TUGAS AKHIR ANALISIS PERFORMA MESIN MENGGUNAKAN BAHAN .
TUGAS AKHIRANALISIS PERFORMA MESIN MENGGUNAKAN BAHAN BAKARPREMIUM TERHADAP DAYA DAN TORSI PADA TOYOTA KIJANGINNOVA ENGINE 1TR-FEDisusun untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Program Diploma 3untuk Menyandang Sebutan Ahli MadyaOleh :Azhar Mardiansyah5211312043PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK MESINJURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015
ii
ABSTRAKMardiansyah, Azhar. 2015. “Analisis Performa Mesin Menggunakan BahanBakar Premium Terhadap Daya Dan Torsi Pada Toyota Kijang Innova Enggine1TR-FE”. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, UniversitasNegeri Semarang. Dosen pembimbing: Dr. M. Burhan R. W., M.Pd., pembimbinglapangan: R. Ambar Kuntoro M. G., A.Md.Bahan bakar yang disubsidi oleh pemerintahlah yang dipilih masyarakatsebagai bahan bakar kendaraan yaitu premium. Bahan bakar minyak premiumberwarna kekuningan yang jernih yang dipasarkan oleh pertamina. Premiummemiliki angka oktan atau Research Octane Number (RON) terendah dari bahanbakar minyak yang lain, yakni 88. Tujuan dari analisis ini untuk mengetahuikondisi performa mesin dengan mengetahui daya dan torsi yang dihasilkandengan menggunakan bahan bakar premium.Pengambilan data analisis dilakukan dengan alat uji dinotest yangtersedia di laboratorium teknik mesin Universitas Negeri Semarang. Dinotestmerupakan alat untuk mengetahui hasil daya dan torsi dari kendaraan. Pengujiandengan dinotest dengan cara dihubungkannya kabel dari dinotest ke oli mesin danke rangka mobil, mobil diposisikan berada di roller dinotest. Dinotest terhubungdengan monitor komputer dan CPU yang menggunakan software LPS 3000.Pengambilan data uji dengan menginjak pedal terus-menerus dengan 5 gigipercepatan bertahap, waktu menekan pedal tetap sampai RPM 6000. Beberapakali pengujian data untuk menghasilkan daya dan torsi tertinggi rata-rata.Hasil dari pengujian menggunakan bahan bakar premium yaitumenghasilkan torsi tertinggi rata-rata 164.6 (Nm) dengan RPM 3540 dan dayatertinggi rata-rata 88 (kW) di RPM 5607. Pada premium torsi yang dihasilkanlebih tinggi tetapi daya yang dihasilkan kecil.Penggunaan bahan bakar premium ada pengaruhnya yaitu torsi yangdihasilkan menurun yang mengakibatkan daya yang dihasilkan berkurang. Suaramesin menjadi lebih berisik, karena bahan bakar premium mengandung angkaoktan yang rendah serta mudah terbakar dan mesin kijang innova memiliki rasiokompresi yang tinggi yaitu 9,8:1. Batas standar premium pada rasio kompresi9,0:1. Bahan bakar premium proses pembakarannya cepat, sebelum busimemercikan api pada saat TMB (titik mati bawah) bahan bakar premium sudahmulai terbakar. Sehingga terjadi tekanan yang besar di dalam silinder piston(detonasi). Itu yang menyebabkan adanya suara di mesin. Berdasarkan analisisperforma mesin menggunakan bahan bakar, maka disarankan kijang innova rasiokompresinya tinggi 9,8:1 dianjurkan untuk bahan bakar dengan oktan tinggiseperti pertamax dan pertamax plus.Kata kunci : premium, daya, torsi, dinotestiii
KATA PENGANTARPuji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat,rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhirdengan judul “Analisis Performa Mesin Menggunakan Bahan Bakar PremiumTerhadap Daya Dan Torsi Pada Toyota Kijang Innova Enggine 1TR-FE”. Tugasakhir ini disusun dalam rangka menyelesaikan Studi Diploma 3 yang merupakansalah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Jurusan Teknik MesinFakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Penulis menyadari sepenuhnyabahwa selesai dan tersusunnya tugas akhir ini bukan merupakan hasil darisegelintir orang, karena setiap keberhasilan manusia tidak akan lepas dari bantuanorang lain. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :1. Drs. H. Muhammad Harlanu, M.Pd., dekan fakultas teknik UNNES2. Dr. M. Khumaedi, M.Pd., ketua jurusan teknik mesin UNNES3. Widi Widayat, ST, MT., ketua prodi teknik mesin diploma 34. Dr. M. Burhan R. W., M.Pd., dosen pembimbing.5. R. Ambar Kuntoro M. G., A.Md., dosen pembimbing lapangan.6. Dr. Karnowo, ST, M.T., dosen penguji.7. Dosen teknik mesin Bpk. Soni K. dan teman-teman seperjuangan sertasemua pihak tidak terkecuali yang telah membantu penyusunan tugasakhir.Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demisempurnanya tugas akhir ini. Akhir kata, dengan tangan terbuka dan tanpamengurangi makna serta pentingnya tugas akhir ini, semoga apa yang ada dalamtugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semuanya.Semarang,Azhar Mardiansyahiv
DAFTAR ISIHALAMAN PENGESAHAN .iABSTRAK .iiKATA PENGANTAR .iiiDAFTAR ISI .ivDAFTAR GAMBAR .viDAFTAR TABEL .viiDAFTAR LAMPIRAN .viiiBAB I PENDAHULUAN .1A. Latar Belakang .1B. Permasalahan .2C. Tujuan .2D. Manfaat .3BAB II TINJAUAN PUSTAKA.4A. Dasar Motor Bakar .4B. Proses Pembakaran .5C. Prestasi Mesin.7D. Prinsip Kerja Motor Bensin .9E. Dasar Kerja Motor 4 Langkah .9F. Torsi .11G. Daya.12H. Bahan Bakar .13I. Angka Oktan .15J. Dinotest .16BAB III HASIL ANALISIS .18A. Alat dan Bahan.18B. Proses Pelaksanaan .18C. Langkah Kerja Pengambilan Data .19D. Hasil Penelitian.27E. Pembahasan .30v
BAB IV PENUTUP .33A. Simpulan .33B. Saran .34DAFTAR PUSTAKA .35LAMPIRAN .37vi
DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Pembakaran mesin bensin .7Gambar 2.2 Keseimbangan energi pada motor bakar .8Gambar 2.3 Torak dan mekanisme cranking .9Gambar 2.4 Cara kerja motor bensin empat langkah .11Gambar 2.5 Skema pengukuran torsi .12Gambar 2.6 Dinotest pada laboratorium teknik mesin UNNES .17Gambar 3.1 Mobil Kijang Innova .19Gambar 3.2 Dinotest .19Gambar 3.3 Pengisisan bahan bakar .19Gambar 3.4 Tombol switch on pada dinotest .20Gambar 3.5 Mobil berada di roller dinotest dan diikat dengan pengaman .20Gambar 3.6 Pengecakan ban dengan roller dinotets.21Gambar 3.7 Pengecekan kondisi oli .21Gambar 3.8 Kabel ke tangki oli .22Gambar 3.9 Kabel massa ke body mobil .22Gambar 3.10 Blower .22Gambar 3.11 Tampilan aplikasi LPS 3000 PKW .23Gambar 3.12 Pengisian v-target 90km/h .23Gambar 3.13 Load simulation dan constan speed .24Gambar 3.14 Proses running test .24Gambar 3.15 Pengujian dengan pilihan continous measurements .25Gambar 3.16 Pengisian Data .25Gambar 3.17 Pengisian new driving trial dan RPM .26Gambar 3.18 Salah satu hasil grafik dari penelitian bahan bakar premium 1.27Gambar 3.19 Uji 1 premium .28Gambar 3.20 Uji 2 premium .28Gambar 3.21 Uji 3 premium .29vii
DAFTAR TABELTabel 2.1 Ron dan rasio kompresi bahan bakar .16Tabel 2.2 Spesifikasi dinotest di laboratorium teknik mesin UNNES .16Tabel 3.1 Hasil tertinggi daya dan torsi dengan bahan bakar premium .32Tabel 3.2 Uji torsi (Nm) .32Tabel 3.3 Uji daya (Kw).31viii
LAMPIRANLampiran 1 Dokumentasi penelitian .37Lampiran 2 Hasil dengan bahan bakar premium .39Lampiran 3 Pengajuan TA .42Lampiran 4 Surat keputusan dekan FT UNNES .43Lampiran 5 Surat alat dan bahan TA .44Lampiran 6 Surat penyelesaian pengambilan data lapangan .46Lampiran 7 Surat selesai bimbingan .47Lampiran 8 Spesifikasi mobil Kijang Innova .48ix
BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangMeningkatnya jumlah kebutuhan hidup di Indonesia menyebabkan bahanbakar minyak yang dipilih sesuai dengan penghasilan masyarakat. Bahan bakarminyak yang utama digunakan kendaraan di Indonesia. Hasil pengolahan bahanbakar indonesia banyak yang dihasilkan, salah satu yang yang sering dipakaikendaraan indonesia yaitu bahan bakar kendaraan premium.Masyarakat pada umumnya menggunakan bahan bakar minyak premiumyang disubsidi dari APBN oleh pemerintah karena harganya yang relatif murah.Bahan bakar minyak premium berwarna kekuningan yang jernih. Premiumdipasarkan oleh pertamina. Premium memiliki angka oktan atau Research OctaneNumber (RON) terendah dari bahan bakar minyak yang lain, yakni 88.Selain itu, faktor lainnya dapat disebabkan oleh harga bahan bakarminyak yang semakin tinggi, sehingga keinginan setiap pengendara akanmenginginkan yang lebih hemat dan efisien. Juga faktor yang sangat berpengaruhadalah permasalahan kondisi performa mesin. Pengujian performa menggunakandinotest. Mesin pada kendaran Toyota Kijang Innova berkompresi tinggi yaitu9,8:1. Mesin yang berkompresi tinggi harus diimbangi dengan penggunaan lispengujian analisis tugas akhir dengan judul “Analisi Performa Mesin1melakukan
2Menggunakan Bahan Bakar Premium Terhadap Daya Dan Torsi PadaToyota Kijang Innova Engine 1TR-FE”.B. PermasalahanDari latar belakang yang dipaparkan, maka permasalahan yang di ambildari tugas akhir ini sebagai berikut :1. Apa pengaruh nilai oktan dari bahan bakar premium terhadap daya dan torsipada mesin ?2. Bagaimana perubahan daya dan torsi pada mesin ketika menggunakanpremium?C. TujuanBerdasarkan uraian permasalahan diatas, maka tujuan tugas akhir inisebagai berikut :1. Mengetahui pengaruh nilai oktan dari bahan bakar premium terhadap dayadan torsi pada mesin.2. Mengetahui perubahan daya dan torsi pada mesin setelah menggunakanpremium.D. ManfaatTugas akhir yang akan disusun yang akan disusun diharapkan dapatmemberi manfaat sebagai berikut :1. Manfaat teoritis
3a) Memberikan hasil yang di analisis terhadap pengembangan ilmu bagiteknik mesin.b) Hasil dari tugas akhir akan menjadi kajian dan informasi bagi mahasiswateknik mesin dan dunia kerja.2. Manfaat praktisa) Mendapat ilmu pengetahuan tentang bahan bakar serta hal yang belumdiketahui.b) Mampu melakukan analisis bahan bakar premium dengan benar sesuaiprosedur dan mengetahui hasil analisis daya dan torsi pada mesin.
BAB IITINJAUAN PUSTAKAA. Dasar Motor BakarMotor bakar merupakan salah satu jenis mesin penggerak yang banyakdipakai dengan memanfaatkan energi kalor dari proses pembakaran menjadienergi mekanik. Motor bakar merupakan salah satu jenis mesin kalor yang prosespembakarannya terjadi dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaranyang terjadi sekaligus sebagai fluida kerjanya. Mesin yang bekerja dengan caraseperti tersebut disebut mesin pembakaran dalam. Adapun mesin kalor yang caramemperoleh energi dengan proses pembakaran di luar disebut mesin pembakaranluar. Sebagai contoh mesin uap, dimana energi kalor diperoleh dari pembakaranluar, kemudian dipindahkan ke fluida kerja melalui dinding pemisah (Winarnodan Karnowo, 2008 : 65).Keuntungan dari mesin pembakaran dalam dibandingkan dengan mesinpembakaran luar adalah kontruksinya lebih sederhana, tidak memerlukan fluidakerja yang banyak dan efesiensi totalnya lebih tinggi. Sedangkan mesinpembakaran luar keuntungannya adalah bahan bakar yang digunakan lebihberagam, mulai dari bahan bakar padat sampai bahan bakar gas, sehingga mesinpembakaran luar banyak dipakai untuk keluaran daya yang besar dengan bahanbakar murah. Pembangkit tenaga listrik banyak menggunakan mesin uap. Untukkendaraan transpot mesin uap tidak banyak dipakai dengan pertimbangan3
4konstruksinya yang besar dan memerlukan fluida kerja yang banyak (Winarno danKarnowo, 2008 : 65).B. Proses PembakaranPembakaran adalah reaksi kimia antara bahan bakar dengan oksigendiiringi kenaikan panas dan nyala. Pada pembakaran dalam silinder motor,pembentukan panas itulah yang dibutuhkan. Hasil reaksi kimia dibuang sebagaiasap, dan tenaga panas itu selanjutnya akan diubah menjadi tenaga mekanis(Agus, 2010 : 24).Campuran bahan bakar dibakar oleh bunga api listrik, maka diperlukanwaktu tertentu bagi bunga api untuk merambat di dalam ruang bakar. Oleh sebabitu akan terjadi sedikit kelambatan antara awal pembakaran dengan pencapaiantekanan pembakaran maksimum. Oleh karenanya, agar diperoleh outputmaksimum pada engine dengan tekanan pembakaran mencapai titik tertinggi(sekitar 10º setelah TMA), periode perlambatan api harus diperhitungkan padasaat menentukan saat pengapian (Ignition timing) untuk memperoleh output mesinyang semaksimal mungkin. Akan tetapi karena diperlukan waktu untukperambatan api, maka campuran udara dan bahan bakar harus dibakar sebelumTMA. Saat terjadinya pembakaran ini disebut dengan saat pengapian (IgnitionTiming). Loncatan bunga api terjadi sesaat piston mencapai titik mati atas (TMA)sewaktu langkah kompresi. Saat loncatan api biasanya dinyatakan dalam derajatsudut engkol sebelum piston mencapai TMA (Syahril, dkk, 2013 : 60-61).
5Pada pembakaran sempurna setelah penyalaan dimulai, api menjalar daribusi dan menyebar keseluruh arah dalam waktu yang sebanding, dengan 200 sudutengkol atau lebih, untuk membakar campuran sampai mencapai tekananmaksimum. Kecepatan api umumnya kurang dari 10 – 30 m/detik. Panaspembakaran dari TMA diubah dalam bentuk kerja dengan efisiensi yang tinggi.Kelambatan waktu akan menurunkan efisiensi dan ini disebabkan rendahnyatekanan akibat pertambahan volume dan waktu penyebaran api yang terlalulambat. Bila proses pembakaran dimulai dari awal sebelum TMA (menjauhiTMA), tekanan hasil pembakaran meningkat, sehingga gaya dorong pistonmeningkat (kerja piston menuju gas pada ruang bakar). Jika proses sudutpenyalaan dimundurkan mendekati TMA, maka tekanan hasil pembakaranmaksimum lebih rendah, bila dibandingkan tekanan hasil pembakaran maksimum,bila sudut penyalaan dimulai normal. Hal ini dikarenakan, pada saat sudutpenyalaan yang terlalu dekat dengan TMA, pada saat busi memercikkan bunga apidan api mulai merambat, gerakan piston sudah melewati TMA, sehingga volumeruang bakar mulai membesar. Sehingga walaupun terjadi kenaikan tekanan hasilpembakaran, sebagian telah diubah menjadi perubahan volume ruang bakar. Efekyang terjadi adalah kecilnya kerja ekspansi yang diterima oleh piston (Syahril,dkk, 2013 : 60-61).Proses pembakaran yang tertulis dalam jurnal Machmud Syahril, UntoroBudi Surono dan Leydon Sitorus sangat berpengaruh untuk torsi dan daya, dimanapercikan yang terlalu cepat atau terlalu lambat dalam siklus mesin sangatmempengaruhi performa mesin, menimbulkan getaran yang berlebihan, dan
6bahkan merusak mesin. Timing pengapian juga mempengaruhi umur mesin,konsumsi bahan bakar, dan tenaga mesin. Timing pengapian untuk prosespembakaran yang sesuai pada mesin akan juga berpangaruh maksimal pada prosespembakaran yang dihasilkan di dalam silinder yaitu untuk menghasilkan torsikemampuan mesin yang maksimum (Syahril, dkk, 2013 : 60-61).Gambar 2.1 Pembakaran mesin bensin (Yohanes, 2012)C. Prestasi MesinKemampuan mesin motor bakar untuk merubah energi yang masuk yaitubahan bakar sehingga menghasilkan daya berguna disebut kemampuan mesinatau prestasi mesin. Pada motor bakar tidak mungkin mengubah semua energibahan bakar menjadi daya berguna. Dari gambar terlihat daya berguna bagiannyahanya 25% yang artinya mesin hanya mampu menghasilkan 25% daya bergunayang bisa dipakai sebagai penggerak dari 100% bahan bakar. Energi yang lainnyadipakai untuk menggerakkan asesoris atau peralatan bantu, kerugian gesekan dansebagian terbuang ke lingkungan sebagai panas gas buang dan melalui air
7pendingin. Kalau digambar dengan hukum termodinamika kedua yaitu tidakmungkin membuat sebuah mesin yang mengubah semua panas atau energi yangma
TUGAS AKHIR ANALISIS PERFORMA MESIN MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR PREMIUM TERHADAP DAYA DAN TORSI PADA TOYOTA KIJANG INNOVA ENGINE 1TR-FE Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Program Diploma 3 untuk Menyandang Sebutan Ahli Madya Oleh : Azhar Mardiansyah 5211312043 PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
Tugas Akhir dalam ujian lisan di hadapan tim dosen penguji 1.3. Bentuk Tugas Akhir Bentuk tugas akhir bisa berupa penelitian atau perancangan, yang terdiri atas proposal tugas akhir dan laporan tugas akhir. 1.3.1. Tugas Akhir yang berupa penelitian Tugas akhir yang berupa penelitian harus mengandung
2. Tujuan e-Tugas Akhir 4 3. Persyaratan Mengikuti e-Tugas Akhir 5 4. Bentuk e-Tugas Akhir 5 5. Penelitian Tindakan Kelas 6 6. E-Portofolio 12 7. Strategi Pleaksanaan Penelitian Tindakan Kelas untuk e-Tugas Akhir 13 8. Penyusunan e-Portofolio sebagai Laporan Penelitian Bab 3 Pengelolaan e-Tugas Akhir 19 1. Mekanisme Pelaksanaan Tugas Akhir 19 2.
6.10 Berita acara hasil seminar skripsi/laporan tugas akhir 7. Mekanisme/Alur Prosedur 7.1 Tugas Akhir terdiri dari dua tahap, yaitu 7.1.1 Proyek 1 (seminar proposal tugas akhir) 7.1.2 Proyek 2 (seminar tugas akhir dan laporan tugas akhir) 7.1.3 Ujian Tugas Akhir 7.2 Syarat-syarat Tugas Akhir
menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Analisis Performa Mesin Menggunakan Campuran Bahan Bakar Premium Dengan Ethanol Terhadap Daya dan Torsi pada Toyota Kijang Innova Tipe 1TR-FE”. Dalam membuat Tugas Akhir ini tidak lepas dari dorongan bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
1.3 Mempermudah proses pengendalian mutu tugas akhir mahasiswa program sarjana oleh Departemen. 2. RUANG LINGKUP Ruang lingkup prosedur operasional baku penyelesaian tugas akhir ini mencakup persyaratan menempuh tugas akhir, penentuan dosen pembimbing tugas akhir, penyusunan proposal, pelaksanaan, dan monitoring tugas akhir
ketentuan umum penyusunan Laporan Tugas Akhir, struktur isi Laporan Tugas Akhir, tata tulis Laporan Tugas Akhir dan prosedur ujian. Pedoman Penulisan Laporan Tugas Akhir ini dimaksudkan sebagai pedoman bagi mahasiswa Program Studi D3 Akuntansi STIE Putra Bangsa yang akan menyusun Laporan Tugas Akhir dan dosen pembimbingnya.
SKS) dan mata kuliah Tugas Akhir (4 SKS) dan setiap bagian Tugas Akhir ini harus diseminarkan. Luaran dari mata kuliah Proposal Tugas Akhir dan Tugas Akhir masing-masing adalah proposal penelitian dan laporan hasil penelitian. 1.2. BENTUK TUGAS AKHIR Bentuk TA mahasiswa dapat dilaksanakan melalui penelitian empiris atau
Beginning AngularJS Beginning AngularJS is your step-by-step guide to learning the powerful AngularJS JavaScript framework. AngularJS is one of the most respected and innovative frameworks for building properly structured, easy-to-develop web applications. This book will teach you the absolute essentials, from downloading and installing AngularJS, to using modules, controllers, expressions .
