Latar Belakang Kajian Performansi Dan Emisi Gas Buang Mesin Otto Berbahan Bakar Biogas Dan Premium Menggunakan Blower Sebagai Turbocharger Dan Knalpot Yang Dimodifikasi Menjadi Catalytic Converter

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi semakin bertambah seiring dengan meningkatnya produktivitas manusia. Energi yang digunakan sebagai bahan bakar mesin umumnya adalah bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil yang digunakan pada mesin otto ialah bensin. Bahan bakar fosil berwujud minyak, padat, dan gas diperoleh dengan cara pengolahan bertahap dan memerlukan investasi yang mahal. Selain masalah pengolahan dan investasinya yang mahal, ketersediaan sumber bahan bakar fosil juga membutuhkan waktu yang lama.Saat ini energi alternatif mulai dikembangkan untuk dapat memberikan solusi energi bahan bakar fosil yang semakin menipis. Salah satu energi alternatif yang berpotensi yaitu biogas. Biogas dihasilkan dari bahan organik proses fermentasiaktivitas anaerobic mikroorganisme menjadi gas dengan komposisi gas CH 4 , CO 2 , H 2 S, dan H 2 O. Pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar alternatif memiliki potensi yang menjanjikan karena jika dibandingkan dengan bahan bakar fosil khususnya bensin biogas memiliki keunggulan yaitu hasil pembakaran mesin yang bersih ramah lingkungan serta sumber pengolahannya yang dapat diterapkan oleh siapa saja. Kebutuhan energi alternatif khususnya biogas perlu lebih diperhatikan dilihat dari potensinya dapat menggantikan bahan bakar fosil khususnya bensin pada mesin otto. Mesin otto dengan bahan bakar biogas perlu modifikasi saluran bahan bakar agar biogas dapat disalurkan ke dalam bahan bakar sebaik mungkin. Padadasarnya proses pembakaran di dalam mesin masih kurang efisien atau bisa ditingkatkan lagi dengan menggunakan alat pemampat udara yang dinamakan turbochargersupercharger. Alat ini bisa mengoptimalkan kapasitas udara yang masuk ke dalam ruang bakar atau dengan kata lain campuran udara-bahan bakar menjadi lebih merata. Penempatan turbochargersupercharger terletak di antara saluran masuk udara dan bahan bakar.. Emisi gas buang yang dihasilkan bahan bakar fosil masih bisa diminimalisir dengan menggunakan alat yang dinamakan catalytic converter. Alat ini dapat mereduksi senyawa-senyawa berbahaya yang dihasilkan dari ruang bakar seperti CO, HC, NOx, dan lain-lain. Di Indonesia sekarang ini, konsumsi BBM sudah mencapai 1,3 juta barel yang lebih besar dari produksinya yaitu sekitar 1 juta barel sehingga untuk menutupi defisit harus melakukan impor dan ditambah lagi dengan harga minyak dunia yang terus melonjak akan memberikan dampak langsung terhadap pembangunan Negara Indonesia. Dari data ESDM tahun 2006, Indonesia memiliki cadangan minyak 9 miliar barel yang apabila terus dikonsumsi akan habis dalam dua decade mendatang bila tidak ditemukan cadangan minyak yang baru. Karena itulah motor bakar yang merupakan mesin penggerak utama yang paling banyak digunakan saat ini harus terus dilakukan penghematan dengan meningkatkan efisiensinya dari masa ke masa. Berbagai macam peningkatan efisiensi untuk motor bakar sudah dilakukan baik dalam hal pemasukan bahan bakar PGMFI, EFI, GDI dsb, penyempurnaan pembakaran Twin spark plug, ignition timing, timing katup vvti, vtec dsb , pemampatan udara masuk Supercharger dan turbocharger dan masih banyak pengembangan-pengembangan lainnya. Namun belum semua pengembangan dilakukan pada motor bakar berkapasitas kecil seperti pada sepeda motor padahal penggunaan sepeda motor sudah sangat banyak bahkan menurut data kepolisisan RI 2011, di Indonesia penggunanya mencapai 68.839.341 unit sepeda motor, 6 kali lebih banyak dibandingkan jumlah truk, bis ataupun mobil pribadi. Juga dengan Pembatasan bahan bakar minyak BBM bersubsidi terhadap kendaraan pribadi di Indonesia diyakini akan memicu peningkatan jumlah pengguna sepedamotor karena terjadi peralihan pemakaian alat transportasi pada masa mendatang. Karena itu pengembangan untuk mesin berkapasitas kecil yang umumnya digunakan pada sepeda motor ini perlu dilakukan guna peningkatan efisiensinya. Akhir-akhir ini negara kita disibukkan dengan berbagai analisis tentang masalah subsidi bahan bakar minyak BBM. Berulang kali masalah BBM dan energi yang terkait dengan BBM ini telah menjadi topik yang menarik untuk dianalisis dan diperdebatkan. BBM yang berasal dari energi fosil memerlukan waktu jutaan tahun dalam proses pembentukannya. Sebagai contoh, dari saat proses fotosintesis oleh pohon di hutan yang menangkap energi matahari dan menyerap CO2 serta mengubahnya menjadi senyawa hidrokarbon, untuk akhirnya dipanen sebagai batu bara, memerlukan waktu yang dikenal sebagai skala waktu geologi. Permasalahan umum yang dihadapi dunia pada dewasa ini adalah semakin menipisnya cadangan bahan bakar minyak, disamping dampak negatif yang ditimbulkan dari penggunaan bahan bakar minyak tersebut. Fenomena ini mendorong manusia untuk berusaha mencari bahan bakar alternatif yang diharapkan mampu mengatasi kedua permasalahan di atas secara serentak. Salah satu jenis bahan bakar alternatif yang dimungkinkan untuk menggantikan bahan bakar minyak, terutama yang digunakan baikuntuk kendaraan bermotor. Biogas merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya kotoran manusia dan hewan, limbah domestik rumah tangga, sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.Dimana gas metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Mesin otto pada biasa disebut sebagai mesin pembakaran dalam internal Cmbustin Engine karena energi thermal didapatkan dari proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam mesin dan pada saat proses pembakaran fluida kerjanya ialah gas hasil dari pembakaran tersebut. Pada motor bensin ini campuran bahan bakar dan udara terjadi di dalam lubang intake, kemudian diisap masuk ke dalam silinder selama langkah pengisapan. Kemudian campuran tersebut dimampatkan dikompresikan oleh torak dalam silinder dan pada akhir langkah kompresi terjadi loncatan bunga api listrik dari busi, akibatnya campuran bahan bakar dan udara terbakar sehingga diperoleh tenaga panas yang kemudian dikonversikan menjadi tenaga mekanik. Tenaga mekanik tersebut dapat menimbulkan gerak translasi pada torak dan gerak rotasi pada poros engkol, yang pada akhirnya mesin dapat menghasilkan energi gerak secara berkesinambungan.[1] Dalam riset ini akan dibandingkan kinerja atau performansi mesin otto saat menggunakan pemampatan udara pada ruang bakar dengan bahan bakar biogas methane 60 -70 dan gasoline. Pemampatan paksa udara pada ruang bakar sudah umum digunakan pada mesin diesel dan mesin-mesin otto berkapasitas besar seperti mesin V-8, V-10, dsb. Dengan demikian perlu diadakannya pengujian performansi untuk mengetahui peningkatan yang didapatkan dari penggunaan alat tersebut pada mesinottodengan kapasitas kecil atau dalam riset ini ialah mesinotto yang dikopeldengan generator listrik.

1.2 Tujuan Pengujian