Pengaruh Penggunaan Blower Elektrik Sebagai Supercharger Terhadap Performansi Mesin Otto Berkapasitas 100 Cc Dengan Campuran Bahan Bakar Pertalite Dan Etanol 10%”
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Bahan bakar merupakan kebutuhan utama dalam proses pembakaran dalam
system kerja mesin untuk menghasilkan sebuah tenaga dan menjadi kebutuhan
sehari-harinoleh masyarakat pada umumnya teruma diindonesia ini sendiri
sehingga mengakitkan sebuah kelangkaan bahan bakar berdampak pada luas pada
sektor kehidupan.dimana sector paling memilika dampak tersebut adalah bidang
transportasi karena biadang ini merupakan yang paling membutuhkan bakan
bakar,semakin lang sebuah bahan bakar maka akan berakibat pada melonjaknya
harga bahan bakar yang cukup signifikan diseluruh dunia,disamping iu pengunaaan
bahan bakar fosil memmberikan dampak negative terhadap kelestarian
lingkungan,dimana urara tercemar polusi akibat dari sisa-siasa pembakaran yang
mengandunng gas-gas berbahaya seperti CO, NOX, dan UHC, serta unsur metalik
seperti timbal (Pb) dan yang paling berbahaya adalah terjadinya pemanasan global
(global warming).
Untuk menanggulangi hal di atas, maka dibutuhkan energi alternatif yang
nantinya bisa digunakan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
fosil, seperti penggunaan energi alternatif dan penambahan atau penggantian
perangkat mesin yang dapat meningkatkan performasi mesin tersebut seperti
penggunaan fuel injection yang menggantikan fungsi karburator dan penambahan
alat seperti turbocharger dan supercharger.
Sebenarnya di Indonesia sendiri terdapat sumber energi yang melimpah yang
dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar altenatif seperti biodiesel dari tanaman
jarak, kelapa sawit serta kedelai. Metanol dan metanol yang terbuat dari bio massa,
dari tanaman tebu, jagung, nenas, beras, gandum, sorgum, kentang dan masih
banyak yang lain. Namun semua sumber daya hayati ini belum dimanfaatkan secara
maksimal sebagai bahan bakar alternatif.
Beberapa tahun terakhir telah kita ketahui perkembangan teknologi terus
berkambang pesat kususnya bidang motor bakar untuk mengengbangkan
peningkatan efisiensi dari motor bakar untuk mendapatkan motor yang memilikai
1
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
tenaga besar tetapi hanya membutuhkan bahan bakar yang sedikit. Krisis energi ini
menyebabkan manusia beralih pola pikir untuk lebih mengintensifkan penelitian
dan penggunaan energi yang tidak terbarukan ke energi yang terbarukan. 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) , piranti pendukung
performansi seperti pemampatan udara masuk (Supercharger dan turbocharger).
Menurut data kepolisisan RI (2011), di Indonesia penggunaan sepeda motor
mencapai 68.839.341 unit sepeda motor, 6 kali lebih banyak dibandingkan jumlah
penggunaan truk, bis ataupun mobil pribadi. Hal ini dikarenakan sepeda motor
merupakan alat transportasi utama yang paling banyak di gunakan oleh masyarakat
pada zaman sekarang ini. Hal ini disebabkan oleh karena nilai ekonomis ataupun
kepraktisan yang dihadirkan oleh sepeda motor bagi penggunanya. Nilai ekonomis
dapat kita lihat dengan harga sepeda motor yang relatif terjangkau. Sedangkan nila
kepraktisannya dapat kita lihat dengan lincahnya kenderaan bermotor roda dua ini
bila digunakan pada jalan raya yang padat dan juga dengan pembatasan bahan
bakar minyak (BBM) bersubsidi terhadap kendaraan pribadi di Indonesia diyakini
akan memicu peningkatan jumlah pengguna sepeda motor karena terjadi peralihan
pemakaian alat transportasi pada masa mendatang. Oleh karena itu, pengembangan
penggunaan untuk motor bensin berkapasitas kecil yang umumnya digunakan pada
sepeda motor ini perlu dilakukan guna peningkatan efisiensinya.
Berdasarkan pada data yang diperoleh dari berbagai negara yang
mengembangkan penggunaan bahan bakar alternatif seperti Brazil dan Amerika
Serikat, dimana dengan mesin otto standart pabrikan dengan sistem Injection,
campuran 10 % etanol yang dicampur pada bahan bakar pertalite masih bisa
terbakar dengan baik, dan tidak menimbulkan kerusakan pada mesin, sehingga bisa
dingunakan pada mesin standart tanpa melakukan modifikasi pada mesin.
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka di rumuskan beberapa
masalah dari penelitian tersebut adalah sebagai berikut :
2
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
1. Bahan bakar yang digunakan dalam
pengujian
yaitu
bahan
bakar
campuran 90% pertalite dengan 10% etanol.
2. Alat uji yang digunakan untuk mengetahui komposisi emisi gas buang
mesin otto yaitu “Autologic Gas Analyzer” merek stargas 898.
3. Mesin uji yang digunakan adalah mesin otto 4-langkah 1-silinder
berkapasitas 108cc pada laboratorium Motor Bakar Departemen Teknik
Mesin FT. USU.
4. Unjuk kerja mesin yang diteliti adalah :
Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption)
Torsi (Torsion)
Daya (Brake Power)
Efisiensi Thermal (Thermal Efficiency)
AFR (Air Fuel Ratio)
Efisiensi Volumetris
Emisi Gas Buang
5. Senyawa gas buang mesin otto yang diamati adalah karbon monoksida
(CO), karbon dioksida (CO2), hidrokarbon (HC), dan oksigen (O2).
6. Blower elektrik digunakan sebagai pengganti Supercharger untuk
pengujian ini, daya diambil dari luar mesin uji.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukan pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui perbandingan konsumsi bahan bakar spesifik (sfc) motor
dengan bahan bakar campuran pertalite 90% +10% bioetanol pada mesin
otto sebelum dan sesudah sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran
2. Untuk mengetahui perbandingan torsi motor bakar otto sesudah penggunaan
dengan bahan bakar campuran pertalite + bioethanol 10% pada mesin otto
sebelum dan sesudah sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran.
3
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
3. Untuk mengetahui perbandingan daya motor dengan bahan bakar campuran
pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan sesudah sesudah
penggunaan penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
4. Untuk mengetahui perbandingan AFR (Air Fuel Ratio) motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah peggunaan blower dengan bahan bakar campuran. .
5. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Volumetris motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
6. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Thermal motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
7. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Volumetris motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
8. Untuk mengetahui perbandingan emisi gas buang yang dihasilkan mesin
dengan bahan bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto
sebelum dan sesudah penggunaan penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dilakukan pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk menghemat devisa
Negara terhadap anggaran subsidi bahan bakar pertalite.
2. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam meningkatkan
efisiensi dan penggunaan bahan bakar alternatif pada sepeda motor.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari penggunaan alat
pemampatan udara pada motor bakar berkapasitas kecil.
4. Sebagai pertimbangan terhadap produsen sepeda motor untuk peningkatan
efisiensi produknya
4
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
5. Untuk memotivasi masyarakat memanfaatkan biometanol sebagai bahan
bakar, yang mudah didapat dari berbagai tumbuhan yang tumbuh di
Indonesia seperti tumbuhan tebu,jangung dll sehingga akan bernilai lebih
ekonomis.
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai
berikut :
1. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisantulisan yang terkait.
2. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku
elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
3. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian
yang dilakukan di Laboratorium Motor Bakar Fakultas Teknik,
Laboratorium Teknologi Mekanik Fakultas Teknik, dan AUTO 2000.
4. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh
Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
1.6 Sistematika penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai
berikut :
•
Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat serta ruang lingkup
pengujian.
•
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan untuk menyusun sikripsi yaitu
tentang biomassa, tentang mesin otto dan prinsip kerjanya, tentang persamaan
yang digunakan serta emisi gas buang yang dihasilkan mesin otto.
5
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
•
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian,
bahan dan peralatan yang digunakan serta tahapan dan prosedur dalam
pengujian.
•
Bab IV : Hasil Dan Analisa Pengujian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian
melalui pembahasan dengan perhitungan dan penganalisaan serta
memaparkannya dalam bentuk tabel dan grafik.
•
Bab V : Kesimpulan Dan Saran
Bab ini merupakan bagian penutup yang berisikan kesimpulan dan saran yang
diperoleh dari pengujian yang dilakukan.
•
Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan.
•
Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar.
6
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Bahan bakar merupakan kebutuhan utama dalam proses pembakaran dalam
system kerja mesin untuk menghasilkan sebuah tenaga dan menjadi kebutuhan
sehari-harinoleh masyarakat pada umumnya teruma diindonesia ini sendiri
sehingga mengakitkan sebuah kelangkaan bahan bakar berdampak pada luas pada
sektor kehidupan.dimana sector paling memilika dampak tersebut adalah bidang
transportasi karena biadang ini merupakan yang paling membutuhkan bakan
bakar,semakin lang sebuah bahan bakar maka akan berakibat pada melonjaknya
harga bahan bakar yang cukup signifikan diseluruh dunia,disamping iu pengunaaan
bahan bakar fosil memmberikan dampak negative terhadap kelestarian
lingkungan,dimana urara tercemar polusi akibat dari sisa-siasa pembakaran yang
mengandunng gas-gas berbahaya seperti CO, NOX, dan UHC, serta unsur metalik
seperti timbal (Pb) dan yang paling berbahaya adalah terjadinya pemanasan global
(global warming).
Untuk menanggulangi hal di atas, maka dibutuhkan energi alternatif yang
nantinya bisa digunakan untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
fosil, seperti penggunaan energi alternatif dan penambahan atau penggantian
perangkat mesin yang dapat meningkatkan performasi mesin tersebut seperti
penggunaan fuel injection yang menggantikan fungsi karburator dan penambahan
alat seperti turbocharger dan supercharger.
Sebenarnya di Indonesia sendiri terdapat sumber energi yang melimpah yang
dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar altenatif seperti biodiesel dari tanaman
jarak, kelapa sawit serta kedelai. Metanol dan metanol yang terbuat dari bio massa,
dari tanaman tebu, jagung, nenas, beras, gandum, sorgum, kentang dan masih
banyak yang lain. Namun semua sumber daya hayati ini belum dimanfaatkan secara
maksimal sebagai bahan bakar alternatif.
Beberapa tahun terakhir telah kita ketahui perkembangan teknologi terus
berkambang pesat kususnya bidang motor bakar untuk mengengbangkan
peningkatan efisiensi dari motor bakar untuk mendapatkan motor yang memilikai
1
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
tenaga besar tetapi hanya membutuhkan bahan bakar yang sedikit. Krisis energi ini
menyebabkan manusia beralih pola pikir untuk lebih mengintensifkan penelitian
dan penggunaan energi yang tidak terbarukan ke energi yang terbarukan. 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) , piranti pendukung
performansi seperti pemampatan udara masuk (Supercharger dan turbocharger).
Menurut data kepolisisan RI (2011), di Indonesia penggunaan sepeda motor
mencapai 68.839.341 unit sepeda motor, 6 kali lebih banyak dibandingkan jumlah
penggunaan truk, bis ataupun mobil pribadi. Hal ini dikarenakan sepeda motor
merupakan alat transportasi utama yang paling banyak di gunakan oleh masyarakat
pada zaman sekarang ini. Hal ini disebabkan oleh karena nilai ekonomis ataupun
kepraktisan yang dihadirkan oleh sepeda motor bagi penggunanya. Nilai ekonomis
dapat kita lihat dengan harga sepeda motor yang relatif terjangkau. Sedangkan nila
kepraktisannya dapat kita lihat dengan lincahnya kenderaan bermotor roda dua ini
bila digunakan pada jalan raya yang padat dan juga dengan pembatasan bahan
bakar minyak (BBM) bersubsidi terhadap kendaraan pribadi di Indonesia diyakini
akan memicu peningkatan jumlah pengguna sepeda motor karena terjadi peralihan
pemakaian alat transportasi pada masa mendatang. Oleh karena itu, pengembangan
penggunaan untuk motor bensin berkapasitas kecil yang umumnya digunakan pada
sepeda motor ini perlu dilakukan guna peningkatan efisiensinya.
Berdasarkan pada data yang diperoleh dari berbagai negara yang
mengembangkan penggunaan bahan bakar alternatif seperti Brazil dan Amerika
Serikat, dimana dengan mesin otto standart pabrikan dengan sistem Injection,
campuran 10 % etanol yang dicampur pada bahan bakar pertalite masih bisa
terbakar dengan baik, dan tidak menimbulkan kerusakan pada mesin, sehingga bisa
dingunakan pada mesin standart tanpa melakukan modifikasi pada mesin.
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka di rumuskan beberapa
masalah dari penelitian tersebut adalah sebagai berikut :
2
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
1. Bahan bakar yang digunakan dalam
pengujian
yaitu
bahan
bakar
campuran 90% pertalite dengan 10% etanol.
2. Alat uji yang digunakan untuk mengetahui komposisi emisi gas buang
mesin otto yaitu “Autologic Gas Analyzer” merek stargas 898.
3. Mesin uji yang digunakan adalah mesin otto 4-langkah 1-silinder
berkapasitas 108cc pada laboratorium Motor Bakar Departemen Teknik
Mesin FT. USU.
4. Unjuk kerja mesin yang diteliti adalah :
Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel Consumption)
Torsi (Torsion)
Daya (Brake Power)
Efisiensi Thermal (Thermal Efficiency)
AFR (Air Fuel Ratio)
Efisiensi Volumetris
Emisi Gas Buang
5. Senyawa gas buang mesin otto yang diamati adalah karbon monoksida
(CO), karbon dioksida (CO2), hidrokarbon (HC), dan oksigen (O2).
6. Blower elektrik digunakan sebagai pengganti Supercharger untuk
pengujian ini, daya diambil dari luar mesin uji.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukan pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui perbandingan konsumsi bahan bakar spesifik (sfc) motor
dengan bahan bakar campuran pertalite 90% +10% bioetanol pada mesin
otto sebelum dan sesudah sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran
2. Untuk mengetahui perbandingan torsi motor bakar otto sesudah penggunaan
dengan bahan bakar campuran pertalite + bioethanol 10% pada mesin otto
sebelum dan sesudah sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran.
3
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
3. Untuk mengetahui perbandingan daya motor dengan bahan bakar campuran
pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan sesudah sesudah
penggunaan penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
4. Untuk mengetahui perbandingan AFR (Air Fuel Ratio) motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah peggunaan blower dengan bahan bakar campuran. .
5. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Volumetris motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
6. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Thermal motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
7. Untuk mengetahui perbandingan Efisiensi Volumetris motor dengan bahan
bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto sebelum dan
sesudah penggunaan blower dengan bahan bakar campuran.
8. Untuk mengetahui perbandingan emisi gas buang yang dihasilkan mesin
dengan bahan bakar campuran pertalite 90%+10 bioetanol pada mesin otto
sebelum dan sesudah penggunaan penggunaan blower dengan bahan bakar
campuran.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dilakukan pengujian ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai pertimbangan terhadap pemerintah untuk menghemat devisa
Negara terhadap anggaran subsidi bahan bakar pertalite.
2. Untuk memberikan dukungan terhadap pemerintah dalam meningkatkan
efisiensi dan penggunaan bahan bakar alternatif pada sepeda motor.
3. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari penggunaan alat
pemampatan udara pada motor bakar berkapasitas kecil.
4. Sebagai pertimbangan terhadap produsen sepeda motor untuk peningkatan
efisiensi produknya
4
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
5. Untuk memotivasi masyarakat memanfaatkan biometanol sebagai bahan
bakar, yang mudah didapat dari berbagai tumbuhan yang tumbuh di
Indonesia seperti tumbuhan tebu,jangung dll sehingga akan bernilai lebih
ekonomis.
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai
berikut :
1. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisantulisan yang terkait.
2. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku
elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
3. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil pengujian
yang dilakukan di Laboratorium Motor Bakar Fakultas Teknik,
Laboratorium Teknologi Mekanik Fakultas Teknik, dan AUTO 2000.
4. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh
Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
1.6 Sistematika penulisan
Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai
berikut :
•
Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat serta ruang lingkup
pengujian.
•
Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan untuk menyusun sikripsi yaitu
tentang biomassa, tentang mesin otto dan prinsip kerjanya, tentang persamaan
yang digunakan serta emisi gas buang yang dihasilkan mesin otto.
5
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara
•
Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan pengujian,
bahan dan peralatan yang digunakan serta tahapan dan prosedur dalam
pengujian.
•
Bab IV : Hasil Dan Analisa Pengujian
Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian
melalui pembahasan dengan perhitungan dan penganalisaan serta
memaparkannya dalam bentuk tabel dan grafik.
•
Bab V : Kesimpulan Dan Saran
Bab ini merupakan bagian penutup yang berisikan kesimpulan dan saran yang
diperoleh dari pengujian yang dilakukan.
•
Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan.
•
Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam
bentuk tabel dan gambar.
6
Universitas
UniversitasSumatera
Sumatera Utara
Utara