Performance Analysis Engine Caterpillar Model C27

## Pasca Rekondisi dengan Pengujian Dynotest
Abdul Halim 1 * , Eko Saputro 2 , Mangkona 3 ,  Yudi Sukmono 4 , Muh. Anhar 5 , Adriansyah 6
1,2,3 Department of Mechanical Engineering, Politeknik Negeri Samarinda, Indonesia
4 Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Mulawarman, Indonesia
5 Department of Mechanical Engineering, Politeknik Negeri Ketapang, Indonesia
6 Department of Mechanical Engineering, Politeknik Negeri Padang, Indonesia * Koresponden email : halim72@polnes.ac.id
Diterima: 27 Juni 2022 Disetujui: 4 Juli 2022

## Abstract
Caterpillar  engines  need  to  be  completely  reconditioned  or  general  overhauled  after  operating  and consuming  a  certain  amount  of  fuel  to  restore  engine  performance  to  its  specifications  again.  However, actual conditions can be faster or slower depending on  the condition of the engine itself and operational needs. In the total reconditioning process, all seals, gaskets and bearings are normal spare parts that must be  replaced,  plus  other  spare  parts  that  must  be  replaced  based  on  the  results  of  inspections  and measurements in accordance with the guidelines from the caterpillar guidelines for reusability and salvage (GRPTS).  The  purpose  of  this  research  is  to  find  out  whether  the  reconditioned  engine  has  reliable performance  like  a  new  engine  from  the  manufacturer  and  of  course  refers  to  the  engine  performance specification number, as well as knowing the engine characteristics based on the application. The research stage  is  to  carry  out  the  total  engine  reconditioning  process  by  disassembling,  cleaning,  inspecting,  part listing, assemble, testing and adjusting engine performance specification. And for data retrieval, the engine is tested in the engine dynotest room with loadings of 25%, 50%, 75% and 100%. From the results of the engine after being reconditioned, it has performance like a new engine and deserves to be handed back to the  customer  to  be  operated  according  to  its  application  and  specifications  with  a  maximum  power achievement of 800 HP at 100% loading with 1800 rpm for industrial engine applications. Keywords: performance, caterpillar engine, reconditioning, engine dynotest, horse power

## Abstrak
Engine  caterpillar perlu  dilakukan  rekondisi  total  atau general  overhaul setelah  beroperasi  dan mengonsumsi  bahan  bakar  dalam  jumlah  tertentu  untuk  mengembalikan  kinerja engine sesuai spesifikasinya kembali. Namun kondisi aktual bisa lebih cepat atau lambat tergantung kondisi engine itu sendiri  dan  kebutuhan  operasional.  Dalam  proses  rekondisi  total  semua seal,  gasket dan bearing adalah suku  cadang  normal  yang harus  diganti,  ditambah dengan  suku  cadang  lain  yang  memang harus  diganti berdasarkan  hasil  pemeriksaan  dan  pengukuran  sesuai  dengan  panduan  dari caterpillar  guidelines  for reuseability  and  salvage (GRPTS).  Tujuan  penelitian  adalah  untuk  mengetahui  apakah engine yang direkondisi memiliki kinerja yang handal seperti engine baru dari pabrikan dan tentunya mengacu kepada engine performance specification number , serta mengetahui karakteristik engine berdasarkan aplikasinya. Tahapan  penelitian  dalah  melakukan  proses  rekondisi  total engine dengan  pembongkaran,  pembersihan, pemeriksaan, part  listing,  assemble,  testing  and  adjusting  engine  performance  specification .  Dan  untuk pengambilan data melakukan pengetesan engine di dalam engine dynotest room dengan pembebanan 25%, 50%, 75% dan 100%. Dari hasil engine setelah direkondisi memiliki kinerja seperti engine baru dan layak untuk diserahkan kembali ke pelanggan untuk dioperasikan sesuai dengan aplikasinya dan spesifikasinya dengan  capaian  power  maksimum  800  Hp  pada  pembebanan  100%  dengan  1800  rpm  untuk  aplikasi industrial engine.
Kata Kunci: performance, caterpillar engine,  rekondisi, engine dynotest, horse power
1. Pendahuluan
Salah satu tahapan rekondisi engine adalah pengetesan kinerja engine yang dilakukan di dalam ruang khusus yang disebut dynotest room dan dilakukan oleh teknisi khusus yang terlatih untuk mengoperasikan peralatan di dalam ruangan ini serta melakukan hal-hal yang diperlukan terhadap engine itu sendiri sebagai benda  kerja.  Pengetesan  dilakukan  mengikuti  prosedur  dari caterpillar  service  information  system (SIS
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
CAT)  dan  juga  prosedur  dari  PT.  Trakindo  Utama  Samarinda  sebagai  salah  satu  cabang  yang  memiliki fasilitas engine dynotest , sehingga akan didapatkan hasil yang bisa dipertanggung jawabkan dan akurasi data tes yang tinggi.
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  dilakukan  oleh  [1][2]  menentukan  rugi-rugi  daya  dan memprediksi tingkat kemampuan permesinan dan diuji untuk evaluasi kinerja. Model dan perangkat lunak yang dikembangkan adalah alat pendukung keputusan untuk setiap industri otomotif di mana pemeliharaan dan  manajemen  mesin  untuk  meningkatkan  kinerja  dan  efisiensi  operasi  adalah  fokusnya.      Performa keandalan mesin kendaraan bekas telah menjadi perhatian utama karena sejumlah alasan mulai dari polusi dan  degradasi  lingkungan  hingga  tingginya  biaya  perbaikan  dan  pemeliharaan  [3],  termasuk  komsumsi bahan bakar  yang boros  akibat gangguan  sistem  komponen  [4][5]. Sehingga unit yang  sudah beroperasi lama perlu dilakukan schedule maintenance dan servis untuk direkondisi ulang untuk mendapatkan kinerja yang baru [6][7][8].
Engine  performance  specification adalah  tolak  ukur  dalam  melakukan  pengetesan  sebuah engine yang di dalamnya berisi tentang kondisi engine itu sendiri ketika dites dibandingkan dengan parameternya, dan  juga  berisi  tentang  informasi  aplikasi  dan  referensi  penyetelan  terhadap spesifik  engine tersebut [9][10][11]. Dengan dilakukan pengetesan ini diharapkan semua kegagalan dalam proses rekondisi sebelum tahapan  pengetesan  dapat  diketahui  dan dilakukan  tindakan  perbaikan di  tahap  pengetesan  ini,  dan  juga bisa diketahui kinerjanya apakah masih dalam batas dari engine performance specification sehingga ketika engine dikembalikan  ke customer diharapkan engine mampu  bekerja  dengan  optimal,  tidak  mengalami masalah ketika beroperasi dan bisa bertahan sampai jadwal rekondisi berikutnya.

## 2. Metode Penelitian

## 2.1 Obyek Penelitian
Obyek penelitian  yang  akan  diambil  adalah  beberapa engine elektronik  dengan  Cat@  model  C27 yang ketika dilakukan pengetesan mengalami problem dengan kinerjanya. Pemilihan engine model C27 ini dikarenakan  besarnya  populasi engine  model ini  mulai  dari marine,  heavy  equipment hingga industrial . Gambar 1 ini adalah dari salah satu engine model C27 yang sedang dalam proses antrian pengetesan.
Gambar 1. Engine model C27 Sumber: PT. Trakindo Utama Samarinda (2021)

## 2.2.  Waktu dan Lokasi Penelitian
Lama  waktu  penelitian  dilakukan  selama  3  bulan,  yaitu  pada  bulan  Mei  2021  sampai  Juni  2021. Penelitian  ini  dilakukan  di  PT.  Trakindo  Utama  cabang  Samarinda  dengan  alamat  di  Jalan  Cipto Mangunkusumo Loa Janan – Samarinda, Kalimantan Timur

## 2.3 Alat Uji Dynamometer Test
Dynamometer yang ada di PT. Trakindo Utama Samarinda adalah dari merek dagang Taylor dengan model  DX38  yang  memiliki  kapasitas  sampai  dengan 2000  HP dan  torsi  maksimum 6434  lbs.ft  dengan putaran maksimal 4000 rpm [12][13].
Gambar 2. Taylor dynamometer dan drive shaft Sumber : PT. Trakindo Utama Samarinda (2021)

## 2.4. Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian pengetesan engine pasca rekondisi di PT. Trakindo Utama Samarinda secara garis besar adalah sebagai berikut :
1. Engine yang akan dilakukan pengetesan dipasang di stand khusus.
Gambar 3. Engine test stand Sumber: PT. Trakindo Utama Samarinda (2021)
2. Pemasangan adapter sensor , adapter flywheel, adapter udara dan pelindung turbocharger
3. Pemasangan adapter bahan bakar dan adapter komunikasi kontrol elektronik.
4. Memposisikan engine dan mengatur kelurusan terhadap dynamometer.
5. Cek kondisi poros penggerak dan menghubungkan dengan flywheel.
6. Memasang pengikat engine terhadap lantai.
7. Memasang semua sensor yang diperlukan dan blow by indicator tool .
8. Memasang jalur air pendingin dan memeriksa kebocoran air.
9. Memasang  jalur  bahan  bakar,  melakukan  pemompaan  bahan  bakar  dan  memeriksa  kebocoran bahan bakar.
10. Melakukan pengisian oli bertekanan ke dalam engine dan memeriksa kebocoran oli.
11. Sebelum menghidupkan engine pastikan semua persiapan dilakukan dengan benar.
12. Memulai prosedur pengetesan sesuai dengan performance specification dari engine yang dites dari warming up sampai tes komplit dilakukan sesuai dengan panduan, lakukan cooling down engine dan pengambilan contoh oli sebelum mematikan engine .
Gambar 4. Pengetesan engine dengan dynotest Sumber: PT. Trakindo Utama Samarinda (2021)
13. Pengetesan selesai, keluarkan engine dari ruang dynotest . 14. Analisa data pengetesan engine .

## 3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  data  pengetesan  dan  grafik  pada  pengujian engine model  C27  SN  TWM05055 dengan dynotest
Tabel 1. Data pengetesan engine C27 SN TWM05055 Engine Speed (RPM) Load (%) Torque (Lb-ft) Power (Hp) 1798 25 561 192 1800 50 1223 419 1800 75 1746 598 1797 100 2339 800 Sumber: Analisa data penelitian (2021)
Gambar 5. Grafik pengetesan engine C27 SN TWM05055 Sumber: Analisa data penelitian dengan caterpillar electronic technician tool (2021)
Berdasarkan Tabel 1 dan Gambar 5 merupakan hasil proses pengetesan dynotest kinerja engine C27 industrial . Pembebanan dilakukan mulai dari 25%, 50%, 75%, dan 100% mengikuti prosedur yang berlaku.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Pencapaian daya maksimal engine didapat dengan pembebanan 100% diperoleh tenaga maksimal sebesar 800 HP. Engine ini adalah tipe Isochronous dimana putaran tinggi atau high idle sampai beban maksimalnya atau full load RPM adalah sama sebesar 1800 RPM. Indikator engine telah melewati beban penuh adalah apabila beban ditambah maka engine akan mengalami penurunan putaran. Pada saat beban terus ditambah dan  engine  mengalami  penurunan  putaran,  maka  tenaga engine juga  akan  mengalami  penurunan,  namun torsi akan meningkat sampai titik dimana torsi akan berada pada titik maksimalnya di putaran yang disebut torque check speed . Namun pengetesan hingga kondisi torque check pada engine ini tidak dilakukan.
Data  hasil  pengetesan  dan  analisa  grafik  pada  pengujian engine model  C27  SN JZM00129 dengan dynotest.
Tabel 2. Data pengetesan engine C27 SN JZM00129 Engine Speed (RPM) Load (%) Torque (Lb-ft) Power (Hp) 2006 25 419 160 1990 50 844 320 1966 75 1289 482 1800 100 1849 634 1240 TC 2216 523 Sumber: Data penelitian (2021)
Gambar 6. Grafik Pengetesan Engine C27 SN JZM00129 Sumber: Analisa data penelitian dengan caterpillar electronic technician tool (2021)
Berdasarkan Tabel 2 dan Gambar 6 merupakan  hasil proses  pengetesan dynotest  kinerja engine C27 dengan  aplikasi Track Type Tractor dengan model D10T2. Pembebanan dilakukan mulai  dari 25%, 50%,  75%,  dan  100%  hingga torque  check  test .  Pencapaian  daya  maksimal engine didapat  dengan pembebanan 100% diperoleh tenaga maksimal sebesar 634 HP pada putaran 1800 RPM dan torsi maksimal sebesar  2216  Lb-ft  pada  putaran  1240  RPM.  Pengetesan  dilakukan  mengikuti  e ngine Performance Specification  Number 370  4821.  Berdasarkan  hasil  tes  dan  melihat  parameter  lain, engine ini  setelah direkondisi memiliki performa seperti engine baru dan layak untuk diserahkan kembali ke pelanggan untuk dioperasikan sesuai dengan aplikasinya.
Data hasil pengetesan dan analisa grafik pada pengujian engine Model C27 SN LXJ01508 dengan dynotest
Tabel 3. Data pengetesan Engine C27 SN LXJ01508 Engine Speed (RPM) Load (%) Torque (Lb-ft) Power (Hp) 2285 25 453 197 2282 50 906 394 2280 75 1357 589 2000 100 2070 788 1343 TC 2501 639 Sumber: Data penelitian (2021)
Gambar 7. Grafik pengetesan Engine C27 SN JZM00129 Sumber: Analisa data penelitian dengan caterpillar electronic technician tool (2021) (2021)
Berdasarkan Tabel 3 dan Gambar 7 merupakan hasil proses  pengetesan dynotest kinerja engine C27 dengan aplikasi Off Highway Truck dengan model 775F. Pembebanan dilakukan mulai dari 25%, 50%, 75%, dan 100% hingga torque check test . Pencapaian daya maksimal engine didapat dengan pembebanan 100% diperoleh tenaga maksimal sebesar 788 Hp pada putaran 1800 rpm dan torsi maksimal sebesar 2501 Lb-ft pada  putaran  1343  RPM.  Pengetesan  dilakukan  mengikuti engine  performance  specification  number 0K5979  [14].  Berdasarkan  hasil  tes  dan  melihat  parameter  lain, engine ini  setelah  direkondisi  memiliki performa seperti engine baru dan layak untuk diserahkan kembali ke pelanggan untuk dioperasikan sesuai dengan aplikasinya.

## Analisa Performance Engine
Untuk  melihat  ketiga performance  engine C27  untuk  masing-masing  aplikasi (engine  industrial, tractor  type  track,  off  highway  truck) ,  maka  dapat  dilakukan  perhitungam brake  mean  efektifve  pressure (BMEP) torsi maksimun dan daya yang dihasilkan (BHP) 3 aplikasi dari engine C27  [15][16]. Berikut ini adalah data hasil  analisis dari ketiga engine caterpillar model C27 dengan aplikasi yang berbeda-beda.
Tabel 4 . Data perbandingan hasil analisa dan penelitian
Load (%) Engine Speed (RPM) Power (HP) Torsi (Lb-Ft) BMEP (Psi) Aplikasi Engine C27 25 1798 192 561 51,3 Industrial engine 2006 160 419 38,3 Track type tractor engine 2285 197 453 41,5 Off highway truck engine 50 1800 419 1223 111,9 Industrial engine 1990 320 844 77,2 Track type tractor engine 2282 394 906 83 Off highway truck engine 75 1800 598 1746 159,8 Industrial engine 1966 482 1289 118 Track type tractor engine 2280 589 1357 124 Off highway truck engine 100 1797 800 2339 214 Industrial engine 1800 634 1849 169 Track type tractor engine 2000 788 2070 189,4 Off highway truck engine TC NA NA NA NA Industrial engine 1240 523 2216 202,8 Track type tractor engine 1343 639 2501 229 Off highway truck engine Sumber: Analisa data penelitian (2021)
Dari Tabel 4 diketahui engine industrial memiliki brake mean efektive pressure (BMEP) terbesar di setiap tahap pembebanan engine ketika dilakukan pengetesan dan hal ini sesuai dengan torsi yang dicapai sehingga konsumsi bahan bakarnya juga besar dibanding dengan 2 aplikasi engine yang lain. Berdasarkan data dari electronic technician , pada saat beban 100% didapat konsumsi bahan bakar untuk engine industrial sebesar 37,8 galon per jam, engine D10T2 Track type tractor engine sebesar 29,7 galon per jam, dan engine
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
775F sebesar 36,9 galon per jam. Dalam hal ini tentu sangat wajar apabila engine industrial memiliki tenaga yang paling besar sesuai dengan konsumsi bahan bakarnya.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian serta penerapan analisis yang dilakukan oleh penulis pada performance engine model C27 pasca rekondisi  untuk aplikasi yang berbeda maka diperoleh kesimpulan bahwa setelah engine direkondisi  dan  dilakukan  pengetesan  pembebanan  25%  sampai  100%  dengan  maksimun  speed diperoleh  hasil power  engine memiliki  kinerja  seperti engine baru  sesuai  dengan  aplikasi  dan spesifikasinya.  Berdasarkan  analisa performance masing-masing  ketiga  aplikasi engine  model C27, menunjukkan bahwa industrial engine memiliki Brake Mean Efektive Pressure (BMEP) dan torsi terbesar di setiap tahap pembebanan engine ketika dilakukan pengetesan dibandingkan dengan off highway truck engine dan Track  type  tractor  engine .  Ini  menunjukkan  bahwa engine dengan  model  sama  namun  beda aplikasi akan memiliki karakteristik yang berbeda juga.

## 5. Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  pihak  rekan-rekan  dari  PT.  Trakindo  Utama  Cabang Samarinda yang telah memberikan wawasan dan keahlian yang sangat membantu penelitian ini.

## 6. Singkatan
BMEP Brake Mean Effective Pressure BHP Brake Horse Power RPM Revolution Per Minute

## 7. Referensi
[1]  B. O. Akinnuli, O. O. Awopetu, and O. O. Ojo, “Decision Support System  for Determining Power Loss  and  Refurbishability  Of  Failed  Automotive  Petrol  Engine  Block  And  Crankshaft  _  Research Square,” Res. Sq. Co. , 2021.
[2]  R. Behcet, H. Aydin, C. Ilkiliç, B. Işcan, and S. Aydin, “Diesel engine applications for evaluation of performance and emission behavior of biodiesel from different oil stocks,” Environmental Progress and Sustainable Energy , vol. 34, no. 3. pp. 890–896, 2015, doi: 10.1002/ep.12045.
[3]  P.  K.  Oke  and  T.  J.  Erinle,  “Development  of  Reliability  Model  for  Evaluating  the  Level  of Performance of Used Motor Vehicle Engine,” Assumpt. Univ. J. Technol. Thailand. , vol. 18, no. No. 3, pp. 111–118, 2015.
[4]  P.  K.  Oke  and  B.  Kareem,  “Effects  of  leaked  exhaust  system  on  fuel  consumption  rate  of  an automobile,” Lecture  Notes  in  Electrical  Engineering ,  vol.  130  LNEE.  pp.  301–311,  2013,  doi: 10.1007/978-1-4614-2317-1_25.
[5]  A. Yousefi, H. Guo, M. Birouk, and B. Liko, “On greenhouse gas emissions and thermal efficiency of natural gas/diesel dual-fuel engine at low load conditions: Coupled effect of injector rail pressure and split injection,” Applied Energy , vol. 242. pp. 216–231, 2019, doi: 10.1016/j.apenergy.2019.03.093.
[6]  E.  Baffour-Awuah,  “Service  quality  in  the  motor  vehicle  maintenance  and  repair  industry :  A documentary review.,” Int. J. Eng. Mod. Technol. , vol. 4, no. 1, pp. 14–34, 2018.
[7]  W. Wilarso, B. Idianto, and A. Dharmanto, “Analysis Kerusakan Pompa Suplai Bahan Bakar Pada Engine  Komatsu  Menggunakan  Fishbone  Analysis  _  Proceedings  Series  on  Physical  &  Formal Sciences,” Proc. Ser. Phys. Form. Sci. , vol. 1, pp. 247–252, 2021, doi: https://doi.org/10.30595/pspfs.v1i.416.
[8]  D.  Aristawan,  “Analisa  Performance  Engine  Unit  Caterpillar  773D  Setelah  Di  Upgrade  Di  CRC Samarinda,” Tugas Akhir, Universitas Balikppapan, 2021.
[9]  H. H. Tran, B. Richard, K. Gray, and M. Bassett, “Developing a Performance Specification for an Electric  Supercharger  to  Satisfy  a  Range  of  Downsized  Gasoline  Engine  Applications,” SAE Technical Papers , vol. 2016-April, no. April. 2016, doi: 10.4271/2016-01-1041.
[10]  M.  Choi,  K. Mohiuddin, N.  Kim,  and S.  Park,  “Investigation  of  the  effects  of  EGR  rate,  injection strategy and nozzle specification on engine performances and emissions of a single cylinder heavy duty diesel engine using the two-color method,” Applied Thermal Engineering , vol. 193. 2021, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117036.
[11]  A. N. Shahin Rafiee, Zeinab Shabani, Benyamin Khoshnevisan, Barat Ghobadian, “Evaluation and optimization  of  engine  performance  and  exhaust  emissions  of  a  diesel  engine  fueled  with  diestrol blends,” Environmental Prog. Sustain. Energy , 2022, doi: https://doi.org/10.1002/ep.13938.
[12]  I. Caterpillar, “Dynamometer Testing of Caterpillar Engine. Reference number: SEBF9011.” Illinois, the USA: Caterpillar Publication, 2020.
[13]  I. Taylor Dynamometer, “DX30 Series Certified Installation Manual.” West Lincoln Avenue. New Berlin, 2004.
[14]  I.  Caterpillar,  “Technical  Marketing  Information  (TMI)  for  Engine  Performance  Specification Search.” Illinois, the USA: Caterpillar Publication., 2021.
[15]  P. Kristanto, Buku Motor Bakar Torak, Teori dan Aplikasinya , Cetakan I. Andi Publisher, 2015.
[16]  S.  Himran, Termodinamika  Teknik  Teori  dan  Soal  Jawab ,  Cetakan  I.  Yogyakarta:  Penerbit  Andi, Jogyakarta, 2018.