TUGAS AKHIR

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PEMANFAATAN OCTANE

BOOSTER GENERATOR GAS HHO DENGAN CAMPURAN

PERTALITE – ETHANOL (E10) SEBAGAI BAHAN BAKAR TERHA DAP

PERFORMA MESIN YAMAHA MIO 155 CC

Tugas Akhir ini Disusun UntukMemperoleh Gelar Sarjana

Strata Satu pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

TUNAS ADITYA PUTRA

NIM: D 200 130 137

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

ii

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR

Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Nomor..................................................... Tanggal ...................................... dengan ini : Nama : Ir. Sartono Putro, MT. Pangkat/Jabatan : Kedudukan : Pembimbing Utama memberikan Soal Tugas Akhir kepada Mahasiswa : Nama : Tunas Aditya Putra Nomor Induk : D200130 137 NIRM : - Jurusan/Semester : Teknik Mesin / Akhir Judul/Topik : Studi Eksperimental Pengaruh Pemanfaatan Octane

Booster Generator Gas HHO dengan Campuran Pertalite - Ethanol (E10) Sebagai Bahan Bakar Terhadap Performa Mesin Yamaha Mio 155 cc

Rincian Soal/Tugas : Demikian soal tugas akhir ini dibuat untuk dapat dilaksanakan sebagaimana mestinya. Keterangan : *)coret salah satu 1. Warna biru untuk Kepala Jurusan 2. Warna kuning untuk Pembimbing Utama 4. Warna putih untuk mahasiswa

Surakarta, ...................2017

Pembimbing

Ir. Sartono Putro, MT.

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir ini berjudul “Studi Eksperimental Pengaruh Pemanfaatan Octane Booster Generator Gas HHO dengan Campuran Pertalite - Ethanol (E10) Sebagai Bahan Bakar Terhadap Performa Mesin Yamaha Mio 155 cc” telah disetujui dan diajukan sebagai syarat menyelesaikan program sarjana (S1)padaJurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan Oleh :

Nama : Tunas Aditya Putra

NIM : D200 130 137

Diterima dan disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Pembimbing Utama

Ir.Sartono Putro ,MT

iv

v

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama

NIM

Fakultas/Jurusan

Judul

: Tunas Aditya Putra

: D200 130 137

: Teknik/Teknik Mesin

: Studi Eksperimental Pengaruh Pemanfaatan Octane

Booster Generator Gas HHO dengan Campuran Pertalite

- Ethanol (E10) Sebagai Bahan BakarTerhadap Performa

Mesin Yamaha Mio 155 cc

Menyatakan bahwa Skripsi atau Tugas Akhir merupakan karya tulis yang penulis buat sendiri,kecuali beberapa sumber kutipan-kutipan dan ringkasan dari beberapa sumber yang berbeda yang telah penulis cantumkan dalam karya tulis ini.Apabila dikemudian hari dapat dibuktikan bahwa karya tulis ini merupakan hasil jiplakan,maka penulis bersedia menerima sanksi sesuai peraturan yang telah dibuat.

Surakarta,...................

Penulis

Tunas Aditya Putra

vi

MOTTO

“Karena itu,ingatlah kamu kepada-Ku niscaya Aku akan ingat (pula) kepadamu,dan bersykurlah kepada-Ku,dan jangan sekali-kali kamu

mengingkari (nikmat)-Ku”

(Al-Baqarah : 152)

“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah Belas kasih sesama manusia”

(H.R Thabrani)

“Tidak ada jalan mudah dalam mencapai suatu kesuksesan,dan hanya Allah yang mampu mempermudah segala urusan”

(Penulis)

“Pengalaman adalah guru yang paling berharga ,maka nikmati sebuah

kegagalan dan belajarlah darinya maka kesuksasan akan menghampiri”

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Penulis persembahkan Tugas Akhir ini kepada:

• Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW

• Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberikan doa ,semangat,motivasi

dan dorongan demi terselesainya Tugas Akhir ini.

• Saudara dan teman terdekat yang selalu menjadi penyemangat dan

pemberi dukungan.

• Seluruh rekan-rekan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

segalarahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini dengan tepat waktu dan tanpa halangan berarti yakni dengan judul

“Studi Eksperimental Pengaruh Pemanfaatan Octane Booster GeneratorGas HHO

dengan Campuran Pertalite - Ethanol (E10) Sebagai Bahan Bakar Terhadap

Performa Mesin Yamaha Mio 155 cc”.

Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi salah satu syarat menempuh

gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Selama proses penyusunan Tugas Akhir penulis sadar bahwa banyak

hambatan dan kesulitan yang dialami.Bantuan semangat dan dorongan serta

bantuan baik materil maupun non materil tidak lepas dari jasa berbagai pihak.

Oleh karena itu, pada kesempatan ini penyusun menyampaikan ucapan terima

kasih kepada :

1. Allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat, nikmat, karunia dan

kasih sayangNya.

2. Ibu dan Bapak atas segala perhatian, doa, dan dukungan baik moral

maupun materil yang telah diberikan.

3. Bapak Ir. Sri Sunarjono,MT,Ph.D, Selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Ir. Subroto, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

5. Bapak Ir. Sartono Putro, MT. selaku pembimbing utama yang telah

memberikan kritik dan saran yang membangun dalam proses penelitian

dan penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Bapak Ir. Subroto, MT. selaku Dosen penguji Tugas Akhir.

ix

7. Bapak Ir.Tri Tjahjono,MT. selaku Dosen penguji Tugas Akhir.

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah begitu banyak

memberikan pengetahuan yang tiada ternilai,

9. Seluruh staf dan karyawan yang telah memberikan pelayanan dan fasilitas

pada dalam terwujudnya Tugas Akhir ini.

10. Seluruh Asisten Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta atas ide serta pemikiran yang diberikan dalam proses penelitian

Tugas Akhir.

11. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang telah berjasa besar dalam proses

penelitian dan penulisan Tugas Akhir.

12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih

jauh dari sempurna yang disebabkan keterbatasan penulis. Dengan lapang hati

penulis menerima masukan demi perkembangan dan kemajuan pengetahuan di

masa mendatang sekaligus demi sempurnanya Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Surakarta, .......... ............ 2017

Penulis

x

Studi Eksperimental Pengaruh Pemanfaatan Octane Booster Generator Gas HHO dengan Campuran Pertalite - Ethanol (E10) Sebagai Bahan BakarTerhadap Performa Mesin Yamaha Mio 155

cc

ABSTRAK

Bahan bakar alternatif di Indonesia jumlahnya sangat melimpah seiring menipisnya bahan bakar fosil dan tuntutan yang tinggi akan kinerja mesin dibutuhkan penelitian lebih lanjut terhadap sumber daya pengganti bahan bakar fosil atau bahan bakar alternatif yang memiliki kualitas baik.Pengunaan bahan bakar alternatif sebagai campuran bahan bakar fosil dalam meningkatkan angka oktan secara komersil sudah digunakan di beberapa negara maju.Dilakukannya penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari pemanfaatan gas Brown atau gas HHO dan campuran bahan bakar pertalite 90% - ethanol 10% (E10) terhadap performa mesin motor bensin empat langkah.Metode penelitian yang digunakan yakni metode eksperimen yang dilakukan dengan prosedur standar pengujian unjuk kerja mesin.Variabel bebas penelitian yakni dilakukan berdasar putaran mesin 2000 hingga 9000 rpm dengan flowrate gas Brown HHO8,33 ml/detik sebagai oktan booster yang diinjeksi ke intake manifold dan penggunaan campuran pertalite 90%-ethanol 10% sebagai bahan bakar.Variabel terikat adalah daya motor (Hp),torsi motor (N.m), dan konsumsi bahan bakar spesifik (KBBS).

Hasil dari pengujian menunjukkan penggunaan bahan bakar campuran pertalite 90% - ethanol 10% (E10) - gas HHO menunjukkan hasil pengujian dynotest terbaik dimana daya puncak yakni 6,13 kW meningkat (7,17%) pada rpm 6500 dan torsi 9,37 N-m meningkat (7,38%) pada rpm 6500 dibanding penggunaan bahan bakar pertalite 100%.Sedangkan konsumsi bahan bakar spesifik (KBBS) terbaik ditunjukkan oleh pengunaan bahan bakar campuran pertalite 100% - gas HHO yakni 0,057 kg/kW.jam pada rpm 6500 selisih 11.73% dibanding pengunaan bahan bakar pertalite 100%.

Kata kunci : Unjuk Kerja Motor, Pertalite ,Gasohol, Ethanol,Generator HHO

xi

ABSTRACT

Alternative fuels in Indonesia are abundant as the depletion of fossil fuels and high demands on machine performance require further research on fossil fuel replacement resources or alternative fuels that have good quality. Use of alternative fuels as a mixture of fossil fuels within Increase the commercial octane number has been used in some developed countries. This study aims to investigate the effect of utilization of Brown gas or HHO gas and 90% - ethanol 10% (E10) Pertalite fuel mixture on the performance of four-stroke gasoline engine. The research method used is experimental method which is done by standard procedure of machine performance test. The free variable of research that is done based on engine rpm from 2000 to 9000 rpm with flowrate Brown HHO gas8,33 ml/second as octane booster injected into intake manifold and use of 90% -ethanol 10 % As fuel. The bound variables are motor power (Hp), motor torque (Nm), and specific fuel consumption (KBBS).

The results of the test show that the use of 90% - ethanol blend fuel 10% ethanol (E10) - HHO gas shows the best dynotest test results where the peak power is 6.13 kW increased (7.17%) at 6500 rpm and torque 9.37 Nm Increased (7.38%) at 6500 rpm compared to 100% of the fuel consumption. While specific fuel consumption (KBBS) is best demonstrated by the use of 100% HHO-fueled 100% gasoline is 0,057 kg / kW.jam at rpm 6500 difference 11.73% compared to use of fuel of pertalite 100%. Keyword : Engine Performance, Pertalite ,Gasohol ,Ethanol ,Generator HHO

xii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ...................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv

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

MOTTO ................................................................................................................ vi

PERSEMBAHAN ................................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

ABSTRAKSI ........................................................................................................... x

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvii

DAFTAR RUMUS ........................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

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

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

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 4

1.4 Batasan Masalah............................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5

1.6 Sistematika Penulisan ...................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 7

xiii

2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................. 7

2.2 Dasar Teori ....................................................................................... 8

2.2.1 Mesin Pembakaran Dalam .................................................... 8

2.2.2 Motor Bakar Empat Langkah ............................................... 8

2.2.3 Unjuk Kerja Mesin ............................................................. 11

2.2.4 Bahan Bakar Ethanol .......................................................... 20

2.2.5 Bahan Bakar Hidrogen Oksigen HHO ............................... 24

2.2.6 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (KBBS) .......................... 30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 32

3.1 Metode Penelitian ............................................................................ 32

3.1.1Diagram Alir Penelitian .......................................................... 32

3.2 Lokasi Pengambilan Data ................................................................ 34

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 34

3.3.1 Bahan Penelitian .................................................................... 34

3.3.2 Alat Penelitian ....................................................................... 36

3.4 Prosedur Pengujian .......................................................................... 46

3.4.1 Tahapan Pengujian Daya dan Torsi ....................................... 46

3.4.2 Tahapan Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ......................... 48

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ..................................... 50

4.1 Hasil Pengujian..... .......................................................................... 50

4.1.1 Hasil Pengujian Daya dan Torsi ............................................ 50

4.1.2 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (KBBS) .. 54

xiv

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 60

5.1 Kesimpulan..... ............................................................................... 60

5.2 Saran..... .......................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Langkah Hisap .................................................................................. 9

Gambar 2.2 Langkah Kompresi ........................................................................... 9

Gambar 2.3 Langkah Kerja ................................................................................ 10

Gambar 2.4 Langkah Buang ............................................................................... 10

Gambar 2.5 Hydraulic dynamometer .................................................................. 11

Gambar 2.6 Electric Dynamometer ..................................................................... 12

Gambar 2.7 Momen Torsi ................................................................................... 12

Gambar 2.8 Keseimbangan Energi pada Motor Bakar ................................... 13

Gambar 2.9 Proses Elektrolisis Air dan NaCl ................................................... 22

Gambar 3.1 Diagram alir penelitan ................................................................... 32

Gambar 3.2 Skema Instalasi Pelaksanaan Pengujian ...................................... 33

Gambar 3.3 Etanol kadar 96% dan Pertalite .................................................... 34

Gambar 3.4 Campuran Pertalite 90% dan Ethanol 10% (E10) ...................... 35

Gambar 3.5 Silica Gel dan NaOH .....................................................................37

Gambar 3.6 Dynojet 250i ..................................................................................... 37

Gambar 3.7 Alkohol meter .................................................................................. 38

Gambar 3.8 Gelas ukur ....................................................................................... 38

Gambar 3.9 Digital Tachometer .......................................................................... 39

Gambar 3.10 Burret ............................................................................................ 40

Gambar 3.11 Stopwatch ....................................................................................... 40

Gambar 3.12 Yamaha Mio .................................................................................. 41

Gambar 3.13 Penggunaan bahan bakar ideal ................................................... 42

xvi

Gambar 3.14 Timbangan Digital ........................................................................ 43

Gambar 3.15 Las Listrik (SMAW) ..................................................................... 44

Gambar 3.16 Generator HHO dan Bubbler ...................................................... 45

Gambar 3.17 Susunan Pemasangan Plat Stainless Stell ................................... 45

Gambar 3.18 AVO meter .................................................................................... 46

Gambar 3.19 Pengujian Chasis Dynamometer .................................................. 47

Gambar 3.20 Pembacaan putaran mesin dengan tachometer .......................... 48

Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Daya Terhadap Putaran Mesin ............ 51

Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Torsi Terhadap Putaran Mesin ............ 53

Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian KBBS Terhadap Putaran Mesin .......... 58

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan sifat bahan bakar ethanol, dan bensin ..................... 23

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Daya Mesin .............................................................. 50

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Torsi Mesin ............................................................. 52

Tabel 4.3 Pengambilan Data KBB tiap 2 (dua) mililiter bahan bakar pertalite 100%....... ............................................................................................................... 54

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar .......................................... 55

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Pertalite 100% ........................ ............................................................................................. 57

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ........................... 57

xviii

DAFTAR RUMUS

Rumus 1. Daya Listrik Generator HHO ............................................................ 13

Rumus 2. Daya Listrik Generator HHO ............................................................ 14

Rumus 3. Daya Listrik Generator HHO ............................................................ 27

Rumus 4. Tegangan Listrik (Voltase) Generator HHO ................................... 28

Rumus 5. Debit dan Laju produksi gas HHO ................................................... 28

Rumus 6. Laju produksi gas Brown HHO ........................................................ 29

Rumus 7. Efisiensi generator HHO .................................................................... 29

Rumus 8. Massa Bahan Bakar ............................................................................ 30

Rumus 9. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ....................................................... 30