LAPORAN TUGAS AKHIR
PENGUJIAN MESIN BENSIN DENGAN MENGGUNAKAN
CAMPURAN BAHAN BAKAR BENSIN DAN GAS LPG
(LIQUIFIED PETROLEUM GAS)
TESTING MACHINE WITH MIXED GASOLINE FUEL AND LPG (LIQUIFIED
PETROLEUM GAS) Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi
Oleh :
Rio Muhammad Khaerudin 091711028
JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DAFTAR RIWAYAT PENULIS
Nama
: Rio Muhammad Khaerudin
Tempat, tanggal lahir : Cirebon, 28 April 1991 Agama
: Islam
Alamat
: Jalan Fatahillah No.32 Rt.11
Rw.04 Kelurahan Perbutulan
Kecamatan Sumber
Kabupaten Cirebon Hobi
: Futsal dan memainkan alat musik.
E – mail
:
[email protected]
No. Telp
: 083823775421
Pendidikan :
1996-1997
TK Alwashliyah
1997-2003
MI Alwashliyah
2003-2006
SMP Negeri 1 Sumber
2006-2009
SMA Negeri 4 Cirebon
2009-2012
PoliteknikNegeri Bandung
Motto :“Hari Esok Adalah Hasil Dari Sekarang, Maju Untuk Menang”.
Bukankah kami telah melapangkan untukmu dadamu Dan kami telah menghilangkan darimu bebanmu Yang memberatkan punggungmu Dan kami tinggikan bagimu sebutan (nama) mu Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan) Kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain Dan hanya kepadamu Tuhanmulah hendaknya kamu berharap (Q.S Al insyiroh {94}1-8)
Karena itu, ingatlah kamu kepada-Ku niscaya Aku ingat (pula) kepadamu, dan bersyukurlah kepada-Ku, dan janganlah kamu mengingkari (nikmat)-Ku (QS.2:152) Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar (QS.2:153) Dan sungguh akan Kami berikan cobaan kepadamu, dengan sedikit ketakutan, kelaparan, kekurangan harta, jiwa dan buah-buahan. Dan berikanlah berita gembira kepada orangorang yang sabar (QS.2:155) Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya(QS.2:286) Sesungguhnya Allah tidak menyalahi janji (QS.3:9)
Janganlah kamu bersikap lemah, dan janganlah (pula) kamu bersedih hati, padahal kamulah orangorang yang paling tinggi (derajatnya), jika kamu orang-orang yang beriman (QS.3:139)
Dan bersabarlah dalam menunggu ketetapan Tuhanmu, maka sesungguhnya kamu berada dalam penglihatan Kami, dan bertasbihlah dengan memuji Tuhanmu ketika kamu bangun berdiri (QS.52:48) Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk kedua orang tuaku untuk keluargaku teman-temanku saudaraku dan semua orang yang saya sayangi. dan juga bagi yang membutuhkan tugas akhir ini.
ABSTRAK
Motor bensin merupakan salah satu jenis motor pembakaran dalam, karena proses pembakarannya berada didalam ruang silinder, saat ini pemakai motor bensin di dunia ini masih sebagai mayoritas dengan menggunakan bahan bakar yang sama yaitu bahan bakar minyak. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan bahan bakar minyak akan tetapi cadangan kilang minyak didunia semakin menipis menyebabakan harga minyak dunia meningkat sehingga dibutuhkan energi alternatif untuk mengatasinya. Dengan melihat kondisi bumi ini yang semakin hari semakin panas akibat terjadinya Global Warming dibutuhkan energi alternatif yang memiliki emisi gas buang yang bersih salah satunya yaitu bahan bakar gas. Akan tetapi melihat kebiasaan masyarakat dan kebijakan pemerintah yang belum bisa langsung sepenuhnya beralih ke bahan bakar gas alternatifnya yaitu mengganti bahan bakar minyak dengan cara mencampurkan bahan bakar minyak dengan bahan bakar gas. Dengan berbedanya bahan bakar yang digunakan berakibat terhadap perubahan kinerja mesin dengan efisiensi yang menurun akan tetapi memiliki emisi gas buang yang bersih. Dalam pengujian ini dilakukan dengan mengubah pengurangan bahan bakar mnyak dan penambahan bahan bakar gas tiap praktikumnya, diharapkan mendapatkan campuran yang pas diantara keduanya dengan melihat efisiensi yang tidak terlalu turun dan memiliki emisi gas buang yang bersih. Pada metodanya bahan bakar gas ini hanya langsung disemprotkan kedalam karburator dengan mengatur tekanannya dari regulator dan sebagai safetynya menggunakan beberapa peralatan lainnya. Dalam pengujian dilakukan tiga kali dengan variasi pengurangan bahan bakar minyak dan penambahan bahan bakar gas yang didapatkan dari hasil pengujian dengan variasi tersebut memiliki efisiensi yang tidak terlalu kecil yaitu pada pengujian pertama dengan emisi gas buang yang bersih. Dengan ini bisa mengembangan energi alternatif dengan cara mengganti bensin dengan campuran dua bahan bakar bensin dan LPG dan menganalisa keuntungan dan kerugian bahan bakar campuran dengan bahan bakar sebelumnya yaitu bensin. Dengan metode yaitu gas disalurkan masuk melalui leher karburator dengan mengatur tekanan keluaran gas LPG dengan menggunakan regulator bertekanan dan valve sebelum masuk karburator. Metode ini menghasilkan torsi yang lebih besar dan efisiensi yang lebih kecil, akan tetapi emisi gas buang yang dihasilkan lebih bersih dari bahan bakar bensin.
Kata kunci : LPG, Bensin RON 88, Campuran Bahan Bakar, Emisi Gas Buang, ,mesin bensin
i
ABSTRACT
is one type of internal combustion enggine, current users of petrol enggine in Petrol enggine the world is still a majority by using the same fuel is fuel oil. Along with the increasing demand of fuel oil but the oil refinery cadangan causing the world's dwindling oil prices rise so that alternative energy is needed to overcome them. By looking at the condition of this earth who are getting hot due to Global Warming needed alternative energy that has a clean exhaust emissions one of which is material gas. However, given the habits of society and government policies that have not been able to fully switch to direct fuel alternative gas fuel is replace oil by mixing fuel oil with gas fuel. With different fuel used has led to changes in engine performance with reduced efficiency but it has a clean exhaust emissions. In testing is done by changing the fuel reduction of oil and the addition of fuel gas per practice, is expected to get the right mix between the two by looking at the efficiency over not go down and have a clean flue exhaust gas emission. On the method of gas fuel is sprayed directly into the carburetor only by regulating the pressure of the regulator and as safety use some other tools. In testing performed three times with variations in the reduction of fuel oil and the addition of fuel gas from the test results obtained with these variations has an efficiency that is not too small that the first test with a clean exhaust emissions. With this could develop alternative energy by replacing petrol with a mixture of two petro and LPG, and analyze the advantages and disadvantages of fuel with the fuel mixture before the petrol. With the method of gas that is channeled through the neck into the carburetor by adjusting the output pressure of LPG gas by using a pressure regulator and valve before entering the carburetor. This method produces a greater torque and efficiency of a smaller, but the resulting exhaust emissions are cleaner thanpetrol.
key word : LPG, petrol RON 88, dual fuel, exhaust emission, petrol enggine
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya,karena
penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul PENGUJIAN MESIN BENSIN DENGAN MENGGUNAKAN CAMPURAN BAHAN BAKAR BENSIN DAN LPG (liquified petroleum gas). Penyususnan laporan tugas akhir ini di ajukan untuk
memenuhi salah satu mata kuliah Tugas Akhir, yang didasarkan pada pengamatan secara
langsung dilapangan, dengan mengambil data dan studi literatur langsung dilapangan dan referensi diperpustakaan.
Penulis menyadari masih banyak sekali kekurangan dalam laporan ini, maka saya mohon maaf jika masih terjadi banyak kesalahan dan kekeliruan atas kekhilafan saya, karena
saya menyadari tidak ada manusia yang sempurna selain yang menciptakan kita. Saya menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan laporan ini, dan saya harap laporan ini berguna baik untuk pribadi maupun orang lain. Terima kasih. Bandung, Agustus 2012
Rio Muhammad Khaerudin NIM: 091711028
iii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena dalam penulisan Tugas Akhir ini
tidak dapat berjalan dengan baik tanpa ada pihak lain didalamnya. Maka dengan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada pihak yang terlibat dalam
penyelesaian tugas akhir ini. Penulis ucapkan terima kasih kepada : 1. Terima kasih kepada Allah SWT yang tak terhingga telah memberikan rahmat dan
hidayahnya dalam penyelesaian tugas akhir ini.
2. Terima kasih kepada keluarga tercinta Kursiyah (mamah), Eddy Fadillah (papah), Risma Kharisma (yayu) yang tiada hentinya memberikan dukungan dan doanya baik materi
maupun non materi dalam penyelesaian tugas akhir ini.
3. Bapak Bambang Puguh Manunggal, S.T., M.Eng. selaku pembimbing saya yang telah membantu saya dari mulai pengerjaan tugas akhir dan sampai penyelesaian laporan tugas akhir ini. 4. Bapak Aceng Daud, M.T. selaku ketua Jurusan Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung. 5. Teman-teman di KAMPUNG pasukan SUNGKRO azeh, iyang, aden , ujub, kang alley, jul kamid yang selalu menjadi inspirasi ketika senang dan duka. 6. Ayu Dyah Anjani (Everything) terima kasih banget yang sudah support n nemenin selama 3 tahun ini. Kalo mau dateng di wisuda dateng aja. 7. Musriah (bokin) terima kasih juga support dan kesabarannya walaupun sebentar tapi berkesan. Penulis berharap, setelah diselesaikannya laporan ini semoga dapat bermafaat bagi mahasiswa Teknik Konversi Energi dan masyarakat. Tak ada gading yang tak retak, tidak ada sesuatu yang sempurna melainkan Allah SWT. Akhir kata penulis ucapkan maaf dan terima kasih.
Bandung, Agustus 2012
Rio Muhammad Khaerudin NIM: 091711028
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................................................. i
ABSTRACT .............................................................................................................................. ii KATA PENGANTAR .............................................................................................................iii UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................................. iv
DAFTAR ISI............................................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................... xi BAB I : PENDAHULUAN Latar Belakang ..................................................................................................................... 1 1.1
1.2 Tujuan ................................................................................................................................. 2 1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah .................................................................................................................. 2 1.5 Metodelogi Pembahasan ...................................................................................................... 2 1.6 Sistematika Penulisan Laporan ............................................................................................ 3 BAB II : LANDASAN TEORI 2.1 Motor Bensin ...................................................................................................................... 4 2.2 Prinsip Kerja Motor Bnesin Empat Langkah ....................................................................... 5 2.3 Bahan Bakar ......................................................................................................................... 6 2.4 Spesifikasi Dasar Bahan Bakar ............................................................................................ 7 2.5 Karakteristik Bahan Bakar .................................................................................................. 9 2.5.1 Bensin RON 88 ................................................................................................................... 9 2.5.2 Gas LPG ............................................................................................................................ 11 2.5.3 Campuran Bahan Bakar Dan LPG .................................................................................... 12 2.6 Sistem Bahan Bakar ........................................................................................................... 13 2.7 Proses Pembakaran ............................................................................................................ 15 2.8 Proses Thermodinamika..................................................................................................... 16 2.9 Emisi Gas Buang................................................................................................................ 18 2.10 Parameter Unjuk Kerja Mesin Bensin ............................................................................. 19 BAB III : METODE PENGUJIAN DUAL FUEL BENSIN DAN LPG 3.1 Motor Bensin di Laboratorium Teknik Konversi Energi ................................................... 24 v
3.1.1 Mesin Bensin Di Laboratorium Teknik Konversi Energi ....................................... 24
3.1.2 Power Supply .......................................................................................................... 26
3.1.3 Sistem Pendinginan Dengan Menara Pendingin (Cooling Tower) ......................... 26 3.1.4 Alat Ukur Putaran Torsi .......................................................................................... 26
3.1.5 Labu Ukur................................................................................................................ 27
3.1.6 Anemometer ............................................................................................................ 27
3.1.7 Gas Analyzer ........................................................................................................... 28
3.1.8 Timing Lighting ...................................................................................................... 28 Alir Pengujian........................................................................................... 29 3.1.9 Diagram
3.2 Pengujian Campuran Bahan Bakar Bensin Dan LPG ........................................................ 30
3.2.1 Prosedur Sebelum Pengujian ................................................................................... 30 3.2.2 pengujian dan Pengambilan Data ............................................................................ 30 3.2.3 Prosedur Setelah Pengujian ..................................................................................... 31
3.3 Pengujian Campuran Bahan Bakar Bensin dan LPG ........................................................ 31 3.3.1 Perencanaan pengujian Campuran Bahan Bakar Bensin dan LPG ......................... 31 3.3.2 Skema Pengujian ..................................................................................................... 32 3.3.3 Metoda Pengujian .................................................................................................... 35 BAB VI : ANALISA DATA 4.1 Analisa Kinerja Mesin Bensin .......................................................................................... 40 4.1.1 Daya Poros .............................................................................................................. 40 4.1.2 Torsi ......................................................................................................................... 40 4.1.3 Pemakaina Bahan Bakar Spesifik ............................................................................ 40 4.1.4 Efisiensi ................................................................................................................... 41 4.1.5 Tabel Hasil Pengujian.............................................................................................. 41
4.2 Analisis Perbandingan Daya, Torsi, Efisiensi Dan Konsumsi Bahan Bakar Terhadap rpm ......................................................................................................... 42 4.2.1 Pengujian Campuran Pertama throtle 25% ............................................................. 42 4.2.2 Pengujian Campuran Pertama throtle 50% ............................................................. 43 4.2.3 Pengujian Campuran Kedua throtle 25% ................................................................ 44 4.2.4 Pengujian Campuran Kedua throtle 50% ................................................................ 45 4.2.5 Pengujian Campuran Ketiga throtle 25% ................................................................ 46 4.2.6 Pengujian Campuran Ketiga throtle 50% ............................................................... 47
vi
100% bensin throtle 25%........................................................................ 48 4.2.7 Pengujian
4.2.8 Pengujian 100% bensin throtle 50% ....................................................................... 49
4.3 Analisis Emisi Gas Buang ................................................................................................ 50 4.3.1 Analisis Kadar CO (Carbon Monoksida) ................................................................. 50 4.3.2 Analisis Kadar CO2 (Carbon Dioksida) .................................................................. 51 4.3.3 Analisis Kadar HC (Hidrocarbon ) .......................................................................... 52
4.3.4 Analisis Kadar O2 (Oksigen) ................................................................................... 53 4.3.5 Analisis Kadar HC Dan O2 Bensin .......................................................................... 54 4.3.6 Analisis Kadar CO Dan CO2 Bensin ....................................................................... 55
DAN SARAN BAB V : SIMPULAN 5.1 Simpulan ............................................................................................................................ 56
5.2 Saran .................................................................................................................................. 57 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vii
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Motor Bensin Empat Langkah ...................................................... 5 Gambar 2.2 Sistem Bahan Bakar Motor Bensin ...................................................................... 14 Gambar 2.3 Tahap Pembakaran Mesin Bensin ....................................................................... 16 Gambar 2.4 Diagram P-V Dan T-S Siklus Otto ...................................................................... 17
Gambar 2.5 Diagram P-V Dan T-S Siklus Otto ..................................................................... 17
Gambar 2.6 Diagram Emisi Gas Buang ................................................................................... 18 Gambar 2.7 Parameter Suhu Motor Bensin ............................................................................. 21 Gambar 2.8 Skema Keseimbangan Energi .............................................................................. 21
Gambar 3.1 Motor Bensin Di Laboratorium Teknik Konversi Energi .................................... 25 Gambar 3.2 Alat Ukur Torsi Dan Putaran ............................................................................... 27 Gambar 3.3 Labu Ukur ............................................................................................................ 27 Gambar 3.4 Anemometer ......................................................................................................... 28 Gambar 3.5 Gas Analyzer ........................................................................................................ 28 Gambar 3.6 Timing Lighting ................................................................................................... 29 Gambar 3.7 Block Diagram Pengujian Campuran Bensin Dan LPG ..................................... 29 Gambar 3.8 Tabung Gas LPG (liquified petroleum gas) 12kg ................................................ 33 Gambar 3.9 Regulator Gas LPG .............................................................................................. 33 Gambar 3.10 Selang Regulator ................................................................................................ 34 Gambar 3.11 Valve Pengatur Keluaran Gas LPG ................................................................... 34 Gambar 3.12 Timbangan Digital .......................................................................................... 35 Gambar 3.13 Proses Pencampuran Di Karburataor ................................................................. 36 Gambar 3.14 Pencampuran Bensin Dan Udara ....................................................................... 36 Gambar 3.15 Pencampuran Gas LPG Dan Udara ................................................................. 37 Gambar 3.16 Instalasi Pengujian Campuran Bensin Dan LPG ............................................... 38 Gambar 4.1 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Pertama Throtle 25% ............................................................................ 42 Gambar 4.2 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Pertama Throtle 50% ............................................................................ 43 Gambar 4.3 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Kedua Throtle 25% .............................................................................. 44 viii
Gambar 4.4 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Kedua Throtle 50% .............................................................................. 45
Gambar 4.5 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Ketiga Throtle 25% .............................................................................. 46 Gambar 4.6 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada Pengujian Campuran Ketiga Throtle 50% .............................................................................. 47
Gambar 4.7 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada
Pengujian Bensin Throtle 25% ............................................................................................... 48 Gambar 4.8 Kurva Perbandingan Efisiensi, Daya Poros, Torsi Dengan Bahan Bakar Pada
Pengujian Bensin Throtle 25% ............................................................................................... 49 Gambar 4.9 Kurva Emisi Gas Buang CO Pada Pengujian Bahan Bakar Campuran ............... 50 Gambar 4.10 Kurva Emisi Gas Buang CO2 Pada Pengujian Bahan Bakar Campuran ........... 51
Gambar 4.11 Kurva Emisi Gas Buang HC Pada Pengujian Bahan Bakar Campuran ............ 52 Gambar 4.12 Kurva Emisi Gas Buang O2 Pada Pengujian Bahan Bakar Campuran .............. 53 Gambar 4.13 Kurva Emisi Gas Buang HC Dan O2 Pada Pengujian Bahan Bakar Bensin ..... 54 Gambar 4.14 Kurva Emisi Gas Buang CO Dan CO2 Pada Pengujian Bahan Bakar Bensin .. 55
ix
Daftar Tabel
Tabel 2.1 Sifat Fisik Dan Kimia Pada Bensin RON 88 ........................................................... 11 Mesin Bensin ......................................................................................... 25 Tabel 3.1 Spesifikasi
Tabel 4.1 Pengujian Bensin Throtle 25% ................................................................................ 41 Tabel 4.2 Pengujian Bensin Throtle 50% ................................................................................ 41
Tabel 4.3 Pengujian Pertama Campuran Bensin Dan Gas LPG Throtle 25% ......................... 41
Tabel 4.4 Pengujian Pertama Campuran Bensin Dan Gas LPG Throtle 50% ......................... 42
x
Daftar Lampiran
Lampiran A
Lampiran B Lampiran C Lampiran D
xi
DAFTAR PUSTAKA
Thermodynamis 6th edition.2008. New York : John Wiley & Sons, Inc. Copyright 2008
Pudjanarsa,Astu dan Djati Nursuhud, Mesin Konversi Energi. Yogyakarta : ANDI 2008 Arends, BPM. Dan Berenschot H., Motor Bensin. Ciracas, Jakarta : Erlangga. Terjemahan
1980.
Arismunandar, Wiranto. Penggerak mula Motor Bakar Torak, Edisi kelima cetakan kesatu.
Bandung ITB.2002.
Maridjo, Petunjuk Praktikum Mesin Konversi. Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik.
Bandung. 1995.
xii
