studi eksperimental komparasi egr hot dan cold

STUDI EKSPERIMENTAL KOMPARASI EGR HOT DAN COLD

PADA PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE MENGGUNAKAN

BAHAN BAKAR RON 98

SKRIPSI

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Strata 1 (S1) Pada Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

FRANSISKUS ASISI WISNU BUDIARTA

NIM: 175214005

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2021

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

EXPERIMENTAL STUDY OF HOT AND COLD EGR

COMPARATION ON SPARK IGNITION ENGINE PERFORMANCE

USING RON 98 FUEL

FINAL PROJECT

To Fulfill one of the Requirements to Obtain

Strata (S1) Bachelor Degree in the Departement of Mechanical Engineering

Sanata Dharma University

Arranged By:

FRANSISKUS ASISI WISNU BUDIARTA

175214005

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2021


iii

LEMBAR PERSETUJUAN

Naskah Skripsi yang berjudul “Studi eksperimental komparasi EGR hot dan

cold pada performa spark ignition engine menggunakan bahan bakar RON 98”

diajukan dan disusun untuk memenuhi sebagai persyaratan memperoleh gelar

Sarjana Teknik.

Yogyakarta, 31 Juli 2021

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Stefan Mardikus, S.T, M.T.,


iv

LEMBAR PENGESAHAN

SKRIPSI

STUDI EKSPERIMENTAL KOMPARASI EGR HOT DAN COLD PADA

PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE MENGGUNAKAN BAHAN

BAKAR RON 98

Dipersiapkan dan ditulis oleh :

Franiskus Asisi Wisnu Budiarta

175214005

Susunan Panitia Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekasaputra ……………...

Sekretaris : Budi Setyahanda, M.T. ………………

Pembimbing I : Stefanus Mardikus, M.T. ………………

Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

Untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta 23 Juli 2021

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Sudi Mungkasi,S.Si,M.Math.Sc.,Ph.D.


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Studi

eksperimental komparasi EGR hot dan cold pada performa spark ignition engine

menggunakan RON 98” ini merupakan karya tulis saya sendiri dan bukan

merupakan tiruan, salinan, atau duplikat dari skripsi yang telah dipergunakan untuk

mendapatkan gelar Sarjana Teknik, baik di lingkungan Universitas Sanata Dharma

maupun di perguruan tinggi lain, serta belum pernah di publikasikan.

Pernyataan ini dibuat dengan kesadaran dan rasa tanggung jawab serta

bersedia memikul segala resiko jika pernyataan diatas tidak benar.


Fransiskus Asisi Wisnu Budiarta

NIM : 175214005


vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta:

Nama : Fransiskus Asisi Wisnu Budiarta

NIM : 175214005

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Skripsi saya yang berjudul:

STUDI EKSPERIMENTAL KOMPARASI EGR HOT DAN COLD PADA

PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE MENGGUNAKAN BAHAN

BAKAR RON 98.

Berupa hard copy dan soft copy. Dengan demikian saya memberikan kepada

perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya, dalam pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas dan mempublikasikannya di internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat agar dapat digunakan sebagaimana

mestinya.


Fransiskus Asisi Wisnu Budiarta


vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat rahmat serta kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini

dengan judul “STUDI EKSPERIMENTAL KOMPARASI EGR HOT DAN COLD

PADA PERFORMA SPARK IGNITION ENGINE MENGGUNAKAN BAHAN

BAKAR RON 98”.

Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh

gelar sarjana bagi mahasiswa program S1 pada program studi Program Studi Teknik

Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa proposal skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh

sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari

semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Selesainya proposal ini tidak terlepas

dari bantuan berbagai pihak, sehingga pada kesempatan ini penulis dengan segala

kerendahan hati dan penuh rasa hormat mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan moril maupun

materil secara langsung maupun tidak langsung kepada:

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Budi Setyahandana, S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Stefan Mardikus, S.T, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah

banyak membantu dan memberikan bimbingan dalam pengerjaan Skripsi

dan Tugas Akhir ini.

4. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi, S.T, M.Si., selaku dosen

pembimbing akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan

bimbingan dalam pengarahan daftar rencana studi.

5. Seluruh dosen Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Univertas

Sanata Dharma, yang telah memberikan pengetahuan selama kuliah.

6. Keluarga tercinta, Antonius Sunarta (Bapak), Katarina Budiharti (Ibu),

Caecilia Dian Pratiwi (Kakak), serta Matius Adi Wibowo (Adik).


viii

7. Kelompok tugas akhir Ezra Sanjaya Kinam, Ardika, Leonardus, Yayan,

William, dan Petrus Ajik Dharma yang telah membantu menyelesaikan

tugas akhir dan memberikan dukungan kepada penulis.

8. Teman–teman teknik mesin: Joseph Dwi Ryanto, Vellyn, Dipta, Dito,

Bon, Riandy, Greg, Karel, Ferdian, Lazim, Gilang Arga, Uzi, Theodorus

Ryan, Dadang, Wakhid dan teman-teman teknik mesin yang tidak bisa

disebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan dan semangat

selama pengerjaan tugas akhir.

9. Pacar saya Maria Rosalina yang selalu membantu dan menyemangati

saya dalam pembuatan skripsi.

10. Mas Ronny, Pak Intan, dan Pak Martono selaku laboran Teknik Mesin

yang telah banyak memberikan bantuan selama proses pembuatan Tugas

Akhir.

11. Berbagai pihak yang secara langsung maupun tidak langsung

memberikan bantuan baik material maupun moril kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

terdapat banyak kekurangan, segala kritik dan saran yang membangun sangat

diharapkan untuk kesempuranaan penelitian di masa yang akan datang. Akhir kata,

semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat berguna bagi semua pihak yang

membutuhkan.

Yogyakarta, 25 Mei 2021

Penulis


ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

COVER ................................................................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................. vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

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

NOMENKULATUR ............................................................................................ xiii

ABSTRAK ........................................................................................................... xiv

ABSTRACT .......................................................................................................... xv

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

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2

1.4 Batasan Penelitian ............................................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 4

2.1 Tinjauan Pustaka.................................................................................................. 4

2.2 Siklus Engine Four Stroke .................................................................................. 5

2.3 Siklus Otto ............................................................................................................ 6

2.4 Brake Torque dan Brake Power ........................................................................ 8

2.5 Brake Specific Fuel Consumption (BSFC) ...................................................... 8

2.6 Brake Efficiency Thermal (BTE) ....................................................................... 9

2.7 Exhaust Gas Recirculation (EGR) .................................................................... 9

BAB III METODE PENELITIAN....................................................................... 12


x

3.1 Tahapan Penelitian ............................................................................................ 12

3.2 Parameter Penelitian.......................................................................................... 13

3.3 Rancangan Rangkaian Peralatan Penelitian ................................................... 14

3.4 Alat Penelitian .................................................................................................... 14

3.5 Gasoline Engine ................................................................................................. 15

3.6 Bahan bakar ........................................................................................................ 15

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 16

4.1 Pengaruh brake torque EGR hot dan cold terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR valve hot dan cold.

.............................................................................................................................. 16

4.2 Pengaruh brake power EGR hot dan cold terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR valve hot dan cold.

.............................................................................................................................. 18

4.3 Pengaruh brake specific fuel comsumption EGR hot dan cold terhadap

variasi pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi

EGR valve hot dan cold. ................................................................................... 20

4.4 Pengaruh brake thermal efficiency EGR hot dan cold terhadap variasi

pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR valve

hot dan cold. ....................................................................................................... 23

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 25

5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 25

5.2 Saran .................................................................................................................... 26

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 27


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram tekanan-perpindahan untuk mesin empat langkah. .............. 5

Gambar 2.2 (a) Diagram p-v, (b) Diagram T-s ...................................................... 7

Gambar 2.3 Exhaust Gas Recirculation ................................................................ 10

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 12

Gambar 3.2 Skematik engine ................................................................................ 14

Gambar 4.1 Grafik perbandingan Brake Torque antara EGR Hot Temp A vs Temp

B pada RPM 5000 ............................................................................ 17

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Brake Torque antara EGR Cold Temp A vs Temp

B pada RPM 5000 ............................................................................ 18

Gambar 4.3 Grafik perbandingan Brake Power antara EGR Hot Temp A vs Temp

B pada RPM 5000 ............................................................................ 19

Gambar 4.4 Grafik perbandingan Brake Power antara EGR Cold Temp A vs Temp

B pada RPM 5000 ............................................................................ 20

Gambar 4.5 Grafik perbandingan BSFC antara EGR Hot Temp A vs Temp B pada

RPM 5000 ........................................................................................ 22

Gambar 4.6 Grafik perbandingan BSFC antara EGR Cold Temp A vs Temp B pada

RPM 5000 ........................................................................................ 22

Gambar 4.7 Grafik perbandingan BTE antara EGR Hot Temp A vs Temp B pada

RPM 5000 ........................................................................................ 24

Gambar 4.8 Grafik perbandingan BTE antara EGR Cold Temp A vs Temp B pada

RPM 5000 ........................................................................................ 24


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Kendaraan Bermotor. .............................................. 15

Tabel 3.2 Spesifikasi bahan bakar ......................................................................... 15


xiii

NOMENKULATUR

Lambang Nama Satuan Halaman

𝑏 Jarak Lengan Torsi m 8

𝑠𝑓𝑐 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik kg/kW.jam 8

𝐹 Gaya N 8

𝑚𝑓̇ Laju Aliran Bahan Bakar kg/s 9

𝑚𝐸𝐺𝑅̇ Laju aliran Exhaust Gas Recirculation kg/s 10

𝑁 Putaran Kerja Mesin Rpm 8

𝑃 Daya kW 8

𝑇 Torsi Nm 8

𝐿𝐻𝑉 Nilai Kalor Bahan Bakar kJ/kg 8

𝜂th Efficiency Thermal % 9

𝑚𝑎̇ Laju Aliran Massa Udara kg/s 11


xiv

ABSTRAK

Kendaraan bermotor khususnya roda dua banyak digemari masyarakat karena

performa mesin yang mumpuni serta dengan ditunjang oleh mengkonsumsi bahan

bakar yang efisien. Salah satu engine yang biasa digunakan merupakan gasoline

engine. Pembakaran gasoline engine disebabkan dari proses reaksi kimia dari bahan

bakar dengan udara yang dikompresikan di dalam ruang bakar, diberi percikan api

pada busi (spark plug) supaya terjadi ledakan pada ruang bakar untuk mendorong

piston dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah). Proses pembakaran

yang tidak sempurna mengakibatkan polusi udara oleh emisi gas polutan semacam

HC, CO, serta NOx yang dikeluarkan lewat saluran buang kendaraan bermotor.

Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh penggunaan Exhaust Gas

Recirculation dengan mengetahui dari segi brake torque, brake power, brake

specific comsumption, dan brake thermal efficiency. Serta menggunakan variasi

EGR hot dan cold dengan opening valve sebesar 0%, 25%, 50%, 75%, dan 100%

terhadap performa engine. Penelitian menggunakan variasi pembebanan sebesar

25%, 50%, 75%, dan 100% pada putaran mesin 5000 rpm.

Hasil pengujian menunjukkan adanya peningkatan brake torque dan sebesar

35% dengan laju aliran EGR hot 100% temperatur B dan terjadi peningkatan pada

brake power sebesar 35% dengan laju aliran EGR hot 100% temperatur B,

penurunan brake specific fuel consumption terendah sebesar 28% dengan laju aliran

EGR hot 100% temperatur B, sementara itu peningkatan brake thermal efficiency

tertinggi sebesar 39% dengan laju aliran EGR hot 75% temperatur B.

Kata kunci : Engine, Exhaust Gas Recirculation, dan Pertamax Turbo.


xv

ABSTRACT

Motor vehicles, especially two-wheelers, are very popular with the public

because of their capable engine performance and supported by efficient fuel

consumption. One of the engines commonly used is the gasoline engine. Gasoline

engine combustion is caused by the chemical reaction process of fuel with

compressed air in the combustion chamber, given a spark at the spark plug (spark

plug) so that an explosion occurs in the combustion chamber to push the piston from

TDC (top dead center) to TMB (top dead center). bottom dead point). The

incomplete combustion process causes air pollution by emission of pollutant gases

such as HC, CO, and NOx which are released through the exhaust ducts of

motorized vehicles.

The purpose of this study is to determine the effect of using Exhaust Gas

Recirculation by knowing in terms of brake torque, brake power, brake specific

consumption, and brake thermal efficiency. And using variations of EGR hot and

cold with valve opening of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% on engine performance.

The study used variations in loading of 25%, 50%, 75%, and 100% at 5000 rpm

engine speed.

The test results show an increase in brake torque and 35% with a flow rate of

EGR hot 100% temperature B and an increase in brake power of 35% with a flow

rate of EGR hot 100% temperature B, the lowest decrease in brake specific fuel

consumption of 28% with EGR hot flow is 100% temperature B, meanwhile the

highest brake thermal efficiency increase is 39% with EGR hot flow rate is 75%

temperature B.

Keywords : Engine, Exhaust Gas Recirculation, Pertamax Turbo.


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini kendaraan bermotor khususnya roda dua banyak digemari

masyarakat karena performa mesin yang mumpuni serta dengan ditunjang oleh

mengkonsumsi bahan bakar yang efisien. Salah satu engine yang biasa digunakan

merupakan gasoline engine. Pembakaran gasoline engine disebabkan dari proses

reaksi kimia dari bahan bakar dengan udara yang dikompresikan di dalam ruang

bakar, diberi percikan api pada busi (spark plug) supaya terjadi ledakan pada ruang

bakar untuk mendorong piston dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati

bawah). Proses pembakaran yang tidak sempurna mengakibatkan polusi udara oleh

emisi gas polutan semacam HC, CO, serta NOx yang dikeluarkan lewat saluran

buang kendaraan bermotor.

Salah satu metode untuk membantu merendahkan kadar CO, HC, serta NOx

yakni dengan memakai EGR (Exhaust Gas Recirculation) (Septiyanto et al., 2010).

Sistem kerja dari teknologi EGR itu sendiri dengan mensirkulasikan kembali aliran

emisi gas buang kedalam ruang pembakaran. Dengan emisi gas buang yang

menurun akan mempengaruhi performa mesin yang meningkat (Hussain et al.,

2012). Cara kerja EGR dibagi menjadi dua, yaitu EGR Hot dan EGR Cold. Cara

kerja EGR Hot yaitu dengan merotasikan kembali sebagian gas buang tanpa

pendinginan sehingga menyebabkan kenaikan suhu di ruang intake. Sedangkan cara

kerja EGR Cold yaitu dengan merotasikan kembali sebagian gas buang kemudian

didinginkan menggunakan Heat Excharger yang menyebabkan penurunan suhu di

dalam intake (Thomas et al., 2016). Sirkulasi gas buang yang didinginkan EGR

efektif tidak hanya mengurangi emisi NOx tetapi juga bisa meningkatkan efisiensi

konversi bahan bakar dalam menyalakan mesin. Penurunan temperatur EGR

berdampak positif terhadap BSFC (Brake specific fuel consumstion) dan soot

(jelaga) (Hountalas et al., 2008).


2

Pada penelitian ini, bertujuan untuk mengetahui perbandingan pada EGR Hot

dan Cold pada performa Gasoline Engine dengan variasi bahan bakar pertamax

turbo. Pertamax turbo adalah bahan bakar yang diluncurkan oleh PT. Pertamina

sebagai pengganti pertamax plus, pertamax turbo memiliki angka oktan atau nilai

RON (Research Octane Number) 98 dan cocok untuk kendaraan dengan kompresi

diatas EURO 4.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan penjelasan pada latar belakang dapat dirumuskan masalah pada

penelitian ini tentang bagaimana pengaruh mengenai perbandingan dari EGR

(Exhaust Gas Recirculation) Cold dan Hot pada sistem pembakaran spark ignition

engine dengan variasi bahan bakar pertamax turbo RON 98.

1.3 Tujuan Penelitian

Sesuai dengan rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini, maka

tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik dari EGR Cold dan Hot

dengan variasi Gasoline Engine RON 98, diantaranya:

1. Brake Torque.

2. Brake Power.

3. Brake Spesific Fuel Consumption (BSFC).

4. Brake Thermal Efficiency (BTE).

1.4 Batasan Penelitian

Batasan penelitian yang ditentukan dalam melakukan penelitian komparasi

EGR Cold dan Hot adalah:

1. Engine yang digunakan untuk penelitian adalah mesin Xabre Gasoline

Engine 150cc.

2. ECU (Engine Control Unit) menggunakan ECU BRT Juken 5.

3. Pembebanan maksimal pengujian pada Dynamometer sebesar 50kg.


3

4. Pada Exhaust Gas Recirculation (EGR) menggunakan variasi hot dan cold

pada temperatur hot 70°C - 80°C, dan cold 45°C - 55°C.

5. Penelitian ini menggunakan bahan bakar RON 98.

6. Load 0%, 25%, 50%, 75%, 100%.

7. Dengan menggunakan RPM 5000.

1.5 Manfaat Penelitian

Beberapa manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian, antara lain:

1. Menambah kajian referensi penelitian tentang perbandingan EGR (Exhaust

Gas Recirculation) Cold dan Hot.

2. Menjadi sumber referensi mengenai komparasi EGR Hot dan Cold.

3. Menambah wawasan baru mengenai kinerja dari menggunakan EGR Cold

dan Hot pada Spark Ignition Engine.

4. Mengetahui pengaruh performa gasoline engine terhadap EGR Cold dan Hot.


4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

(Li et al., 2017) pada jurnalnya yang berjudulkan “Anatomy of the cooled

EGR effects on soot emission reduction in boosted spark-ignited direct-injection

engines” dari hasil penelitiannya menyatakan bahwa sirkulasi gas buang yang

didinginkan (EGR) efektif tidak hanya mengurangi emisi NOx tetapi juga bisa

meningkatkan efisiensi konversi bahan bakar dalam menyalakan mesin.

(Magister et al., 2015) pada penelitiannya yang berjudul “Pengaruh

Resirkulasi emisi gas buang terhadap unjuk kerja mesin sepeda motor empat

langkah” menyatakan bahwa berdasarkan dari kegiatan penelitian ini, secara

kuantitatif dapat ditunjukkan bahwa telah dihasilkan peningkatan unjuk kerja

mesin, berupa peningkatan daya motor sebesar 5,75 %, dari sebelumnya 4,35 kW

(tanpa resirkulator gas buang) menjadi 4,60 kW (dengan resirkulator gas buang)

dan torsi sebesar 4 %, dari 51,0 Nm (tanpa resirkulator gas buang), menjadi 53,0

Nm (dengan resirkulator gas buang) pada kecepatan uji tertinggi 5500 RPM.

(Thomas et al., 2016) pada penelitiannya yang berjudul “Experimental

investigation on the effects of cold and hot EGR using diesel and bio-diesel as Fuel”

menyatakan bahwa berdasarkan dari kegiatan penelitian ini, EGR dingin jauh lebih

efektif daripada panas EGR untuk pengurangan emisi NOx meskipun HC emisi

sedikit meningkat. Pembakaran yang buruk karena penggunaan EGR yang

didinginkan menyebabkan pengurangan NOx diproduksi karena penurunan siklus

maksimum suhu dan konsentrasi oksigen.

(Zhang et al., 2014) pada studi eksperimental mengenai “Effects of tumble

combined with EGR (exhaust gas recirculation) on the combustion and emissions

in a spark ignition engine at part loads” yang bertujuan untuk mempelajari efek

kombinasi penggunaan EGR pada pembakaran dan emisi dengan menggunakan

gasoline engine. Hasil penelitian menunjukan menunjukkan bahwa kombinasi EGR

menghasilkan penghematan bahan bakar 13,1% - 19,5%. Dengan mengoptimalkan


5

proses pembakaran dengan EGR, emisi NOx menurun, sementara emisi HC dan

CO2 sedikit meningkat.

2.2 Siklus Engine Four Stroke

Motor bensin empat langkah (engine four stroke) membutuhkan empat kali

langkah torak atau dua kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan satu siklus

kerja. Empat langkah tersebut adalah: langkah hisap, langkah kompresi, langkah

kerja, dan langkah pembuangan.

Gambar 2.1 Diagram tekanan-perpindahan untuk mesin empat langkah.

(Moran, Michael J, Fundamentals of Engineering Thermodynamics:305)

1. Langkah isap.

Langkah isap terjadi ketika torak bergerak dari titik mati atas (TMA)

menuju titik mati bawah (TMB) akan menghasilkan tekanan yang sangat rendah di

dalam ruang silinder sehingga campuran bahan bakar dan udara akan masuk

mengisi silinder melalui katup masuk (intake valve) yang terbuka saat langkah isap

sampai torak meninggalkan titik mati bawah (TMB), sementara katup buang

(exhaust valve) dalam keadaan tertutup.


6

2. Langkah Kompresi.

Langkah kompresi dimulai torak meninggalkan titik mati bawah (TMB)

menuju titik mati atas (TMA), mengkompresikan campuran bahan bakar dan udara

di dalam silinder. Bunga api listrik diumpankan melalui busi ketika torak berada

beberapa derajat dan poros engkol sebelum titik mati atas (TMA), membakar

campuran bahan bakar udara untuk menghasilkan temperatur dan tekanan yang

tinggi atau padat.

3. Langkah Kerja (Ekspansi).

Langkah kerja dimulai ketika torak bergerak dari titik mati atas (TMA)

menuju titik mati bawah (TMB). Gerakan torak ini terjadi karena gas panas hasil

pembakaran berekspansi sehingga memperbesar volume silinder.

4. Langkah Pembuangan.

Langkah terakhir adalah langkah pembuangan, terjadi ketika torak

bergerak dari titik mati bawah (TMB) menuju titik mati atas (TMA) menekan gas

sisa hasil pembakaran keluar melalui katup buang (exhaust valve) yang berada

dalam posisi terbuka dan katup masuk (intake valve) dalam keadaan masih tertutup.

Katup buang (exhaust valve) akan tertutup dan katup masuk akan terbuka ketika

torak bergerak kembali melakukan langkah isap berikutnya.

2.3 Siklus Otto

Siklus otto adalah siklus ideal untuk mesin torak dengan pengapian percikan

bunga api yang menerima tambahan panas yang terjadi secara konstan ketika piston

dalam posisi titik mati atas (TMA).


7

Gambar 2.2 (a) Diagram p-v, (b) Diagram T-s

( Moran, Michael J, Fundamentals of Engineering Thermodynamics:305)

Dalam Gambar 2.2 siklus otto ini terdiri dari empat proses reversibel yaitu:

Proses 1 – 2: Proses kompresi udara isentropik sebagai piston bergerak dari

titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA).

Proses 2 – 3: proses terjadinya panas volume konstan dipindahkan ke udara

dari sumber eksternal sementara piston berada di titik mati atas (TMA). Proses ini

dimaksudkan untuk menggambarkan penyalaan campuran bahan bakar udara dan

pembakaran cepat.

Proses 3 – 4: yaitu proses ekspansi isentropik (power stroke), kerja yang

ditimbulkan gas panas yang berekpansi. Siklus diselesaikan dengan

Proses 4 – 1: melengkapi siklus dengan proses volume konstan yang menolak

panas dari udara sementara piston berada di titik mati bawah.

Selama proses kompresi dan ekspansi tidak terjadi pertukaran panas, oleh karena

itu selisih panas yang masuk dengan panas yang keluar merupakan usaha yang

dihasilkan oleh setiap siklus pada saat piston berada pada titik mati bawah (TMB).

Siklus OTTO ini terdiri dari proses yang secara internal reversibel, pada

gambar 2.2 T-s dan p-v secara berturut-turut dapat diartikan sebagai kalor dan kerja.

Pada diagram T-s, daerah 2-3-a-b-2 mewakili kalor yang ditambahkan per satuan

massa. Pada diagram p-v daerah 1-2-a-b-1 mewakili kalor yang dibuang per satuan

massa, proses kompresi dan daerah 3-4-b-a-3 merupakan kerja yang telah dilakukan


8

per satuan massa selama proses ekspansi buang ( Moran, Michael J, Fundamentals

of Engineering Thermodynamics:307).

2.4 Brake Torque dan Brake Power

Brake torque dan brake power yang dihasilkan dari mesin dapat diukur

menggunakan dynamometer yang gabungkan dengan kopel dan poros output

mesin. Dynamometer yang bergerak seperti layaknya rem dalam sebuah mesin,

maka daya yang dihasilkan poros output disebut dengan brake power (Heywood,

1988).

bFT . (2.1)

Dimana dalam satuan SI

𝑇 = Torsi (Nm).

𝐹 = Gaya (N).

𝑏 = Jarak Lengan (m).

TN

P

60

2

(2.2)

Dimana dalam satuan SI

𝑃 = Daya (kW).

𝑇 = Torsi (Nm).

𝑁 = Putaran kerja mesin (rpm).

2.5 Brake Specific Fuel Consumption (BSFC)

Brake Specific Fuel Consumption merupakan parameter untuk kerja mesin

yang berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan

mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk

menghasilkan daya dalam selang waktu (Heywood, 1988).

P

fmSfc

(2.3)


9

Dimana dalam satuan SI:

𝑆𝑓𝑐 = Specific fuel consumtion (Kg/kW.jam).

𝑚𝑓̇ = Laju massa bahan bakar (kg/s).

𝑃 = Daya (kW).

2.6 Brake Efficiency Thermal (BTE)

Daya yang dihasilkan lebih kecil dari energi yang dibangkitkan piston, karena

jumlah energi yang hilang akibat dari rugi-rugi mekanis. Karena dengan alasan

ekonomis dicari kerja maksimum dapat dihasilkan dari pembakaran sejumlah bahan

bakar. Efficiency thermal (ղ𝑡ℎ) dapat dirumuskan dengan Persamaan berikut

(Heywood, 1988).

%100

LHVfm

P

th

(2.4)


𝜂th = Efficiency thermal (%).

𝑚𝑓̇ = Laju massa bahan bakar (kg/s).

𝐿𝐻𝑉 = Nilai kalor bahan bakar (kj/kg).

2.7 Exhaust Gas Recirculation (EGR)

Exhaust gas recirculation (EGR) adalah sebuah teknologi dimana yang

bertujuan untuk mengurangi kadar NOx pada gas buang. Cara kerja EGR

mensirkulasikan kembali sisa gas buang bahan bakar melalui intake manifold,

seperti yang dilihat pada gambar 2.3.


10

Gambar 2.3 Exhaust Gas Recirculation

(Hountalas et al., 2008)

Penggunakan EGR untuk gasoline engine biasanya dibatasi 5-20% dari gas

buang. Hal ini disebabkan pada mesin bensin pada saat langkah isap udara dan

bahan bakar sudah tercampur, apabila gas buang yang disalurkan terlalu banyak

maka mengakibatkan kegagalan pembakaran. Penggunaan dan konstruksi EGR

yang dirancang dengan benar dapat meningkatkan efisiensi mesin. EGR yang dapat

memberikan gas tambahan kedalam intake manifold maka akan mengurangi beban

kerja throttle secara keseluruhan. Menurunkan suhu pembakaran pada mesin dan

tidak hanya menurunkan kadar NOx yang terbentuk tetapi dapat mengurangi

hilangnya energi panas pada ruang bakar, berkurangnya suhu pada pembakaran

tinggi, tentunya berpengaruh pada proses pembakaran dan pengurangan panas pada

akhirnya akan mengurangi beban kerja piston secara keseluruhan. Penerapan EGR

pada mesin bensin sangat efektif untuk menurunkan kadar NOx, dengan EGR

menurunkan konsumsi bahan bakar. Penggunaan EGR secara signifikan akan

meningkatkan performa mesin. Engine brake power meningkat mencapai 20%,

konsumsi bahan bakar menurun hingga 7%, sementara NOx menurun hingga 12%

(Iliev, 2015). Jumlah EGR dihitung menggunakan Persamaan sebagai berikut

(Heywood, 1988):


11

amegrm

egrmEGR

%

(2.5)


�̇�𝐸𝐺𝑅 = Laju massa Exhaust Gas Recirculation (kg/s).

𝑚𝑎̇ = Laju massa udara (kg/s).


12

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian

Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari perbandingan EGR Hot

dan Cold terhadap performa mesin dengan bahan bakar RON 98. Pada pelaksanaan

penelitian agar terarah, maka dibuat aliran proses penelitian sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian


13

3.2 Parameter Penelitian

Dalam penelitian ini, peneliti memilih variabel bebas dan variabel terikat

sesuai dengan referensi penelitian-penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti

sebelumnya. Variabel bebas dan variabel terikat yang digunakan dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut :

Variabel bebas:

1. Load dari 0%, 25%, 50%, 75%, 100%.

2. Putaran mesin dalam Rotation Per Minute (RPM) 5000.

3. Exhaust Gas Recirculation (EGR) valve 0%, 25%, 50%, 75%, 100%.

4. a. Temperatur EGR Hot dalam celcius (℃):

- 65℃-75℃.

- 75℃-85℃.

b. Temperatur EGR Cold dalam celcius (℃):

- 45℃-55℃.

- 55℃-65℃.

Variabel terikat:

1. Brake Torque (T).

2. Brake Power (P).

3. Brake Specific Fuel Comsumtion (BSFC).

4. Brake Thermal Efficiency (BTE).


14

3.3 Rancangan Rangkaian Peralatan Penelitian

Dalam penelitian ini, mengenai bentuk susunan engine yang digunakan dapat

dilihat seperti gambar berikut ini:

3.4 Alat Penelitian

Pada penelitian EGR variasi tipe hot dan cold ini, alat-alat yang digunakan

pada penelitian ini sebagai berikut:

1. Engine Xabre 150cc.

2. Dynamometer pembebanan maksimal 50 kg.

3. Alat ukur temperatur (thermocouple) pada bagian engine, EGR, dan

exhaust.

4. Alat ukur laju aliran udara anemometer pada filter udara.

5. Alat ukur debit aliran dengan orifice plate pada inlet EGR.

Gambar 3.2 Skematik engine


15

3.5 Gasoline Engine

Pada penelitian ini, engine kendaraan bermotor yang digunakan adalah tipe

engine four stroke satu silinder dengan spesifikasi pada tabel berikut:

Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Kendaraan Bermotor.

Sumber : (www.yamaha-motor.co.id/product/xabre/)

Model of Engine Type 1 Cylinder, 4 Cycle, SOHC, Fuel Injection

Cylinder Bore 57 mm

Cylinder Stroke 58.7 mm

Compression Ratio 10.4 : 1

Cylinder Volume 149.7 cc

Maximum Power 12 kW 𝑎𝑡 8500

Minimum Power 14.3 Nm 𝑎𝑡 7500rpm

3.6 Bahan bakar

Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini, adalah sebagai berikut:

- Pertamax Turbo.

Tabel 3.2 Spesifikasi bahan bakar

Sumber: (Wirawan et al., 2018)

Jenis Gasoline

Nilai Kalor 45234 KJ/Kg

Berat Jenis 742 Kg/m3

Nilai RON 98


http://www.yamaha-motor.co.id/product/xabre/

16

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh brake torque EGR hot dan cold terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR valve hot dan

cold.

Dari hasil penelitian pengaruh brake torque terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan menggunakan variasi 2 temperatur

pada EGR hot dan cold di tunjukkan pada Gambar 4.1, serta Gambar 4.2. Pengujian

ini, dilakukan pada putaran mesin 5000 rpm dengan pembebanan 25% sampai

100%. Data brake torque didapatkan dengan memvariasikan laju EGR dan beban

sehingga dapat diketahui pengaruh EGR terhadap brake torque. Hasil dari

pengujian, pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 menunjukkan bahwa semakin besar

laju aliran massa EGR maka torsi yang dihasilkan semakin meningkat.

Dapat dilihat pada Gambar 4.1 temperatur B 75℃-85℃ yang mendapat

kenaikan pada pembebanan 100% dengan pembukaan valve EGR 100% mendapat

nilai torsi tertinggi sebesar 13,2 Nm dan mengalami kenaikan sebesar 35%. Adanya

peningkatan beban mengakibatkan nilai torsi mengalami kenaikan yang cukup

signifikan. Nilai torsi juga mengalami peningkatan karena adanya peningkatan

temperatur pada EGR. Hal ini disebabkan karena adanya EGR hot yang akan

meningkatkan proses pembakaran akibat naiknya temperatur udara yang masuk

pada saluran intake. Sehingga membuat panas di ruang bakar tetap terjaga. Hal ini

ditambah lagi bahwa EGR hot mempunyai tekanan yang lebih sedikit tinggi

daripada tekanan atmosfer sehingga dapat mengurangi pumping losses (Pradeep &

Sharma, 2007).

Hasil pengujian pada Gambar 4.2 pada hasil pengujian EGR cold, input EGR

di dinginkan dengan cara memberikan cooler pada saluran EGR yang akan di

masukkan ke dalam ruang bakar melalui katup masuk (intake valve). Dari hasil

pengujian pada pembebanan 100% dan pembukaan katup EGR pada 75%

temperatur B mengalami kenaikan yaitu sebesar 9% dengan nilai torsi 12.9 Nm

pada temperatur B 75℃-85℃. Exhaust gas didinginkan sepenuhnya sebelum


17

bercampur dengan udara segar, menggunakan heat exchanger, menyebabkan

kelembaban yang tinggi pada exhaust gas dan tetesan air yang dihasilkan dapat

menimbulkan efek yang tidak diinginkan pada silinder (Agrawal, 2003).

Sementara itu, terdapat juga penurunan pada brake torque yang terjadi pada

temperatur B pembebanan 25% pembukaan valve EGR hot 25%. Dapat dilihat pada

Gambar 4.1 dengan nilai brake torque sebesar 1.8 Nm dengan persentase 35%.

Penurunan juga terjadi terhadap EGR cold pada temperatur B pembebanan 25%

pembukaan valve EGR cold 25% yang dapat dilihat dalam grafik pada Gambar 4.2

mendapat nilai brake torque sebesar 2.5 Nm dengan persentase 13%. Hal ini,

disebabkan oleh adanya nyala api yang rendah terjadi pembakaran yang tidak

sempurna mengkibatkan temperatur dan tekanan kompresi berkurang sehingga

brake torque menurun (Agrawel et al 2004).

Gambar 4.1 Grafik perbandingan Brake Torque antara EGR Hot Temp A vs Temp

B pada RPM 5000

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

To

rqu

e (N

m)

Load (%)

EGR Temp A 25% EGR Temp A 50% EGR Temp A 75% EGR Temp A 100%

EGR Temp B 25% EGR Temp B 50% EGR Temp B 75% EGR Temp B 100%


18

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Brake Torque antara EGR Cold Temp A vs

Temp B pada RPM 5000

4.2 Pengaruh brake power EGR hot dan cold terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR valve hot dan

cold.

Dari hasil penelitian pengaruh brake power terhadap variasi pembebanan

menggunakan bahan bakar RON 98 dengan menggunakan variasi 2 temperatur

pada EGR hot dan cold ditunjukkan pada Gambar 4.3, serta Gambar 4.4. Pengujian

dilakukan pada putaran mesin 5000 rpm dengan pembebanan 25% sampai 100%.

Data brake power didapatkan dengan memvariasikan laju EGR dan beban sehingga

dapat diketahui pengaruh EGR terhadap brake power. Hasil pengujian dari masing

masing EGR (hot dan cold) dibandingkan dengan menggunakan hasil pengujian 2

temperatur laju EGR untuk mengetahui perubahan maksimum dari brake power.

Sedangkan nilai daya maksimum didapatkan dengan cara membandingkan nilai

daya masing-masing laju EGR. Gambar 4.3, dan Gambar 4.4 menunjukkan hasil

pengujian pengaruh EGR terhadap brake power.

Pada Gambar 4.3 temperatur B 75℃-85℃ yang mendapat kenaikan pada

pembebanan 100% dengan pembukaan katup EGR 100% mendapat nilai brake

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

To

rqu

e (N

m)

Load (%)




19

power tertinggi sebesar 6.90 kW dan mengalami kenaikan sebesar 35%.

Menunjukkan bahwa meningkatnya beban mengakibatkan nilai daya mengalami

peningkatan. Gambar 4.4 pengujian pada pembebanan 100% dan pembukaan katup

EGR pada 75% temperatur B mengalami kenaikan yaitu sebesar 9% dengan nilai

torsi 6.70 kW. Gaya pembebanan yang dihasilkan semakin besar maka nilai brake

torque dan brake power yang dihasilkan juga meningkat (Heywood, 1988)

Terjadinya penurunan brake power disebabkan oleh nyala api yang rendah

terjadi pembakaran yang tidak sempurna mengkibatkan temperatur dan ruang bakar

menurun. Temperatur dan tekanan menurun terjadinya bahwa brake power

menurun. (Agrawel et al 2004) Penurunan terjadi pada pembebanan 25% dengan

pembukaan katup EGR hot 25% pada temperatur B dengan putaran mesin 5000 rpm

sebesar 35% dengan nilai sebesar 1.0kW. Sementara itu EGR cold juga mengalami

penurunan pada pembebanan 25% dengan laju aliran EGR cold 100% temperatur

B dengan putaran mesin 5000 sebesar 13% dengan nilai sebesar 1.3kW. Secara

umum penurunan daya yang dihasilkan disebabkan nilai oktan, perbandingan

kompresi, nilai kalor.. Hal ini disebabkan torsi dan daya memiliki keterkaitan untuk

performa kendaraan.

Gambar 4.3 Grafik perbandingan Brake Power antara EGR Hot Temp A vs Temp

B pada RPM 5000

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

Po

wer

(k

W)

Load (kg)




20

Gambar 4.4 Grafik perbandingan Brake Power antara EGR Cold Temp A vs

Temp B pada RPM 5000

4.3 Pengaruh brake specific fuel comsumption EGR hot dan cold terhadap

variasi pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi

EGR valve hot dan cold.

Dari hasil penelitian Pengaruh brake specific fuel comsumption (BSFC) EGR

hot dan cold terhadap variasi pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98

menunjukkan hubungan antara jumlah pembukaan EGR terhadap BSFC pada

berbagai variasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.

Pengujian ini di lakukan pada putaran mesin 5000 rpm dengan pembebanan 25%

sampai 100%. Data brake specific fuel comsumption didapatkan dengan

memvariasikan laju EGR dan beban sehingga dapat diketahui pengaruh EGR

terhadap brake specific fuel consumption. Hasil pengujian pada Gambar 4.5 dan

Gambar 4.6 menunjukkan bahwa pada berbagai tingkat pembukaan katup EGR dan

dengan meningkatnya nilai pembebanan maka nilai dari brake specific fuel

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

Po

wer

(k

W)

Load(%)




21

comsumption akan menjadi menurun dan menjadi efisien. Konsumsi bahan bakar

spesifik merupakan parameter untuk kerja mesin yang berhubungan langsung

dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat

dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya dalam

selang waktu (Heywood, 1988)

Penurunan BSFC mulai tampak pada pembebanan 100% dan pembukaan

valve EGR hot 100% mendapatkan nilai BSFC tertinggi sebesar yaitu 0.093

kg/kW.jam (28%). Sedangkan pada Gambar 4.6 untuk pembebanan 100% dan

pembukaan laju aliran EGR cold mendapatkan nilai sebesar 0.094 kg/kW.jam

(13%). Hal ini kemungkinan disebabkan oleh pengaruh dari density udara bilas

lebih kecil ketika menggunakan EGR hot dibandingkan dengan menggunakan EGR

cold (Darmana, 2019).

Brake specific fuel comsumption (BFSC) juga dapat mengalami kenaikan,

seperti pada temperatur B pembebanan 25% pembukaan valve EGR hot 25%

dengan nilai brake specific fuel comsumption sebesar 0.600 kg/kW.jam dengan

persentase 39%. Meningkatnya jumlah konsumsi bahan bakar juga terjadi terhadap

EGR cold pada temperatur B pembebanan 25% pembukaan valve EGR cold 25%

yang dapat di lihat dalam grafik pada Gambar 4.6 mendapat nilai brake specific fuel

comsumption sebesar 0.562 kg/kW.jam dengan persentase 31%. Hal ini disebabkan

karena EGR menyebabkan sebagian dari udara masuk digantikan oleh resirkulasi

gas buang, dengan demikian tenaga mesin berkurang. Jika brake power menurun

maka nilai BSFC semakin meningkat atau tidak optimal. Pengaruhnya jumlah udara

yang masuk ke dalam ruang bakar berkurang dan dapat mengurangi kesempurnaan

pembakaran dan membutuhkan konsumsi bahan bakar berlebih.


22

Gambar 4.5 Grafik perbandingan BSFC antara EGR Hot Temp A vs Temp B pada

RPM 5000

Gambar 4.6 Grafik perbandingan BSFC antara EGR Cold Temp A vs Temp B

pada RPM 5000

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0% 25% 50% 75% 100%Bra

ke

Sp

ecif

ic F

uel

Co

nsu

mp

tio

n

(kg

/kW

.ja

m)

Load (%)



0

0,2

0,4

0,6

0,8

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

Sp

ecif

ic F

uel

Co

nsu

mp

tio

n(k

g/k

W.j

am

)

Load (%)




23

4.4 Pengaruh brake thermal efficiency EGR hot dan cold terhadap variasi

pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98 dengan variasi EGR

valve hot dan cold.

Dari hasil penelitian Pengaruh brake thermal efficiency (BTE) EGR hot dan

cold terhadap variasi pembebanan menggunakan bahan bakar RON 98

menunjukkan hubungan antara jumlah pembukaan EGR terhadap BTE pada

berbagai variasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8.

Pengujian ini dilakukan pada putaran mesin 5000 rpm dengan pembebanan 25%

sampai 100%. Data brake thermal efficiency didapatkan dengan memvariasikan

laju EGR dan beban sehingga dapat diketahui pengaruh EGR terhadap brake

thermal efficiency. Pengaruh brake thermal efficiency (BTE) meningkat bersamaan

dengan meningkatnya beban ketika menggunakan sistem EGR dengan variasi valve

hot dan cold. Apabila nilai brake power yang dihasilkan semakin meningkat, maka

nilai dari brake thermal efficiency juga meningkat. Hal ini sesuai dengan Persamaan

2.4. (Heywood, 1988).

Pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 menunjukkan BTE optimal terletak pada

pembebanan 100% pembukaan EGR hot dan cold 100% antara temperatur A dan

temperatur B terutama pada pembebanan 75%. Dari hasil pengujian EGR hot

memiliki nilai persentase BTE tertinggi yaitu temperatur B 39% (75℃-85℃),

sementara itu untuk EGR cold yang memiliki nilai BTE tertinggi juga pada

temperature B pembebanan 100% dan pembukaan EGR cold 75% dengan nilai

persentase BTE 13%


24

Gambar 4.7 Grafik perbandingan BTE antara EGR Hot Temp A vs Temp B pada

RPM 5000

Gambar 4.8 Grafik perbandingan BTE antara EGR Cold Temp A vs Temp B pada

RPM 5000

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke T

her

ma

l E

ffic

ien

cy

(%

)

Load (%)



0%

20%

40%

60%

80%

100%

0% 25% 50% 75% 100%

Bra

ke

Th

erm

al

Eff

icie

ncy

(%

)

Load (%)




25

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Sesuai dengan hasil dan pembahasan dari eksperimental komparasi EGR hot

dan cold maka dapat disimpulkan :

1. Terjadi peningkatan pada brake torque pada pembebanan 100% dengan

pembukaan katup EGR hot 100% temperatur B sebesar 35%. Sementara

itu EGR cold juga mengalami peningkatan pada pembebanan 100%

dengan pembukaan katup aliran EGR cold 75% temperatur B dengan

putaran mesin 5000 rpm sebesar 9%.

2. Selain itu brake power pengalami peningkatan paling besar pada

pembebanan 100% dengan pembukaan katup EGR hot 100% temperatur

B sebesar 35%. Sementara itu EGR cold juga mengalami peningkatan

pada pembebanan 100% dengan laju aliran EGR cold 75% temperatur B

dengan putaran mesin 5000 rpm sebesar 9%.

3. Penurunan brake specific fuel consumption (BSFC) terendah di sebabkan

oleh penggunaan EGR hot dan cold dengan penurunan brake specific fuel

consumption pada putaran 5000 rpm temperatur B pembebanan 100%

dan pembukaan valve EGR hot 100% mendapatkan nilai BSFC terendah

sebesar yaitu 0.093 kg/kW.jam (28%). Sedangkan pada pembebanan

100% dan pembukaan laju aliran EGR cold temperatur B mendapatkan

nilai sebesar 0.094 kg/kW.jam (13%)

4. Terjadi peningkatan brake thermal efficiency (BTE) tertinggi di

sebabkan oleh penggunaan laju EGR, dengan meningkatnya brake

thermal efficiency pada pembebanan 100% dengan laju aliran EGR hot

75% temperatur B dengan putaran mesin 5000 rpm sebesar 39%.

Kenaikan BTE terjadi pada EGR cold pada pembebanan 100% dengan

laju aliran EGR cold 75% temperatur B dengan putaran 5000 rpm sebesar

13%.


26

5.2 Saran

Penelitian yang telah dilakukan masih memiliki banyak kekurangan, berikut

beberapa saran untuk penelitian berikutnya :

1. Penelitian ini dapat dikembangkan kembali dengan menambah

memeriksa uji emisi supaya penguji dapat mengetahui kadar kandungan

emisi yang terkandung.

2. Peneliti dapat menggunakan beberapa variasi valve EGR yang berbeda.

3. Pada sistem EGR cold, peneliti juga dapat mengganti jenis liquid yang

berbeda untuk mendapatkan hasil pendinginan yang maksimal.


27

DAFTAR PUSTAKA

Chhabra, R. P. (2017). CRC handbook of thermal engineering, Second edition. In

CRC Handbook of Thermal Engineering, Second Edition.

https://doi.org/10.4324/9781315119717

Darmana, E. (2019). Kaji Eksperimental Cold Dan Hot Egr Dengan Bahan Bakar

Campuran Biodiesel Terhadap Efisiensi Thermal Mesin Diesel. Eksergi,

14(3), 91. https://doi.org/10.32497/eksergi.v14i3.1375

Heywood, J. B. (1988). Internal Combustion Engine Fundamentals. N. York:

McGraw-Hill.

Hountalas, D. T., Mavropoulos, G. C., & Binder, K. B. (2008). Effect of exhaust

gas recirculation (EGR) temperature for various EGR rates on heavy duty DI

diesel engine performance and emissions. Energy, 33(2), 272–283.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2007.07.002

Hussain, J., Palaniradja, K., Alagumurthi, N., & Manimaran, R. (2012). Effect of

Exhaust Gas Recirculation (EGR) on performance and emission

characteristics of a three cylinder direct injection compression ignition engine.

Alexandria Engineering Journal, 51(4), 241–247.

https://doi.org/10.1016/j.aej.2012.09.004

Iliev, S. (2015). A comparison of ethanol and methanol blending with gasoline

using a 1-D engine model. Procedia Engineering, 100(January), 1013–1022.

https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.01.461

Li, T., Yin, T., & Wang, B. (2017). Anatomy of the cooled EGR effects on soot

emission reduction in boosted spark-ignited direct-injection engines. Applied

Energy, 190, 43–56. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.12.105


28

Magister, P., Studi, P., Mesin, T., Pascasarjana, P., & Udayana, U. (2015).

Pengaruh resirkulasi emisi gas buang terhadap unjuk kerja mesin sepeda

motor empat langkah.

Pradeep, V., & Sharma, R. P. (2007). Use of HOT EGR for NOx control in a

compression ignition engine fuelled with bio-diesel from Jatropha oil.

Renewable Energy, 32(7), 1136–1154.

https://doi.org/10.1016/j.renene.2006.04.017

Septiyanto, A., Maulana, S., & Nugroho, A. (2010). Pengaruh Exhaust Gas

Recirculation ( Egr ) Terhadap Performa Dan Emisi Jelaga Mesin. 129–136.

Thomas, S., Niranjan, L., Thomas, S., & Sajith, V. (2016). Experimental

investigation on the effects of cold and hot EGR using diesel and bio-diesel as

Fuel Experimental investigation on the effects of cold and hot EGR using

diesel and bio-diesel as Fuel. October.

Wirawan, T. S., Anugrah, I., Mulyadi, M., Jurusan, M., Mesin, T., Negeri, P.,

Pandang, U., Jurusan, D., Mesin, T., Negeri, P., & Pandang, U. (2018).

Analisis Bahan Bakar Bensin Terhadap Performansi Dan Nilai. Jurnal Sains

Dan Otomotif, 2018, 12–17.

Zhang, Z., Zhang, H., Wang, T., & Jia, M. (2014). Effects of tumble combined with

EGR (exhaust gas recirculation) on the combustion and emissions in a spark

ignition engine at part loads. Energy, 65(x), 18–24.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.11.062


studi eksperimental komparasi egr hot dan cold

Documents