perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH VARIASI PUTARAN MESIN DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR BENSIN PADA MESIN TOYOTA KIJANG
SKRIPSI
Oleh : ARIF NURACHMAN K2508045
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Februari 2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH VARIASI PUTARAN MESIN DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR BENSIN PADA MESIN TOYOTA KIJANG
Oleh: ARIF NURACHMAN K2508045
Skripsi diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Februari 2013 iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
-orang beriman diantaramu dan orang-orang
(QS. Al Mujadilah: 11) Hidup itu sederhana, ketika kita membuat pilihan jangan pernah menyesali apapun hasilnya. ( Han) Kita berbeda kita tak sama, jangan pernah membanding-bandingkan diri kita dengan orang lain yakinlah bahwa diri kita istimewa kawan. (A.N.) Jadilah kepalanya bukan ekornya, karena ekor akan selalu mengikuti kepala dan tak akan pernah mendahului kepala. Bedakan antara idealis dan realistis. (A.N.)
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdullilah skripsi ini dipersembahkan kepada: Robbuna Bapak dan Ibu tercinta Kakak tersayang Keluarga Sahabat-sahabatku Teman-teman PTM Almamaterku
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Arif Nurachman, PENGARUH VARIASI PUTARAN MESIN DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR BENSIN PADA MESIN TOYOTA KIJANG. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Februari 2013. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui konsumsi bahan bakar bensin pada mesin Toyota Kijang setelah menggunakan pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam upper tank radiator pada putaran mesin 1000 r.p.m, 2000 r.p.m, dan 3000 r.p.m. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental. Sampel penelitian adalah mobil Toyota Kijang tahun 1989 bernomor mesin 7855290. Teknik pengambilan sampel menggunakan teknik sampel acak/random sample. Metode pengumpulan data menggunakan metode eksperimen. Variabel bebas penelitian ini adalah penggunaan pemanasan bahan bakar dengan variasi sirip pada pipa kapiler tembaga yang terdiri dari pipa kapiler tembaga tanpa sirip dan pipa kapiler tembaga bersirip radial dengan jarak antar sirip 10 mm, 20 mm, 30 mm dan variasi putaran mesin pada 1000 r.p.m, 2000 r.p.m, dan 3000 r.p.m. Metode eksperimen pada pengukuran konsumsi bahan bakar yang dilakukan dengan mencatat waktu yang diperlukan untuk menghabiskan bahan bakar 50 cc. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa konsumsi rata-rata pada putaran mesin 1000 r.p.m keadaan normal mobil Toyota kijang konsumsi rata-ratanya sebesar 32,066×10-3 cc tiap siklus. Dengan penggunaan pemanasan bahan bakar menggunakan 3 pipa tembaga bersirip radial dengan jarak antar sirip 10 mm konsumsi bahan bakar sebesar 25,174×10-3 cc tiap siklus. Konsumsi bahan bakar mengalami penurunan sebesar 6,892×10-3 cc tiap siklus atau sebesar 21,58%. Pada putaran mesin 2000 r.p.m keadaan normal mobil Toyota kijang konsumsi rataratanya sebesar 38,487×10-3 cc tiap siklus. Dengan penggunaan pemanasan bahan bakar menggunakan 3 pipa tembaga bersirip radial dengan jarak antar sirip 10 mm konsumsi bahan bakar sebesar 28,121×10-3 cc tiap siklus. Konsumsi bahan bakarnya mengalami penurunan sebesar 10,366×10-3 cc tiap siklus atau sebesar 26,93%. Pada putaran mesin 3000 r.p.m keadaan normal mobil Toyota kijang konsumsi rata-ratanya sebesar 36,783×10-3 cc tiap siklus. Dengan penggunaan pemanasan bahan bakar menggunakan 3 pipa tembaga bersirip radial dengan jarak antar sirip 10 mm konsumsi bahan bakar sebesar 31,187×10-3 cc tiap siklus. Konsumsi bahan bakar mengalami penurunan sebesar 5,596×10-3 cc tiap siklus atau sebesar 15,21%. Simpulan penelitian ini adalah penggunaan pemanasan bahan bakar menggunakan 3 pipa tembaga bersirip radial dengan jarak antar sirip 10 mm di dalam upper tank radiator menurunkan konsumsi bahan bakar bensin paling besar pada mesin Toyota Kijang tahun 1989. Kata kunci: putaran mesin, pemanasan bahan bakar, pipa kapiler, sirip radial, upper tank radiator, konsumsi bahan bakar bensin. viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Arif Nurachman, THE EFFECT OF VARIATIONS R.P.M. AND HEATING GASOLINE FUEL THROUGH A RADIAL FINNED CAPILLARY TUBE IN THE UPPER TANK RADIATOR OF FUEL CONSUMPTION FOR THE ENGINE OF TOYOTA KIJANG. The Thesis, Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University Surakarta. February 2013. The purpose of this study is to determine the fuel consumption in the engine of Toyota Kijang to affect the usage of heating gasoline fuel through a capillary tube which is radial finned in the upper tank radiator at engine speed 1000 r.p.m., 2000 r.p.m., and 3000 r.p.m. This study is experimental. The sample in this study was the machine of Toyota Kijang made on 1989 with machine number 7855290. Random Sampling is used to draw the sample while experimental method is used to gather datas. Free variable of the research is the usage of fuel heating with fin variations on the copper capillar tube consist of copper capillar tube without fin, finned copper capillar tube with the ranges between the fins are 10 mm, 20 mm, and 30 mm and variations of engine speed at 1000 r.p.m., 2000 r.p.m., and 3000 r.p.m. Experimental method to measure the fuel consumption is done by recording the time required for spent fuel 50 cc. The result of this research shows that the average consumption at engine speed 1000 r.p.m. on the normal condition Toyota Kijang has average fuel consumption 32,066×10-3 cc per cycle. In the usage of fuel heating using three copper tubes with the range between the fins is 10 mm fuel consumption by 25,174×10-3 cc per cycle. Fuel consumption decreased by 6,892×10-3 cc per cycle or 21,58%. At engine speed 2000 r.p.m. on the normal condition Toyota Kijang average consumption 38,487×10-3 cc per cycle. In the usage of fuel heating using three copper tubes with the range between the fins is 10 mm fuel consumption by 28,121×10-3 cc per cycle. Fuel consumption decreased by 10,366×10-3 cc per cycle or 26,93%. At engine speed 3000 r.p.m. on the normal condition Toyota Kijang average consumption 36,783×10-3 cc per cycle. In the usage of fuel heating using three copper tubes with the range between the fins is 10 mm fuel consumption by 31,187×10-3 cc per cycle. Fuel consumption decreased by 5,596×10-3 per cycle or 15,21%. The conclusion of this research is the usage of fuel heating using three copper tubes with the range between the fins is 10 mm in the upper tank of radiator can reduce the biggest lowers fuel consumption on the Engine of Toyota Kijang 1989. Keywords: r.p.m., heating fuel, capillary tube, radial fin, upper tank radiator, fuel consumption of gasoline
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam, yang telah memberikan ilmu, inspirasi dan kemuliaan. Atas kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi PENGARUH
VARIASI
PUTARAN
MESIN
DAN
PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR BENSIN PADA MESIN TOYOTA KIJANG Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ketua program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku pembimbing I, yang telah memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 5. Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng. selaku pembimbing II, yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 6. Prof. Dr. Muhammad Akhyar, M.Pd, selaku Pembimbing Akademik, yang telah memberikan bimbingan selama menjalani masa perkuliahan. 7. Budi Santoso & Suroto selaku tool man, yang telah membantu dalam penyediaan sebagian alat yang dibutuhkan selama pengambilan data dalam penelitian. x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. Kedua orangtua dan keluarga yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materiil. 9. Anggota penelitian kelompok: Febriyan A.N, Roziq Faizin, dan Yudhi Agil Saputro yang telah berjuang bersama-sama untuk mendapatkan gelar Sarjana, sukses selalu buat kita semua. 10. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta,
Februari 2013
Penulis
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL .......................................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN..........................................................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................
v
HALAMAN MOTTO .....................................................................................
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................
vii
HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. viii HALAMAN ABSTRACT ................................................................................
ix
KATA PENGANTAR .....................................................................................
x
DAFTAR ISI .................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xv
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ...................................................................
1
B. Identifikasi Masalah .........................................................................
3
C. Pembatasan Masalah..........................................................................
4
D. Perumusan Masalah ...........................................................................
4
E. Tujuan Penelitian ...............................................................................
5
F.
5
Manfaat Penelitian.............................................................................
BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka ...............................................................................
xii
6
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
1. Motor Bensin Empat Langkah ...................................................
6
2. Bahan Bakar Bensin ...................................................................
7
3. Pembakaran ...............................................................................
9
4. Pemanasan Bahan Bakar ............................................................ 10 5. Reforming Bahan Bakar ............................................................ 10 6. Pipa Kapiler Bersirip ................................................................. 11 7. Putaran Mesin ............................................................................ 14 8. Konsumsi Bahan Bakar ............................................................. 15 9. Radiator ..................................................................................... 16 B. Penelitian yang Relevan .................................................................... 17 C. Kerangka Berpikir............................................................... .............. 18 D. Pertanyaan Penelitian ........................................................................ 21 BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 22 1. Tempat Penelitian....................................................................... 22 2. Waktu Penelitian ........................................................................ 22 B. Metode Penelitian .............................................................................. 22 C. Populasi dan Sampel.......................................................................... 23 3. Populasi Penelitian ..................................................................... 23 4. Sampel Penelitian ....................................................................... 23 D. Teknik Pengumpulan Data ................................................................ 23 5. Identifikasi Variabel ................................................................... 23 6. Pelaksanaan Eksperimen ............................................................ 25 E. Teknik Analisis data .......................................................................... 38 BAB IV HASIL PENELITIAN A. Deskripsi data ....................................................................................
39
1. Data Perbandingan Rata-rata Temperatur Bahan Bakar ............ 39 2. Data Konsumsi Bahan Bakar ..................................................... 40 B. Pembahasan Data............................................................................... 42
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
1. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 1000 r.p.m .....................................................................................42 2. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 2000 r.p.m .....................................................................................45 3. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 3000 r.p.m. ....................................................................................47 4. Perbandingan Rata-rata Konsumsi Bahan Bakar dari semua Percobaan ...........................................................................50 BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan ............................................................................................
54
B. Implikasi ............................................................................................ 54 1. Implikasi Teoritis
.................................................................... 55
2. Implikasi Praktis
.................................................................... 55
C. Saran .................................................................................................. 55
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 57 LAMPIRAN...................................................................................................... 60
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1. Persentase Penghasilan BBM Indonesia ......................................
1
Gambar 2.1. Prinsip Kerja Mesin Empat Langkah ...........................................
7
Gambar 2.2. Pipa Tembaga Bersirip Radial .....................................................
14
Gambar 2.3. Radiator ........................................................................................
16
Gambar 2.4. Skema Paradigma Penelitian ........................................................
20
Gambar 3.1. Gelas Ukur.....................................................................................
25
Gambar 3.2. Desain Radiator pada Penelitian ..................................................
26
Gambar 3.3. Pipa Kapiler Tembaga dan Plat Tembaga .....................................
26
Gambar 3.4. Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 10 mm ..........................
27
Gambar 3.5. Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 20 mm ..........................
27
Gambar 3.6. Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 30 mm .........................
27
Gambar 3.7. Stopwatch ......................................................................................
28
Gambar 3.8. Multimeter Digital ........................................................................
28
Gambar 3.9. Bagan Alur Proses Eksperimen ....................................................
30
Gambar 3.10. Skema Aliran Bahan Bakar .........................................................
31
Gambar 4.1. Data Temperatur Bahan Bakar pada Setiap Perlakuan .....................................................................................
39
Gambar 4.2. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar dari Semua Percobaan .....................................................................................
41
Gambar 4.3. Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 1000 r.p.m. ............
43
Gambar 4.4. Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 2000 r.p.m. ............
45
Gambar 4.5. Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 3000 r.p.m. ............
48
Gambar 4.6. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar ..........................................
51
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1. Format Pengambilan Data untuk Waktu Konsumsi Bahan Bakar ................................................................................................
37
Tabel 4.1. Data Temperatur Bahan Bakar pada Setiap Perlakuan .....................
39
Tabel 4.2. Konsumsi Bahan Bakar.....................................................................
40
Tabel 4.3. Persentase Konsumsi Bahan Bakar ...................................................
42
Tabel 4.4. Perolehan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 1000 r.p.m. ........................................................................................
42
Tabel 4.5. Perolehan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 2000 r.p.m .........................................................................................
45
Tabel 4.6. Perolehan Konsumsi Bahan Bakar pada Putaran Mesin 3000 r.p.m. ........................................................................................
47
Tabel 4.7. Perbandingan Rata-rata Konsumsi Bahan Bakar dari Setiap Percobaan ..........................................................................................
xvi
50
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1. Kalibrasi Kabel Termokopel 1 (T1) ............................................................
61
2. Kalibrasi Kabel Termokopel 2 (T2) ............................................................
62
3. Kalibrasi Kabel Termokopel 3 (T3) ............................................................
63
4. Kalibrasi Kabel Termokopel 4 (T4) ............................................................
64
5. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Kendaraan Normal atau tanpa Pemanasan Bahan Bakar (tanpa saluran pipa tembaga)...............................
65
6. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Mesin dengan Pemanasan Bahan Bakar Menggunakan Saluran Pipa Tembaga tanpa Sirip.............................
67
7. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Mesin dengan Pemanasan Bahan Bakar Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 30 mm .........................................................................................................
69
8. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Mesin dengan Pemanasan Bahan Bakar Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 20 mm .........................................................................................................
71
9. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Mesin dengan Pemanasan Bahan Bakar Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 10 mm .........................................................................................................
73
10. Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar dari Hasil Percobaan pada Putaran Mesin 1000 r.p.m ...........................................................................
75
11. Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar dari Hasil Percobaan pada Putaran Mesin 2000 r.p.m ............................................................................ 79 12. Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar dari Hasil Percobaan pada Putaran Mesin 3000 r.p.m ...........................................................................
81
13. Dokumentasi Pembuatan Pipa Kapiler Tembaga dan Pemasangan Pipa Kapiler Tembaga pada Upper Tank Radiator ..............................................
87
14. Dokumentasi Persiapan dan Pelaksanaan Penelitian....................................
92
15. Daftar Kegiatan Seminar ............................................................................ 98
xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
16. Pengesahan Proposal Skripsi........................................................................ 101 17. Permohonan Ijin Menyusun Skripsi ............................................................. 102 18. Surat Keputusan Dekan FKIP ...................................................................... 103 19. Permohonan Ijin Research/Try Out ke Rektor UNS Surakarta.................... 104 20. Permohonan Ijin Research/Try Out ke Kepala Laboratorium Otomotif PTM FKIP UNS Surakarta........................................................................... 105 21. Surat Keterangan telah Melakukan Penelitian ............................................. 106
xviii
