perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH ... · radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. commit to user vi ABSTRAK . PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR

DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER

BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR

TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC

PADA MESIN TOYOTA KIJANG

SKRIPSI

Oleh :

FEBRYAN ALFIANTO NUGROHO

K2508007

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Februari 2013


commit to user

ii


commit to user

iii

PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR

DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA KAPILER

BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR

TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC

PADA MESIN TOYOTA KIJANG

Oleh:

Febryan Alfianto Nugroho

K2508007

Skripsi

diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin,

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Februari 2013


commit to user

iv


commit to user

v


commit to user

vi

ABSTRAK

Febryan Alfianto Nugroho. PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER

AIR DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA

KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR

TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC PADA MESIN TOYOTA

KIJANG. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret Surakarta. Februari 2013.

Tujuan penelitian ini adalah 1) Mengetahui pengaruh penggunaan

elektroliser air terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang,

2) Mengetahui pengaruh pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler

bersirip radial di dalam upper tank radiator terhadap terhadap emisi gas buang CO

dan HC pada mesin Toyota Kijang, 3) Mengetahui pengaruh penggunaan

elektroliser air dan pemanasan bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip

radial di dalam upper tank radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada

mesin Toyota Kijang.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental. Sampel penelitian

adalah mobil Toyota Kijang tahun 1989 bernomor mesin 7855290. Teknik

pengambilan sampel menggunakan teknik random sampling. Metode

pengumpulan data menggunakan metode eksperimen. Variabel bebas penelitian

ini adalah penggunaan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar dengan variasi

sirip pada pipa kapiler tembaga yang terdiri dari pipa kapiler tembaga tanpa sirip,

pipa kapiler tembaga bersirip dengan jarak antar siri 10 mm, 20 mm, 30 mm.

Analisis data dalam penelitian ini menggunakan metode deskriptif komparatif.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: 1) Ada penurunan penggunaan

elektroliser air terhadap gas CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. Penurunan

emisi gas buang CO sebesar 0,84 % volume atau sebesar 28 % dan emisi gas

buang HC sebesar 24,334 ppm volume atau 13 %, 2) Ada penurunan pemanasan

bahan bakar bensin melalui pipa kapiler bersirip radial di dalam uppertank

radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang.

Penurunan emisi gas buang CO sebesar 2,54 % volume atau sebesar 85 % dan

emisi gas buang HC sebesar 139,667 ppm volume atau sebesar 72 %, 3) Ada

penurunan penggunaan elektroliser air dan pemanasan bahan bakar bensin melalui

pipa kapiler bersirip radial di dalam uppertank radiator terhadap emisi gas buang

CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. Penurunan emisi gas buang CO sebesar

2,648 % volume atau sebesar 89 % dan emisi gas buang HC sebesar 140 ppm

volume atau sebesar 73 %.

Berdasarkan hasil penelitian di atas untuk mengurangi kadar emisi gas

buang disarankan pemilik kendaraan mesin konvensional untuk menggunakan

elektroliser air dan pemanasan bahan bakar.

Kata kunci: elektroliser air, pemanasan bahan bakar, pipa kapiler, sirip radial,

upper tank radiator, emisi gas buang CO dan HC.


commit to user

vii

ABSTRACT

Febryan Alfianto Nugroho, THE EFFECT OF THE USAGE OF WATER

ELECTROLIZER AND HEATING GASOLINE FUEL THROUGH A

RADIAL FINNED CAPILLARY TUBE IN THE UPPER TANK OF

RADIATOR OF EXHAUST EMISSIONS CO AND HC FOR THE

MACHINE OF TOYOTA KIJANG. The Thesis, Faculty of Teacher Training

and Education, Sebelas Maret University Surakarta. February 2013.

The purpose of this study were: 1) To determine the effect usage of water

electrolizer on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang,

2) To determine the effect usage of gasoline heating through a capillary tube

which is radial finned in the upper tank of radiator on exhaust emissions of CO

and HC in the engine of Toyota Kijang, 3) To determine the effect usage of water

electrolizer and gasoline heating through a capillary tube which is radial finned in

the upper tank of radiator on exhaust emissions of CO and HC in the engine of

Toyota Kijang.

This study is experimental. The sample in this study was the machine of

Toyota Kijang made on 1989, with machine number 7855290. Random Sampling

is used to draw the sample while experimental method is used to gather datas.

Free variable of the research is the usage of water electrolizer and fuel heating

with fin variations on the copper capillar tube consist of copper capillar tube

without fin, finned copper capillar tube with the ranges between the fins are 10

mm, 20 mm, and 30 mm. The data analysis in this research uses comparative

descriptive method.

The result of this research shows that: 1) The usage of water electrolizer

can reduce the highest level on exhaust emissions of CO and HC in the engine of

Toyota Kijang. The different of CO exhaust emission is 0,84 % volume or 28 %

while the HC exhaust emission is 24,334 ppm volume or 13 %, 2) The usage of

fuel heating use 3 finned copper tubes in the upper tank of radiator can reduce the

highest level on exhaust emissions of CO and HC in the engine of Toyota Kijang.

The different of CO exhaust emission is 2,54 % volume or 85 % while the HC

exhaust emission is 139,667 ppm volume or 72 %, 3) The usage of water

electrolizer and the fuel heating use 3 finned copper tubes in the upper tank of

radiator can reduce the highest level of exhaust emissions of CO and HC in the

engine of Toyota Kijang. The different of CO exhaust emission is 2,648 %

volume or 89 % while the HC exhaust emission is 140 ppm volume or 73 %.

Based on the above result to reduce the exhaust emissions of a

conventional engine vehicle owner are advised to use water electrolizer and

gasoline heating.

Key Words: water electrolizer, fuel heating, capillar tubes, radial fins, upper tank

of radiator, CO and HC exhaust emission.


commit to user

viii

MOTTO

“Ketahuilah bahwa tidak ada sesembahan yang berhak disembah selain Allah

dan mintalah ampunan untuk dosamu” (QS. Muhammad: 19)

”Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya

sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (QS. Alam Nashroh: 5-6)

”Barang siapa meniti suatu jalan untuk mencari ilmu, maka Allah memudahkan

jalan baginya ke surga” (HR. Muslim)

”Baik perbuatan belum tentu baik hatinya, tapi baik hati pasti baik perbuatannya”

(aku)


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdulillah

Skripsi ini dipersembahkan kepada:

Robbuna

Bapak dan Ibu tercinta

Saudara-saudariku tersayang

Sahabat-sahabatku

Teman-teman PTM dan PTB/S

Almamaterku


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam, yang telah memberikan

ilmu, inspirasi dan kemuliaan. Atas kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan

skripsi dengan judul “PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER AIR

DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR BENSIN MELALUI PIPA

KAPILER BERSIRIP RADIAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR

TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC PADA MESIN TOYOTA

KIJANG” .

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik

Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa

terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan

pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih

kepada:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS

3. Ketua program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik

dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas

Maret Surakarta

4. Ir. Husin Bugis, M.Si, selaku pembimbing I, yang telah memberikan motivasi

dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Danar Susilo Wijayanto., S.T., M.Eng. selaku pembimbing II, yang telah

memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

6. Drs. Suwachid, M.Pd., MT selaku Pembimbing Akademik.

7. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku ketua laboratorium, yang telah memberikan

kesempatan dan tempat guna pengambilan data dalam penelitian.


commit to user

xi

8. Budi Santoso & Suroto selaku tool man, yang telah membantu dalam

penyediaan sebagian alat yang dibutuhkan selama pengambilan data dalam

penelitian.

9. ARIFIN SERVICE RADIATOR, yang telah membantu dalam pemasangan

pipa kapiler tembaga bersirip radial profil lingkaran di dalam upper tank

radiator.

10. Anggota penelitian kelompok: Roziq Faizin, Arif Nurachman, dan Yudhi Agil

Saputro yang telah berjuang bersama-sama untuk mendapatkan gelar Sarjana.

11. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak

mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan

karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi

ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya

Surakarta, Februari 2013

Penulis,


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ v

HALAMAN ABSTRAK .................................................................................... vi

HALAMAN ABSTRACT ................................................................................. vii

HALAMAN MOTTO ........................................................................................ viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................ ix

KATA PENGANTAR ....................................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ......................................................................... 3

C. Pembatasan Masalah.......................................................................... 4

D. Perumusan Masalah ........................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian ............................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian ............................................................................. 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori ....................................................................................... 6

1. Bahan Bakar Bensin ................................................................... 6

2. Prinsip Kerja Motor Bensin 4 Langkah ...................................... 8


commit to user

xiii

3. Proses Pembakaran Motor Bensin .............................................. 10

4. Perbandingan Campuran antara Udara dan Bensin .................... 11

5. Elektroliser Air ........................................................................... 12

6. Pemanasan Bahan Bakar ............................................................ 18

7. Reforming Bahan Bakar ............................................................. 19

8. Pipa Kapiler Bersirip .................................................................. 20

9. Sirip (fin) .................................................................................... 22

10. Radiator ...................................................................................... 23

11. Emisi Gas Buang ........................................................................ 23

B. Penelitian yang Relevan .................................................................... 26

C. Kerangka Berpikir....................................................................... ...... 27

D. Hipotesis ........................................................................................... 31

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 32

1. Tempat Penelitian ....................................................................... 32

2. Waktu Penelitian ........................................................................ 32

B. Metode Penelitian .............................................................................. 32

C. Populasi dan Sampel .......................................................................... 33

1. Populasi Penelitian ..................................................................... 33

2. Sampel Penelitian ....................................................................... 33

D. Teknik Pengumpulan Data ................................................................ 34

1. Identifikasi Variabel ................................................................... 34

2. Pelaksanaan Eksperimen ............................................................ 35

E. Teknik Analisis data .......................................................................... 46


commit to user

xiv

BAB IV HASIL PENELITIAN

A. Deskripsi data .................................................................................... 48

B. Pembahasan Data ............................................................................... 51

1. Perbandingan Emisi Gas Buang CO (dalam % volume)

Menggunakan Elektroliser Air ................................................... 51

2. Perbandingan Emisi Gas Buang HC (dalam ppm volume)

Menggunakan Elektroliser Air ................................................... 53

3. Perbandingan Emisi Gas Buang CO (dalam % volume)

Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar .................................... 56

4. Perbandingan Emisi Gas Buang HC (dalam ppm volume)

Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar .................................... 58

5. Perbandingan Rata-rata Emisi Gas Buang CO (dalam %

volume) dari semua Percobaan ................................................... 60

6. Perbandingan Rata-rata Emisi Gas Buang HC (dalam ppm

volume) dari semua Percobaan ................................................... 62

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN

A. Simpulan ............................................................................................ 65

B. Implikasi ............................................................................................ 65

1. Implikasi Teoritis .................................................................... 66

2. Implikasi Praktis .................................................................... 66

C. Saran .................................................................................................. 67

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 68


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Mesin 4 langkah .................................................... 9

Gambar 2.2 Grafik Perbandingan Campuran dengan Gas CO, HC, dan

NOx ........................................................................................... 11

Gambar 2.3 Elektroliser Air ............................................................................. 14

Gambar 2.4 Skema Cara Kerja Elektroliser .................................................... 15

Gambar 2.5 Skema Instalasi pada Mobil Karburator ....................................... 16

Gambar 2.6 Profil Sirip Radial......................................................................... 22

Gambar 2.7 Radiator ........................................................................................ 23

Gambar 2.8 Skema Paragdima Penelitian ........................................................ 30

Gambar 3.1 Gas Analyzer ................................................................................ 35

Gambar 3.2 Multimeter Digital ........................................................................ 36

Gambar 3.3 Kompresor ................................................................................... 36

Gambar 3.4 Desain Radiator pada Penelitian .................................................. 37

Gambar 3.5 Pipa Tembaga Bersirip Jarak antar Sirip 30 mm.......................... 37



Gambar 3.8 Elektroliser Air ............................................................................. 38

Gambar 3.9 Bagan Alur Proses Eksperimen .................................................... 40

Gambar 3.10 Skema Aliran Bahan Bakar .......................................................... 41

Gambar 3.11 Skema Instalasi Elektroliser Air pada Mobil Karburator ............. 41

Gambar 4.1 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air terhadap Emisi Gas

Buang CO .................................................................................... 51

Gambar 4.2 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air terhadap Emisi Gas

Buang HC ................................................................................... 54

Gambar 4.3 Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar terhadap Emisi Gas Buang

CO .............................................................................................. 56

Gambar 4.4 Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar terhadap Emisi Gas Buang

HC............................................................................................... 58


commit to user

xvi

Gambar 4.5 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan

Bakar terhadap Emisi Gas Buang CO pada Mesin Toyota

Kijang ............................................................................................ 60

Gambar 4.6 Pengaruh Penggunaan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan

Bakar terhadap Emisi Gas Buang HC pada Mesin Toyota

Kijang ............................................................................................ 62


commit to user

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Pengaruh Konsentrasi CoHb di dalam Darah dan Pengaruhnya

terhadap Kesehatan Manusia ........................................................... 25

Tabel 2.2 Pengaruh Hidrokarbon Aromatic pada Kesehatan Manusia ............ 26

Tabel 3.1 Format Pengambilan Data untuk Emisi Gas Buang Karbon

Monoksida (CO) .............................................................................. 45

Tabel 3.2 Format Pengambilan Data untuk Emisi Gas Buang Hidro

Karbon (HC)..................................................................................... 46

Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO (dalam % volume)

pada Mesin Toyota Kijang .............................................................. 48

Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC (dalam % volume)

pada Mesin Toyota Kijang ............................................................... 49

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO Menggunakan

Elektroliser Air ................................................................................. 51

Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC Menggunakan

Elektroliser Air ................................................................................. 53

Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang CO Menggunakan

Pemanasan Bahan Bakar .................................................................. 56

Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran Emisi Gas Buang HC Menggunakan

Pemanasan Bahan Bakar .................................................................. 58

Tabel 4.7 Perbandingan Rata-rata Pengukuran Emisi Gas Buang CO pada

Mesin Toyota Kijang........................................................................ 60

Tabel 4.8 Perbandingan Rata-rata Pengukuran Emisi Gas Buang HC pada

Mesin Toyota Kijang........................................................................ 62


commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Kalibrasi Kabel Termokopel 1 (T1) ............................................................. 72




5. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Normal atau Tanpa

Pemanasan Bahan Bakar (tanpa saluran pipa tembaga) ............................... 76

6. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Menggunakan Saluran

Pipa Tembaga tanpa Sirip ............................................................................ 77

7. Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Kendaraan Kendaraan

Menggunakan Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak Antar Sirip 30

mm .............................................................................................................. 78



mm .............................................................................................................. 79



mm .............................................................................................................. 80

10. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan Normal

atau tanpa Pemanasan Bahan Bakar ............................................................. 82

11. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang CO dan HC Kendaraan

Menggunakan Elektroliser Air ..................................................................... 83


Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar melalui Saluran Pipa

Tembaga tanpa Sirip .................................................................................... 84


Menggunakan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan Bakar melalui

Saluran Pipa Tembaga tanpa Sirip ............................................................... 85


commit to user

xix


Menggunakan Pemanasan Bahan Bakar Melalui Saluran Pipa

Tembaga dengan Jarak antar Sirip 30 mm ................................................... 86


Menggunakan Elektroliser Air dan Pemanasan Bahan Bakar Melalui

Saluran Pipa Tembaga dengan Jarak antar Sirip 30 mm.............................. 87













20. Dokumentasi Pembuatan Elektroliser Air .................................................... 92

21. Dokumentasi Pembuatan Pipa Kapiler Tembaga dan Pemasangan Pipa

Kapiler Tembaga Bersirip pada Upper Tank Radiator ................................ 95

22. Dokumentasi Persiapan dan Pelaksanaan Penelitian .................................... 99

23. Daftar Kegiatan Seminar .............................................................................. 104

24. Pengesahan Proposal Skripsi ........................................................................ 107

25. Permohonan Ijin Menyusun Skripsi ............................................................. 108

26. Surat Keputusan Dekan FKIP ...................................................................... 109

27. Permohonan Ijin Research/Try Out ke Rektor UNS Surakarta .................... 110

28. Permohonan Ijin Research/Try Out ke Kepala Lab. Otomotif PTM FKIP

UNS Surakarta ............................................................................................. 111

29. Surat Keterangan telah Melakukan Penelitian ............................................. 112

Documents

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PENGARUH ... · radiator terhadap emisi gas buang CO dan HC pada mesin Toyota Kijang. commit to user vi ABSTRAK . PENGARUH PENGGUNAAN ELEKTROLISER