Uji Prestasi dan Emisi Terhadap Mesin Diesel Injeksi Langsung Tanpa Modifikasi dengan Penambahan Hidrogen

Oleh:Yanuandri Putrasari, Arifin Nur, Widodo Budi Santoso dan Mochamad IchwanPusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik LIPIJl. Sangkuriang 154D/21 Bandung 40135

Isi presentasiPendahuluanMetodologiHasil dan pembahasanKesimpulanUcapan terima kasih

PendahuluanLatar belakang penelitianUsaha diversifikasi sumber energi selain BBM

Usaha mengurangi pencemaran udara

PendahuluanMesin DieselTermasuk internal combustion engine yang unggul dalam hal daya, ketahanan, dan efisiensi dibanding mesin bensin.Aplikasi luas : industri, pembangkit listrik, angkutan dan kendaraan(Santoso dkk, 2003)

Menggunakan BBMMenghasilkan emisi NOx dan smoke

PendahuluanHidrogenDapat dipertimbangkan sebagai bahan bakar alternatif untuk mesin diesel karena:

Pembakaran hidrogen memiliki efisiensi termodinamik yang tinggiMenghasilkan polutan-polutan yang rendah(Kumar dkk, 2003)

PendahuluanHidrogen(Bari dan Mohammad, 2010)

SifatDieselHidrogenBerat jenis (kg/m3)8400.082Nilai Kalor (MJ/kg)42.7119.81Kecepatan Penyalaan (m/s)0.32.70Temperature Penyalaan Sendiri (oC)280585Residu Karbon (%)0.10.00

PendahuluanKajian LiteraturTemperatur nyala hidrogen sekitar 580o C perlu bahan bakar lain untuk mencapai titik nyala dengan cara kompresi (Das, 2002).Dipakai konsep dual fuel (Saravanan dkk, 2008) Pemakaian hidrogen pada mesin diesel dual fuel 25% lebih akan meningkatkan performa mesin tetapi akan menyebabkan ketukan pembakaran(Stanislaw & Karol, 2009).

PendahuluanKajian LiteraturMenggantikan kebutuhan energi bahan bakar diesel sampai dengan 30% (Gregory dkk, 2010).Penurunan NOx dengan piranti EGR (Toru dkk, 2011).

PendahuluanPermasalahan dari kajian literaturHidrogen dimasukkan melalui intake manifold secara fumigasi tanpa ada informasi jarak dan posisi saluran

Prestasi dan emisi dianalisis pada rpm 1500, metode penurunan emisi dengan penambahan piranti/konsep/modifikasi lain.

PendahuluanUsulan pada kajian iniPada kajian ini mesin tanpa modifikasi, fumigasi dilakukan dengan posisi saluran 50 cm dari pangkal intake manifold.

Analisis prestasi dilakukan pada 1500, 2000, 2500 dan 3000 rpm, analisis emisi pada prestasi tertinggi.

MetodologiSpesifikasi mesin

TipeDiesel 4 langkah, 2 katup Sistem pengisian udaraPengisian alamiahSilinder / tipe1 / VertikalVolume 667 ccDiameter x langkah100 mm x 85 mmRasio kompresi20 : 1Torsi maksimum28 Nm pada 2000 rpmDaya maksimum11 kW pada 3000 rpmSistem bahan-bakarDirect Injection

MetodologiSeting pengujian

MetodologiPengujian1500, 2000, 2500 dan 3000 rpmBeban 0,5,10, 20 dan 25 Nm.Hidrogen dimasukan intake manifold secara konstan, jarak lubang 50 cm dari pangkal.Laju 10 liter/menit dan tekanan 0.5 bar.Analisis prestasi dilakukan pada 1500, 2000, 2500 dan 3000 rpm, analisis emisi pada prestasi tertinggi 2000 rpm.

Hasil dan PembahasanIMEP

Hasil dan PembahasanDaya indikatorpenambahan hidrogen pada 2000 dan 2500 rpm daya bertambah 15% dan 5%

Hasil dan PembahasanIsfc

Hasil dan PembahasanBsfc pada 2000 rpmpola grafik sama, bsfc turun dari 22 sampai 40% dengan penambahan hydrogen

Hasil dan PembahasanBTE pada 2000 rpmpeningkatan nilai bte dari 22 hingga 40%

Hasil dan PembahasanEmisi NOx pada 2000 rpmPada 5-15 Nm NOx turun dari 762 sampai 246 ppm

Hasil dan PembahasanEmisi smoke pada 2000 rpmDengan hidrogen - smoke sangat bersih (0%) pada 0 sampi 15 Nm

KesimpulanDaya indikasi meningkat 15% - 2000 rpm dan 5% - 2500 rpm.

Konsumsi bahan bakar spesifik turun 22-40% pada 2000 rpm.

Pada pembebanan rendah 5-15 Nm 2000 rpm NOx turun dari 762 sampai 246 ppm dan kandungan smoke dari 1.7 sampai 0 %.

Ucapan terima kasihPusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik-LIPI atas pembiayaan penelitian ini melalui proyek Tematik DIPA 2011.

Bapak Ahmad Dimyani, A.Md. dan Saudara Mulia Pratama, A.MdTerima kasih kepada:

Terima kasih