i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PERBANDINGAN PERFORMANCE ENGINE REMANUFAKTUR TIPE
SA12V140E ANTARA FUEL INJECTION PUMP (FIP) DENGAN
COMMON RAIL INJECTION (CRI)
MOHAMMAD MIFTAHUR REZA
201454096
DOSEN PEMBIMBING
Rianto Wibowo, ST.,M.Eng.
Qomaruddin, ST., MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
2018
i
PERBANDINGAN PERFORMANCE ENGINE REMANUFAKTUR TIPE
SA12V140E ANTARA FUEL INJECTION PUMP (FIP) DENGAN
COMMON RAIL INJECTION (CRI)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Universitas Muria Kudus untuk Memenuhi
Salah Satu Persyaratan dalam Memperoleh Gelar Sarjana
Program Studi Teknik Mesin
Oleh
MOHAMMAD MIFTAHUR REZA
NIM 201454096
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
2018
ii
iii
iv
v
PERBANDINGAN PERFORMANCE ENGINE REMANUFAKTUR TIPE
SA12V140E ANTARA FUEL INJECTION PUMP (FIP) DENGAN
COMMON RAIL INJECTION (CRI)
Nama mahasiswa : Mohammad Miftahur Reza
NIM : 201454096
Pembimbing :
1. Rianto Wibowo ST.,M.Eng
2. Qomaruddin, ST., MT
ABSTRAK
Sistem penyaluran bahan bakar(fuel system) yang tekanan injeksinya
rendah dapat mempengaruhi performance pada mesin diesel.selain mempengaruhi
performance mesin dan konsumsi bahan bakar pada mesin diesel.Pada mesin yang
menggunakan system FIP(Fuel injection Pump) tekanan injeksinya maksimal
300kg/cm²,sedangkan mesin yang menggunakan system penyaluran bahan bakar
dengan system CRI(Common Rail Injection) tekanan injeksinya mencapai
1200kg/cm².Semakin tekanan pada injeksi bahan bakar semakin tinggi maka
pembakaran akan lebih sempurna karena pengabutan bahan bakar lebih halus dan
terbakar sempurna.Adapun metode Penelitian adalah percobaan langsung pada
mesin Tipe SA12V140E,hasil dari percobaan tersebut dihasilkan bahwa
menggunakan CRI daya (Power) maksimal bertambah 20% dan torsi maksimal
bertambah 19% dibandingkan dengan menggunakan system FIP. Penggunaan
system CRI juga menghasilkan gas buang yang lebih bersih dibanding system
FIP,ini dilihat dengan kertas penyaring smoke checker.
Kata kunci: fuel system,torsi,daya
vi
PERBANDINGAN PERFORMANCE ENGINE REMANUFAKTUR TIPE
SA12V140E ANTARA FUEL INJECTION PUMP (FIP) DENGAN
COMMON RAIL INJECTION (CRI)
Student Name : Mohammad Miftahur Reza
Student Identity Number : 201454096
Supervisor :
1. Rianto Wibowo ST.,M.Eng
2. Qomaruddin, ST., MT
ABSTRACT
Fuel delivery system (fuel system) that the low injection pressure can
affect the performance on diesel engines. Besides affecting engine performance
and fuel consumption in diesel engines, also affects the exhaust gases produced
diesel engine. on a machine that uses a system of FIP(Fuel Injection Pump)
maximum injection pressure of 300kg/cm²,while the engine uses fuel delivery
system with CRI system (Common Rail Injection) injection pressure reaches
1200kg/cm².The more pressure on the higher fuel injection, the combustion would
be perfect for a more refined fuel carburetion and burn completely. The research
method was tested directly, on SA12V140E engine, the results of these
experiments produced that using CRI power maximal increase of 20% compared
to using FIP system. The use of CRI system also produce exhausted gas cleaner
than FIP system, this can be seen with smoke filter paper checker.
Keywords : fuel system, power, torque
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih Saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkat,kekuatan dan hikmat yang diberikan-Nya sehingga Skripsi ini dapat Saya
selesaikan dengan baik. Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan
pendidikan untuk mencapai gelar Sarjana di Progam Studi Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Muria Kudus. Adapun Yang menjadi judul daripada Skripsi
ini “Perbandingan Performa Engine Remanufaktur Tipe SA12V140E Antara Fuel
Injection Pump (FIP) dengan Common Rail Injection (CRI)”
Dalam menyelesaikan Skripsi ini, penulis banyak sekali mendapat
dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan
penghargaan dan ucapan terimah kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr Suparyo, SH.,MS Selaku Rektor Universitas Muria Kudus.
2. Bapak Mohammad Dahlan, ST.,MT Selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muria Kudus.
3. Bapak Rianto Wibowo ST.,M.Eng. Selaku Kepala Progam Studi Teknik
Mesin Universitas Muria Kudus dan sekaligus Dosen Pembimbing Utama
yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis dalam
menyelesaikan Skripsi ini.
4. Bapak Qomaruddin, ST.,MT, Selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang
telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis dalam
menyelesaikan Skripsi ini.
5. Segenap Dosen Pengajar Progam Studi Teknik Mesin Universitas Muria
Kudus yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap
perkuliahan.
6. Kedua orang tua penulis, Ayahanda Mohammad Bachrun, S.Pd dan Ibunda
Erni Susanti,serta adik-adik ku tercinta Mohammad Nur Kharistna Aulia dan
Rizqina Azizatul Khafidzha.
7. Mas Taufiqurrohman S.T yang selalu terus membimbing dan mengarahkan
penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.
8. Seluruh Saudara-saudaraku yang selalu memberikan dukungan dan motivasi.
viii
9. Kekasihku Siti Khusniatul Ummah yang selalu memberikan dukungan dan
motivasi.
10. Seluruh rekan-rekan seperjuangan Teknik Mesin Angkatan 2014 Universitas
Muria Kudus.
11. Semua pihak yang memberikan dukungan dan motivasi yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan Skripsi ini.
Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun
untukpenyempurnaan Skripsi ini. Sebelum dan sesudahnya Penulis ucapkan
banyak terimakasih.
Kudus ,………………….
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .................................................. iv
ABSTRAK ...................................................................................................... v
ABSTRACT .................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN ................................................ xvii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah ............................................................................ 3
1.3 Perumusan Masalah ............................................................................ 3
1.4 Batasan Masalah................................................................................... 3
1.5 Tujuan Penelitian ................................................................................. 4
1.6 Manfaat Penelitian ............................................................................... 4
BAB II STUDI LITERATUR
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................. 6
2.1.1 Perbandingan mesin Common Rail Injection dan Fuel Injection Pump
........................................................................................................... 6
2.2 Landasan Teori .................................................................................. 6
2.2.1 Definisi Motor Bakar ..................................................................... 6
2.2.2 Klasifikasi Mesin ........................................................................... 7
2.2.3 Prinsip Kerja Mesin Diesel ............................................................ 9
2.2.4 Siklus Thermodinamika Mesin Diesel ........................................... 11
2.2.5 Urutan Pembakaran (Firing Order) pada Mesin Diesel ................ 12
2.2.6 Sistem Bahan Bakar ....................................................................... 14
2.2.7 Fuel Injection Pump (FIP) .............................................................. 14
2.2.8 Common Rail Injection (CRI) ........................................................ 21
2.2.9 Dyamometer Taylor DX38 ............................................................ 27
x
2.2.10 Torsi dan Daya ............................................................................... 28
2.2.11 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik .................................................... 29
2.2.12 Perbandingan Udara Bahan Bakar ................................................. 29
2.2.13 Effisiensi Volumetris ..................................................................... 30
2.2.14 Brake Efisiensi Mean Pressure....................................................... 31
2.2.15 Smoke Chekker .............................................................................. 32
2.3 Hipotesis ............................................................................................... 34
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Sistematika Penelitian ........................................................................... 35
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 36
3.3 Alat dan Bahan ..................................................................................... 36
3.4 Metode Pengumpulan Data dan Pengolahan Data ............................... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN
4.1 Pengujian Prestasi Motor Bakar Diesel ................................................ 47
4.1.1 Daya (HP)............................................................................................. 49
4.1.2 Torsi (Kgm) .......................................................................................... 51
4.1.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) .............................................. 54
4.1.4 Rasio Perbandingan Udara terhadap Bahan Bakar (AFR) .................. 56
4.1.5 Efisien Volumetris ............................................................................... 59
4.1.6 Brake Mean Pressure (B MEP) ............................................................ 61
4.2 PengujianAsap Motor Bakar Diesel ..................................................... 62
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ................................................................................................ 65
5.2 Saran ...................................................................................................... 65
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 69
LAMPIRAN .......................................................................................................... 70
BIODATA PENULIS
xi
DAFTAR GAMBAR
Tabel Halaman
2.1 Kontruksi Motor Bakar Multi Silinder ....................................................... 7
2.2 Prinsip Kerja Motor Diesel ........................................................................ 8
2.3 Prinsip Kerja Motor Bensin ....................................................................... 9
2.4 Prinsip Kerja Motor Diesel 4 Langkah ...................................................... 9
2.5 Prinsip Kerja Motor Diesel 2 Langkah ...................................................... 11
2.6 Siklus Udara Tekanan Konstan .................................................................. 12
2.7 Tabel Squance 12V140 Series ................................................................... 13
2.8 Firing Order Mesin ..................................................................................... 13
2.9 Sistem dan Komponen Sistem Bahan Bakar FIP ...................................... 14
2.10 Posisi Resirkulating .................................................................................... 15
2.11 Posisi Discharging ...................................................................................... 16
2.12 Posisi Idling ................................................................................................ 16
2.13 Pompa Injeksi Bahan Bakar FIP ................................................................ 17
2.14 Plunger ....................................................................................................... 18
2. 15 Delivery Valve ........................................................................................... 18
2.16 Governor .................................................................................................... 19
2.17 Fuel Injection Nozzle ................................................................................ 20
2.18 Nozzle Seblum Injeksi ............................................................................... 20
2.19 Nozzle Saat Injeksi ..................................................................................... 21
2.20 Nozzle Saat Akhir Injeksi .......................................................................... 21
2.21 Skema dan Komponen Sistem Bahan Bakar CRI ...................................... 22
2.22 Fuel Supply Pump CRI .............................................................................. 23
2.23 Common Rail ............................................................................................. 24
2.24 Injector Pada Sistem Bahan Bakar CRI ..................................................... 24
2.25 Injector CRI Pada Keadaan Normal ........................................................... 26
2.26 Injector CRI Ketika Bahan Bakar di Injeksikan ........................................ 26
2.27 Injector CRI Pada Akhir Injeksi ................................................................. 27
2.28 Dynamometer Taylor Tipe Water Brake.................................................... 28
2.29 Handy Smoke Checker ............................................................................... 32
2.30 Scale Smoke Tier 1-3 ................................................................................. 33
xii
3.1 Diagram Alir Pengujian ............................................................................ 35
3.2 Mesin Komatsu SAA12V140E .................................................................. 37
3.3 Dynamometer Tayor DX 38....................................................................... 37
3.4 Perangkat Dynamometer untuk Pengujian Mesin ...................................... 39
3.5 Mesin Uji Pada Stand ................................................................................ 39
3.6 Check Kelurusan Shaft ke Flywheel .......................................................... 40
3.7 Memasang Sensor Oil Pressure .................................................................. 40
3.8 Saluran Pipa Air ......................................................................................... 41
3.9 Memasang Hose ke Fuel Inlet ................................................................... 41
3.10 Connection Electrical System .................................................................... 41
3.11 Pemasangan Mesin Pada Dynamometer .................................................... 42
3.12 Tombol Start Test Menyala ........................................................................ 43
3.13 Tombol Start Test dan Log Now Menyala ................................................. 43
3.14 Tombol Set Dyno Point Saat Pembebanan ................................................ 44
3.15 Tombol Trotle ............................................................................................ 44
3.16 Tombol Stop Test untuk Keluar ke Menu Utama ...................................... 45
4.1 Grafik Daya vs Putaran .............................................................................. 50
4.2 Grafik Torsi vs Putaran .............................................................................. 53
4.3 Grafik SFC vs Putaran Mesin .................................................................... 55
4.4 Grafik AFR vs Putaran Mesin .................................................................... 58
4.5 Grafik Efisien Volumetris vs Putaran Mesin ............................................. 60
4.6 Grafik Brake Mean Efective Pressure vs Putaran ...................................... 62
xiii
DAFTAR TABEL
Gambar Halaman
2.1 Level Emisi Gas Buang Nox + NHMC dan PM ..................................... 33
2.2 Dampak Polusi bagi Tubuh dan Lingkungan .......................................... 33
4.1 Data Hasil Pengujian ............................................................................... 48
4.2 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Daya .................................................. 49
4.3 Data Hasil Rata-rata Pengujian Daya ...................................................... 49
4.4 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Torsi .................................................. 52
4.5 Data Hasil Rata-rata Pengujian Torsi ...................................................... 52
4.6 Data Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ................................ 55
4.7 Perbandingan Udara Terhadap Bahan Bakar (AFR) Sistem FIP ............ 57
4.8 Perbandingan Udara Terhadap Bahan Bakar (AFR) Sistem CRI ........... 57
4.9 Data Hasil Rata-rata Perhitungan Efisiensi Volumetris .......................... 60
4.10 Data Hasil Perhitungan Brake Mean Efective Pressure (Bmep) ............. 61
4.11 Tabel Hasil Pengujian Asap Mesin Uji ................................................... 63
4.12 Tabel Hasil Pengujian dan Perhitungan Secara Keseluruhan ................. 64
xiv
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
Nama lambang Arti Lambang
P = Daya keluaran
N = Putaran Mesin
T = Torsi
W = Beban
Sfc = Konsumsi Bahan bakar spesifik
Mf = Laju aliran bahan bakar
Sgf = Spesific Grafity
Vf = Volume bahan bakar yang di uji
Tf = Waktu yangdihabiskan bahan bakar
Ma = Laju aliran bahan bakar
Nv = Efisiensi Volumetris
Vd = Volume langkah torak
ρa = Kerapatan udara
R = Konstanta gas
Ƞb = Efisiensi termal brake
LHV = Nilai kalor pembakaran bahan bakar
SAA12V140E = Tipe motor bakar diesel komatsu yang digunakan untuk
pengujian
HD 785 = Tipe mesin atau alat kendaraan yang menggunakan motor
bakar SAA12V140E
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1 Hasil Pengujian Mesin FIP
2 Hasil Pengujian Mesin CRI
3 Buku Konsultasi
4 Lembar Revisi
5 Hasil Turnitin
6 Biodata Penulis
