Uji Eksperimental Perbandingan Unjuk Kerja Motor Otto Berbahan Bakar Pertalite dengan Campuran Pertalite-Zat Aditif Cair
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini menjadikan teknologi
otomotif juga semakin berkembang. Perkembangan yang terjadi pada sistem
pembakaran dimana sistem tersebut memiliki rasio kompresi yang tinggi sehingga
memerlukan jenis bahan bakar yang sesuai agar proses pembakaran bekerja
dengan sempurna. Setiap jenis bahan bakar mempunyai kualitas yang berbedabeda pada proses pembakaran pada ruang bakar/combustion chamber . Pemilihan
bahan bakar yang berkualitas rendah dapat menyebabkan proses pembakaran yang
tidak sempurna seperti gejala detonasi/knocking, timbulnya endapan karbon dalam
ruang bakar, turunnya performansi mesin, turunnya efisiensi mesin, dan sampai
pada kerusakan pada komponen mesin sehingga mesin tidak dapat bekerja dengan
baik. Oleh sebab itu diperlukan bahan bakar yang mempunyai kualitas yang cukup
baik. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas bahan bakar adalah dengan
menambahkan aditif ke dalam bahan bakar. Aditif (atau yang dikenal dengan agen
antiketukan) digunakan untuk menaikkan angka oktan bahan bakar, mengurangi
pengotoran ruang bakar/endapan karbon, meminimalisir deposit di dalam sistem
masukan dan mencegah pelekatan katup.[1]
Bilangan Oktan adalah bilangan yang menunjukkan karakteristik bahan
bakar untuk tidak menyala sendiri karena tekanan dan temperatur ruang bakar.
Jika temperatur campuran udara-bahan bakar terlalu tinggi, campuran akan
menyala sendiri tanpa membutuhkan busi atau pematik eksternal lain. Jika
penyalaan sendiri terjadi pada motor bensin, maka akan dihasilkan pulsa tekanan
yang lebih tinggi dibanding yang dikehendaki. Pulsa tekanan yang tinggi disebut
ketukan (knock). Terdapat dua metode untuk mengetahui bilangan oktan dari
bahan bakar. Metode pertama adalah metode RON (research octane number )
dimana bahan bakar diuji melalui mesin satu silinder dengan putaran mesin dan
1
Universitas Sumatera Utara
temperatur udara masuk yang lebih kecil. Metode kedua adalah metoda MON
(motor octane number ) dimana bahan bakar diuji melalui mesin yang sama tetapi
pada putaran mesin yang lebih tinggi dan temperatur udara masuk bahan bakar
yang lebih tinggi. Kualitas bahan bakar dipengaruhi oleh nilai RON dan nilai
MON. Jika suatu bahan bakar mempunyai nilai RON yang sama, belum tentu
mempunyai nilai MON yang sama juga. Hal tersebut dipengaruhi oleh proses
pengolahan bahan bakar dan kandungan yang terdapat pada bahan bakar tersebut.
Rata-rata penjumlahan dari nilai RON dan MON disebut sebagai indeks anti
ketukan (AKI/anti-knock index).[2]
Di Indonesia, pertalite adalah jenis bahan bakar yang diperjualbelikan pada
bulan juli tahun 2015 oleh PT Pertamina (Persero). Pertalite mempunyai
karakteristik operasi bilangan oktan 90 (research octane number ). Untuk
menaikkan angka oktan dari suatu bahan bakar dapat diperoleh dengan
memberikan TEL (Tetra Ethyl Lead), Methanol ¸ Ethanol dan memberikan aditif
iso-oktana. TEL telah digunakan sebagai peningkat bilangan oktan sejak tahun
1920-an. Tetapi pada tahun 1940-an TEL digantikan dengan penggunaan MMT
(methylcyclopentadienyl
manganese
tricarbonyl)
benzena,
toulena,
dan
naftalena.[3]
Aditif yang akan digunakan untuk meningkatkan nilai oktan dari Pertalite
adalah dengan produk STP Octane Booster . Pada pengujian pertama, Pertalite
murni (100%) akan digunakan sebagai bahan bakar. Pada pengujian kedua,
dilakukan penambahan zat aditif pada pertalite. Begitupun dengan pengujian
ketiga, dan pengujian keempat yang mempunyai metode yang sama dengan
pengujian kedua dengan perbedaan dari kadar aditif. Dari keempat pengujian
tersebut akan ditinjau unjuk kerja dari mesin bensin 4 langkah dengan spesifikasi
mesin yang sama setiap pengujiannya. Unjuk kerja dari mesin tersebut antara lain
performansi dan efisiensi.
2
Universitas Sumatera Utara
1.2. Tujuan Pengujian
Adapun tujuan dari pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Untuk memperoleh nilai kalor atas bahan bakar dan nilai kalor bawah
bahan bakar pertalite dengan nilai kalor atas bahan bakar dan nilai kalor
bawah bahan bakar campuran pertalite-zat aditif.
2.
Untuk memperoleh unjuk kerja motor bakar berbahan bakar pertalite
murni, 4 liter pertalite+8 ml STP, 4 liter pertalite+50 ml STP, dan 4 liter
pertalite+150 ml STP.
3.
Untuk memperoleh perbandingan nilai kalor bahan bakar dan
perbandingan unjuk kerja motor bakar berbahan bakar pertalite dengan
campuran pertalite-zat aditif cair.
1.3. Manfaat Pengujian
Adapun manfaat pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Untuk memperoleh unjuk kerja mesin bensin 4 langkah terbaik dalam
penggunaan bahan bakar, dan kadar zat aditif.
2.
Untuk meningkatkan kualitas bahan bakar yang akan digunakan pada
mesin bensin 4 langkah.
3.
Untuk mencegah kerusakan mesin akibat penggunaan bahan bakar
dengan kualitas bahan bakar yang rendah.
4.
Memberikan informasi kepada masyarakat dalam menggunakan zat aditif
mengenai manfaat dari penambahan zat aditif pada bahan bakar mesin
bensin 4 langkah.
1.4. Ruang Lingkup Pengujian
Adapun ruang lingkup pengujian dari pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Mesin uji yang digunakan adalah Mesin Honda Supra-X 125 dengan
sistem pengkabutan karburator, 4-Langkah, 1 silinder dengan rasio
kompresi 9:1.
2.
Jenis bahan bakar yang digunakan adalah pertalite RON 90.
3.
Zat aditif yang digunakan adalah STP Octane Booster .
3
Universitas Sumatera Utara
4.
Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor pembakaran bahan
bakar adalah Bom Kalorimeter.
5.
6.
Unjuk kerja mesin bensin yang dihitung adalah:
Torsi
Konsumsi bahan bakar spesifik
Efisiensi Volumetris
Daya
Rasio udara-bahan bakar
Efisiensi termal
Variasi putaran yang dilakukan pada pengujian motor bensin 4 langkah
tersebut pada putaran 1000-rpm, 2000-rpm, 3000-rpm, 4000-rpm, 5000rpm, 6000-rpm, 7000-rpm, 8000-rpm.
7.
Pengujian Torsi motor bensin 4 langkah dilakukan pada putaran 2000rpm, 3000-rpm, 4000-rpm, 5000-rpm, 6000-rpm, 7000-rpm, 8000-rpm.
1.5. Sistematika Penulisan
1.
BAB I PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan pengujian, manfaat pengujian, ruang
lingkup pengujian, sistematika penulisan.
2.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Terdiri dari landasan teori yang diperoleh dari literatur untuk mendukung
pengujian.
3.
BAB III METODOLOGI PENGUJIAN
Terdiri dari metode pengujian, peralatan, dan perlengkapan yang
digunakan serta prosedur kerja dari pengujian yang dilakukan.
4.
BAB IV DATA DAN ANALISA
Terdiri dari data hasil pengujian, perhitungan dan analisa terhadap hasil
pengujian.
5.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan saran-saran pengujian.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini menjadikan teknologi
otomotif juga semakin berkembang. Perkembangan yang terjadi pada sistem
pembakaran dimana sistem tersebut memiliki rasio kompresi yang tinggi sehingga
memerlukan jenis bahan bakar yang sesuai agar proses pembakaran bekerja
dengan sempurna. Setiap jenis bahan bakar mempunyai kualitas yang berbedabeda pada proses pembakaran pada ruang bakar/combustion chamber . Pemilihan
bahan bakar yang berkualitas rendah dapat menyebabkan proses pembakaran yang
tidak sempurna seperti gejala detonasi/knocking, timbulnya endapan karbon dalam
ruang bakar, turunnya performansi mesin, turunnya efisiensi mesin, dan sampai
pada kerusakan pada komponen mesin sehingga mesin tidak dapat bekerja dengan
baik. Oleh sebab itu diperlukan bahan bakar yang mempunyai kualitas yang cukup
baik. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas bahan bakar adalah dengan
menambahkan aditif ke dalam bahan bakar. Aditif (atau yang dikenal dengan agen
antiketukan) digunakan untuk menaikkan angka oktan bahan bakar, mengurangi
pengotoran ruang bakar/endapan karbon, meminimalisir deposit di dalam sistem
masukan dan mencegah pelekatan katup.[1]
Bilangan Oktan adalah bilangan yang menunjukkan karakteristik bahan
bakar untuk tidak menyala sendiri karena tekanan dan temperatur ruang bakar.
Jika temperatur campuran udara-bahan bakar terlalu tinggi, campuran akan
menyala sendiri tanpa membutuhkan busi atau pematik eksternal lain. Jika
penyalaan sendiri terjadi pada motor bensin, maka akan dihasilkan pulsa tekanan
yang lebih tinggi dibanding yang dikehendaki. Pulsa tekanan yang tinggi disebut
ketukan (knock). Terdapat dua metode untuk mengetahui bilangan oktan dari
bahan bakar. Metode pertama adalah metode RON (research octane number )
dimana bahan bakar diuji melalui mesin satu silinder dengan putaran mesin dan
1
Universitas Sumatera Utara
temperatur udara masuk yang lebih kecil. Metode kedua adalah metoda MON
(motor octane number ) dimana bahan bakar diuji melalui mesin yang sama tetapi
pada putaran mesin yang lebih tinggi dan temperatur udara masuk bahan bakar
yang lebih tinggi. Kualitas bahan bakar dipengaruhi oleh nilai RON dan nilai
MON. Jika suatu bahan bakar mempunyai nilai RON yang sama, belum tentu
mempunyai nilai MON yang sama juga. Hal tersebut dipengaruhi oleh proses
pengolahan bahan bakar dan kandungan yang terdapat pada bahan bakar tersebut.
Rata-rata penjumlahan dari nilai RON dan MON disebut sebagai indeks anti
ketukan (AKI/anti-knock index).[2]
Di Indonesia, pertalite adalah jenis bahan bakar yang diperjualbelikan pada
bulan juli tahun 2015 oleh PT Pertamina (Persero). Pertalite mempunyai
karakteristik operasi bilangan oktan 90 (research octane number ). Untuk
menaikkan angka oktan dari suatu bahan bakar dapat diperoleh dengan
memberikan TEL (Tetra Ethyl Lead), Methanol ¸ Ethanol dan memberikan aditif
iso-oktana. TEL telah digunakan sebagai peningkat bilangan oktan sejak tahun
1920-an. Tetapi pada tahun 1940-an TEL digantikan dengan penggunaan MMT
(methylcyclopentadienyl
manganese
tricarbonyl)
benzena,
toulena,
dan
naftalena.[3]
Aditif yang akan digunakan untuk meningkatkan nilai oktan dari Pertalite
adalah dengan produk STP Octane Booster . Pada pengujian pertama, Pertalite
murni (100%) akan digunakan sebagai bahan bakar. Pada pengujian kedua,
dilakukan penambahan zat aditif pada pertalite. Begitupun dengan pengujian
ketiga, dan pengujian keempat yang mempunyai metode yang sama dengan
pengujian kedua dengan perbedaan dari kadar aditif. Dari keempat pengujian
tersebut akan ditinjau unjuk kerja dari mesin bensin 4 langkah dengan spesifikasi
mesin yang sama setiap pengujiannya. Unjuk kerja dari mesin tersebut antara lain
performansi dan efisiensi.
2
Universitas Sumatera Utara
1.2. Tujuan Pengujian
Adapun tujuan dari pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Untuk memperoleh nilai kalor atas bahan bakar dan nilai kalor bawah
bahan bakar pertalite dengan nilai kalor atas bahan bakar dan nilai kalor
bawah bahan bakar campuran pertalite-zat aditif.
2.
Untuk memperoleh unjuk kerja motor bakar berbahan bakar pertalite
murni, 4 liter pertalite+8 ml STP, 4 liter pertalite+50 ml STP, dan 4 liter
pertalite+150 ml STP.
3.
Untuk memperoleh perbandingan nilai kalor bahan bakar dan
perbandingan unjuk kerja motor bakar berbahan bakar pertalite dengan
campuran pertalite-zat aditif cair.
1.3. Manfaat Pengujian
Adapun manfaat pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Untuk memperoleh unjuk kerja mesin bensin 4 langkah terbaik dalam
penggunaan bahan bakar, dan kadar zat aditif.
2.
Untuk meningkatkan kualitas bahan bakar yang akan digunakan pada
mesin bensin 4 langkah.
3.
Untuk mencegah kerusakan mesin akibat penggunaan bahan bakar
dengan kualitas bahan bakar yang rendah.
4.
Memberikan informasi kepada masyarakat dalam menggunakan zat aditif
mengenai manfaat dari penambahan zat aditif pada bahan bakar mesin
bensin 4 langkah.
1.4. Ruang Lingkup Pengujian
Adapun ruang lingkup pengujian dari pengujian ini adalah sebagai berikut:
1.
Mesin uji yang digunakan adalah Mesin Honda Supra-X 125 dengan
sistem pengkabutan karburator, 4-Langkah, 1 silinder dengan rasio
kompresi 9:1.
2.
Jenis bahan bakar yang digunakan adalah pertalite RON 90.
3.
Zat aditif yang digunakan adalah STP Octane Booster .
3
Universitas Sumatera Utara
4.
Alat uji yang digunakan untuk menghitung nilai kalor pembakaran bahan
bakar adalah Bom Kalorimeter.
5.
6.
Unjuk kerja mesin bensin yang dihitung adalah:
Torsi
Konsumsi bahan bakar spesifik
Efisiensi Volumetris
Daya
Rasio udara-bahan bakar
Efisiensi termal
Variasi putaran yang dilakukan pada pengujian motor bensin 4 langkah
tersebut pada putaran 1000-rpm, 2000-rpm, 3000-rpm, 4000-rpm, 5000rpm, 6000-rpm, 7000-rpm, 8000-rpm.
7.
Pengujian Torsi motor bensin 4 langkah dilakukan pada putaran 2000rpm, 3000-rpm, 4000-rpm, 5000-rpm, 6000-rpm, 7000-rpm, 8000-rpm.
1.5. Sistematika Penulisan
1.
BAB I PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan pengujian, manfaat pengujian, ruang
lingkup pengujian, sistematika penulisan.
2.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Terdiri dari landasan teori yang diperoleh dari literatur untuk mendukung
pengujian.
3.
BAB III METODOLOGI PENGUJIAN
Terdiri dari metode pengujian, peralatan, dan perlengkapan yang
digunakan serta prosedur kerja dari pengujian yang dilakukan.
4.
BAB IV DATA DAN ANALISA
Terdiri dari data hasil pengujian, perhitungan dan analisa terhadap hasil
pengujian.
5.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan saran-saran pengujian.
4
Universitas Sumatera Utara