KAJIAN TENTANG PERBANDINGAN PREMIUM – ETANOL DENGAN PERTAMAX PLUS PADA MOTOR 4 LANGKAH 225 cc

MOTOR 4 LANGKAH 225 cc

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat

Strata S-1 Pada Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh :

Ganang Puguh Satria

20140130162

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2017

MOTOR 4 LANGKAH 225 cc

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata S-1 Pada Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh :

Ganang

Puguh

Satria

20140130162

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2017

 “ Kepal Tangan tundukan kepala, dalam hati Bismillah Rahman ir-Rahim aku bias aku berjuang ”

 “ satu detik yang telah berlalu tak akan kembali dan jangan pernah ptus asa karena beberapa kegagalan berawal dari keberhasilan ”

“KAJIAN TENTANG PERBANDINGAN PREMIUM-ETHANOL DENGAN PERTAMAX PLUS PADA MOTOR EMPAT LANGKAH 225 cc“ ini dapat saya selesaikan. Laporan tugas akhir ini dibuat guna memenuhi salah satu persyaratan untuk mencapai program Strata-1 (S1) pada jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY).

Dalam Tugas Akhir ini penyusun dibantu oleh banyak pihak oleh karena itu melalui kesempatan ini penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. _{Allah SWT atas segala Rahmat dan Hidayah-Nya, serta Nabi Muhammad} SAW yang selalu jadi panutan terbaik baik penyusun.

2. _{Kepada kedua orang tua dan keluarga besarku tercinta yang senatiasa} mendoakan dan memberikan motivasi serta kasih sayang sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

3. _{Bapak Novi Caroko, S.T. ,M.T. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin} Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

4. _{Bapak Teddy Nurcahyadi, S.T., M.T. Selaku Dosen Pembimbing I yang} telah membantu membimbing selama Tugas Akhir berjalan.

5. _{Bapak Wahyudi, S.T., M.T. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah} membantu membimbing selama Tugas Akhir berjalan.

6. _{Ibu Harini Sosiati, S.T., M.Eng. Selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang} telah memberikan semua masukan baik kritik maupun saran.

7. _{Kepada kedua orang tua dan keluarga besar tercinta yang senatiasa} mendoakan dan memberikan motivasi serta kasih sayang sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

8. _{Kepada seluruh teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu persatu} Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

khususnya dan semua pihak pada umumnya.

Yogyakarta, 10 January 2017 Penyusun

GANANG PUGUH SATRIA NIM : 20140130162

LEMBAR PENGESAHAN... ii

HALAMAN MOTTO... iii

KATA PENGANTAR... iv

DAFTAR ISI... vi

DAFTAR GAMBAR... x

DAFTAR TABEL... xi

DAFTAR GRAFIK... xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG... xiv

DAFTAR LAMPIRAN... xv

ABSTRAK... xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1. _{Latar Belakang... 1}

1.2. _{Rumusan Masalah... 3}

1.3. _{Batasan Masalah... 3}

1.4. _{Tujuan Penelitian... 4}

1.5. _{Manfaat Penelitian... 4}

BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN 2.1. _{Tinjuan Pustaka... 5}

2.2. _{Landasan Teori... 7}

2.2.1. _{Motor Bakar... 7}

2.2.2. _{Sistem Kerja Motor Bakar... 8}

2.3. _{Prinsip Kerja Motor Bakar ... 8}

2.3.1 _{Motor Pembakaran Luar (ECE)... 8}

2.3.2 _{Motor Pembakaran Dalam (ICE)... 8}

2.3.3 _{Prinsip Langkah Kerja Motor Bensin 2 Langkah... 9}

2.4.4. _{Cincin Torak... 15}

2.4.5. _{Pena Torak... 16}

2.4.6. _{Batang Penggerak... 16}

2.4.7. _{Poros Engkol... 17}

2.4.8. _{Roda Gaya Atau Roda Penerus... 17}

2.4.9. _{Bak Mesin... 17}

2.5. _{Reaksi Kimia Pada Proses Pembakaran... 17}

2.6. _{Pembakaran Pada Motor Bensin... 18}

2.7. _{Bahan Bakar... 19}

2.7.1. _{Cara Menentukan Angka Oktan Bahan Bakar... 20}

2.7.2. _{Hubungan Antara Angka Oktan Bahan Bakar... 20}

2.7.3. _{Pengaruh Bahan Bakar Terhadap Tekanan} Masuk dan Perbandingan Kompresi... 21

2.8. _{Jenis Bahan Bakar... 21}

2.8.1. _{Premium... 21}

2.8.2. _{Pertamax Plus... 23}

2.8.3. _{Ethanol... 24}

2.8.4. _{Bahan Bakar Alternatif... 27}

2.9. _{Pengaruh Kerja Mesin Bensin... 28}

2.9.1. _{Angka Oktan...} ...29

2.9.2. _{Nilai Kalor... 29}

2.9.3. _{Volatility... 29}

2.9.4. _{Titik Nyala (Flash Point)... 30}

2.10.a.3..._Karbon

Dioxida (CO2) ... 31

2.10.a.4..._Oksigen (O2) ... 31

2.10.a.5..._Hidrokar bon (HC)... 31

2.11 _{Rasio Bensin Ethanol... 32}

2.12 _{Parameter Petunjuk Perhitungan... 32}

2.11.1_{Torsi (T)... 32}

2.11.2_{Daya... 32}

2.11.3_{Konsumsi Bahan Bakar... 32}

BAB III DASAR TEORI 3.1. _{Jenis Penelitian... 34}

3.2. _{Waktu dan Tempat Penelitian... 34}

3.3. _{Bahan Dan Alat Penelitian... 34}

3.3.1. _{Bahan-Bahan Dalam Penelitian... 34}

3.3.2. _{Alat-Alat Dalam Penelitian... 34}

3.3.3. _{Spesifikasi Mesin Penelitian... 37}

3.4. _{Diagram Alir Pengujian... 38}

3.4.1. _{Diagram Alir Pengujian Daya Dan Torsi... 38}

3.4.2. _{Diagram Alir Pengujian Konsumsi Bahan Bakar... 39}

3.4.3. _{Diagram Alir Pengujian Emisi Gas Buang... 41}

3.5. _{Pengujian Untuk Kerja Mesin... 43}

3.5.1. _{Pengujian Untuk Kerja Mesin Torsi dan Daya... 43}

3.6. _{Persiapan Pengujian... 44}

4.2.1. _{Hasil Pengujian Torsi} ... ... 48

4.2.2. _{Hasil Pengujian Daya}

... ... 51

4.2.3. _{Data Hasil Pengujian Emisi Gas Buang} ... ... 54

4.3. _{Konsumsi Bahan Bakar (KBB)... 64}

4.3.1. _{Hasil Nilai mf}

... ... 64

4.3.2. _{Hasil Nilai SFC}

... ... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. _{Kesimpulan... 66} 5.2. _{Saran... 67}

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema gerakan torak 2 langkah... 9

Gambar 2.2. Skema gerakan torak 4 langkah...11

Gambar 2.3. Langkah Hisap...12

Gambar 2.8. Cincin Torak...15

Gambar 2.9. Batang Penggerak dan poros Engkol...16

Gambar 2.10. Karburator...18

Gambar 3.1. Computer...34

Gambar 3.2. StopWatch...35

Gambar 3.3. Thermometer...35

Gambar 3.4. Gas Analyzer...35

Gambar 3.5. Dyanometer...36

Gambar 3.6. Tacnometer...36

Gambar 3.7. Buret...36

Gambar 3.8. Gelas Ukur...37

Gambar 3.9. Diagram Alir Penggujian Torsi dan Daya...38

Gambar 3.10. Diagram Alir Penggujian Konsumsi Bahan Bakar...40

Gambar 3.11. Diagram Alir Penggujian Emisi Gas Buang...41

Gambar 3.12. Skema Alat Uji Daya Motor...43

DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Spesifikasi Premium...22

Tabel 2.2. Spesifikasi Pertamax plus...24

Tabel 2.3. Spesifikasi Ethanol...26

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Daya Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%,

dan Premium-Ethanol 15%...51 Tabel 4.3. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Pertamax Plus Murni,

Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15% Terhadap

CO

... 57

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%,

dan Premium-Ethanol 15% Terhadap CO2

... 58

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%,

dan Premium-Ethanol 15% Terhadap HC

... 60

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%,

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Emisi Gas Buang Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%, Premium-Ethanol 10%,

dan Premium-Ethanol 15% Terhadap λ ... 63

Tabel 4.8. Hasil data konsumsi bahan bakar terhadap (mf)

... 64

Tabel 4.9. Hasil data konsumsi bahan bakar terhadap (SFC)

... 66

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...50

Gambar 4.2. Grafik Perbandingan Daya Dengan Variasi Bahan Bakar

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...53

Gambar 4.3. Hasil Data CO Pengujian Emisi Gas Buang Bahan Bakar

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...57

Gambar 4.4. Hasil Data CO2 Pengujian Emisi Gas Buang Bahan Bakar

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...58

Gambar 4.5. Hasil Data HC Pengujian Emisi Gas Buang Bahan Bakar

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...60

Gambar 4.6. Hasil Data O2 Pengujian Emisi Gas Buang Bahan Bakar

Pertamax Plus Murni, Premium-Ethanol 5%,

Premium-Ethanol 10%, dan Premium-Ethanol 15%...62

Gambar 4.7. Hasil Data λ Pengujian Emisi Gas Buang Bahan Bakar

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ATAU SATUAN

ARTI

kW Satuan Kilo Watt

Hp Satuan Horse Power

Rpm Satuan Rotasi Per- Menit TMA Titik Mati Atas

TMB Titik Mati Bawah

ECE External Combustion Engine ICE Internal Combustion Engine CFR Coordination Fuel Research RON Research Octane Number

IWWC International Word Wide Fuel Charater EFI Electronic Fuel Injection

VVTI Variable Valve Timming Inteligent VTI Variable Transitif Linguistik

% Satuan Persen

NOX Nitrogen Oksida

O2 Oksigen

λ Lamda

T Torsi

P Daya

SFC Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

mf Konsumsi Bahan Bakar

DAFTAR LAMPIRAN

1... Lampiran Hasil Pengujian Torsi Dan Daya 2... Lampiran Hasil Pengujian Emisi Gas Buang 3... Table Torsi dan Daya

4... Tabel Emisi Gas Buang

5... Tabel Penguji Jalan

Foto Pengujian

8... Foto Standar Emisi

xv ABSTRAK

Populasi kendaraan di Indonesia yang berbahan bakar minyak (BBM) setiap tahunnya semakin meningkat sedangkan cadangan minyak sendiri semakin menipis. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan bahan bakar alternative yang ramah lingkungan sebagai pengganti BBM untuk kendaraan, salah satu bahan bakar alternative adalah penggunaan ethanol sebagai campuran bahan bakar motor. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan bakar ethanol sebagai campuran premium yang hamper setara dengan pertamax plus perlu dilakukan penelitian yang akurat.

Pada penelitian ini yang diuji nilai torsi (N.m) dan daya (kW), emisi gas buang (CO, CO₂, HC, O₂,dan λ), _{dan nilai konsumsi bahan bakarnya (mf dan SFC)}

untuk variasi bahan bakar pertamax plus murni, ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-premium-ethanol 15%. Pengujian ini menggunakan kecepatan yang berbeda seperti: torsi dan daya dari 4000 (rpm) sampai 115000 (rpm) dan emisi gas buang 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Alat yang digunakan dalam pengujian untuk torsi dan daya adalah dynanometer, sedangkan emisi gas buang adalah gas analyzer.

Hasil dari penelitian ini didapat yang hampir atau paling mendekati sama adalah pertamax plus murni dan premium-ethanol 5% dengan torsi 16,41 (N.m) pada 7938 (rpm) dan 8224 (rpm), daya 15.1 (kW) pada 9115 (rpm) dan 9368 (rpm) untuk pertamax plus murni sedangkan untuk premium-ethanol 5% torsi 16,36 (N.m) pada 7965 (rpm) dan dayanya 14,8 (kW) pada 9047 (rpm) dan 9333 (rpm).

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dari fakta dan data yang ada menunjukan bahwa pemakaian bahan bakar fosil mendekati masa dimana bahan bakar mulai sedikit, jumlah cadangan semakin menipis, harga yang tidak stabil (kecenderungan terus meningkat) maka untuk lebih efisien dalam penggunaannya perlu mencari sumber/bahan bakar baru yang dapat digunakan sebagai gantinya. Sumber bahan bakar alternative yang ramah lingkungan serta dapat diperbaharui. Untuk kemungkinan terburuk dampak pemakaian bahan bakar fosil, setidaknya ada beberapa alternatif jalan keluarnya. Salah satunya adalah dengan penggunaan ethanol sebagai campuran bahan bakar di kendaraan. (Pria, 2009)

Pertamax plus memiliki nilai oktan yang besar. Namun harga pertamax plus yang agak mahal, sehingga penggunaannya sering diabaikan dan hal tersebut berpengaruh terhadap performa yang dihasilkan. Dalam menyikapi hal ini diperlukan adanya bahan bakar alternatif untuk mengatasinya. Bahan bakar alternative tersebut adalah ethanol yang di campur dengan premium untuk menghasilkan peforma yang hampir setara dengan pertamax plus. (Siswo, 2013)

Ethanol merupakan hasil fermentasi yang berasal dari tumbuhan seperti jagung, gandum, kentang, tebu, dan lain-lain. Dipilihnya ethanol sebagai bahan bakar campuran alternative karena ehtanol mudah didapatkan dipasaran murah tidak mengandung logam dan tidak membentuk senyawa oksida yang berbahaya bagi lingkungan. Selain itu, ethanol juga dapat meningkatkan angka oktan dari bahan bakar. Ethanol memiliki angka oktan lebih tinggi dari pada bensin yaitu research octanenumber108.

Pemanfaatan ethanol sebagai bahan bakar dapat melalui pencampuran dengan bahan bakar yang berasal dari bahan bakar fosil (bensin) ataupun dipakai langsung dalam komposisi 100% untuk penggunaan tertentu. Penelitian ini melakukan studi perbandingan tentang ethanol yang diubah menjadi bahan bakar

alternative yang ramah lingkungan. Ethanol yang dicampur dengan premium nantinya akan diuji pengaruhnya terhadap performa mesin. (Siswo, 2013)

Penelitian terdahulu seperti ; Margono (2003), Muklisanto (2003), Hartono (2007), Apriyanto (2008), dan Heru (2012) melakukan penelitian perbandingan bahan bakar dengan campuran ethanol pada premium dengan menggunakan motor 4 langkah berkecepatan dibawah 225 cc, oleh karena itu dapat dibandingan dengan penelitian ini dan disimpulkan bahwa penelitian ini memiliki kelebihan dikarenakan menggunakan motor yang 225 cc yang berpengaruh terhadap kompresi yang lebih tinggi dan menyebapkan dalam hal torsi lebih besar sehingga ketersedian mesin untuk berkerja lebih baik daripada penelitian terdahulu, sedangkan untuk dayanya lebih besar juga sehingga usaha yang dilakukan oleh mesin dalam hal laju kendaraan lebih bagus. Dalam hal konsumsi bahan bakar lebih baik dikarenakan oktan yang lebih tinggi dari pertamax plus murni dan performa mesin yang lebih bagus akibat bahan bakar tersebut. Pada penelitian Siswo (2013) menggunakan motor dengan 250 cc dan pengaruh campuran ethanol pada premium, dalam hal ini torsi dan daya yang didapat lebih besar dari penelitian ini tetapi untuk konsumsi bahan bakar yang didapat lebih besar sehingga membuat kendaran lebih cepat menghabiskan bahan bakar dikarenakan kompresi yang lebih tinggi, dalam hal mesin Siswo (2013) menggunakan system kendaraan injeksi dalam perawatannya lebih susah dibandingkan system dengan karburator.

Konversi bahan bakar yang berbeda karakteristiknya diharapkan memiliki keunggulan dibandingkan dengan bahan bakarpremium sehingga perlu adanya pengujian untuk mengetahui keunggulan atau kerugian dari kinerja mesin. Dengan adanya permasalahan diatas maka perlu adanya penelitian untuk dapat mengetahui perbandingan daya dan torsi, konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang antara bahan bakar pertamax plus murni, premium dan bahan bakar premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15% pada motor 225 cc.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam penelitian ini, permasalahan dirumuskan sebagai berikut :

1. Apakah ethanol dapat meningkatkan angka oktan dari bahan bakar dan ramah lingkungan ?

2. Apakah pertamax plus murni yang memiliki angka oktan lebih tinggi dibandingkan dengan premium dapat memberikan kinerja yang lebih baik jika digunakan pada motor bakar ?

3. Bagaimana pengaruh penggunaan camuran premium dengan ethanol sebagai bahan bakar pada motor empat langkah perluh diketahui ?

4. Bagaimana perbandingan kinerja premium-ethanol terhadap kinerja pertamax plus murni ?

1.3 Batasan Masalah

Agar permasalahan yang dibahas dalam laporan penelitian ini tidak menyimpang dari judul yang telah ditetapkan maka perlu dibuat adanya batasan masalah agar hasil yang dicapaikan lebih fokus. Batasan masalah yang digunakan disini sebaga iberikut:

1. Bahan bakar yang digunakan adalah pertamax plus murni dan campuran premium-ethanol dengan variasi kandungan ethanol 5%, 10%, 15%. 2. Penelitian dilakukan pada sepeda motor Yamaha Scorpio Z 225 cc

dengan menggunakan kompresi standar.

3. Pengambilan data dimulai pada putaran mesin terendah dan dilanjutkan dengan menaikkan kecepatan putar sampai dengan dicapainya kecepatan putar maksimum.

4. Sistem pengapian dalam keadaan standar.

5. Data konsumsi bahan bakar diambil berdasarkan uji jalan dengan jarak tempuh dan kondisi jalan yang sama pada tiap pengujian.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pengaruhpenggunaan bahan bakar pertamax plus murni terhadap kinerja motor 4 langkah 225 cc.

2. Mengetahui pengaruh penggunaan bahan bakar premium murni terhadap kinerja motor 4 langkah 225 cc.

3. Mengetahui pengaruh penggunaan bahan bakar premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15% terhadap kinerja motor 4 langkah 225 cc.

4. Mengetahui perbandingan kinerja mesin dengan berbagai variasi campuran premium-ethanol, premium murni, dan pertamax plus murni dalam hal torsi dan daya

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Memperoleh data kinerja motor 225 cc berupa torsi dan daya, konsumsi bahan bakar, dan emisi gas buang dengan bahan baka rpertamax plus murni, ethanol 5%, ethanol 10%, dan premium-ethanol 15%.

2. Memperkaya khasanah ilmiah bidang otomotif dan bahan bakar.

3. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi untuk penelitian dan pengembangan selanjutnya.

Arismunandar (2002) penilitian yang dilakukan oleh menghasilkan data-data dan kesimpulan yang menunjukan ongka oktan pada bahan bakar digunakan sebagai pedoman untuk mengatur periode penundaan (delay period) waktu nyala api busi untuk merambat ke bagian yang paling jauh dari busi. Bensin dengan angka oktan yang tinggi mempunyai periode penundaan yang panjang. Namun demikian, penggunaan bahan bakar dengan angka oktan yang tinggi tidak memberikan perbaikan effisiensi dan daya jika digunakan untuk mesin yang dirancang untuk menggunakan bahan bakar dengan bilangan oktan yang rendah.

Margono (2003) melakukan penelitian tentang pengaruh pemakaian campuran bahan bakar premium etanol terhadap untuk kerja motor empat langkah. Hasil penelitian menunjukkan pada campuran E10% terjadi kenaikan yang signifikan ; torsi lebih besar 7,6%, daya lebih besar 7,8%, tekanan efektif rata rata lebih besar 7,87% konsumsi bahan bakar spesifik lebih kecil 14,2% dan efisiensi termal lebih besar 7,1% bila dibandingkan dengan penggunaan premium murni.

Muklisanto (2003) melakukan penelitian tentang pengaruh variasi campuran premium dan ethanol pada variasi rasio mainjet terhadap kinerja mesin 4 langkah 110 cc. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil sebagai berikut, pada variasi ethanol torsi tertinggi campuran premium 90% dan etanol 10% sebesar 7,1 N.m pada putaran mesin 5000 rpm dan daya tertinggi oleh campuran premium 90% dan ethanol 10% sebesar 3,717 kW pada putaran 5000 rpm

Hartono (2007) melakukan penelitian tentang penggunaan bahan bakar premium, pertamax dan pertamax plus. Hasil penelitian menunjukkan torsi maksimum dicapai pada bensin pertamax sebesar 7,52 Nm pada 6118 rpm, di ikuti pertamax plus 7,41 Nm pada 5931 rpm, dan bensin premium 7,41 Nm pada 5958 rpm. Sedangkan daya maksimum pada bensin pertamax sebesar 6,80 HP pada 7434 rpm, diikuti premium 6,74 HP pada 7672 rpm, lalu pertamax plus sebesar 6,73 HP pada 7317 rpm. Untuk konsumsi bahan bakar spesifik minimal dimiliki

pertamax plus sebesar 0,11 HP pada 5250 rpm, diikuti bensin pertamax sebesar 0,12 HP pada 4750 rpm, kemudian bensin premium sebesar 0,12 kg/kW pada 5250 rpm.

Apriyanto (2008) melakukan penelitian tentang pengaruh pemakaian campuran bahan bakar premium-etanol terhadap untuk kerja motor empat langkah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan E15% menghasilkan nilai torsi tertinggi sebesar 9,2 Nm. Mengalami peningkatan sebesar 8,2% nilai daya sebesar 5,77 kW, mengalami peningkatan sebesar 29,57%, nilai BMEP tertinggi sebesar 1.115,52 kpa, mengalami peningkatan sebesar 29,57% nilai SFC terendah sebesar 0,152% mengalami peningkatan sebesar 63,15% dan nilai efisiensi thermis tertinggi sebesar 50,20% mengalami peningkatan sebesar 64,47% yang lebih baik dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar premium murni.

Heru purwanto (2012) perbandingan premium dan pertamak tehadapa unjuk kerja mesin motor supra pit tahun 2004. Membahas tentang penggunaan bahan bakar premium dan pertamax untuk pengukuran performa mesin yang meliputi putaran mesin,daya dan konsumsi bahan bakar spesifik yang dilakukan pada gap busi 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm dan 0,8 mm. Penilitian yang dilakukan menghasilkan data-data dan kesimpulan yang menunjukan adanya peningkatan performa motor bakar terhadap bahan bakar pertamax. Peningkatan performa motor bakar dengan bahan bakar pertamax ini disebabkan karena adanya nilai oktan yang lebih besar dari pada bahan bakar premium. Dengn mengunakan dynamometer di labratorium konversi energy teknik mesin unib.

Siswo Utomo (2013) melakukan penelitian tentang komparasi performa motor kawasaki ninja 250R 2012 berbahan bakar biopremium dan pertamax-plus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, penggunaan biopremium E30 pada motor Kawasaki Ninja 250 R 2012 lebih baik dibandingkan dengan pertamax-plus dari segi performa motor. Hal ini dibuktikan dengan peningkatan torsi optimal menjadi 1,79 kgf.m dengan persentase penurunan sebesar 0,15% pada 10500 rpm. Daya efektif optimal menjadi 27,67 PS dengan persentase peningkatan sebesar 4,05% pada 12000 rpm. Konsumsi bahan bakar optimal menjadi 2,90 kg/jam dengan

persentase penurunan sebesar 12,86% pada 12500 rpm. Tekanan efektif rata-rata optimal menjadi 9,07 kg/cm² dengan persentase peningkatan sebesar 0,82% pada 10000 rpm.

Ahmad Wahyudi (2014) penilitian yang dilakukan oleh menghasilkan data-data dan kesimpulan yang menunjukan adanya peningkatan performa motor bakar terhadap bahan bakar campuran etanol. Peningkatan performa motor bakar dengan bahan bakar campuran etanol ini disebabkan karena adanya nilai oktan yang lebih besar dari pada bahan bakar premium.

Campuran bahan bakar etanol memiliki nilai "E" yang menjelaskan persentase bahan bakar etanol di dalam campuran tersebut. Misalnya, E85 artinya adalah 85% etanol anhidrat dan 15% bensin. Brazil adalah negara dengan produksi bahan bakar etanol kedua terbesar di dunia, sekaligus pengekspor terbesar bahan bakar etanol. (Riberio, 1997)

2.2 Landasan Teori 2.2.1 Motor Bakar

Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah energi termal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Energi diperoleh dari proses pembakaran, proses pembakaran dan juga perubahan energi tersebut dilaksanakan di dalam mesin dan dilakukan di luar mesin. (Yaswaki dan Murdhana, 1998)

Motor bakar torak (Gambar 2.1) mempergunakan beberapa silinder yang di dalamnya terdapat torak yang bekerja translasi yang diakibatkan oleh proses pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen dari udara di dalam silinder. Pembakaran yang dihasilkan tersebut dapat menggerakkan torak dengan gerakan translasi yang dibantu oleh batang penggerak yang dihubungkan dengan poros engkol. (Surbakti, 1985)

Pada motor bakar torak tidak terdapat proses pemindahan kalor gas pembakaran fluida kerja, karena itu jumlah komponen motor bakar sangat sedikit,

cukup sederhana, lebih kompak, dan lebih ringan dibanding dengan mesin pembakaran luar (mesin uap). Karena itu, penggunaan motor bakar sangat banyak dan menguntungkan, penggunaan motor bakar dalam masyarakat antara lain adalah dalam bidang transportasi, penerangan, produksi dan sebagainya. (Surbakti, 1985)

2.2.2 Sistem Kerja Motor Bakar

Motor Bakar berdasarkan macam proses kerjanya atau menurut jumlah langkah tiap siklusnya dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu

a. Motor pembakaran luar atau external combustion engine (ECE).

b. Motor pembakaran dalam atau internal combustion engine (ICE).

2.3 Prinsip Motor Bakar

2.3.1 Motor Pembakaran Luar atau External Combustion Engine (ECE). Motor pembakaran luar adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin, sehingga untuk melakukan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dahulu melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. (Arismunandar, 1998)

Keunggulan motor pembakaran luar:

1. Dapat memakai semua bentuk bahan bakar.

2. Dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah.

3. Cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros. 4. Lebih cocok dipakai untuk daya tinggi.

2.3.2 Motor Pembakaran Dalam atau Internal Combustion Engine (ICE). Proses pembakaran motor bensin 4 langkah terjadi secara periodik, yaitu piston bergerak akibat adanya ledakan (pembakaran) dalam ruang bakar antara campuran bahan bakar dan udara yang dipicu oleh bunga api yang terpercik dari busi. Piston terdorong sehingga menggerakan poros engkol ( cranshaft ) melalui

batang penghubung ( connecting rod ). Pasokan bahan bakar ke ruang bakar menggunakan dua katup, yaitu katup isap dan katup buang. (Arismunandar, 1998) Motor pembakaran dalam dibagi menjadi dua jenis utama yaitu motor bensin (otto) dan motor diesel. Perbedaan kedua motor tersebut yaitu jika motor bensin menggunakan bahan bakar bensin atau sejenis, sedangkan motor diesel menggunakan bahan bakar solar. Perbedaan yang utama juga terletak pada sistem penyalaannya, dimana pada motor bensin digunakan busi sebagai sistem penyalaannya sedangkan pada motor diesel memanfaatkan suhu kompresi yang tinggi untuk dapat membakar bahan bakar solar. (Arismunandar, 1998)

2.3.3 Prinsip Langkah Kerja Motor Bensin 2 Langkah

Motor bakar dua langkah adalah mesin yang pembakarannya dilakukan dengan dua kali gerakan piston dan satu kali putaran poros engkol. Pada dasarnya prinsip kerja motor 2 tak sangat simpel atau sederhana. Pada satu siklus pembakaran terjadi dua kali langkah piston. sangat berbeda sekali dengan prinsip kerja motor 4 tak. Pada motor 4 tak terjadi 4 langkah pada satu siklus pembakaran. walaupun sama-sama memiliki 4 proses, langkah isap, langkah tekanan atau ekspansi, langkah putar atau tenaga dan langkah buang yang diteruskan ke saluran buang atau knalpot. (Suratman, 2002)

2.3.3.1 Langkah Isap

Torak bergerak dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati bawah), piston bergerak dari TMA ke TMB maka akan terjadi penekanan pada ruang bilas yang ada di bawah piston. Sebelum ruang bilas terbuka oleh torak, di dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap campuran bahan bakar dengan udara. Saat piston bergerak melewati lubang exhaust, gas yang berada pada ruang bakar akan keluar melalui lubang exhaust. saat piston melalui lubang intake maka gas dalam ruang bilas yang terpompa oleh piston akan masuk ke dalam ruang bakar, dan saat langkah ini gas dari sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui exhaust. (Suratman, 2002)

2.3.3.2 Langkah Kompresi

Torak bergerak dari TMB ke TMA, Piston yang bergerak dari TMB ke TMA akan melakukan penghisapan campuran bahan bakar, udara, dan pelumas (oli samping). Setelah piston melewati lubang intake dan lubang exhaust maka piston akan melakukan langkah kompresi yang akan menghasilkan tekanan pada ruang bakar. Piston akan terus menekan sampai TMA, dan pada tepat berada di TMA. Campuran bahan bakar dan udara yang sudah mendapat tekanan yang dasyat dari piston akan terbakar oleh api yang dipercikkan oleh busi. Setelah terjadi ledakan pada ruang bakar maka akan diteruskan ke langkah tenaga, dan tenaga disalurkan ke sistem transmisi. (Suratman, 2002)

2.3.3.3 Langkah Kerja dan Ekspansi

Pada langkah ini terjadi langkah usaha dan buang yang terjadi pada saat yang tidak bersamaan, jadi langkah usaha dahulu kemudian setelah saluran bilas dan saluran buang terbuka terjadi langkah buang yang terjadi pada langkah ini adalah :

a. Sebelum piston mencapai TMA, busi akan memercikkan bunga api listrik sehingga campuran udara dan bahan bakar akan terbakar sehingga mengakibatkan adanya daya dorong terhadap piston.

b. Sesaat setelah saluran hisap tertutup kemudian saluran hisap dan saluran buang terbuka maka campuran bahan bakar dan udara yang berada diruang engkol akan mendorong gas sisa hasil pembakaran melalui saluran bilas ke saluran gas buang.

c. Motor pembakaran dalam adalah proses pembakarannnya berlangsung di dalam motor bakar, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik.

2.3.3.4 Langkah Buang

Sebelum torak mencampai TMB, saluran buang terbuka dan gas sisi membakar mengalir terbuang ke luar. Pada saat yang bersamaan campuran bahan bakar dengan udara masuk ke dalam ruang bakar melalui rongga bilas. Langkah usaha/kerja berakhir sampai saat lubang pembuangan terbuka. Gas sisa pembakaran segera keluar. Pada saat gerak menuju TMB tersebut, torak membuka lubang pembilasan, sehingga campuran bahan bakar dan udara yang baru segera menggantikan sisa gas pembakaran dalam silinder. Proses penggantian gas sisa pembakaran dalam silinder ini disebut sebagai proses pembilasan. Pada proses pembilasan, sebagai campuran bahan bakar dengan udara ikut keluar silinder bersama gas buang. (Suratman, 2002)

2.3.4 Prinsip Langkah Kerja Motor 4 Langkah

Motor bakar bensin empat (4) langkah merupakan suatu mesin yang dalam satu siklus kerjanya terdiri dari langkah hisap, langkah kompresi, langkah kerja, langkah buang. Prinsip kerja motor bakar empat langkah adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2. Langkah Kerja Motor Bensin 4 Langkah (Teknik Konversi Energi, 2011)

2.3.4.1 Langkah Hisap :

Langkah ini diawali dengan pergerakan piston dari titik mati atas (TMA) menuju (TMB), katup isap terbuka dan katup buang tertutup. Melalui katup isap, campuran bahan bakar bensin-udara masuk ke dalam ruang bakar. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.3. (Agus, 2014)

Gambar 2.3. Langkah Hisap (Pudjanarsa, 2008)

2.3.4.2 Langkah Kompresi

Poros engkol berputar menggerakan torak ke TMA setelah mencapai TMB, katup masuk dan katup buang tertutup. Campuran udara bahan bakar dikompresikan, tekanan dan temperatur di dalam silinder meningkat, sehingga campuran ini mudah terbakar. Proses pemampatan ini disebut juga langkah tekan, yaitu ketika torak bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.4. (Agus, 2014)

Gambar 2.4. Langkah Kompresi (Pudjanarsa, 2008)

2.3.4.3 Langkah Kerja atau Ekspansi

Dikala berlangsungnya langkah kerja ini, kedua katup tertutup. Pada waktu torak mencapai TMA timbulah loncatan bunga api listrik dari busi dan membakar campuran udara-bahan bakar yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sehingga timbul ledakan, akibatnya torak terdorong menuju TMB sekaligus menggerakkan poros engkol sehingga diperoleh kerja mekanik. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.5. (Agus, 2014)

Gambar 2.5. Langkah Kerja (Pudjanarsa, 2008)

2.3.4.4 Langkah Pembuangan

Setelah mencapai TMB poros engkol menggerakkan torak ke TMA, volume silinder mengecil. Pada saat langkah buang katup masuk tertutup dan katup buang terbuka. Torak menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA katup isap mulai terbuka dan beberapa saat setelah bergerak ke bawah katup buang sudah menutup. Gerakan ke bawah ini menyebabkan campuran udara-bahan bakar masuk ke dalam

silinder, sehingga siklus tersebut terjadi secara berulang. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.6. (Agus, 2014)

Gambar 2.6. Langkah Buang (Pudjanarsa, 2008)

2.4 Bagian Utama Motor Bakar 2.4.1 Blok Silinder

Silinder adalah sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara untuk mendapatkan tekanan dan tempertur yang tinggi. Bahan logam yang di pergunakan adalah bahan yang berkualitas baik sehingga tahan lama, tahan gesekan , serta tahan terhadap temperatur tinggi. (Daryanto, 2008)

Blok silinder berfungsi sebagai : 1. Tempat bergeraknya piston.

2. Tempat pertukaran gas sisa pembakaran dengan gas baru. 3. Tempat dudukan sirip sirip pendingin atau mantel air

4. Sebagai tempat lubang masuk, lubang transfer, dan lubang buang.

2.4.2 Kepala Silinder

Bagian teratas dari kontruksi mesin adalah kepala silinder yang berfungsi sebagai penutup lubang silinder pada blok silinder. Kepala silinder dibuat dari logam aluminium paduan agar tahn pada temperatur yang tinggi dan mempunyai masanya ringan. (Northop, 1995)

2.4.3 Torak

Torak dibuat dari bahan yang bermutu tinggi, torak harus kuat ringat dan tahan akan temperatur tinggi. Fungsi torak adalah sebagai alat pengisap bahan bakar, mengkompresikan bahan bakar, menampung tenaga atau gaya expansi gas yang bertekanan tinggi dengan temperatur yang tinggi. (Aditya, 2013)

Torak atau piston terbuat dari bahan alumunium paduan yang mempunyai sifat :

1. Ringan.

2. Penghantar panas yang baik. 3. Pemuaian kecil

4. Tahan terhadap keausan akibat gesekan.

5. Kekuatan yang tinggi terutama pada temperatur tiinggi.

Gambar 2.7. Torak (Suratman, 2002 )

2.4.4 Cincin Torak

Cincin torak adalah cincin yang memisakan dua bagian, yaitu Torak dan Silinder. Fungsi cincin torak adalah untuk mempertahankan kerapatan antara torak dan silinder agar tidak ada kebocoran gas dari ruang bakar ke dalam bak mesin. Cincin torak juga berfungsi membantu pengontrolan lapisan minyak pelumas di dinding silinder. Cincin torak dibuat dari besi tuang atau baja campuran dan digunakan sebagai penekan arah radial ke dinding silinder untuk membentuk suatu sil atau perapar antara silinder dan torak. (Aditya, 2013)

Gambar 2.8. Cincin Torak (Suratman, 2002 )

Cincin torak terbagi 2 jenis dasar : 1. Cincin Kompresi

Cincin kompresi yang secara normal di pasang pada bagian atas terdiri dari dua cincin. Pada dasarnya cincin kopresi berfungi untuk memisahkan (perapat) agar mencegah gas dalam ruang pembakaran melewati bak mesin.

2. Ring Pengontrol

Ring pengontrol ini dipasang pada bagian bawah dan merupakan ring tunggal yang berfungsi untuk meratakan minyak pada dinding silinder dan mengalirkan kembali ke panci oli. Ring oli pada dasarnya terdiri dari tiga jenis, yaitu :

1. Ring oli besi tuang, yang dibuat satu buah

2. Ring oli bentuk segmen terdiri dari dua atau empat buah

3. Satu ekspander atau pengembangan yang di pasang pada belakang segmen, berfungsi sebagai pendorong keluar pada dinding silinder.

2.4.5 Pena Torak

Pena torak berfungsi sebagai pengikat torak terhadap penggerak. Selain itu, pena torak juga berfungsi sebagai pemindah tenaga torak ke batang penggerak agar gerak bolak-balik dar torak dapat diubah menjadi gerak berputar pada poros engkol. Pena torak trbuat dari bahan baja paduan yang bermutu tinggi agar tahan terhadap beban yang sangat besar. (Aditya, 2013)

2.4.6 Batang Penggerak

Batang pengerak menghunbungkan torak atau piston ke poros engkol. Batang penggerak memindahkan gaya torak dan memutar poros engkol. Ketika berhubungan dengan poros engkol. Batang penggerak mengubah gerakan bolak-balik torak ke dalam gerakan putaran dari poros engkol dan roda gigi. Batang penggerak pada umumnya dibuat dari bahan campuran baja bermutu tinggi dan tahan akan temperatur tinggi. (Aditya, 2013)

Gambar 2.9. Batang Penggerak dan Poros Engkol (Suratman, 2002 )

2.4.7 Poros Engkol

Pada umumnya poros engkol di buat dari bahan baja. Poros engkol berfungsi mengubah gerakan bolak-balik yang diterima dari torak menjadi gerakan berputar, pada poros engkol biasanya terdapat counte weight yang befungsi untuk membalance gaya-gaya yang tidak seimbang dari komponen poros engkol. Bagian poros engkol yang berfungsi sebagai poros dibuat journal yang ditumpu oleh dua buah lempengan bantalan yang disebut bantalan utama (main bearing). Bantalan utama juga berfungsi sebagai penumpu dari poros engkol agar tidak mudah terpuntir dan berubah bentuk. (Aditya, 2013)

2.4.8 Roda Gaya atau Roda Penerus.

Berputarnya poros engkol secara terus menerus adalah akibat adanya tenaga gerak (energi kinetik) yang disimpan pada roda penerus sebagai kelebihan pada saat langkah kerja. Roda penerus atau disebut juga roda gila. (Aditya, 2013)

2.4.9 Bak Mesin

Bak mesin merupakan tempat pennempatan poros engkol dan gigi transmisi. Bak mesin umumnya dibuat dari bahan logam alumunium paduan. Pada jenis motor 2 langkah pada bagian bak mesinya terdapat saluran yang dihubungkan dengan karburator sebagai pemasukan bahan bakar. Pada motor 4 langkah bak

mesin merupakan tempat minyak pelumas sekaligus juga sebagai pendingin minyak pelumas di dalam sirkulasinya. (Aditya, 2013)

2.5 Reaksi Kimia pada Proses Pembakaran

Pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses/reaksi oksidasi yang sangat cepat antara bahan bakar (fuel) dan oksidator dengan menimbulkan nyala dan panas. Bahan bakar merupakan segala substansi yang melepaskan panas ketika dioksidasi dan secara umum mengandung unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan sulfur (S). Sementara oksidator adalah segala substansi yang mengandung oksigen (misalnya udara) yang akan bereaksi dengan bahan bakar (Mahandari, 2010). Campuran ideal untuk pembakara antara udara dan masing-masing senyawa penyusun bensin dapat dihitung dari masa relatif masing-masing atom dan kesetimbangan reaksi kimia. Masa relatif atom-atom penyusun bensin dan oksigen adalah (Susantya, 2007):

a. Carbon (C) = 12 b. Hidrogen (H) = 1 c. Oxygen (O) = 16

Persamaan reaksi kesetimbangan untuk proses pembakaran sempurna dari bensin adalah sebagai berikut: 2C8H18 + 25O2 →16CO2 + 18 H2O

2.6 Pembakaran pada Motor Bensin

Pembakaran didalam ruang bakar (combustion chamber) suatu motor bakar merupakan gabungan suatu proses fisika dan proses kimia yang kompleks, meliputi persiapan pembakaran, perkembangan pembakaran, dan proses setelah pembakaran. Proses tersebut tergantung dari jenis dan kecepatan reaksi kimia, keadaan panas dan pertukaran masa selama proses, serta perambatan panas ke sekelilingnya. (Faisal Dasuki, 1977)

Karburator merupakan sebuah alat dan merupakan bagian dari sistem bahan bakar yang berfungsi untuk mencampur bahan bakar dan udara yang dibuat kabut sebelum masuk silinder. Karburator mengatur pemasukan, pencampuran, dan pengabutan bahan bakar ke dalam arus udara sehingga didapatkan campuran yang sesuai dengan tingkat beban dan kecepatan. Kabut bahan bakar tersebut akan

menentukan baik atau buruknya performa mesin pada kendaraan. (Faisal Dasuki, 1977)

Gambar 2.10. Karburator

2.7 Bahan Bakar

Bahan bakar merupakan gabungan senyawa hidrokarbon yang diperoleh dari alam maupun secara buatan. Bahan bakar cair umumnya berasal dariminyak bumi. Dimasa yang akan datang, kemungkinan bahan bakar cair yang berasal dari oil shale, tar sands, batubara dan biomassa akan meningkat. Minyak bumi merupakan campuran alami hidrokarbon cair dengan sedikit belerang, nitrogen, oksigen, sedikit sekali metal, dan mineral. (Wiratmaja, 2010)

Dengan kemudahan penggunaan, ditambah dengan efisiensi thermis yang lebih tinggi, serta penanganan dan pengangkutan yang lebih mudah, menyebabkan penggunaan minyak bumi sebagai sumber utama penyedia energi semakin meningkat. Secara teknis, bahan bakar merupakan sumber energi yang terbaik, mudah ditangani, mudah dalam penyimpanan dan nilai kalor pembakarannya cenderung konstan. Salah satu kekurangan bahan bakar ini adalah harus menggunakan proses pemurnian yang cukup komplek. Bahan bakar adalah bahan yang apabila di bakar dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor yang dapat terbakar misalnya: kertas, kain, batu bara, minyak tanah, bensin dan sebagainya. (Wiratmaja, 2010)

Untuk melalukan pembakaran diperlukan 3 (tiga) unsur, yaitu : a. Bahan bakar

b. Oksigen

Panas atau kalor yang timbul karena pembakaran bahan bakar tersebut disebut hasil pembakaran. Kriteria umum yang harus dipenuhi bahan bakar yang akan digunakan dalam motor bakar adalah sebagai berikut:

a. Proses pembakaran bahan bakar dalam silinder harus secepat mungkin dan panas yang dihasilkan harus tinggi.

b. Bahan bakar yang digunakan harus tidak meninggalkan endapan atau deposit setelah pembakaran karena akan menyebabkan kerusakan pada dinding silinder.

c. Gas sisa pembakaran harus tidak berbahaya pada saat dilepas ke atmosfer.

Karakteristik utama yang diperlukan dalam bensin adalah sifat pembakarannya. Sifat pembakaran ini biasanya diukur dengan angka oktan. Angka oktan merupakan ukuran kecenderungan bensin untuk mengalami pembakaran tidak normal yang timbul sebagai ketukan mesin. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar, semakin berkurang kecenderungannya untuk mengalami ketukan dan semakin tinggi kemampuannya untuk digunakan pada rasio kompresi tinggi tanpa mengalami ketukan. (Wiratmaja, 2010)

2.7.1 Cara Menentukan Angka Oktan Bahan Bakar

Cara menetukan angka oktan bahan bakar adalah dengan mengadakan perbandingan bahan bakar tertentu dengan bahan bakar satandar dengan mememakai mesin CFR (coordination fuel research). Mesin CFR merupakan sebuah mesin silinder tunggal dengan perbandingan kompresi 4:1 sampai 14:1. (Hariyanto, 2010)

Bahan Bakar Standar :

a. Iso oktane trimetyl pentane (C7H18)

Iso oktane adalah bahan bakar dengan kcenderungan detonasi kecil bahan bakar inilah yang mempunyai angka oktan 100.

b. Normal heptane (C7H16)

Bahan bakar yang mempunyai kecenderungan detonasi besar, bahan bakar ini berangka oktan nol. Bilangan oktan dari suatu bahan mamakai

mesin CFR. Pengetesan dilakukan dengan cara bahan bakar dalam mesin dan perbandingan kompresi dinaikan perlahan lahan hingga diperoleh ketukan (Knocking) tertentu atau pembacaan detonasi dari sebuah detektor variasi.

2.7.2 Hubungan Antara Angka Oktan dengan Pembakaran

Pada intinya segala usaha untuk memperkecil kecenderungan detonasi adalah suatu usaha untuk memperpanjang waktu antara terjadinya loncatan listrik pada busi dan saat terjadi nyala pembakaran atau memperpendek waktu yang dilakukan oleh nyala api untuk mencapai bagian terjauh dari busi.

Bahan bakar dengan bilangan angka oktan tinggi baik digunakan motor bensin dengan perbandingan kompresi tinggi. Sebagai mana diketahui salah satu cara untuk menaikan efisinsi motor adalah dengan menaikan komprsi, maka dengan mempergunakan bahan bakar beroktan tinggi, hambatan yang sebagaian besar disebabkan detonasi berangsur-angsur dapat diatasi. Jadi bahan bakar beroktan tinggi, berarti untuk memperbaiki kesempurnaan pembakaran dan untuk mengatur saat penyalaan pembakaran dalam hubungannya dengan perbaikan terhadap ketahanan detonasinya (Arismunandar, 2002)

2.7.3 Pengaruh Bahan Bakar terhadap Tekanan Masuk dan Perbandingan Kompresi

Untuk mesin yang tanpa supercharger, tekanan masuk direncanakan mendekati atmosfer pada katub terbuka penuh, bahan bakar dengan oktan tinggi dapat mempertinggi efisinsi mesin. Sedangkan untuk mesin yang bekerja dengan supercharger, tekanan masuk direncanakan lebih dari satu atmosfer. Tekanan masuk diperoleh dengan jalan menekan udara atmosfer masuk ke dalam silinder selama langkah isap dengan pompa udara (blower dan konpresor). (Wikipedia, 2012)

2.8 Jenis Bahan Bakar 2.9.1 Premium

Premium adalah senyawa organik yang dibutuhkan dalam suatu pembakaran dengan tujuan untuk mendapatkan energi atau tenaga. Bahan bakar premium sering digunakan sebagai bahan bakar untuk kendaraan bermotor. Premium merupakan campuran komplek senyawa-senyawa hidrokarbon yang memiliki titik didih sekitar 40˚C sampai 180˚C. Bahan bakar ini sering disebut juga dengan gasoline atau petrol. Penggunaan premium dalam mesin berkompresi tinggi akan menyebabkan mesin mengalami knocking sehingga premium di dalam mesin kendaraan akan terbakar dan meledak tidak sesuai dengan gerakan piston. Premium memiliki Research Octane Number (RON) sebesar 88. (www.pertamina.com, 2008)

Tabel. 2.1. Spesifikasi Premium (Keputusan Dirjen Migas No. 940/34/DJM/2002)

No Sifat MIN MAX

1 Angka oktan riset RON 88

-2 Kandungan Timbal (Pb)(gr/lt) - 0,30 3 Distilasi

10% Vol penguapan (0C) - 74

50% Vol penguapan (0C) 88 125

90% Vol penguapan (0C) 180

Titik Didih akhir (0) - 205 Residu (% Vol) 2.0

4 Tekanan Uap (kpa) - 62

5 Getah purawa (mg/100ml) - 5

6 Periode induksi (menit) 360

-7 Sulfur bilah tembaga (% massa) - 0.002 8 Korosi bilah tembaga (menit) Kelas 1

9 Uji dokter Negatif

10 Warna Kurang 2

Bensin premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat dipakai pada mesin kompresi tinggi pada saat semua kondisi. Sifat-sifat penting yang diperhatikan pada bahan bakar bensin adalah :

1. Kecepatan menguap (volatility)

2. Kualitas pengetukan (kecenderungan berdetonasi) 3. Kadar belerang

5. _{Titik nyala} 6. Berat jenis

2.9.2 Pertamax Plus

Pertamax plus adalah bahan bakar minyak produksi pertamina. Pertamax plus, seperti hal nya pertamax dan premium, adalah produk BBM dari pengolahan minyak bumi, dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam proses pengolahan dikilang minyak. Pertamax plus merupakan bahan bakar yang sudash memenuhi standar performa international word wide fuel charter (IWWC). Pertamax plus adalah bahan bakar yang memiliki rasio kompresi minimal 10,5 serta menggunakan teknologi electronic fuel injection (EFI), variable valve timing inteligent (VVTI), (VTI), turbochargers, dan catalityc converters. (www.pertamina.com, 2008)

Pertamax plus mempunyai keunggulan seperti : a. Bebas timbal.

b. Oktan atau (RON) yang lebih tinggi dari pertamax, pertalite, dan premium.

c. Karena memiliki oktan tinggi, maka pertamax plus bisa menerima tekanan pada mesin berkompresi tinggi. Sehingga dapat bekerja dengan optimal pada gerakan piston. Hasilnya, tenaga mesin yang menggunakan Pertamax Plus lebih maksimal, karena BBM digunakan secara optimal.

d. Bisa membersihkan timbunan pada fuel injector, inlet valve, ruang bakar yang dapat menurunkan performa mesin kendaraan dan mampu melarutkan air di dalam tangki mobil sehingga dapat mencegah karat dan korosi pada saluran dan tangki bahan bakar. Walaupun memiliki nilai oktan tinggi akan kurang efektif bila di gunakan pada kendaran yang memiliki kompresi rendah.

Tabel 2.2. Spesifikasi Pertamax Plus (Keputusan Dirjen Migas No.940/34/DJM/2002)

No Sifat Min Max

1 Angka oktana riset RON 95.0

-2 Kandungan Pb(gr/lt) - 0,013

3 Distilasi

10 % Vol Penguapan (C) - 70

50% Vol penguapan(C) 77 110

90% Vol penguapan(C) 130 180

Titik didih akhir(C) - 205

Residu (%Vol) - 2.0

4 Tekanan uap reid pada 37,8 C(psi) 45 60

5 Getah purawa(mg/100 ml) - 5

6 Periode induksi(menit) 480

-7 kandungan belerang(%massa) - 0,002

8 Korosi bilah tembaga(3jam/50C) Kelas I 9 Uji dokter atau belerang mecapatan Negativ

10 Warna Merah

2.8.3 Ethanol

Ethanol yang diproduksi dari bahan baku berupa biomassa ataupun limbahnya yang diproduksi dengan teknologi biokimia, melalui proses fermentasi bahan baku. Pada dasarnya, bioethanol dan ethanol adalah zat yang sama. Ethanol atau etil alkohol merupakan senyawa organik dengan struktur kimia C2H5OH (Ashriyani, 2009).

Sebagai bahan bakar pada motor, etanol mempunyai sifat-sifat yang dibutuhkan, seperti: nilai oktan yang tinggi, mampu diperbaharui, menghasilkan emisi polutan yang lebih rendah. Sedangkan sifat-sifat yang kurang mendukung sebagai bahan bakar motor otto adalah: nilai kalor yang hanya sekitar 2/3 dibandingkan gasoline, higroskopis dan dapat bercampur air dengan segala perbandingan sehingga dapat menyebabkan korosi maupun pemisahan.

Ethanol adalah cairan biokimia pada proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat dengan menggunakan bantuan mikroorganisme dilanjutkan dengan

proses destilasi. Sebagai bahan baku digunakan tanaman yang mengandung pati, ligno selulosa dan sukrosa. Dalam perkembangannya produksi ethanol yang paling banyak digunakan adalah metode fermentasi dan destilasi. (Rahmawati, 2010)

Menurut Fitriana (2009), substrat yang dapat difermentasikan menjadi Ethanol ada tiga, yaitu :

a. Bahan bergula (sugary materials) : tebu dan sisa produknya (molase dan bagase). Gula bit, tapioka, kentang manis, sorgum manis, dan lain-lain.

b. Bahan-bahan berpati (starchy materials) : tapioka, maizena, barley, gandum, padi, dan kentang. Jagung dan ubi kayu adalah dua kelompok substrat yang menarik perhatian. Sebanyak 11,7 kg tepung jagung dapat dikonversi menjadi 7 liter ethanol.

c. Bahan-bahan lignoselulosa (lignosellulosic material) : sumber selulosa dan lignoselulosa berasal dari limbah pertanian dan kayu. Akan tetapi , hasil ethanol dari lignoselulosa sedikit karena kekurangan teknologi untuk mengkonversi gula pentosa menjadi ethanol. Sebanyak 409 liter ethanol dapat diproduksi dari 1 ton lignoselulosa. Proses produksi etanol/bioetanol yang menggunakan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat , dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) yang larut air. Glukosa dapat dibuat dari patipatian proses pembuatan glukosa dapat dibedakan berdasarkan zat pembantu yang dipergunakan, yaitu hidrolisis asam dan hidrolisis enzim. Diantara kedua jenis hidrolisis tersebut , saat ini hidrolisis enzim lebih banyak dikembangkan, daripada hidrolisis asam misalnya dengan asam sulfat (Fitriana, 2009). Dalam proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) dilakukan dengan penambahan air dan enzim, kemudian dilakukan proses peragian atau fermentasi gula menjadi ethanol dengan menambahkan yeast atau ragi.

Menurut Natsir (2013), bietanol memiliki karakteristik yang lebih baik dibandingkan dengan bensin berbasis petrokimia karena beberapa hal :

a. Bioethanol mengandung 35% oksigen, sehingga dapat meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi gas rumah kaca.

b. Bioethanol memiliki nilai oktan yang lebih tinggi sehingga dapat menghentikan fungsi bahan aditif seperti metal tetra butyl eter dan tetra etil timbale.

c. Bioethanol memiliki nilai oktan (ON) 96-113, sedangkan nilai oktan bensin hanya 85-96.

d. Bioethanol bersih bersifat ramah lingkungan, karena gas buangannya rendah terhadap senyawa-senyawa yang berpotensi sebagai karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gs rumah kaca.

e. Bioethanol mudah terurai dan aman karena tidak mencemari air.

f. Bioethanol dapat diperbaharui (renewable energy) dan proses produksinya relatif lebih rendah dibandingkan dengan proses produksi bensin.

Tabel 2.3. Data Sfesifikasi Etanol (Sumber, Merek KgaA, 2013)

No Karakteristik Satuan

1 Temperatur penyalaan 4250_C 2 Kelarutan di dalam air ( 200_{C ) larut}

3 Titik leleh -1170_C

4 Massa molar 46.07 g/mol

5 Densitas 0.805 – 0.812 g/cm3 _{( 20}0_{C )} 6 Angka Ph 7.0 (10 g/l, H2O, 200_C) 7 Titik didih 780_{C (1013 hPa)}

8 Tekanan uap 59 hPa

9 Batasan Ledakan 3.5 – 15%(V)

10 Titik nyala 170_C

Terdapat beberapa cara penggunaan ethanol untuk campuran gasoline sebagai berikut :

1. Hydrous ethanol (95 % Volume), yaitu etanol yang mengadung sedikit air. Campuran ini digunakan langsung sebagai pengganti gasoline Pada kendaraan dengan mesin yang sudah dimodifikasi.

2. Anhyrous ethanol atau (dehydrated ethanol), yaitu etanol bebas air dan paling tidak memiliki kemurnian 99%. Etanol ini dapat dicampur dengan gasoline konvensional dnegan kadar antara 5-85%. Pada gasoline dengan

campuran etanol antara 5-10%, bahan bakar ini langsung digunakan pada mesin kendaraan tanpa perly ada modifikasi. Campuran yang umum digunakan adalah 10% etanol dan 90% gasoline, Campuran Bioethanol dengan kadar lebih kendaraan yang dimodifikasi, yang dikenal dengan nama Flexible fuel vehicle. Modifikasi umumnya dilakukan pada tangki BBM kendaraan dan sistem injeksi BBM.

2.8.4 Bahan Bakar Alternatif

Bahan bakar alternatif adalah bahan bakar yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar konvensional. Bahan bakar ini umumnya menghasilkan lebih sedikit emisi gas buang kendaraan yang mengakibatkan kabut asap, polusi udara dan pemanasan global. Sebagian besar bahan bakar alternatif tidak diturunkan dari bahan bakar fosil yang merupakan sumber daya terbatas karena bahan bakar alternatif dapat membantu negara memenuhi kebutuhan energi secara lebih mandiri. Bahan bakar alternatif mempunyai sifat dapat diperbaharui sehingga tidak tergantung dengan bahan bakar fosil yang semakin menipis. Pada bahan bakar alternatif ini mudah didapat di lingkungan sekitar, karena bahan bakar ini dihasilkan dari sari pati atau bahan yang mengandung gula. Bahan bakar alternatif tersebut yaitu ethanol. (Wikipedia, 2012)

2.9 Pengaruh Kerja Mesin Bensin 2.9.1 Angka Oktan

Angka Oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan, atau yang lebih dikenal dengan kata lain denotasi (knocking). Makin tinggi angka oktan maka semakin berkurang untuk terjadinya denotasi (knocking), maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga motor akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat atau ekonomis. Cara menentukan angka oktan bahan bakar ialah dengan mengadakan suatu perbandingan bahan bakar tertentu dengan bahan bakar

standar. Yaitu dengan menggunakan mesin CFR (coordination fuel research). Mesin CFR merupakan sebuah mesin silinder tunggal dengan perbandingan kompresi yang dapat diukur dari sekitar 4:1 sampai dengan 14:1. Terdapat dua metode dasar yang umum digunakan yaitu research method mengunakan mesin motor CFR F-1, yang hasilnya disebut dengan research octane number (RON) dan motor method yang menggunakan mesin motor CFR F-2 dimana hasilnya disebut dengan motor octane number (MON). Research method menghasilkan gejala ketukan lebih rendah dibandingkan motor research. (Tommy, 2014)

Nilai oktan yang harus dimiliki oleh bahan bakar ditampilkan dalam (Tabel 4.2.) berikut :

Tabel 2.4. Angka oktan untuk bahan bakar (www.pertamina.com)

Jenis Bahan Bakar Angka Oktan

Premium 88

Pertalite 90

Pertamax 92

Pertamax Plus 95

Pertamax Turbo 98

Bensol 100

Ethanol 108

2.9.2 Nilai Kalor

Nilai kalor adalah suatu angka yang menyatakan jumlah panas/kalori yang dihasilkan dari proses pembakaran sejumlah tertentu bahan bakar dengan udara/oksigen. Selain boros bahan bakar, tentu saja akan menyebabkan performa yang tidak maksimal dari mesin tersebut. Mesin akan mengambil sebanyak-banyaknya bahan bakar untuk memenuhi kebutuhan kinerjanya, akan tetapi tetap tidak mencukupi kebutuhan kinerja mesin. Suatu kondisi ideal terjadi bila dengan jumlah bahan bakar yang normal, mesin telah mendapat energi yang cukup. Nilai kalor suatu bahan bakar menunjukkan seberapa besar energi yang terkandung didalamnya. Nilai kalor ethanol sekitar 67% nilai kalor bensin, hal ini karena adanya oksigen dalam struktur ethanol. Berarti untuk mendapatkan energi yang sama jumlah ethanol yang diperlukan akan lebih besar. Adanya oksigen dalam

etanol juga mengakibatkan campuran menjadi lebih miskin atau jika dibandingkan dengan bensin, sehingga campuran harus dibuat lebih kaya untuk mendapatkan unjuk kerja yang diinginkan. Nilai oktan yang tinggi tidak memberikan tenaga yang lebih terhadap performa mesin. Bisa saja bahan bakar dengan nilai oktan yang tinggi, namun tenaga yang dihasilkan tetap kurang. Hal ini karena bukan nilai oktan yang memberikan energi, melainkan nilai kalor. Kalor yang terkompresi sempurna akan menghasilkan energi maksimal, yang akan mendorong piston lebih kuat sehingga memberikan performa terbaik. (Wikipedia, 2010)

2.9.3 Volatility

Volatility suatu bahan bakar menunjukkan kemampuanya untuk menguap. Sifat ini penting, karena jika bahan bakar tidak cepat menguap maka bahan bakar akan sulit tercampur dengan udara pada saat terjadi pembakaran. Zat yang sulit menguap tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin, meskipun memiliki nilai kalor yang besar. Namun demikian bahan bakar yang terlalu mudah menguap juga berbahaya karena mudah terbakar. (Jurnaldinamis vol II, 2009)

Keekonomisan suatu bahan bakar secara langsung tergantung dari seberapa kaya campuran udara bahan bakarnya dan hal ini tergantung dari seberapa ukuran main jet pada karburator. Ethanol memerlukan campuran yang lebih kaya dari pada bensin, tetapi karena bilangan oktanya yang lebih tinggi maka pembakaran etanol lebih efisien. Untuk mengetahiu secara detail tingkat keekonomisan ethanol jika dibandingkan dengan bensin tentunya diperlukan kajian dan penelitian lebih mendalam. (Jurnaldinamis vol II, 2009)

2.9.4 Titik Nyala (Flash Point)

Titik nyala adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah dari bahan bakar minyak dimana akan timbul penyalaan api sesaat, apabila pada permukaan minyak didekatkan pada nyala api. Titik nyala ini diperlukan sehubungan dengan adanya pertimbangan-pertimbangan mengenai keamanan dari penimbunan minyak dan pengangkutan bahan bakar minyak terhadap bahaya kebakaran. Titik

nyala tidak mempunyai pengaruh yang besar dalam persyaratan pemakaian bahan bakar minyak untuk mesin diesel atau ketel uap. (Wikipedia, 2010)

2.10 Emisi Gas Buang

Emisi gas buang didefinisikan sebagai zat atau unsur dari pembakaran di dalam ruang bakar yang dilepas ke udara yang ditimbulkan oleh kendaraan bermotor. Pembakaran di ruang bakar yang tidak sempurna menyebabkan emisi yang bersifat polutan, seperti HC, CO, NOx, Pb SOx, dan lainnya. (Akbar, 2011)

2.10.1 Carbon Monoksida (CO)

Gas karbon monoksida adalah gas yang relative tidak stabil dan cenderung bereaksi dengan unsur lain. Karbon monoksida, dapat diubah dengan mudah menjadi CO2 dengan bantuan sedikit oksigen dan panas. Gas CO bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernafasan, dan paru-paru. (Akbar, 2011)

2.10.2 Nitrogen Oksida (NOx)

Senyawa NOx adalah ikatan kimia antara unsur nitrogen dan oksigen. Dalam kondisi normal atmosphere, nitrogen adalah gas inert yang amat stabil yang tidak akan berikatan dengan unsur lain. Senyawa NOx ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas, akan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk NO2. Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat. (Akbar, 2011)

2.10.3 Karbon Dioksida (CO2)

Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. (Akbar, 2011)

2.10.4 Oksigen (O2)

Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon. (Akbar, 2011)

2.10.5 Hidrokarbon (HC)

Bensin adalah senyawa hidrokarbon, jadi setiap HC yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Walaupun rasio perbandingan antara udara dan bensin AFR (Air to Fuel Ratio) sudah tepat dan didukung oleh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal, proses pembakaran dan menyebabkan emisi HC pada ujung knalpot cukup tinggi. (Akbar, 2011)

2.11 Rasio Bensin Ethanol

Rasio bensin ethanol dilakukan untuk mengurangi ketergantungan pada bensin yang diyakni bakal habis tambang. Ethanol mengandung 35% oksigen, sehingga meningkatkan efisiensi pembakaran dan dapat menaikan angka oktan. ethanol juga bisa terurai sehingga mengurangi emisi gas buang.

Untuk memudahkan mengtahui persentase campuran bensin dengan bioethnol, maka diberi kode Bio (karena mengadung campuran bioethnol ) dan nilai persentase ethnol pada campuran tersebut. Campuran ethol 5% dan bensin % diberi nama Bio5, ethnol 10% dan besin 90% diberi nama Bio 10 dan seterusnya. (Wikipedia, 2010)

2.12 Parameter Petunjuk Perhitungan 2.12.1 Torsi (T)

Torsi adalah indikator baik dari ketersedian mesin untuk kerja. Torsi didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada jarak momen dan apabila dihubungkan dengan kerja dapat ditunjukan. (Heywood, 1988).

2.12.2 Daya (P)

didefinisikan sebagai laju kerja mesin, ditunjukkan dengan persamaan (Heywood,1988). Dalam hal ini daya secara normal diukur dalam kW, tetapi satuan HP masih digunakan juga, dimana :

1HP = 0,7457 kW 1 kW = 1,341 HP

2.12.3 Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi bahan bakar spesifik adalah pemakaian bahan bakar yang terpakai perjam untuk setiap daya yang dihasilkan pada motor bakar. Konsumsi bahan bakar spesifik didefinisikan dengan persamaan (Arismunandar, 2002) :

SFC = mf

P ( kg

kWh) ...

(2.1) Dengan

mf = Laju aliran bahan bakar masuk mesin mf =

b t .

3600 1000. ρbb(

kg jam)

b = volume buret yang dipakai dalam pengujian (cc)

t = waktu yang diperlukan untuk pengosongan buret dalam detik (s) Ρbb = massa jenis bahan bakar

Ρbensin = 0.74 kg/I

Jenis penelitiannya adalah tentang perbandingan premium-ethanol dengan pertamax plus murni untuk mengetahui torsi daya, emisi gas buang dan konsumsi bahan bakar untuk motor 225 cc.

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian

Tempat penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Muhammadyah Yogyakarta 2. Workshop Teknik Mesin, Universitas Negeri Yogyakarta

3. Hendriansyah Moto tech Yogyakarta

3.3 Bahan dan Alat Penelitian 3.3.1 Bahan-bahan dalam Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah, Bahan Bakar 1. Premium

2. Pertamax plus murni 3. Ethanol

3.3.2 Alat-alat dalam Penelitian

Alat-alat pendukung yang digunakan dalam pengambilan data, sebagai berikut :

1. Computer

Computer berfungsi sebagai akuisasi dari data Dynotes

Gambar 3.1. Computer

2. StopWatch

StopWatch adalah alat menghitung waktu. Sekaligus menghitung konsumsi bahan bakar.

Gambar 3.2. StopWatch

3. Thermometer

Thermometer alat untuk mengukur suhu

Gambar 3.3. Thermometer

4. Gas Analyzer

Gas Analyzer adalah Suatu peralatan instrumentasi yang digunakan untuk mengukur komposisi dan proporsi dari suatu campuran gas.

Gambar 3.4. Gas Analyzer

5. Dynamometer

Dynamometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi mesin.

Gambar 3.5. Dynamometer

6. Tachometer

Tachometer berfungsi sebagai untuk mengukur putaran mesin

Gambar 3.6. Tachometer

7. Burret

Buret ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur volume bahan bakar

Gambar 3.7. Burret

8. Gelas Ukur

Gelas ukur sebagai alat ukur volume cairan yang tidak memerlukan ketelitian yang tinggi.

Gambar 3.8. Gelas Ukur 3.3.3 Spesifikasi Mesin Penelitian

Mesin yang digunakan untuk penelitian ini adalah sepeda motor bensin 4 langkah dengan sepeda motor Scorpio Z 225 cc, berikut ini spesifikasi dari mesin penelitin :

 Jenis kendaraan : Yamaha Scorpio Z 225 cc

 Tipe Mesin : 4 Langkah, 2 Valve SOHC, Berpendingin Udara

 Jumlah / Posisi Silinder : Cylinder Tunggal / Tegak  Volume Silinder : 223 cm

 Diameter x Langkah : 70,0 mm × 58,0 mm  Rasio Kompresi : 9,5 : 1

 Daya Maksimum : 13.40 kW / 8000 rpm ( STD )  Torsi Maksimum : 17.5 Nm / 6500 rpm ( STD )  Sistem Starter : Electric Starter dan Kick Starter  Sistem Pelumasan : Basah

 Kapasitas Oli Mesin : Total : 1,4 Liter / Penggantian Berkala : 1,2 Liter

 Sistim Bahan Bakar : Karburator BS30 x 1

 Tipe Kopling : Basah, Kopling Manual, Multiplat  Tipe Transmisi : Return, 5 Kecepatan

 Pola Pengoperasian Transmisi : 5 Kecepatan ( N – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 )

3.4 Diagram Alir Pengujian

Penelitian dilakukan dengan prosedur sebagai mana ditunjukan pada diagram alir berikut :

3.4.1 Pengujian Torsi dan Daya

Pertamakali yang haraus dilakukan dalam pengujian torsi dan daya adalah mempersiapakan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium murni, premium-ethanol dan pertamax plus murni.

Selanjutnya menghidupkan mesin motor serta mengatur dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.9.

Tidak

Tidak Ya

Persiapan alat dan bahan

Dynaometer, Premium, Etanol, Pertamax plus

Menghidup mesin motor

A

B Mengatur throttle :

Pada posisi gigi transmisi ke 3

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan bahan bakar

n ≥ 115000 rpm

B

A

Pengatur campuran bahan bakar 1. Pertamax plus 100%

2. Premium 100%

3. _{Premium-Ethanol 5%.10%, dan15%}

Mulai

Gambar 3.9. Diagram Aliran Pengujian Torsi dan Daya

3.4.2 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar

Pertamakali yang haraus dilakukan dalam pengujian konsumsi bahan bakar adalah mempersiapakan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium murni, premium-ethanol dan pertamax plus murni. Selanjutnya menghidupkan mesin motor serta mengatur gigi kecepatan hingga 60 km/jam pada transimis sama dengan berkendara normal dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Ya

Kesimpulan Pembahasan

Pengolahan data dan analisa Mematikan mesin

Selesai

Mulai

Persiapan alat dan bahan Premium, Ethanol, Pertamax plus

Konsumsi bahan bakar 1. Pertamax plus 100%

2. Premium 100%

3. Premium-Ethanol 5%,10%, dan 15% 4. _{Volume bahan bakar 20 ml}

Tidak

Gambar 3.10. Diagram Aliran Pengujian Konsumsi Bahan Bakar 3.4.3 Pengujian Emisi Gas Buang

Pertamakali yang haraus dilakukan dalam pengujian emisi gas buang adalah mempersiapakan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium murni, premium-ethanol dan pertamax plus murni. Selanjutnya menghidupkan mesin motor serta mengatur pada transimis netral dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.11.

Ya

Menghidupkan mesin motor

Mengatur speed : Kecepatan 60 km/jam

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan Bahan bakar

Semua selesai di uji

Kesimpulan Pembahasan

Pengolahan data dan analisa data perbandingan konsumsi bahan bakar

Mematikan mesin

Selesai

Posisi gigi transmisi sama seperti berkendara normal

Persiapan alat dan bahan Premium, Ethanol, Pertamax plus

Menghidupkan motor

Mengatur throttle : N = 4000, 6000, 8000, 9000 rpm

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan bahan bakar

Posisi gigi transmisi ke netral Konsumsi bahan bakar 1. Pertamax plus 100%

2. Premium 100%

3. _{Premium-Ethanol 5%,10%, dan 15%}

B A

B A

Pengujian diatas dilakukan dengan menggunakan putaran mesin 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Hasil terbesar yang didapat pada awal putaran mesin 4000 (rpm) dengan variasi bahan bakar pertamax plus murni sebesar 2,817%, premium murni sebesar 4,676%, premium-ethanol 5% sebesar 1,920%, ethanol 10% sebesar 1,104%, dan premium-ethanol 15 sebesar 2,003%. Pada batasan standard uji emisi CO untuk semua bahan bakar tidak melebihi batas standar. Pada pengujian ini nilai kadar CO layak untuk digunakan dikarenakan semakin kecil CO maka semakin irit bagi kendaraan, sedangkan bagi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadarnya agar terbebas dari gas CO yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.

4.

Kadar Emisi Gas Buang CO

₂

Gambar 7. Hasil Data Kadar CO₂

Gambar 7. Menunjukkan hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar pertamax plus Murni, premium murni, etanol 5%, premium-etanol 10%, dan premium-premium-etanol 15%. Hasil pengujian yang dilakukan dari hasil standar kadar CO₂ harus diantara batas standar pengujian sebesar 12% sampai 15%, sehingga dapat dinyatakan lulus uji emisi. Pengujian diatas dilakukan dengan menggunakan putaran mesin 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Hasil terbesar yang didapat pada awal

putaran mesin 9000 (rpm) dengan variasi bahan bakar premium murni sebesar 13,81%, pertamax plus murni sebesar 13,78%, dan premium-ethanol 15% sebesar 13,37%. Sedangkan pada premium-ethanol 5% sebesar 13,43% dan premium-ethanol 10% sebesar 13,40% dengan putaran mesin 8000 (rpm). Pada batasan standard uji emisi CO₂ untuk semua bahan bakar tidak melebihi atau lebih rendah dari batas standar. Pada pengujian ini nilai kadar CO₂ layak untuk digunakan dikarenakan CO₂ berada diantara batas standar maka semakin sempurna pembakarannya dan makin bagus akselerasinya bagi kendaraan, sedangkan bagi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadarnya agar terbebas dari gas CO₂ yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.

5.

Kadar Emisi Gas Buang HC

Gambar 8. Hasil Data HC

Gambar 8. Menunjukkan hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar pertamax plus murni, premium-etanol 5%, premium-etanol 10%, dan premium-etanol 15. Hasil pengujian yang dilakukan dari hasil standar kadar HC tidak melampaui dari batas standar pengujian sebesar 50 ppm sampai 200 ppm, sehingga dapat dinyatakan lulus uji emisi. Pengujian diatas dilakukan dengan menggunakan putaran mesin 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Hasil terbesar yang didapat pada awal putaran mesin 4000 (rpm) dengan variasi bahan bakar pertamax plus murni sebesar 174 (ppm), premium murni sebesar 364

(ppm), premium-ethanol 10% sebesar 286 (ppm), dan premium-ethanol 15 sebesar 447 (ppm). Sedangkan pada premium-ethanol 5% sebesar 223 (ppm) dengan putaran mesin 6000 (rpm). Pada batasan standard uji emisi HC hanya bahan bakar pertamax plus murni karena tidak melebihi dari batas standar. Pada pengujian ini nilai kadar HC layak untuk digunakan jika semakin kecil HC maka semakin sempurna pembakarannya bagi kendaraan dikarenakan proses pembakaran (gas yang tidak terbakar setelah gagal pengapian) yang terbuang, sedangkan bagi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadarnya agar terbebas dari gas HC yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.

6. Kadar Emisi Gas Buang O

₂

Gambar 9. Hasil Data O₂

Gambar 9. Menunjukkan hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar pertamax plus murni, premium murni, ethanol 5%, ethanol 10%, dan premium-ethanol 15. Hasil pengujian yang dilakukan dari hasil standar kadar O₂ tidak melampaui batas standar pengujian sebesar 0,5% sampai 2%, sehingga dapat dinyatakan lulus uji emisi. Pengujian diatas dilakukan dengan menggunakan putaran mesin 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Hasil terbesar yang didapat pada awal putaran mesin 4000 (rpm) dengan variasi bahan bakar pertamax plus murni sebesar 0,45%, premium-ethanol 10% sebesar 1,48%, dan premium murni sebesar 1,78%. Sedangkan pada premium-ethanol 5% sebesar

2,32% dan premium-ethanol 15% sebesar 1,84% dengan putaran mesin 6000 (rpm). Pada batasan standard uji emisi O₂ untuk semua bahan bakar tidak melebihi batas standar kecuali premium-ethanol 5%. Pada pengujian ini nilai kadar O₂ layak untuk digunakan dikarenakan semakin tinggi O₂ maka makin tinggi menandakan knalpot ada masalah, baik itu bocor atau buntu bagi kendaraan, sedangkan bagi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadarnya agar terbebas dari gas O₂ yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.

7.

Kadar Emisi Gas Buang λ

Gambar 4.7 Hasil Data λ

Gambar 10. Menunjukkan hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada bahan bakar pertamax plus Murni, premium murni, ethanol 5%, ethanol 10%, dan premium-ethanol 15. Hasil pengujian yang dilakukan dari hasil standar kadar λ tidak melampaui atau dibawah batas standar pengujian sebesar 1, sehingga dapat dinyatakan lulus uji emisi. Pengujian diatas dilakukan dengan menggunakan putaran mesin 4000 (rpm), 6000 (rpm), 8000 (rpm), dan 9000 (rpm). Hasil yang didapat dengan variasi bahan bakar pertamax plus murni, premium murni, premium-ethanol 5%, premium-premium-ethanol 10% sebesar, dan premium-ethanol 15% merupakan campuran yang ideal. Pada pengujian ini nilai kadar λ masih merupakan campuran bahan bakar dengan udara yang ideal bagi kendaraan dikarenakan masih memiliki nilai λ=1, sedangkan bagi manusia harus

bisa menjaga dalam menghirup batasan kadarnya agar terbebas dari gas λ yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.

8.

Konsumsi Bahan Bakar (KBB)

A.

Hasil Nilai

mf

Data hasil pengujian dan perhitungan menggunakan putaran mesin (rpm) 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000 serta menggunakan bahan bakar pertamax plus murni, premium murni, premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15%.

Gambar 11. Hasil mf

Gambar 11. Menunjukkan nilai konsumsi bahan bakar (mf) terendah didapat pada bahan bakar premium-ethanol 15% pada putaran 5000 (rpm). Penambahan ethanol juga dapat meningkatkan nilai oktan, juga mengakibatkan pengapian yang sempurna sehingga mesin tidak membutuhkan bahan bakar terlalu banyak untuk memenuhi kebutuhannya. Untuk konsumsi bahan bakar ethanol 5%, premium-ethanol 10%, premium-premium-ethanol 15% akan mengalami penuruan pada putaran mesin 5000 (rpm) ketika menggunakan bahan bakar premium-ethanol 15% menjadi 0,596 kg/jam dibandingkan dengan Premium-Ethanol 10% pada putaran mesin 5000 (rpm) sebesar 0,605 kg/jam, sedangkan premium-ethanol 5% mengalami peningkatan pada putaran mesin 5000 (rpm) sebesar 0,623 kg/jam. Hal ini dikarenakan pemasukan bahan bakar pada ruang bakar yang tidak sempurna. Sedangkan pada

putaran mesin tinggi konsumsi bahan bakar meningkat akibat adanya pengaruh nilai oktan dapat dilihat pada konsumsi bahan bakar premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, premium-ethanol 15% mengalami peningkatan yang tinggi pada putaran mesin rendah sampai mencapai putaran mesin tinggi dikarnakan konsumsi bahan bakar (mf) terlalu banyak untuk

memenuhi kebutuhan bahan bakar

mengakibtakan pengapian yang tidak sempurna. B.

Hasil Nilai SFC

Data hasil pengujian dan perhitungan menggunakan putaran mesin (rpm) 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000 serta menggunakan bahan bakar pertamax plus murni, premium murni, premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15%.

Gambar 12. Hasil Perbandingan SFC

Gambar 12.

Menunjukan pada putaran mesin 5000 (rpm) sampai putaran mesin 7000 (rpm) konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) campuran ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-premium-ethanol 15% lebih rendah. Pada putaran mesin 9000 (rpm) sampai 10000 (rpm) mengalami peningkatan yang tinggi dan melebih dari bahan bakar lainya pertamax plus murni dan premium murni akan

tetapi yang mengalami kerendahan pada putaran mesin 8000 (rpm) pada campuran bahan bakar pertamax plus murni. Perbandingan SFC juga tidak jauh berbeda pada putaran rendah hingga putaran menengah. Pada grafik SFC awal tinggi karena pada awal motor dijalankan daya dan putaran mesin masih rendah, sehingga diperlukan bahan bakar spesifik lebih banyak untuk melakukan kerja. Setelah putaran motor dinaikkan daya yang diperlukan meningkat sehingga SFC menurun. Peningkatan SFC akan semakin besar karena adanya penurunan daya pada putaran tinggi

.

KESIMPULAN dan SARAN

1. KESIMPULAN

Dengan mengkaji kegiatan penelitian yang meliputi proses pengambilan data, hasil pengujian serta hasil perhitungan secara menyeluruh, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Torsi tertinggi untuk bahan bakar pertamax plus murni adalah 16,46 N.m pada putaran 7937 (rpm) dan putaran 8224 (rpm). Daya adalah 15,1 kW pada putaran 9115 (rpm) dan putaran 9368 (rpm). Untuk emisinya tidak melebihi dari batas standar yang telah ditentukan. Untuk konsumsi bahan bakar didapat nilai tertinggi 1.109 kg/jam pada putaran 10000 (rpm).

2. Torsi tertinggi untuk bahan bakar premium murni adalah 13.94 N.m pada putaran 8114 (rpm). Daya adalah 13.3 kW pada putaran 11529 (rpm) dan putaran 11641 (rpm). Untuk emisinya tidak melebihi dari batas standar yang telah ditentukan. Untuk konsumsi bahan bakar didapat nilai tertinggi 1,338 kg/jam pada putaran 10000 (rpm).

3. Torsi tertinggi untuk bahan bakar premium-ethanol 5% adalah 16.36 N.m pada putaran 7965 (rpm) dan daya tertinggi 14,8 kW pada putaran 9047 (rpm), premium-ethanol 10% adalah 15,40 N.m pada putaran 7839 (rpm) dan daya tertinggi 13,9 kW pada putaran 8858 (rpm) dan putaran 9249 (rpm), dan premium-ethanol 15% adalah 15,21 N.m pada putaran 7704 (rpm) dan daya tertinggi 13,9 kW pada putaran 9780 (rpm). Untuk emisinya tidak melebihi dari batas standar yang telah ditentukan dari ketiga bahan bakar tersebut. Untuk konsumsi bahan bakar premium-ethanol 5% didapat nilai tertinggi 1,149 kg/jam pada putaran 10000 (rpm), premium-ethanol 10% didapat 1,140 kg/jam pada putaran 10000 (rpm), dan premium-ethanol 15% didapat 1,165 kg/jam pada putaran 10000 (rpm).

4. Pada pengujian campuran bahan bakar pertamax plus murni, premium murn, premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15% dapat disimpulkan bahwa bahan bakar pertamax plus

murni hampir sama atau medekati setara dengan bahan bakar campuran premium-ethanol 5% dilihat dari pengujian torsi dan daya.

2. SARAN

Saran yang dapat disampaikan dalam penelitian kajian tentang perbandingan premium-etanol dengan pertamax plus pada motor 4 langkah 225 cc yaitu pada pencampuran bahan bakar yang digunakan harus tepat saat pencampuran dan harus cepat digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Aditya. (2013). Data dan Metode Pengumpulan Data Penelitian. Surakarta: Poltekkes Kemenkes Surakarta.

Arismunandar, W. (1998). Penggerak Mula-Motor Bakar Torak, Edisi 5. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Arismunandar, W. (2002). Motor Bakar Torak. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Arismunandar, W. (2005). Penggerak Mula-Motor Bakar Torak, Edisi 5. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. (2009). Karakteristik tentang Bahan Bakar Ethanol. Diakses pada 10 January 2017 (Online). http://www.bppt.go.id/index.php?

option=com_content&taks=view&id=13565&i etm=30. Pada 12.00 WIB.

Hartono, T. (2011). Penelitian Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus terhadap Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin. Surakarta: UMS. Jurnal Teknik Mesin.

Handayani, S.U. (2000). Pemanfaatan Bioethanol sebagai Bahan Bakar Pengganti Bensin. Ponorogo:Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

Heywood, J.B. (1998). Internal Combustion Engine Fundamentals. New York: Mc Graw Hill Inc. Margono, A. (2003). Pengaruh Penakaian Campuran

Bahan Bakar Premium Ethanol terhadap Unjuk Kerja Motor Empat Langkah.

Muklisanto. (2003). Unjuk Pengaruh Variasi Kompresi Premium dan Ethanol pada Variasi Rasio Manjet terhadap Kerja Mesin Empat Langkah 110 cc. Jurnal Teknik Mesin.

PT. Pertamina. (2007). Pertamax Plus, Pertamax, Premium, dan Ethanol. Diakses 02 Januari

2017. http://www.pertamina.com. Pada 11.00 WIB.

Setiawan, A. (2014). Pengaruh Varisi Putaran Mein, Komposisi Campran Bioetanol dan Tipe Vacum Tube terhadap Konsumsi Bahan Bakar dan Komposisi Gas Buang pada Motor Bakat Bensin 4 Langkah 1 Silinder, Jom FTEKNIK Volume 1 No. 2 Oktober 2014.Riau: UR. Setiawan, H. (2011). Study Eksperimental tentang

Kinerja Motor Bakar Dua Langkah 150 cc. Tugas Akhir.

Suratman, M. (2002). Motor Bakar Torak. Tugas Akhir. Yogyakarta

Utomo, S. (2013). Studi Komparasi Performa Motor Kawasaki Ninja 250R 2012 Berbahan bakar Biopremium dan Pertamax-Plus, Jurnal Teknik Mesin. Volume 02 Nomor 01 Tahun 2013, 6-12. Surabaya: UNS.

Yaswak, Y. dan Murdana, PM. (1998). Teknik Praktis Merawat Sepeda Motor. Bandung: Pustaka Setia.