Arga Hartantyadhi Pratama, Danar Susilo Wijayanto & Ngatou Rohman

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN BIODIESEL PADA BAHAN BAKAR SOLAR DAN PEMANASAN BAHAN BAKAR MELALUI PIPA BERSIRIP SPIRAL DI DALAM UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR MESIN DIESEL MITSUBISHI L300 Arga Hartantyadhi Pratama, Danar Susilo Wijayanto & Ngatou Rohman Prodi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, UNS Kampus UNS Pabelan, Jl. Ahmad Yani 200, Surakarta, Tlp/Fax (0271) / Corresponding author : Arga Hartantyadhi Pratama ahape11@gmail.com ABSTRACT The purpose of this research is to: (1) Investigate effect of biodiesel adding into diesel fuel towards Mitsubishi L300 Diesel Engine fuel consumption; (2) Investigate effect of fuel heating through spiral-fin pipes in the upper tank radiator towards Mitsubishi L300 Diesel Engine fuel consumption; (3) Investigate the best result beetwen biodiesel adding into diesel fuel and effect of fuel heating through spiral-fin pipes in the upper tank radiator towards Mitsubishi L300 Diesel Engine fuel consumption. This research was a descriptive quantitative with experiments methods. Sample on this research was a Mitsubishi 4 cylinder type L300 Diesel Engine. Data was getting from measuring Mitsubishi L300 Diesel Engine fuel consumption with the 0 %, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% of biodiesel mix variations, it was included with without heating variations; non-fin pipes heating; and finned pipes heating with inter fin variation was 2 spiral thread, 4 spiral thread, 6 spiral thread, and perpendicular-fin. Result of this research shows as: (1) It has an effect of biodiesel adding into diesel fuel on the Mitsubishi L300 Diesel Engine.; (2) It has an effect of fuel heating using spiral-fin pipes in the upper tank radiator on reducing Mitsubishi L300 Diesel Engine fuel consumption.; (3) It has an effect of biodiesel adding and fuel heating on reducing fule consumption in the Mitsubishi L300 Diesel Engine. The biggest reducing of fuel consumption happens on 20% biodiesel : 80% fuel diesel fuel level and fuel heating using pipes with 6 spiral thread inter-fin variation that is as much as ml/minute every cycle. Consumption reducing is ml/minute ar as much as % from standart consumption. Keywords: Fuel Heating, Spiral-fin Pipes, Biodiesel, Fuel Consupmtion, Upper Tank Radiator. A. Pendahuluan Perkembangan ekonomi dunia tidak dapat dipisahkan dari harga minyak dunia yang selalu berubah, perubahan tersebut dapat diakibatkan beberapa faktor di antaranya kebijakan negara pengekspor minyak, keamanan, situasi politik dunia, dan masih banyak lagi faktor lainnya. Harga ratarata minyak mentah dunia pada triwulan I tahun 2016 cenderung mengalami kenaikan dibandingkan pada triwulan IV tahun 2015, yaitu tertinggi mencapai USD 107,64 per barrel pada Februari 2016 meningkat 3,4% dari bulan sebelumnya. Untuk harga minyak mencapai USD 116,5 per barrel, meningkat 2,95% dari bulan Januari 2016 (BAPPENAS, 2016). Berkembangnya kehidupan manusia dan kemajuan teknologi, kebutuhan akan konsumsi sumber daya energi semakin hari semakin meningkat. Bahan Bakar Minyak (BBM) merupakan salah satu sumber daya energi tersebut. Sebagai contoh penggunaan sumber daya energi adalah penggunaan BBM di dunia otomotif. Sarana transportasi merupakan aplikasi nyata dari perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang otomotif. Sarana yang dimaksud adalah kendaraan roda empat. Semakin meningkatnya transportasi ini tanpa disadari membawa dampak semakin banyaknya sumber daya energi yaitu BBM yang digunakan. Terbatasnya ketersedian BBM ini memunculkan berbagai masalah di berbagai bidang, salah satunya di bidang otomotif. Banyak pihak telah menyerukan penghematan energi terutama BBM. Penghematan dapat dilakukan dengan cara 1

2 menggunakan kendaraan sesuai dengan fungsi dasarnya sebagai alat transportasi, perawatan kendaraan secara berkala, metode penghematan bahan bakar melalui penambahan alat-alat penghemat bahan bakar dan sebagainya. Solar memiliki komposisi pokok yaitu alpha methyl naphthalene (C 16 H 7 CH 3 ) dan polyolifin (C 16 H 32 ) masing-masing adalah unsur yang mudah dan sulit berdetonasi. Karakteristik ideal bahan bakar solar yaitu viskositas sempurna (tidak tinggi dan tidak terlalu rendah persentase air, abu, belerang dan sisa-sisa karbon harus rendah). Makin tinggi cetane number semakin mudah suatu solar untuk dibakar. Solar juga biasa disebut sebagai gas oil, Automotive Diesel Oil atau High Speed Diesel. Panas yang diserap oleh pemanasan menggunakan tiga pipa bersirip membuat bahan bakar mempunyai viskositas yang kurang sempurna menjadi bahan bakar yang mempunyai viskositas sempurna. Motor diesel adalah salah satu dari Internal Combustion Engines (mesin pembakaran dalam). Tingginya konsumsi bahan bakar dan kadar polusi dari kendaraan bermotor pada dasarnya dapat dikendalikan dan dikurangi. Salah satu cara paling tepat adalah dengan cara memperbaiki proses pembakaran yang terjadi di dalam mesin. Cara-cara yang dapat dilakukan antara lain dengan perbaikan mutu bahan bakar, homogenitas campuran bahan bakar dan mengatur saat pembakaran dengan tepat. Salah satu syarat agar campuran lebih homogen adalah bahan bakar harus mudah menguap. Selain memperbaiki sistem pembakaran, kualitas dari bahan bakar dapat ditingkatkan dengan cara mencampur bahan bakar solar dan biodiesel. Beberapa karakteristik kandungan biodiesel sebagian lebih tinggi dan sebagian lain lebih rendah dari spesifikasi yang terdapat pada minyak solar, sehingga apabila dilakukan penyampuran dengan perbandingan tertentu akan terdapat berbedaan performa/prestasi mesin berupa daya, torsi dan konsumsi bahan bakar spesifik pada motor diesel. Pentingnya penghematan terhadap bahan bakar motor diesel yang menghasilkan pembakaran yang ideal dan rendah emisi berarti turut mengurangi pemborosan energi dan melindungi lingkungan hidup dari pencemaran. B. Metode Penelitian Penelitian yang dilakukan menggunakan metode eksperimen yang dilakukan di laboratorium. Penelitian ini menggunakan variasi campuran biodiesel ke dalam bahan bakar solar dengan kadar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% dan 30%. Penelitian ini juga menggunakan variasi pemanasan menggunakan pipa tembaga bersirip 2 ulir spiral, 4 ulir spiral, 6 ulir spiral. Penelitian eksperimen ini dilakukan untuk mengetahui besar pengaruh penambahan biodiesel, pemanasan bahan bakar solar melalui pipa tembaga bersirip spiral, terhadap konsumsi bahan bakar pada mesin Diesel Mitsubishi L300 dengan membandingkan hasil antara pengujian yang menggunakan perlakuan dengan hasil Penelitian ini dilakukan di laboratorium otomotif Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Kampus V FKIP UNS Jalan Ahmad Yani nomer 200 Pabelan, Kartosuro, Sukoharjo. Pada penelitian ini, sampel yang digunakan adalah mesin Diesel 4 silinder tipe Mitsubishi L300 mengguakan bahan bakar solar. Alat yang digunakan untuk mengukur waktu konsumsi bahan bakar yaitu stopwatch. Variasi campuran bahan bakar solar dan biodiesel adalah dengan kadar 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% dan 30%. C. Hasil Penelitian Berikut adalah data hasil pengujian pengaruh pemanasan bahan bakar solar melalui pipa bersirip spiral pada upper tank radiator dan variasi campuran bahan bakar solar dan biodiesel terhadap konsumsi bahan bakar mesin Diesel Mitsubishi L300. 2

3 Tabel 1. Data Waktu Konsumsi Bahan Bakar Kadar Biodiesel Konsumsi Bahan Bakar 100 ml (menit) Pipa Bersirip Spiral (%) Tanpa Pemanasan Pipa Tanpa Sirip 2 Ulir Spiral 4 Ulir Spiral 6 Ulir Spiral 0 10,651 10,520 10,262 10,175 9, ,505 10,416 10,129 9,863 9, ,447 10,286 10,050 9,772 9, ,253 10,146 9,857 9,677 9, ,965 9,825 9,761 9,585 9, ,135 9,961 9,837 9,756 9, ,362 10,181 10,016 10,135 9,651 10,8 KONSUMSI BAHAN BAKAR (ML/MENIT) 10,6 10,4 10,2 10 9,8 9,6 9,4 10,505 10,416 10,129 9,863 9,751 10,447 10,286 10,05 9,772 9,693 10,253 10,146 9,857 9,677 9,493 10,362 10,181 10,135 10,135 10,035 10,016 9,965 9,961 9,825 9,761 9,651 9,585 9,6 9,489 9,331 9,2 9 5% 10% 15% 20% 25% 30% KADAR BIODIESEL DALAM SOLAR (%) Tanpa Perlakuan Sirip Polos Ulir 2 Ulir 4 Ulir 6 Gambar 2. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar dari Campuran Biodiesel pada Solar 3

4 Berdasarkan gambar 2, dan tabel 1 dapat diketahui bahwa konsumsi bahan bakar standar pada mesin Diesel Mitsubishi L300 sebesar 10,651 ml/menit tiap siklus. Pada variasi penambahan biodiesel dan tanpa pemanasan bahan bakar jumlah konsumsi bahan bakar yang paling hemat yaitu saat penambahan kadar biodiesel 20% dengan suhu bahan bakar 34 C sebesar 9,965 ml/menit tiap siklus. Selisih konsumsinya 0,686 ml/menit atau sebesar 6,44% dari konsumsi Pada saat dilakukan variasi pemanasan tanpa sirip menunjukkan jumlah konsumsi bahan bakar paling hemat dengan penambahan biodiesel dengan kadar 20% dengan suhu bahan bakar 64 C sebesar 9,852 ml/menit tiap siklus. Selisih konsumsinya sebesar 0,826 ml/menit atau sebesar 7,755% dari konsumsi Pada variasi pemanasan bahan bakar dengan jarak sirip 2 ulir spiral konsumsi bahan bakar paling hemat pada kadar biodiesel 20% dengan suhu bahan bakar 68 C yaitu 9,761 ml/menit tiap siklus. Penurunan konsumsinya sebesar 0,890 ml/menit tiap siklus atau sebesar 8,356% dari konsumsi Pada variasi pemanasan bahan bakar dengan jarak sirip 4 ulir spiral konsumsi bahan bakar paling hemat pada kadar biodiesel 20% dengan suhu bahan bakar 56 C yaitu 9,585 ml/menit tiap siklus. Penurunan konsumsinya sebesar 1,066 ml/menit tiap siklus atau sebesar 10,008% dari konsumsi Pada variasi pemanasan bahan bakar dengan jarak sirip 6 ulir spiral konsumsi bahan bakar paling hemat pada kadar biodiesel 20% dengan suhu bahan bakar 58 C yaitu 9,331 ml/menit tiap siklus. Penurunan konsumsinya sebesar 1,320 ml/menit tiap siklus atau sebesar 12,393% dari konsumsi Beberapa data pengujian di atas dapat dilihat, bahwa konsumsi bahan bakar pada mesin Diesel Mitsubishi L300 paling rendah atau paling hemat yaitu pada pengujian dengan menggunakan variasi pemanasan bahan bakar dengan sirip jarak 6 ulir spiral dan penambahan biodiesel dengan kadar 20% dengan suhu bahan bakar 58 C yaitu 9,331 ml/menit tiap siklus. Penurunan konsumsinya sebesar 1,320 ml/menit tiap siklus atau sebesar 12,393% dari konsumsi D. Simpulan Dan Saran Simpulan Berdasarkan data dan hasil uji coba pada penelitian pengaruh penambahan biodiesel dan pemanasan bahan bakar terhadap konsumsi bahan bakar pada obyek penelitian mobil Diesel Mitsubishi L300 dapat disimpulkan bahwa : 1. Penambahan biodiesel pada bahan bakar solar dapat menurunkan konsumsi bahan bakar Diesel Mitsubishi L300. Variasi penambahan biodiesel dan pemanasan bahan bakar jumlah konsumsi bahan bakar yang paling hemat yaitu, saat penambahan kadar biodiesel 20% sebesar 9,965 ml/menit tiap siklus. Selisih konsumsinya 0,686 ml/menit atau sebesar 6,44% dari konsumsi 2. Penggunaan pemanasan bahan bakar menggunakan pipa bersirip spiral di dalam upper tank radiator menurunkan konsumsi bahan bakar pada mesin Diesel Mitsubishi L300. Penurunan konsumsi terbesar pada pemanasan bahan bakar menggunakan pipa bersirip spiral dengan variasi sirip 6 ulir spiral tanpa campuran biodiesel atau 0% biodiesel : 100% solar. 3. Penambahan biodiesel pada bahan bakar solar dan pemanasan bahan bakar menurunkan konsumsi bahan bakar pada mesin Diesel Mitsubishi L300. Penurunan konsumsi terbesar pada kadar 20% biodiesel : 80% solar dan pemanasan bahan bakar menggunakan pipa dengan variasi sirip 6 ulir spiral sebesar 9,331 ml/menit tiap siklus. Penurunan konsumsinya sebesar 1,320 ml/menit atau sebesar 12,393% dari konsumsi 4

5 Saran Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh dan implikasinya, maka dapat disampaikan saran-saran sebagai berikut: 1. Untuk menghemat bahan bakar disarankan menambah biodiesel 20% - 80% solar pada bahan bakar solar dan pemanasan bahan bakar menggunakan pipa tembaga bersirip spiral dengan jarak sirip 6 ulir spiral. 2. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan pada variabel yang lebih luas, yaitu pengaruh penambahan biodiesel dan pemanasan bahan bakar terhadap daya dan torsi, sehingga dapat diketahui hubungan antara variasi pemanasan bahan bakar, daya dan torsi, serta konsumsi bahan bakar. 3. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan pada variabel yang sama tetapi dengan mesin Diesel yang spesifikasinya berbeda. 4. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan pada variabel yang sama tetapi dengan mesin yang berbeda, yaitu pengaruh terhadap mesin bensin. E. Daftar Pustaka Arend, Bpm., Berenschot. (1980). Motor Bensin. Jakarta: Erlangga Arismunandar, Wiranto & Tsuda, K. (2008). Motor Diesel Putaran Tinggi. Jakarta: Pradnya Paramita As adi, M. (2011). Uji Pemasangan Brown Gas Terhadap Peforma Motor Bensin 4 Langkah. Skripsi Tidak Dipublikasikan. Universitas Pembangunan Negara Veteran, Jakarta BAPPENAS. (2016). Kerangka Ekonomi Makro. Diperoleh 18 Februari 2016,dari Boedoyo, S. M. (2006). Teknologi Pencampuran Bio-Diesel dan Minyak Solar di Indonesia. Diperoleh pada 20 Januari 2016, dari iboed/. Daryanto & Setyabudi, I. (2014). Teknik Motor Diesel. Bandung: Alfabeta Daryanto. (2008). Teknik Service Mobil. Jakarta: Rineka Cipta Daryanto. (2013). Teknik Merawat Automobil Lengkap. Bandung: Yrama Widya Fachri. (2014). Unsur yang termasuk Konduktor. Diperoleh 28 Februari 2016, dari m/2014/11/29/unsur-yangtermasuk-konduktor/. Info Minyak Kelapa Sawit. (2015). Diperoleh pada 9 Januari 2016, dari Info Product Mitsubishi L300. (2014). Diperoleh pada 11 Januari 2016, dari Info Spesifikasi Minyak Solar. (2016). Diperoleh pada 3 Maret 2016, dari Nurachmandani, Setya. (2009). Fisika 1 Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Pembukuan Departemen Pendidikan Nasional. Purwaningsih, S. (2012). Aktivitas Antioksidan dan Komposisi Kimia Keong Mata Merah (Tembaga). Diperoleh pada 4 Januari 2016, dari p/ijms/article/download/2417/

6 Priambodo, A. (2014). Pengaruh Penambahan Etanol pada Bahan Bakar dan Pemanasan Bahan Bakar melalui Pipa Bersirip Persegi di dalam Upper Tank Radiator terhadap Konsumsi Bahan Bakar Toyota Kijang. Skripsi Tidak Dipublikasikan. Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Rangasamy, R. (2014). Experimental and Numerical Studies of a Spiral Plate Heat Exchanger. Diperoleh pada 20 Desember 2015, dari id= r. Sudik. (2013). Perbandingan Performa dan Konsumsi Bahan Bakar Motor Diesel Satu Silinder dengan Variasi Tekanan Injeksi Bahan Bakar dan Variasi Campuran Bahan Bakar Solar, Minyak Kelapa dan Minyak Kemiri. Skripsi Tidak Dipublikasikan. Universitas Negeri Semarang, Semarang. Sukarno. (2012). Studi Pengaruh Pencampuran Aditif Terhadap Viskositas Biodiesel pada Suhu Rendah. Skripsi Tidak Dipublikasikan. Universitas Diponegoro, Semarang. Sukoco & Arifin, Z.(2013). Teknologi Motor Diesel. Bandung: Alfabeta Suratman, M. (2001). Service dan Reperasi Automobil. Bandung: Pustaka Grafika Supraptono. (2004). Bahan Bakar dan Pelumas. Buku Ajar. Semarang: Jurusan Teknik Mesin UNNES Thirumarimurugan, M., dkk. (2011). Experimental and Simulation Studies on Spiral Heat Exchanger for Miscible System Using Matlab. Diperoleh pada 20 Desember 2015, dari com/ijeat/ 6