V.
5.1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kalibrasi Load Cell & Instrumen Hasil kalibrasi yang telah dilakukan untuk pengukuran jarak tempuh dengan roda bantu kelima berjalan baik dan didapatkan data yang sesuai, sedangkan kalibrasi dengan alat instrument load cell telah dilakukan dengan cara member pembebanan yang bervariasi sehingga didapatkan data yang akurat. Pada Lampiran 3 dapat dilihat variasi waktu yang menyatakan bahwa semakin rendah rpm yang dipergunakan untuk melakukan pengukuran, maka waktu yang dibutuhkan semakin besar. Hal ini menunjukkan hubungan terbalik antara keduanya, yaitu semakin rendah rpm yang dipergunakan maka semakin tinggi waktu yang dihasilkan untuk melakukan pengukuran sehingga kecepatan yang terukur semakin kecil sesuai dengan torsi. Traktor uji akan mampu menarik traktor beban apabila traksi yang dihasilkan oleh roda traksi, mampu merubah torsi menjadi tenaga tarik yang lebih besar dari tahanan gelinding. Dari hasil pengukuran beban tarik pada landasan beton dengan transmisi traktor uji 2000 rpm diperoleh hubungan drawbar pull dengan slip dan drawbar power dengan slip. Dari hasil kalibrasi ini akan didapatkan data yang memberi hubungan nyata antara data aktual dengan data pengujian, sehingga jika kedua data ini dipadukan akan memberikan gambaran bagaimana hubungan putaran roda traktor uji dengan putaran roda bantu (fifth wheel) didalam pengujian dan pengambilan data secara kontinyu. Berikut ini adalah data-data yang telah didapatkan dari hasil percobaan dan pengujian di lintasan beton. Apabila jarak aktual yang ditempuh sejauh 10 meter, maka roda bantu kelima (fifth wheel) akan menempuh jarak putaran roda yang sama dengan jarak aktual.
Gambar 20. Pembacaan sensor magnet Gambar 20 diatas merupakan pembacaan sensor magnet yang menggunakan program visual basic versi 6.0. Dari gambar tersebut dapat diketahui jumlah putaran yang dihasilkan oleh roda kanan dan kiri pada traktor uji serta roda bantu yang diletakkan pada traktor beban. Hasil yang didapatkan tersebut merupakan jumlah putaran roda secara aktual dengan memanfaatkan magnet untuk mengidentifikasi getaran elektromagnetik, sehingga jumlah putaran yang terbaca sangat detail.
24
Jarak Putaran Roda
Berikut ini merupakan grafik hasil kalibrasi roda bantu yang ditunjukkan oleh Gambar 21. Grafik tersebut merupakan hubungan antara jarak putaran roda dengan jarak aktual yang terbaca oleh sensor dan magnet. 44 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Jarak Aktual Gambar 21. Grafik hasil kalibrasi roda bantu (fifth wheel)
5.2.
Kondisi Lintasan Uji Hasil dari pengujian sifat fisik lintasan tanah, didapatkan data seperti pada Tabel 7. Pengukuran penetrasi tanah dilakukan secara acak pada lintasan uji yang telah dipersiapkan dengan menentukan 5 titik pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran kembali pada lintasan yang telah dilewati oleh jejak roda traktor roda 2. Data kondisi lintasan uji di bawah didapatkan dari hasil pengukuran penetrasi tanah sebelum dan sesudah pengujian. Tabel 7 . Data kondisi lintasan uji tanah Gaya penetrasi (kg) sebelum pengujian Kedalaman
Titik I
Titik II
Titik III
Titik IV
Titik V
0 (cm)
8
5
0
5
5
Ratarata 4.6
Tahanan penetrasi (kPa) 452.78
5 (cm)
13
6
9
7
9
8.8
864.38
10 (cm)
13
8
18
13
34
17.2
1687.58
15 (cm)
48
42
36
34
44
40.8
4000.38
20 (cm)
47
42
35
42
48
42.8
4196.38
Gaya penetrasi (kg) sesudah pengujian Kedalaman
Tahanan penetrasi (kPa)
Titik I
Titik II
Titik III
Titik IV
Titik V
0 (cm)
50
50
46
46
50
Ratarata 48.4
5 (cm)
43
50
50
50
50
48.6
4764.78
10 (cm)
50
47
31
36
49
42.6
4176.78
15 (cm)
50
50
48
49
50
49.4
4843.18
20 (cm)
50
42
50
38
47
45.4
4451.18
4745.18
25
Secara umum terjadi kenaikan nilai pemadatan tanah setelah pengujian kinerja pada lahan. Terjadinya kenaikan nilai penetrasi tanah untuk setiap kedalaman menunjukkan bahwa aktifitas traktor pada permukaan lintasan akan memberikan efek pemadatan tanah. Terlihat nilai penetrasi tanah semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman pengukuran. Hal ini disebabkan pada pengamatan yang semakin dalam, tanah menjadi lebih kompak dan keras sehingga terjadi proses pemadatan tanah.
5.3.
Pengukuran Kinerja Tarik Traktor
Untuk mendapatkan data drawbar power, drawbar pull dan slip dilakukan pengujian kinerja tarik pada 2 lintasan yang berbeda, yaitu pada lintasan beton dan lintasan tanah. Masing-masing lintasan mendapat perlakuan pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung. 5.3.1.
Kinerja Tarik pada Lintasan Beton Data selengkapnya hasil pengukuran pada lintasan beton dapat dilihat pada Lampiran 9 dan 11. Gambar 22 berikut menunjukkan penggandengan traktor uji dan traktor beban dengan sebuah load cell yang dipasang pada kawat penarik yang menghubungkan kedua traktor pada saat pengambilan data di lintasan beton.
Gambar 22. Pengukuran kinerja tarik traktor uji pada lintasan beton Dari pengujian di lintasan beton yang terlihat pada Gambar 22 untuk kinerja traktor uji menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung, tingkat pembebanan dari traktor beban dengan transmisi Low 1, putaran mesin 900 rpm. Hasil pengukuran kinerja traktor uji dengan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung disajikan pada Gambar 23 dan 24.
26
Drawbar Pull (N)
1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500
B.B Solar B.B Minyak Nyamplung
0
10
20
30
40
50
60
Slip (%)
Gambar 23. Grafik hubungan drawbar pull dengan slip roda pada lintasan beton Pada Gambar 23 tersebut diketahui beban tarikan (drawbar pull) pada lintasan beton yang dihasilkan oleh bahan bakar solar naik secara ekstrim mencapai maksimum 1285.34 N pada slip 52.20%. Beban tarikan yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak nyamplung sebesar 1262.25 N pada slip 55.93%. Dari kedua hasil pengujian tersebut pada lintasan beton dapat diketahui bahwa drawbar pull maksimum dihasilkan dari penggunaan bahan bakar solar. Dari hasil slip tersebut maka tidak dilanjutkan dengan slip lebih dari 55.93% karena dapat mengakibatkan ban traktor uji menjadi terkikis habis.
Drawbar Power (W)
1200 1100 1000
900 800 700
B.B Solar
600
B.B Minyak Nyamplung
500 0
10
20
30
40
50
60
Slip (%)
Gambar 24. Grafik hubungan drawbar power dengan slip roda pada lintasan beton Pada Gambar 24 tersebut diketahui drawbar power yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung (1078.63 W) lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar (1028.21 W) dengan nilai selisih angka yang terpaut 50.42 W. Untuk drawbar power mencapai nilai maksimum menggunakan bahan bakar minyak nyamplung pada kecepatan 1.01 m/s dengan tingkat pembebanan saat transmisi Low 1, putaran mesin 1900 rpm.
27
5.3.2.
Kinerja Tarik pada Lintasan Tanah Kinerja tarik yang dilakukan pada lintasan tanah menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung. Data selengkapnya hasil pengukuran pada lintasan tanah dapat dilihat pada Lampiran 10 dan 12. Berikut ini merupakan hasil pengujian pada lintasan tanah, ditunjukkan oleh Gambar 25.
Gambar 25. Pengukuran kinerja traktor uji pada lintasan tanah Dari pengujian di lintasan tanah yang terlihat pada Gambar 25 untuk kinerja traktor uji menggunakan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung, tingkat pembebanan dari traktor beban dengan transmisi Low 1, putaran mesin 900 rpm. Hasil pengukuran kinerja traktor uji dengan bahan bakar solar dan bahan bakar minyak nyamplung disajikan pada Gambar 26 dan 27. 1300 Drawbar Pull (N)
1200 1100 1000 900 800
B.B Solar
700
B.B Nyamplung
600 500 0
10
20
30
40
50
60
Slip (%)
Gambar 26. Grafik hubungan drawbar pull dengan slip roda pada lintasan tanah Pada Gambar 26 tersebut diketahui beban tarikan (drawbar pull) pada lintasan tanah yang dihasilkan oleh bahan bakar solar mencapai maksimum 1192.96N pada slip 57.34%. Beban tarikan yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak nyamplung sebesar 1235.30 N pada slip 55.20%. Dari kedua hasil pengujian tersebut pada lintasan tanah dapat diketahui bahwa drawbar pull maksimum dihasilkan dari penggunaan bahan bakar minyak nyamplung. Dari hasil slip tersebut maka tidak dilanjutkan dengan slip lebih dari 57.34% karena dapat mengakibatkan ban traktor uji menjadi terkikis habis.
28
Drawbar Power (W)
1100 1000 900 800 700
B.B Solar
600
B.B Minyak Nyamplung
500
0
10
20
30
40
50
60
Slip (%)
Gambar 27. Grafik hubungan drawbar power dengan slip roda pada lintasan tanah Pada Gambar 27 tersebut diketahui drawbar power yang dihasilkan dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung (1038.61 W) lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar (991.60 W) dengan nilai selisih angka yang terpaut hingga 47.01 W. Untuk drawbar power mencapai nilai maksimum menggunakan bahan bakar minyak nyamplung pada kecepatan 1.01 m/s dengan tingkat pembebanan saat transmisi Low 1, putaran mesin 1900 rpm. Tabel 8. Hasil pengukuran maksimum kinerja tarik traktor Bromo DX Slip Roda Drawbar Pull Drawbar Power Maksimum Kecepatan Maksimum (kW) Maksimum (kN) Bahan Bakar (%) Maksimum (m/s) Beton Tanah Beton Tanah Beton Tanah Beton Tanah Solar Minyak Nyamplung
1.028
0.991
1.285
1.192
1.010
1.230
53.11
60.29
1.078
1.038
1.262
1.235
1.090
1.010
57.23
55.20
Secara keseluruhan pembebanan menggunakan rem gigi pada traktor beban, terlihat adanya perbedaan yang cukup jelas dari kedua lintasan uji. Hal ini menunjukkan kemampuan traksi dari traktor uji untuk bahan bakar solar seperti Tabel 8, dengan tingkat pembebanan yang sama menunjukkan kinerja tarik pada lintasan beton lebih besar dari lintasan tanah. Hasil pengukuran drawbar pull traktor uji dengan solar untuk lintasan beton menghasilkan drawbar pull maksimum sebesar 1.285 kN pada slip roda 52.20%, dengan drawbar power sebesar 1.028 kW. Sementara itu untuk lintasan tanah menghasilkan drawbar pull maksimum 1.192 kN pada slip roda 57.34%, dengan drawbar power sekitar 0.991 kW. Jika dibandingkan slip roda di lintasan tanah untuk penggunaan bahan bakar solar pada tingkat pembebanan yang sama menghasilkan slip yang lebih besar dari lintasan beton. Hasil yang ditunjukkan Tabel 8 disebabkan oleh perubahan struktur dan tingkat kekerasan pada lintasan tanah akibat tekanan oleh telapak roda traksi dengan permukaan tanah. Sehingga posisi permukaan tanah bergeser oleh telapak roda. Sedangkan pada permukaan lintasan beton tidak terjadi perubahan struktur lintasan sebab kerasnya lintasan pada permukaan lantai beton. Penambahan beban dan penurunan kecepatan pada traktor uji juga memberikan efek terhadap slip roda, dengan bertambahnya beban menyebabkan tahanan maju traktor uji akan meningkat, maka traksi untuk menggerakkan traktor lebih besar lagi.
29
Pengukuran drawbar pull traktor uji dengan bahan bakar minyak nyamplung untuk lintasan beton menghasilkan drawbar pull maksimum sebesar 1.262 kN pada slip roda 55.93%, dengan drawbar power sebesar 1.078 kW. Sementara itu untuk lintasan tanah menghasilkan drawbar pull maksimum 1.235 kN pada slip roda 55.20%, dengan drawbar power sekitar 1.038 kW. Pada Tabel 8 diatas data lintasan beton menunjukkan drawbar power menurun dari penggunaan bahan bakar solar terhadap bahan bakar minyak nyamplung, sedangkan pada lintasan tanah drawbar power menurun dari bahan bakar solar terhadap bahan bakar minyak nyamplung. Slip akan terus meningkat jika beban tarikannya bertambah. Penurunan drawbar power disebabkan drawbar pull semakin kecil untuk mengatasi slip yang semakin besar, serta rendahnya kecepatan yang dihasilkan. Penurunan drawbar pull terjadi karena banyaknya tenaga yang hilang untuk mengatasi slip, kecepatan untuk menarik beban berkurang dan kekuatan tarik maksimum akan menurun. Kondisi ini telah melebihi batas tarikan maksimum dalam kecepatan rendah, namun roda traktor uji masih berputar dan mesin tidak mati, hanya saja throttle tidak mampu mengatur rpm mesin sehingga putaran motor traktor uji menurun seiring waktu yang terpakai. Jika kecepatan motor menurun karena kelebihan berat, sistem throttle akan bekerja sehingga kecepatan akan meningkat kembali. Berdasarkan kejadian seperti diatas slip akan mengurangi kinerja traktor uji terutama pada tingkat kecepatan rendah, yang berarti slip merupakan faktor pembatas tarikan maksimum dan slip roda tentunya akan bertambah dengan meningkatnya beban yang diberikan pada drawbar. Menurut Hunt (1995), penambahan slip juga akan menimbulkan nilai tahanan gelinding yang lebih tinggi dengan membesarnya kontak roda pada tanah yang stabil dan akan menyebabkan pertambahan perpindahan tanah. Kemampuan atau kapasitas drawbar traktor terutama tergantung pada tenaga traktor, distribusi berat pada roda penggerak, tipe gandengan dan permukaan jalan. Slip dapat dikurangi dengan menambah berat traktor dan menambah luas permukaan kontak antara roda dengan lintasan.
5.4.
Efisiensi Lapang Pengolahan Tanah Efisiensi lapang pengolahan tanah adalah perbandingan dari kapasitas lapang efektif atau aktual terhadap kapasitas lapang teoritis yang dinyatakan dalam persen (Hunt, 1995). Efisiensi lapang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (7). Dari hasil pengujian pengolahan tanah dengan menggunakan bahan bakar solar diperoleh kapasitas lapang efektif, kapasitas lapang teoritis dan efisiensi lapang secara berurut sebesar 14.99 jam/ha, 11.99 jam/ha dan 79.97%. Pada pengujian menggunakan bahan bakar solar selama 27 menit jumlah bahan bakar yang dipergunakan sebesar 14.99 liter/ha. Dari pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar kapasitas yang didapatkan lebih tinggi. Sedangkan pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung diperoleh kapasitas lapang efektif, kapasitas lapang teoritis dan efisiensi lapang secara berurut sebesar 17.36 jam/ha, 12.87jam/ha dan 74.13%. Pada pengujian menggunakan bahan bakar minyak nyamplung selama 31 menit dan 36 detik jumlah bahan bakar yang dipergunakan sebesar 11.98 liter/ha. Dari pengujian dengan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung kapasitas yang didapatkan lebih rendah.
30
Konsumsi bahan bakar yang dipergunakan dalam pengolahan tanah menggunakan bahan bakar solar lebih boros dibandingkan menggunakan bahan bakar minyak nyamplung. Hal ini karena bahan bakar minyak nyamplung sebelum dipergunakan dilakukan proses pemanasan menggunakan muffler terlebih dahulu, sehingga bahan bakar mengalami penguapan sebelum diinjeksikan ke karburator. Bajak singkal yang dipergunakan dalam penelitian ini memiliki panjang 48 cm, lebar 27 cm dan tinggi 28 cm. Berikut ini bajak singkal ditunjukkan oleh Gambar 28.
Gambar 28. Bajak singkal tunggal
31
