APLIKASI DAN PENGARUH “OTOINFUS” TERHADAP TORSI DAN DAYA MOTOR BENSIN
HAPPY PRAYOGO SARRO
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aplikasi dan Pengaruh “Otoinfus” terhadap Torsi dan Daya Motor Bensin adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing Ir. Agus Sutejo, M.Si dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Januari 2015 Happy Prayogo Sarro NIM F14090085
ABSTRAK HAPPY PRAYOGO SARRO. Aplikasi dan Pengaruh “Otoinfus” terhadap Torsi dan Daya Motor Bensin. Dibimbing oleh AGUS SUTEJO. Kegiatan pertanian tidak lepas dari penggunaan sumber tenaga penggerak, contohnya motor bensin. Penggunaan bahan bakar bensin yang terus menerus akan mengakibatkan ketersediaannya yang menipis dan akan habis. “Otoinfus” dapat menjadi alternatif dengan mengefisienkan pembakaran sehingga torsi dan daya motor dapat meningkat. Penelitian bertujuan untuk membandingkan nilai torsi dan daya motor bensin sebelum dan sesudah pengaplikasian “otoinfus”. Penelitian dilakukan dengan menggunakan alat ukur tenaga yaitu prony brake yang dipasangkan pada motor bensin Honda GX-160. Hasil pengukuran menunjukkan adanya pengaruh pada performa motor yang dibuktikan dengan peningkatan torsi dan daya motor. Peningkatan torsi maksimum yaitu 1.74 Nm pada 2000 RPM, dan peningkatan daya maksimum yaitu 0.38 kW pada 2100 RPM. Secara rata-rata torsi dan daya motor meningkat 23% dibandingkan sebelum menggunakan “otoinfus”. Kata kunci: motor bensin, “otoinfus”, prony brake, torsi, daya
ABSTRACT HAPPY PRAYOGO SARRO. Aplication and Effect of “Otoinfus” on Torque and Power of Gasoline Engine. Supervised by AGUS SUTEJO. Agricultural activity never separate from utilizing power source, such as gasoline engine. The use of fuel especially gasoline continuously will drain its availability and in the end it will run out. “Otoinfus” could become an alternative by increasing combustion process so the torque and power of the engine will increase as well. The objective of this research was to compare amount of torque and power of the engine before and after supplied by water through “otoinfus”. Measurement was done by using prony brake, which is a tool for measuring horsepower, that equipped to Honda GX-160 gasoline engine. The results of measurement showed that there were some effects of the engine performance which proofed by raising of engine torque and power. Maximum of torque excalation was 1.74 Nm at 2000 RPM, and power excalation was 0.38 kW at 2100 RPM. At average, the engine torque and power increase 23% compared to that before using “otoinfus”. Keywords: gasoline engine, “otoinfus”, prony brake, torque, power
APLIKASI DAN PENGARUH “OTOINFUS” TERHADAP TORSI DAN DAYA MOTOR BENSIN
HAPPY PRAYOGO SARRO
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Pertanian pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
Judul Skripsi : Aplikasi dan Pengaruh “Otoinfus” terhadap Torsi dan Daya Motor Bensin Nama : Happy Prayogo Sarro NIM : F14090085
Disetujui oleh
Ir. Agus Sutejo, M.Si Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. Desrial, M. Eng Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul Aplikasi dan Pengaruh “Otoinfus” terhadap Torsi dan Daya Motor Bensin ini ditulis berdasarkan penelitian penulis mulai November 2013 sampai Maret 2014. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ir. Agus Sutejo, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan studi di IPB, serta kepada dosen penguji penulis, Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS, dan Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si atas saran-sarannya dalam perbaikan skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak, Ibu, dan Billy serta seluruh keluarga atas segala dukungannya dalam hal moril, materil, doa dan kasih sayang. Ucapan terima kasih kepada rekan-rekan Orion (TEP 46), rekan-rekan sebimbingan (Nopri, Anan, Tiyok, Army, dan Yudhi), teman-teman kontrakan Berly’s House (Zashli, Ikhsan, Papang, Usaid, Esa, Allex, Luqman, Puri), juga kepada teman-teman X-9 Genk (Boni, Putri, Fidi, Bowo, Vicke), atas segala keceriaan dan dukungan kepada penulis selama ini. Penghargaan dan terima kasih juga penulis berikan kepada Mang Ujang dkk. di bengkel CV Daud Teknik Maju yang membantu penulis dengan saran-sarannya, dan pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak sebagai upaya perbaikan selanjutnya, serta penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Januari 2015 Happy Prayogo Sarro
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Ruang Lingkup Permasalahan
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Motor Bakar Bensin
2
Proses Pembakaran dalam Ruang Bakar
4
Teknik Pengukuran Tenaga
4
“Otoinfus”
5
METODE
6
Waktu dan Tempat
6
Alat dan Bahan
6
Tahapan Penelitian
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
13
Performa Motor Tanpa Suplai Air “Otoinfus”
13
Performa Motor Dengan Suplai Air “Otoinfus”
14
Pengaruh “Otoinfus” Terhadap Performa Motor
15
SIMPULAN DAN SARAN
17
Simpulan
17
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
19
RIWAYAT HIDUP
27
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Data rataan performa motor tanpa suplai air “otoinfus” Data rataan performa motor dengan suplai air “otoinfus” Pengaruh “otoinfus” terhadap torsi motor Pengaruh “otoinfus” terhadap daya motor
13 14 15 16
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Penyaring udara Skema prony brake Tahapan penelitian Ring poros Pemisah putaran dengan bearing Lengan torsi Kawat rem Prony brake Skema “otoinfus” Motor uji dengan "otoinfus" Skema pengujian motor Grafik performa motor tanpa suplai air “otoinfus” Absorption dynamometer Grafik performa motor dengan suplai air “otoinfus” Grafik Perubahan Torsi Grafik perubahan daya
3 5 7 8 9 9 9 10 10 10 12 13 14 14 15 16
DAFTAR LAMPIRAN 1 Spesifikasi motor bensin 2 Data performa motor sebelum pemberian suplai air dari “otoinfus” 3 Contoh perhitungan performa motor sebelum pemberian suplai air dari “otoinfus” 4 Data performa motor setelah pemberian suplai air dari “otoinfus” 5 Contoh perhitungan performa motor setelah pemberian suplai air dari “otoinfus” 6 Gambar teknik piktorial prony brake 7 Gambar teknik ortogonal prony brake 8 Gambar teknik exploded view prony brake
19 20 21 22 23 24 25 26
PENDAHULUAN Latar Belakang Tenaga penggerak banyak diaplikasikan pada beberapa kegiatan pertanian. Tenaga penggerak tersebut digunakan untuk membantu mengurangi beban kerja manusia. Tenaga tersebut dapat berupa tenaga penarik ataupun tenaga putar. Implikasi dalam praktiknya dapat berupa penggabungan dari keduanya, disesuaikan dengan mekanisme yang digunakan. Beberapa contoh sumber tenaga yang digunakan yaitu tenaga hewan, tenaga angin, tenaga motor bakar, tenaga motor listrik, dan sebagainya. Motor bakar, khususnya motor bensin, merupakan salah satu jenis sumber tenaga yang banyak digunakan pada kegiatan pertanian. Contoh aplikasi motor bensin pada kegiatan pertanian yaitu pada power sprayer, traktor tipe mini tiller, pemanen padi tipe reaper, dan lain-lain. Motor bensin memiliki beberapa keunggulan, diantaranya strukturnya yang lebih kompak dan bobotnya yang lebih ringan, sehingga dapat digunakan untuk power sprayer tipe gendong. Pengoperasian motor bakar membutuhkan bahan bakar untuk mengubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi mekanis. Pada umumnya masyarakat Indonesia masih mengandalkan bahan bakar dari minyak bumi yang tidak dapat diperbaharui sehingga ketersediannya semakin menipis dan suatu saat akan habis. Utama (2014) menyatakan bahwa sisa cadangan minyak di Indonesia sebanyak 3.3 miliar barel. Dengan mengacu kepada kuota BBM yang telah ditetapkan pemerintah yaitu sebanyak 46 juta kiloliter pertahun, secara perhitungan matematis, cadangan BBM Indonesia akan habis pada 11 tahun mendatang. Hal ini membuat Pemerintah melakukan kebijakan-kebijakan untuk mengurangi konsumsi BBM. Pemerintah juga telah menerapkan batasan atau kuota BBM untuk setiap tahunnya. Namun dalam praktiknya di lapangan, jumlah tersebut tidak pernah mencukupi. Jumlah tersebut selalu meningkat sehingga selalu diadakan perubahan dalam APBN. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menghemat BBM adalah dengan menggunakan air. Air diproses sehingga menjadi hidrogen dan disuntikkan pada saluran masuk motor bakar. Hidrogen tersebut akan bercampur dengan udara masuk sebelum melewati karburator/injeksi bahan bakar yang kemudian akan masuk ke ruang bakar. Tujuan Penelitian 1. Menentukan dan membandingkan nilai torsi motor bakar bensin sebelum dan sesudah pemberian suplai air melalui “otoinfus”. 2. Menentukan dan membandingkan nilai daya motor bakar bensin sebelum dan sesudah pemberian suplai air melalui “otoinfus”. 3. Menentukan pengaruh pengaplikasian “otoinfus” terhadap nilai daya dan torsi pada motor bakan bensin.
2 Ruang Lingkup Permasalahan Penelitian ini terdapat beberapa pembatasan permasalahan. Batasan-batasan tersebut yaitu pengujian dilakukan dengan motor bensin satu silinder dengan pengujian pada kecepatan 2000-2500 RPM. Selain itu debit air yang digunakan adalah satu variabel dimana debit air tidak diubah pada saat pengambilan data.
TINJAUAN PUSTAKA Motor Bakar Bensin Motor bakar bensin adalah motor yang dapat mengubah tenaga panas bahan bakar (bensin) dari suatu hasil pembakaran menjadi tenaga mekanik (Hardjosentono 1996). Berdasarkan langkah gerak piston, motor bensin dibedakan atas motor 4 tak dan motor 2 tak. Meskipun desain motor berbeda antara satu produsen dan yang lainnya, setiap motor yang memiliki gerakan saling berbalas (seperti piston yang bergerak ke atas dan ke bawah) memiliki 20 mekanisme dan sistem di dalamnya. Menurut Evridge (2009) ke-20 mekanisme dan sistem tersebut yaitu (1) sistem bahan bakar, (2) sistem pendinginan, (3) sistem pemasukan udara, (4) sistem pengeluaran, (5) sistem pelumasan, (6) sistem penyalaan dan kelistrikan, (7) sistem penutup motor, (8) sistem pengendalian emisi, (9) sistem pengencangan (baud, dan sebagainya.), (10) sistem penyegelan (pencegah kebocoran), (11) sistem perpipaan, (12) sistem penyaringan, (13) sistem pengendalian, (14) sistem penyokongan motor, (15) mekanisme poros cam dan timing gear, (16) mekanisme piston, connecting rod, dan silinder, (17) mekanisme pergerakan katup, (18) mekanisme kepala silinder, (19) mekanisme blok silinder dan poros engkol, dan (20) mekanisme flywheel. Motor bensin 4 tak adalah motor yang memerlukan empat kali langkah piston (dua kali ke atas dan dua kali ke bawah) untuk memperoleh satu kali usaha/ledakan di ruang pembakaran (Hardjosentono et al. 1996). Langkah gerak piston tersebut berturut-turut adalah langkah isap, langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah pembuangan. Langkah Isap (Intake) Pada waktu langkah isap, katup pemasukan terbuka dan katup pengeluaran tertutup. Piston bergerak ke bawah dan volume ruang pembakaran menjadi lebih besar, sehingga tekanannya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar. Akibatnya, campuran bensin dan udara masuk dan mengisi ruang pembakaran melalui lubang katup pemasukan (Hardjosentono et al. 1996). Campuran bensin dan udara yang masuk diatur oleh karburator. Perbandingan antara udara dan bensin kurang lebih 15:1 (Goering 1986). Udara yang masuk ke ruang pembakaran harus selalu bersih. Tenaga maksimum dari suatu motor juga dibatasi terutama oleh penyediaan udara. Oleh karena itu, sistem pemasukan harus dapat menyalurkan udara dalam jumlah yang besar. Goering (1986) mengemukakan tiga jenis pembersih udara sebelum masuk ke ruang pembakaran, yaitu oil bath air cleaner, precleaner, dan dry-type air cleaner. Ketiga jenis pembersih udara tersebut dapat dilihat pada Gambar 1. Oil
3 bath air cleaner menggunakan sejenis minyak untuk memerangkap kotoran halus yang terbawa oleh udara. Precleaner memanfaatkan putaran udara untuk memisahkan antara udara dengan partikel kotoran yang besar. Dry-type air cleaner menggabungkan fungsi dari precleaner untuk memisahkan partikel yang besar dan dilengkapi dengan penyaring kertas untuk memerangkap butiran yang halus.
(A)
(B) (C) Gambar 1 Penyaring udara (A) Oil bath air cleaner, (B) Precleaner, (C) Dry-type air cleaner Sumber: Goering 1986 Langkah Kompresi (Compression) Setelah langkah isap, kemudian dilanjutkan dengan langkah kompresi. Katup pemasukan dan pembuangan tertutup. Piston bergerak ke atas dan memampatkan campuran bensin dan udara di ruang pembakaran. Loncatan api listrik pada busi terjadi menjelang akhir langkah kompresi dan membakar/meledakkan bensin (Hardjosentono et al. 1996). Langkah Usaha (Power) Langkah selanjutnya adalah langkah usaha. Katup pemasukan dan pembuangan masih dalam keadaan tertutup. Menjelang piston turun ke bawah, pembakaran yang terjadi dalam ruang silinder menghasilkan tenaga yang maksimal, sehingga menghempaskan piston ke bawah dan diperolehlah satu kali usaha (Hardjosentono et al. 1996). Pada langkah ini terdapat dua bagian yang memiliki peranan, yaitu sistem penyalaan api dan busi sebagai sumber nyala api Langkah Pembuangan (Exhaust) Langkah terakhir adalah langkah pembuangan. Katup pemasukan tertutup dan katup pembuangan terbuka. Piston bergerak ke atas dan mendorong sisa hasil pembakaran melalui lubang katup pembuangan ke luar (Hardjosentono et al. 1996).
4 Proses Pembakaran dalam Ruang Bakar Pembakaran dalam ruang bakar pada motor bensin diawali dengan percikan bunga api dari busi yang membakar campuran udara dan bahan bakar yang sudah termampatkan oleh piston pada langkah kompresi. Kahraman (2005) mengemukakan bahwa proses pembakaran pada motor bensin dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu normal dan abnormal. Proses pembakaran normal terjadi pada tiga tahap, yaitu pemicuan pembakaran, penyebaran api, dan penghentian pembakaran. Secara normal, pembakaran berawal dari gap busi yang memercikkan bunga api. Molekul bahan bakar di sekitar bunga api busi akan terpicu dan melepaskan energi dengan jumlah kecil. Kemudian api akan menyebar ke daerah yang belum terbakar yang letaknya berdekatan dengan pusat percikan api dengan kecepatan tertentu. Kecepatan api akan rendah saat awal pembakaran, mencapai maksimum pada separuh perjalanan, dan berkurang saat mendekati akhir pembakaran. Saat api mendekati dinding ruang pembakaran, jumlah pindah panas ke dinding memperlambat penyebaran api dan akhirnya pembakaran terhenti karena terjadi pemadaman pada permukaan. Pembakaran abnormal dapat terjadi dikarenakan adanya dua fenomena pembakaran, yang disebut knock dan surface ignition. Knock terjadi saat mendekati akhir dari langkah kompresi dimana campuran udara dan bahan bakar yang sedang dimampatkan, secara otomatis terpicu lebih dini sebelum percikan bunga api dari busi terjadi. Sedangkan surface ignition merupakan pemicuan pembakaran udara dan bahan bakar pada ruang bakar dengan sumber selain bunga api dari busi. Sumber tersebut meliputi katup pengeluaran yang terlampau panas, sisa karbon yang menyala, atau sumber panas lain. Kahraman (2005) menjelaskan persamaan umum pembakaran dari satu mol hidrokarbon dengan udara sebagai berikut: CaHb + (a+b/4) x (O2 + 3.773 N2) => a CO2 + b/2 H2O + 3.773 (a+b/4) N2.....(a) Persamaan (a) adalah persamaan stoikiometrik secara teoritis dimana terdapat jumlah udara yang memadai untuk mengoksidasi bahan bakar. Terlihat jelas bahwa rasio udara dan bahan bakar dipengaruhi komposisi kimia dari bahan bakar. Untuk bensin (C7.9H14.8), persamaannya menjadi: C7.9H14.8 + 11.6 O2 + 43.767 N2 => 7.9 CO2 + 7.4 H2O + 43.767 N2................(b) Teknik Pengukuran Tenaga Motor bakar dapat mengeluarkan tenaga yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar. Tenaga tersebut memiliki satuan horsepower (HP). Nilai horsepower menggambarkan seberapa cepat sebuah poros dengan beban yang diketahui dan torsi yang terukur akan berputar dalam waktu yang ditentukan (Evridge 2009). James Watt menjelaskan horsepower sebagai suatu yang dapat dihitung dengan mempelajari apa yang dapat diangkat oleh kuda yang sehat dengan bantuan katrol dan balok, dan juga seberapa lama kuda tersebut dapat melakukannya. James Watt menemukan bahwa kuda dapat mengangkat balok seberat 200 pon sejauh 165 kaki dalam 1 menit. Ini setara dengan mengangkat massa 33000 pon sejauh 1 kaki dalam 1 menit (Evridge 2009). Untuk mengukur tenaga dari motor bakar, digunakan suatu alat yang disebut dynamometer. Bill (2014) mengemukakan bahwa dynamometer biasa
5 didefinisikan sebagai sebuah perangkat untuk mengukur daya mekanis, tetapi dalam pengertian luas juga termasuk pengukuran gaya dan torsi. Dynamometer memberikan hambatan pada putaran poros. Apabila dynamometer dihubungkan langsung pada poros output motor, maka dinamakan engine dynamometer. Apabila dynamometer dihubungkan dengan roda penggerak maka dinamakan chassis dynamometer (Gitano 2008). IGNOU (2014) mengemukakan terdapat dua tipe dynamometer, yaitu absorption dynamometer dan transmission dynamometer. Absorption dynamometer mengukur daya keluaran motor dengan memasangkannya pada motor uji dan dynamometer akan menyerap putaran motor. Transmission dynamometer mengukur daya motor dengan menghantarkan putaran pada beban yang kemudian dibaca pada sebuah neraca/timbangan. Salah satu cara paling sederhana dalam mengukur daya motor adalah mencoba menghentikan motor dengan mengerem flywheel dan mengukur massa yang dihubungkan dengan lengan. Sistem ini dikenal sebagai prony brake. Skema pengukuran dengan prony brake terlihat pada gambar 2. Cara ini memiliki keakuratan yang rendah dikarenakan perubahan koefisien gesekan akibat perubahan suhu (IGNOU 2014).
Gambar 2 Skema prony brake Sumber : Bill 2013 “Otoinfus” Otoinfus adalah alat khusus yang dirancang untuk penyempurnaan pembakaran BBM, yang ditemukan oleh Haryo dan Agus Sutejo pada tahun 2013. Otoinfus dapat digunakan pada kendaraan berbahan bakar bensin atau mesin diesel yang berbahan bakar solar. Otoinfus memiliki lima komponen, yaitu tabung air, pengatur debit air, pipa penghubung (tembaga), kit pemecah air, dan pipa penghubung (karet). Agus Sutejo dan Haryo sebagai pencipta implemen ini mengatakan bahwa alat ini mampu meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar. Selain itu alat ini mampu meningkatkan daya yang dimiliki oleh motor bakar (Suryatmojo 2014). Air yang diproses pada kit pemecah air diupayakan berubah menjadi gas hidrogen yang kemudian dimanfaatkan sebagai suplemen bahan bakar. Eichlseder et al. (2010) mengemukakan bahwa pada saat merancang atau memodifikasi
6 motor pembakaran dalam untuk bahan bakar hidrogen, aspek-aspek utama yang berhubungan adalah karakteristik bahan bakar tersebut memiliki pengaruh pada sistem pencampuran, pengendalian motor, sistem penyalaan, mekanika dari powertrain (penghasil dan penyalur tenaga), ventilasi pada karter, supercharging system, dan lain-lain.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian dimulai pada bulan November 2013 dan selesai pada bulan Maret 2014. Kegiatan penelitian dilaksanakan di bengkel CV Daud Teknik Maju di Cibeureum, Bogor. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan selama penelitian dikategorikan dalam dua kelompok, yaitu pembuatan instrumen uji (prony brake) dan pengujian motor. Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan prony brake meliputi: a. Satu set perangkat rem belakang (tromol) Suzuki Smash beserta kampas, bearing, lengan penekan, dan komponen-komponen pendukung lainnya. b. Besi silinder pejal diameter 4 cm dan 2 cm c. Besi pelat tebal 3 mm, lebar 3 cm, dan panjang 40 cm. d. Bahan pendukung (baud, mur, ring, dan lain-lain.) e. Peralatan perbengkelan (kunci ring, kunci L, obeng, dan lain-lain) f. Mesin milling g. Mesin bubut Sedangkan alat dan bahan dalam pengujian motor meliputi: a. Motor bensin 4-tak Honda GX-160 b. Timbangan gantung c. Tali d. Dudukan motor e. Tachometer digital f. Perangkat “otoinfus” g. Galon berisi air h. Bensin dan air
7
Tahapan Penelitian Pada Gambar 3 dipaparkan tahapan-tahapan dalam penelitian. Penjelasan dari diagram tersebut adalah sebagai berikut. MULAI
Persiapan alat dan bahan Membuat Prony Brake
Uji performansi Prony Brake Ya Modifikasi Berhasil Tidak Pemasangan “otoinfus” Ya Penyesuaian Sesuai Tidak Uji kinerja motor tanpa “otoinfus”
Uji kinerja motor dengan “otoinfus”
Pengolahan data dan penyusunan hasil
SELESAI
Gambar 3 Tahapan penelitian Persiapan Alat dan Bahan Sebelum memulai penelitian, dilakukan persiapan alat dan bahan yang perinciannya sudah dijelaskan di subbab alat dan bahan. Persiapan ini meliputi pengadaan barang dan perawatan motor. Pengadaan barang dilakukan untuk persiapan dalam pembuatan prony brake. Bahan-bahan seperti set perangkat rem tromol, besi untuk lengan prony brake, timbangan gantung, beberapa peralatan bengkel (kunci ring, kunci L, dan lainlain.), beserta beberapa baut dan ring, dipersiapkan untuk menunjang penelitian. Proses pembuatan dan pemasangan akan dijelaskan pada subbab berikutnya. Perawatan motor dilakukan dengan penggantian oli pelumas mesin dan pembersihan karburator. Oli yang digunakan memiliki standar SAE 20.
8 Pembersihan karburator dilakukan dengan menghilangkan kerak-kerak di dalam karburator dengan menggunakan cairan carb cleaner. Setelah itu seluruh komponen pada motor dipasang dan motor dinyalakan sambil kemudian diatur kecepatan langsamnya sesuai standar (1500 RPM) dengan memutar sekrup pengatur langsam. Pembuatan dan Uji Performansi Prony Brake Prony brake dibuat untuk mengukur torsi yang selanjutnya dapat digunakan dalam perhitungan daya motor. Berdasarkan prinsip pengukuran pada prony brake, maka terdapat tiga bagian penting dalam pembuatannya. Bagian-bagian tersebut yaitu bagian pengereman poros, pengonversi tahanan rem dengan lengan torsi, dan pengukur nilai massa terangkat. Mengacu pada prinsip dan bagian-bagian penting tersebut, maka diputuskan pembuatan prony brake dilakukan menggunakan set rem tromol sepeda motor Suzuki Smash dengan beberapa modifikasi. Modifikasi yang dilakukan adalah sebagai berikut. 1. Ring poros Pembuatan ring yang akan menghubungkan bagian tromol dengan poros engkol motor bensin. Ukuran ring disesuaikan dengan menggunakan bantuan mesin bubut dan mesin milling.
Gambar 4 Ring poros Ring poros dibuat dari bahan berupa besi silinder pejal diameter 4 cm dan panjang 15 cm. Besi terlebih dahulu dipotong sehingga memiliki panjang 2 cm. Kemudian silinder tersebut dilakukan pengecilan diameter luar agar bisa masuk ke dalam pusat tromol. Pengurangan diameter dilakukan dengan mesin bubut. Diameter silinder direduksi 0.75 cm menjadi 3.25 cm. Hal selanjutnya yang dilakukan adalah membuat lubang tengah untuk posisi poros motor. Dengan menggunakan mesin bubut, silinder dilubangi di bagian tengah dengan diameter 2 cm. Setelah itu dibuatkan rongga untuk spi poros motor dengan menggunakan mesin milling. Kemudian pada sisi silinder dibuat lubang dan ulir untuk baud ukuran M8 sebagai penahan poros dan pemersatu antara poros dan pulley. Bentuk ring poros dapat dilihat pada Gambar 4. 2. Pemisah putaran dengan bearing Pemisah putaran ini dibuat agar bagian tromol dapat dipisahkan putarannya dengan lengan torsi dan pengerem, sehingga bisa diukur nilai tarikan bebannya. Selain sebagai pemisah putaran, komponen ini juga berfungsi untuk dudukan baud dan salah satu titik penahan lengan torsi.
9
Gambar 5 Pemisah putaran dengan bearing Pemisah putaran dibuat dari bahan silinder pejal dengan diameter 2 cm. Dari Gambar 5 terlihat perbedaan diameter antara bagian depan dan belakang pemisah putaran. Ini dilakukan agar bearing memiliki penahan agar posisinya tidak bergerak ke belakang. Dengan menggunakan mesin bubut, diameter bahan yang semula 2 cm direduksi menjadi 1.3 cm di bagian belakang dan 1.2 cm di bagian depan. Kemudian pada bagian permukaan depan pemisah putaran dibor sedalam 1 cm dan diberi ulir untuk baud M8 sebagai penahan tutup tromol dan lengan torsi. 3. Lengan torsi Lengan torsi dibuat dari bahan besi pelat dengan tebal 0.3 cm, panjang 40 cm dan lebar 3 cm. Proses pembuatan dilakukan dengan melubangi besi pada tiga titik seperti terlihat pada Gambar 6. Dua lubang di sebelah kiri berfungsi sebagai posisi baud yang menghubungkan dengan tutup tromol, sedangkan lubang pada sebelah kanan sebagai tempat penghubung timbangan dan beban.
Gambar 6 Lengan torsi Kawat rem Proses yang dilakukan pada kawat rem hanya dalam penyesuaian bentuk kawat rem. Penyesuaian dilakukan dengan memotong dan menekuk kawat rem. Kawat rem dipotong agar panjangnya menjadi 18 cm, kemudian ditekuk pada titik 13 cm. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 7. Pada prony brake ini kawat rem dibuat agar posisinya tetap, tidak seperti pada sepeda motor yang terhubung dengan pedal rem sehingga dapat bergerak.
4.
Gambar 7 Kawat rem Setelah semua bahan tersedia maka selanjutnya semua bahan dirangkai. Prony brake dirangkai hingga menjadi satu kesatuan seperti pada Gambar 8. Gambar teknik prony brake dapat dilihat pada Lampiran 6 hingga Lampiran 8. Kemudian prony brake diuji performansinya. Uji performansi dilakukan dengan menghubungkan prony brake dengan motor uji dan timbangan gantung. Target keberhasilan pengujian ditentukan dengan kemampuan prony brake untuk menahan laju putaran motor dan lengan torsi dapat mengangkat massa yang nilainya dapat dilihat pada timbangan.
10
Gambar 8 Prony brake Pemasangan “Otoinfus” Skema pemasangan “otoinfus” adalah seperti pada Gambar 9.
B C
A
E D
A. Wadah air B.Keran pengatur debit air C. Kit pemecah air D. Muffler E. Intake manifold
Gambar 9 Skema “otoinfus”
Muffler
Kit pemecah air Intake manifold Pipa tembaga Wadah air Selang karet
Keran pengatur debit air
Gambar 10 Motor uji dengan “otoinfus” Pemasangan “otoinfus” ini merupakan salah satu tahapan penting dalam penelitian. Skema pada Gambar 9 memperlihatkan bagian-bagian yang dilewati oleh air hingga masuk ke ruang bakar. Perangkaian “otoinfus” dilakukan agar air dapat disuplai dengan hanya mengandalkan daya hirup piston, sehingga bagian suplai infus ditempatkan pada bagian intake manifold dimana bagian pengabutan di karburator telah dilewati. Pada bagian ini daya hirup piston cukup besar dan tidak mengganggu proses pencampuran dan pengabutan bensin dan udara di karburator. Komponen-komponen “otoinfus” yang sudah terpasang pada motor terlihat pada Gambar 10.
11 Menurut Haryo dan Agus Sutejo, kerja “otoinfus” dimulai pada langkah intake. Air pada penampung akan terhirup melalui keran pengatur debit air dan masuk ke kit pemecah air. Pada bagian ini air akan diuraikan dengan memanfaatkan panas dari muffler yang ditempelkan dengan kit pemecah air. Air yang sudah diproses ini kemudian akan masuk ke ruang bakan melalui intake manifold. Uji Kinerja Motor Motor bensin yang diuji adalah motor Honda GX-160 dengan spesifikasi seperti pada Lampiran 1. Mempertimbangkan kemampuan prony brake dalam menahan beban pengereman dan suhu gesekan, serta meminimalisasi peluang kecelakaan, maka pengujian dilakukan pada kecepatan 2500 hingga 2000 RPM dengan interval 100 RPM. Pengulangan dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Uji kinerja motor dilakukan melalui beberapa tahapan. Tahapan-tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut. 1. Komponen-komponen prony brake dirangkai sedemikian rupa agar menjadi kesatuan prony brake secara utuh. 2. Prony brake yang sudah terangkai kemudian dihubungkan dengan timbangan gantung, massa, dan motor uji untuk selanjutnya dilakukan pengujian (seperti terlihat pada Gambar 11). 3. Tahap awal dilakukan tanpa memberikan suplai air melalui “otoinfus”, sehingga keran pengatur debit ditutup rapat. 4. Pengujian diawali dengan pengaturan kecepatan motor 2500 RPM dengan bantuan alat tachometer. Bukaan throttle tidak diubah selama pengambilan data setelah diatur pada kecepatan awal 2500 RPM. Kemudian dilakukan pengereman dengan cara memutar sekrup pada kawat rem. Pengereman dilakukan hingga kecepatan motor berkurang 100 RPM menjadi 2400 RPM. Saat kecepatan menyentuh angka 2400 timbangan akan menunjukkan nilai yang berbeda dari beban awal. Angka ini dicatat sebagai data. 5. Selanjutnya dilakukan pengereman kembali dengan interval kecepatan yang sama yaitu 100 RPM dan dilakukan pula pencatatan nilai beban pada timbangan. Pengereman dilakukan hingga kecepatan 2000 RPM. 6. Tahap 4 sampai 5 dilakukan dengan tiga kali pengulangan. 7. Tahap selanjutnya adalah pengujian dengan suplai air dari “otoinfus”. Keran pengatur debit dibuka dengan bukaan yang sedemikian rupa agar suplai air tidak berlebih dan putaran motor stabil. 8. Saat sudah didapat bukaan keran yang pas, dimana menghasilkan debit air 0.2281 ml/s (Putra 2014), kemudian dilakukan pengujian seperti pada tahap 4 sampai 6.
12
Tali penahan
Motor uji
Timbangan
Prony brake Massa awal (m0) Tachometer
Gambar 11 Skema pengujian motor Pengolahan Data Data yang diambil dari penelitian ini adalah nilai massa yang terangkat oleh lengan torsi. Nilai tersebut kemudian dapat digunakan untuk melakukan penghitungan nilai torsi dan daya motor. Secara rinci, pengolahan data yang dilakukan adalah sebagai berikut. a. Menentukan nilai massa yang terangkat m = m0 – mt...............................................................................................(1) dimana, m : massa yang terangkat (kg) m0 : massa awal sebelum pengereman (kg) mt : massa terbaca saat pengereman (kg) b. Menentukan nilai beban yang terangkat W = m x g.................................................................................................(2) dimana, W : beban yang terangkat (N) m : massa yang terangkat (kg) g : konstanta gravitasi (9.81 m/s2) c. Menentukan nilai torsi motor T = W x l...................................................................................................(3) dimana, T : Torsi motor (Nm) W : Beban yang terangkat (N) l : Panjang lengan torsi (m) Prony brake ini menggunakan lengan torsi dengan panjang 38 cm yang diukur dari poros engkol sebagai pusat dan titik ujung lengan yang terhubung dengan timbangan gantung. d. Menentukan nilai daya motor BP = (2 x T x N) / 60000.......................................................................(4) dimana, BP : Daya motor (kW) T : Torsi motor (Nm) N : Putaran poros engkol (RPM)
13
HASIL DAN PEMBAHASAN Performa Motor Tanpa Suplai Air “Otoinfus” Performa motor sebelum pemberian suplai air “otoinfus” tertera pada Tabel 1 dan tergambar pada Gambar 12. Secara rata-rata motor dapat mengangkat massa pada lengan torsi maksimum seberat 1.5 kg. Angka ini kemudian dikalkulasi dengan persamaan (2), (3), dan (4) untuk mendapatkan nilai beban, torsi, dan daya motor. Torsi maksimum motor pada skala pengujian ini adalah 5.72 Nm yang didapat pada kecepatan 2000 RPM. Daya maksimum juga didapat pada kecepatan 2000 RPM dengan nilai 1.20 kW. Data lengkap dan contoh perhitungan terdapat pada Lampiran 2 dan Lampiran 3. Tabel 1 Data rataan performa motor tanpa suplai air “otoinfus” Massa terangkat (kg) 1.5 1.4 1.1 0.8 0.5
Beban terangkat (N) 15.04 13.41 11.12 8.18 4.91
1.4
7.0
1.2
6.0
1.0
5.0
0.8
4.0
0.6
3.0
0.4
2.0
0.2
1.0
0.0
0.0 2000
2100
2200
2300
Torsi (Nm) 5.72 5.09 4.22 3.11 1.86
Torsi (Nm)
Daya (kW)
Kecepatan motor (RPM) 2000 2100 2200 2300 2400
Daya (kW) 1.20 1.12 0.97 0.75 0.47
Rata-Rata Daya Rata-Rata Torsi
2400
Kecepatan motor (RPM)
Gambar 12 Grafik performa motor tanpa suplai air “otoinfus” Pergerakan kurva dan nilai yang dihasilkan tidak sesuai dengan spesifikasi motor. Ini disebabkan karena penggunaan massa awal (m0) pada bagian ujung lengan torsi. Massa m0 ini berfungsi sebagai penahan putaran lengan torsi saat pengereman dilakukan. Namun penggunaan massa m0 ini ternyata juga mempengaruhi nilai massa yang dapat terangkat oleh motor (m). Nilai massa yang terangkat (m) menjadi kecil dan menyebabkan torsi yang terhitung pada awal pengereman (kecepatan 2500 ke 2400 RPM) juga bernilai kecil. Selain penggunaan massa pada ujung lengan torsi, terdapat sistem lain yang dapat digunakan. Gopinath (2014) menggunakan sistem tanpa penggunaan massa awal. Lengan torsi langsung dihubungkan dengan timbangan seperti pada Gambar 13. Metode ini tidak digunakan karena mempertimbangkan putaran motor yang tinggi dan getaran yang dihasilkan dapat menimbulkan kecelakaan jika lengan torsi terlepas dari timbangan saat pengereman dilakukan. Namun demikian,
14 mengacu pada IGNOU (2014), pengukuran daya motor menggunakan prony brake tidak memiliki akurasi yang baik dikarenakan terjadinya perubahan nilai koefisien gesek akibat suhu. Suhu yang tinggi mengakibatkan pemuaian. Pemuaian ini berakibat terjadinya perubahan ukuran dari tromol sehingga kampas rem tidak menggesek dengan baik dan berakibat pada nilai mt tidak sesuai.
Gambar 13 Absorption dynamometer Performa Motor Dengan Suplai Air “Otoinfus” Gambar 14 memperlihatkan performa motor saat diuji dengan penambahan suplai air dari “otoinfus” dengan data tertera pada Tabel 2. Seperti pada pengujian tanpa “otoinfus”, nilai torsi dan daya maksimum didapatkan pada kecepatan 2000 RPM. Massa maksimum yang terangkat mencapai 2 kg atau 19.62 N. Torsi maksimum yang dihasilkan 7.46 Nm dengan daya maksimum 1.56 kW. Secara umum bentuk kurva pada grafik performa setelah ditambahkan suplai air “otoinfus” sama seperti saat sebelum penambahan air. Hal yang membedakan adalah nilai torsi dan daya yang meningkat. Data berdasarkan pengulangan dan contoh perhitungan terdapat pada Lampiran 4 dan Lampiran 5. Tabel 2 Data rataan performa motor dengan suplai air “otoinfus” Massa terangkat (kg) 2.0 1.8 1.5 1.0 0.5
Beban terangkat (N) 19.62 17.99 14.72 9.81 4.91
1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 2000
2100
2200
2300
Torsi (Nm) 7.46 6.83 5.59 3.73 1.86
Torsi (Nm)
Daya (kW)
Kecepatan motor (RPM) 2000 2100 2200 2300 2400
Daya (kW) 1.56 1.50 1.29 0.90 0.47
Rata-Rata Daya Rata-Rata Torsi
2400
Kecepatan motor (RPM)
Gambar 14 Grafik performa motor dengan suplai air “otoinfus”
15 Pengaruh “Otoinfus” Terhadap Performa Motor Pengujian motor dilakukan dalam dua tahapan dimana tahapan pertama dilakukan tanpa penambahan suplai air “otoinfus” dan tahapan kedua dengan memberikan suplai air “otoinfus”. Pemberian suplai air dilakukan dengan membuka keran pengatur debit. Bukaan keran diatur sedemikian rupa agar putaran motor stabil dan motor tidak mati karena kelebihan suplai air pada ruang bakar. Pada saat kondisi ini tercapai, Putra (2014) mendapatkan nilai konsumsi air 0.2281 ml/s pada kecepatan 2000 RPM. Saat tercapai kondisi putaran mesin yang stabil, bukaan keran dijaga agar posisinya tidak berubah sehingga diharapkan suplai air tetap konstan. Pengujian dilakukan dengan satu variabel debit air. Air yang dialirkan ke dalam ruang bakar melalui “otoinfus” berfungsi sebagai suplemen tambahan yang dapat meningkatkan performa motor. Di dalam kit pemecah air, air akan diproses sedemikian sehingga setelah melewatinya air akan berubah wujud menjadi uap dan bercampur dengan campuran udara dan bahan bakar dari karburator. Campuran tiga unsur ini kemudian akan masuk ke ruang bakar dan diledakkan dengan bantuan percikan api dari busi. Penambahan suplai air dari “otoinfus” memberikan pengaruh kepada performa motor. Dalam pengujian yang dilakukan, pengaruh terlihat dari peningkatan nilai massa yang terangkat pada prony brake. Peningkatan massa ini menandakan adanya peningkatan pada torsi dan daya motor. Peningkatan torsi disajikan pada Tabel 3 dan Gambar 15. Tabel 3 Pengaruh “otoinfus” terhadap torsi motor Kecepatan motor (RPM) 2000 2100 2200 2300 2400
Torsi (Nm) Sebelum Sesudah 5.72 7.46 5.09 6.83 4.22 5.59 3.11 3.73 1.86 1.86 Rata-rata perubahan
Perubahan torsi (Nm) 1.74 1.74 1.36 0.62 0.00
Persentase perubahan torsi (%) 30.42 34.18 32.15 19.94 0.00 23.34
8.0 7.0 Torsi (Nm)
6.0 5.0 4.0
Torsi Sebelum Otonfus
3.0
Torsi Sesudah Otoinfus
2.0 1.0 0.0 2000
2100
2200
2300
2400
Kecepatan motor (RPM)
Gambar 15 Grafik perubahan torsi Dari data yang disajikan pada Tabel 3, perubahan torsi terjadi pada kecepatan 2000 hingga 2300 RPM. Perubahan menunjukkan nilai yang lebih besar. Ini membuktikan bahwa pengaplikasian “otoinfus” memberikan dampak
16 positif terhadap torsi motor. Peningkatan maksimum terjadi pada kecepatan 2000 dan 2100 RPM yaitu sebesar 1.74 Nm. Walaupun memiliki nilai peningkatan yang sama, persentase perubahan terbesar terjadi pada kecepatan 2100 RPM yaitu sebesar 34.18%. Ini disebabkan secara perbandingan torsi pada kecepatan 2100 RPM lebih besar daripada pada kecepatan 2000 RPM. Pada kecepatan 2100 RPM torsi meningkat 1.74 Nm dibandingkan torsi awal 5.09 Nm. Sedangkan pada kecepatan 2000 RPM torsi meningkat 1.740 Nm dibandingkan torsi awal 5.72 Nm. Gambar 15 memperlihatkan kurva torsi motor setelah pemberian air melalui “otoinfus” berada diatas dibanding sebelum pemberian air melalui “otoinfus”. Tabel 4 Pengaruh “otoinfus” terhadap daya motor
Daya (kW)
Kecepatan motor (RPM) 2000 2100 2200 2300 2400
Daya (kW) Sebelum Sesudah 1.20 1.56 1.12 1.50 0.97 1.29 0.75 0.90 0.47 0.47 Rata-rata perubahan
Perubahan daya (kW) 0.37 0.38 0.31 0.14 0
1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Persentase perubahan daya (%) 31.09 33.93 31.96 18.67 0.00 23.13
Daya Sebelum Otoinfus Daya Sesudah Otoinfus
2000
2100
2200
2300
2400
Kecepatan motor (RPM)
Gambar 16 Grafik perubahan daya Hal yang sama terjadi pada daya motor. Setelah pengaplikasian “otoinfus”, daya motor meningkat. Pada Tabel 4 terlihat peningkatan maksimum terjadi pada kecepatan 2100 RPM, yaitu sebesar 0.37 kW. Secara persentase, peningkatan daya memiliki nilai persentase yang hampir sama dengan peningkatan torsi. Peningkatan daya terbesar terjadi pada kecepatan 2100 RPM dengan persentase kenaikan 33.93%. Secara besaran nilai, perubahan torsi dan daya terlihat peningkatannya pada kecepatan 2000 sampai 2300 RPM. Hal ini membuktikan bahwa “otoinfus” lebih cocok digunakan pada motor untuk kecepatan rendah sampai menengah. Namun demikian “otoinfus” juga tetap dapat berfungsi dengan baik untuk motor bensin kecepatan tinggi, karena menurut Putra (2014), konsumsi bensin motor yang sudah diaplikasikan “otoinfus” lebih rendah pada kecepatan tinggi. Peningkatan performa motor terjadi karena adanya tambahan uap air ke dalam ruang bakar. Air terdiri dari unsur kimia hidrogen dan oksigen, dimana keduanya memiliki sifat mudah terbakar. Selain itu, menurut Prasath et al (2012),
17 pembakaran hidrogen dengan udara bebas menghasilkan uap air beserta nitrogen oksida. Nitrogen oksida yang terbentuk dalam ruang bakar akan menambahkan jumlah oksigen untuk pembakaran, karena menurut Oliver (2010), nitrogen oksida memiliki persentase oksigen sebesar 36% dibandingkan pada udara bebas yang hanya 21%. Jika nitrogen oksida ditambahkan pada proses pembakaran, maka akan ada penambahan jumlah oksigen lebih dari 20%. Kahraman (2005) juga menyatakan bahwa motor pembakaran dalam (internal combustion engine) membuang dua pertiga energi pembakaran sebagai panas. Menambahkan air pada bahan bakar akan memudahkan panas pembakaran untuk memadukan oksigen pada air dengan karbon yang tidak terbakar pada pembuangan (exhaust). Hal ini menghasilkan kombinasi dari hidrogen dan karbon monoksida. Hidrogen kemudian akan terbakar, dan memberikan tambahan daya. Pada bagian pengukuran performa motor terlihat bahwa grafik dan nilai yang dihasilkan tidak sesuai dengan spesifikasi motor. Namun, pada bagian ini perubahan nilai saat sebelum dan sesudah pengaplikasian “otoinfus” dapat terlihat yang menandakan tujuan penelitian tercapai. Secara rata-rata, penggunaan “otoinfus” memberikan dampak positif dengan peningkatan performa motor sebesar 23%.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Berdasarkan pengujian yang dilakukan didapat nilai torsi maksimum sebelum pengaplikasian “otoinfus” sebesar 5.72 Nm pada kecepatan 2000 RPM. Torsi minimum terjadi pada kecepatan 2400 RPM sebesar 1.86 Nm. Setelah pengaplikasian “otoinfus”, torsi maksimum menjadi 7.46 Nm pada kecepatan 2000 RPM. Torsi minimum tidak berubah, yaitu 1.86 Nm pada kecepatan 2400 RPM. 2. Daya maksimum yang dihasilkan motor selama pengujian sebelum pengaplikasian “otoinfus” sebesar 1.20 kW pada kecepatan 2000 RPM dan daya minimum sebesar 0.47 kW pada 2400 RPM. Setelah pengaplikasian “otoinfus” daya maksimum meningkat menjadi 1.56 kW pada kecepatan 2000 RPM, sedangkan daya minimum tidak berubah yaitu sebesar 0.47 pada kecepatan 2400 RPM. 3. Pengaplikasian “otoinfus” dalam rentang kecepatan 2000-2400 RPM memberikan pengaruh berupa peningkatan torsi dan daya motor rata-rata sebesar 23%. Saran 1. Perlu diadakan penelitian lanjutan untuk penggunaan “otoinfus” pada motor bensin bersilider lebih dari satu. 2. Perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh jumlah debit air terhadap perubahan performa motor. 3. Perbaikan dalam hal penempatan beban dan timbangan pada prony brake saat melakukan pengukuran.
18 4. Perlu perbaikan dalam desain prony brake untuk mencegah terlepasnya tutup tromol saat melakukan pengukuran.
DAFTAR PUSTAKA [AHMC] American Honda Motor Company. 2014. Honda GX-160 [internet]. [diacu 2014 Maret 28]. Tersedia dari: http://engines.honda.com/ models/model-detail/gx160 Bill WW. 2014. Bench Top Dynamometer [internet]. [diacu 2014 Juni 19]. Tersedia dari: http://www.instructables.com/ id/Bench-top-dynomometer/ Eichlseder H, Grabner P, Heindl R. 2010. Hydrogen Internal Combustion Engines. Di dalam: Stolten D, editor. Hydrogen and Fuel Cells. Weinheim (DE): WILEY-VCH Evridge BL. 2009. Practical Boat Mechanics: Commonsense Ways to Prevent, Diagnose, and Repair Engine and Mechanical Problems. Blacklick (US): McGraw-Hill Gitano H. 2008. Dynamometer Basics [internet]. [diacu 2014 Juni 19]. Tersedia dari: skyshorz.com/university/resources /dynamo_basics.pdf? Goering CE. 1986. Engine and Tractor Power. Boston (US): PWS Publishers Gopinath R. 2014. Design of a rope brake dynamometer. Middle East J Sci Res. 20(5): 650-655.doi:10.5829/idosi.mejsr.2014.20.05.11356 Hardjosentono M, Wijato, Rachlan E, Badra IW, Tarmana RD. 1996. MesinMesin Pertanian. Jakarta (ID): Bumi Aksara [IGNOU] Indira Gandhi National Open University. 2014. Unit 7 IC Engine Testing [internet]. [diacu 2014 November 19]. Tersedia dari: http://www.ignou.ac.in/upload/unit-7.pdf Kahraman E. 2005. Analysis of a hydrogen fueled internal combustion engine [tesis]. İzmir(TR): İzmir Institute of Technology Oliver I. 2014. Application of Nitrous Oxide (N2O) In Automobile Engines [internet]. [ diacu 2014 November 11]. Tersedia dari: http://www.academia.edu/4209500/APPLICATION_OF_NITROUS_ OXIDE_IN_AUTOMOBILE Prasath BR, Leelakrishnan E, Lokesh N, Suriyan H, Prakash EG, Ahmed OM. 2012. Hydrogen operated internal combustion engines – a new generation fuel. IJETAE. 2(4) Putra AT. 2014. Pengaruh aplikasi “otoinfus” terhadap konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang motor bensin [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor Suryatmojo D. 2014. Aplikasi otoinfus pada motor diesel terhadap peningkatan daya [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Utama AC. 2014. Akselerasi EOR tingkatkan produksi minyak. Bumi. 3(14): 4-5
19 Lampiran 1 Spesifikasi motor bensin
HONDA GX-160
Engine Engine Type Bore x Stroke Displacement Net Power Output* Net Torque PTO Shaft Rotation Compression Ratio Lamp/Charge coil options Carburetor Ignition System Starting System Lubrication System Governor System Air cleaner Oil Capacity Fuel Tank Capacity Fuel Dry Weight
Air-cooled 4-stroke OHV 68 X 45 mm 163 cm3 4.8 HP (3.6 kW) @ 3,600 rpm 7.6 lb-ft (10.3 Nm) @ 2,500 rpm Counterclockwise (from PTO shaft side) 9.0 : 1 25W, 50W / 1A, 3A, 7A Butterfly Transistorized magneto Recoil Starter Splash Centrifugal Mechanical Dual Element 0.61 US qt. (0.58 L) 3.3 U.S. qts (3.1 liters) Unleaded 86 octane or higher 33 lbs. (15.1 kg)
Dimensions Length (min) 12.2" (312 mm) Width (min) 14.3" (362 mm) Height (min) 13.6" (346 mm) PTO Shaft Options H type Reduction type PTO L type Reduction type PTO Q type Straight shaft R type Reduction type PTO S type Straight shaft (metric) T type Straight shaft V type Tapered shaft Sumber: AHMC 2014
20 Lampiran 2 Data performa motor sebelum pemberian suplai air dari “otoinfus” RPM
2000
2100
2200
2300
2400
Ulangan I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2
Massa Terangkat (kg)
Beban Terangkat (N)
Torsi (Nm)
Daya (kW)
1.6 1.4 1.6 1.5 1.4 1.2 1.5 1.4 1.1 1.0 1.3 1.1 0.8 0.6 1.1 0.8 0.5 0.4 0.6 0.5
15.70 13.73 15.70 15.04 13.73 11.77 14.72 13.41 10.79 9.81 12.75 11.12 7.85 5.89 10.79 8.18 4.91 3.92 5.89 4.91
5.96 5.22 5.96 5.72 5.22 4.47 5.59 5.09 4.10 3.73 4.85 4.22 2.98 2.24 4.10 3.11 1.86 1.49 2.24 1.86
1.25 1.09 1.25 1.20 1.15 0.98 1.23 1.12 0.95 0.86 1.12 0.97 0.72 0.54 0.99 0.75 0.47 0.37 0.56 0.47
21 Lampiran 3 Contoh perhitungan performa motor sebelum pemberian suplai air dari “otoinfus” Kecepatan 2100 RPM Ulangan III W
=mxg m = 1.5 kg ; g = 9.81 m/s2 2 = 1.5 kg x 9.81 m/s = 14.72 N
T
=Wxl W = 14.72 N ; l = 38 cm = 0.38 m = 14.72 N x 0.38 m = 5.59 Nm
BP =
T = 5.59 Nm ; N = 2100 RPM
= = 1.23 kW Kecepatan 2300 Ulangan I W
m = 0.8 kg ; g = 9.81 m/s2 =mxg 2 = 0.8 kg x 9.81 m/s = 7.85 N
T
=Wxl = 7.85 N x 0.38 m = 2.98 Nm
BP = = = 0.72 kW
W = 7.85 N ; l = 38 cm = 0.38 m
T = 2.98 Nm ; N = 2300 RPM
22 Lampiran 4 Data performa motor setelah pemberian suplai air dari “otoinfus” RPM
2000
2100
2200
2300
2400
Ulangan I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2 I II III Rata2
Massa Terangkat (kg)
Beban Terangkat (N)
Torsi (Nm)
Daya (kW)
1.9 2.2 1.9 2.00 1.8 2 1.7 1.83 1.5 1.6 1.4 1.50 0.9 1.2 0.9 1.00 0.4 0.6 0.5 0.50
18.64 21.58 18.64 19.62 17.66 19.62 16.68 17.99 14.72 15.70 13.73 14.72 8.83 11.77 8.83 9.81 3.92 5.89 4.91 4.91
7.08 8.20 7.08 7.46 6.71 7.46 6.34 6.83 5.59 5.96 5.22 5.59 3.36 4.47 3.36 3.73 1.49 2.24 1.86 1.86
1.48 1.72 1.48 1.56 1.48 1.64 1.39 1.50 1.29 1.37 1.20 1.29 0.81 1.08 0.81 0.90 0.37 0.56 0.47 0.47
23 Lampiran 5Contoh perhitungan performa motor setelah pemberian suplai air dari “otoinfus” Kecepatan 2000 RPM Ulangan II W
=mxg m = 2.2 kg ; g = 9.81 m/s2 2 = 2.2 kg x 9.81 m/s = 21.58 N
T
=Wxl W = 21.58 N ; l = 38 cm = 0.38 m = 21.58 N x 0.38 m = 8.20 Nm
BP =
T = 8.20 Nm ; N = 2000 RPM
= = 1.72 kW Kecepatan 2400 Ulangan II W
m = 0.6 kg ; g = 9.81 m/s2 =mxg 2 = 0.6 kg x 9.81 m/s = 5.89 N
T
=Wxl = 5.89 N x 0.38 m = 2.24 Nm
BP = = = 0.56 kW
W = 5.89 N ; l = 38 cm = 0.38 m
T = 2.24 Nm ; N = 2400 RPM
24
Lampiran 6 Gambar teknik piktorial prony brake
2
Lampiran 7 Gambar teknik ortogonal prony brake
25
3
26
Lampiran 8 Gambar teknik exploded view prony brake
27
RIWAYAT HIDUP Penulis bernama Happy Prayogo Sarro, dilahirkan di Jakarta pada tanggal 11 Mei 1991. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Ayah penulis bernama Achmad Marthen Sarro dan Ibu penulis bernama Endah Setyo Rini. Jenjang pendidikan menengah penulis dimulai pada tahun 2003 dengan bersekolah di SPM Islam Darussalam, Bekasi. Penulis dinyatakan lulus pada tahun 2006. Penulis melanjutkan ke jenjang SMA di SMA Negeri 3 Bekasi dan dinyatakan lulus pada tahun 2009. Kemudian penulis lolos dalam Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), penulis diterima di mayor Teknik Pertanian Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama menjadi mahasiswa penulis beberapa kali menjadi panitia dalam kegiatan yang diselenggarakan organisasi kemahasiswaan, yaitu Techno-F 2011, SAPA Himateta 2011, dan Agromechanical Fair 2011.Penulis juga aktif menjadi asisten praktikum Motor Tenaga Penggerak. Pada tingkat tiga bulan Juni-Agustus 2012 penulis menyelesaikan praktik lapang dengan judul: Aspek Keteknikan pada Kegiatan Pemeliharaan Kelapa Sawit di PT. Waru Kaltim Plantation, Kalimantan Timur. Sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Sarjana pada mayor Teknik Pertanian Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul: Aplikasi dan Pengaruh “Otoinfus” terhadap Torsi dan Daya Motor Bensin di bawah bimbingan Ir. Agus Sutejo, M.Si.
