pengaruh tipe lilitan elektromagnetik alat magnetasi bahan ...

i

PENGARUH TIPE LILITAN ELEKTROMAGNETIK ALAT

MAGNETASI BAHAN BAKAR TERHADAP UNJUK KERJA

MESIN BENSIN 4 LANGKAH 1 SILINDER

Tugas Akhir

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat Sarjana S – 1 Jurusan Teknik Mesin

Oleh:

I Wayan Yatra

F1C 014 033

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MATARAM

September 2018

ii

iii

iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini yang berjudul ”

Pengaruh Tipe Lilitan Elektromagnetik Alat Magnetasi Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja

Mesin Bensin 4 Langkah 1 Silinder” tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi atau diterbitkan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu ataupun tertera dalam naskah ini dan disebutkan dalam

daftar pustaka.

Surat pernyataan ini saya buat tanpa tekanan dari pihak manapun dan dengan

kesadaran penuh terhadap tanggung jawab dan konsekuensi serta menyatakan bersedia

menerima sanksi terhadap pelanggaran dari pernyataan tersebut.

Mataram, September 2018

I Wayan Yatra

v

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Pengasih dan Penyayang

atas segala berkat, bimbingan, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan tugas akhir ini.

Proposal usulan tugas akhir ini mengambil judul “Pengaruh Tipe Lilitan

Elektromagnetik Alat Magnetasi Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Mesin Bensin 4

Langkah 1 Silinder”. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam

menyelesaikan pendidikan program Strata-1, pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Mataram. Selain itu, tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan informasi

dan meningkatkan ilmu pengetahuan bagi pembacanya.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu

kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan. Akhir kata semoga

tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat lebih disempurnakan.

Mataram, September 2018

Penulis

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Tugas Akhir ini dapat diselesaikan berkat bimbingan dan dukungan baik berupa

pikiran maupun materil dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Made Mara, ST.,M.Sc selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah

memberikan waktu, tenaga, bimbingan dan arahan serta nasihat kepada penulis

selama penyusunan Tugas Akhir ini, sehingga dapat terselesaikan dengan baik.

2. Bapak Ida Bagus Alit, ST.,MT selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah

memberikan bimbingan dan arahan selama menyusun Tugas Akhir ini.

3. Bapak Rudy Sutanto, ST.,MT selaku Dosen Penguji I yang telah memberikan kritik

dan saran kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

4. Bapak Made Wirawan, ST.,MT selaku Dosen Penguji II yang selalu teliti dalam

mengoreksi Tugas Akhir ini, sehingga isi dari Tugas Akhir ini dapat disempurnakan

penulis.

5. Bapak Arif Mulyanto, ST.,MT selaku Dosen Penguji III yang telah memberikan

arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Terima kasih kepada orang tua (khususnya ibu dan ayah) yang tak terhingga atas

doa, semangat, kasih sayang, pengorbanan, dan ketulusannya dalam mendampingi

penulis.

7. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Universitas Mataram khususnya Mesin

angkatan 2014, terima kasih untuk kebersamaannya selama ini dalam perjuangan

kita menuntut ilmu untuk menggapai impian dan cita-cita.

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu, yang telah

memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap Tuhan Yang Maha Esa membalas segala kebaikan atas

bantuan yang diberikan kepada penulis. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

pengembangan ilmu pengetahuan.

vii

DAFTAR ISI

JUDUL................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING........................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI.................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR...................................................... iv

PRAKATA............................................................................................................. v

UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................... vi

DAFTAR ISI .......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xii

DAFTAR GRAFIK ................................................................................................ xiii

DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xiv

ABSTRAK ............................................................................................................. xv

ABSTRACT............................................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian.................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 4

1.6 Tempat Penelitian ................................................................................... 4

1.7 Sistematika ............................................................................................. 4

1.8 Sinopsis .................................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................. 6

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................... 6

2.2 Landasan Teori ....................................................................................... 9

2.2.1 Motor Bakar .................................................................................. 9

2.2.2 Motor Bakar Bensin ...................................................................... 10

2.2.3 Prinsip Kerja Motor Bensin ........................................................... 11

2.2.4 Pembakaran Motor Bensin ............................................................ 12

2.2.5 Bahan Bahan Bakar Bensin (Premium) .......................................... 14

viii

2.2.6 Prestasi Mesin ............................................................................... 16

1. Perhitungan Torsi ................................................................... 16

2. Daya Efektif (Ne) ................................................................... 17

3. Perhitungan Fuel Consumption (FC)....................................... 18

4. Spesific Fuel consumption Effective (SFCE) ........................... 18

2.2.7 Elektromagnet ............................................................................... 19

2.2.8 Induksi Elektromagnet................................................................... 19

2.2.9 Induktor Solenoida ........................................................................ 22

2.2.10 Magnet ........................................................................................ 25

2.2.11 Efek kemagnetan terhadap bahan bakar bensin (Premium) .......... 29

BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................... 31

3.1 Metode Penelitian ................................................................................... 31

3.2 Variabel Penelitian ................................................................................. 31

3.3 Alat dan Bahan Penelitian....................................................................... 31

3.4 Prosedur Penelitian ................................................................................. 35

3.4.1 Persiapan Pembuatan Alat ........................................................... 35

3.4.2 Pengujian .................................................................................... 36

3.5 Susunan Alat Pengujian .......................................................................... 38

3.6 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 40

4.1 Perhitungan dan analisa data ................................................................... 40

4.1.1. Perhitungan Torsi ........................................................................ 41

4.1.2. Perhitungan Daya Efektif ............................................................ 42

4.1.3. Perhitungan Fuel Consumption (FC) ........................................... 44

4.2 Pembahasan ............................................................................................ 49

4.2.1. Pengaruh tipe lilitan elektromagnetik terhadap torsi .................... 49

4.2.2. Pengaruh tipe lilitan elektromagnetik terhadap daya efektif (Ne) . 52

4.2.3. Pengaruh tipe lilitan elektromagnetik terhadap Specific Fuel

Consumption Effective (SFCe) .................................................... 54

ix

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 58

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 58

5.2 Saran ..................................................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 60

LAMPIRAN-LAMPIRAN ..................................................................................... 63

Lampiran 1. Pengambilan data untuk tanpa perlakuan ................................... 64

Lampiran 2. Pengambilan data untuk tipe kumparan Solenoid ....................... 65

Lampiran 3. Pengambilan data untuk tipe kumparan Toroid.......................... 66

Lampiran 4. Pengukuran kuat medan magnet pada masing-masing tipe

lilitan elektromagnetik .............................................................. 67

Lampiran 5. Foto perakitan mesin uji ............................................................ 68

Lampiran 6. Foto pengambilan data .............................................................. 70

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kondisi Para dan Ortho pada senyawa hidrokarbon ............................ 6

Gambar 2.2 Pemecahan molekul hidrokarbon yang melewati medan magnet .......... 8

Gambar 2.3 Mekanisme Piston dan Crankshaft ...................................................... 10

Gambar 2.4 Siklus kerja mesin Four-Stroke ........................................................... 11

Gambar 2.5 Urutan pembakaran siklus operasi pada mesin Spark-ignition empat

langkah................................................................................................................... 13

Gambar 2.6 Sistem Rope Break .............................................................................. 16

Gambar 2.7 Percobaan Michael Faraday ................................................................ 20

Gambar 2.8 Fluks magnetik pada dua koil .............................................................. 21

Gambar 2.9 Medan magnet pada Solenoid .............................................................. 21

Gambar 2.10 Toroid Coil ........................................................................................ 22

Gambar 2.11 Konstruksi induktor Solenoid ............................................................ 23

Gambar 2.12 Lilitan elektromagnetik ..................................................................... 25

Gambar 2.13 Kaidah tangan kanan ......................................................................... 26

Gambar 2.14 Kaidah Kortex Maxwell ..................................................................... 27

Gambar 2.15 Kaidah tangan kanan Maxwell ........................................................... 27

Gambar 2.16 Reaksi gaya Bio-Savart ..................................................................... 28

Gambar 2.17 Arah gaya Lorenz .............................................................................. 28

Gambar 2.18 Pengaruh medan magnet terhadap bahan bakar .................................. 30

Gambar 3.1 Kawat kumparan jenis solenoid ........................................................... 32

Gambar 3.2 Kawat kumparan jenis toroid ............................................................... 32

Gambar 3.3 Pipa induktor ....................................................................................... 32

Gambar 3.4 Gelas ukur ........................................................................................... 33

Gambar 3.5 Tesla meter.......................................................................................... 33

Gambar 3.6 Tachometer ......................................................................................... 34

Gambar 3.7 Neraca Pegas ....................................................................................... 34

Gambar 3.8 Stopwatch............................................................................................ 34

Gambar 3.9 Pembuatan alat magnetasi jenis solenoid ............................................. 35

Gambar 3.10 Pembuatan alat magnetasi jenis toroid ............................................... 35

Gambar 3.11 Susunan alat uji ................................................................................. 38

Gambar 3.12 Diagram alir penelitian ...................................................................... 39

xi

Gambar 4.1 Arah medan magnet pada pengujian (A) arah medan magnet

Solenoid, (B) arah medan magnet Toroid ............................................................... 50

Gambar 4.2 Gambaran skematik kondisi Para dan Ortho pada Hindrokarbon ....... 51

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi bahan bakar bensin premium ................................................. 15

Tabel 2.2 Konversi satuan daya ....................................................................................... 18

Table 4.1 Data hasil perhitungan torsi (N.m) ......................................................... 41

Tabel 4.2 Analisis Standard Deviation dan Standard Deviation of the Mean dari

data hasil perhitungan torsi .................................................................................... 42

Tabel 4.3 Data hasil perhitungan Daya Efektif (DK) .............................................. 43


data hasil perhitungan Daya Efektif ....................................................................... 44

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) (liter/jam) ..................... 45


data hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) ...................................................... 45

Tabel 4.7 Hasil perhitungan Fuel Consumption dalam (kg/jam) ............................. 46

Tabel 4.8 Hasil perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) dalam

(kg/jam.DK) .......................................................................................................... 47


data hasil perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) ....................... 48

Tabel 4.10 Persentase peningkatan Torsi ............................................................... 51

Tabel 4.11 Persentase peningkatan Daya Efektif .................................................... 53

Tabel 4.12 Persentase penurunan Fuel Consumption ............................................. 55

Tabel 4.13 Persentase penurunan SFCe ................................................................. 57

xiii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hubungan torsi terhadap putaran .......................................................... 49

Grafik 4.2 Hubungan daya efektif terhadap putaran mesin ..................................... 52

Grafik 4.3 Hubungan konsumsi bahan bakar FC terhadap putaran mesin ............... 54

Grafik 4.4 Hubungan SFCe terhadap putaran mesin............................................... 56

xiv

DAFTAR NOTASI

B : Induksi magnet (Wb/𝑚2)= Tesla

C : Faktor koreksi

DK : Daya Kuda

F : Gaya tangensial stator

FC : Fuel consumption (liter/jam)

HP : Horse Power

I : Kuat arus listrik (A)

L : Induktansi induktor (Henry)

l : Panjang solenoida (m)

N : Jumlah lilitan alat magnetisasi bahan bakar

Ne : Daya efektif

n : Putaran mesin

PK : Paarden Kracht

PS : Pferdestark

r : Jari-jari pipa

SFCe : Specific fuel consumption effective(Kg/Jam.DK)

T : Torsi (N.m)

Tpengukuran : Torsi yang di peroleh melalui pengukuran

Tspesifikasi : Torsi spesifikasi pabrik

t : Waktu yang digunakan untuk mengkonsumsi bahan bakar (detik)

Vf : Volume pemakain bahan bakar (ml)

𝜌 : Berat spesifik bahan bakar

𝜇0 : Permeability 4π x10−7 Wb/Am

Φ : Fluks medan magnet ( W)

xv

ABSTRAK

Penggunaan medan magnet pada pipa bahan bakar dengan kekuatan tertentu

dapat berpengaruh pada unjuk kerja mesin. Penggunaan magnet permanen dengan

kekuatan yang bervariasi dapat menurunkan konsumsi bahan bakar, dan penurunan

emisi gas buang. Selain penggunaan magnet permanen, alternatif lain yang dapat

digunakan ialah magnet yang berbasis elektomagnetik. Medan magnet elektromagnetik

dapat dihasilkan dengan jenis lilitan Solenoid dan Toroid. Dari hal di atas, peelitian ini

ingin mengetahui pengaruh dari penggunaan variasi jenis lilitan elektromagnetik.

Pengaruh tipe lilitan elektromagnetik alat magnetisasi bahan bakar yang diteliti

yaitu torsi, daya efektif dan konsumsi bahan bakar spesifik pada mesin bensin empat

langkah satu silinder. Diameter dan panjang kawat yang digunakan masing-masing

sebesar 0,7 mm dan 80 meter, kuat medan yang dihasilkan pada masing-masing lilitan

yaitu sebesar 4,14 Gauss untuk Solenoid dan 4,63 untuk Toroid. Pengaruh medan

magnet terhadap unjuk kerja mesin, diamati pada berbagai putaran mesin yaitu pada

putaran 1500 rpm, 3000 rpm, 4500 rpm dan 6000 rpm.

Hasil penelitian menunjukkan pada tipe lilitan Solenoid terjadi peningkatan

torsi, peningkatan daya efektif dan penurunan konsumsi bahan bakar spesifik yang lebih

baik. Persentase peningkatan torsi yang terjadi sebesar 2%, persentase peningkatan daya

efektif sebesar 2%, dan persentase penurunun konsumsi bahan bakar spesifik yaitu

sebesar 20%. Nilai di atas didapat pada pengujian dengan putaran mesin sebesar 6000

rpm.

Kata Kunci: Medan magnet, Elektromagnetik, Torsi, Daya Efektif, Fuel Consumption,

SFCe.

xvi

ABSTRACT

The use of a magnetic field in a fuel line with certain strength can affect the

performance of the engine. The use of permanent magnets with varying strengths can

reduce fuel consumption, and reduce exhaust emissions. In addition to the use of

permanent magnets, other alternatives that can be used are electromagnetic based

magnets. Electromagnetic magnetic fields can be produced with Solenoid and Toroid

types. From the above, this study wants to know the effect of using various types of

electromagnetic windings.

The influence of the electromagnetic winding type of the fuel magnetization

instrument studied is torque, effective power and specific fuel consumption on a four-

stroke one-cylinder gasoline engine. The diameter and length of the wire used are 0.7

mm and 80 meters, the field strength generated in each coil is 4.14 Gauss for Solenoid

and 4.63 Gauss for Toroid. The influence of the magnetic field on the performance of

the engine was observed at various engine turns at 1500 rpm, 3000 rpm, 4500 rpm and

6000 rpm.

The results showed that the Solenoid winding type increased torque, increased

effective power and decreased specific fuel consumption better. The percentage

increase in torque that occurs is 2%, the percentage of effective power increase is 2%,

and the percentage of reduction in specific fuel consumption is 20%. The above values

are obtained in testing with a machine speed of 6000 rpm.

Keywords: Magnetic field, Electromagnetic, Torque, Effective Power, Fuel

Consumption, SFCe.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penghematan bahan bakar minyak menjadi sesuatu yang sangat penting. Selain

penghematan, memperbaiki kualitas bahan bakar minyak juga perlu dilakukan sehingga

akan menghasilkan emisi gas buang yang ramah lingkungan. Selain menggunakan

bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan, cara lain untuk mengurangi polusi

adalah dengan meningkatkan efisisiensi motor-motor bakar. Berbagai cara telah

diupayakan dan diterapkan untuk meningkatkan efisiensi termal motor bakar, antara lain

dengan meningkatkan efisiensi pembakaran, dengan meningkatkan perbandingan

kompresi, EFI (electronics fuel injection), VVT (variable valve timing), dsb.

Sedangakan alat dan bahan aditif yang digunakan sebagai penghemat bahan bakar yaitu

bahan aditif berupa tablet, cairan (XXL Fuel Booster) dan yang berupa peralatan

misalnya difusor yang dipasang di dalam karburator, dan magnetic fuel saver

(penghemat bahan bakar magnetis) (Abdulkadir dkk, 2013).

Berbagai cara telah dilakukan untuk menciptakan alat manakah yang dapat

menghemat bahan bakar yang paling sempurna. Sekarang ini para peneliti masih terus

melakukan percobaan, salah satunya adalah memberikan perlakuan terhadap bahan

bakar sebelum memasuki pembakaran. Metode yang dapat digunakan adalah aplikasi

medan magnet (elektromagnet) karena menggunakan kawat kumparan tembaga yang

sangat sederhana (Ropa dkk, 2012).

Siregar (2007) melakukan penelitian yang bertujuan untuk meneliti pengaruh

diameter kawat kumparan alat penghemat energi yang berbasis elektromagnetik

terhadap motor diesel. Variasi kawat yang digunakan masing-masing 0,25 mm dan 0,35

mm. Variabel yang digunakan pada penelitiannya yaitu putaran mesin dan banyak

lilitan yang digunakan pada kumparan alat penghemat bahan bakar yang dirancang.

Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa dengan menggunakan diameter kawat 0,35

mm dan dengan jumlah lilitan 4000 lilitan memberikan penghematan bahan bakar

sebesar 30,79% dibandingkan dengan tanpa menggunakan kumparan alat penghemat

bahan bakar.

Pemasangan medan magnet secara langsung pada pipa saluran bahan bakar

dengan menggunakan magnet permanen dengan kekuatan magnet 5000 gauss terhadap

2

unjuk kerja mesin SI single cylinder four-stroke. Dari hasil penelitian didapat persentase

penurunan konsumsi bahan bakar sekitar 12%, persentase penurunan emisi gas buang

seperti HC dan CO masing-masing sebesar 27% dan 11%. Penggunaan medan magnet

pada mesin SI juga akan menyebabkan meningkatnya emisi NOX. Persentase

meningkatnya emisi NOX adalah sekitar 19%. Selain NOX , akibat penggunaan medan

magnet juga akan menyebabkan meningkatnya emisi CO2 yaitu sekitar 7% (Ugare dkk,

2013).

Penggunaan magnet permanen dengan kekuatan masing-masing 2000, 4000,

6000, dan 9000 Gauss yang dipasang secara langsung pada saluran bahan bakar

(Gasoline) pada two-stroke engine dapat menurunkan konsumsi bahan bakar dengan

rentang sekitar 9-14% dengan nilai tertinggi didapat dengan kekuatan magnet 9000

Gauss yaitu senesar 14%. Selain itu, penurunan emisi gas buang seperti CO dan HC

masing-masing sebesar 30% dan 40%, namun persentase emisi gas buang CO2

meningkat sebesar 10% (Faris dkk, 2012).

Penggunaan dua lilitan magnet pada spark ignition engine dengan kekuatan

1000 Gauss dan 2000 Gauss dengan putaran mesin 2000 rpm, rasio kompresi 8, Wide

Open Throrrle (WOT), dan waktu pengapian diatur antara 5o dan 30o BTDC. Hasilnya

menunjukan peningkatan yang signifikan pada unjuk kerja mesin, Thermal efficiency

dan power pada mesin meningkat masing-masing sebesar 4% dan 3,3% saat

penngunaan lilitan magnet dengan kekuatan 1000 Gauss dan penurunanan konsumsi

bahan bakar spesifik sebesar 12,8%. Namun, pada penggunaan lilitan magnet

berkekuatan 2000 Gauss digunakan, Brake power meningkat mendekati 16,4%, thermal

efficiency meningkat sebesar 7,6%, sementara konsumsi bahan bakar spesifik menurun

sebesar 21,3%. Penggunaan lilitan magnetik dengan kekuatan 1000 Gauss menunjukan

penurunan emisi gas buang seperti CO sebesar 80% dan HC sebesar 44%. Sedangkat

penngunaan lilitan magnetik dengan kekuatan 2000 Gauss menunjukan penurunan emisi

gas buang seperti CO dan HC masing-masing sebesar 90% dan 58% (Habbo dkk, 2011).

Banyaknya fenomena-fenomena yang dapat memberikan banyak keuntungan

dari manfaat magnet yang disebutkan diatas maka perlu diadakan suatu inovasi terhadap

alat magnetisasi bahan bakar (fuel magnetism) yang sudah ada dan mengembangkannya

agar dapat diproduksi didalam negeri dengan menggunakan produk dalam negeri. Efek

dari pemberian medan magnet pada senyawa hidrokarbon (bahan bakar) dapat merubah

susunan bentuk isometriknya yaitu dari bentuk Para menjadi Ortho. Senyawa

3

hidrokarbon pada awalnya berbentuk cluster dengan adanya pemberian medan magnet

pada senyawa hidrokarbon ini akan menyebabkan terjadinya proses decluster sehingga

banyak ruang yang tersedia untuk oksigen untuk berikatan dengan senyawa

hidrokarbon. Dengan adanya pemberian medan magnet pada saluran bahan bakar juga

akan menyebabkan medan magnet pada senyawa hidrokarbon akan terpengaruhi

sehingga menjadi semakin aktif dan mudah untuk mengikat oksigen pada saat bahan

bakar memasuki ruang bakar. Hal ini dapat menghasilkan pembakaran yang lebih

sempurna dan dapat menurunkan emisi gas buang yang dihasilkan pada saat

pembakaran pada ruang bakar. Pada penelitian-penelitian sebelumnya peneliti banyak

menggunakan magnet permanen dengan kekuatan medan magnet tertentu untuk dapat

mengetahui pesentase penurunan konsumsi bahan bakar, maupun penurunan emisi gas

buang pada ruang pembakaran. Dari latar belakang diatas, pada penelitian ini mencoba

untuk mengetahui pengaruh dari tipe lilitan elektromagetik (Toroid dan Selenoid)

tehadap unjuk kerja mesin bensin empat langkah satu silinder.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan dari uraian latar belakang di atas, di dapat rumusan masalah yang

ingin dikaji dalam penelitian ini adalah: Pengaruh tipe lilitan elektromagnet alat

magnetisasi bahan bakar terhadap unjuk kerja mesin bensin 4 langkah 1 silinder.

1.3 Batasan Masalah

Agar tidak terjadinya permasalahan yang meluas maka dalam penelitian ini

diberikan batasan-batasan masalah sebagai berikut :

1. Tipe lilitan elektromagnetik kawat tembaga yang digunakan adalah tipe Toroid dan

Selenoid.

2. Diameter kawat kumparan yang digunakan 0,7 mm.

3. Panjang kawat yang digunakan adalah masing-masing 80 m.

4. Variasi putaran mesin yang digunakan 1500 rpm, 3000 rpm dan 4500 rpm dan 6000

rpm.

5. Bahan bakar yang digunakan pada penelitian ini adalah bahan bakar bensin

(premium) produksi pertamina.

6. Mesin yang digunakan yaitu mesin sepeda motor Honda Astrea Prima 100 cc

dengan rasio kompresi 8,8.

4

7. Letak kumparan medan magnet pada saluran bahan bakar (selang minyak)

8. Sumber arus listrik untuk medan magnet diambil dari baterai (accu) dengan

tegangan 12 Volt.

9. Tidak membahas emisi gas buang yang dikeluarkan oleh kendaraan.

10. Membahas unjuk kerja motor bakar ditinjau dari tipe lilitan kumparan kawat medan

magnet.

11. Unjuk kerja motor bakar yang ditinjau berupa Torsi, Daya efektif, Fuel

Consumption (FC), dan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe)

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tipe lilitan kumparan

(Toroid dan Selenoid) kawat pada alat magnetisasi bahan bakar dengan diameter kawat

0,7 mm dan panjang kawat 80 m terhadap unjuk kerja motor bensin 4 langkah 1

silinder.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini yaitu :

1. Diharapkan dengan adanya penelitian ini bisa dijadikan referensi ilmu kepada

masyarakat tentang penggunaan tipe lilitan elektromagnet sebagai langkah

penghematan bahan bakar.

2. Dapat memberikan gambaran tentang pengaruh tipe lilitan kawat kumparan elektro

magnetik terhadap konsumsi bahan bakar.

3. Dapat menghemat penggunaan bahan bakar khususnya bensin.

1.6 Tempat Penelitian

Tempat penelitian dilaksanakan di Jl. H. Naim Geguntur, Jempong Mataram.

1.7 Sistematika

Dalam penulisan usulan tugas akhir ini, penulis menggunakan sistematika

penulisan sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan

5

Berisi tentang latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan

penelitian, manfaat penelitian, tempat penelitian, dan skematika penulisan usulan

tugas akhir.

2. Bab II tinjauan pustaka dan dasar teori

Berisi tentang tinjauan pustaka yang disajikan secara sistematik serta

keseluruhan teori-teori secara garis besar yang dijabarkan oleh peneliti dan

merupakan tuntunan yang digunakan untuk pembahasan dan pemecahan masalah

yang diteliti.

3. Bab III metode penelitian

Memberikan gambaran secara terstruktur penjelasan masalah serta tahap

demi tahap mengenai proses pelaksanaan penelitian yang akan dilakukan, alat dan

bahan yang digunakan, serta menjelaskan setiap tahapnya dalam penyelesaian

tugas akhir.

4. Bab IV analisa dan pembahasan

Berisi pengolahan data atau hitungan hasil penelitian, kemudian menyajikan

hasil pengolahan data dalam bentuk grafik serta menarik pembahasan berdasarkan

hasil pengolahan data.

5. Bab V kesimpulan dan saran

Kesimpulan merupakan pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari

hasil penelitian guna menjawab tujuan atau membuktikan hipotesis. Saran dibuat

berdasarkan pengalaman dan pertimbangan penelitian yang didasari adanya

berbagai kenyataan dari hasil penelitian, sebagai bahan rekomendasi untuk

penelitian selanjutnya.

1.8 Hipotesis

Penggunaan alat magnetasi elektromagnetik pada saluran bahan bakar dapat

merubah struktur senyawa hidrokarbon pada bahan bakar sehingga lebih mudah untuk

mengikat oksigen saat proses pembakaran pada ruang bakar. Hal ini dapat menurunkan

konsumsi bahan bakar, penurunan emisi gas buang dan dapat meningkatkan performa

dari mesin.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Berbagai cara telah diupayakan dan dicoba untuk melakukan penghematan

pemakaian bahan bakar dengan memberikan medan magnet pada saluran bahan bakar,

diantaranya adalah dengan menggunakan medan magnet permanen maupun

menggunakan lilitan elektromagnetik pada saluran bahan bakar yang menuju

karburator. Bahan bakar mesin IC pada umumnya mengandung senyawa hidrokarbon.

Molekul bahan bakar mengandung sejumlah atom yang tersusun dari sejumlah nucleus

dan electron, yang mengitari disekitar nucleusnya. Gerakan magnetik sudah ada pada

molekulnya dan oleh karena itu molekul-molekul hidrokarbon sudah memiliki aliran

listrik positif dan negatif. Dengan adanya medan magnet yang diberikan pada senyawa

hidrokarbon, hidrokarbon akan merubah orientasinya dari Para ke Ortho dan molekul-

molekul dari senyawa hidrokarbon akan berubah konfigurasinya (Gambar 2.1). Hal ini

menyebabkan inter-lock dengan oksigen sehingga memungkinkan tercapainya

pembakaran sempurna pada ruang bakar (Chaware, 2015).

Gambar 2.1 kondisi Para dan Ortho pada senyawa hidrokarbon.

Patel dkk (2014), melakukan penelitian mengenai analisa emisi dan unjuk kerja

mesin diesel satu silinder dibawah pengaruh dari magnetic fuel energizer. pada

penelitiannya menggunakan magnet permanen dengan kekuatan 9000 Gauss yang

dipasang di saluran bahan bakar dan dengan mengvariasikan kondisi beban.

Penganalisis gas buang digubakan dalam penelitiannya untuk mengukur emisi gas

buang seperti CO, CO2, HC dan NOX. Hasil dari penelitiannya menujukan penurunan

persentase konsumsi bahan bakar sebesar 8% pada beban terbesar, penurunan

persentase emisi gas buang HC dan NOX masing-masing sebesar 32% dan 27%.

Sedangkan persentase penurunan emisi CO2 pada beban rata-rata akibat pengaruh

7

medan magnet yaitu sebesar 11%.

Akibat adanya pengaruh medan magnet yang diberikan pada bahan bakar single

cylinder four-stroke dengan putaran mesin diatur sehingga konstan pada putaran 1500

rpm. Hal ini dapat menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 3% pada kondisi tanpa

beban dan 8,5% pada kondisi beban maksimal. Meningkatkan persentase efisiensi

termal sebesar 3,5%, penurunan persentase emisi gas buang seperti CO2 dengan kondisi

tanpa beban sebesar 5% dan dengan beban maksimal sebesar 9%. Persentase emisi CO

juga mengalami penurunan pada kondisi tanpa beban yaitu sebesar 4,5% dan 10% pada

beban maksimal, serta terjadinya penurunan persentase emisi NOX sebesar 13% pada

kondisi tanpa beban dan 24% pada kondisi beban maksimal (Gad, 2015).

Eryadi dkk (2012), telah melakukan penelitian mengenai pengaruh penggunaan

alat penghemat bahan bakar berbasis elektromagnetik terhadap unjuk kerja mesin diesel.

Data percobaan diambil secara langsung melalui pengujian terhadap mesin diesel

dengan variasi putaran mesin (rpm) dengan menggunakan elektromagnetik dan tanpa

elektromagnetik yang dipasangkan pada saluran bahan bakar. Dari hasil penelitian ini

menunjukan bahwa dengan pemasangan alat elektromagnetik di saluran bahan bakar

pada mesin diesel berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar sebesar 1,02 % pada

putaran mesin 2583 rpm, daya efektif dan daya indikator tetap meningkat saat putaran

mesin naik hingga mencapai 38,32 HP untuk daya efektif dan 45,08 HP untuk daya

indikator pada putaran 2583 rpm, dan efisiensi yang meningkat pula hingga mencapai

5.36% untuk efisiensi efektif dan 6.30% untuk efisiensi indikator pada putaran mesin

2583 rpm.

Patel dkk (2014), melakukan penelitian tentang efek dari medan magnet

terhadap unjuk kerja dan emisi dari mesin diesel 4 langkah 1 silinder. Pada

penelitiannya mereka menggunakan magnet permanen dengan kekuatan medan magnet

sebesar 2000 Gauss yang dipasang di saluran bahan bakar dengan kondisi beban yang

berbeda. Dengan pengaplikasian medan magnet pada saluran bahan bakar diperoleh

hasil persentase penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 8% pada beban terbesar,

persentase penurunan emisi gas buang seperti HC dan NOX masing-masing sekitar 30%

dan 27,7% serta penurunan emisi gas buang CO pada penggunaan medan magnet pada

kondisi beban terbesar. Selain itu, penggunaan medan magnet dengan kekuatan 2000

Gauss juga dapat menurunkan emisi CO2 dengan persentase sebesar 9,72% pada kondisi

beban rata-rata.

8

Ismawan dkk (2010), melakukan suatu penelitian mengenai pengaruh

pemasangan alat peningkat kualitas bahan bakar terhadap unjuk kerja dan konsumsi

bahan bakar spesifik motor bensin.Dalam penelitiannya dengan menggunakan sepeda

motor merek Yamaha Jupiter Z yang dipasang alat peningkat kualitas bahan bakar

merek Femax Combo pada putaran mesin 1500 rpm, 1750 rpm, 2000 rpm, 2250 rpm,

2500 rpm, 2750 rpm dan 3000 rpm, menunjukkan bahwa terjadi kenaikan daya dan

torsi, serta penurunan konsumsi bahan bakar spesifik, bila dibandingkan tanpa

pemakaian alat tersebut.

Hariyadi dkk (2011), melakuakan penelitian mengenai analisis hasil uji terap alat

penghemat bahan bakar yang dinamakan Electric Fuel Treatment (EFT) pada mesin

diesel genset berkapasitas 35 KVA dengan beban statis. Pengujian ini dilakukan dengan

konfigurasi pemasangan EFT , baik secara seri maupun parallel untuk mendapatkan

hasil efisiensi bahan bakar yang terbaik. Metode analisis yang dilakukan dengan

pendekatan uji teknis operasional secara langsung dengan membandingkan hasil

pengujian sebelum dilakukan pemasangan EFT dan hasil pengujian setelah dilakukan

pemasangan EFT. Hasil dari pengujuiannya menunjukan perolehan efisiensi

penggunaan bahan bakar rata-rata sebesar 6,58% pada beban 60% dan tejadinya

penurunan kadar efisiensi kadar emisi gas buang yaitu antara 20%-24%.

Salah satu tujuan penginduksian magnet pada bahan bakar adalah untuk

mempolarisasikan bahan bakar bensin, agar memiliki kecenderungan bermuatan polar

positif. Apabila hal ini dapat terlaksana, ketersediaan senyawa hidrokarbon dengan

oksigen akan lebih kuat dibandingkan dengan hidrokarbon tersebut dalam keadaan sama

sekali netral. Seperti diketahui, apabila suatu molekul bersifat polar negatif, maka

kecenderungan menarik molekul lain yang bersifat polar positif menjadi semakin kuat.

Hal ini meningkatkan proses oksidasi dan menyempurnakan pembakaran (Siregar,

2007).

Gambar 2.2 Pemecahan molekul hidrokarbon yang melewati medan magnet.

9

Gambar 2.2 menunjukkan ilustrasi pemecahan molekul hidrokarbon. Saat bahan

bakar keluar dari tangki bahan bakar hidrokarbon cenderung berkelompok. Tetapi

setelah mendapat induksi magnetik maka terjadi pemecahan hidrokarbon menjadi

bagianlebih kecil. Dengan memanfaatkan fluks medan magnet, pecahan molekul

hidrokarbon tersebut menjadi berjajar rapi menuju ruang bakar. Molekul-molekul

hidrokarbon yang berjajar rapi akan menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna

serta memberikan energi pada motor bakar yang optimal.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Motor bakar

Motor bakar merupakan salah satu jenis dari mesin kalor, yakni mesin yang

merubah energi panas untuk melakukan kerja mekanik. Energi diperoleh dari proses

pembakaran, proses pembakaran juga mengubah energi tersebut yang terjadi didalam

dan diluar mesin kalor. Mesin merupakan alat yang mengubah sumber tenaga panas,

listrik, air, angin, atau sumber tenaga lainya menjadi tenaga mekanik (Arismunandar,

1988).

Ada dua macam mesin kalor jika dilihat dari cara kerjanya, antara lain:

1. Mesin pembakaran dalam atau internal combustion engine (ICE), yaitu mesin yang

proses pembakarannya di dalam mesin itu sendiri dan langsung dipakai untuk

melakukan kerja mekanis. Contohnya mesin bensin, mesin diesel, dan lain-lain.

2. Mesin pembakaran luar atau external combustion engine (ECE), yaitu mesin yang

proses pembakarannya terjadi di luar mesin itu sendiri. Contohnya turbin uap,

turbin gas, dan lain-lain.

Adapun untuk jenis motor bakar berdasarkan jumlah putaran poros engkol

terbagi menjadi dua yaitu :

1. Motor bakar dua langkah ( two stroke engine )

Motor bakar dua langkah adalah proses dimana pada setiap siklus kerja dari

motor terjadi dalam dua langkah torak atau satu kali putaran poros engkol (3600 poros

engkol).

2. Motor bakar empat langkah ( four stroke engine )

Motor bakar empat langkah adalah proses dimana pada setiap siklus kerja dari

motor terjadi dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol (7200

poros engkol).

10

2.2.2 Motor bakar bensin

Motor bensin merupakan motor yang menggunakan bahan bakar bensin untuk

menghasilkan tenaga penggerak, bensin tersebut terbakar (setelah dicampur dengan

udara) untuk memperoleh tenaga panas dan tenaga panas tersebut diubah kedalam

bentuk tenaga penggerak sebagaimana dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 2.3 Mekanisme Piston dan Crankshaft.

Campuran udara dan bensin dihisap kedalam silinder, dimampatkan dengan

torak dibakar untuk memperoleh tenaga panas. Terbakarnya gas akan menaikkan suhu

dan tekanan. Torak bergerak naik turun didalam silinder menerima tekanan yang tinggi,

yang memungkinkan torak terdorong kebawah. Mesin ini juga dilengkapi dengan

pembuangan gas sisa pembakaran dan menyediakan campuran udara dan bensin pada

saat yang tepat agar torak dapat bekerja secara periodik. Kerja periodik yang dimulai

dari pemasukkan campuran udara dan bensin, kompresi, pembakaran dan pembuangan

sisa pembakaran dalam silinder itu disebut siklus mesin (Suriansyah, 2011).

Sistem bahan bakar pada sepeda motor terdiri dari sistem suplai bahan bakar dan

sistem penakar bahan bakar. Sistem suplai bahan bakar berfungsi mengalirkan bahan

bakar dari tangki ke sistem penakar bahan bakar. Sedangkan sistem penakar bahan

bakar berfungsi untuk menakar jumlah udara dan bahan bakar agar diperoleh campuran

udara–bahan bakar yang dapat dibakar dengan cepat dan sempurna di dalam silinder dan

juga berfungsi untuk atomisasi dan penyebar bahan bakar di dalam aliran udara

(Ismawan dkk, 2010).

11

2.2.3 Perinsip kerja motor bensin

Pada awalnya campuran udara dan bensin dihisap ke dalam silinder yang

kemudian dikompresikan oleh torak yang bergerak naik. Jika campuran udara dan

bensin terbakar seiring dengan adanya letikan bunga api dari busi, maka akan

menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di dalam silinder. Dari gerakan torak

yang turun naik yang kemudian dirubah menjadi gerak putar pada poros engkol melalui

batang torak (Mara, 2007).

Posisi tertinggi yang dicapai oleh torak di dalam silinder disebut titik mati atas

(TMA), dan posisi terendah yang dicapai torak disebut titik mati bawah (TMB). Jarak

bergeraknya torak antara TMA dan TMB disebut langkah torak (stroke). Campuran

udara dan bensin dihisap ke dalam silinder dan gas yang telah terbakar harus keluar dan

ini harus berlangsung secara tetap. Pekerjaan ini dilakukan dengan adanya gerakan

torak yang turun naik di dalam silinder. Proses menghisap campuran udara dan bensin

ke dalam silinder, mengkompresikan, membakarnya dan mengeluarkan gas bekas dari

silinder, disebut satu siklus.

Untuk lebih jelasnya tentang prinsip kerja mesin empat langkah dapat dilihat

pada gambar berikut :

Gambar 2.4 Siklus kerja mesin Four-stroke.

12

a. Intake Stroke

Langkah hisap (Intake Stroke) proses dimana piston mulai bergerak pada

posisi TC (Top Center) dan berakhir pada saat piston berada diposisi BC (Bottom

Center), yang menarik/hisap campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder.

Untuk meningkatkan massa campuran yg dimasukan, katup masuk terbuka sesaat

sebelum langkah dimulai dan tertutup setelah langkah berakhir.

b. Compression Stroke

Langkah kompresi (Compression Stroke) adalah proses ketika katup intake

dan exhaust tertutup kemudian campuran bahan bakar dan udara didalam silinder

ditekan. Pada akhir dari compression stroke, pembakaran dimulai dan diiringi dengan

meningkatnya tekanan pada silinder.

c. Power/expansion Stroke

Langkah daya (Power Stroke) proses dimana piston mulai bergerak dari TC

dan berakhir di BC pada kondisi temperatur dan tekanan yang tinggi, gas-gas

pembakaran menekan piston menuju kebawah dan memaksa crank untuk berputar.

d. Exhaust Stroke

Langkah buang (Exhaust Stroke) adalah proses pembuangan gas-gas sisa

pembakaran yang dikeluarkan dari ruang bakar. Hal ini bertujuan untuk memasukan

campuran bahan bakar dan udara yang baru menuju ruang bakar

Proses operasi motor empat langkah diatas secara berantai terus menerus terjadi

berulang kali sehingga terjadilah siklus kerja yang kontinyu. Dari keempat langkah

siklus operasi motor empat langkah, hanya ada satu langkah yang menghasilkan

kerja/usaha yang menjadi momen putar pada poros engkol (Heywood, 1988).

2.2.4 Pembakaran motor bensin

Pembakaran pada mesin SI (spark ignition) dimulai setelah penyalaan dari busi,

loncatan bunga api terjadi saat torak mencapai titik mati atas sewaktu langkah kompresi.

Panas pembakaran pada TMA diubah dalam bentuk kerja dengan efisiensi yang tinggi.

Efisiensi pembakaran yang tinggi akibat langkah kompresi juga dapat menurun akibat

penyalaan yang terlalu cepat dan sebaliknya. Hal tersebut disebabkan rendahnya

tekanan akibat pertambahan volume dan waktu penyebaran api yang terlalu lambat

(Anton, 2013).

13

Gambar 2.5 Urutan pembakaran siklus operasi pada mesin Spark-Ignition empat langkah.

Menjaga agar tinggi aliran campuran bahan bakar dan udara pada kecepatan

mesin yang tinggi, katup inlet terbuka sebelum mencapai TC, dan tertutup beberapa saat

setelah mencapai posisi BC. Selama proses intake, bahan bakar dan udara bercampur

didalam silinder dengan gas-gas sisa pembakaran yang masih tertinggal di ruang bakar

pada siklus sebelumnya. Setelah katup intake tertutup, campuran bahan bakar dan udara

didalam silinder ditekan sampai diatas tekanan atmosphere dan temperatur didalam

silinder menurun.

Pada sudut crank antara 10 dan 40 sebelum TC, busi memercikan api dan

memulai proses pembakaran. Durasi dari proses pembakaran sangan bervariasi sesuai

dengan design dan operasi mesin, tetapi pada umumnya antara 40 sampai 60 CAD

(Crank Angle Degree) seperti yang ditunjukan pada gambar 2.5. Sekitar 2/3 dari proses

langkah ekspansi, katup exhaust mulai terbuka. Tekanan silinder lebih besar

dibandingkan dengan tekanan pada exhaust manifold sehingga menyebabkan terjadinya

proses blowdown. Gas-gas yang telah terbakar mengalir menuju exhaust port dan

manifold sampai tekanan antara silinder dan exhaust pada kondisi setimbang. Durasi

pada proses ini tergantung pada pressure level didalam silinder. Kemudian piston

mendorong gas-gas yang telah terbakar dari silinder kedalam manifold pada proses

langkah buang. Katup exhaust terbuka sebelum berakhirnya langkah ekspansi untuk

memastikan proses blowdown tidak berlangsung lama pada proses langkah buang.

Katup exhaust tetap terbuka sampai beberapa saat setelah TC, intake terbuka beberapa

14

saat sebelum TC. Katup yang dibuka dan ditutup perlahan dapat menghindari bising dan

gesekan berlebih pada camshaft (Heywood, 1988).

2.2.5 Bahan bakar bensin (Premium)

Premium merupakan bahan bakar jenis bensin produk Pertamina yang berwarna

kuning dan bernilai oktan 88. Bensin premium biasanya digunakan pada mesin motor

dengan perbandingan kompresi 7:1 sampai dengan 9:1, namun tidak baik jika

digunakan pada motor bensin dengan kompresi tinggi karena dapat menyebabkan

detonasi. Detonasi disebabkan oleh angka oktan yang rendah dan jika dipakai terus

menerus dapat menyebabkan kerusakan pada komponen sepeda motor.

Pada motor pembakaran sebelum masuk ke ruang bakar bensin diubah dalam

bentuk kabut oleh karburator. Bensin terdiri dari campuran beberapa hidrokarbon hasil

sulingan dari produksi minyak mentah. Hidrokarbon paling dominan pada bensin adalah

oktana (C8H18). Angka oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan kemampuan

bertahan suatu bahan bakar terhadap detonasi. Bahan bakar dengan angka oktan yang

tinggi dapat dipakai pada motor dengan kompresi yang lebih tinggi dan akan

menghasilkan tenaga yang lebih tinggi Maka dari itu penggunaan bahan bakar dengan

oktan yang lebih tinggi akan mengurangi kemungkinan untuk terjadinya detonasi,

sehingga campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan bisa optimal dan tenaga

yang dihasilkan motor akan lebih besar serta konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit.

Sifat-sifat fisik bahan bakar diketahui adalah sebagai berikut :

a. Berat Jenis

Berat jenis adalah suatu perbandingan berat dari bahan bakar minyak

dengan berat dari air dengan volume dan suhu yang sama. Semakin kecil berat jenis

semakin baik kualitasnya karena lebih banyak mengandung bensin. Jika berat jenis

tinggi maka banyak mengandung lilin/aspal residu. Residu adalah ampas atau

endapan. Semakin banyak residu maka kualitas bahan bakar akan rendah yang

mengakibatkan proses pembakaran terjadi kurang sempurna akibat endapan yang

terlalu banyak dalam bahan bakar. Jika proses pembakaran kurang sempurna maka

daya yang dihasilkan juga tidak maksimal.

b. Nilai Kalor

Nilai kalor adalah jumlah panas yang dihasilkan jika 1 kg bahan bakar

terbakar secara sempurna. Nilai kalor adalah suatu kesanggupan bahan bakar untuk

15

memberikan energi panas untuk menghasilkan daya. Apabila nilai kalor suatu

bahan bakar tinggi maka panas yang dihasilkan oleh pembakaran akan tinggi. Akan

tetapi apabila nilai kalor bahan bakar rendah maka panas yang dihasilkan oleh

pembakaran akan rendah. Sehingga bahan bakar dengan nilai kalor yang tinggi

mampu memberikan energi panas yang tinggi untuk proses pembakaran yang

sempurna.

c. Penguapan

Penguapan adalah kemampuan bahan bakar untuk berubah dari bentuk cair

menjadi bentuk gas. Bahan bakar tidak boleh mempunyai nilai penguapan tinggi,

karena mengurangi keiritan bahan bakar. Bahan bakar yang mudah menguap akan

menghasilkan campuran bahan bakar dengan udara yang selalu kaya pada setiap

keadaan. Ada beberapa jenisnya bahan bakar bensin, yaitu : premium, pertamax dan

pertamax plus. Masing-masing jenis bahan bakar ini memiliki angka oktan yang

berbeda-beda.

Perbandingan udara bahan bakar teoritis mempunyai peranan penting dalam

memahami bagaimana campuran terbakar. Bila perbandingan satu campuran lebih

rendah daripada perbandingan teoritis, campuran akan terlalu gemuk dan pembakaran

akan menjadi kekurangan oksigen. Sebaliknya, bila perbandingan campuran lebih tinggi

dari perbandingan teoritis campuran akan menjadi terlalu kurus dan oksigen dalam

pembakaran terlalu banyak (Prabowo, 2015).

Berikut ini adalah karakteristik dari bahan bakar premium yang diproduksi oleh

pertamina.

Tabel 2.1 Spesifikasi bahan bakar bensin premium.

No Karakteristik Satuan Batasan

Min Maks

1 Bilangan Oktana

Angka Oktana Riset (RON) RON 88 -

2 Stabilitas Oksidasi menit 360 -

3 Kandungan sulfur % m/m - 0,05

4 Kandungan Timbal (Pb) gr/liter - 0,013

Injeksi timbal tidak diijinkan

5 Kandungan logam (Mn, Fe) mg/l Tidak terlacak

6 Kandungan oksigen % m/m - 2,7

7 Kandungan Olefin % v/v Dilaporkan

8 Kandungan Aromatik % v/v Dilaporkan

9 Kandungan Benzena % v/v Dilaporkan

16

10 Distilasi:

10% Vol. Penguapan ◦C - 74

50% Vol. Penguapan ◦C 75 125

90% Vol. Penguapan ◦C - 180

Titik didih akhir ◦C - 215

Residu % vol - 2

11 Sedimen mg/l - 1

12 Unwashed Gum mg/100 ml - 70

13 Washed Gun mg/100 ml - 5

14 Tekanan Uap kPa 45 69

15 Berat Jenis (pada suhu 15 ◦C) kg/m3 715 770

16 Warna Kuning

17 Kandungan Pewarna gr/100 l - 0,13

2.2.6 Prestasi mesin

Menurut Ismawan dkk (2010), prestasi mesin adalah kemampuan mesin ditinjau

dari daya dan torsinya terhadap putaran mesin. Selain itu akan dibahas mengenai

konsumsi bahan bakar spesifik motor bensin.

1. Perhitungan torsi

Torsi (gaya momen) adalah kecenderungan suatu gaya untuk memutar objek

pada titik proros atau sumbunya. Motor diberikan beban oleh rope-break sehingga

menghasilkan torsi gesekan (torsi disebabkan oleh gaya gesekan yang terjadi ketika dua

benda bersentuhan satu sama lain pada saat bergerak), yang menyebabkan perubahan

energi mekanik menjadi panas (Job, 2018).

Gambar 2.6: Sistem Rope Break

17

Nilai torsi dapat dihitung dengan mengalikan besarnya gaya gesek pada tali

dengan jari–jari pipa yang digunakan:

Mencari besarnya torsi dapat menggunakan persamaan :

T = F × r (N.m) (2-1)

Dengan :

T : Torsi (N.m)

F : Gaya tangensial stator (N)

r : Radius tenaga yang bekerja (m)

Mencari besarnya gaya :

F = (Q - G) . g (2-2)

Dimana :

F : Gaya tangensial stator (N)

Q : Indikasi massa (kg)

G : Indikasi dynamometer (kg)

g : Gravitasi (m/s2)

2. Daya efektif (Ne)

Besarnya daya efektif (Ne) akan tergantung dari besarnya torsi dan putaran yang

terjadi. Hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut (Heywood, 1988) :

Ne= 2 𝑥 𝜋 𝑥 𝑇 𝑥 𝑛

1000 (kW) (2-3)

Dengan :

Ne : Daya efektif (kW)

T : Torsi (N.m)

n : putaran mesin (rps)

Menurut Wie Sartika (2013), nampak perbedaan satuan tenaga mesin untuk

suatu jenis produk kendaraan. Satuan untuk tenaga mesin memang ada beberapa

macam, diantaranya:

KW : KiloWatt

PS : Pferdestarke (Bahasa Jerman)

PK : Paarden Kracht (Bahasa Belanda)

18

HP : Horse Power

DK : Daya Kuda (Bahasa Indonesia)

Dimana 1 kW = 1,34 DK dan sebaliknya 1 DK = 0,75 kW. Karena pada

spesifikasi mesin menggunakan Daya Kuda (DK), jadi daya efektif harus dikonversi

dari kW ke DK. Pada tabel berikut menunjukan beberapa konversi satuan daya.

Tabel 2.2 Konversi satuan daya.

KW HP DK PS PK

KW 1 1,34 1,34 1,36 1,36

HP 0,75 1 1 1,01 1,01

DK 0,75 1 1 1,01 1,01

PS 0,74 0,99 0,99 1 1

PK 0,74 0,99 0,99 1 1

3. Perhitungan Fuel Consumtion (FC)

Fuel consumption merupakan ukuran pemakaian bahan bakar yang digunakan

untuk menjalankan suatu mesin selama priode waktu tertentu, dan biasanya diukur

dalam satuan berat bahan bakar per satuan waktu. Besarnya fuel consumption (FC)

bensin dapat dihitung dengan persamaan (Hamid, 2015) :

)(liter/jam1000

3600Vf

tFC

(2-4)

Dengan :

FC : Fuel Consumption (liter/ jam)

Vf : Volume pemakaian bahan bakar bensin, (mL)

t : Waktu yang digunakan untuk mengkonsumsi bahan bakar, (detik)

4. Specific Fuel Consumption Effective (SFCE)

Konsumsi bahan bakar efektif atau specific fuel consumption effective (SFCe)

ditentukan dengan persamaan (Arismunandar 1988):

SFCe = FC

Ne (2-5)

Dengan :

FC :Penggunaan bahan bakar pada kondisi tertentu, (kg/jam)

Ne :Daya efektif, (DK)

19

SFCe sebagai parameter yang biasa dipakai sebagai ukuran ekonomi pemakaian

bahan bakar yang dipakai per jam untuk setiap daya yang dihasilkan. Harga SFCe yang

lebih rendah menyatakan efisiensi yang lebih tinggi.

2.2.7 Elektromagnet

Pada tahun 1820, seorang ilmuwan berkebangsaan Denmark, Hans Christian

Oersted (1777 - 1851) menemukan bahwa terjadi penyimpangan pada jarum kompas

ketika didekatkan pada kawat berarus listrik. Hal ini menunjukkan, arus di dalam

sebuah kawat dapat menghasilkan efek-efek magnetik. Dapat disimpulkan, bahwa di

sekitar arus listrik terdapat medan magnetik.

Garis-garis medan magnetik yang dihasilkan oleh arus pada kawat lurus

membentuk lingkaran dengan kawat pada pusatnya. Untuk mengetahui arah garis-garis

medan magnetik dapat menggunakan suatu metode yaitu dengan kaidah tangan kanan,

seperti yang terlihat pada Gambar 2.13 Ibu jari menunjukkan arah arus konvensional,

sedangkan keempat jari lain yang melingkari kawat menunjukkan arah medan magnetik.

Pemagnetan suatu bahan oleh medan magnet luar disebut induksi. Induksi

magnetik sering didefinisikan sebagai timbulnya medan magnetik akibat arus listrik

yang mengalir dalam suatu penghantar. Oersted menemukan bahwa arus listrik

menghasilkan medan magnetik. Selanjutnya, secara teoritis Laplace (1749 - 1827)

menyatakan bahwa kuat medan magnetik atau induksi magnetik di sekitar arus listrik:

a. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik,

b. Berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar,

c. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak suatu titik dari kawat penghantar

tersebut,

d. Arah induksi magnet tersebut tegak lurus dengan bidang yang dilalui arus

listrik.

2.2.8 Induksi Elektromagnetik

Pada tahun 1830-an beberapa eksperimen perintis induksi secara magnetik

dilakukan di Inggris oleh Michael Faraday dan Joseph Henry (1797-1878)

berkebangsaan Amerika, percobaannya mengenai sebuah kawat yang disambungkan ke

sebuah galvanometer. Untuk membuktikan kebenaran hipotesisnya, Faraday melakukan

percobaan yang ditunjukkan pada Gambar 2.7, bahwa gerakan magnet didalam

20

kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet

digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika

magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang. Kemudian

kutub utara digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri.

Penyimpangan jarum galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung

kumparan terdapat arus listrik.

Gambar 2.7 Percobaan Michael Faraday

Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi

elektromagnetik. Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya

gerak listrik (GGL) induksi. GGL induksi terjadi jika kutub utara magnet didekatkan ke

kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan semakin banyak. Perubahan

jumlah garis gaya inilah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum

galvanometer. Hal yang sama juga akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari

kumparan, namun arah simpangan jarum galvanometer akan berlawanan dengan

penyimpangan semula. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya

GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.

Menurut Faraday besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan

laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Fluks magnetik merupakan

banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang. Dengan kata lain, semakin

cepat terjadinya perubahan fluks magnet, maka semakin besar GGL induksi yang

ditimbulkan. Besarnya tegangan induksi dinyatakan dalam persamaan:

ℰ induksi = -N𝑑ɸ

𝑑𝑡 (2-6)

Dengan,

εinduksi = GGL induksi (V)

N = Jumlah lilitan

dɸ = Perubahan garis gaya (weber)

dt = Selang waktu (detik)

21

Fluks magnetik (ɸ) adalah kerapatan garis gaya dalam medan magnet. Fluks

manetik yang berada pada permukaan yang lebih luas, kerapatan garis gaya dalam

magnet menjadi rendah dan kuat medan magnet (B) menjadi lebih lemah. Sedangkan

pada permukaan (A) yang lebih sempit kerapatan garis gaya dalam magnet menjadi kuat

dan kuat medan magnetik (B) menjadi lebih tinggi. Fluks magnetik pada dua koil

ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Fluks Magnetik Pada Dua Koil

Pada elektromagnetik terdapat dua jenis tipe gulungan yaitu tipe gulungan

Solenoid yang didefinisikan sebagai sebuah kumparan dari kawat yang diameternya

sangat kecil dibanding panjangnya.

Gambar 2.9: Medan magnet pada solenoid

Solenoid panjang yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran dinamakan

tipe gulungan toroid. Jenis tipe gulungan toroid bisa menghasilkan medan magnet yang

lebih kuat, sehingga induktor toroid dapat menghemat jumlah lilitan dalam pembuatan

induktor dengan bentuk toroid. Juga karena toroid umumnya menggunakan inti (cord)

yang melingkar, maka medan induksinya tertutup dan relative tidak menginduksi

22

komponen lain yang berdekatan di dalam satu PCB (Departemen pendidikan nasional,

2018).

Gambar 2.10 Toroid coil

Besarnya fluks magnetik yang ada pada toroid coil dapat ditentuka dengan

persamaan berikut (Bansal, 2006).

𝐵 =𝜇0𝑁𝐼

2𝜋𝑟 (2-7)

Dimana,

𝐵 = Fluks magnetik (T)

𝜇ₒ = Permeability ruang hampa

𝑁 = Jumlah lilitan

𝐼 = Arus yang mengalir (A)

𝑟 = jarak dari pusat toroid

2.2.9 Induktor solenoida

Induktor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghasilkan

medan magnetik, tegangan induksi atau arus induksi. Induktor bekerja menurut hukum

Faraday. Induktor tidak lain adalah lilitan kawat pada sebuah coker atau inti logam.

Pada saat arus listrik (i) melewati lilitan kawat ini, maka akan timbul fluks magnetik

(NΦ) disekitar induktor yang besarnya proporsional dengan kuat arus listrik yang

melewatinya. Gambar berikut ini menunjukan macam-macam induktor yang sering

dijumpai dalam komponen elektronika.

Jika kawat berarus dibuat melingkar-lingkar membentuk kumparan, medan

magnet yang dihasilkan oleh tiap-tiap lingkaran kawat saling memperkuat. Sebagai

hasilnya, di dalam kumparan dan di kedua ujungnya terdapat medan magnet yang kuat.

23

Kumparan kawat yang panjang dan terdiri atas banyak lilitan disebut solenoid. Pada

tegangan DC, garis-garis gaya magnet akan terjadi pada saat arus listrik mengalir

melalui kawat. Bila kita mengalirkan arus melalui coil (kumparan) yang dibuat dari

kawat yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama yang

membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-

garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam

kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut.

Solenoid adalah induktor yang terdiri gulungan kawat yang kadang didalamnya

dimasukkan sebuah batang besi berbentuk silinder sebagai dengan tujuan memperkuat

medan magnet yang dihasilkannya. Solenoid digunakan dalam banyak perangkat

elektronika seperti, bel pintu atau pengeras suara. Secara skematik bentuk dari solenoid

dapat dilihat pada gambar 2.11 dimana solenoid terdiri dari N buah lilitan kawat berarus

listrik I, medan magnet yang dihasilkan memiliki arah seperti pada gambar dibawah ini,

dimana kutub utara magnet mengikuti aturan tangan kanan.

Gambar 2.11 Konstruksi induktor solenoid.

Arus yang melewati sebuah induktor akan menghasilkan medan magnet yang

besarnya berbanding lurus dengan arus listrik yang mengalir. Tidak seperti kapasitor

yang terjadi perubahan kenaikan tegangan pada kedua lempeng konduktor ketika

sedang diisi muatan listrik, pada konduktor justru timbul perubahan kenaikkan arus

listrik ketika diberi tegangan listrik, perubahan kenaikan arus listrik ini menciptakan

induksi energi di dalam medan magnet. Dengan kata lain induktor mengatur perubahan

arus listrik dan dengan tidak mengubah tegangan listrik. Kemampuan induktor ini

disebut induktansi induktor dengan satuan Henry (H) dan diberi simbol L. Untuk ukuran

yang lebih kecil biasanya dinyatakan dalam satuan miliHenry (mH), mikroHenry (µH),

nanoHenry (nH) dan picoHenry (pH).

24

a. Arus listrik pada konduktor solenoid

jika sebuah induktor dialiri arus listrik (DC) maka akan timbul induksi medan

listrik pada setiap lilitan kawatnya dengan arah yang sama hal ini disebut induksi diri

(self induction), besar akumulasi induksi medan listrik tiap lilitan kawat pada induktor

disebut fluks magnetik. Kuat medan magnet yang ditimbulkan akibat medan listrik pada

induktor berubah-ubah terhadap waktu, perubahan ini mengakibatkan timbulnya induksi

gaya gerak listrik (GGL) atau sering disebut "electromotive force" (emf).

b. Induktansi Diri (Self Inductance) sebuah inductor

Induktor menghasilkan induksi dengan cara membangkitkan induksi emf

(electro magnetic force) di dalam induktor itu sendiri akibat dari adanya perubahan

medan magnet. Di dalam rangkaian elektronika, ketika terjadi induksi emf di dalam

rangkaian, maka akan terjadi perubahan arus listrik yang disebut induksi diri, Induksi

diri induktor sering disebut emf (tegangan) balik. Tegangan balik induktor ini memiliki

arah yang berlawanan. Induktansi diri kumparan dapat ditulis secara matematik

(Djukarna, 2014) :

𝐿 = 𝑁Φ

𝑖 (2-8)

Di mana L adalah induksi diri (Henry), N : banyaknya lilitan, Φ : fluk medan

magnet (Weber) dan i adalah kuat arus listrik (A). Persamaan ini berlaku hanya untuk

induktor dengan 1 lapisan lilitan kawat. Dengan demikian kerapatan fluks magnet dapat

di nyatakan dengan ;

Φ = B.A (2-9)

Maka induktansi kumparan induktor dapat ditulis ulang menjadi :

(2-10)

Untuk memperbesar kuat medan magnet digunakan suatu koil N lilit seperti

yang dikonstruksikan dalam gambar 2.12a. Koil dibentuk dengan melilitkan suatu

kawat kumparan di sekeliling konduktor berinti besi. Kuat medan magnet berbanding

lurus dengan jumlah lilitan maupun besar arus yang mengalir (Anonim, 2013).

https://djukarna.wordpress.com/2014/10/24/teori-dasar-induktor/rumus-induktor-9/

25

Gambar 2.12 Lilitan elektromagnetik.

Keterangan :

B = Induksi magnet (Wb/m2)= Tesla

L = Induktansi induktor (Henry)

N = Jumlah lilitan solenoid

I = Kuat arus listrik (A)

L = Panjang solenoida (m)

𝜇0 = Permeability 4π x10−7 Wb/Am

Φ = Fluks medan magnet ( W)

2.2.10 Magnet

Dalam kehidupan sehari-hari, seringkali kali kita menemukan benda yang

disebut dengan “magnet”, baik dalam piranti eletronika maupun barang-barang rumah

tangga lainnya. Hal ini dikarenakan kerja alat-alat tersebut sangat bergantung pada

keberadaan magnet.

Magnet adalah suatu benda atau bahan yang dapat menghasilkan atau

menimbulkan garis-garis gaya magnet, sehingga dapat menarik besi, baja, atau benda-

benda lainnya. Ditinjau dari proses pembuatan, magnet dibedakan menjadi dua macam

yaitu magnet alam dan magnet buatan. Kemagnetan suatu bahan ditentukan oleh spin

elektron dan gerak elektron mengelilingi inti. Spin elektron membentuk momen

magnetik yang merupakan magnet-magnet kecil. Spin elektron tersebut berpasangan

dan tidak menimbulkan sifat kemagnetan, karena arah spinnya berlawanan sehingga

saling meniadakan. Spin elektron yang tidak berpasangan bersifat sebagai magnet

ksecil. Sebuah magnet merupakan gabungan dari spin elektron (magnet-magnet kecil)

yang arah spin utara dan selatannya sama (Departemen pendidikan nasional, 2008).

Menurut Ismawan dkk (2010), macam-macam bahan ditinjau dari sifat

a

U

I

S

b

26

kemagnetannya ada tiga macam, yaitu:

a. Feromagnetik adalah bahan yang menimbulkan sifat kemagnetan yang kuat di

bawah pengaruh medan magnet dari luar.

b. Paramagnetik adalah bahan yang menunjukkan sifat kemagnetan lemah dibawah

pengaruh medan magnet dari luar.

c. Diamagnetik adalah bahan yang sedikit melawan pengaruh sifat kemagnetan

dari pengaruh medan magnet dari luar.

Elektromagnet adalah prinsip pembangkitan magnet menggunakan arus listrik,

yang dibuat dengan cara melilitkan kawat pada suatu logam konduktor seperti besi atau

baja kemudian dialirkan dengan arus listrik. Elektromagnetik merupakan peristiwa

berubahnya besi atau baja yang berada didalam kumparan berarus listrik menjadi

sebuah magnet. Elektromagnet bersifat sementara atau permanen dan hanya mempunyai

daya magnet selama di aliri arus listrik. Begitu arus listtrik dimatikan, elektromgnet

akan kehilangan daya magnetisnya.

Menurut percobaan Oersted tentang medan magnet oleh arus listrik bahwa

magnet yang berada dekat dengan suatu penghantar yang dialiri arus listrik akan

merubah kedudukannya.

a. Kaidah tangan kanan Ampere

Gambar 2.13 Kaidah tangan kanan.

Kalau suatu kompas ditempatkan diatas telapak tangan yang kemudian terdapat

arus listrik ( I ) dari pergelangan menuju ke ujung jari maka ujung kutub utara kompas

akan menyimpang serarah dengan ibu jari.

27

b. Kaidah Kotrex Maxwell

Jika arah arus listrik menunjukan arah maju kotrex, maka arah garis gaya magnet

yang ditimbulkan menunjukkan arah putar kotrex. Jika arah arus menunjukan arah putar

kotrex, maka arah garis gaya magnet yang ditimbulkan menunjukan arah maju kotrex.

Gambar 2.14 Kaidah kotrex Maxwell.

Kaidah Maxwell dapat pula ditentukan dengan kaidah tangan kanan yaitu

sebagai berikut :

Arah ibu jari menggambarkan arah arus listrik.dan arah lipatan keempat jari

lainnya menunjukan arah putaran gaya magnet.

Gambar 2.15 Kaidah tangan kanan Maxwell.

Gaya yang dialami kutub magnet karena pengaruh arus listrik disebut gaya Bio-

Savart. Sebaliknya suatu kawat berarus listrik ditempatkan didalam medan magnet,

ternyata kawat berarus itu ada kemungkinan dipengaruhi gaya yang di sebut gaya

Lorenzt. Jadi gaya Lorenz ini merupakan reaksi gaya Bio-Savart.

28

Gambar 2.16 Reaksi gaya Bio-Savart.

Jika kawat AB dipatrikan pada titik A dan B dan kutub magnet utara (U) diberi

kebebasan bergerak maka jika kawat AB berarus seperti pada gambar kutub utara (U)

yang berada di bawah kawat AB akan bergerak ke kiri karena pengaruh gaya Bio-

Savart. Atau sebaliknya. Jadi gaya Lorenzt adalah gaya yang timbul pada suatu arus

listrik yang berada pada suatu medan magnet. Arah gaya Lorenzt ditentukan dengan

kaidah tangan kiri sebagai berikut :

Jika suatu arus berada diantara suatu kutub utara magnet dan tapak tangan kiri

sedangkan arus listrik seakan-akan berjalan dari pergelangan ke jari-jari tangan, maka

arah gaya Lorenz ini mengarah ke ibu jari tangan kiri”. Arah gaya lorenz dapat juga

ditentukan dengan tiga jari tangan kiri (ibu jari) telunjuk dan jari tengah yang

dibentangkan saling tegak lurs satu sama lain (Fuhaid, 2011).

a. Arah gaya lorenzt ditunjukan oleh ibu jari

b. Arah medan magnet ditunjukan oleh jari telunjuk

c. Arah arus listrik ditunjukan oleh jari tengah

Gambar 2.17 Arah gaya Lorenz.

U

FL

FBS

V

Keterangan:

V : Tegangan sumber

U : Kutub utara kompas

FBS : Gaya Bio-Savart

FL :Gaya Lorenz

29

2.2.11 Efek kemagnetan terhadap bahan bakar bensin

Syarat utama proses pembakaran adalah bahan-bakar yang bercampur dengan

baik dengan udara dan tercapainya suhu pembakaran. Pada motor bensin proses

pencampuran bahan-bakar dengan udara terjadi pada karburator. Pada karburator bahan

bakar disuplai dari tangki bahan bakar, dan udara dihisap dari lingkungan setelah

melewati saringan udara. Bahan bakar bensi adalah zat cair yang di hasilkan dari hasil

pemurnian minyak bumi dan mengandung unsur karbon (C) dan hydrogen (H).

Pada saat bahan bakar berada dalam tangki bahan bakarnya, molekul

hidrokarbon yang merupakan penyusun utama bahan bakar cenderung untuk saling

tertarik satu sama lain, membentuk molekul-molekul yang berkelompok (clustering).

Pengelompokan ini akan menyebabkan molekul-molekul hidrokarbon tidak saling

terpisah atau tidak terdapat cukup waktu untuk saling berpisah pada saat bereaksi

dengan oksigen di ruang bakar.

Coulomb menemukan adanya gaya medan magnet yang dihasilkan diantara dua

kutub berbeda. Kemudian teori berkembang lebih ke arah molekuler dan

dikembangkan oleh Ewing yang mengemukakan teori bahwa ”molekul suatu zat benda,

telah mengandung potensi magnet dengan masing-masing kutub N (utara) dan S

(selatan). Pada keadaan tidak termagnetisasi, molekul kecil magnet berada dalam

bentuk tidak beraturan. Dan jika dipengaruhi medan magnet pada partikelnya, maka

molekul tersebut mempunyai gaya magnet untuk bergerak dan menyesuaikan kutub

magnet dengan indikasi magnet yang diberikan (Umaternate dkk,2007).

Penggunaan magnet ditujukan untuk membantu proses ionisasi pada bahan

bakar. Proses ionisasi diperlukan agar bahan bakar lebih mudah mengikat oksigen

selama proses pembakaran dan mengurangi produk hidrokarbon yang tidak terbakar

dalam proses pembakaran bahan bakar. Hal ini disebabkan oleh ukuran struktur molekul

bahan bakar akan berubah menjadi ikatan yang lebih kecil akibat magnetisasi . Ukuran

molekul yang lebih kecil ini secara langsung akan berakibat pada semakin mudahnya

proses pembakaran dalam ruang bakar. Dengan kata lain proses magnetisasi pada bahan

bakar akan membuat pembakaran lebih sempurna.

30

Gambar 2.18 Pengaruh medan magnet terhadap bahan bakar.

Bahan bakar masuk kedalam ruang magnet dari arah kiri seperti yang terlihat

pada gambar 2.18. Pemberian suatu medan magnet pada molekul hidrokarbon tersebut

menyebabkan penolakan penolakan antar molekul hidrokarbon (declustering), sehingga

terbentuk jarak yang optimal antara molekul hidrokarbon dan melemahkan ikatan antara

atom H-C dan mudah tertarik dengan oksigen pada proses pembakarannya. Dengan

terjadinya seperti hal atas, maka bahan bakar yang terkena efek kemagnetan akan

menjadi semakin reaktif dalam proses pembakaran yang sempurna di ruang

pembakaran, sehingga akan mempengaruhi unjuk kerja mesin yang semakin meningkat

(Ismawan dkk, 2010).

31

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen atau

percobaan. Jenis metode penelitian ini dapat dipakai untuk menguji suatu perlakuan

atau desain baru dengan membandingkan satu atau lebih kelompok pengujian dengan

perlakuan dan tanpa perlakuan.

3.2 Variabel Penelitian

Dalam penelitian ini ada dua macam variabel, yaitu :

1. Variabel terikat

Variabel terikat merupakan variabel yang dijadikan perhatian utama dalam

pelaksanaan penelitian yang dimana dalam permasalahan yang diangkat

diharapkan didapatkannya informasi dari variabel tersebut.

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah:

a. Torsi

b. Daya efektif

c. Specific fuel consumption effective (SFCe)

2. Variabel bebas

Variabel bebas merupakan variable yang menjadi pengaruh terhadap

variabel terikat. Adapun variabel bebas pada penelitian ini adalah:

a. Variasi tipe lilitan kawat tembaga pada alat magnetisasi bahan bakar yakni

jenis lilitan solenoid dan toroid.

b. Variasi putaran mesin yakni dengan variasi 1500 rpm, 3000 rpm, 4500 rpm

dan 6000 rpm (± 100 rpm).

3.3 Alat dan Bahan Penelitian

Peralatan-peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut ;

1. Kawat kumparan dengan diameter 0,7 mm dan panjang 80 m.

32

a. Kumparan jenis solenoid

Kawat kumparan tembaga ini dipergunakan untuk membuat kumparan

magnet pada alat penelitian.

Gambar 3.1 Kawat kumparan jenis solenoid.

b. Kumparan jenis Toroid

Kawat kumparan akan juga akan digunakan dalam penelitian ini adalah

dengan jenis lilitan toroid seperti gambar berikut.

Gambar 3.2 Kawat kumparan jenis toroid.

2. Pipa dengan diameter 3/8 in.

Pipa ini digunakan sebagai induktor , yaitu tempat untuk melilitkan kawat

kumparan.

Gambar3.3 Pipa induktor.

33

3. Sepeda motor bensin empat langkah Honda Astrea Prima 100 cc dengan

spesifikasi sebagai berikut:

Tipe : Mesin OHC, 4 langkah, pendingin udara

Susunan silinder : satu silinder, kemiringan 80º dari vertikal

Diameter x langkah : 50 x 49,5 mm

Perbandingan kompresi : 8,8 : 1

Daya maksimum : 7,5 DK / 8.000 rpm (JIS)

Torsi maksimum : 0,74 kgf.m / 6.000 rpm

Perbandingan gigi : Gigi 1 4,058 (69/17)

Gigi 2 2,833 (34/12)

Gigi 3 1,238 (26/21)

Gigi 4 0,958 (23/24)

4. Buret

Buret ini dipergunakan untuk mengukur jumlah konsumsi bahan bakar

pada saat melakukan melakukan penelitian.

Gambar 3.4 Gelas ukur.

5. Alat ukur Tesla meter

Tesla meter digunakan untuk mengukur besar medan magnet yang

dihasilkan pada alat penelitian.

Gambar 3.5 Tesla meter.

34

6. Alat ukur putaran mesin (tacho meter)

Alat ukur putaran mesin ini digunakan untuk mengukur nilai putaran pada

mesin untuk mendukung dalam memperoleh data penelitian.

Gambar 3.6 Tachometer.

7. Neraca pegas

Neraca pegas digunakan untuk mengukur besarnya gaya pengereman

sehingga dapat menghitung besarnya harga torsi yang dihasilkan oleh mesin.

Gambar 3.7 Neraca pegas.

8. Alat ukur waktu (stopwatch)

Alat ukur ini digunakan untuk menghitung waktu konsumsi bahan bakar

pada saat melakukan penelitian pada mesin untuk setiap variasi penelitian.

Gambar 3.8 Stopwatch.

35

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Persiapan pembuatan alat

Persiapan pembuatan alat yang dimaksud adalah membuat alat elektromagnet

dengan panjang dan diameter kawat yang sudah ditentukan pada penelitian ini. Adapun

alat-alat yang dibuat dan akan digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

a. Pembuatan induktor solenoid electromagnet dengan cara melilitkan kawat

kumparan pada pipa induktor dengan panjang dan diameter kawat yang sudah

ditentukan yaitu masing-masing 80 m dan 0,7 mm, dengan memanfaatkan sumber

tegangan dari bateray (accu) 12 volt yang ada pada motor.

Gambar 3.9 Pembuatan alat magnetisasi jenis solenoid.

Keterangan ;

1. Kawat kumparan

2. Pipa induktor

3. Saluran bahan bakar

b. Pembuatan induktor toroid elektromagnet dengan cara melilitkan kawat tembaga

pada inti besi (core) yang berbentuk lingkaran dengan panjang kawat 80 m dan

diameter kawat 0,7 mm, arus dan tegangan yang digunakan untuk membangkitkan

medan magnet pada induktor ini diperoleh dari bateray (accu) yang terdapat pada

motor.

Gambar 3.10 Pembuatan alat magnetasi jenis toroid.

36

3.4.2 Pengujian

a. Mesin dipanaskan selama 3-4 menit sebelum dilakukan pengujian. Hal ini

dilakukan untuk menormalkan kerja dari mesin tersebut.

b. Mempersiapkan alat-alat pengujian.

c. Melakukan pengujian gaya pengereman dan konsumsi bahan bakar tanpa

menggunakan alat magnetisasi bahan bakar sebagai perbandingan unjuk kerja.

d. Mematikan mesin, kemudian memasang alat magnetisasi diantara filter bahan

bakar dan inlet karburator.

e. Menghubungkan putaran mesin menuju sprocket depan pada perseneling yang

ditentukan yakni perseneling 4.

f. Menaikkan putaran mesin sampai tercapainya putaran yang sudah ditentukan

yakni 1500 rpm, 3500 rpm 4500, dan 6000 rpm (± 100 rpm).

g. Mencari faktor koreksi

Mengkalibrasi mesin kendaraan untuk meningkatkan keabsahan data

yang didapat pada saat penelitian, serta hasil yang didapat diharapkan berupa

data yang sesuai dengan standar spesifik pada mesin tersebut. Kalibrasi pada

mesin ini untuk membandingkan torsi spesifikasi pabrik dengan torsi hasil

pengukuran, sehingga didapatkanlah hasil koreksi yang disebut faktor koreksi

(C).

CTT

T

TC

pengukuranispesifikas

pengukuran

ispesifikas

h. Sebelum melakukan pengambilan data torsi pada kendaraan uji motor bensin

Honda Astrea Grand 100 cc terlebih dahulu dilakukan kalibrasi terhadap alat

ukur torsi dengan cara mengalikan gaya pengereman terhadap panjang lengan

alat ukur torsi tersebut sehingga didapat torsi pengukuran.

i. Sebelum melakukan pengambilan data torsi pada kendaraan uji motor bensin

Pengujian gaya pengereman dan konsumsi bahan bakar yang merupakan bagian

dari variabel penelitian dilakukan sebanyak lima kali pengulangan.

j. Untuk setiap variasi tipe lilitan alat magnetisasi bahan bakar diaplikasikan ke

semua variasi putaran mesin.

k. Mencatat besarnya gaya pengereman dan konsumsi bahan bakar yang didapat.

37

l. Tahap perhitungan dan analisa data berdasarkan data gaya pengereman dan

konsumsi bahan bakar maka dilakukan pengolahan data.

m. Dari data yang didapat akan dilakukan analisa dengan analisis Standar

Deviation (SD) dan Standard Deviation of the Mean (SDOM), untuk

mengetahui nilai sebaran data pada sebuah sampel data dan seberapa dekat

setiap titik data individu dengan nilai rata-rata data (Taylor, 1997).

1. Standar Deviation

𝜎𝑥 = √1

𝑁−1∑(𝑋𝑖 − Ẍ)2

2. Standard Deviation of the Mean

𝜎Ẍ = 𝜎𝑥

√𝑁⁄

Ket: 𝜎𝑥 = Standar Deviation

𝜎Ẍ = Standard Deviation of the Mean

N = Jumlah data

𝑋𝑖 = Nilai data ke i

Ẍ = Nilai rata-rata

38

3.5 Susunan Alat Pengujian

Gambar 3.11 Susunan alat uji.

Keterangan ;

1. Gelas ukur

2. Selang minyak (saluran bahan bakar)

3. Filter Bensin

4. Alat Magnetisasi Bahan Bakar

5. Karburator

6. Intake manifold

7. Ruang Bakar Bahan Bakar

39

3.6 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.12 Diagram alir penelitian.

Pencarian dan pengumpulan Referensi

Pengujian Torsi dan FC

1. Tanpa alat magnetasi.

2. Menggunakan lilitan elektromagnetik jenis solenoid.

3. Menggunakan lilitan elektromagnetik jenis toroid.

Putaran mesin (rpm) : 𝑛1 = 1500 rpm, 𝑛2 = 3000 rpm,

𝑛3 = 4500 rpm dan 𝑛4 = 6000 rpm

Mulai

Persiapan :

Pemasangan Alat dan Bahan

Selesai

Gaya Pengereman

Data Fuel

Consumption

Analisa data

Kesimpulan

dan Saran

40

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Data dan Analisa Data

Sebelum melakukan pengambilan data pada saat penelitian, terlebih dahulu

dilakukan kalibrasi terhadap alat ukur torsi dengan cara mengalikan gaya pengereman

terhadap diameter luar pipa yang digunakan untuk mengetahui seberapa besar gaya

pengereman sehingga didapat torsi pengukuran yang diperoleh melalui perkalian antara

gaya pengereman dengan jari-jari pipa yang digunakan tersebut. Pada proses kalibrasi

dilakukan sebanyak lima kali pengulangan bertujuan agar data yang diperoleh lebih

akurat. Pengambilan data gaya pengereman dilakukan pada putaran mesin 6000 rpm

sesuai dengan spesifikasi standar torsi maksimum (0,74 kgf.m/6000 rpm atau 7,26

N.m/6000 rpm) mesin yang digunakan pada saat pengujian. Berikut adalah hasil

pengambilan data kalibrasi yang dilakukan tanpa penggunaan alat magnetasi yang dapat

dilihat pada lampiran 1 pada putaran mesin 6000 rpm. Pada data besar nilai Q dicari

melalui berapa percobaan dari berat 9 kg sampai dengan 15 kg agar diperoleh nilai

faktor koreksi hampir mendekati nilai 1. Setelah melalui beberapa percobaan berat di

atas maka selanjutnya dihitung (menggunakan persamaan 2-2) dari masing-masing berat

tersebut kemudian di tentukan berat manakah yang hampir mendekati nilai faktor

koreksi (C), dari perhitungan tersebut maka didapatkan nilai Q yang mendekati nilai

faktor koreksi adalah 14 kg. Sedangkan besar nilai G didapat pada lima kali

pengulangan yaitu sebesar 0,81 kg, 0,78 kg, 0,85 kg, 0,86 kg, dan 0,79 kg. Besar gaya

pengereman dapat dicari dengan persamaan 2-2 adalah sebagai berikut:

F = (Q – G) x g

F = (14 – 0,81) kg x 9,81 m/s2

F = 129,39 N

Hasil perhitungan besar gaya selanjutnya dapat dilihat pada data dibawah ini.

1. 129,39 N 3. 129,00 N 5. 129,59 N

2. 129,69 N 4. 128,90 N

Dari hasil pengambilan data gaya pengereman di atas maka diperoleh rata-rata

gaya pengereman adalah sebesar 129,32 N pada putaran 6000 rpm. Sehingga torsi

pengukuran dapat dihitung dengan persamaan:

41

Tpengukuran = F x r

Tpengukuran = 129,32 (N) x 0,05715 (m)

Tpengukuran = 7,39 N.m

Faktor koreksi (C) di dapat dengan cara membagi nilai torsi spesifikasi standar pada

mesin pengujian dengan data torsi yang diperoleh dari proses pengukuran. Diketahui

Torsi Maksimum pada mesin pengujian yaitu sebesar 7,26 N.m/6000 rpm sehingga

didapat hasil perhitungan sebagai berikut.

𝐶 = 𝑇𝑠𝑝𝑒𝑠𝑖𝑓𝑖𝑘𝑎𝑠𝑖

𝑇𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛

𝐶 = 7,26 𝑁. 𝑚

7,39 𝑁. 𝑚

𝐶 = 0,98

4.1.1 Perhitungan Torsi

Besar nilai torsi yang dihasilkan oleh mesin uji dapat diketahui dengan cara

mengalikan antara gaya pengereman, jari-jari pipa uji dan faktor koreksi dari data yang

telah diperoleh sebelumnya.

Sebagai contoh perhitungan dapat diambil data pada lampiran 1 untuk putaran

1500 rpm pada mesin tanpa penggunaan magnetasi bahan bakar sebagai berikut:

F = 11,81 N

r = 0,05715 m

Dari data F dan r diatas akan diperoleh nilai torsi mesin dengan menggunakan

persamaaan berikut:

𝑇 = 𝐹 𝑥 𝑟 𝑥 𝐶

𝑇 = 11,81 (N)𝑥 0,05715 (m) 𝑥 0,98

𝑇 = 0,66 𝑁. 𝑚

Hasil perhitungan torsi menyeluruh dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Data hasil perhitungan torsi (N.m)

Putaran (rpm) Iterasi ke- Tipe Lilitan

Standar Solenoid Toroid

1500

1 0.65 1.52 0.85

2 0.66 0.92 0.90

3 0.58 0.99 0.83

4 0.69 0.98 0.82

5 0.73 0.95 0.92

42

Rata-rata 0.66 1.07 0.86

3000

1 6.94 7.15 7.00

2 6.96 7.04 6.93

3 6.86 7.10 6.88

4 6.80 7.09 6.86

5 6.88 7.08 6.93

Rata-rata 6.89 7.09 6.92

4500

1 7.20 7.26 7.13

2 7.12 7.28 7.15

3 7.13 7.24 7.16

4 7.14 7.24 7.15

5 7.09 7.27 7.12

Rata-rata 7.13 7.26 7.14

6000

1 7.25 7.43 7.35

2 7.26 7.32 7.34

3 7.22 7.40 7.32

4 7.22 7.38 7.30

5 7.26 7.42 7.32

Rata-rata 7.24 7.39 7.32

Dari data hasil perhitungan torsi di atas dilakukan suatu analisis dengan metode

Standard Deviation (SD) dan Standard Deviation of the Mean (SDOM). Dari hasil

perhitungan SD dan SDOM di dapat nilai seperti tabel di bawah ini.

Tabel 4.2 Analisis Standard Deviation dan Standard Deviation of the Mean dari data hasil

perhitungan torsi.

Putaran (rpm)


Rata-

rata SD SDOM

Rata-

rata SD SDOM

Rata-

rata SD SDOM

1500 0.66 0.06 0.03 1.07 0.25 0.11 0.86 0.04 0.02

3000 6.89 0.06 0.03 7.09 0.04 0.02 6.92 0.05 0.02

4500 7.13 0.04 0.02 7.26 0.02 0.01 7.14 0.02 0.01

6000 7.24 0.02 0.01 7.39 0.04 0.02 7.32 0.02 0.01

4.1.2 Perhitungan Daya Efektif

Besarnya daya efektif (Ne) akan tergantung dari besarnya torsi dan putaran yang

terjadi. Menghitung nilai torsi dapat dilihat dari persamaan 2-3 sebagai berikut

(Heywood, 1988).

𝑁𝑒 =2𝜋𝑛𝑇

1000(𝑘𝑊)

43

Karena pada spesifikasi mesin pengujian menggunakan satuan Daya Kuda (DK),

jadi terlebih dahulu satuan daya efektif di konversi dari satuan kW ke DK. Diketahui

besar nilai 1 kW = 1,34 DK dan 1 DK = 0,746 kW.

Dari data pada tabel 4.1 diketahui torsi yang terjadi adalah sebesar 0,66 N.m

pada kondisi standar (tanpa penggunaan alat magnetasi) dengan putaran 1500 rpm (25

rev/s) sehingga:

𝑁𝑒 =2𝜋𝑛𝑇

1000(𝑘𝑊)

𝑁𝑒 =2 𝑥 𝜋 𝑥 25 (

𝑟𝑒𝑣𝑠

) 𝑥 0,66 (𝑁. 𝑚)

1000(𝑘𝑊)

𝑁𝑒 = 0,10 𝑘𝑊

𝑁𝑒 = 0,10/0,75 𝐷𝐾

𝑁𝑒 = 0,14 𝐷𝐾

Hasil perhitungan Daya Efektif (Ne) menyeluruh dapat dilihat pada tabel 4.3

berikut.

Tabel 4.3 Data hasil perhitungan Daya Efektif (DK)

Putaran (rpm)

Iterasi ke- Tipe Lilitan


1500

1 0.14 0.32 0.18

2 0.14 0.19 0.19

3 0.12 0.21 0.14

4 0.14 0.20 0.17

5 0.15 0.20 0.19

Rata-rata 0.14 0.22 0.17

3000

1 2.91 2.99 2.93

2 2.91 2.95 2.90

3 2.87 2.97 2.88

4 2.85 2.97 2.87

5 2.88 2.96 2.90

Rata-rata 2.88 2.97 2.90

4500

1 4.52 4.56 4.48

2 4.47 4.57 4.49

3 4.48 4.54 4.50

4 4.48 4.55 4.49

5 4.45 4.57 4.47

Rata-rata 4.48 4.56 4.49

6000

1 6.07 6.22 6.15

2 6.08 6.13 6.15

3 6.05 6.20 6.13

4 6.05 6.18 6.11

5 6.08 6.22 6.13

Rata-rata 6.06 6.19 6.13

44

Dari data hasil perhitungan Daya Efektif di atas dilakukan suatu analisis dengan

metode Standard Deviation (SD) dan Standard Deviation of the Mean (SDOM). Dari

hasil perhitungan SD dan SDOM di dapat nilai seperti tabel di bawah ini.


perhitungan Daya Efektif.

Putaran

(rpm)


Rata-rata

SD SDOM Rata-rata

SD SDOM Rata-rata

SD SDOM

1500 0.14 0.01 0.01 0.23 0.05 0.02 0.18 0.01 0.00

3000 2.90 0.03 0.01 2.99 0.02 0.01 2.91 0.02 0.01

4500 4.50 0.02 0.01 4.58 0.01 0.01 4.51 0.01 0.00

6000 6.10 0.02 0.01 6.22 0.04 0.02 6.17 0.02 0.01

4.1.3 Perhitungan Fuel Consumption (FC)

Besar konsumsi bahan bakar (FC) dapat dihitung dengan persamaan 2-4 sebagai

berikut:

𝐹𝐶 = 𝑉𝑓 𝑥 3600

𝑡 𝑥 1000 (𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟

𝐽𝑎𝑚⁄ )

Sebagai contoh perhitungan diambil data pada tabel lampiran 2 dengan putaran

1500 rpm pada mesin tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar dimana volume

bahan bakar yang digunakan adalah sebesar 5 ml dengan waktu rata-rata konsumsi

bahan bakar adalah sebesar 67,8 detik.

Dari data yang didapat akan dapat diketahui nilai Fuel Consumption mesin yang

digunakan saat pengujian dengan menggunakan persamaan 2-4 yaitu:

𝐹𝐶 = 𝑉𝑓 𝑥 3600

𝑡 𝑥 1000 (𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟

𝐽𝑎𝑚⁄ )

𝐹𝐶 = 5 (𝑚𝑙) 𝑥 3600

67,8 (𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘) 𝑥 1000 (𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟

𝐽𝑎𝑚⁄ )

𝐹𝐶 = 0,27 (𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟𝐽𝑎𝑚⁄ )

Hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) menyeluruh dapat dilihat pada tabel

4.5 berikut.

45

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) (liter/jam)

Putaran

(rpm) Iterasi ke-

Tipe Lilitan


1500

1 0.26 0.24 0.25

2 0.27 0.23 0.25

3 0.25 0.23 0.25

4 0.26 0.23 0.25

5 0.29 0.23 0.25

Rata-rata 0.27 0.23 0.25

3000

1 0.71 0.65 0.70

2 0.75 0.68 0.71

3 0.71 0.61 0.70

4 0.76 0.60 0.72

5 0.74 0.63 0.74

Rata-rata 0.73 0.63 0.72

4500

1 0.95 0.81 0.90

2 0.95 0.87 0.94

3 1.01 0.83 0.94

4 1.05 0.84 0.87

5 1.07 0.79 0.91

Rata-rata 1.00 0.83 0.91

6000

1 1.37 1.14 1.19

2 1.32 1.08 1.27

3 1.29 1.27 1.25

4 1.43 1.11 1.18

5 1.41 1.08 1.28

Rata-rata 1.37 1.14 1.23

Dari data hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) di atas dilakukan suatu

analisis dengan metode Standard Deviation (SD) dan Standard Deviation of the Mean

(SDOM). Dari hasil perhitungan SD dan SDOM di dapat nilai seperti tabel di bawah ini.


perhitungan Fuel Consumption (FC).

Putaran (rpm)


Rata-rata

SD SDOM Rata-rata

SD SDOM Rata-rata

SD SDOM

1500 0.27 0.02 0.01 0.23 0.01 0.00 0.25 0.00 0.00

3000 0.73 0.02 0.01 0.63 0.03 0.01 0.72 0.02 0.01

4500 1.00 0.06 0.02 0.83 0.03 0.01 0.91 0.03 0.01

6000 1.37 0.06 0.02 1.14 0.08 0.03 1.23 0.04 0.02

Besar nilai SFCe dapat dihitung dengan cara membandingkan hasil perhitungan

Fuel Consumption (FC) dengan Daya Efektif. Maka nilai perhitungan Fuel

46

Consumption harus dikonversi ke dalam satuan (kg/jam) atau lebih dikenal dengan mass

flow rate. Besar nilai konsumsi bahan bakar dalam satuan kg/jam dapat dicari dengan

mempertimbangkan massa jenis dari bahan bakar yang digunakan pada saat pengujian.

Bahan bakar yang digunakan pada saat pengujian adalah bahan bakar jenis premium,

pada saat penelitian dan pada temperature rata-rata sebesar 300 C diperoleh nilai massa

jenis bahan bakar sebesar 680 kg/m3. Besar nilai Fuel Consumption dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

𝐹𝐶 = 𝑉𝑓

𝑡 𝑥 𝜌 𝑥

3600

106 (

𝑘𝑔𝑗𝑎𝑚⁄ )

𝐹𝐶 = 5 (𝑚𝑙)

67,8 (𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘) 𝑥 680

𝑘𝑔𝑚3⁄ 𝑥

3600

106 (𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 . 𝑚3

𝑗𝑎𝑚 . 𝑚𝑙⁄ )

𝐹𝐶 = 0,18 (𝑘𝑔

𝑗𝑎𝑚⁄ )

Hasil perhitungan Fuel Consumption (FC) dengan satuan kg/jam menyeluruh

dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut.

Tabel 4.7 Hasil perhitungan Fuel Consumption dalam (kg/jam)

Putaran

(rpm) Iterasi ke-

Tipe Lilitan


1500

1 0.17 0.16 0.17

2 0.18 0.16 0.17

3 0.17 0.15 0.17

4 0.18 0.15 0.17

5 0.20 0.16 0.17

Rata-rata 0.18 0.16 0.17

3000

1 0.48 0.44 0.48

2 0.51 0.47 0.48

3 0.48 0.42 0.48

4 0.52 0.41 0.49

5 0.51 0.43 0.50

Rata-rata 0.50 0.43 0.49

4500

1 0.65 0.55 0.62

2 0.64 0.59 0.64

3 0.68 0.56 0.64

4 0.71 0.57 0.59

5 0.73 0.54 0.62

Rata-rata 0.68 0.56 0.62

6000

1 0.93 0.77 0.81

2 0.90 0.74 0.86

3 0.88 0.86 0.85

4 0.97 0.76 0.81

5 0.96 0.73 0.87

Rata-rata 0.93 0.77 0.84

47

Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) merupakan laju aliran bahan bakar per

satuan daya output dari suatu mesin. Selain itu, SFCe digunakan untuk mengukur

efisiensi dari sebuah mesin yang diberikan bahan bakar untuk menghasilkan kerja

(Heywood, 1988). Pada hasil perhitungan sebelumnya didapat nilai FC dalam satuan

kg/jam pada mesin tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar pada putaran 1500

rpm adalah sebesar 0,18 kg/jam dan daya efektif pada putaran mesin yang sama adalah

sebesar 0,14 DK, maka SFCe dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

𝑆𝐹𝐶𝑒 = 𝐹𝐶

𝑁𝑒 (

𝑘𝑔

𝑗𝑎𝑚. 𝐷𝐾)

𝑆𝐹𝐶𝑒 = 0,18 (𝑘𝑔 𝑗𝑎𝑚)⁄

0,14 (𝐷𝐾)

𝑆𝐹𝐶𝑒 = 1,31 (𝑘𝑔

𝑗𝑎𝑚. 𝐷𝐾)

Hasil perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) dengan satuan

(kg/jam.DK) menyeluruh dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut.

Tabel 4.8 Hasil perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) dalam (kg/jam.DK)

Putaran (rpm)

Iterasi ke- Tipe Lilitan


1500

1 1.29 0.51 0.97

2 1.31 0.82 0.91

3 1.41 0.75 1.24

4 1.25 0.75 0.99

5 1.29 0.79 0.89

Rata-rata 1.31 0.72 0.94

3000

1 0.17 0.15 0.16

2 0.17 0.16 0.17

3 0.17 0.14 0.17

4 0.18 0.14 0.17

5 0.18 0.14 0.17

Rata-rata 0.17 0.15 0.17

4500

1 0.14 0.12 0.14

2 0.14 0.13 0.14

3 0.15 0.12 0.14

4 0.16 0.13 0.13

5 0.16 0.12 0.14

Rata-rata 0.15 0.12 0.14

6000

1 0.15 0.12 0.13

2 0.15 0.12 0.14

3 0.15 0.14 0.14

4 0.16 0.12 0.13

5 0.16 0.12 0.14

Rata-rata 0.15 0.12 0.14

48

Dari data hasil perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe) di atas

dilakukan suatu analisis dengan metode Standard Deviation (SD) dan Standard

deviation of the Mean (SDOM). Dari hasil perhitungan SD dan SDOM di dapat nilai

seperti tabel di bawah ini.


perhitungan Specific Fuel Consumption Effective (SFCe).

Putaran

(rpm)


Rata-

rata SD SDOM Rata-rata SD SDOM

Rata-

rata SD SDOM

1500 1.30 0.06 0.03 0.72 0.12 0.05 0.94 0.04 0.02

3000 0.17 0.01 0.00 0.14 0.01 0.00 0.17 0.00 0.00

4500 0.15 0.01 0.00 0.12 0.00 0.00 0.14 0.00 0.00

6000 0.15 0.01 0.00 0.12 0.01 0.00 0.14 0.00 0.00

49

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pengaruh Tipe Lilitan Elektromagnetik Terhadap Torsi

Grafik 4.1 Hubungan torsi terhadap putaran

Berdasarkan grafik 4.1 pengaruh torsi terhadap putaran mesin di atas dapat

diketahui bahwa torsi yang dihasilkan meningkat berbanding lurus dengan

meningkatnya putaran mesin. Torsi yang dihasilkan melalui pembakaran bahan bakar

semakin meningkat, dikarenakan jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar

bertambah seiring dengan meningkatnya putaran mesin. Semakin tinggi putaran maka

torsi semakin meningkat. Dari grafik di atas dapat diketahui bahwa torsi yang dihasilkan

pengujian yang mengunakan alat magnetasi bahan bakar menunjukan hasil yang lebih

tinggi jika dibandingkan dengan percobaan tanpa menggunakan alat magnetasi untuk

setiap variasi putaran mesin.

Pada putaran 1500 tidak terjadi perubahan torsi yang signifikan, kenaikan torsi

mulai terlihat pada putaran 3000 rpm untuk masing-masing tipe lilitan elektromagnetik

alat magnetasi bahan bakar, kenaikan torsi yang terjadi pada putaran 3000 rpm untuk

masing-masing tipe lilitan elektromagnetik yaitu sebesar 2,82% pada tipe Solenoid dan

0,43% pada tipe Toroid. Pada putaran 4500 rpm kenaikan torsi yang terjadi pada

masing-masing tipe lilitan elektromagnetik yaitu sebesar 1,79% pada tipe lilitan

Solenoid dan 0,14% pada tipe lilitan Toroid. Sedangkan pada putaran mesin sebesar

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

1500 3000 4500 6000

To

rsi

(N.m

)

Putaran mesin (Rpm)

Standar

Solenoid

Toroid

50

6000 rpm, kenaikan torsi yang terjadi pada masing-masing tipe lilitan elektromagnetik

yaitu sebesar 2,02% pada tipe lilitan Solenoid dan sebesar 1,09% pada tipe lilitan

Toroid. Dari kedua tipe lilitan elektromagnetik alat magnetasi bahan bakar, persentase

kenaikan torsi terendah ada pada tipe lilitan Toroid jika dibandingkan dengan tipe lilitan

Solenoid.

Pada tipe lilitan Toroid lebih kecil pengaruhnya terhadap magnetasi bahan bakar

walaupun besar medan magnet Toroid lebih besar dibandingkan dengan tipe lilitan

Solenoid. Besar kuat medan magnet tipe lilitan elektromagmetik masing-masing sebesar

4,14 Gauss untuk tipe Solenoid dan sebesar 4,63 Gauss untuk tipe Toroid. Perbandingan

penggunaan dua tipe lilitan ini menggunakan panjang kawat yang sama yaitu 80 meter,

luas bidang magnetasi yang sama sebesar 4,5 cm dan jarak antara karburator dengan

alat magnetasi adalah 2 cm dengan masing-masing arus listrik yang mengalir besarnya

sama yaitu 3,01 Ampere. Pada grafik di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa walaupun

dengan kuat medan yang lebih besar, tipe lilitan Toroid memiliki pengaruh yang lebih

kecil dibandingkan dengan tipe lilitan Solenoid. Hal ini disebabkan oleh kuat medan

magnet yang saling berlawanan arah (seperti Gambar 4.1B) yang menyebabkan molekul

bahan bakar kembali ke bentuk semula (kondisi Para) terjadi lebih cepat dibandingkan

dengan penggunaan alat magnetasi tipe lilitan Solenoid. Berikut ini adalah sketsa

pengujian menggunakan medan magnet Solenoid dan Toroid.

A B

Gambar 4.1 Arah medan magnet pada pengujian (A) arah medan magnet Solenoid, (B) arah

medan magnet Toroid

51

Dari kedua pengujian yang telah dilakukan, di dapat torsi terbesar yaitu pada

putaran mesin 6000 rpm dan dengan penggunaan alat magnetasi tipe Solenoid dengan

nilai torsi yang di dapat adalah sebesar 7,39 N.m sedangkan torsi terendah dihasilkan

pada tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 7,24 N.m pada putaran

mesin 6000 rpm dengan peningkatan torsi yang terjadi yaitu sebesar 2%.

Gambar 4.2 Gambaran skematik kondisi Para dan Ortho pada Hindrokarbon

Dari grafik 4.1 menunjukan bahwa pengujian dengan menggunakan alat

magnetasi bahan bakar dapat meningkatkan nilai torsi pada mesin. Hal ini dikarenakan

ketika bahan bakar melewati medan magnet, yang dihasilkan oleh magnet permanen

maupun secara elektromagnetik. Dengan adanya medan magnet tersebut, hidrokarbon

akan berubah orientasinya dan berubah dari kondisi Para menjadi kondisi Ortho seperti

yang terlihat pada gambar 4.2. Pada kondisi Ortho, inter molecular force dianggap

menurun dan meningkatnya jarak antara hidrogen. Hidrogen pada bahan bakar ini

secara aktif interlocks dengan oksigen dan menghasilkan pembakaran yang lebih baik

pada ruang bakar (Patel, 2014).

Agar lebih mengetahui seberapa besar nilai persentase kenaikan Torsi pada

variasi putaran yang berbeda dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.10 Persentase peningkatan Torsi

Putaran Mesin Tipe Lilitan

Solenoid Toroid

1500 38.32% 23.25%

3000 2.82% 0.43%

4500 1.79% 0.14%

6000 2.02% 1.09%

52

4.2.2 Pengaruh Tipe Lilitan Elektromagnetik Terhadap Daya Efektif (Ne)

Grafik 4.2 Hubungan daya efektif terhadap putaran mesin

Berdasarkan grafik 4.2 terlihat bahwa Daya Efektif yang dihasilkan pada mesin

meningkat seiring dengan meningkatnya putaran mesin. Hal ini dikarenakan

meningkatnya putaran mesin berbanding lurus dengan jumlah pembakaran bahan bakar

yang terjadi pada ruang bakar. Pada putaran mesin yang lebih tinggi akan membutuhkan

volume bahan bakar yang masuk keruang bakar lebih banyak sehingga energi yang

dihasilkan melalui pembakaran akan semakin besar.

Selain putaran mesin yang dapat mempengaruhi daya yang dihasilkan pada

mesin, torsi juga akan berpengaruh artinya semakin besar torsi yang dihasilkan pada

mesin maka daya pada mesin juga akan semakin besar. Pada putaran terendah yaitu

pada putaran 1500 rpm perubahan daya antara percobaan tanpa pengunaan alat

magnetasi bahan bakar dan dengan penggunaan alat magnetasi bahan bakar menunjukan

hampir tidak adanya perubahan daya yang signifikan. Pada putaran 3000 rpm kenaikan

daya efektif pada masing-masing percobaan sangan kecil pada masing-masing tipe

lilitan elektromagnetik alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 2,97 DK pada tipe

lilitan Solenoid dan sebesar 2,90 DK pada tipe lilitan Toroid. Pada variasi putaran mesin

4500 rpm daya efektif yang dihasilkan pada masing-masing tipe lilitan elektromagnetik

yaitu sebesar 4,56 DK pada tipe lilitan Solenoid dan besar daya efektif yang dihasilkan

0.00

0.80

1.60

2.40

3.20

4.00

4.80

5.60

6.40

1500 3000 4500 6000

Daya E

fek

tif

(DK

)

Putaran mesin (Rpm)

standar

Solenoid

Toroid

53

pada tipe lilitan Toroid yaitu sebesar 4,49 DK. Sedangkan untuk putaran mesin sebesar

6000 rpm daya efektif yang dihasilkan pada mesin dari masing-masing tipe lilitan

elektrimagnetik alat magnetasi bahan bakar adalah sebesar 6,19 DK pada tipe lilitan

Solenoid dan untuk tipe lilitan Toroid daya efektif yang dihasilkan adalah sebesar 6,13

DK.

Dari grafik di atas diperoleh daya efektif yang tertinggi dihasilkan pada tipe

lilitan Solenoid yaitu sebesar 6,19 DK, daya efektif yang terendah dihasilkan dengan

tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 6,06 DK pada putaran 6000

rpm, dengan persentase kenaikan daya efektif yang dihasilkan antara penggunaan alat

magnetasi bahan bakar dengan tipe Solenoid dengan tanpa penggunaan alat magnetasi

adalah sebesar 2,10%. Kenaikan yang terjadi antara penggunaan alat magnetasi dengan

tipe lilitan Toroid dengan tanpa penggunaan alat magnetasi mengalami kenaikan

sebesar 1,14%.

Agar lebih mengetahui seberapa besar nilai persentase kenaikan Daya Efektif

pada variasi putaran yang berbeda dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.11 Persentase peningkatan Daya Efektif


Solenoid Toroid

1500 36.36% 17.64%

3000 3.03% 0.69%

4500 1.75% 0.22%

6000 2.10% 1.14%

54

4.2.3 Pengaruh Tipe Lilitan Elektromagnetik Terhadap Specific Fuel

Consumption Effective

Grafik 4.3 Hubungan konsumsi bahan bakar FC terhadap putaran mesin

Dari grafik 4.3 di atas menunjukan pengaruh putaran mesin terhadap konsumsi

bahan bakar, dimana semakin tinggi putaran mesin maka akan semakin banyak volume

bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses pembakaran pada ruang bakar. Pada grafik

di atas terlihat bahwa pada percobaan yang menggunakan alat magnetasi bahan bakar

secara elektromagnetik mengalami penghematan konsumsi bahan bakar juga

dibandingkan dengan tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar.

Pada putarn mesin 1500 rpm sampai 6000 rpm mengalami perubahan nilai

konsumsi bahan bakar untuk masing-masing tipe lilitan elektromagnetik alat magnetasi

bahan bakar. Pada percobaan tanpa menggunakan alat magnetasi bahan bakar dengan

putaran mesin 1500 rpm mengkonsumsi bahan bakar sebesar 0,27 liter/jam, sedangakan

untuk penggunaan alat magnetasi konsumsi bahan bakar yang terjadi masing-masing

tipe lilitan elektromagnetik adalah sebesar 0,23 liter/jam pada tipe lilitan Solenoid dan

sebesar 0,25 liter/jam pada tipe lilitan Toroid. Penghematan tertinggi terjadi pada

penggunaan alat magnetasi dengan tipe lilitan Solenoid yaitu sebesar 14,81% pada

putaran mesin sebesar 1500 rpm. Pada variasi putaran 3000 rpm dengan percobaan

tanpa penggunaan alat magnetasi konsumsi bahan bakar sebesar 0,73 liter/jam,

sedangkan pada penggunaan alat magnetasi bahan bakar terjadi penurunan konsumsi

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1500 3000 4500 6000

FC

(L

iter

/Jam

)

Putaran Mesin (Rpm)

Standar

Solenoid

Toroid

55

bahan bakar paling tinggi yaitu pada penggunaan tipe lilitan Solenoid dengan persentase

penghematan sebesar 13,70%. Pada putaran 3000 rpm penggunaan tipe lilitan Toroid

dapat memberikan penghematan bahan bakar sebesar 1.36%, jika dibandingkan dengan

percobaan tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar. Pada variasi putaran 4500

rpm dengan tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar konsumsi bahan bakar

sebesar 1,01 liter/jam. Pada percobaan penggunaan alat magnetasi bahan bakar dengan

penggunaan tipe lilitan Solenoid memberikan penghematan konsumsi bahan bakar

sebesar 17,00% pada putaran 4500 rpm. Sedangkan pada penggunaan alat magnetasi

bahan bakar dengan penggunaan tipe Toroid memberi penghematan konsumsi bahan

bakar sebesar 9,00% pada putaran mesin 4500 rpm. Pada percobaan dengan variasi

putaran 6000 rpm tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar konsumsi bahan bakar

adalah sebesar 1,36 liter/jam. Pada penggunaan alat magnetasi bahan pada putaran

mesin 6000 rpm memberi penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 16,79% pada

penggunaan tipe lilitan Solenoid dan pada penggunaan tipe lilitan Toroid memberi

penghematan bahan bakar sebesar 10,22% pada putaran mesin yang sama. Hal ini

menunjukan bahwa pemasangan elektromagnetik dapat menurunkan konsumsi bahan

bakar yang masuk pada ruang bakar. Hal ini juga mengidentifikasikan bahwa pemberian

medan magnet pada bahan bakar tersebut berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar

di setiap putaran mesin (Eryadi dkk, 2012).

Agar lebih mengetahui seberapa besar nilai persentase penurunan Fuel

Consumption pada variasi putaran yang berbeda dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.12 Persentase penurunan Fuel Consumption


Solenoid Toroid

1500 14.81% 7.41%

3000 13.70% 1.36%

4500 17.00% 9.00%

6000 16.79% 10.22%

56

Grafik 4.4 Hubungan SFCe terhadap putaran mesin

Dari grafik 4.4 di atas terlihat bahwa semakin tinggi putaran mesin maka SFCe

yang dihasilkan semakin rendah, ini menunjukan semakin rendahnya nilai SFCe yang

dihasilkan maka tingkat efisiensi penggunaan bahan bakar yang semakin baik. Grafik di

atas juga menunjukan terjadinya perubahan SFCe yang besar pada putaran 1500 rpm

antara tanpa penggunan alat magnetasi dengan penggunaan alat magnetasi. Besar nilai

SFCe tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar adalah sebesar 1,31 kg/jam.DK,

nilai SFCe untuk penggunaan tipe lilitan Solenoid yaitu sebesar 0,72 kg/jam.DK dan

besar nilai SFCe untuk penggunaan tipe lilitan Toroid adalah 0,94 kg/jam.DK pada

putaran mesin yang sama yaitu 1500 rpm. Persentase penurunan nilai SFCe pada

putaran 1500 rpm adalah sebesar 45,04% untuk tipe lilitan Solenoid dan 28,24% untuk

tipe lilitan Toroid. Hal ini dikarenakan proses magnetasi pada putaran 1500 rpm yang

diberikan pada bahan bakar lebih lama dibandingkan dengan putaran mesin yang lebih

tinggi seperti pada putaran 3000 rpm, 4500 rpm dan 6000 rpm. Sehingga proses untuk

terbentuknya kondisi Ortho pada bahan bakar akan lebih bagus karena lamanya proses

magnetisai pada bahan bakar pada kondisi tersebut.

Pada grafik 4.4 menunjukan nilai SFCe yang tertinggi dihasilkan pada percobaan

tanpa penggunaan alat magnetasi yaitu sebesar 0,15 kg/jam.DK, sedangkan SFCe

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1500 3000 4500 6000

SF

Ce

(kg

/Jam

.DK

)

Putaran Mesin (Rpm)

Standar

Solenoid

Toroid

57

terendah dihasilkan pada penggunaan tipe lilitan Solenoid yaitu sebesar 0,12 kg/jam.DK

pada putaran mesin sebesar 6000 rpm. Persentase penurunan nilai SFCe yaitu sebsar

20,00% untuk tipe lilitan Solenoid dan sebesar 6,67% untuk tipe lilitan Toroid pada

putaran 6000 rpm.

Dengan adanya penggunaan dua tipe lilitan elektromagnetik yaitu dengan tipe

lilitan Solenoid dan tipe lilitan Toroid dengan panjang kawat yang sama yaitu 80 m dan

arus listrik yang mengalir pada kumparan adalah sebesar 3,01 A menghasilkan kuat

medan magnet masing-masing sebesar 4.14 Gauss untuk Solenoid dan 4,63 Gauss.

Pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan alat elektromagnetik

pada percobaan yang telah dilakukan menujukan penggunaan tipe lilitan Solenoid

member hasil penghematan bahan bakar, meningkatnya torsi, meningkatnya daya

efektif, dan SFCe yang lebih baik dibandingkan dengan penggunaan tipe lilitan Toroid

walaupun kuat medan yang dihasilkan sedikit lebih besar dibandingkan dengan kuat

medan tipe lilitan Solenoid.

Agar lebih mengetahui seberapa besar nilai persentase penurunan SFCe pada

variasi putaran yang berbeda dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.13 Persentase penurunan SFCe


Solenoid Toroid

1500 45.04% 28.24%

3000 11.76% 0.00%

4500 20.00% 6.67%

6000 20.00% 6.67%

58

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa dan pembahasan penelitian tentang pengaruh tipe

lilitan elektromagnetik alat magnetasi bahan bakar terhadap unjuk kerja mesin bensin 4

langkah 1 silinder, unjuk kerja yang di analisa seperti torsi, daya efektif, Fuel

Consumption, dan Specific Fuel Consumption effective. Maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut.

1. Torsi tertinggi dihasilkan dari penggunaan tipe lilitan Solenoid dengan besar

torsi yang diperoleh sebesar 7,39 N.m dan torsi yang terendah dihasilkan pada

percobaan tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 7,24 N.m

pada putaran 6000 rpm.

2. Daya efektif tertinggi dihasilkan pada penggunaan tipe lillitan Solenoid yaitu

sebesar 6,19 DK dan daya efektif terendah dihasilkan pada pengujian tanpa

pengunaan alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 6,06 DK pada putaran

mesin sebesar 6000 rpm.

3. Konsumsi bahan bakar terendah terjadi pada penggunaan tipe lilitan

elektromagnetik yaitu Solenoid sebesar 1,14 liter/jam pada putaran mesin

sebesar 6000 rpm. Persentase penurunan konsumsi bahan bakar yang terjadi

pada penggunaan tipe lilitan Solenoid adalah sebesar 16,79%. Sedangkan

konsumsi bahan bakar tertinggi pada saat tanpa penggunaan alat magnetasi

bahan bakar dengan konsumsi bahan bakar sebesar 1,37 liter/jam pada putaran

6000 rpm.

4. SFCe terendah terjadi pada penggunaan alat magnetasi bahan bakar tipe

Solenoid yaitu sebesar 0,12 kg/jam.DK dan SFCe tertinggi diperoleh dari

pengujian tanpa penggunaan alat magnetasi bahan bakar yaitu sebesar 0,15

kg/jam.DK pada putaran yang sama yaitu pada putaran 6000 rpm.

5. Maka dari penelitian ini dapat disimpulkan pula bahwa penggunaan tipe lilitan

Solenoid yang lebih besar pengaruhnya jika dibandingkan dengan tipe lilitan

Toroid, walaupun besar medan magnet yang dihasilkan oleh tipe lilitan Toroid

lebih besar dibandingkan dengan tipe lilitan Solenoid.

59

5.2 Saran

Dengan didapatkan hasil seperti di atas maka diharapkan pada penelitian

selanjutnya diharapkan motor yang digunakan menggunakan produksi terbaru yaitu

pada kendaraan dengan penggunaan sistem injeksi agar dapat membandingkan dengan

penggunaan alat magnetasi bahan bakar pada motor sistem karburator dan pada sistem

injeksi. Serta pada penelitian selanjutnya diharapkan juga untuk menvariasikan jarak

antara alat magnetasi dengan karburator sehingga bisa diketahui pengaruh dari variasi

tersebut.

60

DAFTAR PUSTAKA

Abdulkadir, M., Harianto., 2013, Pengaruh Pemasangan Alat Penghemat Bahan Bakar

Magnetis Terhadap Efisiensi Dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Motor Bensin,

Jurnal Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi, STTNAS Yogyakarta.

Anonim, 2018, materi 78 file “Induksi Magnet”, tersedia di www. Wordpress.com,

diakses 2 maret 2018.

Anton., 2013, Perbandingan Gas Buang Kendaraan Bermotor Berbahan Bakar Bensin

Dan LPG Dengan Konverter Kit Dual Fuel Sebagai Pengatur LPG Pada Motor

Bermesin 150 cc, Pendidikan Teknik Mesin, niversitas Negeri Semarang.

Arismunandar., Wiranto., 1988, Motor Bakar Torak, Bandung; ITB Bandung.

Bansal, R., 2006, Fundamentals of Engineering Electromagnetics, Taylor & Francis

Group, New York.

Chaware, K., 2015, Review on Effect of Fuel Magnetism by Varying Intensity on

Performance and Emission of Single Cylinder Four Stroke Diesel Engine,

International Journal of Engineering Research and General Science, Vol. 3, Issue

1, p. 1174-1178.

Departemen Pendidikan Nasional, 2008, Fisika Untuk Universitas, Hal. 117, Jakarta.

Djukarna, 2014, Teori Dasar Induktor, www.Wordpress.com , diakses 23 Maret 2018.

Eryadi, Didi., Putra, T.D., Endayani, I.D., 2012, Pengaruh Penggunaan Alat Penghemat

Bahan Bakar Berbasis Elektromagnetik Terhadap Unjuk Kerja Mesin Diesel,

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Widyagama Malang, Vol.4, No. 2, p. 5-9.

Faris, A.S., Al-Naseri, S.k., Jamal, N., Isse, R., Abed, M., Fouad, Z., Kazim, A.,

Raheem, N., Chaloob, A., Mohammad, H., Jasim, H., Sadeq, J., Salim, A., Abas

A., 2012, Effects of Magnetic Field on Fuel Consumption and Exhaust Emissions

in Two-Stroke Engine, Energy Procedia, Vol. 18, p. 327-338.

Fuhaid, N., Sahbana, M.A., Arianto, A., 2011, Pengaruh Medan Elektromagnet

Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Dan Emisi Gas Buang Pada Motor Bensin,

PROTON, Vol. 3, No. 1, p. 1-9.

Gad, M.S., 2015, Performance and Exhaust Emissions of a Diesel Engine Burning

Magnetized Fuel, GE-International Journal of Engineering Research, Vol. 3, Issue

9, p. 13-21.

Habbo, A.R.A., Khalil, R.A., Hammoodi, H.S., 2011, Effect of magnetizing the Fuel on

the Performance of an S.I. Engine, Al-Rafidain Engineering, Vol. 19, No. 6, p. 84-

90.

Hamid, N., 2015, Pengaruh Variasi Derajat Durasi Camshaft Terhadap Unjuk Kerja

Mesin Bensin Empat Langkah Satu Silinder, Universitas Mataram.

61

Hariyadi, Sugiono, Fakhrurroja, H., Tanu, E., 2011, Analisis Hasil Uji Terap

Penghemat BBM Electric Fuel Treatment pada Engine Diesel Genset 35 KVA

dengan Beban Statis, LIPI Press, Vol. 34, p. 68-76.

Heywood, J.B., 1988, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill,

United States of America (USA).

Ismawan, A.K., Wiyono, S., Aklis, N., 2010, Pengaruh Pemasangan Alat Peningkat

Kualitas Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Dan Konsumsi Bahan Bakar

Spesifik Motor Bensin, Jurnal Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah

Surakarta, Vol.11, No. 1, p. 30-36.

Job, M., 2018, Measurements of energy Quantities, Lecture and Laboratory, IMIUE.

Karande, N., Kore, S.K., Momin, A., Akkiwate, Sharada P.K., Kumbhar, S.K., 2015,

Experimental Study the Effect of Electromagnetic Field on Performance &

Emission of IC Engine, International Journal of Mechanical and Industrial

Technology, Vol. 3, p. 27-34.

Mara , I. Made.,2007, Diktat Motor Bakar. Universitas Mataram.

Patel, P.M., Rathod, G.P., Patel, T.M., 2014, Effect of Magnetic Field on Performance

and Emission of Single Cylinder Four Stroke Diesel Engine, IOSR Journal of

Engineering, Vol. 04, Issue 05, p. 28-34.

Patel, P.M., Rathod, G.P., Patel, T.M., 2014, Performance and Emission Analysis of

Single Cylinder Diesel Engine Under the Influence of Magnetic Fuel Energizer,

IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 11, Issue 2, p. 34-39.

Pertamina, 2017, Spesifikasi Premium, tesedia di www.pertamina.com, diakses 29 april

2018

Prabowo, I.S., 2015, Perbedaan Unjuk Kerja Motor 4 Langkah Dengan Variasi

Perbandingan Kompresi Yang Menggunakan Bahan Bakar Premium Dan

Pertamax, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Negeri Semarang.

Ropa, A.K., Fuhaid, N., Ismail, N.R., 2012, Pengaruh Medan Magnet Terhadap

Konsumsi Bahan Bakar pada Kinerja Motor Bakar Bensin Jenis Daihatsu Hijet

1000, PROTON, Vol. 4, No. 2, p. 1-4.

Siregar, H.P., 2007, Pengaruh Diameter Kawat Kumparan Alat Penghemat Energi

Yang Berbasis Elektromagnetik Terhadap Kinerja Motor Diesel, Jurusan Teknik

Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Indonesia, Jakarta, Vol.9,

No. 1, p. 1–8

Suriansyah, 2011, Pengaruh Medan Elektromagnet Terhadap Emisi Gas Buang pada

Motor Bensin 4 Tak 1 Silinder, PROTON, Vol. 3, No. 1, p. 19-24.

Taylor, J.R., 1997, An Introduction To Error Analysis The Study Of Ancertainties Of

Measurements, University Science Books, California.

62

Ugare, V., Bhave, N., Lutade, S., 2013, Performance of Spark Ignition Engine Under

the Influence of Magnetic Field, International Journal of Research in Aeronautical

and mechanical Engineering, Vol. 1, Issue 3, p. 36-43.

Umaternate, A.R., Sulistiyo, E.J., Mailuhu, M., Muntaha, R., Prabowo, Y.D., 2007,

Penghematan Bahan Bakar Dengan Penggunaan Magnet, Maluku.

Wie, S., 2013, Konversi Satuan Daya, tersedia di www. portstatecontrolofficer.

blogspot.co.id diakses 19 Maret 2018.

63

LAMPIRAN

64

Lampiran 1. Pengambilan data untuk tanpa perlakuan.

No Putaran

(rpm)

Iterasi

ke-

Vol.

BB

(mL)

Waktu

(s)

Nilai Q

(kg)

Nilai G

(kg) F (N)

1 1500

1 5 70 14 12.82 11.58

2 5 67 14 12.79 11.87

3 5 72 14 12.95 10.30

4 5 68 14 12.75 12.26

5 5 62 14 12.67 13.05

Rataan 5 67.80 14 12.80 11.81

2 3000

1 5 25.3 14 1.37 123.90

2 5 24.1 14 1.34 124.19

3 5 25.3 14 1.52 122.43

4 5 23.7 14 1.62 121.45

5 5 24.2 14 1.47 122.92

Rataan 5 24.52 14 1.46 122.98

3 4500

1 5 18.9 14 0.9 128.51

2 5 19 14 1.05 127.04

3 5 17.9 14 1.02 127.33

4 5 17.2 14 1.01 127.43

5 5 16.8 14 1.09 126.65

Rataan 5 17.96 14 1.01 127.39

4 6000

1 5 13.1 14 0.81 129.39

2 5 13.6 14 0.78 129.69

3 5 13.9 14 0.85 129.00

4 5 12.6 14 0.86 128.90

5 5 12.8 14 0.79 129.59

Rataan 5 13.2 14 0.82 129.32

Keterangan:

Nilai F dihitung menggunakan persamaan 2-2, contoh perhitungan data di

atas pada putaran 1500 rpm dan pada iterasi pertama:

F = (Q – G) x g

F = (14 – 12,82) kg x 9,81 m/s2

F = 12, 58 N

65

Lampiran 2. Pengambilan data untuk tipe kumparan Solenoid.

No Putaran

(rpm)

Iterasi

ke-

Vol.

BB

(mL)

Waktu

(s)

Nilai Q

(kg)

Nilai G

(kg) F (N)

1 1500

1 5 75 14 11.23 27.17

2 5 77 14 12.32 16.48

3 5 79 14 12.2 17.66

4 5 80 14 12.22 17.46

5 5 78 14 12.27 16.97

Rataan 5 77.8 14 12.05 19.15

2 3000

1 5 27.9 14 0.98 127.73

2 5 26.3 14 1.18 125.76

3 5 29.4 14 1.07 126.84

4 5 30.1 14 1.09 126.65

5 5 28.7 14 1.12 126.35

Rataan 5 28.48 14 1.09 126.67

3 4500

1 5 22.2 14 0.78 129.69

2 5 20.7 14 0.75 129.98

3 5 21.7 14 0.83 129.20

4 5 21.4 14 0.82 129.30

5 5 22.7 14 0.76 129.88

Rataan 5 21.74 14 0.79 129.61

4 6000

1 5 15.8 14 0.48 132.63

2 5 16.6 14 0.67 130.77

3 5 14.2 14 0.53 132.14

4 5 16.2 14 0.57 131.75

5 5 16.7 14 0.49 132.53

Rataan 5 15.9 14 0.55 131.96

Cara menghitung besar persentase hasil data yaitu sebagai berikut, dari data rata-

rata pada tabel 4.1 diperoleh data putaran mesin 1500 rpm pada penggunaan tipe lilitan

Solenoid 1,07 N.m dan 0,86 N.m, sedangakan pada tanpa perlakuan besar nilai torsi

adalah 0,66 N.m. dari data tersebut dapat dihitung persentase kenaikan torsi adalah

sebagai berikut:

Persentase = (1,07−0,66)𝑁.𝑚

1,07 𝑁.𝑚 𝑋 100

Persentase = 38,32%

66

Lampiran 3. Pengambilan data untuk tipe kumparan Toroid.

No Putaran

(rpm)

Iterasi

ke-

Vol.

BB

(mL)

Waktu

(s)

Nilai Q

(kg)

Nilai G

(kg) F (N)

1 1500

1 5 71 14 12.46 15.11

2 5 71 14 12.36 16.09

3 5 73 14 12.49 14.81

4 5 72 14 12.50 14.72

5 5 71 14 12.32 16.48

Rataan 5 71.6 14 12.43 15.44

2 3000

1 5 25.6 14 1.26 124.98

2 5 25.3 14 1.38 123.80

3 5 25.6 14 1.47 122.92

4 5 24.9 14 1.52 122.43

5 5 24.3 14 1.39 123.70

Rataan 5 25.14 14 1.40 123.57

3 4500

1 5 19.9 14 1.02 127.33

2 5 19.2 14 0.99 127.63

3 5 19.2 14 0.97 127.82

4 5 20.7 14 0.98 127.73

5 5 19.8 14 1.04 127.14

Rataan 5 19.76 14 1.00 127.53

4 6000

1 5 15.1 14 0.63 131.16

2 5 14.2 14 0.64 131.06

3 5 14.4 14 0.68 130.67

4 5 15.2 14 0.71 130.37

5 5 14.1 14 0.68 130.67

Rataan 5 14.6 14 0.67 130.79

67

Lampiran 4. Pengukuran kuat medan magnet pada masing-masing tipe lilitan

elektromagnetik.

A. Pengukuran medan magnet pada tipe lilitan Solenoid.

B. Pengukuran medan magnet pada tipe lilitan Toroid.

68

Lampiran 5. Foto perakitan mesin uji

69

70

Lampiran 6. Foto pengambilan data

Proses pengambilan data Torsi

71

Putaran mesin uji

Posisi alat magnetasi bahan bakar saat pengujian

pengaruh tipe lilitan elektromagnetik alat magnetasi bahan ...

Documents