Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi...

8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…

1/40

PENGUJIAN VARIASI TEKANAN INJEKTOR DENGAN BAHAN

BAKAR SOLAR DAN SOLAR DEX TERHADAP KONSUMSI BAHAN

BAKAR DAN RPM

Oleh :

Rendy Yulianto (5212413013)

Dwi Nanda Bayu Krisna (5212413015)

Fahma Ilmian Syah (5212413039)

Kharis Munandar (5212413040)

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016


2/40

i

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-

Nya sehingga Laporan Praktik Performa Mesin dapat tersusun. Dalam penulisan

laporan ini dari awal hingga akhir tentu tidak lepas dari dorongan dan bantuan dari

berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Wahyudi, S. Pd., M. Eng. selaku Dosen Pengampu mata kuliah Praktikum

Performa Mesin, yang telah sabar dan teliti memberi pengarahan serta petunjuk

dalam bimbingan laporan ini.

2. Bapak Sonika Maulana, S.Pd., M. Eng. selaku Dosen Pengampu mata kuliah

Praktikum Performa Mesin, yang senantiasa membimbing pelaksanaan Praktik

Kerja Lapangan dan mengarahkan dalam pembuatan laporan ini.

3. Bapak Andi selaku teknisi yang telah membimbing dan mengarahkan dalam

pelaksanaan Praktik Performa Mesin.

4. Teman-teman seangkatan yang telah menemani maupun membantu dalam

pengambilan data Praktikum Performa Mesin.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan, untuk itu kritik

dan saran yang membangun sangatlah penulis harapkan. Semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Wassalamu’alaikum Wr .Wb.

Semarang, 3 Maret 2016


3/40

ii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................................. i

DAFTAR ISI........................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL.................................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................v

DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... vi

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

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

1.2 Rumusan Masalah.......................................................................................2

1.3 Tujuan .........................................................................................................2

1.4 Manfaat .......................................................................................................2

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ..................................................................................4

2.1 Mesin Diesel ...............................................................................................4

2.2 Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah...............................................4

2.3 Injektor........................................................................................................6

2.4 Bahan Bakar................................................................................................8

2.4.1 Bahan Bakar Solar ...................................................................................9

2.4.2 Bahan Bakar Pertamina Dex ..................................................................10

2.5 Proses Pembakaran Pada Mesin Diesel ....................................................11

2.6 Jenis-jenis Bahan Bakar Diesel .................................................................13

BAB III. METODE PENELITIAN........................................................................17


4/40

iii

3.1 Alat dan Bahan..........................................................................................17

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................17

3.3 Teknik Pengumpulan Data........................................................................18

3.4 Prosedur Pengujian ...................................................................................18

3.5 Instrumen ..................................................................................................19

3.6 Diagram Alir Penelitian ............................................................................20

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................21

4.1 Hasil Penelitian .........................................................................................21

4.2 Pembahasan...............................................................................................22

BAB V. PENUTUP................................................................................................25

5.1 Kesimpulan ...............................................................................................25

5.2 Saran .........................................................................................................25

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................27

LAMPIRAN...........................................................................................................28


5/40

iv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel

2.1 Hasil Uji Test Laboratorium Minyak Diesel Jasa Laboratorium kalibrasi PT.

Petrolab Service...........................................................................................11

3.1 Instrumen Pengujian.....................................................................................19

4.1 Rerata Konsumsi Bahan Bakar Solar pada Variasi Tekanan Nozzle...........21

4.2 Rerata Konsumsi Bahan Bakar Pertamina Dex pada Variasi Tekanan

Nozzle...........................................................................................................21


6/40

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar

2.1 Detail Motor Diesel.......................................................................................4

2.2 Siklus 4 Langkah Motor Diesel ....................................................................5

2.3 Injektor ..........................................................................................................8

2.4 Proses Pembakaran Mesin Diesel ...............................................................13

4.1 Hasil Konsumsi Bahan Bakar Solar pada Variasi Tekanan Nozzle............21

4.2 Hasil Konsumsi Bahan Bakar Pertamina Dex pada Variasi Tekanan

Nozzle.........................................................................................................22


7/40

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran

1. Foto mesin diesel Isuzu setelah nozzle dilepas ..........................................28

2. Foto nozzle mesin diesel Isuzu ...................................................................28

3. Foto pengaturan tekanan pada nozzle dengan Injector tester .....................29

4. Foto burret untuk mengukur volume bahan bakar.....................................29

5. Foto mengatur variasi tekanan pada nozzle................................................30

6. Foto mengukur putaran mesin diesel Isuzu................................................30

7. Foto menghitung waktu terhadap konsumsi bahan bakar..........................31

8. Pertanyaan pertama oleh Afri Mukti Pribadi (5212413005)......................31

9. Pertanyaan kedua oleh Aminnullah Ahmad (5212413019).......................31

10. Pertanyaan ketiga oleh Lukman Haqim (5212413020) .............................32


8/40

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam dunia otomotif dikenal dua macam mesin yang biasa digunakan

sebagai sumber tenaga gerak pada kendaraan, yaitu mesin bensin dan mesin

diesel. Mesin diesel banyak digunakan oleh kendaraan kendaraan besar seperti

truk, bus, dan sebagainya. Selama ini, pengguna kendaraan mobil dengan mesin

diesel lebih sering menggunakan bahan bakar solar dibanding dengan jenis bahan

bakar untuk mesin diesel lainnya, seperti biodiesel, dan Pertamina Dex (solar

Dex), hal ini dikarenakan harga solar yang jauh lebih murah dibanding bahan

bakar diesel lainnya, maka tak mengherankan pada beberapa SPBU bahan bakar

Pertamina Dex sepi peminat. Hal itu mengindikasikan bahwa pemerintah telah

gagal dalam mengadakan program penambahan variasi bahan bakar diesel.

Banyak masyarakat beranggapan bahwa bahan bakar Pertamina Dex terlalu mahal

untuk digunakan, tanpa mempertimbangkan efisiensinya terlebih dahulu. Untuk

mengetahui tingkat efisiensi antara bahan bakar solar dan bahan bakar Pertamina

Dex, kami akan menguji bahan bakar solar dan Pertamina Dex terhadap konsumsi

bahan bakar dan putaran mesin dengan variasi tekanan injektor.

Injektor atau injection pump merupakan komponen penting pada mesin

diesel, fungsi dari injektor ini adalah untuk menambah desakan pada bahan bakar,

sehingga bahan bakar mudah dikabutkan oleh nozzle. Pegaturan injektor pada

tekanan yang tepat dapat mengoptimalkan penyemprotan bahan bakar pada mesin


9/40

2

diesel, sehingga dapat menjadikan konsumsi bahan bakar lebih irit dan tenaga

yang dihasilkan mesin lebih besar.

Penelitian tentang pengujian variasi tekanan injektor dengan bahan bakar

solar dan Pertamina Dex terhadap konsusi bahan bakar dan rpm menggunakan

mesin diesel Isuzu, dan dilakukan pada kondisi tekanan injektor 90 Bar, 110 Bar,

130 Bar, 150 Bar, dan 170 Bar. Dengan variasi putaran mesin pada 1000 rpm,

1500 rpm dan 2000 rpm.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, permasalahan yang akan dikaji dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana pengaruh variasi tekanan injektor terhadap konsumsi bahan

bakar, dengan bahan bakar solar dan pertamina dex.

2. Bagaimana pengaturan injektor pada mesin diesel yang optimal?

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Untuk mengetahui pengaruh variasi tekanan injektor terhadap konsumsi

bahan bakar, dengan bahan bakar solar dan Pertamina Dex.

2. Untuk mengetahui pengaturan injektor yang paling optimal.

1.4 Manfaat

Adapun manfaat dari penelitian ini sebagai berikut.


10/40

3

1. Sebagai wawasan masyarakat umum, sehingga mereka dapat mendapatkan

informasi yang berguna tentang mesin diesel

2. Menambah wawasan tentang variasi tekanan injektor terhadap konsumsi

bahan bakar, dengan bahan bakar solar dan pertamina dex.

3. Sebagai acuan dalam pengembangan mesin diesel di masa mendatang.


11/40

4

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Mesin Diesel

Motor Diesel merupakan salah satu jenis mesin konversi energi sebagai

penggerak mula yang menggunakan energi kimia (solar) sebagai bahan bakar

(Wiranto, 1994). Secara sederhana komponen-komponen utama motor bakar

merupakan seperangkat susunan ruang bakar dan silindernya yang ditunjukkan

pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.1. Detail Motor Diesel

(Sumber: google.com)

2.2 Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah

Di dalam menghasilkan satu siklus kerjanya maka torak harus melakukan

empat kali langkah bolak-balik, itu berarti poros engkol harus berputar dua kali

putaran untuk mendapatkan terjadinya satu kali usaha, secara rinci dapat

dijelaskan sebagai berikut:


12/40

Gambar 2.2. Siklus 4 Langkah Motor Diesel

(Sumber: danialmandala.blogspot.com)

a. Langkah Hisap

Torak bergerak dari TMA (titik mati atas) menuju ke TMB (titik mati

bawah) bersamaan dengan bergeraknya torak ini katup hisap terbuka maka

mengalirlah udara (oksigen) dari filter udara melalui saluran masuk (intake

manifol) ke dalam silinder (Spuller, 2000:1).

b. Langkah Kompresi

Pada langkah ini kedua katup tertutup dan torak bergerak dari TMB

menuju TMA. Udara yang telah dihisap, dikompresi dengan demikian tekanan

dan temperatur naik, sebelum langkah kompresi ini selesai, telah disusul proses

pembakaran di dalam silinder yang ditandai dengan penyemprotan/ pengabutan

bahan bakar solar kedalam ruang bakar, kemudian diteruskan dengan langkah

usaha (Spuller, 2000:2).

c. Langkah Usaha

5


13/40

6

Temperatur dan tekanan di dalam ruang bakar akan naik lebih tinggi

sehingga mampu mendorong torak bergerak dar TMA ke TMB yang

menghasilkan kerja untuk memutar poros engkol (Spuller, 2000:3).

d. Langkah Buang

Katup hisap dalam keadaan tertutup dan katup buang membuka, Pada

langkah ini torak bergerak dari TMB menuju TMA sehingga ruangan di atas torak

menjadi semakin sempit dan mendesak keluar gas sisa pembakaran (Spuller,

2000:4).

2.3 Injektor

Pada mesin diesel, alat yang berfungsi untuk menyuplai bahan bakar

disebut injektor. Fungsi dari injektor tersebut adalah menyemprotkan bahan bakar

yang telah menjadi kabut kedalam ruang pembakaran. Beberapa persyaratan yang

harus dipenuhi oleh sistem injeksi adalah sebagai berikut:

a. Pengaturan waktu yang layak dari injeksi bahan bakar pada saat yang

diperlukan untuk mendapatkan daya maksimum dari bahan bakar dan

penghematan bahan bakar serta pembakaran yang sempurna (Budi Santoso,

1989).

b. Kecepatan yang sesuai dari injeksi bahan bakar adalah banyaknya bahan bakar

yang dinjeksikan ke dalam ruang silinder dalam satuan waktu atau satu derajat

dari perjalanan poros engkol. Jika kecepatan tinggi, maka jumlah bahan bakar

tertentu akan diinjeksikan dalam waktu yang singkat atau dalam jumlah derajat

yang kecil dari poros engkol (Budi Santoso, 1989).


14/40

7

c. Pengkabutan yang baik dari bahan bakar disesuaikan dengan bentuk ruang

bakar, karena setiap bentuk ruang bakar berbeda, ada yang memerlukan kabut

yang sangat halus dan ada yang memerlukan kabut kasar. Pengkabutan yang

baik akan mempermudah pengawalan pembakaran dan menjamin bahwa setiap

butiran kecil dari bahan bakar dikelilingi oleh partikel oksigen yang dapat

bercanpur dengan bahan bakar (Budi Santoso, 1989).

d. Distribusi yang baik dari bahan bakar dalam ruang pembakaran harus

sedemikian rupa sehingga bahan bakar akan menyusup keseluruh bagian ruang

bakar yang berisi oksigen untuk pembakaran, kalau bahan bakar tidak

didistribusikan dengan baik, maka sebagian dari oksigen yang tersedia tidak

akan dimanfaatkan dan keluaran daya mesin akan rendah (Budi Santoso, 1989).

Cara kerja injektor :

a. Bahan bakar bertekanan tinggi mengalir dari pompa injeksi melalui saluran

minyak pada nozzle holder menuju ke oil pool pada bagian bawah nozzle body.

b. Penginjeksian bahan bakar terjadi bila tekanan bahan bakar pada oil pool naik,

sehingga menekan permukaan ujung needle. Bila tekanan bahan bakar melebihi

kekuatan pegas, maka nozzle needle akan terdorong ke atas dan menyebabkan

nozzle needle akan terlepas dari nozzle body. Kejadian ini menyebabkan nosel

menyemprotkan bahan bakar ke dalam ruang bakar.

c. Jika pompa penginjeksi berhenti mengalirkan bahan bakar, maka tekanan

bahan bakar turun dan tekanan pegas mengembalikan nozzle needle ke posisi

semula. Pada saat needle tertekan kuat, nozzle body seat akan menutup saluran

bahan bakar, sehingga proses penginjeksian akan berhenti. Sebagian bahan


15/40

8

bakar yang tersisa diantara nozzle needle dan nozzle body antara pressure pin

dan nozzle holder akan melumasi semua komponen dan kembali pada keadaan

awal (Budi Santoso, 1989).

Gambar 2.3. Injektor

(Sumber: muhammadsubchi.wordpress.com)

2.4 Bahan Bakar

Bahan bakar adalah suatu materi apapun yang bisa diubah menjadi

energi. Biasanya bahan bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan

dan dimanipulasi. Kebanyakan bahan bakar digunakan manusia melalui proses

pembakaran (reaksi redoks) di mana bahan bakar tersebut akan melepaskan panas

setelah direaksikan dengan oksigen di udara. Proses lain untuk melepaskan energi

dari bahan bakar adalah melalui reaksi eksotermal dan reaksi nuklir (seperti Fisi

nuklir atau Fusi nuklir). Hidrokarbon (termasuk di dalamnya bensin dan solar)


16/40

9

sejauh ini merupakan jenis bahan bakar yang paling sering digunakan manusia.

Bahan bakar lainnya yang bisa dipakai adalah logam radioaktif (Wikipedia, 2009).

2.4.1 Bahan Bakar Solar

Solar adalah salah satu jenis bahan bakar yang dihasilkan dari proses

pengolahan minyak bumi, pada dasarnya minyak mentah dipisahkan fraksi-

fraksinya pada proses destilasi sehingga dihasilkan fraksi solar dengan titik didih

250°C sampai 300°C. Kualitas solar dinyatakan dengan bilangan cetane (pada

bensin disebut oktan), yaitu bilangan yang menunjukkan kemampuan solar

mengalami pembakaran di dalam mesin serta kemampuan mengontrol jumlah

ketukan (knocking), semakin tinggi bilangan cetane pada solar maka kualitas solar

akan semakin bagus (prosesindustri.com:2015).

Sebagai bahan bakar, tentunya solar memiliki karakteristik tertentu sama

halnya dengan jenis bahan bakar lainnya. berikut karakteristik yang dimiliki fraksi

solar (prosesindustri.com:2015):

1. Tidak berwarna atau terkadang berwarna kekuning-kuningan dan berbau.

2. Tidak akan menguap pada temperatur normal.

3. Memiliki kandungan sulfur yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan

bensin dan kerosen.

4. Memiliki flash point (titik nyala) sekitar 40°C sampai 100°C.

5. Terbakar spontan pada temperatur 300°C.

6. Menimbulkan panas yang tinggi sekitar 10.500 kkal/kg.


17/40

10

Pada umumnya solar digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermesin

diesel ataupun peralatan-peralatan industri lainnya. Agar menghasilkan

pembakaran yang baik, solar memiliki syarat-syarat agar memenuhi standar yang

telah ditentukan. Berikut persyaratan yang menentukan kualitas solar

(prosesindustri.com:2015):

1. Mudah terbakar.

2. Tidak mudah mengalami pembekuan pada suhu yang dingin.

3. Memiliki sifat anti knocking dan membuat mesin bekerja dengan lembut.

4. Solar harus memiliki kekentalan yang memadai agar dapat disemprotkan

oleh ejector di dalam mesin.

5. Tetap stabil atau tidak mengalami perubahan struktur, bentuk dan warna

dalam proses penyimpanan.

6. Memiliki kandungan sulfur sekecil mungkin, agar tidak berdampak buruk

bagi mesin kendaraan serta tidak menimbulkan polusi.

2.4.2 Bahan Bakar Pertamina Dex (Solar Dex)

Pertamina dex merupakan bahan bakar mesin diesel modern yang telah

memenuhi dan mencapai standar emisi gas buang EURO 2, memiliki angka

performa tinggi dengan cetane number 53 ke atas (HDS mempunyai cetane

number 45), memiliki kualitas tinggi dengan kandungan sulfur dibawah 300ppm,

direkomendasikan untuk mesin diesel teknologi terbaru ( Diesel Common Rail

System), sehingga pemakaian bahan bakarnya lebih irit dan ekonomis serta

menghasilkan tenaga yang lebih besar. Pertamina dex merupakan bahan bakar


18/40

11

terbaik di Asia Tenggara. Pertamina mulai memasarkan Pertamina Dex sejak

agustus 2005 dan baru dipasarkan pada SBPU Jakarta, Bandung dan Surabaya.

Pertamina Dex merupakan jenis minyak diesel performa tinggi yang sangat

dianjurkan untuk digunakan pada kendaraan dengan mesin diesel

(Ariwibowo:2015).

Tabel 2.1. Hasil Uji Test Laboratorium Minyak Diesel Jasa Laboratorium

kalibrasi PT. Petrolab Service (sumber:

http://kabupatenlabuhanbatupeluangusaha.blogspot.co.id)

Merk

Minyak Diesel

Partikulat Kandungan

Sulfur

Angka

Cetana

Rating

Biosolar 24Mg/l 0,21% 49 **

Pertamina DEX 3,5Mg/l 0,11% 48,5 ******

Petronas Diesel 12Mg/l 0,21% 51,2 ***

Total Diesel 80Mg/l 0,20% 48,1 **

Shell Diesel 9Mg/l 0,11% 49,5 ****

Dari tabel 2.1 terlihat bahwa Pertamina Dex memiliki kualitas yang baik,

namun sayang harganya masih tergolong mahal bila dibanding minyak diesel

lokal lainnya seperti solar dan bio solar.

2.5 Proses Pembakaran pada Mesin Diesel

Proses terjadinya pembakaran pada mesin diesel dapat dibagi dalam 4

periode pembakaran. Periode pembakaran itu dapat digambarkan dalam gambar

berikut ini.


19/40

12

Gambar 2.4. Proses Pembakaran Mesin Diesel

(Sumber: guruotomotif.com)

Berdasarkan 2.4 kita dapat membagi periode menjadi 4, yaitu periode

timing /waktu pembakaran tertunda (A-B), periode perambatan api (B-C), periode

pembakaran langsung (C-D), dan periode pembakaran lanjut (D-E). Berikut ini

penjelasan dari masing-masing periode proses pembakaran mesin diesel:

a. Periode Waktu Pembakaran Tertunda ( Ignition Delay)

Waktu pembakaran tertunda dari A-B (pada gambar 2.4) ini sebut juga fase

persiapan pembakaran, karena partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksi

bercampur dengan udara di dalam silinder yang bertekanan dan bersuhu tinggi,

hal ini agar campuran bahan bakar dan udara tersebut mudah terbakar

(guruotomotif, 2016).

b. Periode Perambatan Api

Pada periode perambatan api yaitu pada B-C, campuran bahan bakar dan udara

tersebut akan terbakar pada beberapa tempat. Nyala api kemudian akan


20/40

13

merambat dengan kecepatan yang tinggi sehingga campuran bahan bakar

seperti terbakar sekaligus. Tekanan di dalam ruang bakar pun naik untuk

mendorong piston. Periode perambatan api ini disebut juga pembakaran letup

(guruotomotif, 2016).

c. Periode Pembakaran Langsung

Periode ini terjadi antara C-D, oleh karena adanya nyala api, maka bahan bakar

yang diinjeksikan dari injector langsung terbakar begitu masuk ke ruang bakar

yang sudah ada perambatan api. Dan pembakaran langsung ini bisa dikontrol

dari jumlah bahan bakar yang disemprotkan, sehingga periode pembakaran

langsung ini disebut juga periode pembakaran dikontrol (guruotomotif, 2016).

d. Periode Pembakaran Lanjut

Walaupun penginjeksian bahan bakar berakhir pada titik D, namun bahan

bakar belum semuanya terbakar. Sehingga pada periode D-E pembakaran

masih berlangsung walaupun injeksi sudah berakhir. Jika periode pembakaran

lanjut ini terlalu lama, maka suhu gas buang akan menjadi tinggi dan

menyebabkan efisiensi panas menjadi turun (guruotomotif, 2016).

2.6 Jenis-jenis Bahan Bakar Diesel

Bahan bakar diesel dapat digolongkan dalam berbagai macam jenis yang

dibedakan oleh kekentalan, jumlah cetane dan sebagainya (prosesindustri, 2015).

Tetapi walaupun memiliki perbedaan, struktur utama pada diesel tersebut tidak

memiliki perbedaan. Berikut adalah jenis-jenisnya:


21/40

14

a. High Speed Diesel (HSD)

HSD merupakan bahan bakar jenis solar yang digunakan untuk mesin diesel

yang memiliki performa untuk jumlah cetane 45. Umumnya mesin yang

menggunakan bahan bahar HSD merupaka mesin yang menggunakan sistem

injeksi pompa dan elektronik injeksi. Jadi pada dasarnya bahan bakar ini

diperuntuhkan untuk kendaraan bermotor dan bahan bakar peralatan industri

(prosesindustri, 2015).

b. Marine Fuel Oil (MFO)

MFO dihasilkan dari proses pengolahan minyak berat (residu) sehingga

memiliki kekentalan yang lebih tinggi. Jenis ini sering dugunakan sebagai

bahan bakar langsung pada sektor industri untuk mesin-mesin diesel yang

memiliki kecepatan proses yang rendah (prosesindustri, 2015).

c. Minyak Bakar

Memiliki sifat dan bentuk yang tidak berbeda jauh dengan MFO, tetapi

biasanaya digunakan sebagai bahan bakar langsung untuk menghasilkan panas,

contohnya saja sebagai bahan bakar furnace pada proses pemanasan minyak

mentah (prosesindustri, 2015).

d. Industrial Diesel Oil (IDO)

IDo dihasilkan dari proses penyulingan minyak mentah pada temperatur

rendah, biasanya jenis ini memiliki kandungan sulfur yang tergolong rendah

sehingga dapat diterima oleh Medium Speed Diesel Engine (prosesindustri,

2015).

e. Biodiesel


22/40

15

Bahan bakar biodiesel merupakan jenis bahan bakar yang cukup baik sebagai

pengganti solar yang berasal dari fraksi minyak bumi, hal ini disebabkan

karena biodiesel merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui karena

berasal dari minyak nabati dan hewani walaupun. Secara kimia, susunan

biodiesel terdiri dari campuran mono-alkyl ester dan rantai panjang asam

lemak. Biodiesel merupakan bahan bakar yang tidak memiliki kandungan

berbahaya bila terlepas ke udara, karena sangat mudah untuk terurai secara

alami. Dalam proses pembakarannya, bahan bakar jenis ini hanya

menghasilkan karbon monoksida serta hidrokarbon yang relatif rendah

sehingga cukup aman bagi lingkungan sekitar, hal ini lah yang membuat

biodiesel memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar (prosesindustri, 2015).

f. Diesel Permorma Tinggi

Bahan bakar ini merupakan bahan bakar yang memiliki kualitas lebih tinggi

jika dibandingkan dengan jenis bahan bakar yang berasal dari petroleum

lainnya. Jenis bahan bakar telah mengalami proses peningkatan kualitas dari

segi cetane number serta pengurangan kandungan sulfur sehingga lebih di

anjurkan bagi mesin diesel sistem injeksi common rail, untuk lebih jelasnya,

sistem injeksi common rail adalah sebuah tube bercabang yang terdapat di

dalam mesin dengan katup injektor yang dikendalikan oleh komputer dimana

masing-masing tube tersebut terdiri dari nozzle mekanis dan plunger yang

dikedalikan oleh solenoid serta actuator piezoelectric. Pada solar jenis ini

memiliki jumlah bilangan cetane 53 serta kandungan sulfur dibawah 300 ppm


23/40

16

sehingga digolongkan sebagai diesel modern yang memiliki standar gas buang

EURO 2 (prosesindustri, 2015).


24/40

17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

A. Alat:

1) Engine Stand Isuzu

2) 1 set toolbox berisi kunci ring, kunci T, obeng (-) dan (+), dan palu

3) Tachometer tipe digital KRISBOW KW06-303

4) Injector tester

5) Buret bahan bakar

6) Gelas ukur

7) Stopwatch

B. Bahan:

1) Solar yang didapat dari SPBU Patemon Semarang

2) Pertamina Dex yang didapat dari SPBU Gajahmungkur

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada,

hari : Selasa,

tanggal : 12 April 2016,

tempat : Laboratorium Prestasi Mesin gedung E9 lantai 1 Universitas

Negeri Semarang


25/40

18

3.3 Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dalam pengujian ini menggunakan dua metode

pengambilan data, yaitu:

1. Metode Literatur

Pengumpulan data yang dilakukan dengan mencari data-data dari buku,

jurnal maupun internet yang dapat digunakan sebagai landasan teori dalam

menulis laporan ini. Literatur yang digunakan adalah yang berhubungan

dengan motor diesel, solar, pertamina dex dan sistem pembakaran motor

diesel 4 silinder.

2. Metode Eksperimen

Menurut Roestiyah (2001:80) Metode eksperimen adalah suatu cara

pengumpulan data dengan melakukan pengujian dan mengamati prosesnya

serta menulis hasil pengujiannya. Data yang diperlukan adalah waktu yang

dihasilkan dari konsumsi 20cc bahan bakar solar dan pertamina dex pada

putaran mesin 1000 rpm, 1500 rpm, dan 2000 rpm. Dan juga fenomena –

fenomena yang terjadi saat pengujian bahan bakar tersebut dilakukan.

3.4 Prosedur Pengujian

A. Tune up

B. Prosedur Pengambilan Data

a. Mengisi bahan bakar yang akan diuji tabung pengukuran (burret ).

b. Menyalakan mesin yang sudah di tune up.

c. Mengatur variasi putaran yang akan diuji menggunakan Tachometer .


26/40

19

d. Menentukan variasi tekanan nozzle dan bahan bakar solar dan pertamina

dex yang akan diuji sesuai jobsheet .

e. Pengambian data dengan mencatat waktu yang dibutuhkan untuk konsumsi

bahan bakar setiap 20 cc.

3.5 Instrumen

Sebelum melakukan praktikum, diperlukan instrumen sebagai wadah dari

data-data yang dihasilkan setelah pengujian. Berikut instrumen yang digunakan

dalam pengujian:

Tabel 3.1. Instrumen Pengujian

Tekanan

Pemb.

Nozzle (Bar)

1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm

Konsumsi/20cc

(menit)

Konsumsi/20cc

(menit)

Konsumsi/20cc

(menit)

1 2 Rerata 1 2 Rerata 1 2 Rerata

90

110

130

150

170


27/40

20

3.6 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Praktikum

Mulai

Persiapan alat dan

bahan

Pengujian variasi tekanan injektor

dengan bahan bakar solar terhadap

konsumsi bahan bakar dan rpm

Pengujian variasi tekanan injektor

dengan bahan bakar pertamina dex

terhadap konsumsi bahan bakar dan rpm

Pengambilan dan

pengolahan data

Analisis data

Kesimpulan dan

saran

Selesai

Tune up


28/40

21

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Tabel 4.1 Rerata Konsumsi Bahan Bakar Solar pada Variasi Tekanan Nozzle

(cc/menit)

Tekanan Pembukaan

Nozzle (Bar)

Konsumsi cc/detik

1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm

90 0,30 0,39 0,50

110 0,27 0,39 0,53

130 0,25 0,36 0,52

150 0,25 0,37 0,56

170 0,29 0,41 0,53

Gambar 4.1 Hasil Konsumsi Bahan Bakar Solar pada Variasi Tekanan Nozzle

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0

K O N S U M S I ( C C / M E N I T )

PUTARAN MESIN (RPM)

90 Bar

110 Bar

130 Bar

150 Bar

170 Bar


29/40

22

Tabel 4.2 Rerata Konsumsi Bahan Bakar Pertamina Dex pada Variasi Tekanan

Nozzle (cc/detik)

Tekanan Pembukaan

Nozzle (Bar)

Konsumsi cc/detik

1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm

90 0,21 0,32 0,42

110 0,24 0,35 0,48

130 0,25 0,33 0,46

150 0,28 0,37 0,52

170 0,26 0,35 0,43

Gambar 4.2 Hasil Konsumsi Bahan Bakar Pertamina Dex pada Variasi Tekanan

Nozzle

4.2 Pembahasan

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0

K O N S U M S I ( C C / M E N I T )

PUTARAN MESIN (RPM)

90 Bar110 Bar

130 Bar

150 Bar

170 Bar


30/40

23

Bahan bakar solar memiliki nilai cetane 45 dan viskositas yang lebih

tinggi dari pertamina dex. Dari gambar 4.1 didapati bahwa konsumsi bahan bakar

solar paling irit terdapat pada tekanan nozzle 130 Bar, karena pada tekanan

tersebut pengkabutan bahan bakar solar sudah halus dan tidak memberatkan

kinerja pompa untuk menyemprotkan bahan bakar. Sehingga bahan bakar terbakar

secara merata walaupun tanpa busi (percikan api), tetapi hanya terkena tekanan

dan temperatur tinggi. Namun, konsumsi bahan bakar solar paling boros terdapat

pada tekanan nozzle 150 Bar. Seharusnya pada tekanan tersebut konsumsi menjadi

semakin irit karena pengkabutan bahan bakar menjadi lebih halus. Namun,

viskositas solar yang tinggi menyebabkan dibutuhkannya tekanan yang tinggi dan

membuat kinerja pompa menjadi lebih berat. Untuk meningkatkan kerja pompa,

kinerja mesin harus bertambah yang berdampak pada borosnya konsumsi bahan

bakar solar.

Pertamina dex memiliki bilangan cetane yang tinggi yaitu 53 dan

viskositas yang rendah bila dibanding dengan solar. Dari gambar 4.2 konsumsi

bahan bakar pertamina dex paling irit pada tekanan nozzle 90 Bar, karena

pertamina dex memiliki angka cetane yang tinggi maka proses pembakaran akan

lebih cepat serta proses pembakaran yang lebih efisien. Viskositas yang lebih

sedikit jika dibanding solar menyebabkan pada tekanan tersebut bahan bakar

sudah bisa dikabutkan secara optimal. Pompa hanya memerlukan sedikit daya

untuk mengkabutkan bahan bakar dalam ruang pembakaran. Sedangkan pada

tekanan 150 Bar, konsumsi bahan bakar menjadi paling boros. Seharusnya, jika

semakin tinggi tekanan dari nozzle maka pengkabutan akan semakin halus.


31/40

24

Namun yang terjadi ialah kinerja mesin harus ditingkatkan untuk meningkatkan

tekanan pada pompa yang menyebabkan konsumsi bahan bakar yang lebih boros.


32/40

25

BAB V

PENUTUP

5.1. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan, dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut.

1. Pengkabutan bahan bakar yang terjadi pada ruang bakar bergantung pada

variasi tekanan dari nozzle, hal tersebut mengakibatkan perbedaan tingkat

konsumsi bahan bakar.

2. Hasil pembakaran paling irit didapat dari bahan bakar pertamina dex

dengan tekanan nozzle 90 Bar karena pada tekanan tersebut kerja pompa

tidak memberatkan kinerja mesin. Dan hasil pembakaran paling boros

didapat dari bahan bakar solar dengan tekanan 150 Bar karena pada

tekanan tersebut membutuhkan kerja pompa yang lebih dan akan

memberatkan mesin dalam beroperasi.

5.2. Saran

Setelah dilakukannya penelitian ini, saran yang dapat diberikan peniliti

adalah sebagai berikut.

1. Apabila akan menggunakan menguji mesin diesel, hendaknya dipanasi

terlebih dahulu agar kompresi mesin yang dihasilkan bisa stabil dan valid.


33/40

26

2. Pemakaian solar seharusnya sudah diganti dengan penggunaan pertamina

dex, karena performa yang dihasilkan lebih maksimal dari solar dan gas

buang yang dihasilkan lebih bersih.


34/40

27

DAFTAR PUSTAKA

Amazine. 2016. Ketahui Kualitas Bahan Bakar Diesel dengan Angka Cetane.

http://www.amazine.co/25897/ketahui-kualitas-bahan-bakar-diesel-

dengan-angka-cetane/ [diakses pada 17/04/16]

Arismunandar, Wiranto. 1994. Penggerak Mula: Motor Bakar . Jakarta: Penerbit

ITB.

Ariwibowo, Teguh. 2015. Tentang Kualitas Minyak Solar.

http://kabupatenlabuhanbatupeluangusaha.blogspot.co.id/2015_03_01_ar

chive.html [diakses pada 14/04/16]

Ismanto. 2012. Analisis Variasi Tekanan pada Injektor terhadap Performance

(Torsi dan Daya ) pada Motor Diesel. Jurnal Teknik . 2: 25-31.

Purwanto, Finto. 2014. Analisa Pengaruh Tekanan Pembukaan Injektor (nozzle)

terhadap Kinerja Mesin pada Motor Diesel Injeksi tidak

langsung/ indirect injection. PROTON. 6/1: 30-35.

Santoso, Budi. 1989. Teknis Praktis Sevise Motor Diesel. Surabaya: Karya Anda.

Setyo, Mulyo. 2016. Diagram dan Proses Terjadinya Pembakaran Mesin Diesel.

http://www.guruotomotif.com/2016/04/diagram-dan-proses-

terjadinya.html [diakses pada 17/04/16]


35/40

28

LAMPIRAN

1. Foto mesin diesel Isuzu setelah nozzle dilepas.

2. Foto nozzle mesin diesel Isuzu.


36/40

29

3. Foto pengaturan tekanan pada nozzle dengan Injector tester .

4. Foto burret untuk mengukur volume bahan bakar.


37/40

30

5. Foto mengatur variasi tekanan pada nozzle.

6. Foto mengukur putaran mesin diesel Isuzu.


38/40

31

7. Foto menghitung waktu terhadap konsumsi bahan bakar.

8. Pertanyaan pertama oleh Afri Mukti Pribadi (5212413005):

Apabila variasi tekanan nozzle tidak sama, hal apa yang harus dilakukan dan

apa dampak dari hal tersebut terhadap performa mesin?

Jawaban: jika tekanan nozzle tidak sama maka akan memberatkan kinerja pada

silinder yang lain. Contoh, apabila pada silinder A tekanan nozzle dibuat lebih

rendah dari tekanan silinder B, C dan D maka silinder A akan membebani

kinerja silinder yang lain. Jadi kinerja mesin tersebut akan pincang. Cara yang

harus dilakukan agar dapat mengetahui perbedaan tekanan yaitu mengukur

tekanan setiap nozzle dengan alat injector tester .

9. Pertanyaan kedua oleh Aminnullah Ahmad (5212413019):

Kenapa semakin encer bahan bakar , konsumsi bahan bakar semakin irit?


39/40

32

Jawaban: karena semakin encer bahan bakar, maka kerja pompa bahan bakar

akan semakin sedikit membutuhkan tenaga. Jadi pompa hanya membutuhkan

sedikit daya dari mesin dalam bekerja.

10. Pertanyaan ketiga oleh Lukman Haqim (5212413020):

Apa perbedaan diesel common rail system dengan diesel konvensional?

Jawaban: Perbedaan Diesel Konvensional dengan Common Rail

a. Jumlah penginjeksian bahan bakar ( Injection Quantity Management ) :

Pada diesel konvensional jumlah injeksi diatur oleh governor pada pompa

injeksi, sedangkan diesel common rail pengaturan jumlah injeksi diatur

oleh ECU dan Injektor.

b. Pengaturan waktu injeksi ( Injection Timing Management ) : Pada mesin

diesel konvensional saat / waktu injeksi bahan bakar diatur oleh automatic

timer pada pompa injeksi, sedangkan diesel common rail saat injekti /

injection timing diatur oleh ECU dan Injektor.

c. Peningkatan tekanan bahan bakar ( presure increase) : Pada mesin diesel

konvensional peningkatan tekanan bahan bakar dilakukan oleh pompa

injeksi (injection pump) sedangkan diesel common rail dilakukan oleh

suplly pump.

d. Distribusi bahan bakar : Pada diesel konvensional distribusi bahan bakar

ke masing-masing silinder dilakukan oleh pompa injeksi sedangkan diesel

common rail distribusi bahan bakar dilakukan oleh common rail.

e. Pengaturan tekanan bahan bakar ( Injection Presure Management ) : Pada

diesel konvensional pengaturan tekanan dan jumlah bahan bakar


40/40

33

berdasarkan putaran mesin sedangkan common rail dilakukan oleh supply

pump.

Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi...

Documents

Transcript of Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi...