Upload
bayu-krisna
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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:
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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).
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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)
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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:
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
23/40
16
sehingga digolongkan sebagai diesel modern yang memiliki standar gas buang
EURO 2 (prosesindustri, 2015).
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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 .
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
31/40
24
Namun yang terjadi ialah kinerja mesin harus ditingkatkan untuk meningkatkan
tekanan pada pompa yang menyebabkan konsumsi bahan bakar yang lebih boros.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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]
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
35/40
28
LAMPIRAN
1. Foto mesin diesel Isuzu setelah nozzle dilepas.
2. Foto nozzle mesin diesel Isuzu.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
36/40
29
3. Foto pengaturan tekanan pada nozzle dengan Injector tester .
4. Foto burret untuk mengukur volume bahan bakar.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
37/40
30
5. Foto mengatur variasi tekanan pada nozzle.
6. Foto mengukur putaran mesin diesel Isuzu.
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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?
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
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
8/16/2019 Pengujian Variasi Tekanan Injektor Dengan Bahan Bakar Solar Dan Pertamina Dex Terhadap Konsumsi Bahan Baka…
40/40
33
berdasarkan putaran mesin sedangkan common rail dilakukan oleh supply
pump.