ABSTRAK

Fida. Uji Kinerja Mesin Motor Yamaha Vega R 2007 Dengan BerbahanBakar Bioethanol dari Limbah Nanas Sebagai Campuran Premium.Skripsi Program S1 Pendidikan Teknik Mesin UniversitasNegeri Surabaya, 2011.

Bertambahnya jumlah kendaraan bermotor diikutisemakin meningkatnya jumlah konsumsi bahan bakar.Kenyataannya, ketersediaan bahan bakar minyak bumisemakin mengalami penurunan. Bahan bakar yang berasaldari minyak bumi tidak bisa diperbaharui. Untuk ituperlu adanya bahan bakar alternatif yaitu bahan bakarnabati atau bioethanol. Bioethanol diperoleh dari bahanbaku limbah nanas dengan memfermentasi karbohidrat yangterkandung di dalamnya. Penggunaan bioethanol sebagaibahan bakar pada mesin pembakaran dalam dapatmeningkatkan kinerja mesin.

Jenis penelitian ini adalah eksperimen, obyekpenelitian adalah sepeda motor Yamaha Vega R dan bahanbakar bioethanol. Dengan menggunakan putaran mesin 3000rpm-9500 rpm dengan jarak interval 500 rpm. Penelitianini menggunakan metode pengujian rpm berubah pada bebanpenuh ( Full Open Throttle Valve ) dengan posisi transmisi topgear yang berpedoman pada standart SAE J 1349 DEC 80. Bahanbakar yang digunakan adalah E0, E2,5, E5, E7,5, E10,E12,5 dan E15. Teknik analisis yang digunakan adalahanalisis deskriptif yaitu mendeskripsikan data numericyang diperoleh, kemudian dijelaskan dalam bentukkalimat sederhana yang mudah dipahami.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa, bahan bakarpremium lebih baik dari pada biopremium (E2,5, E5,E7,5, E10, E12,5 dan E15) dengan campuran bioethanol darilimbah nanas baik dari segi kualitas maupun kinerjamesin yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan denganpenurunan torsi masing-masing 12,63 %, 12,48 %, 12,48%, 12,78 %, 7,78 %, dan 10,72 % pada 5000 rpm.Penurunan daya masing-masing 7,71 %, 6,45 %, 5,18 %,5,18 %, 7,71 %, dan 3,79 % pada 7500 rpm. Penurunan

i

konsumsi bahan bakar masing-masing 25,29 %, 24,14 %,28,74 %, 11,49 %, 27,59 % dan 26,44 % pada 6000 rpm.Penurunan tekanan efektif rata-rata masing-masing 10,59%, 10,59 %, 10,59 %, 10,59 %, 5,08 % dan 8,90 % pada5000 rpm.

Kata kunci : Bioethanol, Limbah Nanas, Biopremium,Kinerja Mesin.

ABSTRACT

Fida. Test Performance Machine Yamaha Vega R 2007 With FuelBioethanol from Pineapple Waste Mixed As Premium. ThesisMechanical Engineering Education Program S1 SurabayaState University, 2011.

Increasing number of vehicles followed theincreasing number of fuel consumption. In fact, theavailability of petroleum fuel increasing decline. Fuelderived from petroleum can not be updated. So that,there is need for alternative fuels is biofuels orbioethanol. Bioethanol is obtained from pineapple wasteof raw materials to ferment the carbohydrates containedtherein. The use of bioethanol as a fuel in internalcombustion engines can improve engine performance.

This type of research is an experiment, the objectof research is a machine Yamaha Vega R 2007 andbioethanol fuel. By using the engine speed 3000 rpm-9500 rpm with range of 500 rpm. This study uses a

ii

method of testing changed rpm at full load (Full OpenThrottle Valve) with transmission position top gear isbased on standard SAE J 1349 DEC 80. The fuel used isE0, E2, 5, E5, E7, 5, E10, E12, and E15. Analyticaltechniques used is descriptive analysis of numericaldata obtained describe, and then explained in a simplesentence form that is easy to understand.

Test results show that, premium fuel is betterthan biopremium (E2, 5, E5, E7, 5, E10, E12, 5 and E15)with a mixture of bioethanol from pineapple waste interms of both quality and performance of the machineproduced. This is indicated by a decrease of torquerespectively 12.63%, 12.48%, 12.48%, 12.78%, 7.78% and10.72% at 5000 rpm. Loss of power respectively 7.71%,6.45%, 5.18%, 5.18%, 7.71%, and 3.79% at 7500 rpm.Decrease in fuel consumption respectively 25.29%,24.14%, 28.74%, 11.49%, 27.59% and 26.44% at 6000 rpm.Decrease in the average effective pressure respectively10.59%, 10.59%, 10.59%, 10.59%, 5.08% and 8.90% at 5000rpm.

Key words: Bioethanol, Pineapple Waste, Biopremium,Performance Machine.

iii

iv

v

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Life is Lillahi Ta’ala So We Can Do It Because

Allah Will Blessing As”

“By Gone Be By Gone (Yang Lalu Biarlah

Berlalu)”

“Ketika satu pintu tertutup, pintu lain

terbuka, kadang kita menyesali pintu yang

tertutup tersebut terlalu lama dan tak melihat

pintu lain terbuka”

“Ketika Down Ingatlah Terus Perjuangan Ibu,

Karena Ibu Selalu berjuang dan Mendo’akanmu”

vi

Karya ini ku persembahkan untuk ibuku tercinta,

adekku tersayang, pak dhe irfan, seluruh

keluargaku, kak ghofur, Bapak/Ibu Dosen,

seluruh teman-teman di asrama dan seluruh orang

yang mencintaiku dan mendukungku setiap waktu

serta teman-teman yang telah membukakan

cakrawala dunia dan mengingatkanku akan

perjuanganku. Bahwa dengan mendapatkan gelar S.

Pd ini akan menghapus semua air mata ibuku

tercinta yang berada jauh di negeri orang.

“Miss You Mom”

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah tetap tercurah atas

rahmat, hidayah dan inayah Allah SWT, akhirnya skripsi

dengan judul “Uji Kinerja Mesin Motor Yamaha Vega R

2007 Dengan Berbahan Bakar Bioethanol dari Limbah Nanas

Sebagai Campuran Premium” dapat terselesaikan.

Dalam penyusunan skripsi ini, peneliti mengalami

berbagai hambatan dan kendala. Namun, hal tersebut

dapat dilalui karena kerja sama dan motivasi dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti mengucapkan

terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya

kepada:

1. Kedua orang tua yang senantiasa memberikan motivasi

atas kesuksesan saya.

2. Bapak Drs. Ir. I. Wayan Susila, M. T, selaku dosen

pembimbing skripsi Jurusan Pendidikan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya.

viii

3. Bapak Drs. Dewanto M.Pd, selaku dosen penguji dan

pembahas skripsi dan Ketua Jurusan Pendidikan Teknik

Mesin Universitas Negeri Surabaya.

4. Bapak Drs. Muhaji S. T., M. T, selaku dosen penguji

dan pembahas skripsi Jurusan Pendidikan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya.

5. Bapak Ir. Dwi Heru Sutjahjo, M.T., selaku dosen

pembimbing dalam praktikum di Laboratorium Bahan

Bakar Dan Pelumas Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Negeri Surabaya.

6. Bapak Jimmy dan Bapak Komar, selaku karyawan

Laboratorium Unit Produksi Pelumas Surabaya yang

telam membimbing dalam pemerolehan data dan

penggunaan alat-alat sesuai ASTM di Laboratorium

Pertamina.

7. Bapak Duduh Abdullah, selaku kepala Laboratorium

Unit Produksi Pelumas Surabaya yang telah

mengijinkan untuk meneliti di Laboratorium

Pertamina.

ix

8. Bapak Drs. Tri Wrahatnolo, M.Pd. Selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya.

9. Bapak Prof. Dr. Muklas Samani, M.Pd. selaku Rektor

Universitas Negeri Surabaya.

10. Seluruh teman-teman yang selalu memberikan

motivasi saya.

Peneliti sadar bahwa skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Seperti pepatah mengatakan tiada gading yang tak

retak, untuk itu peneliti mengharapkan saran dan kritik

yang konstruktif demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir

kata peneliti mohon maaf atas segala kesalahan dan

kekurangan.

Surabaya, Juni 2011

Peneliti

x

DAFTAR ISI

HalamanABSTRAK...........................................iABSTRCT.............................................................................................iiLEMBAR PERSETUJUAN................................iiiLEMBAR PENGESAHAN.................................ivHALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN..................... vKATA PENGANTAR....................................viDAFTARISI......................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR................................xDAFTAR TABEL......................................xi

BAB I PENDAHULUANA. Latar

Belakang....................................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah......................... 5C. Rumusan

Masalah........................................................................................ 5

D. BatasanMasalah........................................................................................ 6

xi

E. TujuanPenelitian..................................................................................... 7

F. Manfaat HasilPenelitian..................................................................................... 71. Manfaat

teoritis................................................................................. ..........................................7

2. Manfaatpraktis..............................................................................8

BAB II KAJIAN TEORIA. Prinsip kerja motor 4

langkah........................................................................................9

B. Proses pembakaran motorbensin......................................................................................................................................13

C. Bahan bakarpremium.....................................................................................................................................17

D. Bioethanol..................................................................................19

E. Biopremium................................................................................22

F. Bioethanol limbah nanas.....................................................................221. Nanas.....................................

..........................................222. Karakteristik bioethanol limbah nanas.......

..........................................24

xii

G. Parameter dalam kinerjamesin.......................................................................................................................................241. Daya (power)................................

..........................................252. Torsi

(torque).............................................................................................................................25

3. Tekanan efektif rata-rata (Bmep)....................................................26

4. Konsumsi bahan bakar (fc).............................................................27

BAB III METODE PENELITIANA. Jenis

penelitian..................................................................................................................................29

B. ObjekPenelitian..................................................................................................................................29

C. VariabelPenelitian..................................................................................................................................30

D. Waktu dan tempatpenelitian................................................................................31

E. Peralatan dan instrumenpenelitian.....................................................................................31

F. ProsedurPengujian...................................................................................................................................35

xiii

G. Analisisdata........................................................................................................................................37

H. Diagram alurpenelitian..................................................................................................................................38

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANA. Hasil Penelitian.............................

.............................................39B. Analisis dan Pembahasan......................

.............................................431. Analisis Karakteristik Bahan Bakar........

..........................................432. Analisis Kinerja Mesin....................

..........................................51a. Perubahan torsi.........................

........................................51b. Perubahan daya efektif..................

........................................62c. Penurunan konsumsi bahan bakar..........

........................................73d. Penurunan tekanan efektif rata-rata.....

........................................85

BAB V SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan ....................................

.............................................99B. Saran........................................

.............................................100

DAFTARPUSTAKA.....................................................................................................................................................101

xiv

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Halaman

Gambar 2.1 Langkah hisap...........................................................................10Gambar 2.2 Langkah kompresi........................................................................11Gambar 2.3 Langkah ekspansi........................................................................12Gambar 2.4 Langkah buang...........................................................................13Gambar 2.5 Pembakaran sempurna udara dan bahan bakar..................................................14Gambar 2.6 Pembakaran campuran udara dan bensin

xv

terhadap perubahan tekanan di dalam silinder14

Gambar 2.7 Detonasi................................................................................16Gambar 2.8 Grafik detonasi motor bensin............................................................17Gambar 2.9. Limbah nanas...........................................................................22Gambar 2.10 Hasil pengujian motor bensin pada bermacam macam

putaran dengan katup gas terbuka penuh (r=9)27

Gambar 3.1 Skema instrumen penelitian..............................................................35Gambar 4.1 Kadar bioethanol vs kandungan timbal......................................................43Gambar 4.2 Kadar bioethanol vs distilasi.............................................................44Gambar 4.3 Kadar bioethanol vs distilasi.............................................................44Gambar 4.4 Kadar bioethanol vs distilasi.............................................................45Gambar 4.5 Kadar bioethanol vs distilasi.............................................................45Gambar 4.6 Kadar bioethanol vs reid vapour pressure (rvp)..................................................46Gambar 4.7 Kadar bioethanol vs getah purwa...........................................................47Gambar 4.8 Kadar bioethanol vs kandungan sulfur......................................................48Gambar 4.9 Kadar bioethanol vs kandungan air.........................................................48Gambar 4.10 Kadar bioethanol vs densitas..............................................................49Gambar 4.11 Hubungan antara putaran mesin terhadaptorsi...............................................................................................52

xvi

Gambar 4.12 Hubungan antara putaran mesin terhadap dayaefektif.............................................................................................63Gambar 4.12 Hubungan antara putaran mesin terhadapkonsumsi bahan

bakar....................................74

Gambar 4.12 Hubungan antara putaran mesin terhadaptekanan efektif

rata-rata................................86

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Halaman

Tabel 1.1 Harga minyak dan gas bumi............... 2Tabel 2.1 Spesifikasi bahan bakar premium...........................................................18Tabel 2.2 Sifat fisik ethanol........................................................................20Tabel 2.3 Perbandingan sifat ethanol dan gasoline......................................................21

xvii

Tabel 2.4 Karakteristik bioethanol dari limbah nanas..................................................24Tabel 4.1 Perbandingan spesifikasi biopremiumberdasarkan data

pertamina dan hasil penelitian.............39

Tabel 4.2 Hasil pengujian torsi berbahan bakar premiummurni (E0) dan

campuran premium dengan kadar bioethanol darilimbah nanas

(E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5 dan E15).......40

Tabel 4.3 Hasil pengujian daya berbahan bakar premiummurni (E0) dan

campuran premium dengan kadar bioethanol darilimbah nanas

(E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5 dan E15).......41

Tabel 4.4 Hasil pengujian konsumsi bahan bakar (fc)berbahan bakar premium

murni (E0) dan campuran premium dengan kadarbioethanol

dari limbah nanas (E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5dan E15)..........................................

41Tabel 4.5 Hasil pengujian tekanan efektif rata-rataberbahan bakar premium

murni (E0) dan campuran premium dengan kadarbioethanol

dari limbah nanas (E2,5, E5, E7,5, E10, E12,5dan E15)..........................................

42Tabel 4.6 Spesifikasi biopremium....................................................................50Tabel 4.7 Penurunan torsi (T).......................................................................51Tabel 4.8 Penurunan daya efektif (Ne)...............................................................62

xviii

Tabel 4.9 Penurunan konsumsi bahan bakar (fc).......................................................74Tabel 4.10 Penurunan tekanan efektif rata-rata......................................................85

xix