Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
pada putaran poros konstan akan terjadi penambahan kandungan oksigen yang terikat pada bioetanol sebanding dengan penambahan massa bahan bakar, hal ini
akan menyebabkan semakin banyak bahan bakar yang terbakar dan daya efektif yang lebih besar, sehingga meningkatkan efisiensi thermal efektif.
4.3 Pengujian Emisi Gas Buang 4.3.1 Kadar Carbon Monoksida CO dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar CO dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 melalui pembacaan Autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.8 berikut:
Tabel 4.8 Kadar CO dalam emisi gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Karbon Monoksida Premium
Gasohol BE-15 Gasohol BE-20
10 2000
0.061 0.044
0.041 2500
0.051 0.028
0.019 3000
0.089 0.051
0.044 3500
0.209 0.145
0.137 4000
0.321 0.186
0.177
25 2000
0.051 0.041
0.040 2500
0.042 0.025
0.024 3000
0.079 0.059
0.059 3500
0.218 0.147
0.131 4000
0.301 0.193
0.173 Perbandingan kadar karbon monoksida CO yang terdapat dalam gas
buang dari masing-masing pengujian dapat dilihat pada gambar 4.14 dan 4.15 berikut:
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Gambar 4.14 Grafik Kadar CO vs Putaran untuk beban 10 kg
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.14, kadar CO tertinggi terjadi pada bahan bakar premium sebesar 0.321 pada putaran 4000 rpm. Sedangkan untuk
bahan bakar gasohol BE-15 dan gasohol BE-20 kadar CO tertinggi terjadi pada putaran 4000 rpm masing-masing sebesar 0.186 dan 0.177 .
Gambar 4.15 Grafik Kadar CO vs Putaran untuk beban 25 kg
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.15, kadar CO tertinggi terjadi pada bahan bakar premium sebesar 0.301 pada putaran 4000 rpm. Sedangkan untuk
bahan bakar gasohol BE-15 dan gasohol BE-20 tertinggi terjadi pada putaran 4000 rpm masing-masing sebesar 0.193 dan 0.173 .
Emisi gas buang karbon monoksida CO terjadi akibat kekurangan
oksigensehingga proses pembakaran berlangsung secara tidak sempurna karena banyak atom C karbon yang tidak mendapatkan cukup oksigen. Akibatnya
membentuk gas CO karbon monoksida. Bioetanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigen yang terdapat di dalam molekul bioetanol
tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder, serta bioetanol memiliki rentang keterbakaran
flammability yang panjang bila dibandingkan dengan bensin.
4.3.2 Kadar Carbon Dioksida CO
2
dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar CO
2
dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 melalui pembacaan Autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.9 berikut: Tabel 4.9 Kadar CO
2
dalam gas buang
Beban kg
Putaran rpm
Karbon Dioksida Premium
Gasohol BE-15 Gasohol BE-20
10 2000
2.18 1.67
1.61 2500
1.59 1.24
0.73 3000
3.53 2.08
2.02 3500
7.78 5.63
5.18 4000
8.68 7.35
7.31
25 2000
1.78 1.55
1.49 2500
1.57 1.05
0.99 3000
3.18 2.37
2.20 3500
10.22 5.88
5.58 4000
8.40 7.59
6.34
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Perbandingan kadar CO
2
yang terdapat dalam gas buang tiap-tiap pengujian dapat dilihat pada gambar 4.16 dan 4.17 berikut:
Gambar 4.16 Grafik Kadar CO
2
vs Putaran untuk beban 10 kg Pada pembebanan 10 kg gambar 4.16, kadar CO
2
tertinggi terjadi pada bahan bakar premium sebesar 8.68 pada putaran 4000 rpm. Kadar CO
2
pada bahan bakar gasohol BE-15 dan gasohol BE-20 terjadi pada putaran 4000 rpm
masing-masing sebesar 7.35 dan 7.31 .
Gambar 4.17 Grafik Kadar CO
2
vs Putaran untuk beban 25 kg
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Pada pembebanan 25 kg gambar 4.17, kadar CO
2
tertinggi untuk premium terjadi pada putaran 3500 rpm sebesar 10.22. Pada gasohol BE-15 dan
gasohol BE-20 kadar CO
2
tertinggi terjadi pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 7.59 dan 6.34 .
Karbon dan oksigen bergabung membentuk senyawa karbon monoksida CO sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon dioksida CO
2
sebagai hasil pembakaran sempurna. Bila campuran bahan bakar udara sempurna stoikiometris, maka akan dihasilkan senyawa CO
2
. Proses pencampuran udara-bahan bakar dimulai dari diinjeksikannya
bahan bakar kedalam silinder, kemudian butiran bahan bakar akan menguap dan bercampur dengan udara, proses ini dipengaruhi oleh volatility bahan bakar.
Volatility bahan bakar menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk dapat menguap. Bioetanol mempunyai volatility yang lebih kecil daripada premium,
sehingga pembentukan butiran dan penguapan bahan bakar lebih mudah dan pencampuran udara-bahan bakar berlangsung dengan baik.
Kenaikan putaran poros mempercepat proses pembakaran, sehingga bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak dan emisi CO
2
yang dihasilkan cenderung bertambah besar.
4.3.3 Kadar Unburned Hidro Carbon UHC dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar UHC dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar Premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 melalui pembacaan
autologic gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.10 berikut : Tabel 4.10 Kadar UHC dalam gas buang.
Beban kg
Putaran rpm
Unburned Hidro Carbon ppm Premium
Gasohol BE-15 Gasohol BE-20
10 2000
464 302
267 2500
310 159
68 3000
127 52
51 3500
176 88
69 4000
158 51
40
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
25 2000
404 386
373 2500
234 124
122 3000
181 93
68 3500
162 90
85 4000
156 55
54 Perbandingan kadar UHC yang terdapat dalam gas buang masing-masing
sampel pengujian dapat dilihat pada gambar 4.18 dan 4.19 berikut:
Gambar 4.18 Grafik Kadar UHC vs Putaran untuk beban 10 kg Pada pembebanan 10 kg gambar 4.18, kadar UHC tertinggi sebesar 464
ppm terjadi pada premium pada putaran 2000 rpm. Untuk gasohol BE-15 dan BE-20 terjadi pada putaran 2000 rpm sebesar 302 ppm dan 267 ppm.
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Gambar 4.19 Grafik Kadar UHC vs Putaran untuk beban 25 kg Pada pembebanan 25 kg gambar 4.19, kadar UHC tertinggi terjadi pada
bahan bakar premium pada putaran 2000 rpm sebesar 404 ppm. Sedangkan pada bahan bakar gasohol BE-15 dan gasohol BE-20 terjadi pada putaran 2000 rpm
sebesar 386 ppm dan 373 ppm.
Jumlah emisi Unburned Hidro Carbon UHC yang lebih besar pada premium jika dibandingkan terhadap bioetanol disebabkan karena premium
mempunyai senyawa berat dengan jumlah ikatan rantai karbon yang lebih panjang jika dibandingan dengan bioetanol. Hal ini juga disebabkan karena pembakaran
yang tidak sempurna didalam silinder. Bioetanol yang memiliki ikatan OH didalam susunan molekulnya membuat pembakaran bahan bakar semakin
sempurna.
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
4.3.4 Kadar Sisa Oksigen O
2
dalam gas buang
Data hasil pengukuran kadar O
2
dari emisi gas buang pembakaran bahan bakar premium, Gasohol BE-15, Gasohol BE-20 melalui pembacaan autologic
gas analyzer dapat dilihat pada Tabel 4.11 berikut : Tabel 4.11 Kadar Sisa Oksigen O
2
dalam gas buang.
Beban kg
Putaran rpm
Oksigen Premium
Gasohol BE-15 Gasohol BE-20
10 2000
17.59 18.31
18.34 2500
18.12 19.02
19.66 3000
16.30 17.73
17.84 3500
10.45 13.07
13.86 4000
8.85 10.48
11.14
25 2000
18.14 18.28
18.28 2500
18.50 19.08
19.26 3000
16.46 17.31
17.61 3500
7.03 12.51
13.34 4000
6.50 10.20
11.85 Perbandingan kadar sisa O
2
yang terdapat dalam gas buang masing-masing sampel pengujian dapat dilihat pada gambar 4.20 dan 4.21berikut:
Gambar 4.20 Grafik Kadar O
2
vs Putaran untuk beban 10 kg
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
Pada pembebanan 10 kg gambar 4.20, kadar O
2
terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu sebesar 8,85 .
Sedangkan kadar O
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE- 20 pada putaran 2500 rpm yaitu sebesar 19.66 .
Gambar 4.21 Grafik Kadar O
2
vs Putaran untuk beban 25 kg Pada pembebanan 25 kg gambar 4.21, kadar O
2
terendah terjadi saat menggunakan bahan bakar premium pada putaran 4000 rpm yaitu 6,5 .
Sedangkan kadar O
2
tertinggi terjadi saat menggunakan bahan bakar Gasohol BE- 20 pada putaran 2500 rpm yaitu sebesar 19.26 .
Proses pembakaran pada motor bensin berlangsung pada campuran udara-bahan bakar yang kaya atau adanya udara oksigen yang bertujuan untuk
menjamin kelangsungan proses pembakaran, sehingga dalam gas buang hasil pembakaran masih mengandung O
2
. Sisa O
2
gas buang dari pembakaran bioetanol lebih besar dari pada premium, hal ini karena adanya kandungan oksigen yang
terikat langsung pada senyawa bahan bakar bioetanol. Pengaruh kenaikan putaran poros pada beban konstan cenderung
mengurangi jumlah sisa O
2
gas buang, hal ini disebabkan pada kondisi tersebut jumlah massa bahan bakar yang terbakar relatif lebih banyak, sehingga dengan
jumlah udara yang sama memerlukan lebih banyak oksigen untuk proses pembakaran.
Gunawan Simanjuntak : Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Bakar Berbahan Bakar Premium Dengan Campuran Premium-Bioetanol Gasohol Be-15 Dan Be-20, 2009.
4.4 Perhitungan Teoritis Harga Gasohol BE-15 dan BE-20
