itupeneliti mengharapkan saran dan kritik yangkonstruktif demi kesempurnaan skripsi ini.

ix

Akhir kata peneliti mohon maaf atas segalakesalahan dan kekurangan.

Surabaya, Juni 2011

Peneliti

DAFTAR ISI

x

HalamanABSTRAK........................................................................ iABSTRCT........................................................................ iiLEMBARPERSETUJUAN............................................. iiiLEMBARPENGESAHAN.............................................. ivHALAMAN MOTTO DANPERSEMBAHAN............... vKATAPENGANTAR...................................................... viDAFTARISI.................................................................... viii DAFTARGAMBAR........................................................ xDAFTARTABEL............................................................. xi

BAB I PENDAHULUANA. Latar

Belakang................................

xi

...............................1

B. IdentifikasiMasalah....................................................

4C. Rumusan

Masalah..........................................................

5D. Batasan

Masalah.............................................................

6E. Tujuan

Penelitian............................................................

6F. Manfaat Hasil

Penelitian...............................................

61. Manfaat

teoritis.........................................................

62. Manfaat

praktis.........................................................

7

xii

BAB II KAJIAN TEORIA. Prinsip kerja motor 4

langkah......................................

8B. Proses pembakaran motor

bensin..................................

12C. Bahan bakar

premium....................................................

15D. Bioethanol..............................

......................................17

E. Biopremium................................................................

19F. Bioethanol limbah

nanas.............................................

201. Nanas.................................

...................................20

2. Karakteristik bioethanol limbahnanas..................

21

xiii

G. Parameter dalam kinerjamesin....................................

221. Torsi

(Tourque).....................................................

222. Daya

(Power)........................................................

233. Tekanan efektif rata-rata

(Bmep).....................23

4. Konsumsi bahan bakar(fc)..............................24

BAB III METODE PENELITIANA. Jenis

penelitian........................................................26

B. ObjekPenelitian......................................................26

C. VariabelPenelitian..............................

xiv

....................26

D. Waktu dan tempatpenelitian...................................27

E. Peralatan dan instrumenpenelitian..........................27

F. ProsedurPengujian..................................................30

G. Analisisdata............................................................33

H. Diagram alurpenelitian............................................34

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANA. Hasil

Penelitian.......................................................35

B. Analisis danPembahasan..............................

xv

.........381. Analisis Karakteristik Bahan

Bakar..................38

2. Analisis KinerjaMesin.....................................49a) Perubahan

torsi...........................................49

b) Perubahan dayaefektif...............................58

c) Penurunan konsumsi bahanbakar..............69

d) Penurunan tekanan efektif rata-rata............79

BAB V SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan ...............................

.................................93

B. Saran....................................................................... 94

xvi

DAFTARPUSTAKA....................................................

95LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Halaman Gambar 2.1 Langkahhisap...............................................

.

9Gambar 2.2 Langkahkompresi......................................... 10

xvii

Gambar 2.3 Langkahekspansi.......................................... 11Gambar 2.4 Langkahbuang.............................................. 12Gambar 2.5 Pembakaran sempurna udaradan bahan bakar 12Gambar 2.6 Pembakaran campuran udaradan bensin

terhadap perubahan tekanan didalam silinder 13Gambar 2.7Detonasi.......................................................... 14Gambar 2.8 Grafik detonasi motorbensin.......................... 15Gambar 2.9 Limbahnanas.................................................. 20Gambar 2.10 Hasil pengujian motor bensinpada bermacam

macam putaran dengan katup gasterbuka

penuh(r=9)..................................................... 25Gambar 3.1 Instrumenpenelitian........................................ 30

xviii

Gambar 4.1 Kadar bioethanol vs kandungantimbal........... 39Gambar 4.2 Kadar bioethanol vsdistilasi........................... 40Gambar 4.3 Kadar bioethanol vsdistilasi........................... 41Gambar 4.4 Kadar bioethanol vsdistilasi........................... 41Gambar 4.5 Kadar bioethanol vsdistilasi........................... 42Gambar 4.6 Kadar bioethanol vs reid vapourpressure...... 43Gambar 4.7 Kadar bioethanol vs getahpurwa.................... 44Gambar 4.8 Kadar bioethanol vs kandungansulfur........... 45Gambar 4.9 Kadar bioethanol vs kandunganair................ 46Gambar 4.10Kadar bioethanol vsdensitas......................... 46Gambar 4.11Hubungan antara putaran mesinterhadap torsi 50Gambar 4.12 Hubungan antara putaranmesin terhadap daya

Efektif........................................................... 60Gambar 4.13 Hubungan antara putaranmesin terhadap

xix

konsumsi bahanbakar.................................... 70Gambar 4.14 Hubungan antara putaranmesin terhadap

tekanan efektif rata-rata 81DAFTAR TABEL

Nomor Tabel HalamanTabel 1.1 Harga minyak dan gasbumi.............................

2Tabel 2.1 Spesifikasi bahan bakarpremium.................... 16Tabel 2.2 Sifat fisikethanol............................................ 18Tabel 2.3 Perbandingan sifat ethanol dangasoline.......... 21Tabel 2.4 Karakteristik bioethanol darilimbah nanas...... 22Tabel 4.1 Perbandingan spesifikasibiopremium berdasarkan

data pertamina dan hasilpenelitian.................. 35Tabel 4.2 Hasil pengujian torsi berbahanbakar premium

xx

murni (E0) dan campuran premiumdengan kadar

bioethanol dari limbah nanas (E2,5,E5, E7,5,

E10, E12,5 danE15)...................................... 36Tabel 4.3 Hasil pengujian daya berbahanbakar premium

murni (E0) dan campuran premiumdengan kadar

bioethanol dari limbah nanas (E2,5,E5, E7,5,

E10, E12,5 danE15)....................................... 37Tabel 4.4 Hasil pengujian konsumsi bahanbakar (fc)

berbahan bakar premium murni (E0)dan

campuran premium dengan kadarbioethanol dari

limbah nanas (E2,5, E5, E7,5,E10, E12,5 dan

E15)................................................................ 37Tabel 4.5 Hasil pengujian tekananefektif rata-rata berbahan

xxi

bakar premium murni (E0) dancampuran

premium dengan kadar bioethanoldari limbah

nanas (E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5dan E15)... 38Tabel 4.6 Spesifikasibiopremium.................................... 47Tabel 4.7 Perubahan torsi(T)........................................... 49Tabel 4.8 Perubahan daya efektif(Ne)............................ 59Tabel 4.9 Penurunan konsumsi bahan bakar(fc)............. 69Tabel 4.10 Penurunan tekanan efektifrata-rata............... 80

xxii