MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW … · MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW ....

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC

MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

BRAMANTYO GILANG K.

NIM. I0407028

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user

ii


commit to user

iii


commit to user

iv

MOTTO

“Karena sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.

Sesungguhnya bersama setiap kesulitan ada kemudahan.” (Al-

Insyirah : 5-6)

”Hidup itu sederhana. Ambillah keputusan dan jangan pernah lihat ke

belakang.” (Han. Fast and Furious : Tokyo Drift)

”Hidup adalah pilihan. Maka pilihlah dan hidupilah.” (Metal Gear

Solid)

”Kalau kamu sudah memilih jalan hidupmu maka berjuanglah dan

pastikan kamu menang karena menyerah bukan pilihan.” (Penulis)

SUMPAH KMTM

Merah Putih adalah kebanggaanku

KMTM adalah nafasku

Untukmu Bangsa dan Negeriku

Teknik Mesin Jaya


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati, segenap cinta dan kasih sayang, penulis

persembahan skripsi ini untuk:

Allah S.W.T. atas segala rezeki maupun ujian yang telah diberikan

sehingga menjadikan saya untuk selalu ikhtiar dan bersyukur kepadaMu.

Nabi Muhammad Shalallahu ‘Alaihi Wassalam sebagai manusia terbaik di

muka bumi, uswatun hasanah, penyempurna akhlak, shollawat serta salam

semoga selalu tercurah kepadanya, keluarga, sahabat, dan pengikutnya

yang istiqomah sampai akhir zaman.

Ibunda Murni Handayaningsih, Ayahanda Kusumasmoro Edy Soetjipto,

kakakku Lucky Savitri Kusumaningtyas, dan seluruh keluarga besarku

yang senantiasa memberikan do’a, semangat dan dukungan baik moral,

spiritual dan material tanpa henti.

Teman-teman Teknik Mesin Nol Tujuh (TMNT) khususnya para ”last man

standing” yang telah berjuang bersama, berbagi kebahagiaan, suka, duka,

canda, tawa dan semangat untuk terus berjuang. KALIAN LUAR

BIASA !

Generasi penerus bangsa yang menggunakan skripsi ini sebagai bahan

referensi.


commit to user

vi

ENGINE TESTING OF MOTORCYCLE 100 CC USING

DYNAMOMETER TYPE GENERATOR AC 10 KW

Bramantyo Gilang Kusumaatmaja

Mechanical Engineering Departement

Engineering Faculty Sebelas Maret University

Surakarta, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstract

This research aim to modified the 10 kW AC generator as a dynamometer.

The function of dynamometer is to determine the engine performance

characteristics that include break power, BSFC, BMEP, and thermal efficiency.

The AC generator was modified with a power supply circuit in order to control the

dynamometer’s load. Viar Super X 100 cc 4 strokes 1 cylinder engine in standard

conditions was tested with the 10 kW AC generator (generator type dynamometer)

at 1500 rpm. The tests was carried out in conditions of 2600 W maximum lamp

load with 1, 2 and 3 kg dynamometer’s load at 2500, 3000, 4000, 5000 and 6000

engine rotational speed for each load.

The results of this research showed that DC electric power is decreased

from 7.8VA to 4 VA for 1 kg load, 22 VA to 9.6 VA for 2 kg load and 61.2 VA to

22 VA for 3kg dynamometer’s load as the engine rotational speed increased. The

break power is increased from 0.22 kW to 1.927 kW and thermal efficiency is

increased from 5.86% to 21.17% as the engine rotational speed and

dynamometer’s load increased. The value of BSFC is decreased from 1.39

kg/kW.h to 0.386 kg/kW.h as the break power increased.

Keywords : BMEP, brake power, BSFC, dynamometer, thermal efficiency, 4

stroke engine


commit to user

vii

PENGUJIAN MESIN SEPEDA MOTOR 100 CC MENGGUNAKAN

DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW

Bramantyo Gilang Kusumaatmaja

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta, Indonesia

E-mail : [email protected]

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi generator AC 10 kW sehingga

dapat digunakan sebagai dinamometer. Fungsi dinamometer untuk mengetahui

karakteristik unjuk kerja mesin yang meliputi daya (break power), BSFC, BMEP

dan efisiensi termal. Generator AC dimodifikasi dengan membuat suatu rangkaian

power supply untuk mengatur pembebanan pada dinamometer sehingga dapat

menguji mesin sepeda motor. Mesin yang diuji adalah mesin motor Viar Super X

100 cc 4 tak 1 silinder kondisi standard dan menggunakan engine dynamometer

berupa generator AC (generator type dynamometer) dengan kapasitas 10 kW pada

putaran 1500 rpm. Pengujian dilakukan pada pembebanan lampu maksimum 2600

W dengan beban dinamometer 1, 2 dan 3 kg serta pada putaran mesin 2500, 3000,

4000, 5000 dan 6000 rpm pada tiap beban.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa daya listrik DC menurun dari 7,8 VA

ke 4 VA untuk beban 1 kg, 22 VA ke 9,6 VA untuk beban 2 kg dan 61,2 VA ke

22 VA untuk beban 3 kg seiring kenaikan putaran mesin. Break power meningkat

dari 0,27 kW ke 1,927 kW dan efisiensi termal dari 5,86% ke 21,17% seiring

peningkatan beban dan putaran mesin. BSFC menurun dari 1,39 kg / kW.h ke

0.386 kg / kW.h sesuai dengan peningkatan break power.

Kata kunci : BMEP, brake power, BSFC, dinamometer, efisiensi termal, mesin 4

tak.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat ALLAH SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas segala

limpahan rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan

menyelesaikan Skripsi “Pengujian Mesin Sepeda Motor 100 cc Menggunakan

Dinamometer Generator AC 10 kW” ini dengan baik.

Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyelesaian skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa

bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Oleh

karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih

yang sebesar besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam

menyelesaikan Skripsi ini, terutama kepada:

1. ALLAH SWT, atas segala limpahan nikmat dan kemudahan yang telah

diberikan.

2. Bapak Dr. Budi Santoso, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing I yang

senantiasa memberikan arahan, bimbingan, motivasi dan nasehat hingga

selesainya penulisan skripsi.

3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang

telah memberikan bimbingan dan nasehat hingga selesainya penulisan skripsi.

4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST., MKom, selaku pembimbing akademis

yang selalu memberikan motivasi dan semangat sampai memperoleh

kelulusan.

6. Seluruh Dosen serta Staf di Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah turut

mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.

7. Mas Sholihin dan mas Rahmat selaku laboran Lab. Motor bakar yang telah

banyak membantu segala kegiatan penulis di dalam lab.

8. Bapak, Ibu, kakakku tersayang, keluarga besar Hadiwiguno dan semua

keluargaku yang selalu memberikan motivasi, dukungan dan semangat

material maupun spiritual selama penyelesaian Tugas Akhir.


commit to user

ix

9. Teman-teman D3 Teknik Mesin Otomotif Muh. Subhan Mursid, Prasetya

Budianto dan Willy Artha W yang telah merancang dan membangun Engine

Test Bed.

10. Rekan-rekan KMTM (Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin), TMNT (Teknik

Mesin Nol Tujuh) last man standing dan seluruh kakak dan adik angkatan

teknik mesin UNS atas dorongan semangat dan motivasinya. Salam “ M

Solidarity FOREVER “.

11. Semua pihak yang telah memberikan bantuan moral dan spiritual hingga

terselesainya penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari

sempurna, maka kritik dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi

ini.

Semoga skripsi ini dapat berguna bagi ilmu pengetahuan dan kita semua

Amin.

Surakarta, April 2015

Penulis.


commit to user

x

DAFTAR I SI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i

HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………….ii

MOTTO…………………………………………………………………………..iv

PERSEMBAHAN…………………………………………………………………v

ABSTRAK………………………………………………………………………..vi

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

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

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

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiv

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

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

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

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

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

1.4. Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 3

1.5. Sistematika Penulisan ............................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 5

2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 5

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

2.2.1. Pengertian Dinamometer ...................................................................... 8

2.2.2. Prinsip Kerja Dinamometer .................................................................. 9

2.2.3. Jenis Dinamometer ............................................................................. 10

2.2.4. Generator ............................................................................................ 11

2.2.5. Motor Pembakaran Dalam Jenis Spark Ignition (SI engine) .............. 13

2.2.6. Perhitungan......................................................................................... 15

2.2.6.1. Unjuk Kerja Mesin ...................................................................... 15

2.2.6.2. Daya Listrik ................................................................................. 17

BAB III METODE PENELITIAN....................................................................... 19

3.1. Tempat Penelitian ................................................................................... 19


commit to user

xi

3.2. Bahan Penelitian ..................................................................................... 19

3.3. Alat Penelitian ........................................................................................ 19

3.4. Prosedur Percobaan ................................................................................ 23

3.5. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 28

BAB IV HASIL DAN ANALISIS ....................................................................... 30

4.1 Data Hasil Pengujian .............................................................................. 32

4.2 Analisis Data .......................................................................................... 33

4.2.1 Pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........................ 33

4.2.2 Pengaruh beban dinamometer terhadap BSFC ................................... 35

4.2.3 Pengaruh beban dinamometer terhadap BMEP .................................. 36

4.2.4 Pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal .................... 38

4.2.5 Hubungan antara Brake Power dengan BSFC pada beban

dinamometer .................................................................................................. 39

4.2.6 Hubungan antara Brake Power dengan BSFC pada putaran mesin

sepeda motor .................................................................................................. 40

4.2.7 Perbandingan antara brake power, daya bahan bakar dan daya output

listrik terhadap putaran mesin sepeda motor ................................................. 41

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 44

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 44

5.2. Saran ....................................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 45

LAMPIRAN .......................................................................................................... 47


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Skema dinamometer ........................................................................... 8

Gambar 2. 2 Prinsip kerja dinamometer ............................................................... 10

Gambar 2. 3 Frictional Dynamometer .................................................................. 10

Gambar 2. 4 Eddy Current Dynamometer ............................................................ 11

Gambar 2. 5 Generator type Dynamometer .......................................................... 11

Gambar 2. 6 Rangkaian generator AC .................................................................. 12

Gambar 2. 7 Piston-silinder mesin ........................................................................ 13

Gambar 2. 8 Geometri piston-silinder mesin ........................................................ 14

Gambar 2. 9 Siklus langkah pada motor bensin empat langkah ........................... 14

Gambar 3. 1 Engine test bed ................................................................................. 20

Gambar 3. 2 Foto alat uji engine test bed.............................................................. 20

Gambar 3. 3 Blok diagram engine test bed. .......................................................... 24

Gambar 3. 4 Rangkaian power supply. ................................................................. 24

Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara daya listrik DC dan brake power terhadap

putaran mesin sepeda motor pada: (a) beban 1 kg, (b) beban 2 kg, (c) beban 3 kg

............................................................................................................................... 32

Gambar 4. 2 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap brake power ........... 33

Gambar 4. 3 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BSFC ....................... 35

Gambar 4. 4 Grafik pengaruh beban dnamometer terhadap BMEP...................... 36

Gambar 4. 5 Grafik pengaruh beban dinamometer terhadap efisiensi termal....... 38

Gambar 4. 6 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada beban

dinamometer .......................................................................................................... 39

Gambar 4. 7 Grafik hubungan antara brake power dengan BSFC pada putaran

mesin sepeda motor ............................................................................................... 40

Gambar 4. 8 Grafik perbandingan antara brake power, daya bahan bakar dan daya

output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 1 kg ................... 41

Gambar 4. 9 Grafik perbandingan antara brake power, daya bahan bakar dan daya

output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 2 kg ................... 42

Gambar 4. 10 Grafik perbandingan antara brake power, daya bahan bakar dan

daya output listrik terhadap putaran mesin pada beban dinamometer 3 kg .......... 42


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Spesifikasi digital multimeter .............................................................. 22

Tabel 3. 2 Data pengujian ..................................................................................... 27

Tabel 4. 1 Pengujian tegangan dan arus keluaran pada generator dan armature. . 30

Tabel 4. 2 Data hasil pengujian ............................................................................. 32


commit to user

xiv

DAFTAR NOTASI

TDC = Titik mati atas (top dead centre)

BDC = Titik mati bawah (bottom dead centre)

B = Diameter silinder (bore)

S = Panjang silinder (Stroke)

Vd = Volume langkah (displacement)

Vc = Volume sisa (clearence)

Rpm = revolutions per minute

g = Percepatan grafitasi (m/s2)

ω = Percepatan angular (rad / s)

F = Gaya tarik (N)

R = Panjang lengan gaya (m)

PB = Break power (Watt)

ṁf = Laju aliran massa bahan bakar (kg/h)

BMEP = Break Mean Effective Pressure (kPa)

N = Putaran mesin (RPM)

nR = Jumlah revolusi per siklus

= Volume bahan bakar (L)

= Waktu untuk menghabiskan bahan bakar (s)

γ = Densitas bahan bakar

QHV = Heating value bahan bakar (MJ/kg)

BSFC = Break spesific fuel consumption (kg/kW.h)

Vd = Volume langkah (m3)

Ẇ = Daya (kW)

ηt = Efisiensi termal (%)

T = Torsi (Nm)

V = Tegangan (volt)

A = Arus (ampere)


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A. Contoh perhitungan data

1. Perhitungan unjuk kerja mesin……………………………………………..48

2. Perhitungan daya listrik…………………………………………………….49

LAMPIRAN B. Data hasil perhitungan

1. Data hasil perhitungan untuk pembebanan 1 kg……………………………50



LAMPIRAN C. Gambar alat dan bahan

1. Papan lampu………………………………………………………………...51

2. Power supply……………………………………………………………….51

3. Voltage regulator…………………………………………………………...51

4. Digital tachometer………………………………………………………….51

5. Digital photo tachometer…………………………………………………...51

6. Digital multitester…………………………………………………………..51

7. Neraca pegas………………………………………………………………..51

8. Gelas ukur…………………………………………………………………..51

9. Blower………………………………………………………………………52

10. Stopwatch…………………………………………………………………52

11. Alat bantu perbengkelan…………………………………………………..52

MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW … · MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW ....

Documents

Transcript of MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW … · MENGGUNAKAN DINAMOMETER GENERATOR AC 10 KW ....