PKMP Turbo Finis.pdf

14
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA ANALISIS PENGGUNAAN TURBOJET PADA MOBIL BERBAHAN BAKAR PREMUIM (INJEKSI) SEBAGAI ALTERNATIF PENGHEMAT KONSUMSI BAHAN BAKAR BIDANG KEGIATAN PKM P Diusulkan oleh : UNIVERSITAS NEGERI PADANG PADANG 2012 BUDI UTOMO WISESA 13841/2009 ANDREY ARIFIN 13843/2009 TRI ANNISA FAJRI 13152/2009 RETNO WAHYUDI 1102488/2011

Transcript of PKMP Turbo Finis.pdf

Page 1: PKMP Turbo Finis.pdf

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

ANALISIS PENGGUNAAN TURBOJET PADA MOBIL BERBAHAN

BAKAR PREMUIM (INJEKSI) SEBAGAI ALTERNATIF

PENGHEMAT KONSUMSI BAHAN BAKAR

BIDANG KEGIATAN

PKM P

Diusulkan oleh :

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

PADANG

2012

BUDI UTOMO WISESA 13841/2009

ANDREY ARIFIN 13843/2009

TRI ANNISA FAJRI 13152/2009

RETNO WAHYUDI 1102488/2011

Page 2: PKMP Turbo Finis.pdf

2

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Kegiatan : Analisis Penggunaan Turbojet Pada Mobil Berbahan

Bakar Premuim (Injeksi) Sebagai Alternatif Penghemat

Konsumsi Bahan Bakar.

2. Bidang Kegiatan : (√) PKM-P ( ) PKM-K

( ) PKM-T ( ) PKM-M

3. Bidang Ilmu : ( ) Kesehatan ( ) Pertanian

( ) MIPA (√) Teknologi dan Rekayasa

( ) Pendidikan ( ) Humaniora

( ) Sosial Ekonomi

4. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Budi Utomo Wisesa

b. NIM : 13841

c. Jurusan : Teknik Otomotif

d. Universitas : Universitas Negeri Padang

e. Alamat Rumah : Jl. Parkit IX No. 8, Air Tawar Barat-Padang

f. No Telepon/HP : 085274242093

g. Alamat Email : [email protected]

5. Anggota Pelaksana Kegiatan : 4 Orang

6. Dosen Pembimbing

a. Nama : Wawan Purwanto, SPd. MT.

b. NIP : 1984095 201012 1006

c. Alamat : Jl. Patenggangan No. 15 J, Air Tawar Barat-Padang

d. No Telepon : 085216673036

7. Biaya Kegiatan Total : Rp 8.420.000,-

a. Dikti : Rp 8.420.000,-

b. Sumber Lain :-

8. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 Bulan

Padang, 4 September 2012

Menyetujui

Pembantu Dekan III Ketua Pelaksana Kegiatan

Fakultas Teknik

(Drs. Hasan Maksum, MT.) (Budi Utomo Wisesa)

NIP. 19660817 199103 1 007 NIM. 13841

Pembantu Rektor III Bidang Kemahasiswaan

Universitas Negeri Padang Dosen Pembimbing

(Drs. Alizamar, M.Pd. Kons.) (Wawan Purwanto, SPd. MT.)

NIP. 19550703 197903 1 001 NIP. 1984095 201012 1006

Page 3: PKMP Turbo Finis.pdf

1

A. Judul Program

Analisis Penggunaan Turbojet Pada Mobil Berbahan Bakar Premuim

(Injeksi) Sebagai Alternatif Penghemat Konsumsi Bahan Bakar

B. Latar Belakang Masalah

Dalam era globalisasi seperti ini, Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan

Teknologi (IPTEK) disegala bidang terus meningkat disetiap waktu,

penemuan-penemuan baru dan semakin canggih dirancang untuk

mempermudah pekerjaan manusia. Perkembangan dunia otomotif yang kian

pesat dengan kebutuhan transportasi bagi manusia terus bertambah

pertumbuhan produksi kendaraanpun semakin banyak, menyebabkan

penggunaan bahan bakar fosil semangkin meningkat.

Dewasa ini, demi penghematan energi bahan bakar fosil yang semakin

terancam keberadaannya, banyak riset yang dilakukan oleh pakar otomotif,

baik dari sisi teknologi produksi, maupun perangkat tambahan. Dari sisi

teknologi produksi, perkembangan engine dan perbaikan sistem yang telah ada

juga dilakukan oleh pihak produksi demi kesempurnaan dan upaya untuk

mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan penurunan angka emisi yang

dihasilkan kendaraan tersebut. Tidak hanya berhenti di sektor produksi saja,

pengembangan perangkat tambahan dan bahan bakar alternatif pun banyak

dikembangkan para pakar, seperti bahan pencampuran bahan bakar (additive),

aspek kenyamanan (stabilizer), yang diklaim mampu mendongkrak performa

kendaraan tersebut.

Penerapan teknologi sistem pemasukkan udara pada engine, banyak cara

yang dilakukan oleh produsen kendaraan, dimulai dari bentuk saluran, arah

aliran udara, kualitas permukaan, hingga terciptanya sistem turbo yang sedang

berkembang saat ini. Sistem ini terdiri dari turbin yang berputar untuk

memperoleh aliran turbulensi dan penambahan debit udara yang hendak

dibakar.

Penggunaan sistem turbo (turbocharger) pada kendaraan, digunakan untuk

memperbaiki kualitas campuran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar.

Page 4: PKMP Turbo Finis.pdf

2

Pada engine yang membutuhkan jumlah udara yang besar untuk menghasilkan

tenaga yang maksimal, memiliki kualitas pembakaran yang baik sehingga

dapat menurunkan kadar emisi, dan konsumsi bahan bakar. Selain itu, sistem

turbocharger bekerja untuk menciptakan aliran udara yang turbulen (gerak

memutar) hal ini berfungsi agar proses homogenisasi udara dan bahan bakar

diruang bakar menjadi lebih sempurna.

Sistem turbocharger saat ini berkembang pada engine injeksi (motor

diesel), demi terpenuhinya standar emisi agar lebih ramah lingkungan. Karena

kualitas pembakaran juga mempengaruhi emisi dan konsumsi bahan bakar.

Namun penggunaan turbocharger saat ini hanya terdapat pada motor diesel,

belum sepenuhnya berkembang pada motor bensin. Oleh karena itu,

karakteristik motor bensin saat ini yang mengaplikasikan sistem injeksi bahan

bakar yang hampir sama dengan motor diesel, sehingga sistem turbocharge

juga dapat diaplikasikan pada motor bensin sistem injeksi.

Berdasarkan wacana diatas, perlu pengkajian yang mendalam mengenai

penggunaan turbocharger dimana karakteristik suplai bahan bakar ke ruang

bakar pada motor diesel dan motor bensin yang menganut sistem yang sama

(injeksi). Dari segi penggunaan turbocharger pada motor bensin (turbojet)

diharapkan mampu mengurangi konsumsi bahan bakar sehingga emisi yang

dihasilkan juga lebih ramah lingkungan.

C. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, dapat dirumuskan sebagai

berikut.

1. Bagaimanakah pengaruh penggunaan turbojet pada motor bensin?

2. Adakah perbedaan konsumsi bahan bakar motor bensin dengan

menggunakan turbojet dan tanpa penggunaan turbojet?

3. Bagaimanakah emisi yang dihasilkan pada motor bensin dengan

menggunakan turbojet dan motor bensin tanpa turbojet?

Page 5: PKMP Turbo Finis.pdf

3

D. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui adanya pengaruh penggunaan turbojet pada motor bensin.

2. Mengetahui jumlah konsumsi bahan bakar pada motor bensin yang

menggunakan turbojet dan tanpa penggunaan turbojet.

3. Dapat melihat persentase kadar emisi gas buang motor bensin dengan

penggunaan turbojet dan tanpa turbojet.

E. Luaran Yang Diharapkan

Luaran yang diharapkan setelah dilakukan penelitian ini adalah:

1. Dapat menghasilkan suatu informasi berupa artikel mengenai

pengoptimalan sistem turbocharger pada motor bensin (turbojet).

2. Dapat memotivasi untuk mengembangkan kreatifitas dalam

pengembangan riset teknologi induksi udara pada motor bensin.

F. Kegunaan Program

Kegunaan dari penelitian ini yaitu :

1. Dapat mengembangkan pengetahuan dan pemahaman mengenai inovasi

sistem turbocharger pada motor bensin (turbojet).

2. Bagi penulis, sebagai syarat untuk meraih gelar sarjana pendidikan di

fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.

3. Bagi masyarakat, memberikan informasi mengenai pengaruh dan

perbedaan penggunaan turbojet pada motor bensin terhadap konsumsi

bahan bakar dan emisi gas buang.

4. Sebagai bahan pertimbangkan dan referensi untuk penelitian lebih lanjut.

G. Tinjauan pustaka

1. Pembakaran dan Konsumsi Bahan Bakar

Pembakaran adalah reaksi kimia yang terjadi antara oksigen dan

bahan yang dapat terbakar, hasilnya adalah kalor. Pembakaran spontan

adalah pembakaran dimana bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan

Page 6: PKMP Turbo Finis.pdf

4

sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan dengan sempurna atau

hanya menghasilkan kalor yang tidak optimal, Pembakaran sempurna

adalah pembakaran dimana semua campuran yang dapat terbakar di dalam

bahan bakar membentuk gas CO2, air (H2O), dan gas SO2. Jika

pembakaran terjadi dengan sempurna maka emisi gas yang dihasilkan

tidak membahayakan ekosistem di lingkungannya.

2. Emisi Gas Buang

Dalam mendukung usaha pelestarian lingkungan hidup, negara-

negara di dunia mulai menyadari bahwa gas buang kendaraan merupakan

salah satu polutan atau sumber pencemaran udara terbesar oleh karena itu,

gas buang kendaraan harus dibuat “sebersih” mungkin agar tidak

mencemari udara. Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas

buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang

akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2 dan senyawa NOx.

Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu ketat,

hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2

dan O2 (http://forum.otomotifnet.com).

3. Turbocharger

Turbocharger adalah sebuah kompresor sentrifugal yang mendapat

daya dari turbin yang sumber tenaganya berasal dari asap gas buang

kendaraan. Biasanya digunakan di mesin pembakaran dalam untuk

meningkatkan keluaran tenaga dan efisiensi mesin dengan meningkatkan

tekanan udara yang memasuki mesin. Kunci keuntungan dari turbocharger

adalah mereka menawarkan sebuah peningkatan yang lumayan banyak

dalam tenaga mesin hanya dengan sedikit menambah berat.

Turbocharger ditemukan oleh seorang insinyur Swiss Alfred

Büchi. Patennya untuk turbocharger diaplikasikan untuk dipakai tahun

1905.[1] Lokomotif dan kapal bermesin diesel dengan turbocharger mulai

terlihat tahun 1920an.

Sebuah kerugian dalam mesin bensin adalah rasio kompresi harus

direndahkan (agar tidak melewat tekanan kompresi maksimum dan untuk

Page 7: PKMP Turbo Finis.pdf

5

mencegah knocking mesin) yang menurunkan efisiensi mesin ketika

beroperasi pada tenaga rendah. Kerugian ini tidak ada dalam

mesin diesel diturbocharge yang dirancang khusus. Namun, untuk operasi

pada ketinggian, pendapatan tenaga dari sebuah turbocharger membuat

perbedaan yang jauh dengan keluaran tenaga total dari kedua jenis mesin.

Faktor terakhir ini membuat mesin pesawat dengan turbocharger sangat

menguntungkan; dan merupakan awal pemikiran untuk pengembangan alat

ini.

4. Turbojet

Turbojet hadir sebagai alat bantu untuk memadatkan dan

mempercepat udara yang masuk ke ruang bakar, tanpa perlu modifikasi

sama sekali. Ini adalah produk pertama yang memanfaatkan udara masuk

sebagai penggerak propeller turbine-nya. Udara yang masuk sekaligus

dimanfaatkan untuk menggerakkan propeller turbine. Propeller turbine ini

otomatis akan menggerakkan propeller kompressor karena kedua propeller

ini terhubung pada shaft yang sama. Pemampatan dan percepatan udara

yang terjadi membuat massa oksigen menjadi lebih padat dan volumenya

bertambah. Hal inilah yang akan memenuhi kekurangan udara tersebut,

sebab udara sudah tersedia dan putaran mesin meningkat seketika pada

saat pedal gas diinjak.

H. Metodologi Pelaksanaan Program

1. Jenis penelitian

Penelitian ini menggunakan metode eksperimental, yaitu metode

penelitian yang menyelidiki ada tidaknya hubungan sebab-akibat serta

seberapa besar hubungan sebab-akibat tersebut dengan cara memberikan

perlakuan tertentu pada beberapa kelompok eksperimental dan

menyediakan control untuk perbandingan.

2. Variabel penelitian

Pada penelitian ini ada 3 jenis variabel yang terlibat :

a. Variabel bebas

Page 8: PKMP Turbo Finis.pdf

6

Variabel bebas pada penelitian ini yaitu Motor bensin dengan

sistem pemasukan bahan bakar injeksi.

b. Variabel terikat

Adapun variabel terikat penelitian ini adalah penggunaan turbojet

bakar dan konsumsi bahan bakar.

c. Variabel kontrol

Variabel kontrolnya semua factor yang dapat mempengaruhi

hasil kerja oleh mesin. Adapun factor-faktor yang mempengaruhi

adalah: celah katup, tekanan kompresi, celah busi, suhu dan putaran

mesin.

3. Rancangan penelitian

Rancangan penelitian yang akan dilakukan dalam penggunaan

Turbojet ini adalah secara kuantitatif yang dilakukan pada Laboratorium.

Ada beberapa tahapan yang akan dilakukan, yaitu:

a. Tahap persiapan

Pada tahap ini dilakukan penyiapan semua bahan dan alat yang

digunakan pada penelitian.

1) Turbojet

Turboket merupakan komponen utama dalam penelitian ini.

Turbojet akan dipasangkan pada kendaraan mobil berbahan bakar

premium dengan sistem pemasukkan bahan bakarnya menggunakan

sistem injeksi (EFI), dan kemudian diuji mengenai pengaruh

terhadap konsumsi bahan bakarnya.

2) Bensin atau premium

Bensin atau premium merupakan sumber bahan bakar utama

yang digunakan dalam pengujian menggunakan Turbojet pada

mobil dengan sistem EFI dalam pengujian ini.

3) Four Gas Analyzer

Four Gas Analyzer merupakan alat yang digunakan untuk

mendeteksi gas-gas yang terkandung dalam emisi kendaraan. Four

Page 9: PKMP Turbo Finis.pdf

7

gas analyzer hanya bisa mendeteksi 4 gas yang dihasilkan

pembakaran, yaitu: gas CO2, CO, O2, dan HC.

4) Gelas ukur

Gelas ukur digunakan untuk menampung bahan bakar dan

kemudian dijadikan sebagai acuan dalam penghitungan konsumsi

bahan bakar.

b. Pengujian Konsumsi bahan bakar.

1) Memasang Turbojet pada engine mobil EFI, yaitu dipasangkan pada

saluran masuk udara.

2) Menghitung jumlah bahan bakar dengan gelas ukur yang kemudian

dimasukkan kedalam tangki bahan bakar.

3) Menyalakan mesin kendaraan.

4) Memasang probe gas analyzer ke dalam knalpot pada posisi on.

5) Mulai melakukan pengujian konsumsi dan emisi selama 60 detik

pada setiap putaran idle, menengah dan tinggi.

6) Data yang didapat dicatat untuk kemudian dianalisis.

4. Teknik pengumpulan data dan analisis data

Metode pengumpulan data pada penelitian ini yaitu metode observasi

(pengamatan langsung). Observasi dilakukan di laboratorium dengan

melihat tingkat konsumsi dan emisi yang dihasilkan. Kemudian hasil

observasi dicatat pada suatu tabel, sehingga memudahkan dalam

menganalisis data tersebut.

Data-data yang telah didapatkan dapat dianalisis sebagai berikut :

a. Konsumsi bahan bakar

𝑚𝑓 =𝑉

𝛥𝑡. 𝜌𝑏𝑏.

3600

1000

Keterangan:

𝑚𝑓 = Jumlah pemakaian bahan bakar mesin (cc/jam)

𝑉 = Jumlah bahan bakar yang dipakai mesin (cm3)

𝛥𝑡 = Waktu untuk menghabiskan bahan bakar (detik)

𝛲𝑏𝑏 = Massa jenis bahan bakar (bensin=0,7329 gr/cm3)

Page 10: PKMP Turbo Finis.pdf

8

3600

1000 = Bilangan konversi

b. Tabel emisi gas buang

MOBIL EFI

Kandungan gas Putaran mesin (Rpm)

Idle (700) Menengah (2500) Tinggi (4000)

CO (%)

HC (ppm)

CO2 (%)

O2 (%)

1. Cara penafsiran dan penyimpulan hasil penelitian

Penafsiran dan penyimpulan hasil penelitian dilakukan dengan cara

membandingkan tinglat konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang

mobil EFI yang menggunakan Turbojet dengan yang tanpa menggunakan

Turojet.

I. Jadwal Kegiatan Program.

Pelaksanaan program kegiatan penelitian ini direncanakan seperti

diperlihatkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Jadwal Program Kegiatan

No Uraian kegiatan

Interval waktu

(bulan)

1 2 3 4

1 Survey ke lapangan dan penelusuran pustaka x

2 Konsultasi ke Dosen Pendamping x x x x

3 Persiapan bahan dan alat yangdigunakan x x

5 Pengujian konsumsi bahan bakar dan emisi x

6 Analisa hasil pengujian x x

7 Menyimpulkan hasil analisa dan pembuatan laporan

penelitian

x

Page 11: PKMP Turbo Finis.pdf

9

J. Anggaran Biaya.

Berikut merupakan rancangan biaya proposal penelitian ini :

1. Bahan habis pakai

No Nama alat dan Bahan Jumlah

Satuan

Harga Satuan

(Rp)

Total (Rp)

1 Bensin atau premium 10 liter 4.500 45.000

2 Kertas HVS 1 rim 35.000 35.000

3 Tinta printer 2 kotak 20.000 40.000

4 Pulpen 1 kotak 20.000 20.000

5 Spidol

2 buah 10.000 20.000

T o t a l 140.000

2. Biaya Peralatan Penunjang

No Peralatan Penunjang Satuan Harga

satuan

Biaya

1 Turbojet Proxima 2 buah 2.500.000 5.000.000

2 Sewa Mobil EFI 2 Unit 400.000 800.000

3 Sewa labor FT 6 hari 50.000 300.000

4 Jasa teknisi labor FT 6 hari 100.000 600.000

T o t a l 6.700.000

3. Biaya Transportasi

No Nama Kegiatan Biaya

1 Transportasi pembelian

Turbojet Proxima

100.000

2 Transportasi pembelian bahan

habis pakai

100.000

3 Transportasi pembelian bahan

penunjang

100.000

4 Transportasi harian selama

pengujian

200.000

Total 500.000

4. Biaya lain-lain

No Nama Kegiatan Satuan Harga satuan Biaya

1 Konsumsi (4

orang)

6 hari 180.000 720.000

2 Pengadaan

laporan

4 rangkap 25.000 100.000

Page 12: PKMP Turbo Finis.pdf

10

3 Dokumentasi

(cuci cetak)

1 rol 80.000 80.000

Total 900.000

5. Rekapitulasi dana

No Kegiatan Total (Rp)

1 Bahan habis pakai 140.000

2 Peralatan penunjang 6.700.000

3 Transportasi 500.000

4 Lain-lain 900.000

T o t a l 8.420.000

K. Daftar Pustaka

Trainning & Depelovment, 2009. Air Induction System. PT. Intraco Penta,

Tbk: Jakarta.

Proxima Centre, 2011. Keuntungan Menggunakan Proxima Turbojet (online)

Dalam http://proximaturbojet.com/keuntungan-menggunakan-proxima-

turbojet/, Diakses tanggal 1 September 2012.

Proxima Centre, 2011. Proxima Turbojet Accelerator (online) dalam

http://proximaturbojet.com/apa-itu-proxima-turbojet-accelerator/,

Diakses Tanggal 1 September 2012.

L. Lampiran

1. Nama dan Biodata Ketua serta Anggota Kelompok

1) Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Budi Utomo Wisesa

b. NIM/BP : 13841/2009

c. Tempat/Tanggal Lahir : Koto baru/20 Mei 1992

d. Alamat : Jl. Parkit IX No. 8 ATB-Padang

e. Agama : Islam

f. Jenis Kelamin : Laki-laki

Page 13: PKMP Turbo Finis.pdf

11

g. Fakultas/Program Studi : Teknik / Pend. Teknik Otomotif

h. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang

Padang, 4 September 2012

Budi Utomo Wisesa

2) Anggota Pelaksana

a. Nama Lengkap : Andrey Arifin

b. NIM/BP : 13843/2009

c. Fakultas/Program Studi : Teknik / Pend. Otomotif

d. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang

e. Waktu untuk kegiatan PKM : 8 jam / minggu

3) Anggota pelaksana :

a. Nama Lengkap : Tri Annisa Fajri

b. NIM : 13152/2009

c. Fakultas/Program Studi : Ilmu Sosial / Pend. Geografi

d. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang

e. Waktu untuk kegiatan PKM : 8 jam / minggu

4) Anggota pelaksana :

a. Nama Lengkap : Retno Wahyudi

b. NIM : 1102488/2011

c. Fakultas/Program Studi : Teknik / Pend. Teknik Otomotif

d. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang

e. Waktu untuk kegiatan PKM : 8 jam / minggu

Page 14: PKMP Turbo Finis.pdf

12

2. Nama dan Biodata Dosen Pendamping

Nama : Wawan Purwanto

NIP/NI K : 1984095 201012 1006

Jenis Kelamin : Laki-laki

Agama : Islam

Golongan : III b

Jabatan Fungsional Akademik: -

Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Padang

Jurusan : Teknik Otomotif

Telp./Faks. : 085216673036

Alamat Rumah : Jl. Patenggangan 15 J, Air Tawar Barat-

Padang

E-mail : [email protected]

Padang, 4 September 2012

Wawan Purwanto, SPd. MT.

NIP. 1984095 201012 1006