ANALISIS PENGGUNAAN X POWER

Transkripsi

1 ANALISIS PENGGUNAAN X POWER DAN VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM ETANOL TERHADAP KADAR GAS POLUTAN CO DAN HC PADA SEPEDA MOTOR SUPRA X 125 TAHUN 2009 SKRIPSI Oleh: SUPARYANTO K FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November 2012 i

2 PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Suparyanto NIM : K Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul ANALISIS PENGGUNAAN X POWER DAN VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM - ETANOL TERHADAP KADAR GAS POLUTAN CO DAN HC PADA SEPEDA MOTOR SUPRA X 125 TAHUN 2009 ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya. Surakarta, November 2012 Yang membuat pernyataan Suparyanto NIM. K ii

3 ANALISIS PENGGUNAAN X POWER DAN VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM - ETANOL TERHADAP KADAR GAS POLUTAN CO DAN HC PADA SEPEDA MOTOR SUPRA X 125 TAHUN 2009 Oleh: SUPARYANTO K Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November 2012 iii

4 PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada : Hari : Tanggal : November 2012 Pembimbing I Pembimbing II Drs. Karno MW, S.T Basori, S.Pd., M.Pd NIP NIP iv

5 PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan. Hari : Tanggal : Tim Penguji Skripsi : Nama Terang Tanda Tangan Ketua : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T Sekretaris : Ir. Husin Bugis, M.Si Anggota I : Drs. Karno MW, S.T Anggota II : Basori, S.Pd., M.Pd Disahkan oleh Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Dekan, Prof. Dr. M Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP v

6 ABSTRAK Suparyanto. ANALISIS PENGGUNAAN X POWER 800 DAN VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PREMIUM ETANOL TERHADAP KADAR GAS POLUTAN CO DAN HC PADA SEPEDA MOTOR SUPRA X 125 TAHUN Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, November: Tujuan penelitian ini adalah (1)Mengetahui pengaruh penggunaan X Power terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009, (2)Mengetahui pengaruh penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009, (3)Mengetahui pengaruh interaksi penggunaan X Power dan penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun Penelitian ini dilakukan di bengkel Dinas Perhubungan Komunikasi dan Informatika Surakarta yang beralamat di Jl. Menteri Supeno No.7 Surakarta Telp./Fax. : (0271) & Telp./SMS : dengan menggunakan alat exhaust gas anlyzer ANYCAR AUTOCHEK Gas & Smoke. Jenis penelitian ini deskriptif kualitatif dengan menggunakan metode eksperimen. Penelitian ini menggunakan sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009 dengan nomor mesin JB81E Teknik Analisa data dalam penelitian ini menggunakan analisis data deskriptif yaitu mengamati secara langsung hasil eksperimen kemudian dianalisis dan menyimpulkan hasil penelitian. Sebagai parameter input pada penganalisisan data meliputi : penggunaan X Power 800 Gold, variasi cempuran premium etanol 0%, premium etanol 15%, premium etanol 30%, premium etanol 45% dan emisi gas polutan CO & HC. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan: (1)Penggunaan X Power 800 Gold pada kendaraan bermotor roda dua khususnya Honda Supra X 125 tahun 2009 dapat menurunkan kadar gas polutan CO sebesar 0.28% dan HC sebesar 122 ppm. (2)Penambahan etanol dalam bahan bakar premium sebanding lurus dengan penurunan kadar gas polutan CO, yakni semakin banyak kandungan etanol dalam bahan bakar premium semakin kecil kadar CO, namun berbanding terbalik dengan penurunan kadar gas polutan HC, yakni semakin banyak kandungan etanol dalam bahan bakar premium semakin semakin kadar HC yang dihasilkan kendaraan bermotor roda dua khususnya Honda Supra X 125 tahun (3)Interaksi terbaik antara campuran premium-etanol dan penggunaan X Power 800 Gold dalam penurunan kadar gas polutan CO dan HC yaitu pada campuran premium-etanol 15% dan penggunaan X Power 800 Gold yakni CO 0.75% dan HC 390 ppm, namun dalam penggunaan variasi ini perlu diperhatikan biaya pengeluarannya. Kata Kunci: X Power, campuran premium-etanol, gas polutan CO dan HC. vi

7 ABSTRACT Suparyanto. ANALYSIS OF USING X POWER AND VARIATION MIXTURE FUEL PREMIUM - ETHANOL AGAINST LEVELS OF POLLUTANT GASES CO AND HC ON SUPRA X 125 MOTORCYCLE Skripsi. Faculty of teacher training and Education Science University Sebelas Maret Surakarta, November: 2012 The purposes of this research are: (1)To know the use effect of X Power against levels of pollutant gases CO and HC on Honda Supra X , (2)To know the effect of the addition of ethanol in premium on levels of pollutant gases CO and HC on Honda Supra X , (3)To know the interactions effect using X Power and the addition of ethanol in premium on levels of pollutant gases CO and HC on Honda Supra X This research has done in Department of Transportation, Communication and Information of Surakarta workshop that located in Jl. Menteri Supeno No.7 Surakarta Telp./Fax. : (0271) & Telp./SMS : using exhaust gas anlyzer ANYCAR AUTOCHEK Gas & Smoke. Type of this research is descriptive qualitative uses experimental methods. The Object in this research used a motorcycle Honda Supra X with engine number JB81E Techniques of data analysis in this research using descriptive data analysis that is directly observed experimental results are then analyzed and summing up the results of the research. As an input parameter in analyzing the data include: the use of X Power 800 Gold, variations mixture premium ethanol 0%, premium ethanol 15%, premium ethanol 30%, premium ethanol 45%, and emissions of pollutant gases CO and HC.. From the research, we can conclude that: (1)Using X Power 800 Gold on motorcycles especially Honda Supra X to reduce levels of pollutant gases CO and HC. (2)The addition of ethanol in premium fuel comparable straight with decreased levels of gas pollutant CO, the more the content of ethanol in premium fuel is getting smaller levels of CO, but inversely with decreased levels of gas pollutant HC, the more the content of ethanol in premium fuel higher levels of HC produced motorcycles especially Honda Supra X (3)Interaction between the best mixture of fuel premium- ethanol and the use of X Power 800 Gold in decreased levels of pollutant gases CO and HC are on mixture of fuel premium- ethanol 15% and the use of the X Power 800 Gold, which is 0.75% CO and 390 ppm HC, but the use this variation must attention the total cost. Keywords: X Power, mixture premium ethanol, pollutant gases CO and HC. vii

8 M O T T O Apa pun yang disadari dan diyakini oleh pikiran orang pada dasarnya bisa diwujudkan Hidup adalah rintangan yang harus dihadapi, perjuangan yang harus dimenangkan, rahasia yang harus digali dan anugerah yang harus dipergunakan serta disyukuri Kesuksesan akan dapat kita realisasikan, ketika kita mampu menggunakan secara maksimal kemampuan yang kita miliki Sesungguhnya disamping kesukaran ada kemudahan. Apabila engkau telah selesai mengerjakan suatu urusan maka kerjakan urusan yang lain dengan sungguh-sungguh. Dan hanya kepada Tuhanmu, hendaknya kamu berharap. (Q.S. Al-Insyirah 6-8) Tetap Tersenyum Mulailah dengan Bismillah dan akhiri dengan Alhamdulillah viii

9 PERSEMBAHAN Dengan mengucapkan puji syukur kepada Allah SWT. Karya ini dipersembahkan untuk : Ibunda tercinta selaku pembimbing sepanjang massa yang selalu memberi dukungan semangat dan doa, Ayahanda tercinta yang selalu menginpirasikan hal-hal yang bermanfaat dan baik bagi kehidupanku, Semua keluargaku yang menjadi sumber inspirasi dan motivasi kapanpun dan dimanapun, Sahabat seperjuanganku yang selalu memberikan motivasi, dukungan, serta semangat perjuangan untuk senantiasa maju, Semua dosen PTM yang telah membimbing dan mengarahkanku. Teman-teman detik kost, HFC kost, heri mali purnomo, rahmat cengoh erdianto, restu kenthus prima, eko wijayanto, febriyanto, isa, anggarif furqin romadoni dan Teman-teman PTM 2008 yang tidak dapat saya sebut satu persatu. Supra abu-abuku yang selalu setia menemaniku kemanapun aku pergi tanpa mengenal lelah dan waktu, serta yang menginspirasikan aku dalam menemukan judul skripsi ini. FKIP Universitas Sebelas Maret, almamaterku tercinta. ix

10 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Analisis penggunaan X Power 800 Gold dan variasi campuran bahan bakar premium etanol terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun Banyak hambatan yang menimbulkan kesulitan dalam penyelesaian penulisan skripsi ini, namun berkat bantuan dari berbagai pihak akhirnya kesulitan yang timbul dapat teratasi. Untuk itu atas segala bentuk bantuannya, disampaikan terima kasih kepada yang terhormat: 1. Dekan FKIP UNS yang telah memberikan ijin menyusun skripsi. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS. 3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Teknik Mesin JPTK FKIP UNS. 4. Drs. Karno MW, S.T selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran memberikan pengarahan dan bimbingan. 5. Basori, S.Pd., M.Pd selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan pengarahan dan bimbingan. 6. Teman-teman PTM FKIP UNS Angkatan Tahun Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih ada kekurangan, sehingga kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca yang budiman. Surakarta, November 2012 Penulis x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERNYATAAN... HALAMAN PENGAJUAN... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT.... MOTO... PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii viii ix x xi xiv xv xvi BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah... B. Identifikasi Masalah... C. Pembatasan Masalah... D. Perumusan Masalah... E. Tujuan Penelitian... F. Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Manfaat Praktis... BAB II. LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka dan Penelitian yang Relevan Tinjauan Pustaka... a. Motor Bensin 4 Tak... b. Proses Pembakaran commit..... to user xi

12 c. Bahan Bakar Premium..... d. Emisi Gas Buang CO dan HC... e. Etano (C 2 H 5 OH)... f. Gaya Medan Magnet. g. X Power. h. Spesifikasi Honda Supra X Tahun Penelitian yang Relevan... B. Kerangka Berpikir... C. Hipotesis... BAB III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Waktu Penelitian... B. Metode Penelitian... C. Objek dan Unit Penelitian... D. Identifikasi Variabel Variabel Bebas Variabel Terikat Variabel Kontrol... E. Teknik Pengumpulan Data Bahan Penelitian Alat Penelitian Waktu dan Tempat Eksperimen Langkah Eksperimen.. F. Teknik Analisis Data... BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Deskripsi Data Hasil Uji Emisi Gas CO dan HC tanpa X Power 800 Gold Hasil Uji Emisi Gas CO dan HC dengan X Power 800 Gold... B. Pembahasan Data Emisi Gas CO tanpa X commit Power to 800 user Gold xii

13 2. Emisi Gas HC tanpa X Power 800 Gold Emisi Gas CO dengan X Power 800 Gold Emisi Gas HC dengan X Power 800 Gold Perbandingan Emisi CO tanpa X Power dan dengan X Power Perbandingan Emisi HC tanpa X Power dan dengan X Power Analisis Data... BAB V. SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan... B. Implikasi... C. Saran... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Siklus Pembakaran Motor Bakar 4 Tak... Gambar 2.2. Detonasi Gambar 2.3. Pembakaran awal akibat pengapian dimajukan... Gambar 2.4. Pembakaran awal akibat titik panas... Gambar 2.5. Molekul termagnetisasi.. Gambar 2.6. Proses ionisasi gaya magnet... Gambar 2.7. X Power..... Gambar 2.8. Bahan bakar sebelum dan sesudah melewati X Power... Gambar 2.9. Perubahan ikatan molekul karbon akibat medan magnet... Gambar Rangkaian sistem bahan bakar dengan X Power... Gambar Pemasangan X Power pada supra X Gambar 3.1. Bagan Alir Proses Eksperimen... Gambar 4.1. Grafik emisi gas polutan CO tanpa penggunaan X Power Gambar 4.2. Grafik emisi gas polutan HC tanpa penggunaan X Power... Gambar 4.3. Grafik emisi gas polutan CO dengan penggunaan X Power. Gambar 4.4. Grafik emisi gas polutan HC dengan penggunaan X Power. Gambar 4.5. Grafik perbandingan emisi CO tanpa dan dengan X Power.. Gambar 4.6. Grafik perbandingan emisi HC tanpa dan dengan X Power xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Spesifikasi Bensin Premium.... Tabel 2.2. Pengaruh konsentrasi COHb... Tabel 2.3. Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor... Tabel 2.4. Karakteristik etanol. Tabel 3.1. Desain Eksperimen... Tabel 4.1. Data Emisi Gas Buang CO dan HC Honda Supra X Tabel 4.2. Data Emisi Gas Buang CO dan HC Tanpa X Power... Tabel 4.3. Data Emisi Gas Buang CO dan HC dengan X Power xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi... Lampiran 2. Pengesahan Proposal Skripsi... Lampiran 3. Surat Permohonan Ijin Reserch... Lampiran 4. Surat Permohonan Ijin Menyusun Sekripsi... Lampiran 5. Surat Keputusan Dekan FKIP UNS... Lampiran 6. Surat Permohonan Ijin Reserch ke Lembaga... Lampiran 7. Surat Keterangan Dinas Perhubungan Surakarta... Lampiran 8. Hasil Data Emisi Honda Supra X Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian... Lampiran 10. Sertifikat Etanol dari PT. BRATACO xvi

17 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Pemakaian sepeda motor dewasa ini mengalami peningkatan, hal ini dapat kita lihat dengan semakin banyaknya sepeda motor yang beroperasi dijalan sehingga sering menimbulkan kemacetan lalu lintas di kota-kota besar dan menimbulkan polusi udara. Di kota besar sangat sulit untuk mendapat udara yang segar, diperkirakan 70 % pencemaran yang terjadi adalah akibat adanya kendaraan bermotor. Salah satu contohnya, yaitu di Jakarta antara tahun terjadi peningkatan jumlah kendaraan berupa: Sepeda motor 207%, Mobil penumpang 177%, Mobil barang 176%, Bus 138%. Perkiraan persentase pencemar udara di Indonesia dari sumber kendaraan bermotor yaitu: CO 70.50%, NOx 8.89%, SOx 0.88%, HC 18.34% dan partikel 1.33% (Tri Admono, 2005). Sebagian besar sepeda motor yang ada saat ini menggunakan motor pembakaran dalam jenis motor bensin 4 langkah sebagai tenaga penggeraknya. Untuk motor pembakaran dalam jenis ini, emisi gas buang dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu putaran mesin, kualitas bahan bakar, perbandingan antara campuran udara dengan bahan bakar, serta proses pembakaran. Salah satu sisa gas pembakaran peda kendaraan sepeda motor yang berbahaya bagi kesehatan manusia adalah gas CO dan HC. Unsur gas CO dan HC yang berpengaruh bagi kesehatan makhluk hidup perlu mendapat kajian khusus, karena unsur CO dan HC hasil pembakaran bersifat racun bagi darah manusia pada saat pernafasan, sebagai akibat berkurangnya oksigen pada jaringan darah. Jumlah CO dan HC yang terdapat di dalam darah, lamanya dihirup dan kecepatan pernapasan menentukan jumlah karboksihemoglobin (kombinasi hemoglobin) di dalam darah, dan jika jumlah CO dan HC sudah mencapai jumlah tertentu atau jenuh di dalam tubuh maka akan menyebabkan kematian. Etanol yang juga dikenal dengan nama etil alkohol adalah suatu senyawa yang mempunyai rumus kimia C 2 H 5 OH. Etanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigen yang commit inheren to user di dalam molekul ethanol tersebut 1

18 2 membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder. Etanol memiliki angka oktan RON (Research Octane Number). Penambahan etanol ke dalam premium akan memperbesar presentase senyawa iso oktana. Jadi dengan penambahan etanol ke dalam premium, maka nilai oktan premium akan semakin tinggi. Dengan bertambahnya nilai oktan pada bahan bakar akan berdampak pada sempurnanya pembakaran pada kendaraan tersebut, sehingga akan mengurangi kadar emisi gas buang. Selain penambahan etanol ke dalam premium untuk mengurangi kadar emisi gas buang pada sepeda motor, seiring dengan perkembangan otomotif semakin banyak pula produk-produk otomotif termasuk didalamnya adalah komponen-komponen modifikasi dalam bidang otomotif, salah satunya adalah X Power. X Power adalah ionizer bahan bakar. Pada prinsipnya, alat ini dapat mengubah molekul bahan bakar menjadi ion bermuatan positif yang mampu menyerap oksigen bermuatan negatif dalam keseimbangan untuk pembakaran dengan sempurna, sehingga dapat meningkatkan performance mesin dengan pencapaian torsi maximum pada putaran rendah dan mengurangi kadar emisi gas buang serta dapat menghemat bahan bakar hingga mencapai %. Namun sejauh ini penambahan etanol pada bahan bakar premium dan penggunaan X power pada kendaraan roda dua untuk meningkatkan kualitas bahan bakar premium agar mengurangi kadar emisi gas polutan CO dan HC sepeda motor dalam masyarakat belum banyak teruji. Terbukti sampai saat ini belum banyak pengguna sepeda motor menambahkan etanol pada bahan bakar premium ataupun penggunaan X power pada kendaraan untuk mengurangi kadar emisi gas polutan CO dan HC. Mengacu pada latar belakang diatas, maka penulis bermaksud untuk melakukan suatu penelitian dengan judul Analisis Penggunaan X Power Dan Variasi Campuran Bahan Bakar Premium - Etanol Terhadap Kadar Gas Polutan CO Dan HC Pada Sepeda Motor Supra X 125 Tahun 2009

19 3 B. Identifikasi Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas timbul suatu masalah yang terkait dengan pengurangan kadar emisi gas buang sebagai berikut: 1. Pertumbuhan jumlah kendaraan bermotor yang pesat menyebabkan kadar emisi gas buang meningkat. 2. Kualitas bahan bakar premium yang mempunyai oktan rendah mempengaruhi tidak sempurnanya pembakaran dan berpengaruh pada kadar emisi gas buang. 3. Kadar emisi gas buang kendaraan CO dan HC yang tinggi sangat berbahaya bagi kesehatan masyarakat. 4. Penambahan etanol dalam premium dalam masyarakat belum banyak teruji sebagai penurun kadar emisi gas buang. 5. Penggunaan X Power pada kendaraan bermotor dalam masyarakat belum banyak teruji sebagai penurun kadar emisi gas buang. C. Pembatasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada masalah-masalah yang terkait dengan judul penelitian, yaitu terbatas pada penggunaan X Power, variasi campuran premiumetanol, dan emisi gas polutan CO dan HC pada Supra X 125 Tahun D. Perumusan Masalah Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah diatas, maka diperlukan suatu perumusan masalah agar penelitian ini dapat dilakukan secara terarah. Adapun perumusan masalah yang diteliti adalah: 1. Bagaimanakah pengaruh penggunaan X Power terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009? 2. Bagaimanakah pengaruh penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009? 3. Bagaimanakah pengaruh interaksi penggunaan X Power dan penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun 2009?

20 4 E. Tujuan Penelitian Suatu penelitian akan mempunyai arti dan makna, manakala mempunyai tujuan yang jelas dan mendatangkan manfaat bagi penelitian dan pihak lain yang berkepentingan. Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah: 1. Menganalisis pengaruh penggunaan X Power terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun Menganalisis pengaruh penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun Menganalisis pengaruh interaksi penggunaan X Power dan penambahan etanol dalam premium terhadap kadar gas polutan CO dan HC pada sepeda motor Honda Supra X 125 tahun F. Manfaat Penelitian Dari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat praktis dan teoritis, manfaat itu adalah: 1. Manfaat Teoritis Secara teoritis, hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat : a. Untuk memberikan sumbangan ilmiah yang berguna dalam rangka pengembangan ilmu di dunia teknologi otomotif. b. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menambah wawasan dan pengetahuan kepada peneliti khususnya dan para pembaca pada umumnya mengenai penambahan etanol pada bahan bakar premium dan kecanggihan produk-produk otomotif khususnya X Power dalam pengaruhnya terhadap emisi gas buang CO dan HC pada kendaraan bermotor, khususnya Honda Supra X 125 tahun c. Memberikan sumbangan pemikiran & referensi bagi penlitian-penelitian yang sejenis.

21 5 2. Manfaat Praktis Secara praktis atau aplikasinya, penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat: a. Memberi alternatif solusi untuk mengurangi kadar gas polutan CO dan HC yang dihasilkan sepeda motor, khususnya Honda Supra X 125 tahun b. Dapat digunakan sebagai acuan bagi masyarakat dalam upaya mengurangi kadar gas CO dan HC pada kendaraannya.

22 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka Dan Penelitian Relevan 1. Tinjauan Pustaka a. Motor Bensin 4 Tak Menurut Toyota (1996 : 3-1) mesin merupakan alat yang merubah sumber tenaga panas, listrik, angin, tenaga atom atau sumber tenaga lainya menjadi tenaga mekanik (mechanical energy). Mesin yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik disebut motor bakar (thermal engine). Motor bensin 4 tak merupakan mesin yang tergolong pada motor pembakaran dalam (internal combustion engine) untuk menghasilkan tenaga, motor ini melakukan pembakaran campuran bensin dengan udara yang sudah dikompresi dalam ruang bakar. Apabila bahan bakar terbakar maka akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang cukup besar didalam silinder. Tekanan gas pembakaran ini akan mendorong torak kebawah dan gerakan ini akan di teruskan ke poros engkol sehingga menjadi gerak putar. Gerak putar inilah yang menghasilkan tenaga pada mobil. Siklus Kerja Motor 4 Tak. Gambar 2.1. Siklus Pembakaran Motor Bakar 4 Tak. (Sumber: Pebri Putra Dewa, 2000) 6

23 7 Langkah pada motor bensin 4 tak adalah sebagai berikut : 1) Langkah hisap. Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dihisap kedalam silinder. Katup hisap terbuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu torak bergerak kebawah, menyebabkan ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran udara dan bahan bakar kedalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar (atmospheric pressure). 2) Langkah Kompresi. Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan. Katup hisap dan katup buang tertutup. Waktu torak mulai naik dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) campuran yang dihisap tadi dikompresikan. Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar. Poros engkol berputar satu kali ketika torak mencapai titik mati atas. 3) Langkah Usaha. Dalam langkah ini mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakan kendaraan. Sesaat sebelum torak mencapai titik mati atas (TMA) pada saat langkah kompresi, busi memberi loncatan api pada campuran yang telah dikompresikan. Dengan terjadinya pembakaran, kekuatan dari tekanan gas yang tinggi mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin (engine power) 4) Langkah Buang. Dalam langkah ini gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder. Katup buang terbuka torak bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), mendorong gas bekas keluar dari silinder. Ketika torak mencapai titik mati atas (TMA), akan mulai bergerak lagi untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah hisap. Poros engkol telah melakukan dua putaran penuh dalam satu siklus yang terdiri dari empat langkah, hisap, kompresi, usaha, buang yang merupakan dasar kerja dari pada mesin empat langkah.

24 8 b. Proses pembakaran Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor. Pembakaran spontan adalah pembakaran dimana bahan bakar mengalami oksidasi perlahan-perlahan sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan, akan tetapi dipakai untuk menaikkan suhu bahan bakar secara pelan-pelan sampai mencapai suhu nyala. Pembakaran sempurna adalah pembakaran dimana semua konstituen yang dapat terbakar di dalam bahan bakar membentuk gas, air ( ), dan gas, sehingga tak ada lagi bahan yang dapat terbakar tersisa. Dalam pembakaran proses yang terjadi adalah oksidasi dengan reaksi sebagai berikut: Karbon + oksigen = Karbon dioksida + panas Hidrogen + oksigen = Uap air + panas Sulfur + oksigen = Sulfurdioksida + panas Berdasarkan jenis bahan bakar, berikut ini reaksi kimia yang terjadi pada saat proses pembakaran: 1) Hidrogen 2H 2 + O 2 => 2H 2 O 2) Bahan bakar minyak 2(CH 2 ) + 3O 2 => 2CO 2 + 2H 2 O 3) Metana CH 4 + 2O 2 => CO 2 + 2H 2 O 4) Etanol C 2 H 5 OH + 3O 2 => 2CO 2 + 3H 2 O 5) Karbohidrat CHOH + O 2 => CO 2 + H 2 O 6) Untuk LPG (Liquified Petroleum Gas) C 3 H 8 + C 4 H O 2 => 7CO 2 + 9H 2 O Rumus kimia bahan bakar adalah Cn Hm. Dalam pembakaran dibutuhkan perbandingan udara bahan bakar dimana besarnya udara yang

25 9 dibutuhkan dalam silinder untuk membakar bahan bakar. Perbandingan udara bahan bakar atau AFR (air fuel ratio). Campuran antara udara dan bahan bakar haruslah pada perbandingan tertentu, jika kita menginginkan suatu pembakaran yang sempurna. Perbandingan yang baik adalah kira-kira 15 : 1 dalam berat. Artinya 15 kg udara membutuhkan 1 kg bahan bakar, atau dapat juga dikatakan untuk pembakaran 1 cc bahan bakar yang dibutuhkan lebih kurang 1 udara. Campuran dikatakan gemuk jika waktu pembakaran jumlah udara kurang dari perbandingan tersebut yang mengakibatkan tidak semua Carbon terbakar menjadi, tetapi sebagian bentuk CO (Carbon Monoksida). Pembakaran yang tidak sempurna ini tidak saja menyebabkan kerugian tenaga, tetapi gas CO sisa pembakaran adalah berbahaya (racun). Suatu campuran dikatakan kurus jika pada campuran tersebut udaranya berlebihan. Sebagian oksigen tidak ikut bereaksi dan akan keluar dari silinder. Peristiwa ini juga menyebabkan kerugian tenaga, dan apabila campuran terlalu kurus kendaraan akan menjadi panas. Usaha untuk penghematan bahan bakar adalah dengan menyetel campuran udara dan bahan bakar dibuat sedikit kurus, kira-kira 17:1 pada kondisi motor tidak berbeban, akan jika kita memginginkan tenaga yang agak besar, maka campuran dibuat lebih gemuk sampai 13:1. Berarti semua oksigen yang masuk dimanfaatkan akan tetapi bahan bakar lebih banyak untuk penambahan tenaga sebanyak 6% dibutuhkan pembakaran sebanyak 18%. 1) Pembakaran sempurna Pembakaran sempurna merupakan proses pembakaran di mana komponen-komponen pembakarannya dapat bereaksi secara sempurna atau habis bereaksi pada saat dan kondisi yang dikehendaki (Toyota Astra Motor, 1993 : 2-2). Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin dimulai pada saat terjadinya loncatan bunga api pada busi. Selanjutnya api membakar gas yang ada disekelilingnya dan menjalar ke seluruh bagian sampai semua partikel gas terbakar habis. Dalam pembakaran

26 10 normal pembagian nyala pada waktu pengapian terjadi di seluruh bagian. Berikut ini rumus pembakaran sempurna premium dan etanol : a) Premium O b) Etanol C 2 H 5 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O Pembakaran yang normal pada motor bensin adalah dimulai pada saat terjadinya loncatan api pada busi dan membakar semua hidrogen dan oksigen yang terkandung dalam campuran bahan bakar. Dalam pembakaran normal semua atom karbon dan hidrogen bereaksi sempurna dengan udara yaitu oksigen. Berikut adalah contoh pembakaran normal CH 4 : CH O 2 --> CO H 2 O Tetapi dalam pembakaran yang tidak lengkap yaitu pembakaran yang ada kelebihan atau kekurangan oksigen. Contoh reaksi kelebihan oksigen : CH O 2 --> CO H 2 O + O 2 Jadi di dalam persamaan reaksi di atas jelas ada kelebihan oksigen. Contoh reaksi kekurangan oksigen : 2 CH 4 + 3,5 O 2 --> CO 2 + CO + 4 H 2 O jadi di dalam persamaan reaksi di atas masih ada CO yang tidak terbakar dan keluar bersama-sama dengan gas buang. Hal tersebut disebabkan karena kekurangan oksigen. 2) Pembakaran tidak sempurna Pembakaran tidak sempurna merupakan proses pembakaran di mana sebagian komponen pembakaran tidak dapat bereaksi secara sempurna atau habis. Reaksi kimia pembakaran tidak sempurna pada ruang bakar engine: C 8 H 18 +O 2 +N 2 CO + CO 2 + HC + Nox + SO 2 + Pb + O 2 + partikel lainnya.

27 11 Ada tiga macam pembakaran tidak sempurna yaitu detonasi, pre-ignition dan diseling. a) Detonasi Detonasi terjadi apabila temperatur di dalam ruang pembakaran berlebihan. Busi membakar campuran secara normal. Secara tiba-tiba setelah pembakaran pertama, campuran dibakar oleh titik panas pada sisi lain ruang bakar. Terjadi pertemuan dua hasil pembakaran. Campuran terbakar pada rentang peledakan (bukan pembakaran normal). Dalam hal ini piston mendapatkan tekanan pukulan/hentakan. Gambar 2.2. Detonasi (Sumber : bahan pelatihan nasional otomotif perbaikan kendaraan ringan, 2002: 14) b) Pembakaran Awal (Pre-ignition) Pembakaran awal sesuai dengan nama yang diberikan adalah pembakaran yang terjadi sebelum waktunya. Ada dua penyebab utama yang menimbulkan pembakaran awal. (1) Saat penyetelan pengapian dibuat lebih awal Pembakaran terjadi dan tekanan pembakaran maksimum dicapai sebelum piston mencapai titik mati atas (TMA). Tekanan pembakaran mencoba mendorong piston mundur kebelakang dengan arah yang berlawanan.

28 12 Gambar 2.3. Pembakaran awal akibat saat pengapian dibuat lebih awal. (Sumber : bahan pelatihan nasional otomotif perbaikan kendaraan ringan, 2002: 13) (2) Saat sebuah titik panas (arang yang membara) di dalam silinder Sumber api yang ada didalam ruang bakar membakar campuran bahan bakar sebelum percikan bunga api terjadi. Tekanan pembakaran maksimum terjadi sebelum piston mencapai TMA. Tekanan pembakaran mencoba mendorong piston mundur dengan arah yang berlawanan. Gambar 2.4. Pembakaran awal akibat titik panas membakar campuran bahan bakar (Sumber : bahan pelatihan nasional otomotif perbaikan kendaraan ringan, 2002: 14) (3) Dieseling Dieseling adalah masih berputarnya mesin secara berlebihan setelah kunci kontak diposisikan off. Kasus ini terjadi pada mesin berbahan bakar bensin. Gejala ini tergolong kondisi yang tidak normal. Secara teknis, mesin seharusnya

29 13 langsung mati ketika kunci kontak kita posisikan OFF. Sebab, pada saat itu supply bensin terputus dan percikan api dari busi padam. Artinya, pembakaran di ruang bakar terhenti dan mesin tak mendapat energi untuk berputar. c. Bahan Bakar Premium Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahan atau aditif, yaitu Tetra Ethyl Lead (TEL). Premium mempunyai rumus empiris Ethyl Benzena ( ) dan memiliki kadar oktan RON (Research Octane Number) 88. Premium adalah bahan bakar jenis destilasi berwarna kuning akibat adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan premium pada umumnya digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain-lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline atau petrol dengan angka oktan adalah 88, dan mempunyai titik didih 200 C. Bensin jenis premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat dipakai pada mesin kompresi tinggi pada saat semua kondisi. Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bensin premium adalah sebagai berikut: O Premium mempunyai komposisi elemen-elemen yaitu C (Carbon), H (Hydrogen), N (Nitrogen), S (Sulphur), O (Oksigen) dan elemen lainnya seperti abu (ash) dan air (Moisture).

30 Tabel 2.1. Spesifikasi Bensin Premium N SIFAT SATUA BATASAN METODE UJI O N MIN MAX ASTM LAIN 1 Densitas kg/m D 1298/ D AngkaOktanaRiset RON 88 D KandunganTimbal gr/ltr D3341/ D Distilasi: 10% vol. penguapan 50% vol. penguapan 90% vol. penguapan Titikdidihakhir Residu o C o C o C o C % vol Tekananuap Reid Psi 9.0 D-323 pada 37,8 o C 6 GetahPurwa mg/100 ml 4.0 D PeriodeInduksi Menit 240 D KandunganBelerang % massa 0.20 D KorosiBilahTembag 3jam/50 o No.1 D-130 a C 10 Uji Doctor % massa Negatif D-3227 IP KandunganSenyawa Oksigenat % volume Warna Kuning Visual 13 KandunganPewarna Gr/100lt 14 Odour Marketable (Sumber: Lancelot Francis Vance, 2011) 14 d. Emisi gas buang (CO dan HC) Polusi udara yang paling tinggi konsentrasinya di akibatkan oleh emisi gas buang dari kendaraan bermotor. Emisi gas buang kendaraan bermotor dapat diartikan commit sebagai to gas-gas user yang dihasilkan (dikeluarkan)

31 15 dari proses pembakaran bahan bakar kendaraan bermotor yang terjadi secara tidak sempurna. Sedangkan menurut Srikandi Fardiaz (1992:93) Polutan udara primer, yaitu polutan yang mencangkup 90 % dari jumlah polutan udara seluruhnya, dapat di bedakan menjadi lima kelompok sebagai berikut: 1) Karbon monoksida (CO) 2) Hidrokarbon (HC) 3) Nitrogen oxide (NOx) 4) Sulfur diokside (SOx) 5) Partikel Sumber polusi yang utama berasal dari transportasi, di mana hampir 60% dari polutan yang di hasilkan terdiri dari karbonmonoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon. Sumber sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah, dan lain-lain. Polutan yang utama adalah karbonmonoksida yang mencapai hampir setengahnya dari seluruh polutan udara yang ada. Dari senyawa-senyawa itu, hidrokarbon dan karbonmonoksida paling berbahaya bagi kesehatan manusia. Penyebab tinginya HC antara lain pengapian tidak tepat, kompresi lemah, maupun kabel busi yang sudah aus. HC terbentuk selama proses pembakaran tidak sempurna sehingga bensin tidak terbakar habis. Jika sering dihirup, gas beracun HC bisa menyebabkan timbulnya penyakit kanker, asma, dan sakit kepala. 1) Karbon monoksida (CO) Pembakaran karbon monoksida dalam mesin bensin tidak semua berlangsung sempurna. Karbon monoksida (CO) dalam bensin mempunyai titik didih yang cukup rendah sehingga dalam mesin bensin, bensin itu berubah menjadi uap. Karena reaksi yang tak sempurna itu, sejumlah karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC), karbon dioksida (CO ), serta NOx, bisa terdapat dalam hasil-hasil 2 pembakaran dalam jumlah yang berarti, bergantung pada bagaimana

32 16 pembakaran itu dilaksanakan. Sumber polusi yang utama berasal dari transportasi, di mana hampir 60% dari polutan yang di hasilkan terdiri dari karbonmonoksida dan sekitar 15% terdiri dari hidrokarbon. Sumber sumber polusi lainnya misalnya pembakaran, proses industri, pembuangan limbah, dan lain-lain. Polutan yang utama adalah karbonmonoksida yang mencapai hampir setengahnya dari seluruh polutan udara yang ada. Proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar merupakan serangkaian proses kimia yang melibatkan campuran bahan bakar dengan oksigen. Proses pembakaran ini menghasilkan empat jenis gas buang, berupa C, CO, NOx dan HC. Keempat jenis gas buang ini terbentuk pada proses pembakaran sempurna dan tidak sempurna. Gas CO dihasilkan oleh pembakaran yang tidak sempurna karena kekurangan oksigen misalnya disebabkan oleh campuran yang terlalu gemuk. Secara teori, tidak terbentuk CO bila terdapat oksigen yang melebihi campuran teori (campuran menjadi kurus). Tetapi gas karbon monoksida (CO) juga dihasilkan pada saat campuran kurus dengan alasan : a) Pada oksidasi selanjutnya CO berubah menjadi 2 CO + => 2C, akan tetapi reaksi ini lambat dan tidak dapat merubah seluruh sisa CO menjadi C, karena itu campuran kurus sekalipun menghasilkan CO. b) Pembakaran yang tidak merata disebabkan oleh tidak meratanya distribusi bahan bakar di dalam ruang bakar. c) Temperatur di sekeliling silinder rendah, sehingga cenderung quenching artinya temperatur terlalu rendah untuk terjadinya pembakaran, sehingga api tidak dapat mencapai daerah dalam silinder. Oksida tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang mengandung karbon terjadi commit jika to user jumlah oksigen yang tersedia kurang

33 dari jumlah yang dibutuhkan untuk pembakaran sempurna di mana di hasilkan karbon dioksida. Pembentukan karbon monoksida hanya terjadi jika reaktan yang ada terdiri dari karbon dan oksigen murni. Jika yang terjadi adalah pembakaran komponen yang mengandung karbon di udara, prosesnya lebih kompleks dan terdiri dari beberapa tahap reaksi. Beberapa reaksi tersebut telah dipelajari dan diketahui. Tabel 2.2. Pengaruh konsentrasi COHb di dalam darah terhadap kesehatan manusia. Konsentrasi COHb dalam Pengaruhnya terhadap kesehatan darah (%) < 1.0 Tidak ada pengaruh Penampilan agak tidak normal Pengaruhnya terhadap sistem syaraf sentral, reaksi panca indra tidak normal, benda terlihat agak kabur. 5.0 Perubahan fungsi jantung dan pulmonari Kepala pening, mual, berkunangkunang, pingsan, kesukaran bernafas, kematian. (Sumber: Srikandi Fardiaz, 1992: 100) 2) Hidrokarbon (HC) Hidrokarbaon atau yang sering disebut HC adalah pencemaran udara yang dapat berupa gas, cair maupun padat. Dinamakan HC karena penyusun utamanya adalah atom karbon (C) dan atom hidrogen (H) yang dapat tersusun secara ikatan lurus (ikatan ratai) dan ikatan cicin (ikatan tertutup). Semakin tinggi jumlah atom karbon, unsur ini akan cenderung berbentuk padatan. Hidrokarbon dengan kandungan unsur C antara 1 4 atom karbon akan berbentuk gas pada suhu kamar, sedangkan kandungan karbon di atas 5 akan berbentuk cair dan padatan. 17

34 18 Hidrokarbon yang berupa gas akan tercampur dengan gas-gas hasil buangan lainnya. Sedangkan bila berupa cair maka HC akan membentuk semacam kabut minyak, bila berbentuk padatan akan membentuk asap yang pekat dan akhirnya menggumpal menjadi debu. Berdasarkan struktur molekulnya, hidrokarbon dapat dibedakan dalam 3 kelompok yaitu hidrokarbon alifatik, hidrokarbon aromatik, dan hidrokarbon alisiklis. Molekul hidrokarbon alifatik tidak mengandung cincin atom karbon dan semua atom karbon tersusun dalam bentuk rantai lurus atau bercabang. Jumlah atom C dalam senyawa hidrokarbon akan menentukan bentuknya, apakah padat, cair atau gas. Pada suhu kamar hidrokarbon suku rendah (jumlah atom c sedikit) berbentuk gas, hidrokarbon suku menegah (jumalah atom c sedang) berbentuk cairan, hidrokarbon suku tinggi (jumalah atom c banyak) berbentuk padat. (Wardhana, 2004:51) Hidrokarbon merupakan senyawa tak berwarna, tak larut atau hanya sedikit sekali larut dalam air. Hidrokarbon dapat dibakar dalam oksigen maupun udara untuk menghasilkan karbondioksida dan air. Pembakaran hidrokarbon dalam mesin bensin tidak berlangsung demikian sempurna seperti dalam persamaan di atas. Hidrokarbon dalam bensin mempunyai titik didih yang cukup rendah sehingga dalam mesin bensin, bensin itu berubah menjadi uap. Karena reaksi yang tak sempurna itu, sejumlah karbonmonoksida, hidrokarbon, karbondioksida, serta NO x bisa terdapat dalam hasil-hasil pembakaran dalam julah yang berarti, bergantung pada bagaimana pembakaran itu dilaksanakan. Unsur hidrokarbon terdapat di gas buang berbentuk gasolin yang tidak terbakar dan hidrokarbon yang hanya sebagian bereaksi dengan oksigen. Hal ini disebabkan bila campuran udara dan bahan bakar tidak terbakar sempurna didekat silinder dimana apinya lemah dan suhunya rendah. Hidrokarbon dapat keluar tidak hanya kalau campuran udara dan commit bahan to bakar user gemuk, tertapi bisa saja kalau

35 campurannya kurus. Selain itu juga suhu pembakarannya rendah dan lambat serta bagian dinding ruang pembakarannya dingin juga dapat menimbulkan gas hidrokarbon. Secara alamiah, motor banyak memancarkan hidrokarbon kalau baru saja dihidupkan atau berputar bebas (idle) atau waktu pemanasan. Pada kondisi stasioner, motor membutuhkan campuran yang kaya agar mudah hidup dikarenakan temperatur rendah. Pada kondisi campuran yang kaya dan temperatur yang rendah memungkinkan banyak bahan bakar yang tidak terbakar dan ikut keluar bersama gas buang lainnya sehingga pada kondisi ini gas hidrokarbon lebih besar. Hidrokarbon di udara akan bereaksi dengan bahan-bahan lain dan akan membentuk ikatan baru yang disebut Plycylyc Aromatic Hidrocarbon (PAH) yang banyak dijumpai di daerah industri dan pada lalulintas. Bila PAH ini masuk dalam paru-paru akan menimbulkan luka dan merangsang terbentuknya sel-sel kanker. Pada saat ini indonesia menerapkan nilai ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor dalam rangka pengendalian pencemaran udara yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor, maka perlu dilakukan upaya untuk menurunkan nilai ambang batas bagi kendaraan bermotor. Tabel 2.3 Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Katagori Tahun Pembuatan Parameter 19 Metode Uji CO (%) HC(PPM) Sepeda motor < idle dua langkah Sepeda motor < idle empat langkah Sepeda motor dua langkah dan empat langkah idle (Sumber : Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : 05 Tahun 2006)

36 20 Kontrol emisi gas buang (CO dan HC) dari kendaraan bermotor lebih kompleks, karena masalahnya bukan saja berasal dari buangan karbon monoksida tetapi juga penguapannya. Oleh karena itu, pemerintah melalui Menteri Negara Lingkungan Hidup mengeluarkan surat keputusan nomor: 05 tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor. e. Etanol (C 2 H 5 OH) Etanol merupakan kependekan dari etil alcohol (C 2 H 5 OH); sering pula disebut grain alcohol atau alkohol. Wujud dari etanol berupa cairan yang tidak berwarna, mudah menguap dan mempunyai bau yang khas. Berat jenisnya adalah sebesar 0,7939 g/ml, dan titik didihnya 78,320 o C pada tekanan 766 mmhg. Sifat lainnya adalah larut dalam air dan eter, serta mempunyai panas pembakaran kkal. Etanol digunakan dalam beragam industri seperti sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan baku farmasi dan kosmetik, dan campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, dan bensin alkohol (gasohol). (Joko Winarno, 2011) Table 2.4 Karakteristik etanol sebagai bahan bakar kendaraan bermotor Karakteristi Bensin Campuran (100%) bensin/etanol BB etanol Stoikiometri udara/bahan bakar 14,5:1 12,7:1 9,0:1 Kerapatan massa (20 o C) (kg/m 3 ) ±770 ±780 ±810 Kalor Pembakaran (kcal/kg) ± ±9.600 ±6.100 Angka oktan MON RON (MON+RON)/ Tekanan Uap (kpa) Sangat randah [Joseph, Jr. (2004)] Pemakaian etanol sebagai sumber energi dalam industri dan kendaraan akan sangat mengurangi pembuangan gas CO2 yang mengakibatkan pemanasan global. Cepat atau lambat sumber minyak (fosil fuel) akan habis karena depositnya terbatas. Minyak bumi merupakan

37 21 sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Keterbatasan itu mendorong negara industri melirik etanol (biofuel) sebagai sumber energi altenatif. Selain terus-menerus dapat diproduksi oleh mikroorganisme, etanol juga ramah lingkungan. Beberapa keunggulan dari penggunaan etanol sebagai bahan bakar yaitu: 1) Diproduksi dari tanaman yang bersifat renewable. 2) Mengandung kadar oksigen sekitar 35% sehingga dapat terbakar lebih sempurna. 3) Penggunaan gasohol dapat menurunkan emisi gas buang. 4) Pembakaran tidak menghasilkan partikel timbal dan benzena yang bersifat karsinogenik (penyebab kanker). 5) Mengurangi emisi fine-particulates yang membahayakan kesehatan manusia. 6) Mudah larut dalam air dan tidak mencemari air permukaan dan air tanah. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95%, untuk digunakan sebagai bahan bakar perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99,5% yang sering disebut Fuel Grade Ethanol (FGE). Mengingat pemanfaatan etanol yang beraneka ragam, maka kadar etanol yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan penggunaannya. Etanol yang mempunyai kadar 90-96,5% dapat digunakan pada industri, sedangkan etanol yang mempunyai kadar 96-99,5% dapat digunakan sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Etanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan yang harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak korosif, sehingga etanol harus mempunyai kadar sebesar 99,5-100%. Perbedaan besarnya kadar akan berpengaruh terhadap proses pengolahan karbohidrat menjadi glukosa larut air. Reaksi kimia terbentuknya etanol: (C 6 H 10 O 5 )n + H 2 O N C 6 H 12 O 6 (1) (pati) enzim (glukosa)

38 22 (C 6 H 12 O 6 )n 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 (2) (glukosa) ragi (etanol) (Ridho Daniel Sihaloho, 2009) Pada dasarnya etanol dapat diperoleh melalui 2 cara. Pertama, etanol yang diperoleh melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme. Kedua, etanol diperoleh dari hasil sintesa etilen. Bioetanol dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Bioetanol banyak digunakan dalam industri minuman, kosmetik dan industri farmasi seperti deterjen, desinfektan dan lain-lain. Alkohol dari produk petroleum atau dikenal sebagai alkohol sintetis banyak dipakai untuk bahan baku pada industri acetaldehyde, derivat acetyl dan lain-lain. Selain bioetanol dikenal pula gasohol, yang merupakan campuran bioetanol dengan premium yang digunakan sebagai bahan bakar. Brazil, Amerika Serikat, Argentina, Australia, Kuba, Jepang, Selandia Baru, Afrika Selatan, Swiss dan lainlain telah mengunakan bahan bakar alternatif ini untuk digunakan pada kendaraan bermotor. (Ridho Daniel Sihaloho, 2009) f. Gaya Medan Magnet Coulomb menemukan adanya medan gaya magnet yang dihasilkan diantara dua kutub berbeda. Kemudian teori berkembang lebih ke arah molekuler dimana pada tahun 1982 Webber dan dikembangkan oleh Ewing mengemukakan teori bahwa moleku suatu zat benda, telah mengandung potensi magnet dengan masing-masing kutub N (utara) dan S (selatan). Pada keadaan tidak termagnetisasi, molekul kecil magnet

39 23 berada dalam bentuk tidak beraturan. Dan jika dipengaruhi medan magnet pada partikelnya, maka molekul tersebut mempunyai gaya magnet untuk bergerak dan menyesuaikan kutub magnet dengan induksi magnet yang diberikan. Gambar 2.5. Molekul termagnetisasi Sulit menjelaskan tentang fenomena pengaruh magnetisasi pada sejumlah material berdasarkan kuat tidaknya dipengaruhi oleh medan magnet, seperti besi, baja, nikel (ferromagetic) dan oksigen, aluminium (paramagnetic). Akan tetapi dengan teori Atom dapat membantu menggambarkan fenomena tersebut. Disebutkan bahwa keseimbangan antara positif dan negatif elektron yang berputar mengelilingi inti atom mempengaruhi kuat atau tidaknya suatu zat dapat dipengaruhi medan magnet. Seperti unsur-unsur yang terkandung dalam bahan bakar hidrokarbon mempunyai juga kecenderungan sifat antara positif (H + ) dan negatif (C - ) dimana jumlahnya tidak sama, sehingga dengan jum lah positif dan negatif yang tidak sama maka zat tersebut dapat dipengaruhi medan magnet. Penggunaan magnet ditujukan untuk menimbulkan ionisasi pada bahan bakar. Proses ionisasi diperlukan agar bahan bakar lebih mudah mengikat oksigen selama proses pembakaran dan mengurangi produk unburned hydrocarbon hasil proses pembakaran bahan bakar. Hal ini disebabkan ukuran struktur molekul bahan bakar akan berubah menjadi ikatan yang lebih kecil akibat magnetisasi (gambar 2.3). Ukuran molekul yang lebih kecil ini secara langsung akan berakibat pada semakin mudahnya proses pembakaran dalam ruang bakar. Dengan kata lain proses magnetisasi pada bahan bakar akan membuat pembakaran lebih sempurna.

40 24 Gambar 2.6. Proses ionisasi gaya magnet. g. X Power X Power diciptakan pada tahun 1996 dan sampai saat ini sudah diproduksi lebih dari unit dengan pendistribusiannya hampir diseluruh pelosok Indonesia, serta alat ini telah terdaftar dan mempunyai Hak Paten Nomor ID S Tentang Alat Penghemat BBM/BBG Non Katalis, Paten Design Industri Nomor ID D dan ID D. Gambar 2.7 X Power (Sumber : Suprayitno, 2011)

41 25 X Power adalah sebuah alat ionizer bahan bakar modern yang mampu memenuhi keinginan konsumen dalam meningkatkan performance mesin kendaraan dan mesin-mesin lainnya, dapat menghemat bahan bakar dan mengurangi polusi gas buang. Pada prinsipnya adalah ionizer bahan bakar modern. Yaitu alat untuk meningkatkan kualitas bahan bakar yang dalam mekanisme bekerjanya memakai gelombang Active Ultra Magnetics yang dihasilkan dari susunan beberapa magnet permanen. Dengan proses tersebut, alat ini dapat mengubah molekul bahan bakar menjadi ion bermuatan positif yang mampu menyerap oksigen bermuatan negatif dalam keseimbangan untuk pembakaran sempurna, sehingga dapat meningkatkan performance mesin dengan pencapaian torsi maximum pada putaran rendah dan mengurangi polusi gas buang serta dapat menghemat bahan bakar hingga mencapai 10-40%. (Rizky Perdana Kurniawan, 2011). Dengan teknologi magnetik resonansi ini, ikatan hidrogen dan carbon dalam bahan bakar bisa direnggangkan sehinga unsur O (oksigen) 2 bisa masuk dalam senyawa bahan bakar. Dan dengan adanya proses ini proses pembakaran dalam kendaraan bisa berlangsung sempurna. Di mana dengan pembakaran yang sempurna akan menaikkan power mesin, menghemat bahan bakar dan menurunkan polusi gas buang. Gambar 2.8 Bahan bakar sebelum dan sesudah melewati X Power. (Sumber: Suprayitno, 2011)

42 26 Semua mesin bakar hampir sama proses pembakarannya dari BBM dibakar dalam ruang bakar dengan percikan api Busi pada motor bensin, dan dengan tekanan yang tinggi pada motor diesel. X Power akan membuat ikatan dalam rantai molekul C-H-N. Hasil dari ikatan ini akan membuat pembakaran menjadi lebih baik karena tiaptiap ikatan akan membuat rantai yang teratur. (Agung Sudrajad & Osami NISIDA, 2003: 45). Saat magnetisasi, molekul hidro carbon akan cenderung tertarik satu sama lain, membentuk molekul-molekul yang bergelombong (clustering). Penggumpalan ini akan terus berlangsung, sehingga menyebabkan molekul-molekul hidro carbon tidak langsung berpisah pada saat bereaksi dengan oksigen. Hal ini mengakibatkan ketidak sempurnaan pembakaran yang dapat diukur pada kandungan gas buang. Molekul penyusun utama premium bersifat diamagnetic, dimana memiliki momen spin electron berpasangan sebagai akibat ikatan C-H. Saat diberikan medan magnet eksternal, momen magnet terinduksi secara lemah. Momen magnet ini berasal dari orbit electron sekitar inti yang menghasilkan medan magnet. Pada suatu medan magnet eksternal, ekstra torque diaplikasikan ke elektron menghasilkan orientasi anti-partikel momen magnet atom yang lemah terhadap medan magnet. Suatu medan magnet permanen yang cukup kuat pada molekul hidro carbon menyebabkan reaksi penolakan antar molekul hidrokarbon (de-clustering), sehingga terbentuk jarak yang optimal antar molekul dengan oksigen. Gugus molekul polar dipengaruhi oleh medan magnet sehingga gugus tersebut semakin aktif dan terorientasi sesuai dengan arah medan magnet. Hal ini mengakibatkan penolakan antar molekul, sehingga terjadi fenomena de-clustering. Pada akhirnya oksigen akan lebih midah bereaksi dengan molekul dan menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna. Pemecahan gumpalan-gumpalan (de-clustering) molekul ini dapat dijelaskan juga melalui teori momen ikatan yang berada dalam medan magnet, maka akan mengalami sejumlah gaya balik tertentu. Gaya ini secara sederhana commit mendorong to user medan magnet untuk membebaskan

43 27 ikatan dalam medan magnet sehingga atom karbon akan lebih mudah bereaksi dengan oksigen dalam proses pembakaran. (Mochamad Chalik, dkk, 2005: 36-42) Gambar 2.9 Ilustrasi perubahan ikatan molekul karbon akibat medan magnet (Sumber: Agung Sudrajad & Osami NISIDA, 2003: 45) Rumus asli semua BBM adalah CnHn + logam-logam tambahan (S, P, Za, Pb, Mn, Fe) Pada mesin yang tidak pakai X Power logam tambahan yang ada menjadi sulit terbakar dan menjadi kerak dalam ruang bakar. Fungsi X Power disini adalah sebagai ionizer, yaitu merubah struktur BBM dari molekul-molekul menjadi ion yang mudah mengikat oksigen yang digunakan untuk proses pembakaran. Semua unsur yang ada di BBM akan terionisasi dan mudah mengikat oksigen yang telah disediakan dari filter mesin untuk proses pembakaran. Rumusnya menjadi: CnHnO2, SO2, ZaO2, PbO2, MnO2, FeO2. Tidak lagi menggerombol dalam bentuk molekul, tapi telah terpisah menjadi bagian yang kecil yaitu ion-ion yang masing-masing dapat mengikat oksigen untuk proses pembakaran. (Rizky Perdana Kurniawan, 2011). X Power dapat digunakan pada mesin sepeda motor 2 tak maupun 4 tak) dan mesin lainnya yang berbahan bakar bensin, solar/hsd, biofuel, HFO, dll. Alat ini dapat dipasang pada saluran bahan bakar sebelum ataupun sesudah filter bahan bakar.

44 28 Gambar 2.10 Rangkaian aliran sistem bahan bakar menggunakan X Power. (Sumber : Suprayitno, 2011) Gambar pemasangan Xpower pada supra X 125 (Sumber : Suprayitno, 2011) Manfaat dan kegunaan Xpower pada kendaraan bermotor adalah sebagai berikut : 1. Menyempurnakan komposisi BBM dan pembakaran 2. Meningkatkan kinerja mesin dan akselerasi kendaraan 3. Getaran dan suara mesin lebih halus, hilangkan knocking 4. Temperatur mesin lebih stabil 5. Membersihkan ruang bakar dan menghemat biaya pemeliharaan mesin 6. Menurunkan emisi gas buang dan menghemat BBM hingga 10-40%