EVALUASI KINERJA DAYA POROS MOTOR DIESEL BERBAHAN BAKAR MINYAK KELAPA MENGGUNAKAN WATER BRAKE DYNAMOMETER YANG SUDAH DIMODIFIKASI

EVALUASI KINERJA DAYA POROS MOTOR DIESEL BERBAHAN BAKAR MINYAK KELAPA MENGGUNAKAN WATER BRAKE DYNAMOMETER YANG SUDAH DIMODIFIKASI

Oleh : PRAMUDITYA AZIZ FATIHA F14053142

2009 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

EVALUASI KINERJA DAYA POROS MOTOR DIESEL BERBAHAN BAKAR MINYAK KELAPA MENGGUNAKAN WATER BRAKE DYNAMOMETER YANG SUDAH DIMODIFIKASI

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Oleh: PRAMUDITYA AZIZ FATIHA F14053142

2009 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR EVALUASI KINERJA DAYA POROS MOTOR DIESEL BERBAHAN BAKAR MINYAK KELAPA MENGGUNAKAN WATER BRAKE DYNAMOMETER YANG SUDAH DIMODIFIKASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Oleh: PRAMUDITYA AZIZ FATIHA F14053142 Dilahirkan pada tanggal 25 Agustus 1987 di Jakarta Tanggal lulus : .......................................

Menyetujui, Bogor,

September 2009

(Dr. Ir. Desrial, M.Eng) Dosen Pembimbing I Mengetahui,

(Dr. Ir. Desrial, M.Eng) Ketua Departemen Teknik Pertanian

Pramuditya Aziz Fatiha. F14053142. Evaluasi Kinerja Daya Poros Motor Diesel Berbahan Bakar Minyak Kelapa Menggunakan Water Brake Dynamometer yang Sudah Dimodifikasi. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Desrial, M.Eng. 2009 RINGKASAN Motor bakar merupakan tenaga penggerak yang banyak digunakan di bidang pertanian. Aplikasi motor bakar digunakan mulai dari pembukaan lahan sampai dengan pengolahan produk pasca panen. Pada pembakaran bahan bakar di mesin, panas yang dihasilkan dari pembakaran dibuang ke lingkungan melalui gas buangan. Energi panas pada gas pembakaran ini berkisar antara 34-40%. Energi panas yang terbuang tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebelum dibuang ke lingkungan. Pemanfaatan energi panas yang terbuang, dapat dilakukan dengan menampung energi panas yang dikeluarkan melalui gas buang. Salah satu jenis tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber biofuel adalah kelapa. Indonesia dengan luas lahan kelapa sebesar 3.8 juta hektar dan dengan produksi total 3.2 juta ton kelapa memiliki potensi akan pengembangan biofuel dari kelapa. Biofuel dari tanaman kelapa dimanfaatkan dalam bentuk minyak kopra sebagai subtitusi solar. Tetapi viskositas minyak kelapa lebih tinggi daripada bahan bakar solar, setidaknya 10 kali lipat lebih tinggi. Viskositas yang lebih tinggi ini membuat penyemprotan kurang baik, pembakaran yang tidak sempurna, dan penimbunan karbon pada mesin diesel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kinerja poros mesin diesel dengan bahan bakar minyak kelapa murni serta membandingkan kinerjanya dengan bahan bakar solar. Untuk memenuhi tujuan tersebut maka dinamometer perlu dimodifikasi sistem penyaluran dayanya. Sesuai dengan tujuan maka dicoba beberapa sistem penyaluran daya, yaitu dengan gear box, penyaluran langsung, dan dengan menggunakan puli belt. Setelah dicoba sistem yang paling sesuai adalah puli dan belt. Puli yang digunakan memakai 2 buah belt untuk mengurangi slip yang terjadi. Dengan menggunakan sistem puli dan belt, getaran pada motor diesel yang besar dapat diredam oleh belt. Karena getarannya yang tidak besar, pembacaan torsi menjadi lebih mudah. RPM yang rendah karena sudah direduksi juga mempermudah pembacaan torsi, karena torsi menjadi lebih tinggi. Selain itu slip yang terjadi juga sangat kecil yaitu sebesar 0.26%. Dari pengujian daya didapatkan daya maksimum mesin diesel berbahan bakar minyak kelapa adalah sebesar 6.5 kW pada tingkat kecepatan 1994 RPM. Sedangkan torsi maksimum yang dihasilkan adalah sebesar 7.6 N.m pada titik RPM 1554. Daya maksimum yang dihasilkan dari pengunaan bahan bakar minyak kelapa pada mesin solar adalah sebesar 6.1 kW. Daya maksimum didapatkan pada saat engine berada pada tingkat kecepatan 1795 RPM dan torsi sebesar 6.9 N.m. Torsi dan daya maksimum yang dihasilkan dari penggunaan bahan bakar minyak kopra pada engine tidak berbeda jauh dari penggunaan bahan bakar menggunakan solar. Penurunan daya maksimum yang terjadi sebesar 6.2%, sedangkan penurunan torsi maksimum adalah sebesar 9.2%. Tetapi pengunaan bahan bakar

minyak kelapa tidak cocok digunakan pada RPM di bawah RPM dengan daya maksimum karena nilai titik nyalanya yang berada pada titik 207oC. Sehingga bila proses kompresinya berjalan lebih lambat minyak kelapa tidak terbakar. Hal ini dapat diketahui karena setelah melewati daya maksimumnya RPM turun dengan tajam berbeda dengan bahan bakar solar. Hasil dari pengukuran bahan bakar spesifik minimum minyak kelapa adalah sebesar 0.1 g/s.kW sedangkan pada pengujian pada bahan bakar solar didapatkan nilai bahan bakar spesifik minimum sebesar 0.07 g/s.kW. Dari analisis efisiensi termal pengereman maksimum pada solar didapatkan nilai 34.8% sedangkan dengan menggunakan minyak kelapa didapatkan efisiensi maksimum sebesar 23%. Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa solar lebih efisien dalam penggunaannya sebagai bahan bakar karena lebih hemat dalam penggunaan bahan bakar dan konversi ke bentuk energi pada poros. Untuk mengetahui lebih lanjut efek dari penggunaan minyak kelapa sebagai bahan bakar motor bakar Diesel, perlu dilakukan penelitian yang berkaitan dengan pengaruh penggunaan bahan bakar minyak kelapa yang telah dipanaskan terhadap emisi. Selain itu perlu dilakukan penelitian apakah pengunaan minyak kelapa sebagai bahan bakar dapat diterima masyarakat.

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta, pada tanggal 25 Agustus 1987, merupakan anak tertua dari dua bersaudara. Penulis adalah putra dari bapak Ir. Pramudya Yulianto Rachmadi dan ibu Ir. Srihartati setianingsih. Pendidikan pertamanya ditempuh di SD Pembangunan Jaya dan lulus pada tahun 1999, tahun 2002 lulus dari SMP Pembangunan Jaya, dan pada tahun 2005 lulus dari SMAN 47 Jakarta.Pada tahun 2005 penulis diterima sebagai mahasiswa IPB melalui jalur PMDK pada jurusan teknik pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis melaksanakan praktek lapangan pada tahun 2008 di PT Sampoerna Agro, Sumatera Selatan. Topik yang dipelajari adalah aspek keteknikan pada proses budidaya dan pasca panen pada kelapa sawit. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, Penulis melakukan penelitian dengan judul “Evaluasi Kinerja Daya Poros Motor Diesel Berbahan Bakar Minyak Kelapa Menggunakan Water Brake Dynamometer yang Sudah Dimodifikasi” di bawah bimbingan Dr. Ir. Desrial, M. Eng.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian yang berjudul Evaluasi Kinerja Daya Poros Motor Diesel Berbahan Bakar Minyak Kelapa Menggunakan Water Brake Dynamometer Yang Sudah Dimodifikasi. Pada pelaksanaan penelitian penulis mendapat bantuan dalam bentuk pengetahuan, tenaga, dan doa yang sangat membantu penulis. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada : 1. Dr. Ir. Desrial sebagai dosen pembimbing akademik yang telah memberikan

perhatian

dan

tenaganya

dalam

membimbing

dan

mengarahkan penulis dalam penyelesaian studi. 2. Dr. Ir. Namaken Sembiring

dan Dr. Ir. Y. Aris Purwanto yang telah

meluangkan waktu untuk menjadi dosen penguji dan atas saran serta masukkannya yang sangat berguna bagi penulis. 3. Kedua orang tua penulis yaitu Bapak Pramudya Yulianto Rachmadi dan Ibu Srihartati Setianingsih serta adikku, Bella Syahnarisa Azizah atas segala kasih sayang, doa, perhatian dan kerja kerasnya. 4. Keluarga besar Waris dan Suryati, atas segala bantuan dan doanya. 5. Pak Imin, Pak Parma, Pak Wana, serta Pak Abas yang telah memberikan bantuan pengalaman dan pengetahuan serta membantu kelancaran selama penelitian. 6. Reza, Sofie, Agung, Hadi, Fandra, Aris, Jam, Andi, dan rekan-rekan seperjuangan selama penelitian di bengkel, atas bantuan moral dan tenaga kepada penulis. 7. Teman-teman TEP 42 yang selalu mendukung dan kompak, semoga kebersamaan kita dapat menjadi pendukung keberhasilan kita di masa depan. 8. Yuli Widianingsih atas bantuan dan semangat yang diberikan pada penulis, semoga Allah SWT memberikan yang terbaik untuk adinda.

i

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena diharapkan adanya kritik dan saran agar untuk ke depannya akan menjadi lebih baik lagi. Sebagai penutup, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi yang membutuhkan.

Bogor, Agustus 2009

Penulis

ii

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR .................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... v DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... viii I.

PENDAHULUAN ................................................................................ 1 A. Latar Belakang ................................................................................ 1 B. Tujuan ............................................................................................. 3

II.

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4 A. Motor Bakar .................................................................................... 4 B. Motor Diesel ................................................................................... 5 C. Bahan Bakar Diesel ......................................................................... 9 D. Kinerja Motor................................................................................ 12 E. Biofuel........................................................................................... 16 F. Minyak Kelapa .............................................................................. 17 G. Ekstraksi Minyak Kelapa ............................................................... 18

III.

METODE PENELITIAN .................................................................... 20 A. Waktu dan Tempat ........................................................................ 20 B. Alat dan Bahan .............................................................................. 20 C. Prosedur Penelitian ........................................................................ 22

IV. PENDEKATAN RANCANGAN ........................................................ 29 A. Kriteria Perancangan ..................................................................... 29 B. Rancangan Fungsional................................................................... 29 C. Rancangan Struktural .................................................................... 33 V.

HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 38 A. Pengukuran Slip pada Puli dan Belt ............................................... 38 B. Pengujian Karakteristik Minyak Kelapa......................................... 39 C. Hasil Modifikasi Sistem Pengukuran Kinerja................................. 40

iii

D. Pengukuran Kinerja motor ............................................................. 43 E. Pengukuran Bahan Bakar Spesifik ................................................. 51 F. Analisis Efisiensi Termal............................................................... 58 VI. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 64 A. Kesimpulan ................................................................................... 65 B. Saran ............................................................................................. 66 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 67 LAMPIRAN ................................................................................................ 69

iv

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Motor bakar diesel empat langkah ................................................ 7 Gambar 2. Grafik hubungan RPM dengan torsi dan daya serta BBS............. 14 Gambar 3. Stopwatch dan tachometer .......................................................... 21 Gambar 4. Dynamometer, engine, dan tabung ukur ...................................... 21 Gambar 5. Tahapan proses penelitan ............................................................ 22 Gambar 6. Heat exchanger........................................................................... 23 Gambar 7. Skema pemasangan heat exchanger dan tangki biofuel ............... 24 Gambar 8. Skema sistem pengujian kinerja .................................................. 26 Gambar 9. Urutan pengujian kinerja............................................................. 27 Gambar 10. Universal joint dan gear box ..................................................... 30 Gambar 11. Poros dynamometer .................................................................. 34 Gambar 12. Rangka dudukan ....................................................................... 35 Gambar 13. Tabung ukur ............................................................................. 36 Gambar 14. Grafik Viskositas minyak kelapa hasil pengujian ...................... 39 Gambar 15. Skema penyaluran daya dengan puli dan belt ............................ 41 Gambar 16. As dan puli pada dynamometer ................................................. 41 Gambar 17. Mesin diesel dan dudukannya ................................................... 42 Gambar 18. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji 1 ............. 43 Gambar 19. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji 2 ............. 44 Gambar 20. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji 3 ............. 45 Gambar 21 Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar kombinasi ..... 46 Gambar 22. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 1 .............................................................................. 47 Gambar 23. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 2 ............................................................................... 48 Gambar 24. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 3 .............................................................................. 49 Gambar 25. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa kombinasi ...................................................................... 50 Gambar 26. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 1 .................. 52 v

Halaman Gambar 27. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 2 .................. 52 Gambar 28. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 3 .................. 53 Gambar 29. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar kombinasi ......... 54 Gambar 30. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 1...55 Gambar 31. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 2 ... 55 Gambar 32. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 3 ... 56 Gambar 33. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa kombinasi ................................................................................. 57 Gambar 34. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 1 . 58 Gambar 35. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 2 . 59 Gambar 36. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 3 . 59 Gambar 37. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar kombinasi ................................................................................. 60 Gambar 38. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 1 ................................................................... 61 Gambar 39. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 2 ................................................................... 62 Gambar 40. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 3 ................................................................... 62 Gambar 41. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa kombinasi .......................................................... 63

vi

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Produktivitas kelapa di Indonesia.. .................................................. 2 Tabel 2. Neraca kalor motor bakar diesel.......................................................... 9 Tabel 3. Karakteristik bahan bakar motor diesel.............................................. 10 Tabel 4. Perbandingan bahan bakar solar dan minyak kelapa.......................... 18 Tabel 5. Kandungan Kopra............................................................................... 19 Tabel 6. Viskositas minyak kelapa hasil pengujian.......................................... 39 Tabel 7. Karakteristik minyak kelapa hasil pengujian...................................... 40 Tabel 8. Perbedaan daya poros mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa.................................................................................... 51 Tabel 9. Perbedaan BBS mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa...... 58 Tabel 10. Perbedaan efisiensi termal mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa........................................................................................64

vii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Spesifikasi motor bakar diesel .................................................. 69 Lampiran 2. Pengujian perbedaan RPM pada kedua puli .............................. 70 Lampiran 3. Data kinerja mesin berbahan bakar solar .................................. 71 Lampiran 4. Data kinerja poros mesin berbahan bakar solar kombinasi ........ 73 Lampiran 5. Data pengujian kinerja mesin berbahan bakar minyak kelapa .. 74 Lampiran 6. Data kombinasi kinerja mesin berbahan bakar minyak kelapa .. 75 Lampiran 7. Analisis efisiensi termal mesin berbahan bakar solar ................ 76 Lampiran 8. Analisis efisiensi termal mesin berbahan bakar solar kombinasi ...................................................................... 78 Lampiran 9. Analisis efisiensi termal uji mesin berbahan bakar minyak kelapa ........................................................................ 79 Lampiran 10. Efisiensi termal uji mesin berbahan bakar minyak kelapa kombinasi ....................................................... 80 Lampiran 11. Gambar teknik as ................................................................... 81 Lampiran 12. Desain tempat tabung ukur ..................................................... 84 Lampiran 13. Gambar teknik dudukan mesin ............................................... 86 Lampiran 14. Heat exchanger (Miftahuddin, 2009) ..................................... 89

viii

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Motor bakar merupakan tenaga penggerak yang banyak digunakan di bidang pertanian. Aplikasi motor bakar digunakan mulai dari pembukaan lahan sampai dengan pengolahan produk pasca panen. Pada prinsipnya motor bakar menggunakan ledakan campuran bahan bakar dan udara untuk menghasilkan panas yang menyebabkan perubahan tekanan. Kemudian tekanan diubah menjadi gerakan-gerakan mekanis yang menghasilkan daya. Motor diesel merupakan salah satu jenis motor bakar yang sering digunakan. Prinsip kerja dari motor diesel adalah dengan cara menyemprotkan bahan bakar ke udara yang telah dimanfaatkan ke dalam silinder (compression ignition). Udara yang telah dimampatkan menyalakan bahan bakar dan menghasilkan ledakan dalam ruang bakar. Ledakan menghasilkan tekanan yang digunakan untuk menggerakan piston dan menghasilkan putaran pada mesin. Bahan bakar motor diesel adalah solar yang berasal dari pengolahan minyak bumi. Karena semakin menipisnya persediaan minyak bumi dan harganya yang semakin mahal maka dibutuhkan sumber energi alternatif. Salah satu sumber energi alternatif tersebut adalah biofuel. Biofuel adalah setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian. Biofuel adalah sumber energi yang terbarukan (renewable energy). Energi terbarukan berarti sumber energi tersebut dapat diproduksi dengan waktu yang singkat, berbeda dengan minyak bumi yang suatu saat akan habis. Tanaman yang dapat menghasilkan biofuel antara lain kelapa, jarak, dan kacangkacangan. Indonesia merupakan negara yang memiliki luas lahan kelapa terluas di dunia yaitu sekitar 3.8 juta ha dengan produktivitas 0.85 ton per hektar per 1

tahun. Produktivitas kelapa terus meningkat dari tahun ke tahun seperti pada Tabel 1. Karena produksinya yang besar, maka pengembangan bahan bakar nabati dari kelapa di Indonesia sangat baik. Tabel 1. Produktivitas kelapa di Indonesia Luas areal Produksi kelapa Tahun (1000 Ha) (1000 ton) 1998 3705 2778 1999 3679 2994 2000 3691 3044 2001 3897 3163 2002 3884 3098 2003 3913 3254 2004 3797 3054 2005 3803 3096 2006 3788 3131 2007 3787 3193 2008 3798 3247 Sumber: Statistik Perkebunan Indonesia.2009 Pada pembakaran bahan bakar di mesin, panas yang dihasilkan dari pembakaran dibuang ke lingkungan melalui gas buangan. Energi panas pada gas pembakaran ini berkisar antara 34-40%. Energi panas yang terbuang tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebelum dibuang ke lingkungan. Pemanfaatan

energi panas

yang terbuang,

dapat dilakukan dengan

menampung energi panas yang dikeluarkan melalui gas buang. Pada penelitian ini panas yang ditampung digunakan untuk memanaskan minyak kelapa. Minyak kelapa dipanaskan agar viskositasnya mendekati bahan bakar solar, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar mesin diesel. Kinerja sebuah motor dapat diuji dengan alat bernama dynamometer. Kinerja sebuah motor dapat diukur dari pengukuran torsi dan kecepatan rotasi engine sehingga didapatkan daya yang dihasilkan. Waterbrake dynamometer yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan air sebagai media pengereman untuk pengukuran torsi. Modifikasi perlu dilakukan untuk membuat sistem penyaluran daya yang paling sesuai pada pengujian kinerja mesin diesel. 2

B. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi kinerja daya poros pada motor diesel dengan bahan bakar minyak kelapa murni dengan menggunakan water brake dynamometer yang sudah dimodifikasi. Adapun parameter kinerja yang dievaluasi adalah torsi, daya poros, dan konsumsi bahan bakar spesifik baik pada saat menggunakan bahan bakar minyak kelapa atau solar. Untuk pengujian kinerja mesin ini perlu dilakukan modifikasi sistem penyaluran daya yang paling sesuai dari mesin ke dynamometer.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Motor Bakar Motor bakar adalah mesin kalor dimana gas panas diperoleh dari proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri dan langsung dipakai untuk melakukan kerja mekanis, yaitu menjalankan mesin itu sendiri (Arismunandar dan Tsuda, 1985). Motor bakar adalah salah satu sumber tenaga penggerak yang mudah di dapat dan digunakan pada setiap waktu dan tempat. Pemakaian motor bakar di bidang pertanian sudah semakin luas baik di bidang pra-panen maupun pasca panen. Ditinjau dari tempat terjadinya proses pembakaran, motor bakar dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu motor bakar eksternal dan motor bakar internal.

Motor

bakar

eksternal

adalah

motor

bakar

yang

proses

pembakarannya berlangsung di luar silinder seperti mesin uap, sedangkan motor bakar internal proses pembakarannya terjadi di dalam silinder seperti motor bakar bensin dan motor bakar diesel (Arismunandar, 1983 dalam Desrial, 1990). Motor diesel yang digunakan pada penelitian ini merupakan salah satu jenis motor bakar internal, yaitu motor dengan sistem pembakaran di dalam mesin. Pada tahun 1862, Beau Rochas menetapkan 4 prinsip dasar dalam pengefisienan motor bakar internal. Prinsip ini adalah : 1. Ruang pembakaran harus memiliki rasio permukaan dengan volume yang terkecil. 2. Proses ekspansi harus berlangsung dengan secepat mungkin. 3. Proses kompresi pada awal ekspansi harus pada posisi terjauh. 4. Langkah proses ekspansi berlangsung sejauh mungkin. Kedua prinsip awal dimaksudkan untuk meminimalisasi proses pindah panas dari ruang pembakaran. Sedangkan kedua prinsip akhir bertujuan untuk memaksimalkan daya yang dihasilkan oleh mesin (Goering dan Hansen, 2004)

4

Motor didesain untuk mengubah energi pada bahan bakar menjadi kerja mekanik, tetapi tidak semua tenaga hasil pembakaran bahan bakar pada motor bakar dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga mekanis. Tenaga mekanis yang dihasilkan hanya memanfaatkan sekitar 30 sampai 45 persen dari tenaga hasil pembakaran. Sisa energi dari hasil pembakaran ini terbuang pada proses konversinya, sebagian besar terbuang bersama gas buang dan proses pendinginan (Goering dan Hansen, 2004). B. Motor Diesel Salah satu jenis motor bakar yang paling umum digunakan adalah motor diesel. Motor ini digunakan untuk menggerakan traktor pertanian, perahu nelayan, generator listrik, dan sebagainya. Motor diesel disebut juga motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakar yang dilakukan dengan menyemprotakan bahan bakar ke dalam udara yang telah bertekanan dan bertemperatur tinggi, sebagai akibat dari proses kompresi. Sedangkan motor bensin biasanya dinamai motor penyalaan bunga api (spark ignition engine) karena percikan api untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara (Daywin, 1990). Mesin diesel dan mesin bensin memiliki beberapa perbedaan menurut Arismunandar dan Tsuda (1985), Davis (1983) dan Goering serta Hansen (2004) yaitu : a. Pada motor diesel bahan bakar disemprotkan setelah udara ditekan, sedangkan pada motor bensin bahan bakar dicampurakan dengan udara kemudian ditekan. b. Pada motor bensin kontrol kecepatan diatur dengan mengatur rasio pencampuran bahan bakar dengan udara, sedangkan pada motor diesel pengaturan dilakukan dengan pengaturan jumlah bahan bakar yang masuk. c. Pada motor bensin penyalaan campuran bahan bakar dan udara menggunakan percikan listrik, sedangkan pada motor diesel penyalaan menggunakan suhu dari pasokan udara yang ditekan.

5

d. Pemakaian bahan bakar kira-kira 25% lebih rendah dari motor bensin, harga bahan bakar solar pun lebih rendah dibandingkan dengan bensin. Hal ini yang menyebabkan motor diesel lebih hemat dari motor bensin. e. Tekanan kerja motor diesel lebih tinggi dari motor bensin karena perbandingan kompresinya yang tinggi. Pada motor bensin perbandingan kompresi berkisar antara 8:1 atau 9:1, sedangkan pada motor diesel perbandingannya dapat mencapai 16:1 sampai 24:1. Karena itu motor diesel harus dibuat lebih kokoh dan kuat, sehingga beratnya bertambah. f. Motor diesel mengeluarkan bunyi yang lebih keras, warna dan bau gas yang kurang baik. Motor bakar internal diesel dibagi menjadi dua jenis, yaitu mesin dengan dua langkah dan mesin dengan empat langkah. Motor dua langkah (two strokes cycle engine) merupakan motor dengan proses gerakan dua langkah piston atau satu putaran dari crankshaft. Sedangkan motor empat langkah (four strokes cycle engine) adalah motor dengan proses gerakan empat langkah piston atau 2 putaran dari crank shaft (Daywin, 1990). Prinsip kerja motor diesel putaran tinggi adalah pada torak yang bergerak translasi (bolak-balik) di dalam silinder yang dihubungkan dengan pena engkol dan poros engkol. Pena engkol dan poros engkol berputar pada bantalannya dengan perantara batang penggerak atau batang penghubung. Campuran bahan bakar dan udara dibakar di dalam ruang bakar, yaitu ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala torak, dan kepala silinder. Gas pembakaran mampu menggerakan torak yang selanjutnya memutar poros engkol. Pada kepala silinder terdapat katup hisap

yang berfungsi

memasukkan udara ke dalam silinder dan katup buang untuk membuang gas hasil pembakaran (Arismunandar dan Tsuda, 1985). Langkah awal pada mesin diesel empat langkah berawal dari masuknya udara melalui katup hisap. Saat torak berada pada posisi terjauh dari kepala silinder dan kedua katup pada posisi tertutup, maka gerakan torak ke atas merupakan gerakan menekan udara di dalam silinder (langkah kompresi). Umumnya tekanan dan suhu yang terjadi pada saat proses adalah mencapai 30 6

kg/cm2 dan 550oC atau minimal 427 oC (Davis, 1983). Sesaat sebelum torak mencapai posisi maksimum, bahan bakar disemprotkan ke dalam ruang bakar. Bahan bakar terbakar dan menyebabkan kenaikan tekanan dan temperatur. Gas hasil pembakaran mendorong torak ke bawah (langkah ekspansi) dan selanjutnya memutar poros engkol. Selanjutnya gas pembakaran dipaksa keluar melalui silinder oleh torak yang bergerak dari bawah ke atas melalui saluran buang. Siklus ini kemudian berputar kembali saat udara masuk bersamaan dengan gerakan torak dari atas ke bawah. Siklus motor empat langkah ini dapat dilihat pada Gambar 1. Motor seperti ini yaitu dengan proses gerakan empat langkah piston atau 2 putaran dari poros engkol disebut motor empat langkah (four strokes cycle engine). Sedangkan motor dengan proses gerakan dua langkah piston atau satu putaran dari poros engkol disebut motor dua langkah (two strokes cycle engine) (Arismunandar dan Tsuda, 1985).

Gambar 1. Motor bakar diesel empat langkah (Goering dan Hansen, 2004) Minyak bakar yang disemprotkan ke dalam silinder berbentuk butir-butir cairan yang halus oleh injektor. Tekanan pada bahan bakar adalah di antara 1300 sampai 3000 lb/in2 atau 8970 sampai 20700 kPa. Penyemprotan harus dilakukan pada waktu, jumlah dan dengan pola yang tepat (Davis, 1983). Karena udara di dalam silinder pada saat tersebut sudah bersuhu dan bertekanan tinggi maka butir-butir tersebut akan menguap. Penguapan butir bahan bakar dimulai dari bagian luarnya, yaitu bagian yang terpanas. Uap 7

bahan bakar kemudian bercampur dengan udara yang ada di sekitarnya. Proses ini berlangsung selama temperatur sekitarnya mencukupi dan secara berangsur-angsur. Proses pembakaran juga terjadi berangsur dimana proses pembakaran awal terjadi pada suhu yang lebih rendah dan laju pembakarannya pun akan bertambah cepat (Arismunandar dan Tsuda, 1985). Menurut Goering dan Hansen (2004) pembakaran adalah reaksi kimia antara karbon dan hidrogen dalam bahan bakar dengan oksigen di udara untuk membentuk air dan hasil pembakaran lainnya. Proses pembakaran dapat dipercepat dengan menambah pasokan udara ke dalam silinder dan memperbaiki proses pencampuran bahan bakar udara dengan bahan bakar. Tetapi jika pasokan udara terlalu banyak maka kemungkinan terjadi kesukaran dalam menyalakan mesin dalam keadaan dingin. Hal ini disebabkan proses pemindahan panas dari udara ke dinding silinder, yang masih dalam keadaan dingin menjadi lebih besar sehingga udara tersebut menjadi dingin juga. Sebaliknya, jika mesin sudah panas temperatur udara sebelum langkah kompresi menjadi lebih tinggi, sehingga diperoleh kenaikan tekanan efektif rata-rata. Hal ini menyebabkan mesin bekerja lebih efisien (Arismunandar dan Tsuda, 1985). Hasil pembakaran bahan bakar tidak dimanfaatkan seluruhnya menjadi kerja, lebih dari separuhnya terbuang. Gas buang yang bersuhu antara 300 – 600 °C merupakan kerugian tenaga paling besar yaitu berkisar antara 34 sampai 40 persen dari tenaga hasil pembakaran. Kerugian kalor dalam gas buang disebut kerugian pembuangan. Pendinginan silinder, katup dan torak juga disebut kerugian pendinginan. Selain itu, kerugian mekanis juga terjadi yaitu kerugian gesekan yang diubah dalam bentuk kalor. Tabel neraca kalor pada motor bakar diesel dapat dilihat pada Tabel 2 (Arismunandar dan Tsuda, 1985).

8

Tabel 2. Neraca kalor motor bakar diesel Neraca kalor (%) Kerja efektif Kerugian mekanis Kerugian pendinginan

30-45 11-4 25-11

34-40 Kerugian buang (Sumber: Arismunandar dan Tsuda,1985)

Pada proses pembakaran apabila butir butir bahan bakar terlalu besar saat penyemprotan bahan bakar atau bila beberapa butir terkumpul menjadi satu, maka akan terjadi dekomposisi. Dekomposisi menyebabkan terbentuknya karbon-karbon padat (angus). Hal ini disebabkan penguapan dan pencampuran dengan udara yang ada di dalam silinder tidak dapat berlangsung sempurna. Proses ini terjadi bila terlalu banyak bahan bakar yang disemprotkan, yaitu pada waktu daya mesin akan diperbesar. Jika angus yang terjadi terlalu banyak, gas buang yang keluar dari mesin akan berwarna hitam dan mengotori udara.

C. Bahan Bakar Diesel Menurut Daywin et al (1991) serta Goering dan Hansen (2004), bahan bakar mesin diesel harus memenuhi beberapa persyaratan yang perlu dipenuhi diantaranya adalah Mempunyai nilai energi yang tinggi 1. Dapat diuapkan pada temperatur rendah. 2. Mengandung energi tinggi agar tidak membutuhkan tempat bahan bakar yang besar. 3. Uap bahan bakar mudah terbakar didalam campuran dengan oksigen. 4. Bahan bakar dan hasil pembakaran tidak berbahaya. 5. Mudah didapat dalam jumlah yang besar.

9

Bahan bakar solar diperoleh dari hasil penyulingan minyak bumi (minyak ringan) atau minyak mentah (minyak berat). Menurut Arismunandar dan Tsuda (1985), bahan bakar diesel dapat menggunakan minyak ringan dan berat tergantung dari jenis saringannya. Untuk motor diesel biasanya dipakai bahan bakar dengan spesifikasi pada Tabel 3 berikut :

Tabel 3. Karakteristik bahan bakar motor diesel Minyak ringan Minyak berat 3 Berat jenis (gr/cm ) 0.83-0.89 0.83-0.89 Bilangan setana minimal 45 40 o Titik nyala minimal ( C) 50 60 Kadar abu maksimal (%) 0.03 0.03 Kadar air maksimal (%) 0.1 0.1 Kadar belerang maksimal (%) 0.7 1.2 Nilai kalor minimal (kcal/kg) 10000 10000 (Sumber: Arismunandar dan Tsuda,1985) Menurut Goering dan Hansen (2004) serta Liljedahl (1989), bahan bakar motor diesel juga mempunyai sifat-sifat yang mempengaruhi prestasi. Sifatsifat bahan bakar diesel yang dapat mempengaruhi prestasi mesin antara lain: a. Penguapan Bahan bakar harus menguap sebelum terbakar. Volatilitas bahan bakar mengacu pada kemampuan dari bahan bakar untuk menguap. Bahan bakar yang mudah menguap pada temperatur rendah lebih volatil dari bahan bakar yang membutuhkan suhu tinggi untuk menguap. Penguapan dari bahan bakar Diesel diukur pada 90% suhu penyulingan. Penguapan menandakan pada suhu berapa bahan bakar berubah fase dari cair menjadi uap. b. Titik nyala Titik nyala adalah temperatur terendah dimana bahan bakar yang menguap tercampur dengan udara dan ketika terkena dengan nyala api bahan bakar menyala. Titik nyala suatu bahan bakar bervariasi tergantung dari volatilitas bahan bakar. Pada suhu dibawah titik nyala, bahan bakar 10

belum cukup tercampur sehingga tidak dapat menyebabkan pembakaran. Titik nyala minimum bahan bakar untuk mesin diesel adalah 52oC (Liljedahl, 1989). c. Titik pengembunan dan titik tuang Titik pengembunan adalah suhu dimana molekul bahan bakar mulai membentuk kristal. Sedangkan titik tuang adalah suhu maksimum saat bahan bakar mulai berhenti mengalir. Titik tuang maksimum bahan bakar diesel adalah -17oC dan titik embunnya adalah -12oC (Goering dan Hansen, 2004). d. Viskositas Viskositas adalah ukuran tahanan alir dari suatu cairan. Viskositas menjadi pertimbangan penting ketika bahan bakar diinjeksi ke ruang pembakaran. Bila viskositas terlalu tinggi, injektor tidak mampu memecah bahan bakar menjadi lebih kecil agar penguapan dan pembakaran berjalan lancar. Viskositas bahan bakar diesel umumnya adalah antara 1.9-4,1 CST (Liljedahl, 1989). e. Residu karbon Bahan bakar diesel umumnya membentuk sisa karbon di dalam mesin setelah penguapan dan pembakaran habis. Residu karbon yang diperbolehkan maksimum adalah sebesar 0.35% (Liljedahl, 1989). f. Belerang Belerang dalam bahan bakar terbakar bersama minyak dan menghasilkan gas sulfur oksida (SO) yang bersifat korosif. Kandungan belerang dalam bahan bakar sebaiknya tidak lebih dari 0.05% dari berat (Goering dan Hansen, 2004). g. Abu Abu terdiri dari partikel padatan dan kandungan logam di bahan bakar. Abu dapat menyebabkan penyumbatan pada filter bahan bakar dan pompa injektor. Abu maksimal yang diijinkan adalah sebesar 0.01% (Goering dan Hansen, 2004).

11

h. Air dan sedimen Air dan sedimen dapat tercampur ke bahan bakar saat proses penyimpanan bahan bakar atau saat penanganan. Air dapat menyebabkan pembentukan sedimen yang dapat menyebabkan penyumabatan. Kadar air dan sedimen yang diperboleh kan adalah 0.05% (Goering dan Hansen, 2004). i. Bilangan Setana Mutu penyalaan diukur dengan indeks yang disebut Cetana. Bilangan setana bahan bakar adalah persentase volume dari cetana dalam campuran setana dengan alpha-metyl naphthalene. Setana mempunyai mutu penyalaan yang sangat baik dan alpha-metyl naphthalene mempunyai mutu penyalaan yang kurang baik. Bilangan cetana 48 berarti bahan bakar cetana dengan campuran yang terdiri atas 48% cetana dan 52% alphametyl naphthalene. Bahan bakar dari mesin diesel memiliki bilangan setana minimal 40 (Liljedahl, 1989).

D. Kinerja Motor Dalam pengukuran daya ada beberapa terminologi yang harus kita mengerti definisi dan satuannya.

Gaya

Satuan N

Torsi

Nm

Daya

kW

BHP

HP

DHP

HP

FHP

HP

IHP

HP

Definisi Suatu usaha yang mengubah kedudukan suatu benda. Gaya yang menyebabkan putaran. Besar dari torsi adalah gaya yang dikalikan ke titik pusat. Jumlah kerja yang dapat dilakukan per satuan waktu. Brake Horse Power adalah daya yang diberikan oleh engkol atau daya yang tersedia pada roda gila. Drawbar Horse Power adalah daya yang tersedia pada gandengan dan tersedia untuk menarik beban. Friction Horse Power adalah daya yang digunakan untuk mengatasi gesekan-gesekan pada motor. Indicated Horse Power adalah daya yang timbul pada ruang pembakaran dan diterima oleh torak. 12

Daya yang dihasilkan di dalam silinder dinamai “daya indikator” dan daya poros dibagi oleh daya indikator dinamai “efisiensi mekanis”. Sedangkan daya gesek atau kerugian mekanis, adalah selisih antara daya indikator dan daya poros. Untuk menghitung daya yang keluar pada suatu mesin, dipakai sebuah alat yang dinamakan dinamometer. Sebuat dinamometer harus memiliki 3 elemen penting yaitu : 1. Pengontrolan tingkat beban 2. Pengukuran torsi. 3. Pengukuran kecepatan. Pada penelitian ini digunakan water brake dynamometer. Dinamometer ini termasuk tipe absorbsi, yaitu dinamometer yang mengukur daya dan pada saat yang sama mengubahnya menjadi bentuk tenaga lain yaitu panas. Dyanometer ini menggunakan media air sebagai media ukur dan penyerap panas akibat gesekan. Bagian luar dari dinamometer ini terhubung dengan timbangan. Akurasi dari dinamometer ini lebih baik dari tipe prony brake. Dinamometer ini cocok untuk pembuatan grafik prestasi dari mesin karena adanya pengaturan kecepatan dengan menggunakan air (Lilijedahl, 1989). Dyanamometer ini dihubungkan dengan poros mesin dan dipakai untuk mengukur momen putar atau torsi. Sedangkan putaran poros (RPM) diukur dengan menggunakan tachometer. Dari torsi dan putaran poros, maka daya poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (Goering dan Hansen, 2004) : .................................................................................(1) Dimana : P : Daya (kW) T : Torsi (N.m) n : Kecepatan putar motor (RPM) 13

Gambar 2. Grafik hubungan RPM dengan torsi dan daya serta BBS (Sumber: Arismunandar dan Tsuda, 1985) Dari grafik pada Gambar 2 di atas dapat dilihat bahwa semakin naik RPM maka daya akan semakin tinggi. Daya terus naik sampai mencapi titik daya maksimum kemudian grafik akan menurun. Hal ini disebabkan torsi yang tinggi tetapi kecepatan mesin turun karena pengereman. Hubungan antara RPM dan torsi serupa dengan hubungan antara RPM dan daya. Semakin tinggi RPM maka torsi semakin naik hingga mencapai titik torsi torsi maksimum. Titik torsi maksimum adalah keadaan dimana suatu mesin dapat menghasilkan daya dorong yang paling optimum untuk menggerakkan suatu kendaraan. Semakin besar torsi yang didapat pada putaran mesin yang semakin rendah, maka semakin baik mesin tersebut ter berakselerasi. Selain pengukuran daya dibutuhkan pengukuran kebutuhan bahan bakar spesifik. Kebutuhan bahan bakar spesifik adalah banyaknya bahan bakar yang digunakan oleh suatu mesin pada setiap kW dalam setiap satuan waktu

14

tertentu. Menurut Goering dan Hansen (2004) tingkat konsumsi bahan bakar bervariasi tergantung dari efisiensi mesin dan ukurannya. Tetapi walaupun konsumsi bahan bakar spesifik dipengaruhi oleh efisiensinya, konsumsi bahan bakar spesifik bukan indikator yang baik untuk menentukan tingkat efisien mesin. Untuk menentukan jumlah kebutuhan bahan bakar spesifik, dapat digunakan berbagai sistem pengukuran, ada dua sistem yang banyak digunakan yaitu metode volumetrik dan metode gravimetrik (Arismunandar dan Tsuda, 1985). Metode volumetrik digunakan untuk bahan bahan bakar yang mudah menguap, karena akan mengurangi bahaya terbakar. Sedangkan metode gravimetrik digunakan untuk jenis bahan bakar yang tidak mudah menguap. Pada metode gravimetrik ini ditentukan jumlah bobot bahan bakar selama periode tertentu. Pada penelitian ini digunakan metode gravimetrik, dengan rumus (Goering dan Hansen, 2004):

.............................................(2) Dimana : SFC : Konsumsi bahan bakar spesifik (g/s.kW) Pout : Daya yang keluar dari mesin (kW) Dari data perhitungan daya dan konsumsi bahan bakar dapat diperoleh efisiensi termal pengereman. Efisiensi termal pengereman didefinisikan sebagai efisiensi keseluruhan dari motor saat pengubahan tenaga di dalam bahan bakar menjadi daya yang dihasilkan mesin. Daya yang dihasilkan oleh mesin ini diukur dari daya pada roda gila. Semakin tinggi efisiensi ini maka semakin baik proses pembakaran pada engine. Pengukuran efisiensi termal pengereman dapat dihitung dengan rumus (Goering dan Hansen, 2004):

15

...................................................................................(3) !"

Dimana : ebt = efisiensi termal pengereman Pb = daya pada roda gila (kW) Pfe = daya yang ada pada bahan bakar (kW) Daya yang ada pada bahan bakar dapat dihitung dari tingkat konsumsi bahan bakar serta jumlah kalor yang dikandung bahan bakar. Daya pada bahan bakar dapat dihitung dengan rumus (Goering dan Hansen, 2004) :

#

%$&' ( $

%$........................................................................(4)

Dimana : Pfe = daya yang ada pada bahan bakar (kW) HV = kalor jenis bahan bakar (kJ/ kg) Mf = tingkat konsumsi bahan bakar (kg/jam) Kfe = Konstanta = 3600 E. Biofuel Biofuel adalah setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian. Ada berbagai cara untuk pembuatan biofuel yaitu pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian), fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas, serta fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol dan ester (wikipedia, 2008). Biofuel memproduksi energi tanpa meningkatkan kadar karbon di atmosfir karena berbagai tanaman yang digunakan untuk memproduksi biofuel 16

mengurangi kadar karbondioksida di atmosfir. Sedangkan bahan bakar fosil mengeluarkan karbon yang tersimpan di bawah permukaan tanah selama jutaan tahun ke udara. Karena itu biofuel lebih bersifat carbon neutral. Menurut White dan Plaskett (1981) walaupun dapat menjadi subtitusi dari bahan bakar fosil, biofuel mempunyai beberapa kekurangan antara lain : 1. Nilai kalor jenis yang lebih rendah dibandingkan bahan bakar fosil. 2. Memiliki kandungan air yang tinggi sehingga menyebabkan terjadinya memperlambat pembakaran hingga mengurangi energi hasil pembakaran. 3. Umumnya memiliki densitas rendah sehingga membutuhkan tempat penyimpanan dan ruang pembakaran yang lebih besar.

F. Minyak Kelapa Minyak sayuran (minyak kedelai, minyak biji bunga matahari, dan lainnya) dipertimbangkan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel. Angka setana untuk kebanyakan minyak sayuran berada pada angka 40. Tetapi viskositas minyak sayuran lebih tinggi daripada bahan bakar solar, setidaknya 10 kali lipat lebih tinggi. Viskositas yang lebih tinggi ini membuat penyemprotan kurang baik, pembakaran yang tidak sempurna, dan penimbunan karbon pada mesin diesel (Goering dan Hansen, 2004). Salah satu jenis tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber biofuel adalah kelapa. Biofuel dari tanaman kelapa dimanfaatkan dalam bentuk minyak kelapa. Indonesia dengan luas lahan kelapa sebesar 3.9 juta hektar memiliki potensi akan pengembangan biofuel dari kelapa. Dari satu pohon dapat dihasilkan 23 kg kelapa per tahunnya. Secara umum, deskripsi minyak kelapa dapat dijelaskan sebagai lemak yang berwarna putih sampai putih kekuningan, tergantung pada kualitas bahan baku dan metoda ekstraksi minyak. Pada saat meleleh, minyak kelapa berubah wujud menjadi minyak berwarna bening sampai coklat kekuningan. Bau minyak ini menyerupai bau kelapa segar sebelum disuling, sedangkan minyak kelapa yang disuling dengan baik tidak memiliki bau dan rasa (Williams dan Churchill,1966). 17

Minyak kelapa merupakan senyawa ester dari gliserol dan asam lemak yang disebut trigliserida, serta larut dalam pelarut minyak atau lemak (Meyer, 1973). Asam lemak jenuh minyak kelapa kurang lebih sejumlah 90 persen. Minyak kelapa mengandung 84 persen trigliserida dengan tiga molekul asam lemak jenuh, 12 persen trigliserida, dan 4 persen trigliserida dengan satu asam lemak jenuh (Ketaren, 1986). Bahan bakar dari minyak kelapa dapat langsung digunakan untuk menjalankan mesin diesel dengan sedikit perubahan dan pemanas minyak. Minyak kelapa bisa digunakan untuk semua mesin diesel, termasuk mobil, truk, traktor, penggilingan padi, generator kecil, pompa dan lainnya. Karakteristik bahan bakar solar dan minyak kelapa dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Perbandingan bahan bakar solar dan minyak kelapa Fuel Heating value (MJ/kg) Density (kg/m3) Viscosity (Pa s) Surface tension (N/m) (Sumber: Machacon, 2008)

Diesel 43.96 828 0.00361 0.0318

Coconut Oil 35.80 915 0.03159 0.0348

G. Ekstraksi Minyak Kelapa Ekstraksi merupakan suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Menurut Dendi dan Timmins (1973) daging buah kelapa terdiri dari berjuta-juta sel parenkim yang berorientasi pada dinding sel bagian dalam dan tegak lurus pada dinding sel bagian luar. Pada sel ini terdapat minyak dalam globula yang bentuknya berbeda-beda dan akan mempengaruhi konsentrasi minyak yang akan keluar dari dinding sel buah pada saat ekstraksi. Untuk mendapatkan minyak dari kelapa, terlebih dahulu kita harus mengeluarkan daging kelapa dan menjemurnya. Waktu yang dibutuhkan untuk penjemuran daging kelapa ini kira-kira mencapai 3 hari. Daging kelapa yang sudah dikeluarkan dan dikeringkan ini umumnya disebut dengan nama

18

“kopra”. Kandungan minyak dalam kopra sendiri adalah berkisar 66.9% seperti dapat dilihat pada Tabel 6 berikut (Williams dan Churchill, 1966).

Tabel 5. Kandungan Kopra Kadar air (%) Minyak (%) FFA minyak (%) (Sumber: Williams,1966)

Minimal

Maksimal

Rata-rata

2.5 62.2 0.3

6.0 70.8 7.5

3.9 66.9 2.7

Menurut Ketaren (1986), ekstraksi dari bahan berminyak dapat menggunakan cara mechanical expression. Pada penelitian ini metode yang digunakan dalam ekstraksi minyak kelapa adalah dengan cara mechanical expression, yaitu pengambilan minyak menggunakan mesin press. Cara ini dilakukan untuk bahan yang berkadar minyak tinggi (30-70 persen). Ekstraksi seperti ini banyak dilakukan pada pabrik-pabrik minyak kelapa dengan menggunakan kopra sebagai bahan baku, karena mudah dilakukan dalam skala besar. Namun kelemahannya ialah persiapan bahan baku yang cukup lama sebelum siap diekstraksi. Serta minyak tidak seluruhnya dapat diekstraksi atau rendemen tidak terlalu tinggi. Proses ini diawali dengan mencacah kopra menjadi potongan kecil dengan hammer mill. Kemudian potongan-potongan ini dipanaskan untuk membuat protein berkoagulasi dan padatan lebih mudah ditembus minyak. Potongan ini kemudian ditekan dan minyaknya diambil. Proses ini dapat berlangsung secara kontinyu atau tidak (Woodroof, 1979).

19

III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Kegiatan penelitan dilaksanakan selama bulan Februari hingga bulan Agustus 2009. Penelitian bertempat di Laboratrium Alat dan Mesin Budidaya Pertanian Leuwikopo, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. B. Alat dan Bahan Alat – alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1. Motor bakar diesel stasioner 8.5 HP Motor bakar diesel digunakan sebagai alat utama yang akan di ujicoba. Pada roda gila motor dipasangkan double belt puli yang terhubung pada puli di dynamometer. Spesifikasi mesin ini dapat dilihat pada Lampiran 1. 2. Elemen pemindah panas (heat exchanger) 3. Tangki minyak kelapa 4. Selang 5. Dynamometer 6. Pompa air 7. Universal joint 8. Gearbox 9. Puli dan sabuk 10. As penghubung 11. Timbangan 12. Tachometer 13. Kertas mika 14. Tabung ukur 15. Stopwatch 16. Bak penampung Air

20

Beberapa alat yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

Gambar 3. Stopwatch dan tachometer

Gambar 4. Dynamometer, engine, dan tabung ukur Sedangkan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Bahan bakar solar 2. Minyak kelapa Minyak kelapa yang digunakan dalam penelitian ini dibeli dari pabrik di Ciamis. Proses ekstraksi di pabrik ini menggunakan cara pengepresan berulir. 3. Air 4. Oli dan Gemuk 21

C.

Prosedur Penelitian Tahapan proses penelitian dapat dilihat pada Gambar5.

Mulai Persiapan motor bakar serta alat dan bahan lain Modifikasi elemen Pemanas dan tangki biofuel Modifikasi water brake dynamometer Pembuatan sistem pengujian kinerja Pengujian kinerja motor bakar Pengukuran dan penghitungan hasil Selesai Gambar 5. Tahapan proses penelitan 1. Persiapan dan pengecekan motor bakar Tahap pertama dalam penelitian ini adalah menyiapkan motor bakar diesel. Motor bakar diesel yang diuji harus memiliki kondisi yang baik. Semua bagian motor dicek, jika ada kerusakan harus diperbaiki terlebih dahulu. Pengisian tangki bahan bakar dengan diesel dan penggantian oli juga perlu dilakukan. Air radiator juga ditambahkan bila diperlukan.

22

2. Pemasangan elemen pemanas dan tangki minyak kelapa Perancangan elemen pemanas (heat exchanger) penelitian ini mengikuti rancangan dalam penelitan miftahuddin (2009). Tujuan dalam perancangan alat ini adalah mendapatkan viskositas minyak kelapa yang mendekati solar. Hal ini didapat dengan memanfaatkan panas yang ada dari gas buang. Elemen pemindah panas atau heat exchanger yang digunakan pada saat awal adalah heat exchanger dari penelitian sebelumnya. Heat exchanger tersebut terbuat dari pipa tembaga seperti dapat dilihat pada Gambar 6. Pipa tembaga memiliki nilai konduktivitas panas 386 W/m K sehingga dapat menyalurkan panas kepada minyak kelapa dengan baik. Tembaga juga memiliki titik lebur yang tinggi yaitu 1089 °C sehingga dapat menahan suhu gas buang hingga 600 °C.

Gambar 6. Heat exchanger Namun pada saat pengujian, heat exchanger yang menggunakan bahan dari tembaga ini patah. Hal ini menyebabkan bahan bakar minyak kelapa tidak masuk ke ruang pembakaran. Patahnya bahan disebabkan oleh 2 faktor yaitu, getaran dan suhu gas hasil pembakaran. Karena alasan tersebut bahan dari heat exchanger diganti dengan besi yang berukuran

23

sama dengan pipa tembaga. Pemilihan pipa besi dikarenakan titik lebur yang lebih tinggi dari tembaga, yaitu pada titik 1538oC. Heat exchanger akan terhubung kepada tangki minyak kelapa. Biofuel akan mengalir melalui heat exchanger untuk dipanaskan sebelum masuk ke ruang bakar. Sebelum biofuel digunakan terlebih dahulu digunakan bahan bakar solar untuk memanaskan mesin. Skema pemasangan heat exchanger dan tangki minyak kelapa pada mesin diesel dapat dilihat pada Gambar 7.

Tangki minyak kelapa

Katup

Tabung ukur

Knalpot Tangki solar

Heat exchanger

Pipa tekanan tinggi dan injektor Katup pengatur arah Pompa injeksi

Gambar 7. Skema pemasangan heat exchanger dan tangki minyak kelapa

24

3. Perancangan sistem pengujian kinerja dengan waterbrake dynamometer Sistem pengujian kinerja dirancang berdasarkan tujuan pengujian, yaitu mengukur RPM dari engine, torsi serta kebutuhan bahan bakar per satuan waktu. Dari data-data tersebut akan didapat kinerja suatu engine, sehingga dapat dibandingkan antara motor diesel yang menggunakan bahan bakar solar dan minyak kelapa. Bagian-bagian dari sistem pengujian kinerja ini terdiri dari dua sistem, yaitu sistem pengukuran bahan bakar serta sistem pengujian daya. Pengukuran bahan bakar diukur dengan tabung ukur yang dipasang pada papan penampang. Papan penampang perlu didesain agar dapat menahan tabung. Selain itu, perlu diperhitungkan letak keran agar penyaluran bahan bakar dari tabung ke pipa ukur lalu ke motor berjalan lancar. Sistem

pengujian

daya

dirancang

berdasarkan

kemampuan

menyalurkan dayanya. Selain itu getaran dan RPM dari engine menjadi faktor yang harus diperhitungkan pula. Getaran dapat mempengaruhi pembacaan torsi pada timbangan. Pengaruh RPM adalah pada pembacaan torsi, semakin tinggi RPM dynamometer maka semakin kecil torsi dan menyulitkan pembacaan. RPM yang terlalu tinggi juga menyebabkan slip dan kerusakan pada poros penghubung dan dyanometer. Sistem penyaluran daya yang dicoba pada penelitian ini adalah dengan menggunakan gearbox, puli-belt, dan penyaluran langsung. Skema penyusunan sistem pengujian kinerja daya poros dengan dinamometer yang sudah dimodifikasi dapat dilihat pada gambar 8.

25

Gambar 8. Skema sistem pengujian kinerja 4. Pengujian kinerja motor bakar Pengujian kinerja motor bakar dilakukan dengan 2 jenis bahan bakar. Pertama, pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan bakar solar. Kedua, pengujian dilakukan pada saat motor bakar menggunakan bahan bakar minyak kelapa yang telah dipanaskan. Dari kedua hasil pengujian tersebut nantinya akan didapatkan perbandingan kinerja motor bakar antara yang menggunakan bahan bakar solar dengan yang menggunakan bahan bakar minyak kelapa. Pengukuran kinerja dilakukan pada RPM motor 2200. Pengukuran ini dilakukan

dengan

menggunakan

dynamometer

dan

tachometer.

Dynamometer digunakan untuk mengukur torsi yang dihasilkan mesin dengan menggunakan timbangan. Tachometer digunakan untuk mengukur RPM mesin pada sumbu dynamometer. Untuk mengukur konsumsi bahan bakar digunakan tabung ukur yang dihubungkan dengan tangki minyak kelapa dan heat exchanger. Setelah mesin menyala keran air dibuka sedikit demi sedikit sehingga RPM menurun dan torsi dapat terbaca pada timbangan. Pada pengambilan data kinerja minyak kelapa mesin dipanaskan terlebih dahulu menggunakan bahan bakar solar selama kurang lebih 10 menit. Dari data torsi dan RPM, dilakukan penghitungan untuk mengukur daya. Pengukuran bahan bakar spesifik diukur dengan menggunakan tabung ukur yang terhubung pada mesin. Pada saat 26

pengukuran bahan bakar keran bahan bakar dari engine ditutup dan keran dari tabung ukur dibuka. Pengukuran diamati dari waktu yang dihabiskan untuk mengkonsumsi jumlah bahan bakar sebanyak 1 ml. Berdasarkan data daya mesin diesel pada tingkat putaran mesin dan data bahan bakar spesifik dapat diperoleh efisiensi termal motor. Urutan pengujian kinerja dapat dilihat pada gambar 9.

Mulai Persiapan dan pengecekan motor bakar Pemasangan elemen Pemanas dan tangki biofuel Persiapan dyanometer dan tachometer Pengukuran RPM dan torsi Pengukuran konsumsi bahan bakar spesifik Pengukuran dan Penghitungan hasil Selesai Gambar 9. Urutan pengujian kinerja

27

5. Pengukuran dan penghitungan hasil Pengukuran dan perhitungan hasil dilakukan untuk mendapatkan kesimpulan dari penelitian ini. Parameter yang diukur meliputi kecepatan putaran mesin, torsi, daya, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi motor bakar.

28

IV.PENDEKATAN RANCANGAN A. Kriteria Perancangan Perancangan sistem pengujian kinerja pada penelitian ini bertujuan untuk mencari cara penyaluran daya ke dynamometer yang paling sesuai untuk pengukuran kinerja motor diesel. Perancangan juga dilakukan untuk membuat sistem pengukuran kebutuhan bahan bakar dari motor diesel. Kedua pengukuran dilakukan dengan bahan bakar solar dan minyak kelapa, kemudian hasil pengukuran kedua bahan bakar tersebut dibandingkan. Perancangan ini melanjutkan penelitian terdahulu tentang desain heat exchanger yang paling cocok untuk menurunkan viskositas minyak kelapa agar viskositasnya mendekati solar. Panas dari gas buang dimanfaatkan sebagai sumber panas untuk memanaskan minyak kelapa. Panas ini mengalir dari gas buang ke minyak kelapa baik dengan cara konduksi maupun konveksi. B. Rancangan Fungsional 1. Sistem Penyaluran Daya Penyaluran daya dari roda gila menuju ke dynamometer diperlukan untuk pengukuran kinerja motor diesel. Sistem penyaluran daya yang paling sesuai adalah sistem dengan slip kecil, RPM yang sesuai pada dynamometer, dan dengan getaran yang paling minimal. RPM dan getaran mempengaruhi kemudahan pembacaan torsi. RPM yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gesekan yang tinggi pada poros penghubung dengan dynamometer. Kesulitan pembacaan torsi juga dapat terjadi karena torsi yang terlalu kecil karena RPM yang tinggi. Sedangkan RPM yang terlalu rendah dapat menyebabkan torsi yang besar. Karena itu pada penelitian ini didesain agar RPM yang dibaca pada puli dynamometer berda di antara kisaran 500-1000. Hal lain yang menyulitkan pembacaan torsi adalah getaran yang besar menyebabkan jarum pada timbangan terlalu bergoyang.

29

Getaran yang besar juga dapat merusak poros yang terhubung dengan dynamometer. Pada penelitian ini penyaluran daya pada awalnya menggunakan gearbox. Penyaluran daya menggunakan gearbox memiliki perbandingan RPM pada motor dan gearbox, 1: 4.177. Keuntungan dalam penggunaan gearbox yaitu penyaluran daya dapat disambung atau diputus secara langsung dan RPM yang sudah diturunkan oleh gearbox sesuai dengan kemampuan dynamometer. Sedangkan kekurangannya adalah kesulitan dalam memasukkan gigi karena RPM engine terlalu tinggi, getaran yang terlalu besar pada dynamometer dari motor, dan kebutuhan pelumas yang baik pada gearbox. Pelumas yang baik dibutuhkan karena gesekan antara gigi di dalam gearbox menimbulkan suhu yang tinggi. Sistem penyaluran daya dengan menggunakan gearbox tidak digunakan pada penelitian ini karena selain kekurangan yang disebut di atas, gigi pada gearbox yang akan digunakan sudah keropos. Bentuk gearbox dan universal joint dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar 10. Universal joint dan gear box Sistem penyaluran daya yang kedua yang dicoba adalah dengan menggunakan poros yang dihubungkan langsung ke mesin dengan menggunakan universal joint. Bentuk poros dibuat mengikuti poros pada gear box untuk mempermudah pembuatan. Karena langsung terhubung ke engine maka RPM pada motor sama dengan RPM pada dynamometer. 30

Kelebihan dari penyaluran daya secara langsung adalah tidak ada slip yang terjadi. Sedangkan kekurangan pada sistem ini adalah getaran mesin yang besar, torsi yang sulit dibaca karena RPM yang tinggi. RPM tinggi juga menyebabkan gesekan yang besar pada as, hal ini juga dapat membuat poros terpelintir. Pada sistem penyaluran daya yang terakhir, digunakan puli dan belt. Sistem ini terdiri dari dua buah puli, dua buah belt, dan satu poros penghubung. Dynamometer dihubungkan dengan poros yang pada bagian ujungnya terpasang sebuah puli. Puli ini menggunakan 2 buah belt untuk mengurangi slip yang terjadi. Sedangkan pada engine dipasang puli penghubung pada roda gila. Perbandingan RPM di motor dan dynamometer pada sistem ini ditentukan oleh perbandingan ukuran puli.. Perbandingan ukuran puli antara engine dengan dyanamometer yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 : 2.162. Perbandingan diameter ini berbanding terbalik dengan perbandingan RPM yang terjadi pada engine dan dynamometer. Dengan menggunakan sistem puli dan belt, getaran pada motor diesel yang besar dapat diredam oleh belt. Karena getarannya yang tidak besar, pembacaan torsi menjadi lebih mudah. RPM yang rendah karena sudah direduksi juga mempermudah pembacaan torsi, karena torsi menjadi lebih tinggi. Keuntungan lainnya dengan menggunakan sistem ini adalah arah putaran puli dapat disesuaikan dengan cara pengaturan posisi engine. Kekurangan sistem ini adalah dapat terjadi slip, tetapi slip yang terjadi sangat rendah yaitu sebesar 0.26%. Karena alasan-alasan di atas maka dalam penelitian ini digunakan sistem penyaluran daya menggunakan puli dan belt. 2. Sistem Pengukuran Bahan Bakar Sistem pengukuran bahan bakar digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar spesifik dan efisiensi termal pengereman motor diesel. Pengukuran ini dilakukan dengan metode gravimetrik.

31

Agar fungsi pengukuran berjalan baik diperlukan fungsi-fungsi yang menunjang pengukuran bahan bakar berjalan dengan lancar. Fungsi pertama adalah fungsi penyimpanan. Fungsi ini dipenuhi dengan tangki bahan bakar yang akan diukur konsumsinya. Tangki ini diletakkan di atas heat exchanger agar bahan bakar dapat mengalir mengikuti gaya gravitasi. Fungsi kedua adalah fungsi penyaluran bahan bakar. Fungsi ini dapat dipenuhi dengan menggunakan selang bahan bakar dan pipa besi serta pipa tembaga. Selang bahan bakar digunakan untuk menghubungkan antara tangki bahan bakar ke pipa ukur serta dari pipa ukur menuju heat exchanger. Pipa besi berfungsi sebagai penyalur bahan bakar sekaligus sebagai heat exchanger. Pipa tembaga digunakan untuk mengalirkan bahan bakar dari heat exchanger menuju engine. Fungsi ketiga adalah fungsi penghentian arus bahan bakar. Hal ini dilakukan agar pengukuran konsumsi bahan bakar per satuan waktu dapat dilakukan. Selain itu fungsi ini diperlukan karena dalam penggunaan bahan bakar minyak kelapa, diperlukan pemanasan mesin dengan bahan bakar solar. Fungsi ini dapat dipenuhi dengan keran yang terdapat pada saluran bahan bakar sebelum dan sesudah heat exchanger serta pada saluran bahan bakar dari tangki pada mesin menuju ruang pembakaran. Fungsi yang keempat adalah fungsi pengukuran. Fungsi ini dipenuhi dengan tabung ukur. Tabung ukur ini memiliki volume 100 ml dan dipasang pada papan penampang. Jumlah konsumsi bahan bakar diukur pada tabung ini dengan menggunakan stopwatch. Fungsi kelima adalah fungsi pemanasan. Fungsi ini dipenuhi dengan heat exchanger. Bahan bakar masuk ke dalam heat exchanger kemudian dipanaskan oleh gas buang yang ditampung oleh tabung yang dapat menahan panas sebelum dibuang ke lingkungan. Panas gas buang di dalam tabung juga diratakan dengan menggunakan pipa yang seluruh bagian dindingnya diberi lubang dan bagian tengahnya diberi sekat. Gas buang akan keluar melalui lubang pada dinding karena tertahan sekat. Desain dari heat exchanger menggunakan desain penelitian Miftahuddin (2008). 32

C. Rancangan Struktural Perancangan bentuk dan bahan alat yang digunakan dalam sistem pengukuran sangat penting. Rancangan struktural dari kedua sistem pengukuran kinerja daya poros mesin diesel ini dirancang agar sesuai dirangkaikan pada motor diesel agar sistem berjalan lancar. 1. Sistem Penyaluran daya. Pada penelitian ini dirancang sistem penyaluran daya dengan menggunakan puli dan belt sesuai dengan keuntungan dan kerugiannya yang sudah dibahas pada rancangan fungsional. Sistem ini mempunyai bagian sebagai berikut : a. Puli dan sabuk v Puli pada roda gila harus dibuat agar menempel dengan kuat pada roda gila selain itu. Diameter puli ini adalah sebesar 11 cm. Puli pada dynamometer terletak pada ujung poros yang terhubung ke dynamometer. Pada salah satu lengan puli,dipasangkan kertas mika agar tachometer mudah membaca RPM dynamometer. Seperti pada puli roda gila, puli ini juga mempunyai tempat untuk v-belt sebanyak 2 buah. Diameter puli yang terpasang pada poros ini adalah sebesar 23.8 cm. Untuk transmisi digunakan belt agar sesuai dengan rancangan fungsional. Jarak kedua puli diatur agar tidak terlalu dekat dengan dynamometer untuk menghindari getaran dari engine. Perbandingan dari kedua puli dirancang sebesar 2 kali. Hal ini dimaksudkan untuk mereduksi kecepatan putar flywheel menjadi setengahnya dan pengukuran torsi pun lebih mudah.

33

b. Poros dynamometer Poros pada dynamometer terbuat dari besi VCL. Pada ujung poros ini dibentuk gigi yang sesuai dengan bentuk gigi pada dynamometer. Pada pengujian awal poros terbuat dari baja 40 tetapi karena RPM yang terlalu tinggi, saat pengujian dengan sistem penyaluran langsung poros mengalami twist. Poros mempunyai panjang total sebesar 35.2 cm dengan diameter maksimum sebesar 4 cm. Bentuk poros dapat dilihat pada Gambar 11 sedangkan gambar tekniknya dapat dilihat pada lampiran 11.

Gambar 11. Poros dynamometer c. Dudukan Mesin Dudukan mesin dibuat dengan menggunakan besi 3 mm. Dudukan ini dimanfaatkan dari dudukan mesin pada penelitian sebelumnya, Di bagian atas dudukan dibuat lubang dan pada bagian atas nya sebagai tempat untuk lapisan ke 2 dudukan. Pembuatan kedua lapisan dimaksudkan agar pengencangan belt mudah dilakukan dengan cara penggeseran lapisan ke 2dan agar posisi roda gila jauh dari tanah. Panjang total dari dudukan adalah sebesar 153 cm dan lebarnya 68 cm dengan tinggi dudukan adalah 10.6 cm. Bentuk poros dapat dilihat pada Gambar 12 sedangkan gambar tekniknya dapat dilihat pada lampiran 13. 34

Gambar 12. Rangka dudukan 2. Sistem Pengukuran Bahan Bakar Sistem pengukuran bahan bakar menggunakan metode gravimetrik, yaitu memanfaatkan gravitasi untuk mendorong bahan bakar masuk ke dalam ruang pembakaran. Sistem ini mempunyai bagian sebagai berikut. a. Tangki Bahan Bakar Tangki terletak di atas tabung ukur dan terhubung dengan tabung ukur oleh selang bahan bakar. Tabung ini berkapasitas 4 liter dan diletakkan pada ketinggian 3 m. b. Saluran Bahan Bakar Selang pertama menghubungkan antara tangki bahan bakar dengan tabung ukur. Saluran kedua dengan diameter dan bahan sama dengan panjang 0.3 m terhubung pada tabung ukur dan heat exchanger. Saluran ketiga merupakan salah satu bagian dari heat exchanger. Saluran ini terbuat dari pipa besi dan posisinya berada di antara tabung knalpot dan muffler knalpot. Pemilihan bahan besi sebagai bahan saluran didasarkan oleh titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan

tembaga.

Pengujian

dengan

tembahga

sebelumnya

menyebabkan pipa ini patah. Patah ini disebabkan suhu gas buang yang tinggi dan getaran yang dihasilkan oleh mesin. Pipa ini berbentuk 35

koil dengan diameter seragam pada tingkatannya. Keseluruhan panjang pipa ini adalah 2.2 m dengan diameter ¼ inci. Saluran keempat terbuat dari tembaga dan menghubungkan antara heat exchanger dengan ruang pembakaran. Saluran ini juga berdiameter ¼ inci dan memiliki panjang 20 cm. Saluran ini dihubungkan dengan saluran ketiga dengan cara dilas. c. Tabung Ukur Tabung ukur mempunyai kapasitas 100 ml. Tabung ini dari kaca dan mempunyai 2 saluran, saluran pertama terletak di tengah saluran kedua. Saluran pertama adalah tempat bahan bakar mengalir dan di saluran ini tertera satuan volume untuk pengukuran. Lapisan kedua berfungsi sebagai saluran untuk media pendingin tetapi pada penelitian saluran ini tidak digunakan. Bentuk tabung ukur dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Tabung ukur Tabung ukur diletakkan pada papan penampang yang terbuat dari besi. Papan penampang ini dipasang pada pipa besi dengan diameter 4.23 cm dan panjang 145 cm. Tabung ukur ditahan oleh besi melengkung yang bagian dalamnya diberi karet, besi ini dapat dikencangkan dengan cara mengencangkan baut pada kedua sisinya.

36

Fungsi karet adalah mencegah tabung pecah bila besi terlalu dikencangkan. d. Modifikasi Heat Exchanger Heat exchanger mempunyai 5 bagian penyusun yaitu saluran masuk gas buang, muffler, saluran minyak kelapa, tabung knalpot, dan saluran keluar gas buang. Saluran gas buang adalah tempat penempelan heat exchanger ke engine. Lubang masukan saluran ini terhubung dengan lubang keluaran gas buang hasil pembakaran. Diameter saluran gas buang adalah 42 mm, dengan panjang 210 mm dan tebal 2 mm. Muffler terbuat dari pipa besi berdiameter 42 mm dengan tebal 0.8 mm. pipa ini memiliki lubang pada bagian dindingnya dan sekat pada bagian tengahnya. Muffler terhubung dengan saluran masuk gas buang dan berada pada bagian tengah elemen pemanas. Saluran minyak kelapa berfungsi sebagai salah satu bagian elemen pemanas dan sebagai saluran bahan bakar. Saluran ini terbuat dari besi dan terletak di antara tabung dan muffler. Tabung knalpot ini adalah tabung knalpot asli dari motor diesel yang digunakkan. Tabung ini terbuat dari besi memiliki diameter 110 mm dan tinggi 180 mm. Saluran keluar gas buang ini terbuat dari pipa besi dengan diameter 44 mm. Bentuk dari saluran ini adalah menyiku dan berfungsi mengarahkan keluaran gas buang yang keluar dari elemen pemanas. Saluran ini dihubungkan dengan ujung muffler yang keluar dari tabung dan dikencangkan menggunakan klem.

37

V.HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengukuran Slip pada Puli dan Belt Pengukuran slip pada puli dan belt diukur dengan membandingkan antara perbandingan ukuran kedua puli dengan kecepatan dari kedua puli. Kecepatan kedua puli diukur dengan menggunakan tachometer. Ukuran kedua puli adalah 11 cm dan 23.8 cm, maka perbandingannya adalah 2.27. Perbedaan diameter kedua puli menjadi perbandingan RPM teoritis. Pengukuran pada kedua puli dilakukan dengan menggunakan 2 tachometer pada saat yang bersamaan, hasil pengukuran dapat dilihat di lampiran. Data dari pengukuran perbedaan kecepatan pada kedua puli menjadi perbandingan RPM aktual. Rata-rata dari perbandingan kecepatan kedua puli adalah 2.158. Dari data kedua perbandingan ini maka dapat dicari slip dengan rumus:

)*+,

-

................................................................................(5)

Dimana : Pt : Perbandingan RPM teoritis Pa : Perbandingan RPM aktual

Menurut Srivastava (1996), sebaiknya slip dari sistem transmisi dengan menggunakan belt dan puli tidak lebih dari 2%. Dari penghitungan maka didapatkan slip sebesar 0.26%. Slip yang kecil disebabkan karena sistem penyaluran daya yang menggunakan 2 buah belt dan jarak antara kedua puli yang tidak terlalu jauh yaitu 89.5 cm.

38

B. Pengujian Karakteristik Minyak Kelapa Sebelum dilakukan pengujian kinerja poros dilakukan pengujian karakteristik minyak kelapa. Pengujian dilakukan di laboratorium TIN, sedangkan pengujian karakteristik lainnya dilakukan di laboratorium migas. Viskositas adalah nilai kekentalan suatu bahan. Viskositas berbanding terbalik dengan suhu seperti dapat dilihat pada tabel 6. Tabel.6. Viskositas minyak kelapa hasil pengujian No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Suhu (oC) 30 40 50 60 70 80 90 100 105

Viskositas minyak kelapa (mPa.s) 35 27.5 17.6 14.6 10 6.6 6.3 5.5 4.3

Pengukuran viskositas bertujuan untuk mengetahui suhu pemanasan yang dibutuhkan agar viskositasnya mendekati solar. Berdasarkan hasil ekstrapolasi empat data terakhir pada Gambar 14 diperoleh bahwa untuk mencapai viskositas solar, yaitu dibawah 3.61 mPa.s dibutuhkan suhu 118.9oC.

Gambar14. Viskositas minyak kelapa hasil pengujian 39

Tabel 7. Karakteristik minyak kelapa hasil pengujian Sifat

Angka setana Suhu didih (oC) Titik nyala (oC) Kadar air dan sedimen (% volume) Kadar abu (% berat) Nilai kalor (kJ/kg) (Sumber: *Hambali, 2007)

Minyak kelapa 71.9 548.9 219 0 0.009 37.435

Solar* 51 330 49 0 0.002 41

Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa angka setana minyak kelapa lebih tinggi dari solar. Semakin tinggi bilangan setana, semakin cepat pembakaran dan dan dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna. Tetapi titik nyala minyak kelapa 4 kali lipat lebih besar dari solar. Hal ini mempengaruhi pembakaran terutama pada saat proses kompresi. Bila RPM mesin rendah proses kompresi berjalan lambat dan dapat menyebabkan mesin berjalan tersendat. C. Hasil Modifikasi Sistem Pengukuran Kinerja Puli pada roda gila dibuat dari besi. Diameter dari puli ini adalah 11.1 cm dan dipakai untuk 2 buah v-belt. Puli pada dynamometer juga terbuat dari besi dan berukuran diameter 24 cm. Seperti pada puli roda gila, puli ini juga menggunakan v-belt sebanyak 2 buah. Belt yang digunakan sebagai penghubung ini menggunakan jenis v-belt tipe B90 dan berjumlah 2 buah. Jarak antara pusat kedua puli adalah 89.5 cm. Jarak kedua puli dibuat tidak terlalu jauh untuk mengurangi slip yang dapat terjadi. Skema penyaluran daya dapat dilihat pada Gambar 15.

40

Gambar 15. Skema penyaluran daya dengan puli dan belt (satuan : mm)

As pada dynamometer terbuat dari besi VCL. Diameter dari poros ini adalah sebesar 5 cm dengan panjan 0.4 m. Gigi pada ujung poros dinamometer berjumlah 10 buah dengan masing-masing tinggi dan lebar 1 mm. Pemasangan poros pada dynamometer dapat dilihat pada Gambar 16, sedangkan gambar teknik dari poros dapat dilihat pada lampiran 11.

Gambar 16. poros dan puli pada dynamometer 41

Dudukan mesin dibuat menggunakan rangka dari kereta penopang mesin yang dilepas ban serta asnya. Rangka dibuat bersusun dengan tinggi masing-masing penyusunnya 5 cm dan ketebalan 3 mm. Panjang total dudukan mesin adalah 153 cm dengan lebar total 68 cm. Pemasangan mesin pada dudukannya dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17. Mesin diesel dan dudukannya Sistem pengkuran bahan bakar menggunakan tabung ukur bervolume 100 ml yang terpasang pada papan penampangnya. Tinggi total dari 1.718 m. Saluran pertama terbuat dari bahan plastik polymer. Saluran ini mempunyai diameter ¼ inci dan panjang 0.5 m. Saluran ini mengalirkan bahan bakar yang di uji menuju tabung ukur. Dari tabung ukur bahan bakar masuk ke saluran kedua untuk masuk ke heat exchanger. saluran ini memiliki panjang 0.3 m dan diameter ¼ inci. Setelah masuk ke pemindah panas, bahan bakar akan mengalir masuk melalui pipa tembaga menuju ruang bakar.

42

D. Pengukuran Kinerja Motor a. Bahan bakar solar Hasil penghitungan besarnya torsi dan daya pada mesin dengan menggunakan bahan bakar solar dapat dilihat pada lampiran. Secara grafik hasil pengujian kinerja terhadap motor diesel dapat dilihat pada gambar. Dari gambar pengujian 1 dapat dilihat daya maksimum yang dihasilkan adalah 6.5 kW dan didapat pada saat torsi sebesar 66.8 N.m dan RPM sebesar 1994.

Gambar 18. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji1 Dari grafik dapat dilihat torsi naik mengikuti turunnya RPM karena pengereman. Kenaikan torsi terjadi sangat tinggi sampai pada tingkat RPM 2000. Setelah melewati titik ini tidak terjadi perubahan torsi dengan jumlah besar. Setelah mencapai torsi maksimum yaitu 66.8 N.m pada saat RPM sebesar 1726, nilai torsi bergerak turun secara perlahan. Kenaikan torsi secara tajam menunjukkan bahwa ketika torsi naik dengan tajam maka pengereman berlangsung dengan cepat, ini berarti pengereman dari

43

titik nol mencapai pengereman maksimum. Pada saat pengereman maksimum inilah daya yang terbaca adalah daya maksimum. Dari gambar 18. juga dapat dilihat kenaikan daya yang sangat tinggi serupa dengan torsi. Daya maksimum sebesar 6.5 kW didapat pada saat RPM mencapai nilai 1994. Daya dari mesin kemudian menurun secara perlahan. Penurunan daya lebih besar dengan penurunan RPM bila dibandingkan dengan penurunan torsi. Penurunan daya disebabkan oleh semakin banyak daya yang hilang dalam bentuk panas sehingga kemampuan traktor untuk mengatasi beban akan berkurang.

Gambar 19. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji 2

Dari grafik pengujian daya engine dengan menggunakan bahan bakar solar yang kedua didapatkan daya maksimum sebesar 6.3 kW pada saat putaran engine berada pada titik 1929 seperti dapat dilihat pada Gambar 19. Setelah mencapai titik ini daya dari mesin menurun seperti pada pengujian sebelumnya. Torsi maksimum yang diperoleh dari pengujian

44

kedua adalah sebesar 76.4 N.m pada titik RPM 1554. Setelah mencapai torsi maksimum torsi berkurang secara perlahan. Pada pengujian daya dari engine dengan menggunakan bahan bakar solar ketiga didapatkan daya maksimum sebesar 5.8 kW pada saat engine berputar pada tingkat kecepatan 1908 RPM. Pada tingkat kecepatan berikutnya daya menurun sampai mencapai titik 2.8 kW pada tingkat kecepatan 958 RPM. Bila pemberian beban dilanjutkan sehingga engine mencapai kecepatan dibawah 958 RPM maka engine akan berhenti. Torsi maksimum diperoleh pada tingkat kecepatan 1237 RPM dengan nilai 74 N.m. Grafik prestasi dari pengujian 3 dengan menggunakan bahan bakar solar dapat dilihat pada gambar 20.

Gambar 20. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar uji 3

Dari ketiga pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak solar, data-data pengujian dirangkum dan disajikan pada satu grafik untuk melihat kinerja mesin. Grafik tersebut dapat dilihat pada gambar.

45

Dari grafik kombinasi ketiga pengujian pada Gambar 21 kita dapat melihat daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor diesel. Dari data ini daya maksimum didapatkan pada saat engine berada pada tingkat kecepatan 1994 RPM, yaitu sebesar 6.5kW. Pada titik ini terjadi pengereman maksimum oleh dynamometer. Pada tingkat kecepatan di bawah 1994 RPM, daya terus menurun karena hilang dalam bentuk panas. Sedangkan torsi maksimum yang dihasilkan oleh engine ini adalah sebesar 76.4 N.m pada titik RPM 1554.

Gambar 21. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar solar kombinasi

b. Bahan bakar minyak kelapa Penghitungan kinerja motor diesel dengan menggunakan bahan bakar minyak kelapa dapat dilihat pada lampiran. Sedangkan grafik pengujian engine dengan bahan bakar minyak kelapa dapat dilihat pada grafik. Dari gambar pengujian kinerja mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar minyak kelapa dapat dilihat daya maksimum yang dihasilkan

46

adalah 6.1 kW dan didapat pada saat torsi sebesar 69.2 N.m pada tingkat kecepatan RPM sebesar 1795. Seperti pada grafik kinerja bahan bakar solar dapat dilihat torsi naik mengikuti turunnya RPM karena pengereman. Kenaikan torsi terjadi sangat tinggi sampai pada tingkat maksimum pada RPM 1795. Setelah mencapai torsi maksimum, nilai torsi bergerak turun secara tajam berbeda dengan saat penggunaan bahan bakar solar. Kenaikan torsi secara tajam menunjukkan bahwa pengereman berlangsung dengan cepat, dari titik nol mencapai pengereman maksimum. Saat pengereman maksimum ini maka daya yang terbaca adalah daya maksimum. Penurunan torsi secara tajam disebabkan oleh titik nyala minyak kelapa yang berada pada titik 219oC, Titik nyala bahan bakar mesin diesel seharusnya berada pada suhu 50 sampai 60oC. Suhu titik nyala yang terlalu tinggi menyebabkan minyak kelapa tidak terbakar apabila terjadi pemberian beban yang mengurangi kecepatan mesin. Pengurangan kecepatan mesin memperlambat langkah kompresi bahan bakar sehingga suhu udara yang ditekan menurun.

Gambar 22. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 1

47

Pada pengukuran kedua didapatkan daya maksimum sebesar 5.7 kW pada saat RPM sebesar 1877. Daya maksimum juga dicapai saat torsi berada pada titik maksimum yaitu 62.1 N.m. Seperti pada pengujian pertama nilai torsi turun dengan tajam setelah mencapai titik maksimumnya. Grafik dari daya mesin juga mengikuti grafik dari torsi yang menurun tajam. Titik terakhir pengukuran adalah saat mesin mencapain tingkat putaran 1627 RPM pada saat daya sebesar 1.5 kW dan torsi mencapai nilai 19.1 N.m. Setelah melawati titik ini mesin mati dan pengukuran berhenti.

Gambar 23. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 2

48

Gambar 24. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 3

Dari pengukuran ketiga didapatkan daya maksimum sebesar 6 kW pada saat RPM sebesar 1834. Seperti pada pengukuran sebelumnya daya maksimum dicapai saat torsi berada pada titik maksimum yaitu 66.8 N.m. Torsi turun dengan tajam setelah mencapai titik maksimumnya. Daya yang diukur mengikuti torsi yang menurun tajam. Titik terakhir pengukuran adalah saat mesin mencapain tingkat putaran 1403 RPM pada saat daya sebesar 0.8 kW dan torsi mencapai nilai 11.9 N.m. Dari ketiga pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak kelapa pada mesin diesel, data-data pengujian dirangkum. Data disajikan pada satu grafik untuk melihat kinerja mesin diesel saat menggunakan bahan bakar minyak kelapa. Grafik tersebut dapat dilihat pada gambar.

49

`

Gambar 25. Grafik prestasi motor diesel berbahan bakar minyak kelapa kombinasi

Grafik kombinasi ketiga pengujian menunjukkan daya maksimum sebesar 6.1 kW yang dapat dihasilkan oleh motor diesel dengan menggunakan minyak kelapa. Daya maksimum didapatkan pada saat engine berada pada tingkat kecepatan 1795 RPM dan torsi sebesar 69.2 N.m. Pada titik ini terjadi pengereman maksimum oleh dynamometer. Pada tingkat kecepatan di bawah 1795 RPM, torsi terus menurun karena pembakaran yang tak sempurna. Semakin rendah RPM dari mesin maka semakin banyak bahan bakar yang tak terbakar. Hal ini disebabkan titik nyala minyak kelapa yang jauh lebih tinggi dari solar yaitu sebesar 219oC. Selain itu, bilangan setana yang terlalu tinggi juga menyebabkan pembakaran

yang

tak

sempurna.

Bilangan

setana

yang

tinggi

menyebabkan proses pencampuran antara udara dengan bahan bakar terjadi kurang sempurna. Hal ini disebabkan proses pencampuran bahan bakar dengan udara berjalan terlalu cepat.

50

Dari pengujian kinerja mesin dengan menggunakan bahan bakar solar dan minyak kelapa dapat dibuat sebuat tabel perbandingan. Dari tabel ini kita dapat melihat bahwa torsi dan daya maksimum yang dihasilkan dari penggunaan bahan bakar minyak kelapa pada engine ternyata tidak berbeda jauh dari penggunaan bahan bakar solar. Penurunan daya maksimum yang terjadi adalah 6.2%. Sedangkan torsi maksimum turun sebesar 9.2%. Tetapi pengunaan bahan bakar minyak kelapa tidak cocok digunakan pada RPM yang rendah karena dapat menyebabkan pembakaran yang tak sempurna.

Tabel 7. Perbedaan daya poros mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa Solar

Minyak kelapa

Torsi maksimum (N.m)

76.4

69.2

Daya maksimum (kW)

6.5

6.1

RPM saat daya maks.

1994

1795

E. Pengukuran Bahan Bakar Spesifik Untuk mengetahui pemakaian bahan bakar spesifik perlu diketahui waktu yang diperlukan untuk menghabiskan sejumlah bahan bakar. Pengujian dilakukan bersamaan dengan pengujian torsi dan daya, kemudian dihitung konsumsi bahan bakar pada setiap tingkat kecepatan yang diinginkan. Dari data daya dan konsumsi bahan bakar ini akan didapat konsumsi bahan bakar spesifik dari motor. a. Bahan bakar solar Penghitungan kebutuhan bahan bakar spesifik dapat dilihat pada lampiran. Secara grafik hasil pengukuran konsumsi bahan bakar spesifik untuk bahan bakar solar dapat dilihat pada gambar.

51

!"

Gambar 26. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 1 Dari hasil pengujian pertama didapatkan tingkat kebutuhan bahan bakar spesifik pada saat daya maksimum adalah sebesar 0.07 g/s.kW pada saat tingkat kecepatan 1994 RPM. Tingkat konsumsi ini didapat pada saat daya 6.5 kW, maka pada saat titik ini konsumsi bahan bakar dapat dikatakan paling efisien. Setelah melewati titik ini konsumsi bahan bakar spesifik dari engine cenderung naik karena daya yang dihasilkan mesin

!"

semakin menurun.

Gambar 27. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 2

52

Pada pengujian kedua didapatkan tingkat konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0.09 g/s.kW pada saat daya maksimum.Pada pengujian ketiga pengukuran bahan bakar spesifik pada mesin diesel berbahan bakar solar didapatkan konsumsi saat daya maksimum sebesar 0.14 g/s.kW pada tingkat RPM 1908. Setelah melewati titik ini kebutuhan bahan bakar spesik terus naik sesuai dengan penurunan daya akibat pengereman oleh

!"

dynamometer.

Gambar 28. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar uji 3

Dari ketiga hasil pengukuran data kebutuhan bahan bakar spesifik tersebut

dirangkum

untuk

mengetahui

tingkat

konsumsi

secara

keseluruhan dari mesin.

53

!"

Gambar 29. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar solar kombinasi

Dari data kombinasi didapatkan konsumsi bahan bakar spesifik saat daya maksimum sebesar 0.07 g/s.kW pada tingkat kecepatan 1994 dan daya 6.5kW. Pada data kombinasi dapat dilihat bahwa konsumsi bahan bakar spesifik dipengaruhi oleh daya yang dihasilkan engine. Semakin besar daya dari motor diesel maka semakin efisien penggunaan bahan bakarnya. Setelah melewati titik minimum tingkat kebutuhan bahan bakar minimum terus naik mengikuti turunnya daya akibat pengereman pada dynamometer. b. Bahan bakar minyak kelapa Tingkat kebutuhan bakar solar dapat dilihat pada gambar. Pada saat pengujian konsumsi bahan bakar minyak kelapa terdapat data yang tidak wajar sehingga data tidak digunakan. Karena itu, penentuan konsumsi bahan bakar spesifik pada saat daya maksimum untuk penggunaan bahan bakar minyak kopra ditentukan dari persamaan garis data yang dapat digunakan. Pada pengujian pertama didapatkan tingkat konsumsi bahan bakar saat daya maksimum 6.1 kW adalah pada saat tingkat kecepatan 54

1795 yaitu sebesar 0.1 g/ s.kW. Setelah melewati titik ini kebutuhan bahan

!"

bakar spesifik terus meningkat mengikuti penurunan daya mesin.

!"

Gambar 30. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 1

Gambar 31. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 2

55

Pada pengujian kedua kebutuhan bahan bakar pada saat engine berada pada titik daya maksimum 5.7 kW pada saat 1877 RPM. Kebutuhan bahan bakar spesifik yang dicapai pada titik ini adalah 0.09 g/s.kW. Pada saat titik ini konsumsi bahan bakar oleh mesin lebih efisien dari pada tingkat kecepatan lain. Karena semakin banyak kalor pada bahan bakar yang dirubah menjadi daya pada poros. Kebutuhan bahan bakar spesifik pada daya maksimum 6 kW untuk pengujian ketiga adalah 0.1 g/s.kW pada saat 1834 RPM, hal ini dapat dilihat pada grafik. Pada saat titik ini konsumsi bahan bakar oleh mesin lebih efisien dari pada tingkat kecepatan lain. Setelah melewati titik ini konsumsi bahan bakar pun meningkat seiring dengan pengurangan daya. Seperti pada pengujian sebelumnya data pengujian bbs ini tidak akurat

!"

karena data konsumsi spesifiknya sangat kecil.

Gambar 32. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa uji 3

56

Ketiga data dari pengujian kebutuhan bahan bakar spesifik digabungkan menjadi satu untuk melihat konsumsi bahan bakar motor

!"

dengan lebih detail.

Gambar 33. Grafik BBS motor diesel berbahan bakar minyak kelapa kombinasi

Kebutuhan bahan bakar spesifik pada saat daya maksimum motor diesel yang diuji adalah sebesar 0.1 g/s.kW pada tingkat kecepatan 1795 RPM. Jadi pada tingkat kecepatan ini didapatkan daya maksimal motor dan konsumsi bahan bakar yang paling efisien. Dari pengukuran bahan bakar spesifik menggunakan bahan bakar solar dan minyak kelapa dapat dibuat sebuah tabel pembanding. Tabel ini menunjukkan

bahan

bakar mana

yang lebih

efisien

di

dalam

pengunaannya pada mesin diesel yang diuji. Dari tabel dapat dilihat bahwa bahan bakar minyak kelapa lebih efisien dalam penggunaannya. Solar lebih hemat 30% konsumsi bahan bakar spesifiknya dibandingkan dengan minyak kelapa.

57

Tabel 8. Perbedaan BBS mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa Bahan bakar spesifik saat daya maksimum (g/s.kW) Daya saat BBS minimum (kW) RPM saat BBS minimum

Solar

Minyak kelapa

0.07

0. 1

6.5

6.1

1994

1795

F. Analisis Efisiensi Termal Dari data penghitungan daya mesin diesel pada tiap tingkat putaran mesin dan data bahan bakar spesifik dapat dihitung nilai efisiensi termal motor. Efisiensi termal motor dipengaruhi oleh nilai kalor dari bahan bakar dan kemampuan motor memanfaatkan bahan bakar menjadi daya pada poros. a. Bahan bakar solar Perhitungan efisiensi termal pengereman mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar solar dapat dilihat pada lampiran. Secara grafik efisiensi termal dari pengunaan bahan bakar solar pada mesin dapat dilihat pada gambar.

# $

!"

Gambar 34. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 1 58

Pada pengujian pertama efisien termal maksimum didapatkan sebesar 34.7%. Efisiensi termal pengereman terbesar didapatkan pada saat daya mesin mencapai daya maksimum sebesar 6.5 kW dan tingkat konsumsi bahan bakar spesifik 0.07 g/s.kW. Semakin tinggi efisiensi termal maka semakin besar kalor dari bahan bakar yang diubah menjadi daya poros. Dari pengujian kedua mesin diesel menggunakan bahan bakar solar didapatkan efisiensi termal pengereman maksimum sebesar 25.8%. Titik efisiensi maksimum ini didapatkan saat daya mencapai nilai 6.3 kW dan konsumsi bahan bakar spesifik mencapai nilai 0.09 g/skW. Pengujian ketiga dengan menggunakan bahan bakar solar didapatkan efisiensi

termal

maksimum

sebesar 30.5%.

Efisiensi

pengerman

maksimum ini didapatkan pada saat daya sebesar 5 kW dan konsumsi bahan bakar spesifiknya mencapai nilai 0.07 g/s.kW.

# $

!"

Gambar 35. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 2

59

# $

!"

Gambar 36. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar uji 3 Dari ketiga penghitungan efisiensi termal mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar minyak kelapa, data perhitungan digabung menjadi satu.

# $

!"

Gambar 37. Grafik efisiensi termal motor diesel berbahan bakar solar kombinasi

60

Efisiensi termal kombinasi dari pengujian menggunakan solar didapatkan efisiensi sebesar,Dari grafik dapat dilihat semakin mendekati daya maksimum efisiensi termal pengereman semakin tinggi. Setelah melewati daya maksimum efisiensi termal pengereman berkurang karena daya yang dihasilkan oleh mesin juga berkurang akibat hilang menjadi panas. Pada grafik dapat dilihat bahwa efisiensi maksimum didapatkan pada saat RPM berkisar antara 2000 RPM. b. Bahan bakar minyak kelapa Perhitungan efisiensi termal pengereman mesin diesel dengan menggunakan bahan bakar kelapa dapat dilihat pada lampiran. Secara grafik efisiensi termal dari pengunaan bahan bakar solar pada mesin dapat dilihat pada gambar.

# $

!"

Gambar 38. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 1

Efisiensi termal pengereman mesin diesel maksimum pada pengujian pertama dengan menggunakan bahan bakar kelapa didapatkan pada saat kecepatan 1890 RPM. Efisiensi termal hasil penghitungan adalah sebesar

61

24.2%.. Pada pengujian kedua dapat dilihat pada grafik efisien termal maksimum didapatkan sebesar 30.1% pada saat 1960 RPM. Semakin tinggi efisiensi termal maka semakin besar kalor dari bahan bakar yang diubah menjadi daya poros.

# $

!"

Gambar 39. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 2

# $

!"

Gambar 40. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa uji 3

62

Efisiensi termal pengereman maksimum pada pengujian ketiga adalah sebesar 32.1% pada tingkat kecepatan 1730 RPM. Lalu dari ketiga data penghitungan

efisiensi

termal

pengereman

mesin

diesel

dengan

menggunakan bahan bakar minyak kelapa digabungkan ke dalam satu grafik. Pada grafik ini didapatkan efisiensi termal maksimum sebesar 26.4% saat kecepatan putar mencapai 1820 RPM. Efisiensi termal maksimum dicapai saat daya mencapai atau berada dekat dengan titik maksimum. Karena semakin besar daya pada poros dihasilkan berarti semakin besar energi yang dikonversi dari bahan bakar menjadi energi mekanik pada poros.

# $

!"

Gambar 41. Grafik efisiensi termal motor diesel dengan minyak kelapa kombinasi

Bila dibandingkan maka efisiensi maksimum pada saat mesin diesel menggunakan bahan bakar minyak kelapa lebih tinggi dari saat mesin diesel menggunakan bahan bakar solar. Nilai efisiensi pengereman maksimum dari minyak kelapa 23% lebih tinggi dari solar. Hal ini dapat 63

disebabkan oleh bilangan setana minyak kelapa yang tinggi. Bilangan setana yang terlalu tinggi juga menyebabkan pembakaran yang tidak sempurna. Pembakaran tidak sempurna ini disebabkan belum bereaksinya bahan bakar dengan udara dengan baik. Dari perhitungan efisiensi termal dengan menggunakan kedua jenis bahan bakar dapat dibuat sebuah tabel pembanding.

Tabel 9. Perbedaan efisiensi termal mesin berbahan bakar solar dan minyak kelapa Efisiensi termal maksimum (%) Daya saat efisiensi termal maksimum (kW) BBS saat efisiensi termal maksimum (g/ s.kW) RPM saat Efisiensi termal maksimum

Solar

Minyak kelapa

34.8

23

6.5

5.2

0.07

0.09

1994

1820

64

VI.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan 1. Pada pengukuran daya mesin, perbedaan daya maksimal dan torsi maksimal dari mesin yang menggunakan bahan bakar solar dan minyak kelapa tidak terlalu besar. Daya maksimal dari mesin yang menggunakan bahan bakar solar adalah 6.5 kW dengan torsi maksimal 7.6 N.m. Sedangkan untuk mesin dengan bahan bakar minyak kelapa mempunyai daya maksimum sebesar 6.1 kW dan torsi maksimum sebesar 6.9 N.m. Tetapi setelah melewati RPM dengan daya maksimum, torsi turun dengan tajam. Sehingga bahan bakar minyak kelapa tidak dapat digunakan pada RPM rendah. 2. Tingkat konsumsi bahan bakar spesifik pada saat daya maksimum pada pengujian mesin dengan menggunakan bahan bakar solar adalah 0.07 g/s.kW. Pada pengujian dengan bahan bakar minyak kelapa, konsumsi bahan bakar spesifik pada saat daya maksimum adalah 0.1 g/s.kW. 3. Efisiensi termal pengereman maksimum yang diperoleh dari pengujian pada bahan bakar solar adalah sebesar 34.8% saat daya bernilai 6.5 kW. Sedangkan efisiensi termal maksimum pengereman mesin dengan berbahan bakar minyak kelapa adalah 23% saat daya sebesar 5.2 kW. 4. Sistem penyaluran daya yang paling sesuai untuk pengujian kinerja daya poros adalah dengan menggunakan puli dan belt. Dengan menggunakan belt getaran pada mesin dapat direduksi dan slip yang terjadi sangat kecil. Selain itu arah putaran gaya yang bekerja pada poros dapat disesuaikan dengan mengatur posisi mesin.

65

B. Saran 1. Pada pengukuran beban torsi untuk membuat data lebih akurat sebaiknya digunakan timbangan yang kecil satuan ukurnya atau perbandingan puli dapat diperbesar sehingga torsi yang dihasilkan lebih besar. 2. Pada pengukuran konsumsi bahan bakar di RPM rendah terjadi kesulitan pengukuran karena kecepatan mesin turun dengan cepat. Penggunaan sensor infrared dapat membuat pembacaan data lebih akurat. 3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh pengunaan bahan bakar minyak kelapa yang telah dipanaskan terhadap kandungan emisi gas buang.

66

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Biofuel. http://id.wikipedia.org/wiki/Biofuel. [November 2008]. Arismunandar, W. dan K. Tsuda. 1985. Motor Diesel Putaran Tinggi. Paradya Paramita. Jakarta. Davis, G. L. 1983. Agricultural and Automotive Diesel Mechanics. Prentice-Hall Inc. New Jersey. Daywin, F. J., M. Djojomartono, dan R. G. Sitompul. 1991. Motor Bakar Internal dan Tenaga di Bidang Pertanian. JICA-IPB. Bogor. Dendi, D.A.V. dan W.H. Timmins. 1973. Development Of Wet Coconut Process Designed To Extract Protein And Oil From Fresh Coconut. Tropical Product Institute-Foreign And Commonwealth Office, London. Desrial. 1990. Mempelajari Pemanfaatan Gas Buang Motor Bakar Diesel Sebagai Sumber Energi Panas dan Mekanis untuk Alat Pengering Gabah Tipe Rak Zig-Zag. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Goering, C. E. dan A. C. Hansen. 2004. Engine and Tractor Power. American Society of Agricultural Engineers. Amerika Serikat Hambali, E., S. Mujalipah., A. H. Tambunan, A. W, Pattiwiri, dan R. Hendroko. 2007. Teknologi Bioenergi. Agro Media Pustaka. Jakarta. Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press. Jakarta. Liljedahl, J. B., W. M. Carleton, P. K. Turnquist and D. W. Smith. 1989. Tractor And Their Power Unit. An Avi Book: New York. Machacon, H. T. 2008. Biofuel. The effect of coconut oil and diesel fuel blends on diesel

engine

performance

and

exhaust

emission.

http://www.extremesamoa.com/myweb5/coconut%20oil%20for%20fuel.pdf [November 2008]. Miftahuddin. 2009. Rancang Bangun Elemen Pemanas Bahan Bakar Minyak Kelapa Untuk Motor Bakar Diesel dengan Memanfaatkan Panas Gas Buang. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

67

White, L.P. dan L. G, Plaskett. 1981. Biomass As Fuel..Academic Press Inc. New York. Williams, K.A. dan A. Churchill. 1966. Oils, Fats, and Fatty Food, Their Practical Examination. Gloustesplace, London. Woodroof, J. G. 1979. Coconuts: Production, Processing, Products. The Avi Publishing Company. Connecticut

68

LAMPIRAN

Lampiran 1. Spesifikasi motor bakar diesel No Keterangan 1 Merek 2

Tipe

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Daya kontinyu Daya maksimum Volume silinder Bahan bakar Tipe pompa injeksi Sistem pembakaran Sistem pelumasan Tipe pompa pelumas Minyak pelumas Sistem pendinginan Saringan udara Sistem katup Starter

Data Karapan PD 850 Motor bakar Diesel horizontal 4 langkah, 1 silinder 7.5 HP pada 2200 rpm 8.5 HP pada 2200 rpm 487 cc Solar Bosch Direct injection Tekanan dan percikan Trikoida SAE 30 Pendingin air tipe radiator Tipe basah Over head valve Engkol

69

Lampiran 2. Pengujian perbedaan RPM pada kedua puli No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

RPM mesin RPM dynamometer 1001 463 1141 529 1207 558 1250 580 1290 602 1361 634 1442 670 1495 692 1602 739 1771 818 1630 754 1723 797 1864 864 1958 906 2026 938 2073 960 2139 992 2176 1009 2205 1021 2355 1090 Rata-rata

Perbandingan 2.162 2.157 2.163 2.155 2.143 2.147 2.152 2.160 2.168 2.165 2.162 2.162 2.157 2.161 2.160 2.159 2.156 2.157 2.160 2.161 2.158

70

Lampiran 3. Data kinerja mesin berbahan bakar solar PENGUJIAN PERTAMA RPM MESIN 781 915 1027 1176 1381 1500 1608 1726 1832 1906 1994 2108 2186

RPM DYNAMOMETER 362 424 476 545 640 695 745 800 849 883 924 977 1013

TORSI (N.m) 59.7 57.3 59.7 64.5 62.1 66.8 69.2 69.2 66.8 64.5 66.8 47.7 16.7

DAYA (kW) 2.3 2.6 3.0 3.7 4.2 4.9 5.4 5.8 6.0 6.0 6.5 4.9 1.8

BBS (g/s.kW) 0.15 0.14 0.14 0.17 0.15 0.08 0.10 0.10 0.12 0.16 0.07 0.10 0.08

PENGUJIAN KEDUA RPM MESIN RPM DYNAMOMETER 932 432 1193 553 1321 612 1403 650 1554 720 1683 780 1824 845 1929 894 2039 945 2111 978 2162 1002 2203 1021

TORSI (N.m) 62.1 54.9 64.5 71.6 76.4 64.5 69.2 66.8 57.3 35.8 16.7 7.2

DAYA (kW) 2.8 3.2 4.2 4.9 5.8 5.3 6.2 6.3 5.7 3.7 1.8 0.8

BBS (g/s.kW) 0.27 0.22 0.13 0.12 0.09 0.10 0.14 0.09 0.14 0.11 0.12 0.17

71

Lampiran 3. Lanjutan PENGUJIAN KETIGA RPM MESIN RPM DYNAMOMETER 958 444 1122 520 1187 550 1237 573 1323 613 1483 687 1653 766 1778 824 1908 884 2020 936 2128 986 2193 1016

TORSI (N.m) 59.7 64.5 69.2 74.0 71.6 71.6 66.8 64.5 62.1 50.1 28.6 7.2

DAYA (kW) 2.8 3.5 4.0 4.5 4.6 5.2 5.4 5.6 5.8 5.0 3.0 0.8

BBS (g/s.kW) 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.12 0.17 0.12 0.14 0.07 0.11 0.13

72

Lampiran 4. Data kinerja poros mesin berbahan bakar solar kombinasi RPM ENGINE 781 915 932 958 1027 1122 1176 1187 1193 1237 1321 1323 1381 1403 1483 1500 1554 1608 1653 1683 1726 1778 1824 1832 1906 1908 1929 1994 2020 2039 2108 2111 2128 2162 2186 2193 2203

RPM DYNAMOMETER 362 424 432 444 476 520 545 550 553 573 612 613 640 650 687 695 720 745 766 780 800 824 845 849 883 884 894 924 936 945 977 978 986 1002 1013 1016 1021

TORSI (N.m)

DAYA (kW)

BBS (g/s.kW)

59.7 57.3 62.1 59.7 59.7 64.5 64.5 69.2 54.9 74.0 64.5 71.6 62.1 71.6 71.6 66.8 76.4 69.2 66.8 64.5 69.2 64.5 69.2 66.8 64.5 62.1 66.8 66.8 50.1 57.3 47.7 35.8 28.6 16.7 16.7 7.2 7.2

2.3 2.6 2.8 2.8 3.0 3.5 3.7 4.0 3.2 4.5 4.2 4.6 4.2 4.9 5.2 4.9 5.8 5.4 5.4 5.3 5.8 5.6 6.2 6.0 6.0 5.8 6.3 6.5 5.0 5.7 4.9 3.7 3.0 1.8 1.8 0.8 0.8

0.15 0.14 0.27 0.17 0.14 0.15 0.17 0.14 0.22 0.13 0.13 0.12 0.15 0.12 0.12 0.08 0.09 0.10 0.17 0.10 0.10 0.12 0.14 0.12 0.16 0.14 0.09 0.07 0.07 0.14 0.10 0.11 0.11 0.12 0.08 0.13 0.17

73

Lampiran 5. Data pengujian kinerja mesin berbahan bakar minyak kelapa PENGUJIAN PERTAMA RPM ENGINE 1521 1737 1795 1867 1955 2111 2180

RPM DYNAMOMETER 705 805 832 865 906 978 1010

TORSI (N.m) 45.4 57.3 69.2 64.5 52.5 23.9 9.5

DAYA (kW) 3.4 4.9 6.1 5.9 5.0 2.5 1.0

BBS (g/s.kW) 0.12 0.13 0.10 0.11 0.05* 0.06* 0.12

DAYA (kW) 1.5 4.0 5.7 5.6 5.4 3.6 0.8

BBS (g/s kW) 0.12 0.10 0.04* 0.05* 0.05* 0.06* 0.10

DAYA (kW) 0.8 3.2 3.9 6.0 5.5 5.4 2.8 0.5

BBS (g/s kW) 0.13 0.09 0.06* 0.05* 0.05* 0.06* 0.07* 0.23

PENGUJIAN KEDUA RPM ENGINE 1627 1798 1877 1994 2091 2190 2218

RPM DYNAMOMETER 754 833 870 924 969 1015 1028

TORSI (N.m) 19.1 45.4 62.1 57.3 52.5 33.4 7.2

PENGUJIAN KETIGA RPM ENGINE 1403 1619 1737 1834 1901 2003 2156 2197

RPM DYNAMOMETER 650 750 805 850 881 928 999 1018

TORSI (N.m) 11.9 40.6 45.4 66.8 59.7 54.9 26.3 4.8

Keterangan : *Data bahan bakar spesifik tidak digunakan

74

Lampiran 6. Data kinerja mesin berbahan bakar minyak kelapa kombinasi RPM MESIN RPM DYNAMOMETER 1403 650 1521 705 1619 750 1627 754 1737 805 1737 805 1795 832 1798 833 1834 850 1867 865 1877 870 1901 881 1955 906 1994 924 2003 928 2091 969 2111 978 2156 999 2180 1010 2190 1015 2197 1018 2218 1028

TORSI (N.m) 11.9 45.4 40.6 19.1 57.3 45.4 69.2 45.4 66.8 64.5 62.1 59.7 52.5 57.3 54.9 52.5 23.9 26.3 9.5 33.4 4.8 7.2

DAYA (kW) 0.8 3.4 3.2 1.5 4.9 3.9 6.1 4.0 6.0 5.9 5.7 5.5 5.0 5.6 5.4 5.4 2.5 2.8 1.0 3.6 0.5 0.8

BBS (g/s kW) 0.13 0.12 0.09 0.12 0.13 0.06* 0.10 0.10 0.05* 0.11 0.04* 0.05* 0.05* 0.05* 0.06* 0.05* 0.06* 0.07* 0.12 0.06* 0.23 0.10

Keterangan : *Data bahan bakar spesifik tidak digunakan

75

Lampiran 7. Analisis efisiensi termal mesin berbahan bakar solar PENGUJIAN PERTAMA RPM ENGINE 781 915 1027 1176 1381 1500 1608 1726 1832 1906 1994 2108 2186

DAYA (kW) 2.3 2.6 3.0 3.7 4.2 4.9 5.4 5.8 6.0 6.0 6.5 4.9 1.8

BBS (g/s.kW) 0.15 0.14 0.14 0.17 0.15 0.08 0.10 0.10 0.12 0.16 0.07 0.10 0.08

Pfe (kW) 15.0 15.7 18.9 27.8 27.2 17.0 24.1 25.5 30.6 41.4 18.8 21.5 6.6

Ebt (%) 15.2 16.3 15.9 13.3 15.4 28.8 22.6 23.0 19.6 14.5 34.7 22.9 27.2

Pfe (kW) 33.1 30.3 24.1 25.6 22.7 24.3 39.1 24.4 35.0 17.9 9.6 5.7

Ebt (%) 8.6 10.6 17.3 19.2 25.6 21.9 15.8 25.8 16.3 20.6 18.4 13.6

PENGUJIAN KEDUA RPM ENGINE 932 1193 1321 1403 1554 1683 1824 1929 2039 2111 2162 2203

DAYA (kW) 2.8 3.2 4.2 4.9 5.8 5.3 6.2 6.3 5.7 3.7 1.8 0.8

BBS (g/s kW) 0.27 0.22 0.13 0.12 0.09 0.10 0.14 0.09 0.14 0.11 0.12 0.17

76

Lampiran 7. Lanjutan PENGUJIAN KETIGA RPM ENGINE 958 1122 1187 1237 1323 1483 1653 1778 1908 2020 2128 2193

DAYA (kW) 2.8 3.5 4.0 4.5 4.6 5.2 5.4 5.6 5.8 5.0 3.0 0.8

BBS (g/s.kW) 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.12 0.17 0.12 0.14 0.07 0.11 0.13

Pfe (kW) 21.2 22.9 24.3 25.6 24.8 27.2 39.6 29.8 34.7 16.2 14.5 4.5

Ebt (%) 13.2 15.4 16.6 17.5 18.7 19.1 13.7 18.8 16.7 30.5 20.5 17.0

77

Lampiran 8. Analisis efisiensi termal mesin berbahan bakar solar kombinasi RPM ENGINE 781 915 932 958 1027 1122 1176 1187 1193 1237 1321 1323 1381 1403 1483 1500 1554 1608 1653 1683 1726 1778 1824 1832 1906 1908 1929 1994 2020 2039 2108 2111 2128 2162 2186 2193 2203

DAYA (kW) 2.3 2.6 2.8 2.8 3.0 3.5 3.7 4.0 3.2 4.5 4.2 4.6 4.2 4.9 5.2 4.9 5.8 5.4 5.4 5.3 5.8 5.6 6.2 6.0 6.0 5.8 6.3 6.5 5.0 5.7 4.9 3.7 3.0 1.8 1.8 0.8 0.8

BBS (g/s.kW) 0.15 0.14 0.27 0.17 0.14 0.15 0.17 0.14 0.22 0.13 0.13 0.12 0.15 0.12 0.12 0.08 0.09 0.10 0.17 0.10 0.10 0.12 0.14 0.12 0.16 0.14 0.09 0.07 0.07 0.14 0.10 0.11 0.11 0.12 0.08 0.13 0.17

Pfe (kW) 15.0 15.7 33.1 21.2 18.9 22.9 27.8 24.3 30.3 25.6 24.1 24.8 27.2 25.6 27.2 17.0 22.7 24.1 39.6 24.3 25.5 29.8 39.1 30.6 41.4 34.7 24.4 18.8 16.2 35.0 21.5 17.9 14.5 9.6 6.6 4.5 5.7

Ebt (%) 15.2 16.4 8.6 13.2 15.9 15.5 13.4 16.6 10.6 17.5 17.3 18.7 15.4 19.2 19.1 28.8 25.6 22.6 13.7 21.9 23.0 18.8 15.8 19.6 14.5 16.7 25.8 34.8 30.5 16.3 22.9 20.6 20.5 18.5 27.2 17.0 13.6

78

Lampiran 9. Analisis efisiensi termal uji mesin berbahan bakar minyak kelapa PENGUJIAN PERTAMA RPM ENGINE 1521 1737 1795 1867 1955 2111 2180

DAYA (kW) 3.4 4.9 6.1 5.9 5.0 2.5 1.0

BBS (g/s kW) 0.12 0.13 0.10 0.11 0.05 0.06 0.12

Pfe (kW) 15.1 23.5 21.8 25.2 10.1 5.2 4.5

Ebt (%) 22.4 20.7 27.9 23.3 49.5* 47.0* 22.7

Pfe (kW) 7.1 14.2 9.6 10.1 10.5 8.0 3.0

Ebt (%) 21.5 28.0 59.4* 55.1* 51.2* 44.5* 25.5

Pfe (kW) 3.9 10.5 8.2 10.6 10.8 12.7 7.4 4.5

Ebt (%) 21.2 30.6 47.2* 56.8* 51.4* 42.3* 37.3* 11.5

PENGUJIAN KEDUA RPM ENGINE 1627 1798 1877 1994 2091 2190 2218

DAYA (kW) 1.5 4.0 5.7 5.6 5.4 3.6 0.8

BBS (g/s kW) 0.12 0.10 0.04 0.05 0.05 0.06 0.10

PENGUJIAN KETIGA RPM ENGINE 1403 1619 1737 1834 1901 2003 2156 2197

DAYA (kW) 0.8 3.2 3.9 6.0 5.5 5.4 2.8 0.5

BBS (g/s kW) 0.13 0.09 0.06 0.05 0.05 0.06 0.07 0.23

Keterangan : *Data efisiensi termal tidak digunakan

79

Lampiran 10. Efisiensi termal uji mesin berbahan bakar minyak kelapa kombinasi DAYA (kW) BBS (g/s kW) RPM ENGINE 1403 0.8 0.07 1521 3.4 0.07 1619 3.2 0.05 1627 1.5 0.07 1737 4.9 0.07 1737 3.9 0.03 1795 6.1 0.05 1798 4.0 0.05 1834 6.0 0.03 1867 5.9 0.07 1877 5.7 0.03 1901 5.5 0.03 1955 5.0 0.03 1994 5.6 0.03 2003 5.4 0.04 2091 5.4 0.03 2111 2.5 0.03 2156 2.8 0.04 2180 1.0 0.07 2190 3.6 0.03 2197 0.5 0.13 2218 0.8 0.10 Keterangan : *Data efisiensi terma; tidak digunakan

Pfe (kW) 3.9 15.1 10.5 7.1 23.5 8.2 21.8 14.2 10.6 25.2 9.6 10.8 10.1 10.1 12.7 10.5 5.2 7.4 4.5 8.0 4.5 3.0

Ebt (%) 21.2 22.4 30.6 21.5 20.7 47.2* 27.9 28.0 56.8* 23.3 59.4* 51.4* 49.5* 55.1* 42.3* 51.2* 47.0* 37.3* 22.7 44.5* 11.5 25.5

80