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

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 :

Kiagus Robby Anugrah

20140130066

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2016

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 :

Kiagus Robby Anugrah

20140130066

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

 “Sesungguhnya barang siapa yang bertaqwa dan bersabar, maka sesunggunhya Allah tidak menyia - nyiakan pahala orang yang berbuat baik” (Qs. : Yusuf : 90 )

 “ Kepalkan tangan tundukkan kepala, ucapkan dalam hati Bismillahirrahmanirrahim, aku pasti bisa, aku akan berjuang”

 “satu detik yang telah berlalu takakan kembali dan jangan pernah putus asa karena beberapa kegagalan berawal dari keberhasilan ”

 “Gapai impian dengan ilmu dan taklukkan dunia dengan kecerdasan”

yang telah memberikan rahmat dan inaya-Nya kepada kita semua sehingga pelaksanaan Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah kita nantikan syafa'atnya pada Yaumul Akhir.

Laporan Tugas Akahir ini tidak berhasil tanpa bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. _{Novi Caroko, S.T, M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas}

Muhammadiyah Yogyakarta

2. _{Teddy Nurcahyadi , S.T. selaku dosen pembimbing I yang telah membantu}

membimbing selama penelitian

3. _{Wahyudi, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan}

saran dan masukan selama penelitian

4. _{Dr. Harini Sosiati, ST., M.Eng selaku dosen pengujian yang telah}

memberikan masukan dalam laporan Tugas Akhir.

Semoga segala amal dan bantuan semua pihak mendapatkan balasan dari ALLAH SWT dan semoga akan menjadi amal ibadah. Amin.

Kritik dan saran dari pembaca sekalian sangat diperlukan untuk memajukan penyusunan laporanini. Akhir kata semoga segala laporan Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat bagi penyusun serta mahasiswa sekalian.

Wassalamu’alaikum WrWb.

skripsi ini saya persembahkan untuk :

Kedua Orang tua saya tercinta, sebagai ungkapan rasa syukur dan terimah kasih atas kasih sayang, bimbingan, do’a, dan segalanya saya berikan

Keluarga besar Daeng Abdullah yang saya banggakan atas dukungan mereka yang selalu memberikan motivasi dan semangat dalam meraih impian.

Kedua dosen pembimbing Tugas akhir Bapak Teddy Nurcahyadi, S.T., M.Eng dan Bapak Wahyudi, S.T,. M.T. yang selalu sabar dan tak bosan memberikan arahan maupun masukan selama pengerjaan Tugas Akhir.

Ibu Dr. Harini Sosiati, ST., M.Eng selaku Dosen Penguji yang telah meyempatkan waktu guna menguji penulis, masukan dan saran yang diberikan sangatlah membangun bagi penulis.

Bapak Joko Suminto, Bapak Mujiarto dan Bapak Mujiana atas pelayanan Laboratorium Teknik Mesin UMY, sehingga tidak ada halangan apapun dalam penyelesaian Tugas Akhir Penulis

Sahabat – sahabat sekaligus keluarga saya GGS (bayu bongol, mr. gunner, amran ss, agus bagong, mas bramantya, sohe dodol, topik pitik, robin gembul, evan, dan kekasihku Dian Fitriana K.D yang telah memberikan motifasi dan dukungan untuk tetap berjuang di tanah rantau dan selalu menginspirasi penulis.

PENGESAHAN... ii

MOTTO... iii

PERSEMBAHAN... iv

KATA PENGATAR... v

INTISARI... vi

DAFTAR ISI... vii

DAFTAR GAMBAR... xiii

DAFTAR TABEL... x

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 _{Latar Belakang... 1}

1.2 _{Rumusan Masalah... 3}

1.3 _{Batasan Masalah... 4}

1.4 _{Tujuan Penelitian... 4}

1.5 _{Manfaat Penelitian... 4}

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI... 5

2.1 Tinjauan Pustaka... 5

2.2 LandasanTeori... 6

2.2.1 Motor Bakar... 6

2.2.2 Sistem Kerja Motor Bakar... 7

2.3 Prinsip Motor Bakar... 7

2.3.1 Motor Pembakaran Luar... 7

2.3.2 Motor Pembakaran Dalam... 7

2.3.3 Prinsip Langkah Kerja Motor 2 Langkah... 8

2.3.4 Prinsip Langkah Kerja Motor 4 Langkah... 10

2.4 Reaksi Kimia Pada Proses Pembakaran... 11

2.5 Bagian Utama Motor Bakar... 12

2.6 Pembakaran Pada Motor Bensin... 16

2.8.1 Premium... 19

2.8.2 Pertamax... 21

2.8.3 Etanol... 22

2.8.4 Bahan Bakar Alternatif... 24

2.9 Pengaruh Kerja Mesin Bensin... 24

2.9.1 Angka Oktan... 24 2.9.2 Nilai Kalor... 25

2.9.3 Volatility... 26

2.9.4 Panas Laten Penguapan... 26

2.10Emisi Gas Buang... 27

2.10.1 Karbon Monoksida (CO)... 27

2.10.2 Nitrogen Oksida (NOx)... 27

2.10.3 Hidrokarbon (HC)... 27

2.11 Rasio Bensin Etanol... 28

2.12 Parameter Petunjuk Perhitungan... 28

2.12.1 Torsi (T)... 28

2.12.2 Daya (P)... 28

2.12.3 Konsumsi Bahan Bakar... 28

BAB III METODE PENELITIAN... 30

3.1 Jenis Penelitian... 30

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian... 30

3.3 Bahan dan Alat Penelitian... 30

3.3.1 Bahan Dalam Penelitian... 30

3.3.2 Alat Dalam Penelitian... 30

3.4 Spesifikasi Mesin Penelitian... 32

3.7 Persiapan Pengujian... 39

3.8 Tahap Pengujian... 40

3.9 Metode Pengujian... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 42

4.1 Perhitungan... 42

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian... 43

4.2.1 Hasil Pengujian Torsi... 43

4.2.2 Hasil Pengujian Daya... 46

4.2.3 Hasil Pengujian Emisi Gas Buang... 48

4.2.4 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar... 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 60

5.1 Kesimpulan... 60

5.2 Saran ... 62

DAFTAR PUSTAKA ... 63

Gambar 2.2 Motor Bakar 4 Langkah... 10

Gambar 2.3 Torak ... 13

Gambar 2.4 Cicin Torak ... 14

Gambar 2.5 Batang Penggerak dan Poros Engkol... 15

Gambar 2.6 Karburator... 16

Gambar 3.1 Dynamometer... 31

Gambar 3.2 Tachometer... 31

Gambar 3.3 Burret... 31

Gambar 3.4 GelasUkur... 32

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengujian Torsi dan Daya... 33

Gambar 3.6 Diagram Alir Pengujian Konsumsi Bahan Bakar... 35

Gambar 3.7 Diagram Alir Pengujian Emisi Gas Buang... 36

Gambar 3.8 Skema Alat Uji Daya Motor... 38

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Torsi Variasi Bahan Bakar... 45

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Daya Variasi Bahan Bakar... 47

Gambar 4.3 Grafik Data Uji Emisi Gas Buang Kadar Oksigen... 50

Gambar 4.4 Grafik Data Uji Emisi Gas Buang Kadar HC... 51

Gambar 4.5 Grafik Data Uji Emisi Gas Buang Kadar CO... 53

Gambar 4.6 Grafik Data Uji Emisi Gas Buang Kadar CO2... 54

Gambar 4.7 Grafik Data Uji Emisi Gas Buangλ... 56

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar mf... 57

Tabel 2.2 Spesifikasi Pertamax... 22

Tabel 2.3 Spesifikasi Etanol... 23

Tabel 2.4Angka Oktan dan Bahan Bakar... 25

Tabel 4.1 Hasil Data Pengujian Torsi ... 43

Tabel 4.2 Hasil Data Pengujian Daya... 46

Tabel 4.3 Hasil Data Pengujian Emisi Gas Buang Kadar Oksigen... 49

Tabel 4.4 Hasil Data Pengujian Emisi Gas Buang Kadar HC... 51

Tabel 4.5 Hasil Data Pengujian Emisi Gas Buang Kadar CO... 52

Tabel 4.6 Hasil Data Pengujian Emisi Gas Buang Kadar CO2... 54

Tabel 4.7 Hasil Data Pengujian Emisi Gas Buangλ... 55

Tabel 4.8 Hasil Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar mf... 57

Oleh : Kiagus Robby Anugrah (20140130066)

INTISARI

Etanol adalah salah satu bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan yang menghasilkan gas emisi karbon lebih rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya. Etanol dapat dibuat dari proses pemasakan, fermentasi dan distilasi beberapa jenis tanaman seperti tebu, jagung, singkong atau tanaman lain yang kandungan karbohidratnya tinggi. Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan (unleaded) yang mempunyai angka oktan 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi. Pemilihan BBM yang tepat untuk kendaraan adalah dengan penggunaan angka oktan yang harus sesuai dengan tekanan kompresi kendaran. Semakin tinggi kompresinya maka sebaiknya menggunakan BBM berangka oktan tinggi. Berdasarkan keterangan tersebut maka perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax terhadap kinerja motor bensin 4 langkah 225cc YAMAHA SCORPIO Z karena motor ini masih banyak dipasarkan dan banyak digunakan pada masyakarat Indonesia.

Pengujian dilakukan dengan perbandingan kompresi standar. Dengan menggunakan bahan bakar pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, dan premium – etanol 15%, dalam pencampuran bahan bakar tersebut dapat dilakukan pengamatan yaitu : torsi tertinggi terdapat pada bahan bakar pertamax murni dengan nilai 16,57 (N.m) pada putaran 7825 (rpm), daya dengan nilai tertinggi terdapat pada bahan bakar pertamax murni dengan nilai 15,06 pada putaran 9542 (rpm), konsumsi bahan bakar (KBB) dengan nilai terendah terdapat pada bahan bakar campuran premium - etanol 15% dengan nilai 0,596 kg/jam pada putaran 5000 (rpm), dan emisi gas buang. Dengan menggunakan pengujian throttle spontan : memainkan throttle spontan mulai dengan 4000 (rpm) sampai putaran mesin maksimal 11500 (rpm) secara bertahap setiap kenaikan 1000 (rpm). Beberapa alat yang digunakan yaitu dynamometer, tachonometer, burret, dan stopwatch.

Hasil analisa data pengujian menunjukkan bahwa bahan bakar yang memiliki torsi dan daya tertinggi terdapat pada bahan bakar pertamax. Bahan bakar campuran premium - etanol yang hasil torsi dan dayanya mendekati bahan bakar pertamax adalah bahan bakar campuran premium - etanol 5%. Bahan bakar campuran premium - etanol dengan angka oktan yang hampir sebanding dengan pertamax yaitu dengan campuran bahan bakar premium – etanol 15%.

Kata kunci : premium, pertamax, campuran premium – etanol, variasi bahan bakar premium – etanol.

Motor bakar torak merupakan mesin dengan pembakaran dalam di mana pada saat sekarang ini banyak digunakan untuk berbagai keperluan terutama di bidang transportasi. Peranannya di bidang transportasi sangatlah besar, karena hampir semua kendaraan terutama yang beroperasi di darat menggunakan motor bakar torak sebagai penggeraknya. Penggunaan motor bakar yang besar ini disebabkan oleh banyak pekerjaan yang dapat diselesaikan dengan mudah dan cepat dengan bantuan motor bakar.

Kemajuan teknologi pada industri kendaraan bermotor sudah memasuki tahap penggunaan bahan bakar alternatif, di mana bahan bakar tersebut harus ekonomis, emisi yang dihasilkan aman bagi lingkungan dan memiliki nilai oktan yang tinggi. Dengan adanya dampak negatif yang ditimbulkan oleh pemakaian bensin yang mengandung timbal (TEL) terhadap lingkungan, maka penggunaan bensin dengan TEL sebagai bahan bakar motor bensin juga perlu dicarikan alternatif bahan bakar lain yang lebih aman. Untuk maksud tersebut dapat digunakan bahan bakar jenis pertalite, pertamax dan pertamax plus (Pitrajaya, 2008).

Sumber energi yang paling banyak digunakan di dunia adalah energi fosil, 92% dari kebutuhan energi Indonesia masih disuplai oleh energi fosil. Energi fosil adalah energi yang tak terbarukan dan diprediksi kurang lebih dari 50 tahun lagi energi fosil di dunia akan habis. Oleh karena itu, pengganti energi fosil sangat diperlukan untuk kebutuhan energi di masa yang akan datang, salah satunya adalah penggunaan etanol sebagai campuran bahan bakar motor. Indonesia saat ini masih sangat tergantung pada energi fosil yang hampir 95% dari kebutuhan energi Indonesia masih disuplai oleh energi fosil.Efek rumah kaca yang disebabkan dari pembakaran energi fosilnya berdampak pada pemanasan global yang mengakibatkan perubahan iklim yang tidak menentu.(www.wwf.or.id/earthhour, 2012)

Etanol merupakan hasil fermentasi yang berasal dari tumbuh - tumbuhan seperti jagung, gandum, kentang, tebu, dan lain – lain. Dipilihnya etanol sebagai bahan bakar campuran alternatif karena etanol mudah didapatkan di pasaran,murah, tidak mengandung logam dan tidak membentuk senyawa oksida

yang berbahaya bagi lingkungan.Selain itu, etanol juga dapat meningkatkan angka oktan dari bahan bakar.Penggunaan etanol sebagai bahan bakar alternatif ini diharapkan di satu sisi dapat mengurangi dampak emisi gas buang kendaraan dan di sisi lain dapat mensubstitusi BBM.

Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan (unleaded) beroktan tinggi hasil penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya. Pertamax memang memiliki harga yang cukup tinggi.Tapi, pertamax memiliki nilai oktan 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic dan benzene pada level yang rendah.Ini menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna pada mesin.

Etanol memiliki angka oktan lebih tinggi dari pada bensin yaitu research octane 108 dan motor octane 92.Perkembangan etanol tidak dapat dipisahkan dengan kebijakan pemerintah, terutama pada pemanfaatan bioetanol sebagai campuran bahan bakar premium untuk kendaran. Oleh karena itu, diprediksikan etanol campuran premium akan berkembang pesat di tahun yang akan datang karena etanol campuran premium hampir setara dengan pertamax dengan variasi campuran yang ditentukan dikarenakan premium akan berkurang tahun ke tahun dan akan beralih kepada bahan bakar arternatif yang lebik baik dibandingkan dengan premium ataupun pertamax.

Namun demikian, etanol sebagai salah satu bahan bakar alternatif masyarakat belum diterapkan sama sekali karena masih dalam tahap penelitian dan uji coba. Padahal di Indonesia banyak sekali sumber daya alam hayati yang dapat digunakan sebagai bahanbaku untuk memproduksi etanol.Penggunaan etanol sebagai bahan bakar didasari oleh sifat etanol murni yang cukup mudah terbakar dan memiliki kalor - bakar neto besar, yakni 21 MJ/liter (kira-kira 2/3 dari kalor-bakar netto bensin).

Berbagai penelitian tentang campuran bahan bakar etanol sudah dilakukan oleh peneliti-peneliti sebelumnya seperti : Muklisanto(2003) dengan motor 4 langkah 110cc, Hasan(2013) dengan menggunakan CDI racing timing standar, Prasetyo dan Patriayudha(2009) dengan motor 4 langkah 125cc, Ardawalika (2009), dengan menggunakan motor 4 langkah 196cc, dapat disimpulkan bahwa

penggunaan etanol sebagai bahan bakar alternatif memberikan dampak yang positif baik dari penurunan emisi gas buang maupun dari sisi untuk kinerja mesin. Dikarenakan belum ada penelitian yang menggunakan motor bermesin 200cc ke atas mata perlu ada penelitian lanjutan untuk dapat mengetahui perbandingan daya dan torsi,konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang antara bahan bakar gasdan bahan bakar premium pada kendaraan bermesin di atas 200 cc.

Kelebihan dari penelitian ini jika dibandingkan dengan penelitian terdahulu adalah menggunakan kendaraan bermesin di atas 200cc yang pada saat ini banyak dikeluarkan oleh pabrik - pabrik yang memproduksi kendaraan bermotor. Penelitian ini memberikan hasil yang lebih baik dari penelitian sebelumnya baik dalam sisi kinerja mesin maupun dalam sisi emisi gas buang.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam penelitian ini, permasalahan dirumuskan sebagai berikut :

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

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

3. Bagaimana mengetahui pengaruh penggunaan campuran premium dengan etanol sebagai bahan bakar pada motor empat langkah?

4. Bagaimana pengaruh perbandingan bahan bakar premium-etanol dengan pertamax terhadap kinerja motor?

1.3 Batasan Masalah

Adapun beberapa batasan masalah yang perlu diberikan agar penelitian ini lebih terarah yaitu sebagai berikut:

1. Bahan bakar yang digunakan adalah pertamax dan campuran premium – etanol dengan variasi kandungan etanol 5%, 10%, 15%.

2. Penelitian dilakukan pada sepeda motor Yamaha Scorpio Z 225 cc dengan kompresi standar.

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

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui nilai tertinggi dari kinerja motor 4 langkah 225cc terhadap torsi dandayadengan menggunakan bahan bakar pertamax murni, premium murni, premium - etanol 5%, premium - etanol 10% dan premium - etanol 15%.

2. Mengetahui pengaruh kandungan etanol pada bahan bakar campuran premium - etanol terhadap nilai konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang pada kinerja motor 4 langkah 225cc.

3. Mengetahui campuran premium – etanol yang hampir setara nilai oktan, nilai torsi dan daya, emisi gas buang dan konsumsi bahan bakarnya dengan pertamax pada motor 4 langkah 225 cc.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Sebagai bahan perbandingan penggunaan bahan bakar bensin premium, pertamax, dan etanol, dengan campuran premium dengan etanol.

2. Memperkaya khasanah ilmiah bidang otomotif dan bahan bakar.

3. Diharapkan dapat digunakan sebagai referensi untuk penelitian dan pengembangan selanjutnya.

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, diikuti 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 pertamax sebesar 0,12 HP pada 4750 rpm, kemudian premium sebesar 0,12 kg/kWh pada 5250 rpm.

Apip (2009), melakukan penelitian terhadap unjuk kerja motor bakar 4 langkah berbahan bakar campuran premium - etanol dengan

persentaseblending5%, 10%, 15%, dan 20%. Pengujian dilakukan pada motor bensin 4 langkah yang telah dilakukan tune upsebelumnya.Hasil pengujian menunjukkan bahwa terjadi kenaikan daya yang tidak begitu signifikan seiring dengan penambahan persentase etanol dan konsumsi bahan bakar spesifik juga mengalami penurunan yang tidak begitu signifikan.

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

Ardawalika (2009), melakukan penelitian campuran bahan bakar besin dan etanol pada motor bakar empat langkah 196cc dengan persentase 0%, 5%, 10%, 15%, 25%, 30%, dan 35%. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, diketahui bahwa penambahan etanol pada bensin yang diuji pada motor bensin standar tidak terlalu mempengaruhi nilai torsi, daya, konsumsi bahan bakar, dan SFC. Tetapi

untuk effisiensi thermis cenderung mengalami peningkatan.Effisiensi terbesar tanpa penambahan etanol adalah 6,22% dan effisiensi terbesar dengan etanol adalah 7,996 %.

Chandra (2007), melaporkan bahwa efek penambahan etanol pada bensin disamping mampu meningkatkan performa motor bensin menjadi lebih baik, penambahan etanol pada bensin juga mampu mengurangi emisi gas buang dari motor bensin tersebut.

Prasetyo dan Patriayudha (2009), melaporkan bahwa penggunaan etanol pada mesin 4 langkah 125cc sebagai bahan bakar alternatif yang dicampurkan pada bahan bakar premium dengan persentase7,5%, 10%, dan 12,5% dapat menurunkan emisi gas buang kendaraan yang meliputi NOx, SO2, CO dan CO2.

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) menggunakan beberapa silinder yang di dalamnya terdapat torak yang bekerja bolak-balik 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 (bolak-balik) 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). Oleh 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 (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, 1988)

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 (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.

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, 1988)

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 prinsipkerja 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, M, 2002)

Gambar 2.1 Motor Bakar 2 Langkah(Suratman, M, 2002)

2.3.3.1 Langkah Hisap

Torak bergerak dari TMA (titik matiatas) ke TMB (titik matibawah), 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, M, 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 sangat besar 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 sistemtransmisi. (Suratman, M, 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.Dalam 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, M, 2002)

2.3.4 Prinsip Langkah Kerja Motor 4 Langkah

Prinsip kerja motor bakar empat langkah adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2Langkah Kerja Motor Bensin 4 Langkah(Suratman, M, 2002)

2.3.4.1 Langkah Hisap :

1.Torak bergerak dari TMA ke TMB.

3. Campuran bahan bakar dengan udara yang telah tercampur di dalam karburator, masuk dan dihisap ke dalam silinder melalui katup masuk (katup inlet).

4. Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertutup.

2.3.4.2 Langkah Kompresi

1. Torak bergerak dari TMB ke TMA.

2. Katup masuk dan katup buang kedua-duanya tertutup sehingga gas yang telah dihisap tidak dapat keluar pada waktu ditekan oleh torak yang mengakibatkan tekanan gas akan naik sambil mengeluarkan panas.

3. Beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi memercikkan api listrik.

4. Gas/bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi terbakar.

5. Akibat pembakaran bahan bakar, tekanannya akan naik menjadikira-kira tiga kali lipat.

2.3.4.3 Langkah Kerja atau Ekspansi

1. Katup masuk dan katup buang dalam keadaan tertutup.

2. Gas terbakar dengan tekanan yang tinggi akan mengembang kemudian menekan dan memaksa torak turun ke bawah dari TMA ke TMB.

3. Saat inilah pertama kali tenaga poros (kalori) diubah menjadi tenaga bergerak/mekanis. Tenaga ini disalurkan melalui batang penggerak, selanjutnya oleh poros engkol diubah menjadi gerak berputar.

2.3.4.4 Langkah Pembuangan

1. Torak bergerak dari TMB ke TMA.

2. Katup buang terbuka, katup masuk tertutup.

3. Gas sisa pembakaran terdorong oleh torak keluar melalui katup buang.

2.4 Reaksi Kimia PadaProses 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 melepas panas ketika dioksidasi dan secara umum mengandung unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O2), nitrogen (N), dan sulfur (S). Sementara oksidator adalah segala

substansi yang mengandung oksigen (misalnya udara) yang akan bereaksi dengan bahan bakar. (Mahandri, 2010)

Campuran ideal untuk pembakaran antara udara dan masing-masing senyawa penyusun bensin dapat dihitug dari masa relatif masing-masing atom dan kesetimbangan reaksi kimia. Masa relatif atom-atom penyusun bensin adalah :

a. Carbon (C) = 12 b. Hidrogen (H) = 1 c. Oksigen (O2) = 16

Persamaan reaksi kesetimbangan untuk proses pembakaran sempurna dari bensin adalah : 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18 H2O (Susantya,2007)

2.5 Bagian Utama Motor Bakar 2.5.1 Blok Silinder

Silinder adalah sebagai tempat pembakaran campuran bahan bakar dengan udara untuk mendapatkan tekanan dan temperatur yang tinggi. Bahan logam yang dipergunakan 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.

2.5.2 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 tahan pada temperatur yang tinggi dan mempunyai masanya ringan. (Northop, 1995)

Torak dibuat dari bahan yang bermutu tinggi, torak harus kuat ringat dan tahan akan temperatur tinggi. Fungsi torak adalah sebagai elemen yang mengatur gas/udara pada proses pemasukan (sunction), kompresi (compression), dan pengeluaran (discharge). (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 tinggi.

Gambar 2.3Torak(Suratman, M, 2002 )

2.5.4 Cincin Torak

Cincin torak adalah cincin yang memisakan dua bagian, yaitu torak dan silinder.Fungsi cincin torak adalah untuk mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan dinding linier silinder.(Aditya, 2013)

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 perapat antara silinder dan torak.

Gambar 2.4 Cincin Torak(Suratman, M, 2002 )

Cincin torak terbagi 2 jenis dasar : 1. Cincin kompresi

Cincin kompresi yang secara normal dipasang 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 dipasang pada belakang segmen, berfungsi sebagai pendorong keluar pada dinding silinder.

2.5.5 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 terbuat dari bahan baja paduan yang bermutu tinggi agar tahan terhadap beban yang sangat besar. (Aditya, 2013)

Batang pengerak menghubungkan 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 2.5 Batang Penggerak dan Poros Engkol(Suratman, M, 2002 ) 2.5.7 Poros Engkol

Pada umumnya poros engkol dibuat 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

mem-balancegaya - 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)

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)

2.5.9 Bak Mesin

Bak mesin merupakan tempat penempatan 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)

2.6 Pembakaran Pada Motor Bensin

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 2.6 Karburator (Suratman, M , 2002)

2.7 Bahan Bakar

Bahan bakar adalah bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kaloryang

dapat terbakar misalnya: kertas, kain, batu bara, minyak tanah, bensin dan sebagainya. (Wikipedia, 2010)

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

b. Oksigen

c. Suhu untuk memulai pembakaran

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 utamayang 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 semakintinggi kemampuannya untuk digunakan pada rasio kompresi tinggi tanpa mengalami ketukan.

2.7.1 Cara Menentukan Angka Oktan Bahan Bakar

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

a. Iso Oktane Trimetyl Pentane (C7H18)

Iso oktane adalah bahan bakar dengan kecenderungan 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 menaikkan efisinsi motor adalah dengan menaikkan kompresi, 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 Perbandigan Kompresi

Untuk mesin yang tanpa supercharger, tekanan masuk direncanakan mendekati atmosfer pada katup terbuka penuh, bahan bakar dengan oktan tinggi

dapat mempertinggi efisinsi mesin. Sedangakan 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). (Arismunandar, 2002)

2.8 Jenis Bahan Bakar 2.8.1 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 atau ngelitik 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, 2012 )

Pada umumnya, premium digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, motor tempel, dan lain-lain. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol.Sejak 2006, premium sudah tanpa timbal.

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

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

4. Titik beku

5. _{Titik nyala}

6. Berat jenis

2.8.2 Pertamax

Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan (unleaded) beroktan tinggi hasil penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya. Formula barunya yang terbuat dari bahan baku berkualitas tinggi memastikan mesin kendaraan bermotor bekerja dengan baik, lebih bertenaga, “knock free”, rendah emisi, dan memungkinkan untuk menghemat pemakaian bahan bakar. Pertamax ditujukan untuk kendaraan yang mempersyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan tanpa timbal (unleaded).

Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi di atas tahun 1990 terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan electronic

fuel injection dan catalyticconverter. Pertamax memiliki nilai oktan 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin,aromatic dan benzene pada level yang rendah sehingga menghasilkan pembakaran yang sempurna pada mesin. Dilengkapi dengan adiktif generasi 5 dengan sifat detergency yang memastikan

injector bahan bakar, karburator, inlet valve dan ruang bakar tetap bersih untuk menjaga kinerja mesin tetap optimal. Pertamax sudah tidak menggunakan campuran timbal dan metal lainnya yang sering digunakan pada bahan bakar lain untuk meningkatkan nilai oktan sehingga pertamax merupakan bahan bakar yang sangat bersahabat dengan lingkungan sekitar. (www.pertamina.com, 2012 )

Pertamax memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan premium. Pertamax direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi 9,1-10,1, terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan electronic fuel injection (EFI) dan catalytic converters (pengubah katalitik).

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

No Sifat Min Max

1 Angka oktana riset RON 92 -2 Kandungan Pb(gr/lt) - 0,30 3 Distilasi

10 % Vol Penguapan (C) - 70 50% Vol penguapan(C) 77 110 90% Vol penguapan(C) 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) - 4 6 Periode induksi(menit) 480 -7 kandungan belerang(%massa) - 0.1 8 Korosi bilah tembaga(3jam/50C) No.1 9 Uji dokter atau belerang mecapatan 0.00

2.8.3 Etanol

Etanol atau etil alkohol sebagai senyawa tunggal mempunyai rumus kimia C2H5OH merupakan suatu cairan hasil proses fermentasi dan distilasi dari

karbohidrat yang banyak tekandung pada hasil pertanianseperti jagung, singkong, tebu, dan lain lain. Etanol merupakan cairan yang tak berwarna, mudah menguap (volatile) dan mudah terbakar. Etanol banyak digunakan sebagai bahan campuran pada pelarut kimia selain bisa juga digunakan sebagai bahan bakar.

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.

Etanol adalah bahan bakar alternatif yang diolah dari tumbuhan. Tumbuhan yang berpotensi untuk menghasilkan etanol adalah tumbuhan yang mengandung kadar karbohidrat tinggi seperti, tebu, jagung, nira, ubi jalar dan sagu. Etanol disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja. Bahan bakar etanol juga mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH dan rumus empiris C2H6O. Etanol sering disingkat menjadi EtOH dengan “Et” merupakan

singkatan dari gugus etil (C2H5). Etanol memiliki angka oktan (RON) sebesar 108.

Etanol memiliki nilai kalor yang rendah dan sifatnya lebih susah menguap dari pada premium. (Merek KgaA, 2013)

Tabel 2.3 Data Sfesifikasi Etanol(Merek KgaA, 2013)

No Karakteristik Satuan

1 Temperatur penyalaan 4250_C

2 Kelarutan di dalam air ( 200_{C ) larut}

3 Titik leleh -114.5 ͦC 4 Massa molar 46.07 g/mol

6 Angka pH 7.0 (10 g/l, H2O, 200C)

7 Titik didih 780_{C (1013 hPa)}

8 Tekanan uap 59 hPa (20 _̊C) 9 Batasan Ledakan 3.1 – 27.7 %(V) 10 Titik nyala 120_C

Terdapat beberapa cara penggunaan etanol untuk campuran gasoline

sebagai berikut :

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

2. Anhyrous etanolatau (dehydrated etanol), 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 perlumodifikasi. Campuran yang umum digunakan adalah 10% etanol dan 90% gasoline,campuran etanol 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 etanol. (Wikipedia, 2012)

2.9.1 Angka Oktan

Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. (Wikipedia, 2014)

Etanol memiliki angka oktan lebih tinggi dari pada bensin yaitu research octane 108 dan motor octane 92. Angka oktan pada bahan bakar mesin otto

menunjukkan kemampuannya menghindari terbakarnya campuran udara bahan bakar sebelum waktunya yang akan menimbulkan fenomena knocking yang berpotensi menurunkan daya mesin, bahkan bisa menimbulkan kerusakan serius pada komponen mesinbila kondisi ini dibiarkan terus menerus, maka lambat laun piston mesin kendaraan akan rusak. Nilai oktan menjadi hal yang penting dalam menjaga kualitas bahan bakar. Bila bahan bakar memiliki energi tinggi namun kurang nilai oktan, maka akan terjadi kondisi dimana bahan bakar sudah habis terbakar, padahal energi belum diolah maksimal.

Tabel 2.4 Angka oktan untuk bahan bakar(www.pertamina.com,2012)

Jenis Bahan Bakar Angka Oktan

Premium 88

Pertamax 92

Pertamax Plus 95

Bensol 100

Etanol 108

2.9.2 Nilai Kalor

Kalor adalah sumber energi dalam bahan bakar, yang akan diolah mesin menjadi tenaga untuk menggerakkan mesin. Apa yang terjadi bila nilai kalor dalam bahan bakar tidak mencukupi kebutuhan kinerja mesin? 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 etanol sekitar 67% nilai kalor bensin, hal ini karena adanya oksigen dalam struktur etanol. Berarti untuk mendapatkan energi yang sama jumlah etanol 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

Volatilitymerupakan kecenderungan suatu jenis bahan bakar untuk berubah fasa menjadi uap. 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. (Jurnal Dinamis 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.Etanol memerlukan campuran yang lebih kaya dari pada bensin, tetapi karena bilangan oktannya yang lebih tinggi, maka pembakaran etanol lebih effisien.

2.9.4 Panas Laten Penguapan

Etanol mempunyai sistem pengupan yang tinggi (heat of vasporization) yang tinggi. Ini berarti ketika menguap etanol akan memerlukan panas yang besar. (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 Karbon Monoksida (CO)

Karbon dan oksigen dapat bereaksi membentuk senyawa karbon monoksida (CO) sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon dioksida (CO2)

sebagai hasil pembakaran sempurna.Gas CO bersifat racun, dapat menimbulkan sakit pada mata, saluran pernafasan, dan paru-paru. (Akbar, 2011)

2.10.2 Nitrogen Oksida (NOx)

Oksida-oksida Nitrogen (NOx) biasanya dihasilkan dari proses pembakaran

pada suhu tinggi dari bahan bakar gas, minyak atau batu bara. Kandungan NOx

yang tinggi di udara dapat menyebabkan pencemaran udara, dan menggangu kesehatan.NOx terbentuk dari reaksi oksigen dengan nitrogen yang terdapat dalam

udara ataupun bahan bakar akibat tingginya suhu pembakaran. (Akbar, 2011)

2.10.3 Hidrokarbon (HC)

HC adalah senyawa hidrokarbon yang tidak terbakar yang dihasilkan dari proses pembakaran yang tidak sempurna. HC sangat terkait dengan efisiensi pembakaran dari bahan bakar.Reaksi pembakaran yang tidak sempurna ini bisa disebabkan oleh karena rendahnya rasio udara-bahan bakar AFR (air to fuel ratio)

atau karena pencampuran udara dari bahan bakar yang tidak homogen. (Akbar, 2011)

Rasio bensin-etanol dilakukan untuk mengurangi ketergantungan pada bensin yang diyakni bakal habis tambang.Etanol mengandung 35% oksigen, sehingga meningkatkan efisiensi pembakaran dan dapat menaikkan angka oktan.Etanol juga bisa terurai sehingga mengurangi emisi gas buang. (Wikipedia, 2012)

Untuk memudahkan mengtahui persentase campuran bensin dengan etanol, maka diberi kode E (karena mengadung campuran etanol) dan nilai persentase

etanol pada campuran tersebut. Campuran etabol 5% dan bensin 95% diberi nama E5, etanol 10% dan besin 90% diberi nama E10 dan seterusnya.

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 ditunjukkan. (Heywood, 1988).

2.12.2 Daya (P)

Daya adalah besar usaha yang dihasilkan oleh mesin tiap satuan waktu, didefinisikan sebagai laju kerja mesin, ditunjukkan dengan persamaan (Heywood,1988). Dalam hal ini daya secara normal diukur dalam kW, tetapi satuan HP masihdigunakan 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) ...

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 = 0.7471 kg/l P = daya mesin (Kw)

Jenis penelitiannya adalah tentang perbandingan premium – etanol dengan pertamax 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. Hendriansyah-Margo Motor Center Yogyakarta

3. Workshop Teknik Mesin, Universitas Negeri Yogyakarta

3.3 Bahan dan Alat Penelitian

3.3.1 Bahan – bahan Dalam Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Premium

2. Pertamax 3. Etanol

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 2. StopWatch

Stopwatch adalah alat menghitung waktu sekaligus menghitung konsumsi bahan bakar.

3. Thermometer

Thermometer alat untuk mengukur suhu.

4. Dynomometer

Dynamometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi mesin.

Gambar 3.1.Dynamometer

5. Tachometer

Tachometer berfungsi sebagai untuk mengukur putaran mesin

Gambar 3.2.Tachometer

6. Burret

Buret ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur volume bahan bakar

Gambar 3.3.Burret

7. Gelas Ukur

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

Gambar 3.4. Gelas Ukur

3.4 Spesifikasi Mesin Penelitian

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

 Jenis kendaraan : Yamaha ScorpioZ 225 cc

 Tipe Mesin : 4 Langkah, 2 valve SOHC, berpendingin

udara

 Jumlah / Posisi Silinder : Cylindertunggal / tegak

 Volume Silinder : 223 cm

 Diameter x Langkah : 70,0 mm × 58,0 mm

 Rasio Kompresi : 9,5 : 1

 Daya Maksimum : 13.40 kW / 8000rpm ( STD )

 Torsi Maksimum : 17.5 Nm / 6500 rpm ( STD )

 Sistem Starter : Electric starter dan kick starter

 Sistem Pelumasan : Basah

 Kapasitas Oli Mesin : Total : 1,4liter /penggantian berkala : 1,2 liter

 Sistim Bahan Bakar : Karburator BS30 x 1

 Tipe Kopling : Basah, kopling manual, multiplat

 Tipe Transmisi : Return, 5kecepatan

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

3.5 Diagram Alir Pengujian

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

3.5.1 Pengujian Torsi dan Daya

Pertamakali yang harus dilakukan dalam pengujian torsi dan daya adalah mempersipakan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium – etanol dan bahan bakar pertamax, dan premium. Selanjutnya

menghidupkan mesin motor serta mengatur dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Tidak

Tidak Ya

Persiapan alat dan bahan

dynamometer, premium, etanol, pertamax

Menghidupkan mesin motor

A

B Mengatur kecepatan pada posisi 3

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan bahan bakar

n ≥ 105000 rpm

B

A

Pengaturan campuran bahan bakar 1. Pertamax 100%

2. Premium 100%

5. _{Premium – etanol 5%,10%,15%}

Mulai

Ketentuan bahan bakar Menarik gas sampai rpm tertinggi

Gambar 3.5. Diagram Aliran Pengujian Torsi dan Daya

3.5.2 Pengujian Konsumsi Bahan Bakar

Pertamakali yang harus dilakukan dalam pengujian konsumsi bahan bakar adalah mempersiapkan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium – etanol, pertamax dan premium. Selanjutnya menghidupkan mesin motor serta mengatur gigi seperti berkendara normal dengan kecepatan hingga 60 km / jam dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Ya

Kesimpulan Pembahasan

Pengolahan data dan analisa Mematikan mesin

Selesai

Mulai

Persiapan alat dan bahan premium, etanol, pertamax

Konsumsi bahan bakar 1. Pertamax 100%

2. Premium 100%

3. Premium – etanol 5%,10%,15%

Tidak

Gambar 3.6. Diagram Aliran Pengujian Konsumsi Bahan Bakar

3.5.3 Pengujian Emisi Gas Buang

Pertamakali yang harus dilakukan dalam pengujian emisi gas buang adalah mempersiapkan alat dan bahan penelitian, kemudian mengatur pencampuran bahan bakar premium – etanol, pertamax murni dan premium murni. Selanjutnya menghidupkan mesin motor serta mengatur pada transmisi netral dan mencatat hasil pengujian. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3.7.

Ya

Menghidupkan mesin motor

Mengatur Speed : kecepatan 60 km/jam

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan bahan bakar

Semua selesai diuji

Kesimpulan Pembahasan

Pengolahan data dan analisa data perbandingan konsumsi bahan bakar

Mematikan mesin

Selesai

Mulai

Persiapan alat dan bahan premium, etanol, pertamax

Menghidupkan motor

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

Pencatatan data hasil pengujian waktu dan bahan bakar

Mematikan mesin Posisi gigi transmisi netral

Konsumsi bahan bakar 1. Pertamax 100%

2. Premium 100%

3. _{Premium – etanol 5%,10%,15%}

B A

B A

Tidak

Ya

Gambar 3.7. Diagram Aliran Pengujian Emisi Gas Buang

3.6 Pengujian Untuk Kerja Mesin

Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini digunakan Motor Yamaha Scorpio Z 225 cc, Pengujian dilakukan dengan perbandingan kompresi standar (tidak megubah apapun). Penelitian di titik beratnya pada perbandingan untuk kerja (performance) mesin yang didapatkan melalui penggunaan pencampuran premium-etanol dengan persentase bahan bakar (100%-0%), (95%-5%), (90%-10%), (85%-15%), dengan perbandingan pertamax murni 100%, unsur yang diamati adalah torsi, daya, konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang.

Semua selesai diuji

Kesimpulan

Pembahasan dan penelitian Pengolahan data dan analisa data

perbandingan emisi gas buang

a. Skema alat uji dapat dilihat pada Gambar 3.8.di bawah ini :

Gambar 3.8 Skema alat uji daya motor ( Singgih Dwi, 2013)

Keterangan Gambar :

1. Dynamometer 6. Penahan Motor

2. Knalpot 7. Computer

3. Mesin 8. Tachometer

4. Karburator 9. Torsimeter

5. Indikator petunjuk bahan bakar

b. Prinsip kerja alat uji ( dynamometer )

Dynamometer terdiri dari suatu rotor yang digerakkan oleh motor yang akan diukur dan diputar dalam medan magnet. Kekuatan medan magnetnya dikontrol dengan mengubah arus sepanjang susunan kumparan yang ditempatkan pada kedua sisi rotor. Rotor ini berfungsi sebagai konduktor yang memotong medanmagnet.Karena pemotongan medanmagnet tersebut maka terjadi arus dan arus tersebut diinduksikan dalam rotor sehingga menjadi panas.

Persiapan awal yang harus dilakukan sebelum melakukan penelitian atau percoban adalah keadaan alat dan mesin yang digunakan supaya data yang diperoleh lebih akurat dan teliti, adapaun sebagai berikut :

1. Motor

Kondisi mesin motor yang digunakan diperiksa terlebih dahulu sebelum melakukan pengambilan data agar dapat pengambilan data semaksimal mungkin, pengecekan mulai dari mesin, karburator, pengapian, knalpot, oli dan sebagainya.

2. Alat ukur

Alat ukur sebelum digunakan dan dipakai, diperiksa keadaan normalnya atau distandarkan terlebih dahulu atau dikalibrasi, agar pada saat pengambilan data bisa akurat dan maksimal.

3. Bahan bakar

Dalam pengujian ini bahan bakar yang digunakan jenis bahan bakar premium, pertamax, dan campuran premium - etanol.Sebelum pengujian dilakukan bahan bakar pada tangki sepeda motor harus dipastikan dalam kondisi full dan secukupnya pada saat pengujian dilakukan.

3.8 Tahap Pengujian

Proses pengujian dan pengambilan data dapat dilakukan dengan langkah - langkah sebagai berikut :

1. Mempersiapkan alat ukur seperti stopwatch, tachometer, dan

thermometer

2. Mengisi tangki dengan bahan bakar, sistem saluran bahan bakar dari tangki, burret sampai karburator diperiksa, dipastikan tidak terjadi kebocoran.

3. Menempatkan sepeda motor pada unit dynamometer.

4. Melakukan pengujian daya, torsi dan SFC sesuai prosedur yang dilakukan, dengan catatan waktu pemakaian bahan bakar pada burret

ukur

5. Mencatat semua hasil pengujian, kemudian menghitung dalam bentuk pemakaian bahan bakar spesifik (SFC).

6. Membersihkan bahan, alat, dan tempat kerja.

3.9 Metode Pengujian

Pengujian Daya, Torsi, Konsumsi Bahan Bakar dan Emisi Gas Buang  Proses pengujian dan pengambilan data daya dan torsi dengan

langkah-langkah sebagai berikut:

1. Mempersiapkan alat ukur seperti tachometer dan thermometer.

2. Mengisi bahan bakar pada tangki kendaraan sebelum melakukan pengujian, pengecekan sistem karburasi, injeksi dan pengapian harus dipastikan dalam kondisi normal dan standar.

3. Menempatkan sepeda motor pada tempat pengujian yaitu pada unit

dynamometer.

4. Melakukan pengujian dan pengambilan datatorsi dan dayadengan sesuai prosedur.

5. Melakukan pengecekan pada kendaraan jika terjadi perubahan pada suara kendaraan.

6. Membersihkan dan merapikan tempat setelah melakukan pengujian.

 Proses pengujian dan pengambilan data konsumsi bahan bakar dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menghidupkan mesin motor dengan menggunakan starter atau engkol.

2. Mengisi bahan bakar pada tangki kendaraan sebelum melakukan pengujian, pengecekan sistem karburasi, injeksi dan pengapian harus dipastikan dalam kondisi normal dan standar.

3. Gigi transmisi seperti berkendara normal.

4. Mengatur kecepatan pada kisaran kecepatan yang akan dinginkan. 5. Mencatat hasil konsumsi bahan bakar yang ditunjukkan pada

masing-masing alat ukur tersebut.

6. Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga semua proses pengujian selesai.

 Proses pengujian dan pengambilan data emisi gas buang dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menghidupkan mesin motor dengan menggunakan starter atau engkol.

2. Mengisi bahan bakar pada tangki kendaraan sebelum melakukan pengujian, pengecekan sistem karburasi, injeksi dan pengapian harus dipastikan dalam kondisi normal dan standar.

3. Mengatur gigi transmisi pada posisi netral.

4. Mengatur putaran (rpm) pada kisaran putaran yang akan dinginkan. 5. Mencatat hasil emisi gas buang yang ditunjukkan pada

masing-masing alat ukur tersebut.

6. _{Mengulangi langkah-langkah tersebut hingga semua proses}

pengujian. Data-data tersebut diolah dengan perhitungan untuk mendapatkan variabel yang dinginkan kemudian dilakukan hasil pembahasan. Berikut ini perhitungan data, pengumpulan data, dan pembahasan yang dilakukan melalui perhitungan untuk kerja mesin berdasarkan data-data pengujian motor standar adalah sebagai berikut:

4.1 Perhitungan

Dari data yang didapat perhitungan torsi, daya, konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang ini berdasarkan data-data pengujian motor Yamaha Scorpio Z 225cc dalam kondisi standar.

1. Torsi (T), Terukur dari hasil data pengujian. 2. Daya (P), Terukur dari hasil data pengujian.

1 HP = 0,7457 KW 1 KW = 1, 341 HP 3. Konsumsi Bahan Bakar (SFC)

SFC = Dimana :

1 HP = 0,7457 KW

mf =

Jika :

b = 20 cc

t = 64.20 s

ρbb = 0,7471 (kg/liter) Masa jenis bahan bakar premium.

Maka

:

1. mf = . . 0, 7471 ( . kg / liter ). mf = 0,838 (kg /Jam)

2. SFC = (

= 0,086 Kg/ Kw

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Torsi, Daya, Konsumsi Bahan Bakar, Emisi Gas Buang Pada Variasi Bahan Bakar Premium Murni, Pertamax

Murni, Premium Etanol 5%, Premium Etanol 10%, dan Premium -Etanol 15%

4.2.1 Hasil Pengujian Torsi (N.m)

Pengujian ini untuk mengetahui perbandingan torsi kerja mesin 4 langkah 225cc dengan bahan bakar premium murni, pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, dan premium – etanol 15%. Menggunakan putaran mesin 4000 (rpm) sampai putaran mesin 11500 (rpm) dengan menggunakan motor standar tanpa perubahan sama sekali dapat dilihat hasil percoban perbandingan torsi pada

Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Torsi Dengan Varisi Bahan Bakar Premium Murni, Pertamax Murni, Premium – Etanol 5%, Premium – Etanol 10%, Premium – Etanol 15%.

N o

Torsi (N.m) Putara

n (rpm) Px

Putaran (rpm) Pr

Putara

n (rpm) PE 5

Putaran

(rpm) PE 10

Putara n (rpm)

PE 15

1 4000 14.00 4000 4000 9.78 4000 4000

2 4250 14.42 4250 4250 13.07 4250 12.81 4250 5.63

3 4500 15.55 4500 4500 14.92 4500 13.28 4500 12.11

4 4750 14.52 4750 4750 14.01 4750 12.91 4750 12.67

5 5000 13.86 5000 5000 13.82 5000 12.93 5000 12.55

6 5250 13.71 5250 9.87 5250 13.78 5250 12.87 5250 12.66

7 5500 14.09 5500 11.13 5500 14.00 5500 13.10 5500 12.90

8 5750 14.51 5750 11.67 5750 14.50 5750 13.48 5750 13.26

9 6000 14.97 6000 11.99 6000 14.87 6000 13.83 6000 13.71

10 6250 15.28 6250 12.24 6250 15.22 6250 14.19 6250 13.97

N o

Torsi (N.m) Putara

n (rpm) Px

Putaran (rpm) Pr

Putara

n (rpm) PE 5

Putaran

(rpm) PE 10

Putara n (rpm)

PE 15

11 6500 15.41 6500 12.51 6500 15.31 6500 14.29 6500 14.13

12 6750 15.48 6750 12.71 6750 15.32 6750 14.37 6750 14.18

13 7000 15.53 7000 12.82 7000 15.58 7000 14.63 7000 14.35

14 7250 15.86 7250 13.07 7250 15.75 7250 14.85 7250 14.71

15 7500 16.16 7500 13.26 7500 16.09 7500 15.19 7500 14.90

16 7750 16.38 7750 13.53 7635 16.24 7647 15.36 7704 15.21

17 7825 16.57 7983 13.84 7750 16.18 7687 15.17 7722 15.14

18 8000 16.25 8000 13.69 7965 16.36 7750 15.27 7750 15.00

Tidak

Gambar 3. Diagram Aliran Pengujian Emisi Gas Buang

HASIL dan PEMBAHASAN

1. Hasil Pengujian Torsi (N.m)

Gambar 4. Grafik Perbandingan Torsi

Gambar 4. Menunjukkan, pada bahan bakar premium murni, pertamax murni, premium-etanol 5%, premium–premium-etanol 10%, dan premium– etanol 15% mengalami peningkatan torsi, torsi tertinggi adalah 16,57 (N.m) pada putaran mesin 7825 (rpm), torsi tersebut terdapat pada komposisi campuran bahan bakar pertamax murni. Hal ini dikarenakan bahan bakar pertamax murni mengalami pembakaran yang lebih sempurna yang akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dan torsi yang semakin besar pula sehingga menghasilkan performa mesin motor meningkat dan akselerasi tarikan lebih resposif. Tetapi nilai torsi terendah teerdapat pada penambahan bahan bakar etanol di atas 15% dengannilai 5,63 (N.m) pada putaran 4250 (rpm). Pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Hartono (2007), didapat nilai torsi bahan bakar pertamax sebesar 7,52 (N.m) pada putaran 6118 (rpm), dari bahan bakar campuran premium-etanol 10% didapatnilai torsi tertinggi 7,1 (N.m), bahan bakar campuran premium-etanol 15% didapat nilai torsi tertinggi 9,2 (N.m). Jika dibandingan dengan penelitian terdahulu, maka penelitian ini mendapatkan hasil yang lebih tinggi nilai torsinya baik dalam bahan bakar pertamax ataupun campuran premium-etanol 10% dan premium-etanol 15%.

2. Hasil Pengujian Daya (Kw)

Gambar 5. Grafik Perbandingan Daya

Gambar 5. Menunjukkan, bahan bakar premium murni, pertamax murni, premium– etanol 5%, 10, dan 15% mengalami peningkatan daya, daya tertinggi adalah 15,06 (kW) pada putaran mesin 9542 (rpm),daya tersebut terdapat pada bahan bakar pertamax murni. Angka oktan pada bahan bakar akan menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna pada mesin. Pembakaran yang lebih sempurna akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dan daya semakin besar sehingga menghasilkan performa mesin motor meningkat. Tetapi pada campuran bahan bakar premium– etanol 15% daya akan mengalami penurunan disebabkan busi terlalu cepat memercikkan bunga api yang mengakibatkan bahan bakar terkompresi dengan sempurna sehingga tekanan yang dihasilkan kecil. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Hartono (2007), daya tertinggi untuk bahan bakar pertamax sebesar 5,07 kW, bahan bakar campuran premium-etanol 10% didapatkan nilai daya tertinggi 3,717 (kW), sedangkan untuk bahan bakar campuran premium-etanol 15% daya tertinggi yang dihasilkan sebesar 5,77 kW.Jika dibandingan dengan penelitian terdahulu, maka penelitian ini mendapatkan nilai daya yang lebih tinggi, baik dalam bahan bakar pertamax ataupun bahan bakar campuran premium-etanol 10% dan premium-etanol 15%.

3. Kadar Emisi Gas Buang O2

Gambar 6. Hasil Data Kadar O2

Gambar 6. Menunjukkan, kadar oksigen hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada variasi bahan bakar pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, premium – etanol 15% paling banyak di dapat pada bahan bakar campuran premium - etanol 5% dengan nilai 2.32% pada kecepatan putar 6000 rpm. Nilai O2 yg

efisien adalah 0,5% sampai 2%. Nilai O2melebihi

efisien yang diperkirakan karena knalpot bocor atau O2mengenai gas buang yang mengindikasikan

pembakaran miskin (lean combustion) atau sebaliknya.Walaupun demikian hal tersebut menunjukkan bahwa pengujian tersebut kaya udara pada mesin standar atau dinyatakan lulus emisi gas buang senyawa yang melebih angka standar dari emisi gas buang akan menimbulkan senyawa organik yang berbahaya bagi kesehatan manusia.Semua bahan bakar yang diuji memenuhi standar kesehatan yang telah ditetapkan.

Gambar 7. Hasil Data Kadar HC

Gambar 7. Menunjukkan, kadar HC hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada variasi bahan bakar premium, pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, premium – etanol 15% dengan hasil pengujian di dapat kadar HC paling banyak dihasilkan oleh bahan bakar campuran premium - etanol15% dengan nilai HC 477. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengujian tersebut kaya udara pada mesin standar atau dinyatakan lulus emisi gas buang senyawa yang melebih angka standar dari emisi gas buang akan menimbulkan senyawa organik yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Batas standar uji untuk motor 4 langkah HC sebesar 2400 ppm batas uji SNI, maka pada pengujian ini nilai kadar HC layak, tetapi manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadar HC nya agar terbebas dari gas beracun yang dapat merusak sistem penglihatan dan pernapasan manusia jika berkontak langsung dalam jumlah yang besar, oleh karena itu manusia harus bisa menjaga dari kandungan senyawa organik tersebut agar terbebas dari bahaya dan terjaga kesehatannya. Semua bahan bakar yang diuji memenuhi standar kesehatan yang telah ditetapkan. 5. Kadar Emisi Gas Buang CO

Gambar 8. Hasil Data CO

Gambar 8. Menunjukkan, kadar CO hasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan pada variasi bahan bakar premium, pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, premium – etanol 15, hasil pengujian CO yang dilakukan menggunakan batas standar pengujian sebesar 4,5 (%) untuk, CO dalam dengan data pengujian di atas memiliki angka di bawah standard emisi gas buang jadi untuk kadar CO lulus uji emisi gas buang. Pada batasan standard uji emisi CO adalah sebagai berikut : Untuk CO sebesar 4,5 %

batas standar, maka pada pengujian ini yang tidak layak untuk nilai kadar CO hanya pada bahan bakar premium murni. Walaupun demikian manusia harus bisa menjaga dalam menghirup batasan kadar CO nya agar terbebas dari gas CO yang mudah bereaksi didalam tubuh manusia.Semua bahan bakar yang diuji memenuhi standar kesehatan yang telah ditetapkan.

6. Kadar Emisi Gas Buang CO₂

Gambar 9. Hasil Data CO₂

Gambar 9. Menunjukkan, kadar CO2hasil

pengujian emisi gas buang yang dilakukan padavariasi bahan bakar premium, pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, premium – etanol 15%. Dari data tersebut di dapat nilai CO2 tertinggi di hasilkan oleh bahan bakar

pertamax murni dengan kadar CO2sebanyak

14.13%. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengujian tersebut kaya udara pada mesin standar atau dinyatakan lulus emisi gas buang senyawa yang melebih angka standar dari emisi gas buang akan menimbulkan senyawa organik yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Pada pengujian variasi bahan bakar di atas mengalami kelayakan atau keamanan dalam pemakaian bahan bakar tersebut.

Gambar 4.7 Hasil Data λ

Gambar 10. Menunjukkan, kadar λhasil pengujian emisi gas buang yang dilakukan padavariasi bahan bakar premium murni, pertamax murni,campuran premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, premium – etanol 15%. Pengujian λ di dapat dengan nilai tertinggi sebesar 1,105 pada bahan bakar campuran premium - etanol 5% dan nilai terkecil 0,197 pada bahan bakar pertamax murni. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengujian tersebut kaya udara pada mesin standar atau dinyatakan lulus emisi gas buang senyawa yang melebih angka standar dari emisi gas buang akan menimbulkan senyawa organik yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Pada pengujian variasi bahan bakar mengalami kelayakan atau keamanan dalam pemakaian bahan bakar tersebut.Semua bahan bakar yang diuji memenuhi standar kesehatan yang telah ditetapkan.

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 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 – Etanol 15% pada putaran 5000 (rpm) dengan nilai mf

sebesar 0,596 kg/jam. Penambahan etanol

15% dapat meningkatkan nilai oktan, juga mengakibatkan pengapian yang sedikit lebih sempurna sehingga mesin tidak membutuhkan bahan bakar terlalu banyak untuk memenuhi kebutuhannya. Sedangkan pada putaran mesin tinggi konsumsi bahan bakar meningkat secara signifikan akibat adanya pengaruh siklus yang cepat dapat dilihat pada konsumsi bahan bakar pertamax murni mengalami peningkatan yang tinggi pada putaran mesin rendah sampai mencapai putaran mesin tinggi dikarenakan konsumsi bahan bakar (mf) pertamax murni terlalu banyak untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar mengakibatkan 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 murni, premium murni, premium-ethanol 5%, premium-ethanol 10%, dan premium-ethanol 15%.

Gambar 12. Hasil Perbandingan SFC Gambar 12. Menunjukkan nilai SFC terendah berada pada bahan bakar campuran premium - etanol 10% dengan nilai SFC 0,068 kg/kW pada putaran 7000 (rpm). Nilai tertinggi terdapat pada bahan bakar premium murni dengan nilai 0,127 kg/kW pada putaran mesin 5000 (rpm).Pada putaran mesin 8000 (rpm) sampai putaran mesin 10000 (rpm) nilaiSFCmasing -masing bahan bakar mengalami peningkatan. Jadi pada konsumsi bahan bakar spesifikasi (SFC) yang rendah pada konsumsi bahan bakar campuran premium – etanol 10%.

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. Pada campuran bahan bakar pertamax murni, premium murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, dan premium – etanol 15% di dapat torsi (N.m) tertinggi padabahan bakar pertamax murni pada putaran mesin 7825 (rpm) dengan nilai 16,57 (N.m) dan pada daya (kW) tertinggi terdapat padabahan bakar pertamax murnidengan nilai 15,06 (kW) dikarenakan pada bahan bakar pertamax murni lebih spesifik pembakarannya atau lebih cepat proses pembakarannya. Dari hasil rata - rata nilai torsi dan daya, premium memiliki nilai yang paling rendah jika dibandingkan dengan bahan bakar yang lain.Jika dibandingan dengan penelitian terdahulu tersebut maka penelitian ini mendapatkan nilai torsi dan daya yang lebih tinggi, baik dalam bahan bakar pertamax, premium ataupun bahan bakar campuran premium-etanol 15%.

2. Pada pengujian emisi gas buang bahan bakar premium murni, pertamax murni, bahan bakar campuran premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, dan premium – etanol 15%, yang tidak aman untuk digunakan adalah bahan bakar premium murni pada putaran 4000 (rpm),dikarenakan nilai emisi gas buang pada kadar CO melebihi batas aman yang telah ditetapkan pemerintah. Nilai emisi gas buang terendah ada pada bahan bakar pertamax murni.Padapengujian konsumsi bahan bakar (KBB) yang terendah menggunakankandungan bahan bakar Premium – Etanol 15% dengan nilai 0,596 kg/jam pada putaran 5000 (rpm). Pada pengujian SFC nilai terendah terdapat pada bahan bakar campuran premium - etanol 10% dengan nilai 0,068 kg/kW pada putaran mesin 7000 (rpm).

3. Pada pengujian campuran bahan bakar premium murni, pertamax murni, premium – etanol 5%, premium – etanol 10%, dan premium – etanol 15% dapat

disimpulkan bahwa bahan bakar pertamax murni hampir setara nilai torsi dan dayanya dengan bahan bakar campuran premium – etanol5%.

2. SARAN

Saran yang dapat disampaikan dalam penelitian kajian tentang perbandingan premium – etanol dengan pertamax pada motor 4 langkah 225 cc yaitu pada pencampuran bahan bakar yang digunakan harus tepat dan langsung digunakan setelah pencampuran selesai dilakukan agar bahan bakar tidak mengendap yang dapat mengakibatkan mesin ngadat saat digunakan dan menggunakan motor yang mempunyai nilai kompresi yang lebih tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

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

Apip.(2009).Pengaruh Campuran Bahan Bakar

Premium dan Etanol Hasil Fermentasi

Tetes Tebu Dalam Berbagai Persentase Perbandingan Untuk Kerja Mesin. Yogyakarta : Tugas Akhir Universitas Janabadra Yogyakarta.

Ardawalika.(2009). Pengaruh Pemakaian Variasi

Campuran Bahan Bakar Bensin-Etanol

Terhadap Unjuk Kerja Mesin Bensin Empat Langkah Satu Silinder.Surabaya : Tugas Akhir Institut Teknologi Sepuluh November.

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

Teknologi Bandung.

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. (2009).Karakteristik

Ethanol.http ://www.bppt.go.id/30. diakses 10 Januari 2017 Jam 19.00 WIB.

Chandra.(2007).Analisa Blending Etanol-Premium Sebagai Bahan Bakar Motor

Bensin.Surabaya : Tugas Akhir Universitas Kristen Petra Surabaya.

Hartono. T,.(2011). Penggunaan bahan bakar

premium, pertamax plus pada mesin

motor Honda Supra X 100cc.Surakarta : Tugas Akhir Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

Heywood. J,B,.(1988).Internal Combustion Engine

Liberty Yogyakarta.(1982).Teknik Motor.Yogyakarta.

Muklisanto. (2003).Pengaruh Variasi Campuran

Premium Etanol Pada Variasi Rasio

Mainjet Terhadap Kinerja Mesin Empat

Langkah 110cc.Surakarta : Tugas Akhir

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pertamina.

(2007).Pertamax.http : /

/www.pertamina.com,Diakses 02 Januari 2017 Jam 12.00 WIB.

Pitrajaya.(2008).Penggunaan Bahan Bakar Bentol.Aceh :Universitas Almuslim.

Prasetyo D.B,.dan Patriayudha F,.

(2009).Pemakaian Gasohol Sebagai Bahan

Bakar Pada Kendaraan

Bermotor.Semarang :Tugas Akhir, Jurusan

Teknik Kimia. Fakultas

Teknik.Universitas Diponogoro Semarang. Singgih D.(2013).Kajian Tentang Penggunaan

Bahan Bakar Campuran Premium – Pertamax

dan Premium – Etanol Pada Motor Empat

Langkah 135 cc.Yogyakarta

:Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Suratman M.(2002). Motor Bakar

Torak.Yogyakarta.

Yaswaki Y. dan Murdana PM.(1998).Teknik Praktis Merawat Sepeda Motor,