Pengaruh Variasi Waktu Injeksi Bahan Bakar Emulsi Air dalam Diesel terhadap Karakteristik Performansi Mesin, Emisi Gas Buang, dan Proses Pembakaran

Krisandika, Irvan Septian (2019) Pengaruh Variasi Waktu Injeksi Bahan Bakar Emulsi Air dalam Diesel terhadap Karakteristik Performansi Mesin, Emisi Gas Buang, dan Proses Pembakaran. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111750020007-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Emulsi menjadi salah satu solusi untuk menurunkan tingkat emisi yang dihasilkan dari mesin diesel. Pada proses pembakaran bahan bakar emulsi, terdapat proses ledakan-mikro. Proses ledakan-mikro ini memecah butiran droplet diesel yang kecil menjadi lebih kecil lagi sehingga pembakaran yang dihasilkan lebih sempurna dikarenakan pencampuran antara bahan bakar dan udara menjadi lebih baik. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa nilai emisi menurun jika dibandingkan dengan bahan bakar diesel. Akan tetapi akibat dari penggunaan bahan bakar emulsi dalam kondisi waktu injeksi standar adalah igniton delay period lebih panjang dan proses penyalaan semakin mundur menjauhi titik mati atas. Dalam penelitian ini ingin mengetahui pengaruh memajukan waktu injeksi bahan bakar terhadap performa mesin, emisi gas buang, dan karakteristik pembakaran seperti heat release rate, tekanan silinder, ignition delay dan durasi pembakaran. Penelitian dilakukan secara eksperimental dengan menggunakan mesin diesel Diamond DI 800 yang bahan bakarnya menggunakan emulsi air dalam diesel. Emulsi yang digunakan adalah emulsi dengan kandungan kadar air sebesar 30% dan 35% dari volume total dan menggunakan campuran surfaktan span 80 dan tween 80. Penelitian ini memvariasikan waktu injeksi 13o, 15o, 17o, 19o sebelum TMA dengan metode menambah shim yang terletak pada fuel injection pump. Pengukuran proses pembakaran menggunakan combustion analyzer untuk mendapatkan nilai tekanan silinder dan heat release rate. Nilai emisi diukur menggunakan alat gas analyzer dan smokemeter untuk mendapatkan nilai emisi CO, HC, dan PM. Tren hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan bahan bakar emulsi dapat menurunkan emisi smoke akan tetapi menurunkan performa mesin dan meningkat emisi HC dan CO. Daya, BMEP, Torsi saling berkaitan satu dengan yang lain tidak berubah secara signifikan antara penggunaan bahan bakar emulsi dan diesel. Nilai dari performa mesin seperti SFC dan efisiensi termal mengalami peningkatan seiring dengan memajukan waktu injeksi sampai titik optimum 17oBTDC kemudian mengalami penurunan di waktu injeksi 19oBTDC. Nilai SFC E30 dan E35 pada waktu injeksi 17oBTDC dengan nilai 0,143 kg/HP.h dan 0,1422 kg/HP.h mengalami penurunan sebesar 11% dan 5,47% dibandingkan dengan emulsi pada kondisi standar mesin yaitu 13oBTDC. Efisiensi termal tertinggi ada pada E30 dan E35 dengan waktu injeksi 17oBTDC dengan nilai sebesar 55% dan 57% pada beban tinggi. Nilai puncak tekanan silinder meningkat seiring dengan peningkatan kadar air pada emulsi dengan nilai optimum berada pada waktu injeksi 17oBTDC dengan nilai puncak 68,9 bar pada E30 dan 71,2 bar pada E35. Ignition delay pada emulsi kondisi standar memiliki nilai paling besar yaitu sebesar 18oCA pada beban tinggi.
==================================================================================================================================
An emulsion is one solution to reduce the level of emissions produced by diesel engines. In the combustion process of emulsion fuel, there is a micro-explosion process. This micro-explosion process breaks down small droplets of diesel fuel into smaller ones so that the resulting combustion is more perfect because mixing between fuel and air gets better. Some studies show that the value of emissions decreases when compared to diesel fuel. However, the result of using emulsion fuel in standard injection time conditions is a longer ignition delay period and the ignition process retreats further away from the upper dead point. In this study wanted to know the effect of advancing fuel injection time on engine performance, exhaust emissions, and combustion characteristics such as the heat release rate, cylinder pressure, ignition delay, and combustion duration.
The research was carried out experimentally using a Diamond DI 800 diesel engine whose fuel uses water in diesel emulsion. The emulsion used as an emulsion with a moisture content of 30% and 35% of the total volume and using a mixture of span 80 and tween 80 surfactants. This study varied the injection time of 13o – 19o with interval of 2o before TDC using the method of adding shim located on a fuel injection pump. The measurement of the combustion process uses a combustion analyzer to get the cylinder pressure value and the heat release rate. Emission values were measured using a gas analyzer and smoke meter to obtain CO, HC, and PM emission values. The trend of the research shows that the use of emulsion fuels can reduce smoke emissions but reduce engine performance and increase HC and CO emissions. The value of engine performance such as SFC and thermal efficiency increases with advancing injection time to an optimum point of 17oBTDC then decreases at injection time of 19oBTDC. The values of SFC E30 and E35 at the injection time of 17oBTDC with values of 0.143 kg / HP.h and 0.1422 kg / HP.h decreased by 11% and 5.47% compared to the emulsion at the standard engine condition of 13oBTDC. The highest thermal efficiency is at E30 and E35 with an injection time of 17oBTDC with a value of 55% and 57% at high loads. The peak value of cylinder pressure increases with increasing water content in the emulsion with the optimum value at an injection time of 17oBTDC with a peak value of 68.9 bar at E30 and 71.2 bar at E35. Ignition delay on emulsion standard conditions has the highest value of 18oCA at high load.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	emulsi air dalam minyak, waktu injeksi, emisi, mesin diesel, pembakaran
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ254.7 Combustion chambers T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ324.5 Fuel systems
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Irvan Septian Krisandika
Date Deposited:	21 Jul 2026 08:28
Last Modified:	21 Jul 2026 08:28
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/67828

Actions (login required)

View Item