Analisis Prestasi Mesin Motor Bakar Diesel Type Pauss Model 175A Untuk Bahan Bakar Solar Dan Bio Solar

## Muchlisinalahuddin
Dosen Teknik  Mesin Fakultas Teknik UMSB
Abstrak: Ada beberapa faktor yang mempengaruhi energi yang dihasilkan oleh proses pembakaran yaitu kualitas dan kuantitas bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder, sistem penyalaan di dalam ruang bakar, dan kondisi temperatur ruang bakar. Untuk mengetahui seberapa besar energi yang dihasilkan oleh bahan bakar, maka perlu dilakukan pengujian dan pengukuran.
Pengujian dan analisis dilakukan pada alat uji motor bakar diesel empat langkah satu silinder daya 7,5 HP dengan pemberian beban bervariasi pada tuas rem tromol dan bahan bakar dengan nilai oktan yang berbeda.
Dari pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan Penambahan beban akan mempengaruhi putaran (rpm),  waktu  (s),    daya  (watt),  torsi  (Nm)  dan  konsumsi  bahan  bakar  (ml/s).Semakin  besar  daya yang  dihasilkan  maka  konsumsi  bahan  bakar juga  semakin  besar.Bahan  bakar  bio  solar  lebih  baik dibandingkan bahan bakar solar. Karena putaran mesin dan daya yang dihasilkan oleh bahan bakar bio  solar  lebih  tinggi  dari  pada  bahan  bakar  solar,  sedangkan  untuk  konsumsi  bahan  bakar,  bahan bakar bio solar lebih rendah dari pada bahan bakar solar.
Kata kunci : Prestasi mesin, unjuk kerja, motor bakar solar, solar, bio solar.

## PENDAHULUAN
Motor  bakar  pembakaran  dalam ( internal  combustion )  merupakan  salah  satu jenis mesin penggerak yang banyak digunakan di dunia. Terutama untuk kendaraan
tranportasi.Dimana terjadi
perubahan  perubahan  energi,  pembakaran  / reaksi  kimia  yang  menaikan  tekanan  . Peningkatan  tekanan  di  manfaatkan  untuk menggerakan  piston  yang  berubah  menjadi energy  mekanik/  gerak.    Pada  penelitian  ini dilakukan analisis terhadap energy perbandingan  gerak  berupa  torsi,  daya,  laju aliran  bahan  bakar  ,dan  putaran  pada  poros yang  bisa  dimanfaatkan  di  dalam  energy mekanik  /  gerakan  putaran  yang  dihasilkan dalam  pengukuran.  Torsi  dilakukan  dengan menhubungkannya dengan rem tromol ( drum brake  )  yang  di tekan  oleh  beban  tuas  .beban yang di berikan bervariasi akan menghasilkan torsi  yang  berbeda  .  pengujian  dilakukan membuat  instalasi  motor  diesel  pauss  daya 7,5  HP.  Dan  selanjut  nya  di  lakukan pengujian  untuk  bahan  bakar  Bio  Solar  dan Solar.

## TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Teori Dasar Motor Diesel
Mesin  diesel  adalah  sejenis  mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah
mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan  oleh  suhu  tinggi  gas  yang dikompresi,  dan  bukan  oleh  alat  berenergi lain (seperti busi).
Seorang  penemu/peneliti  bernama
Street
melakukan penelitiannya.
Perkembangan  motor  pembakaran  dalam (ICE) pada tahun 1794. Hasil dari perkembangan  tersebut  adalah  motor  diesel sekarang.  Selanjutnya  dikembangkan  oleh seorang  insinyur  muda  berkewarga  negaraan Perancis  yang  bernama  Sadi  Carnet  pada tahun 1824.
Idenya dijadikan dasar dalam perkembangan  motor  diesel.  Dia  menyatakan bahwa  udara  murni  yang  dimampatkan tersebut  dengan  perbandingan  15:1  akan menghasilkan  udara  yang  panas  untuk menyalakan  kayu kering.  Udara  yang digunakan untuk pembakaran motor hendaknya dikompresikan
dengan
perbandingan yang besar sebelum dinyalakan. Dia  juga  menyatakan  bahwa  dinding  silinder hendaknya  didinginkan,  karena  panas  dari dari  pembakaran  akan  mempengaruhi  kinerja motor.
Pada  tahun  1876  Dr.  Nickolas  Otto mebuat  konstruksi  motor  pembakaran  dalam 4  langkah  yang  menggunakan  bahan  bakar bensin  menggunakan  penyalaan  api.  Pada
tahun 1892 seorang insinyur muda berkewarganegaraan  German  yang  bernama Dr.  Rudolf  Diesel  berhasil  membuat  motor penyalaan  kompresi  menggunakan  bahan bakar  serbuk  batu  bara  menggunakan  prinsip penyalan bahan bakar dan udara.
Dengan  perkembangan  sistem  pompa injeksi  bahan  bakar  yang  benar-benar  dapat disebut  “mini”  oleh  seorang  penemu  yang berkewarganegaraan  german  bernama  Robert Bosch  pada  tahun  1927  membebaskan  motor diesel  dari  masalah  memakan  tempat.  Sistem injeksi  pompa  Robert  Bosch  yang  ukurannya mini  dari  karburator,  beratnya  ringan  dan governer yang  menyatu  ( built-in )  sehingga tidak  ada  lagi  sistem  pengabutan  udara  yang banyak makan tempat untuk kompresor, pipa- pipa  dan  pengontrol  klep.  Pompa  injeksi motor diesel dapat diatur sesuai pembebanan, sedangkan  kondisi  kecepatan  motor  dapat atau lebih baik dari karburator motor bensin. Prinsip  kerja  motor  diesel  adalah  merubah energi  kimia  menjadi  energi  mekanis.  Energi kimia  didapatkan  melalui  proses  reakasi kimia  (pembakaran)  dari  bahan  bakar  (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).
Gambar 2.1. Prinsip kerja motor diesel
Pada  motor  diesel  ruang  bakarnya bisa  terdiri  dari  satu  atau  lebih  tergantung pada  penggunaannya  dan  dalam  satu  silinder dapat  terdiri  dari  satu  atau  dua  torak.  Pada umumnya  dalam  satu  silinder  motor  diesel hanya memiliki satu torak.
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan  dan  udara  akan  mendorong  torak  yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan  batang  torak,  sehingga  torak dapat  bergerak  bolak-balik  ( reciprocating ). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi
gerak  rotasi  oleh  poros  engkol  ( crank  shaft ). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah  menjadi  gerak  bolak-balik  torak  pada langkah kompresi.
Berdasarkan  cara  menganalisa  sistim kerjanya,  motor  diesel  dibedakan  menjadi dua,  yaitu  motor  diesel  yang  menggunakan sistim airless  injection ( solid  injection )  yang di analisa dengan siklus dual dan motor diesel yang  menggunakan  sistim air  injection yang dianalisa  dengan  siklus  diesel  (sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus otto).
Gambar 2.2. Diagram P-V siklus diesel Perbedaan  antara  motor  diesel  dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses  pembakaran  bahan  bakar,  pada  motor bensin  pembakaran  bahan  bakar  terjadi karena  adanya  loncatan  api  listrik  yang dihasilkan  oleh  dua  elektroda  busi  ( spark plug ), sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur  campuran  udara  dan  bahan  bakar akibat  kompresi  torak  hingga  mencapai temperatur  nyala.  Karena  prinsip  penyalaan bahan  bakarnya  akibat  tekanan  maka  motor diesel  juga  disebut compression  ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine .
Pada  mesin  diesel,  dibuat”ruangan”
sedemikian  rupa  sehigga  pada ruang itu  akan terjadi  peningkata  suhu  hingga  mencapai ”titik  nyala”  yang  sanggup  ”membakar” minyak  bahan  bakar.  Pemampatan  yang biasanya  digunakan  hingga  mencapai  kondisi ”terbakar” itu biasanya 18 hingga 25 kali dari volume ruangan normal.
Ketika  udara  dikompresi  suhunya  akan meningkat  (seperti  dinyatakan  oleh  Hukum Charles),  mesin  diesel  menggunakan  sifat  ini untuk  proses  pembakaran.  Udara  disedot  ke
dalam  ruang  bakar  mesin  diesel  dan dikompresi  oleh  piston  yang  merapat,  jauh lebih  tinggi  dari  rasio  kompresi  dari  mesin bensin.  Beberapa  saat  sebelum  piston  pada posisi  Titik  Mati  Atas  (TMA)  atau  BTDC ( Before Top Dead Center ), bahan bakar diesel disuntikkan  ke  ruang  bakar  dalam  tekanan tinggi  melalui nozzle supaya  bercampur dengan  udara  panas  yang  bertekanan  tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar  dengan  cepat.  Penyemprotan bahan  bakar  ke  ruang  bakar  mulai  dilakukan saat  piston  mendekati  (sangat  dekat)  TMA untuk menghindari detonasi.
Gambar 2.3. Pembakaran pada motor diesel
Ledakan  tertutup  ini  menyebabkan gas  dalam  ruang  pembakaran  mengembang dengan  cepat,  mendorong  piston  ke  bawah dan  menghasilkan  tenaga  linear.  Batang penghubung  ( connecting  rod )  menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga  linear  tadi  diubah  menjadi  tenaga putar.  Tenaga  putar  pada  ujung  poros crankshaft dimanfaatkan  untuk  berbagai keperluan.
Untuk  meningkatkan  kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :
 Turbocharger atau supercharger untuk  memperbanyak  volume  udara yang  masuk  ruang  bakar  karena udara  yang  masuk  ruang  bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger .
 Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar.
Udara  yang  panas  volumenya  akan
mengembang begitu juga sebaliknya, maka  dengan  didinginkan  bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak.
Mesin  diesel  sulit  untuk  hidup  pada saat  mesin  dalam  kondisi  dingin.  Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang  disebut  busi  menyala  ( spark/glow  plug ) di  dalam  silinder  untuk  memanaskan  ruang bakar  sebelum  penyalaan  mesin.  Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake  manifold"  untuk  menghangatkan udara  masuk  sampai  mesin  mencapai  suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan  bakar  dalam  silinder  dengan  efektif memanaskan mesin.

## Motor Diesel Empat Langkah
Pada  motor  diesel  empat  langkah prinsip  kerjanya  untuk  menyelesaikan  satu siklus atau satu rangkaian proses kerja hingga menghasilkan  pembakaran  dan  satu  kali langkah  usaha  diperlukan  empat  langkah piston. Langkah  pertama  adalah  langkah pemasukan. Pada langkah ini yang dimasukkan  kedalam  silinder  adalah  udara murni. Katup masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup. Piston bergerak dari TMA ke TMB.  Langkah  kedua  adalah  langkah kompresi.  Kedua  katup  yaitu  katup  masuk dan  katup  buang  sama-sama  tertutup.  Piston bergerak dari  TMB  ke TMA. Yang dikompresikan adalah udara murni.
Langkah  berikutnya  adalah  langkah usaha.  Proses  pembakaran  dan  ekspansi merupakan  langkah yang menghasilkan tenaga motor. Kedua katup yaitu katup masuk dan  katup  buang  tertutup  semuanya.  Karena adanya  proses  pembakaran  didalam  silinder terjadilah kenaikan tekanan dan ekspansi dari gas (campuran udara dan bahan bakar). Piston didorong dari TMA ke TMB.
Langkah  selanjutnya  adalah  langkah pembuangan.  Piston  bergerak  dari  TMB  ke TMA. Katup  buang  terbuka  sedangkan  katup masuk  tetap  tertutup.  Gas  bekas  hasil pembakaran didorong keluar oleh piston yang bergerak  dari  TMB  ke  TMA.  Berikut  adalah gambar  dari  prinsip  kerja  mesin  diesel  4 langkah:
Gambar 2.4. Siklus Motor Diesel 4 Langkah

## 2.2 Bahan Bakar Diesel
Penggolangan  bahan  bakar  mesin diesel  berdasar  kan  jenis  putaran  mesinya ,dapat di bagi dua golongan yaitu :
a) Automotive  diesel  oil , yaitu bahan  bakar  yang  di  gunakan untuk  mesin  dengan  kecepatan putaran mesi di atas 1000 rpm . Bahan  bakar  jenis  ini  yang biasa    di  gunakan  sebagai bahan bakar diesel yang digunakan  untuk  kendaraan bermotor
b) Industrial  Diesel  Oil ,  yaitu
bahan  bakar  yang  digunakan untuk  mesin  –  mesin  yang mempunyai putaran mesin kurang atau sama dengan  1000
rpm,  bisanya  digunakan  untuk mesin  –  mesin  industri  .  bahan bakar ini disebut minyak diesel Di  Indonesia  ,  bahann        bakar  untuk kendaraa  motor  jenis  diesel  umumnya menggunakan  solar  yang  di  produksi oleh PT. PERTAMINA dengan
karakteristik seperti tabel di bawah ini
Karakteristik Bio solar Bio solar / bio diesel tidak megandung  nitrogen  atau  senyawa aromatic dan  hanya  mengandung  kurang  dari  ppm  ( part  per  million  )  sulfur  .  bio  diesel mengandung  kira  – kira 11 % oksigen dalam persen berat yang keberadaannya mengakibatkan berkurangnya kandungan energy (  LHV  menjadi  lebih  rendah  bila  di bandingkan dengan solar ) namun
menurunkan  kadar  emisi  gas  buag  yang berupa karbon monoksida (CO) ,hidro karbon (HC),  partikulat  dan  jelaga.  Kandungan
energy bio diesel kira – kira 10% lebih rendah di bandigkan dengan solar.
2.3 Dynamometer Pembebanan
Dinamometer  adalah  sebuah  alat  yang digunakan  untuk  mengukur  putaran  mesin dan  torsi  dimana  daya  yang  dihasilkan  dari suatu  mesin  atau  alat  yang  berputar  dapat dihitung.
Pada  prinsipnya  dinamometer  bekerja dengan cara memberikan beban kepada poros motor  bakar  melalui  mekanisme  pengereman pada  poros  engkolnya.  Secara  fungsional, dinamometer dirancang untuk digunakan pada motor  bakar  ukuran  kecil  dengan  daya dibawah 10 HP.ada beberapa jenis dinamometer  yang  biasa  digunakan  yaitu dinamometer  listrik  dan  dinamometer  brakek Dalam  penelitian  ini  dinamometer  yang digunakan  adalah  dinamometer  tipe brake , dimana  cara  kerjanya  adalah  putaran  poros dinamometer berasal dari putaran mesin yang ditransmisikan  dengan  menggunakan  poros yang  dihubungkan  dengan  belt,  dan  poros ditumpu  menggunakan  bearing.  Pada  bagian kedua ujung pangkal serta pada poros terdapat sistem  pengereman  menggunakan  drum brake.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Gambar 3.1 diagram alir

## 3.2 Alat dan Bahan
 Alat uji motor bakar diesel
 Dynamometer
 Stopwacth
 Tabung ukur
 Mistar
 Tachometer
 Massa atau beban
 Timbangan
 Bahan o Bahan bakar Solar
o Bahan bakar Bio  Solar

## 3.3  Prosedur Pengujian
Adapun  prosedur  pengujian  pada  alat uji  prestasi  mesin  motor  bakar  diesel  ini dilakukan dengan urutan sebagai berikut.
A. Cek  semua  keadaan  mesin  dan peralatan yang akan di pakai.
B. Menghidupkan motor mesin diesel
1. On  kan  stop  kontak  pada mesin diesel.
2. Buka  katup  bahan  bakar  dan katup  gas  letakkan  pada posisi terendah.
3. Putar  poros  engkol  ke  kanan.
Kemudian lepaskan dekompresi  jika  mesin  sudah hidup  maka  lepaskan  engkol tangan tadi, maka akan kembali sendiri.
C. Pengujian
1. Beban bervariasi, putaran kutup berubah.
2. Menentukan  daya  putaran mesin
3. Menentukan  konsumsi  bahan bakar.
D. Untuk  berbagai  kondisi  operasi mesin dilakukan pengamatan terhadap parameter-parameter atas
E. Data  pengujian  yang  didapat diolah  dan  dibuat  analisa  dan perhitungannya terhadap pengujian tersebut

## ANALISIS DAN DATA 4.1. Data Bahan bakar Solar
Percobaan  diatas  pada  bahan  bakar solar  di lakukan  8  kali  uji dimana  pemberian beban yang bervariasi antara 0 s/d 1500 gram pada  volume  bahan  bakar  konstan  atau  tetap pada 25 ml. Pada pengujian ini dapat di lihat laju  bahan  bakar  (ml/s)  ,  torsi  (  Nm),  daya  ( watt)  ,dan  rpm  .pada  pengujian  bahan  bakar solar  dimana  beban  yang  ber  variasi  dapat mempengaruhi  putaran  mesin  pada  volume
bahan  bakar  yang  konstan  atau  tetap.  bahwa semakin  besar  beban  yang  diberikan  maka semakin menurun putaran karena beban yang diberi,  semakin  menurun  putaran  maka konsumsi bahan bakar semakin besar .
4.1 Data bahan bakar Bio Solar
Tabel 4.1 Data Pengujian Bio Solar
Percobaan  diatas  pada  bahan  bakar bio  solar  di  lakukan  8  kali  uji  dimana pemberian beban yang bervariasi antara 0 s/d 1500 gram pada volume bahan bakar konstan atau  tetap  pada  25  ml.  Pada  pengujian  ini dapat di lihat laju bahan bakar ( ml/s) , torsi ( Nm),  daya    (watt)  ,dan  rpm  .pada  pengujian bahan  bakar  solar  dimana  beban  yang  ber variasi  dapat  mempengaruhi  putaran  mesin pada  volume  bahan  bakar  yang  konstan  atau tetap.  bahwa  semakin  besar  beban  yang diberikan  maka  semakin  menurun  putaran karena  beban  yang  diberi,  semakin  menurun putaran maka konsumsi bahan bakar semakin besar .

## 4.2 Data  perbandingan  bahan  bakar Solar dengan Bio Solar
Tabel pembahasan bahan bakar solar dengan
bio solar. Pembahasan ini berdasarkan  putaran  yang  di  hasilkan  dari kedua bahan bakar tersebut .
Tabel 4.2 Solar
Tabel 4.3 Bio Solar
Pada  tabel  perbandingan  di  atas dimana  cara  metode  pengambilan  data dilakukan dengan cara yang sama dan volume bahan  bakar  sama  konstan  25  ml  dan pemberian beban  sama  dilakukan  sebanyak  8 kali secara bertingkat antara 0 s/d 1500 gram .
Dimana  setiap  tingkatan  pemberian beban  di  lakukan  maka  daya  yang  di  dapat semakin  besar  ,laju  aliran  bahan  bakar semakin  besar,  rpm  semakin  turun  dan putaran/  radius  semakin  kecil  terhadap volume bahan bakar 25 ml

## SIMPULAN DAN SARAN
Dari  hasil  alat  uji  prestasi  mesin motor  bakar  diesel  yang  telah  dilaksanakan dapat di tarik kesimpulan  antara lain;
1. Penambahan  beban  akan  menurunkan putaran  (rpm)  dan  daya  yang  di  hasil oleh bahan bakar Bio solar lebih tinggi dari bahan bakar solar
2. Semakin  besar  daya  yang  di  perlukan maka  konsumsi  bahan  bakar  juga semaki  besar  ,  kenaikan  bahan  bakar solar  lebih  tinggi  dari  bahan  bakar  bio solar
3. Penurunan  putaran  terhadap  konsumsi bahan  bakar  pada  bahan  bakar  bakar mesin  solar  lebih  tinggi  dari  bahan bakar mesin bio solar 4. Daya  yang  di  hasilkan  oleh  bio  solar lebih  tinggi  dari  solar  untuk  torsi  yang
sama 5. Jumlah  putaran  yang  di  hasilkan  untuk 25  ml  bahan  bakar  mesin  bio  solar lebih  tinggi  dari  bahan  bakar  mesin solar
Dari  hasil  Analisis  data  alat  uji  pretasi
mesin  motor  bakar  diesel  yang  telah dilaksanakan  ada  beberapa  yang  perlukan  di perhatikan antara lain;
1. Disarankan  agar  alat  uji  motor  bakar diesel  dapat  dilakukan  dengan  merubah parameter  lain  seperti  ratio  kompresi ,setelan katub dan lain - lain.
2. Pengambilan  data  sebaik  nya  di  lakukan di ruangan yang terbuka , karena alat uji motor  bakar  diesel  gas  pembuangan  nya sangat  berpotensi  untuk  kesehatan  untuk si peneliti

## DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar,wiranto  dan  Koichi  Tsuda, Motor diesel putaran Tinggi, Jakarta ,1976 dan Pradnya Paramita 1980 motor bakar.
Ir  Sadi  Carnet,  prancis  pada  tahun  1824.
Pengembangan motor bakar diesel Joni  Dewanto  dan  Sugando  Wibowo,2007
,pengaruh  gerak  relatife  sepatu  terhadap efektifitas  pengereman  pada  jenis  rem tromol
Karnowo ,Winarno,Basyirun ,2008,mesin konversi energi universitas semarang
Nakoela  Soenarta  ,Shoichi  fururhama.1995 motor bakar serba guna.