## OPTIMALISASI KINERJA MOTOR DIESEL DENGAN SISTEM PEMANASAN BAHAN BAKAR

## Nana Supriyana
Program Studi Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Wiworotomo Purwokerto Email: Nana.sttw@gmail.com

## Taufiq Hidayat
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: ophiqhd@gmail.com

## ABSTRAK
Perkembangan  dunia  otomotif  maka  banyak  pemikiran  untuk  memodifikasi  supaya  unjuk  kerja motor lebih baik. Salah satunya dengan memanaskan bahan bakar yang dilakukan pada motor diesel, hal ini dilakukan  untuk  menurunkan viskositas bahan bakar  supaya bahan bakar lebih cair dan bahan bakar mudah  untuk  di  injeksikan  serta  lebih  mudah  bercampur  dengan  udara,  sehingga  daya  yang  dihasilkan lebih  besar  dan  konsumsi  bahan  bakar  akan  lebih  irit.  Untuk  menjawab  hal  tersebut  maka  dilakukan penelitian  pemanasan  terhadap  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi  pada  motor  diesel  satu  silinder. Penelitian ini mendapatkan hasil bahwa daya meningkat  sebesar  3,5% pada temperatur 55°C  dan pada tempertur  65°  sebesar  3,8%  dari  kondisi  standart,  serta  torsi  meningkat  sebesar  3,5%  pada  temperatur 55°C dan pada suhu 65° torsi meningkat sebesar 3,84% dari kondisi standart serta konsumsi bahan bakar menurun  sebesar  3,5%    pada  temperatur  55°C  dan  pada  temperatur  65°C  menurun  sebesar  29,4%  dari kondisi standart.
Kata kunci: motor diesel, perubahan suhu, unjuk kerja.

## ABSTRACT
The  development  of  the  automotive  world  that  a  lot  of  thought  to  modify  the  engine  better performance. One of these with heating fuel carried on diesel engine, this is done to reduce the viscosity of the fuel so that the fuel is more fluid and fuel easily injected as well as more easily mixes with air, so that the power generated is greater and fuel consumption will more economical. To answer that research is conducted before it the heating of the fuel injection pump in a diesel engine cylinder. This research get the  result  that  power  increased  by  3.5%  at  a  temperature  of  55  °  C  and  at  65  °  temperture  3.8%  of standard  conditions,  and  torque  increased  by  3.5%  at  a  temperature  of  55  °  C  and  65  °  of  torque increased by 3.84% from standard conditions and fuel consumption decreased by 3.5% at a temperature of 55 ° C and at a temperature of 65 ° C decreased by 29.4% from the standard conditions.
Keywords: diesel engine, temperature changes, performance.

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan dunia otomotif akhir-akhir ini sangat pesat. Perkembangan industri otomotif tersebut dapat  kita  lihat  dari  banyaknya  produk-produk  baru,  baik  mobil  maupun  sepeda  motor  yang  ada dipasaran.  Tentu  saja  dengan  menghadirkan  teknologi  teknologi  dan  spesifikasinya.  Dengan  semakin meningkatnya  perkembangan  didunia  otomotif  maka  jumlah  kendaraan  akan  semakin  meningkat sehingga  berdampak  pada  lingkungan.  Salah  satu  polutan  dari  proses  pembakaran  yang  dapat menyebabkan polusi pada lingkungan adalah HC, CO dan Nox. Gas ini terbentuk oleh proses pembakaran yang tidak sempurna. Kandungan polutan gas buang dari kendaraan bermotor paling banyak di pengaruhi oleh ketidak sempurnanya proses pembakaran didalam silinder.
Tingginya  konsumsi  bahan  bakar  dan  kadar  polusi  dari  kendaraan  bermotor  pada  dasarnya  dapat dikendalikan  dan  dikurangi.  Salah  satu  cara  yang  paling  tepat  adalah  dengan  cara  memperbaiki  proses pembakaran  yang  terjadi  di  dalam  motor.  Cara-cara  yang  dapat  dilakukan  antara  lain  dengan  perbaikan mutu bahan bakar, homogenitas campuran bahan bakar dan mengatur saat pembakaraan yang tepat.
Salah  satu  cara  agar  campuran  bahan  bakar  dan  udara  lebih  homogen  yaitu  dengan  memanaskan bahan  bakar,  hal  ini  di  maksudkan  agar  viskositas  bahan  bakar  turun  sehingga  bahan  bakar  mudah  di injeksikan  kedalam ruang bakar dan  membuat  kerja dari poros engkol akan lebih ringan  serta daya dari poros  engkol  dapat  dimaksimalkan  untuk  menggerakan  beban.  Hal  ini  juga  dimaksudkan  agar    bahan bakar  akan  lebih  mudah  bercampur  dengan  udara  yang  masuk  ke  dalam  silinder  sehingga  homogenitas campuran  bahan  bakar  dan  udara  akan  lebih  baik  serta  konsumsi  bahan  bakar  akan  lebih  irit  dan campuran bahan bakar akan lebih homogen.
Beberapa hasil penelitian terdahulu diantaranya dilakukan oleh Murni dari Universitas Diponegoro [1], telah melakukan penelitian di laboratorium Energi PSD Teknik Mesin Undip pada tahun 2010 dengan bahan  bakar  minyak  sawit    menyatakan  bahwa,  terdapat  penurunan  konsumsi  bahan  bakar  dan  pada terperatur  yang  lebih  tinggi  maka  konsumsi  bahan  bakar  menjadi  lebih  tinggi  karena  peningkatan temperatur sehingga bahan bakar menjadi lebih cepat terbakar.
Dalam  penelitian  Febrian  Wiilyanto  dari  Universitas  Kristen  Petra  Surabaya  [2],  telah  melakukan penelitian  dengan  bahan  bakar  solar,  menyatakan  bahwa,  dengan  pemanasan  bahan  bakar  membawa perubahan terhadap torsi, daya, konsumsi bahan bakar dan efisiensi thermis.
Peneliti  Stefanus  Okie  Suharjo  dari  Universitas  Kristen  Petra  Surabaya  [3],  telah  melakukan penelitian dengan bahan bakar solar dan biodiesel minyak jarak  menyatakan bahwa,Temperatur optimal pemanasan  untuk  solar  adalah  50°C,  menghasilkan  peningkatan  daya  dan  torsi  2,54%  dan  penurunan konsumsi  bahan  bakar  sebesar  2,35%,  efisiensi  thermis  sebesar  3,54%  dan  penurunan  konsumsi  bahan bakar  sebesar  3,11%dan  biodiesel  5%  didapatkan  temperatur  optimal  pemanasan  55°C,  menghasilkan peningkatan  daya  dan  torsi  sebesar  3,96%,  peningkatan  efisiensi  thermis  sebesar  4,96%  dan  penurunan konsumsi  bahan  bakar  sebesar  4,23%  serta  pada  biodiesel  10%  dipanaskan  dengan  suhu  optimal  60°C, menghasilakan  peningkatan  daya  dan  torsi  sebesar  1.98%,  peningkatan  efisiensi  thermal  sebesar  7,44% dan penurunan konsumsi bahan bakar 6,46%.
Serta  hasil  penelitian  Yen  Fie  dari  Universitas  Kristen  Petra  Surabaya  [4],  telah  melakukan penelitian  di  Laboratorium  konversi  energi  dengan  menggunakan  mesin  isuzu  2,5 direct  injection dan menggunakan  bahan  bakar  solar    menyatakan  bahwa  ,  Dengan  adanya  pengendalian  temperatur  solar sebesar  54°C  terjadi  peningkatan  daya  dan  torsi  sebesar  1,91%,  efisiensi  thermis  sebesar  6,72%  dan penurunan  konsumsi  bahan  bakar  sebesar  5,54%.  Dari  beberapa  hasil  penelitian  yang  diuraikan  diatas dapat  disimpulkan  bahwa  dengan  melakukan  pemanasan  bahan  bakar  dapat  mempengaruhi  performa motor diesel.

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Desain Penelitian
Dalam  penelitian  ini  yang  digunakan  adalah  penelitian  eksperimen  dan  studi  perbedaan  antara dengan pemanasan biosolar dengan dua suhu berbeda dibandingkan dengan suhu normal  dengan ukuran suhu  55°Cdan  65ºC,  dikenakan  pada  suatu  objek  penelitian  yaitu  pipa  saluran  bahan  bakar  sebelum pompa injeksi pada motor diesel 1 silinder ( R175A DIESEL ENGINE ).

## 2.2 Variabel Penelitian

## 2.2.1 Variabel Bebas
Variabel  bebas  adalah  kondisi  yang  muncul  akibat  adanya  suatu  hubungan  pada  kejadian  atau keaadaan yang diteliti, dalam penelitian ini yaitu daya, torsi dan konsumsi bahan bakar.

## 2.2.2 Variabel Terikat
Variabel terikat dalam penelitian ini adalah temperatur dari lilitan kawat nikelin yaitu:
a. Beban lampu
b. Temperatur Pemanas 55°Cdan 65°C

## 2.2.3 Variabel Kontrol
Variabel  kontrol  adalah  himpunan  sejumlah  gejala  yang  memiliki  berbagai  aspek  atau  unsur didalamnya  yang  berfungsi  untuk  mengendalikan  agar  variabel  terikat  yang  muncul  bukan  karena
variabel lain, tetapi  karena variabel bebas. Variabel kontrol dari penelitian ini adalah pembebanan lampu mulai dari 600, 800, 1000 – 2800 watt.

## 2.3 Alat Dan Bahan
2.3.4 Alat Penelitian
1. Tool set kunci
Digunakan sebagai alat untuk melepas dan memasang komponen motor yang dipakai dalam pengujian.
2. Panel pembebanan lampu untuk membebani generator
3. Power analyzer untuk mengukur besarnya daya yang dikeluarkan oleh generator
2.3.5 Bahan Penelitian
1. Satu unit  motor diesel dengan spesifikasi sebagi berikut :
a Merk
= dongfeng b Perbandingan kompresi = 23:1 c Diameter silinder = 75 mm d Panjang langkah piston = 80 mm e Sistem pembakaran = injeksi langsung f Jumlah silinder = 1silinder g Pendinginan = air
h Sistem star = engkol 2. Spesifikasi generator a Merk = huafa b Power = 3 KW c Voltage = 230 volt d Arus = 13 Ampere e Frekuensi = 50 Hz f Putaran = 1500r/min
3. Bahan bakar Biosolar.
4. Elemen pemanas
Elemen  pemanas  tersebut  yang  digunakan  untuk  memanaskan  bio  solar,  komponen  elemen pemanas  tersebut  terdiri  dari  plat  stainles, relay,  thermofuse,  resistor ,  lampu,  lilitan  kawat nikelin, elemen pemanas dan pipa tembaga.

## 2.3.6 Prosedur Penelitian
Langkah kegiatan pengambilan data sebagai berikut:
1. Persiapkan alat dan bahan yang akan di gunakan.
2. Pasang alat pemanas dan hidupkan sampai suhu yang diinginkan.
3. Hidupkan motor diesel.
4. Mengatur pembebanan lampu pada panel.
5. Mengatur  putaran  (rpm)  motor  diesel  dengan  melihat power  analizer sampai  pada  +  50  Hz  / (1500 rpm).
6. Pengambilan data pengujian
a waktu yang penggunaan bahan bakar solar sebanyak 10 cc.
b catat daya pada power analiser pada setiap pembebanan.
7. Kemudian atur kembali pembebanan lampu pada panel dan temperatur pemanas.
8. Setelah  data  terkumpul  kemudian  dipakai  untuk  menghitung  daya,  torsi  dan  konsumsi  bahan bakar dengan rumus perhitungan unjuk kerja motor [5], sebagai berikut:
a. Daya (1)
P = (1) Dimana :
P = Daya (KW)
N = Putaran mesin (rpm) T = Torsi (Nm)
b. Torsi (2)
T = m. g. 1 (Nm)
(2) Dimana :
M= Massa (kg) g = Percepatan grafitasi (m/ ) l  = Panjang lengan dynamometer (m) karena pengujian menggunakan beban lampu maka torsi bisa dirumuskan (3)
(3)
c. Konsumsi bahan bakar spesifik dan laju konsumsi bahan bakar (4), (5) Mf = (4) Sfc = (5) Dimana :
Mf = laju konsumsi bahan bakar (kg/h) P bb = massa jenis bahan bakar Sfc = bahan bakar yang dipakai

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Analisa Perhitungan Daya Hasil Pengujian
Dari  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan,  diperoleh  daya  yang  dihasilkan  motor  dengan menggunakan  kondisi  mesin  standart  dan  menggunakan  pemanas  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi dengan variasi pemanasan 55°C dan 65°C.untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Daya hasil pengujian Beban lampu (Watt) Daya (Kw) Standart Pemanasan 55°C Pemanasan 65°C 600 0,796 0,804 0,811 800 1,078 1,085 1,082 1000 1,290 1,420 1,283 1200 1,570 1,624 1,642 1400 1,834 1,872 1,917 1600 2,007 2,090 2,181 1800 2,141 2,258 2,230 2000 2,174 2,420 2,439 2200 2,478 2,566 2,625 2400 2,629 2,818 2,853 2600 2,790 2,894 2,902 2800 2,789 2,870 2,892 Daya max(2600) 2,790 2,894 2,902
Pada  tabel  1  ditunjukan  bahwa  daya  maksimal  meningkat  pada  beban  2600  watt.  Dengan  adanya penambahan  alat  pemanas  terjadi  peningkatan  sebesar  3,5%  dari  kondisi  standart  pada  suhu  55°  C, Sedangkan  pada  suhu  65°C  terjadi  peningkatan  3,8%  dari  kondisi  standart.  Secara  teoritis  dapat dijelaskan  bahwa  peningkatan  ini  disebabkan  oleh  pemanasan  biosolar  yang  mengakibatkan  viskositas biosolar  menurun  sehingga  saat  penginjeksian  bahan  bakar  keruang  bakar  dapat  membentuk  butiran- butiran  kabut  bahan  bakar  yang  lebih  halus,  dengan  kondisi  ini  maka  proses  percampuran  bahan  bakar dan  udara  akan  lebih  homogen  sehingga  bahan  bakar  akan  lebih  mudah  terbakar  dan  kerja  dari  poros engkol juga akan lebih ringan karena pemanasan mengakibatkan mudahnya bahan bakar di ijeksikan dan secara otomatis daya dari poros engkol dapat dimaksimalkan untuk menggerakan beban.

## 3.2 Analisa Perhitungan Torsi Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian dengan menggunakan motor kondisi standart dan menggunakan pemanas bahan bakar  sebelum  pompa  injeksi  dan  menggunakan  variasi  pemanasan  55°  C  dan  pemanasan  65°C,  telah diperoleh  daya  motor  dan  daya  motor  tersebut    digunakan  untuk  menghitung  torsi  motor    dengan  (3), contoh sebagai berikut dan hasil perhitungan semua data tercantum dalam Tabel 2.

## Tabel 2. Hasil perhitungan torsi
Beban lampu (Watt) Torsi  (N.m) Standart Pemanasan 55°C Pemanasan 65°C 600 5,048 5,121 5,10 800 6,866 6,910 6,89 1000 8,216 9,044 8,17 1200 10 10,34 10,45 1400 11,681 11,92 12,21 1600 12,783 13,31 13,89 1800 13,636 14,38 14,20 2000 13,847 15,41 15,53 2200 15,783 16,34 16,71 2400 16,745 17,94 18,17 2600 17,770 18,43 18,48 2800 17,764 18,28 18,42 Torsi max(2600) 17,770 18,43 18,48
Seperti terlihat pada pembahasan pada daya dan beban, bahwa torsi pun terpengaruh dengan adanya pemanasan  bahan  bakar.  Karena  torsi  juga  dipengaruhi  oleh  daya,  semakin  dayanya  naik  torsi  pun  juga ikut  naik.  Seperti  dilihat  torsi  meningkat  pada  pemanasan  65°C  yaitu  sebesar  3,8%  dari  standart  dan untuk pemanasan  55°C terjdi peningkatan 3,5% dari standart.

## 3.3 Analisa Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian yang dilakukan, diperoleh waktu konsumsi bahan bakar yang digunakan untuk menghitung  konsumsi  bahan  bakar  atau Sfc .  Proses  pengambilan  waktu  konsumsi  bahan  bakar  dengan menggunakan  stopwatt  dengan  kapasitas  sebesar  10  cc  yang  terlihat  pada  buret.  Pengujian  ini menggunakan  kondisi  mesin  standart  dan  menggunakan  pemanas  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi dengan variasi pemanasan 55°C dan 65°C. Perhitungan ini menggunakan daya motor (P) untuk membagi Mf dengan (3) atau laju konsumsi bahan bakar dengan (5), maka hasil perhitungan dapat dilihat dibawah ini serta hasil semua perhitungan tercantum dalam tabel 3. Pada tabel 3 adanya kecenderungan Sfc sudah mulai turun pada saat pembebanan 800 watt hal ini disebabkan karena bahan bakar sudah dipanasi dahulu sebelum  motor  tersebut  dihidupkan.  Sehingga  bahan  bakar  yang  sudah  dipanasi  akan  menjadi  mudah terbakar sehingga membutuhkan waktu yang singkat untuk mencapai kondisi penyalaan sendiri.
Hal  ini  nantinya  akan  mengkompensasi  keterbatasan  waktu  yang  tersedia  untuk  pembakaran  pada saat putaran tinggi sehingga prosentase bahan bakar dapat dikurangi dan daya yang dihasilkan juga lebih besar.
Dari  tabel  3  ditunjukan  bahwa  dengan  adanya  pemanas  bahan  bakar  terjadi  penurunan  konsumsi bahan bakar pada pemanasan 55°C  terjadi penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 3,5% dari standart. Pada kondisi pemanasan 65°C juga terjadi penurunan konsumsi bahan bakar yang signifikan yaitu sebesar 29,4% dari kondisi standart.
Tabel 3. Hasil perhitungan Sfc Beban lampu (Watt) Sfc  (Kg/KWh) Standart Pemanasan 55°C Pemanasan 65°C 600 0,656 0,628 0,533 800 0,553 0,577 0,287 1000 0,564 0,469 0,436 1200 0,499 0,448 0,371 1400 0,499 0,399 0,341 1600 0,473 0,357 0,313 1800 0,472 0,396 0,343 2000 0,497 0,417 0,329 2200 0,486 0,421 0,307 2400 0,518 0,445 0,321 2600 0,510 0,492 0,360 2800 0,591 0,546 0,417 Sfc max (2600) 0,510 0,492 0,360

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisa  dan  perhitungan  dari  data-data  yang  telah  diperoleh  dari  hasil  penelitian  yang telah dilakukan, pemanasan bahan bakar sebelum pompa injeksi maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1) Pada  hasil  penelitian  terhadap  pemanasan  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi  terdapat peningkatan  daya sebesar 3,5%  pada suhu 55°C dan 3,8% pada suhu 65° dari kondisi standart.
2) Pada  hasil  penelitian  terhadap  pemanasan  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi  terdapat peningkatan torsi sebesar 3,5% dari standart pada suhu 55°C dan 3,8%  dari standart pada suhu pada 65°C.
3) Pada  hasil  penelitian  terhadap  pemanasan  bahan  bakar  sebelum  pompa  injeksi  terjadi penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 3,5% dari  kondisi  standart  pada  suhu  55°C, sedangkan  pada  suhu  65°C  terjadi  penurunan  konsumsi  bahan  bakar  29,4%  dari  kondisi standart.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Febrian Wiilyanto, 1999, Peningkatan unjuk kerja motor diesel dengan penambahan pemanas solar, Universitas Kristen petra.
[2] Murni,  2010.  Kajian  eksperimental  pengaruh  temperatur  bio  diesel  minyak  sawit    terhadap performasi mesin diesel direct injection putaran konstan, Universitas Diponegoro, Semarang.
[3] Stefanus  Oki  Suharjo,  Pengaruh  penambahan  pemanas  bahan  bakar  terhadap  unjuk  kerja  motor diesel injeksi langsung, Universitas Kristen Petra, Surabaya.
[4] Yen Fie, Pengndalian temperatur bahan bakar untuk meningkatkan unjuk kerja mesin diesel injeksi langsung, Universitas Kristen Petra, Surabaya.
[5] Yuda  setiawan,  2009,  Pengaruh  pemanasan  bahan  bakar,  Sekolah  Tinggi  Teknik  Wiworotomo, Purwokerto.