JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN:

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Additive Pada Radiator Terhadap Unjuk Kerja dan Emisi Gas Buang Mesin Sinjai Berbahan Bakar Bi-Fuel ( Premium-Compressed Natural Gas (CNG) ) Dadang Hidayat dan Bambang Sudarmanta Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia sudarmanta_b@me.its.ac.id Abstrak - Hasil pembakaran pada motor bakar yang menjadi tenaga mekanis hanya sekitar 23%. Energi panas selebihnya akan dibuang melalui emisi gas buang sebesar 36%, hilang akibat adanya gesekan dan memanaskan minyak pelumas sebesar 7%, dan sisanya sekitar 33% hilang diserap oleh pendinginan. Oleh karena itu, walaupun sistem pendinginan dikatakan sebagai kerugian di satu segi, yaitu menurunkan efisiensi yang dihasilkan oleh mesin, namun di segi lain tetap dibutuhkan untuk mempertahankan mesin itu sendiri agar tetap dapat bekerja dan tahan lama. Apabila panas yang dihasilkan dari pembakaran mengalami kenaikan yang berlebihan, maka akan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut.penelitian ini difokuskan pada variasi komposisi cairan pendingin yang digunakan pada radiator. Cairan pendingin pada radiator yang semula hanya menggunakan air, dimodifikasi dengan menggunakan campuran air dan additive coolant dengan komposisi tertentu. Untuk menghitung unjuk kerja dan emisi gas buang, maka dilakukan pengukuran pada beberapa parameter engine. Pada penelitian ini, daya tertinggi pada torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 50 % additive coolant, yaitu sebesar 14,13 kw, SHC tertinggi pada torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 0% additive coolant, yaitu sebesar ,44 Kj/Kw.Hour.Tekanan efektif tertinggi pada torsi maksimum pada mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 50 % additive coolant, yaitu sebesar 872,25 kpa serta efisiensi volumetrik mesin dengan bahan bakar bensin lebih tinggi jika dibandingkan dengan bahan bakar gas CNG. Secara keseluruhan, kadar emisi gas buang (HC,CO serta CCCC 22 ) pada mesin berbahan bakar gas CNG juga mengalami penurunan jika dibandingkan mesin berbahan bakar bensin. Kata kunci: Compressed Natural Gas (CNG), variasi komposisi additive coolant, unjuk kerja, emisi gas buang I I. PENDAHULUAN NDUSTRI gas dunia menyatakan kesiapannya untuk menggantikan posisi bahan bakar minyak (BBM) sebagai sumber energi dalam satu dekade ini. Hal tersebut diungkapkan oleh para pemimpin Konferensi Gas Dunia (WGC) ke-25 di Kuala Lumpur, Malaysia, Senin, 4 Juni Bahan bakar gas (BBG) dipercaya mampu jadi alternatif pengganti BBM untuk kendaraan bermotor, karena memiliki beberapa keunggulan. Selain CNG (compressed natural gas), LPG (liquefied petroleum gas) adalah bahan bakar alternatif lain yang sedang dikembangkan. CNG sebagai bahan bakar alternatif pengganti BBM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya menghasilkan polutan yang rendah, tidak beracun, tidak berbau, menghasilkan pembakaran sempurna, selain itu harga CNG lebih murah jika dibandingkan dengan bahan bakar cair. Beberapa keunggulan tersebut menyebabkan CNG menjadi bahan bakar alternatif yang sangat potensial di masa mendatang. Akan tetapi, penggunaan CNG sebagai bahan bakar alternatif tidak begitu saja bisa diaplikasikan secara langsung pada mesin bensin. Salah satu kelemahan dari penggunaan CNG sebagai bahan bakar alternatif adalah tingginya temperatur mesin dan temperatur gas buang pada engine. CNG memiliki nilai oktan riset sekitar 130, yang memungkinkan mesin untuk beroperasi pada rasio kompresi yang lebih tinggi. Berdasarkan penelitian Jahirul et al [3], modifikasi pada engine gasoline menjadi bi-fuel (gasoline-cng), dengan variasi putaran 1500 sampai 5500 rpm pada posisi bukaan throttle valve 50 % dan 80 %, menghasilkan kenaikan temperatur gas buang sebesar 24,21 %. Berdasarkan penelitian Alfian Fisa [1], kualitas minyak pelumas mesin berbahan bakar bensin secara keseluruhan lebih baik dibanding minyak pelumas mesin berbahan bakar CNG sebagai fungsi dari waktu operasi. Hal tersebut disebabkan tingginya suhu pembakaran mesin yang berdampak ke suhu minyak pelumas dan banyaknya kontaminasi kandungan logam salah satunya besi (Fe). Parameter yang diteliti oleh alfian fisa yakni suhu head cylinder, suhu fin cylinder block dan suhu minyak pelumas. Mesin dapat menghasilkan efisiensi kerja yang baik pada temperatur mesin sekitar 80 C sampai dengan 85 C. Pada mesin berbahan bakar gas CNG, Sewaktu terjadi pembakaran pada mesin, panas yang dihasilkan menjadi lebih besar, sebagian panas tersebut keluar bersama-sama gas buang, tetapi torak, kepala silinder katub, dinding silinder dan bagian lainnya menerima panas yang berlebihan. Dengan meningkatnya temperatur pada bagian bagian mesin ini maka akan mencapai suatu suhu dimana lapisan oli semakin menipis. Hal ini, apabila

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: dibiarkan terlalu lama, akan menyebabkan oli tidak mempunyai sifat pelumasan lagi dan mesin akan menjadi rusak. Dari uraian di atas, maka penelitian ini tertuju pada studi eksperimen berupa penambahan additive coolant pada radiator. Additive coolant ditambahkan pada radiator dengan perbandingan komposisi tertentu. Additive coolant digunakan sebagai fluida pengisi radiator karena memiliki efektivitas pendinginan yang lebih baik serta titik didih lebih tinggi jika dibandingkan dengan air. Dengan eksperimen ini, diharapkan akan dapat mengembalikan temperatur kerja mesin pada kondisi operasionalnya sehingga umur komponen-komponen mesin dapat bertahan lebih lama serta dapat menekan biaya perawatan. II. URAIAN PENELITIAN A. Metode Eksperimen Pengujian engine pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mesin bensin dua silinder empat langkah yang telah dimodifikasi pada bagian saluran isap untuk mensuplai CNG. Dalam pengujian ini katub kupu-kupu dalam kondisi terbuka penuh (full open throttle). Pengujian dilakukan dengan memvariasikan komposisi cairan pengisi radiator yaitu 0% additive coolant : 100% air, 25 % additive coolant : 75% air, 50% additive coolant : 50% air serta 75% additive coolant : 25% air. Skema peralatan mesin sinjai dan skema pengujian dapat dilihat pada gambar 1 dan 2 berikut. hingga 2000 rpm dengan interval 500 rpm dengan variasi pada komposisi cairan pengisi radiator. Pengaturan putaran mesin dilakukan melalui pembebanan water brake dynamometer yang telah dikopel dengan poros mesin sinjai. Untuk menghitung unjuk kerja dan emisi gas buang, maka dilakukan pengukuran pada beberapa parameter engine. Parameter engine yang diukur antara lain torsi, temperatur (ruang bakar, inlet dan outlet radiator, gas buang, oli), m udara dan m bahan bakar serta emisi gas CO, CO 2 dan HC. Data spesifikasi dari mesin sinjai dan additive coolant dapat dilihat pada tabel 1 dan 2 berikut. Tabel 1 Spesifikasi Mesin Sinjai Model LJ276MT-2 Jumlah Silinder 2 Silinder segaris Pendinginan mesin Radiator Diameter x langkah 76 x 71 mm Rasio kompresi 9,0 : 1 Daya maksimum 18 kw pada putaran 4500 rpm Torsi maksimum 49 N.m pada putaran rpm Kecepatan idle 900 ± 50 rpm Volume langkah 0,322 liter per silinder Arah putaran CCW(Counter Clockwise) Tabel 2 Spesifikasi Additive III. HASIL DAN ANALISA Setelah melakukan pengujian dan pengambilan data, dilakukan evaluasi terhadap performa dan emisi gas buang dari mesin sinjai. Pada penelitian ini performa dievaluasi pada saat mesin berada pada torsi maksimum. A.Analisa Temperatur Engine B. Pengujian Gambar 1 Skema peralatan mesin sinjai Gambar 2 Skema pengujian Percobaan ini dilakukan pada putaran mesin yang bervariasi (variable speed) mulai dari putaran 5000 rpm Temperatur Mesin ( C) Gambar 3 Grafik Temperatur Mesin fungsi Putaran Mesin Gambar 3 di atas menunjukkan besarnya temperatur mesin fungsi putaran mesin untuk mesin berbahan bakar bensin dan gas CNG, serta untuk variasi komposisi cairan pengisi radiator. Data bensin 100 % merupakan data yang diambil dari percobaan dengan menggunakan bahan bakar bensin serta air sebagai cairan pengisi radiator. Komposisi 0 % coolant merupakan data yang diambil dari percobaan dengan menggunakan bahan bakar gas CNG serta air sebagai cairan pengisi radiator. 25 % coolant, 50 % coolant serta 75 % coolant menunjukkan banyaknya

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: persentase coolant pada persen volume total cairan pengisi radiator yang digunakan pada mesin dengan bahan bakar gas CNG. Dari gambar 3 di atas dapat terlihat adanya trend grafik yang cenderung sama, yaitu temperatur engine akan meningkat seiring dengan semakin tingginya putaran mesin. Semakin meningkatnya putaran mesin, maka jumlah bahan bakar yang masuk ke ruang bakar akan semakin banyak, sehingga panas pembakaran yang dilepas ke dinding silinder juga semakin banyak. Semakin banyak panas yang dilepas ke dinding silinder menyebabkan temperatur engine juga akan semakin naik. Dari grafik juga dapat dilihat bahwa temperatur mesin berbahan bakar gas CNG dengan air sebagai cairan pengisi radiator lebih tinggi jika dibandingkan dengan mesin dengan bahan bakar bensin. Hal ini tidak terlepas karena tingginya nilai oktan dan heating value dari gas CNG yang memungkinkan mesin untuk beroperasi pada rasio kompresi yang lebih tinggi. Selain itu, tingginya ignition temperature dari gas CNG menyebabkan pembakaran terjadi pada suhu yang sangat tinggi, sehingga temperatur pada engine juga akan ikut naik. Dari gambar juga dapat dilihat bahwa tingginya temperatur mesin pada saat menggunakan bahan bakar gas CNG dapat diatasi dengan menggunakan campuran coolant pada cairan pengisi radiator. Terlihat bahwa pada campuran coolant 50 %, suhu mesin dapat dijaga stabil mendekati temperatur optimalnya. Pada torsi puncak yaitu pada saat putaran mesin mencapai 3000 rpm, temperatur mesin pada mesin berbahan bakar bensin adalah 81 C sedangkan pada mesin berbahan bakar gas CNG dengan komposisi additive coolant 0 % memiliki temperatur mesin yang paling tinggi yaitu 98 C. Jika dibandingkan dengan komposisi additive coolant lainnya, maka temperatur mesin pada komposisi additive coolant 0 % ini lebih tinggi 7,14 %, 14,28 % dan 21,42 % jika dibandingkan dengan temperatur mesin pada komposisi 25 %, 50 % dan 75 % additive coolant. Dari grafik juga dapat dilihat bahwa dengan penggunaan additive coolant 75 %, mampu menurunkan temperatur mesin 4,93 % jika dibandingkan temperatur mesin berbahan bakar bensin. Mesin mencapai kondisi optimumnya pada campuran coolant 50 % yaitu pada saat temperatur pada torsi puncak mengalami kenaikan sekitar 3,7 % jika dibandingkan dengan mesin dengan bahan bakar bensin. Pada saat suhu mesin mencapai suhu optimumnya, efektivitas pendinginan serta sistem pelumasan yang ada di mesin dapat bekerja secara optimal. Pada saat campuran coolant 75 %,temperatur mesin pada torsi puncak mengalami penurunan yang cukup besar karena kalor yang diserap coolant untuk dilepaskan ke lingkungan cukup banyak. Pada komposisi ini, titik didih dan titik penguapan cairan radiator sangat tinggi sehingga cairan yang berubah fase menjadi gas sangat sedikit. Dengan semakin sedikitnya cairan yang berubah fase menjadi gas, maka semakin banyak kalor yang dibawa coolant dari engine untuk dilepaskan ke lingkungan melalui radiator. B.Analisa Torsi Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk melakukan kerja, jadi torsi adalah suatu energi. Besaran torsi adalah besaran turunan yang biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari benda yang berputar pada porosnya. Torsi (N.m) Gambar 4 Grafik Torsi fungsi Putaran Mesin Gambar 4 di atas menunjukkan besarnya torsi ( N.m ) fungsi putaran mesin (rpm). Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat trend grafik torsi fungsi putaran mesin pada setiap variasi komposisi cairan pengisi radiator dengan menggunakan bahan bakar gas CNG dan torsi pada mesin yang menggunakan bahan bakar bensin. Pada gambar di atas dapat dilihat adanya trend grafik yang relatif sama, yaitu torsi akan meningkat mulai dari putaran 2000 rpm sampai dengan 3000 rpm, kemudian trend grafik akan mengalami penurunan hingga mencapai putaran maksimum, yaitu 5000 rpm. Hal tersebut dapat terjadi karena semakin tinggi putaran mesin, maka campuran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar akan semakin baik serta kecepatan perambatan api dalam ruang bakar akan semakin cepat. Akan tetapi pada grafik di atas dapat dilihat bahwa trend grafik torsi mengalami penurunan mulai dari putaran 3000 hingga 5000 rpm, hal tersebut disebabkan karena setelah melewati titik maksimum, gaya pada poros engine tidak mampu lagi melawan beban yang di berikan ke poros. Pada putaran mesin yang semakin tinggi, semakin banyak terjadi kerugian-kerugian. Kerugian- kerugian tersebut bisa berupa gesekan-gesekan atau kerugian yang terjadi akibat adanya bahan bakar yang belum sempat terbakar sempurna pada saat putaran tinggi atau dengan kata lain, pada putaran tinggi akan semakin banyak kerugian-kerugian yang menyebabkan torsi dari mesin akan menjadi turun. Mesin berbahan bakar bensin memiliki torsi maksimum paling tinggi yaitu 47,75 N.m. Pada mesin berbahan bakar gas CNG, pada komposisi additive coolant 0 % torsi maksimumnya adalah sebesar 43,36 N.m. Torsi maksimum ini lebih rendah 1,26 %, 3,79 % dan 2,53 % jika dibandingkan torsi maksimum pada komposisi 25 %, 50 % dan 75 % additive coolant. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa torsi dari engine dengan komposisi additive coolant 50 % memiliki torsi maksimum paling tinggi jika dibandingkan dengan variasi komposisi lainnya. Hal ini disebabkan karena pada variasi coolant 50 % efektivitas pendinginan lebih baik jika dibandingkan dengan komposisi coolant lainnya. Pada komposisi coolant 50 % ini kalor yang dapat dilepas ke lingkungan sekitar cukup besar. Oleh karena itu, mesin dapat dijaga pada temperatur optimumnya. Pada saat mesin mencapai temperatur optimum, sistem pelumasan dapat bekerja dengan baik, selain itu kerugian-kerugian akibat gesekan pada piston dan silinder yang mengembang akibat suhu panas dapat diminimalkan sehingga mesin dapat bekerja dengan baik. C.Analisa Daya Tujuan dari pengoperasian mesin adalah untuk menghasilkan daya atau power. Brake horse power

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: merupakan daya yang dihasilkan dari poros output mesin yang dihitung berdasarkan laju kerja tiap satuan waktu. Daya (Kw) Gambar 5 Grafik Daya fungsi Putaran Mesin Gambar 5 di atas menunjukkan bahwa pada mesin dengan bahan bakar bensin memiliki daya maksimum yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar gas CNG, hal ini disebabkan karena densitas atau kerapatan bensin lebih tinggi jika dibandingkan dengan densitas atau kerapatan dari gas CNG, sehingga jumlah bahan bakar yang masuk ke ruang bakar untuk diubah menjadi daya keluaran akan semakin sedikit. Selain itu kecepatan perambatan api CNG yang lebih lambat jika dibandingkan dengan bensin juga menyebabkan kecilnya nilai daya. Pada saat putaran mesin tinggi, maka pembakaran yang terjadi tidak cukup cepat untuk membakar seluruh campuran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar atau dengan kata lain sisa bahan bakar yang belum terbakar dalam ruang bakar semakin banyak. Daya pada torsi maksimum mesin berbahan bakar bensin adalah sebesar 14,99 kw, sedangkan daya pada torsi maksimum mesin berbahan bakar gas CNG dengan komposisi 0 % additive coolant adalah sebesar 13,61 kw. Pada mesin berbahan bakar gas CNG, daya dari mesin dengan variasi 50 % additive coolant memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan variasi komposisi lainnya. Daya pada komposisi 50 % additive coolant memiliki nilai sebesar 3,79 % lebih tinggi jika dibandingkan dengan daya pada torsi maksimum komposisi 0 % additive coolant. Pada komposisi 25 % additive coolant, daya maksimumnya lebih tinggi 1,26 %, dan pada komposisi 75 % additive coolant dayanya lebih tinggi 2,53 % jika dibandingkan daya pada komposisi 0 % additive coolant. Daya pada torsi maksimum pada komposisi 50 % additive coolant lebih tinggi jika dibandingkan dengan komposisi lainnya. Hal ini disebabkan karena pada variasi coolant 50 % nilai maksimum yang diperoleh lebih tinggi daripada nilai maksimum pada variasi komposisi lainnya, efektivitas pendinginan serta sistem pelumasan yang baik yang terjadi pada suhu optimum menyebabkan tidak terjadinya overheating yang dapat menurunkan kinerja mesin. Nilai torsi berpengaruh pada daya mesin karena daya mesin merupakan perkalian dari torsi dengan putaran mesin per menit. D.Analisa Konsumsi Panas Spesifik Konsumsi Panas Spesifik (Specific Heat Consumption) adalah ukuran besarnya pemanfaatan energi panas dari bahan bakar yang diukur dalam satuan energi panas bahan bakar per satuan keluaran daya. SHC (Kj/Kw.Hour) Gambar 6 Grafik SHC fungsi Putaran Mesin Gambar 6 di atas menunjukkan bahwa pada mesin dengan bahan bakar bensin memiliki konsumsi panas spesifik yang lebih rendah jika dibandingkan dengan mesin dengan bahan bakar gas CNG, hal ini disebabkan karena CNG memiliki heating value MJ/kg, lebih tinggi jika dibandingkan dengan heating value gasoline yaitu 44 MJ/kg, serta kecepatan perambatan api dan densitas CNG lebih rendah jika dibandingkan dengan bensin. Konsumsi panas spesifik pada torsi maksimum mesin dengan bahan bakar bensin adalah ,034 Kj/Kw.Hour. sedangkan pada mesin berbahan bakar gas CNG dengan komposisi 0% additive coolant, nilai konsumsi panas spesifik pada torsi maksimumnya adalah sebesar Kj/Kw.Hour,. Konsumsi panas spesifik jika ditinjau dari variasi komposisi additive coolant, maka pada komposisi 25 % additive coolant memiliki penurunan konsumsi panas sekitar 1,25 % jika dibandingkan dengan komposisi 0% additive coolant. Sedangkan pada komposisi 50 % dan 75 % additive coolant berturut-turut mengalami penurunan konsumsi panas spesifik sebesar 21,33 % dan 20,36 % jika dibandingkan dengan konsumsi panas spesifik pada torsi maksimum mesin berbahan bakar gas CNG dengan komposisi 0 % additive coolant. Konsumsi panas spesifik yang relatif besar pada komposisi 0 % additive coolant jika dibandingkan dengan variasi komposisi lainnya tidak terlepas dari kecilnya nilai dayanya. Daya mempengaruhi nilai konsumsi bahan bakar spesifik, karena semakin kecil daya yang dihasilkan maka semakin banyak konsumsi bahan bakar spesifiknya. konsumsi bahan bakar spesifik berbanding lurus dengan konsumsi panas spesifik. Semakin tinggi konsumsi bahan bakar, maka panas yang dilepas ke dinding silinder akan semakin besar, sehingga konsumsi panas spesifik akan semakin tinggi. E.Analisa Tekanan Efektif rata-rata BMEP (Kpa) Gambar 7 Grafik BMEP fungsi Putaran Mesin Bensin 0 % Add.

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: Pada gambar 7 di atas dapat dilihat bahwa tekanan efektif rata-rata tertinggi ada pada bahan bakar bensin, hal ini terjadi karena nilai torsi pada mesin berbahan bakar bensin lebih tinggi jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar gas CNG yang disebabkan oleh perbedaan densitas dan cepat rambat api dalam ruang bakar. Tekanan efektif rata-rata pada torsi maksimum mesin dengan bahan bakar bensin adalah sekitar 925,44 kpa, sedangkan pada mesin berbahan bakar CNG dengan komposisi 0 % additive coolant tekanan efektif rata-rata pada torsi maksimumnya adalah 840,34 Kpa. Tekanan efektif rata-rata pada torsi maksimum komposisi 0 % additive coolant ini lebih rendah 1,26 % jika dibandingkan dengan komposisi 25 % additive coolant (850,98 kpa), 3,79 % dari komposisi 50 % additive coolant (872,25 kpa), serta lebih rendah 2,53 % jika dibandingkan dengan tekanan efektif rata-rata pada komposisi 75 % additive coolant (861,62 kpa). Tekanan efektif ratarata pada torsi maksimum komposisi 50 % additive coolant mempunyai nilai yang lebih besar jika dibandingkan dengan variasi komposisi lainnya. Hal ini dimungkinkan karena pada komposisi tersebut, efek pelumasan dan pendinginan mesin bekerja dengan efektif sehingga mesin dapat bekerja pada kondisi optimumnya. Pada saat mesin bekerja pada kondisi optimumnya, kerugian-kerugian akibat gesekan piston dengan mesin dapat berkurang.berkurangnya kerugian-kerugian akibat gesekan dapat berpengaruh pada besarnya nilai tekanan efektif rata-rata. F.Analisa Effisiensi Volumetrik Effisiensi Volumetris Gambar 8 Grafik Effisiensi Volumetrik fungsi Putaran Mesin Efisiensi volumetrik ketika menggunakan bahan bakar bensin lebih tinggi jika dibandingkan dengan bahan bakar gas CNG. Sedangkan jika ditinjau dari komposisi additive coolant, tidak terdapat perbedaan yang signifikan dari effisiensi volumetrik dari masing-masing komposisi. Ketika bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar lebih banyak dibandingkan dengan udara, maka akan semakin banyak bahan bakar yang dapat dibakar dan lebih banyak energi yang dapat diubah menjadi daya keluaran. Salah satu penyebab efisiensi volumetrik CNG lebih rendah dibandingkan bensin adalah karena titik didih awal dari CNG sebesar -125,94 C lebih rendah jika dibandingkan dengan titik didih awal bensin sebesar 37,78 C. Hal tersebut menunjukkan bahwa bahan bakar CNG lebih cepat menguap dibandingkan bensin. Bahan bakar yang mudah menguap pada temperatur rendah diperlukan untuk menghidupkan mesin pada kondisi dingin karena bahan bakar telah menguap sebelum terbakar. Namun apabila bahan bakar yang cepat menguap terlalu banyak akan menyebabkan efisiensi volumetrik engine semakin berkurang karena uap bahan bakar akan menggantikan kebutuhan udara pada saat pembakaran. G.Analisa Emisi Gas Buang Emisi Gas HC (ppm) Emisi Gas CO (%) Emisi Gas CO2 (%) (a) (b) (c) Gambar 9 (a) Emisi Gas HC fungsi Putaran Mesin (b) Emisi Gas CO fungsi Putaran Mesin (c) Emisi Gas CO2 fungsi Putaran Mesin Bensin 0 % Add. Perubahan emisi gas buang mesin sinjai berbahan bakar bensin dan gas CNG dengan variasi komposisi additive coolant pada radiator menyebabkan kandungan emisi gas HC relatif sama pada setiap komposisi additive coolant, yaitu mengalami penurunan sekitar 11 % - 16 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin, kandungan gas CO pada semua variasi komposisi additive coolant relatif sama yaitu mengalami penurunan sekitar 74 % - 77 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin, serta andungan gas CO 2 pada semua variasi komposisi additive coolant relatif sama yaitu mengalami penurunan sekitar 47 % - 55 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin. Emisi gas buang pada bensin yang secara keseluruhan lebih tinggi jika dibandingkan dengan gas CNG disebabkan oleh nilai

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN: hidrokarbon bensin yang lebih besar jika dibandingkan dengan gas CNG. IV. KESIMPULAN Dari serangkaian pengujian dan pengolahan data yang dilakukan pada mesin sinjai dengan variasi penambahan additive coolant, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Perubahan unjuk kerja pada mesin sinjai berbahan bakar bensin dan gas CNG dengan variasi komposisi additive coolant pada radiator adalah sebagai berikut : Torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada putaran 3000 rpm. Pada komposisi 50 % additive coolant, torsi maksimumnya yaitu sebesar 45 N.m, lebih tinggi 3,79 % jika dibandingkan dengan torsi maksimum pada komposisi 0 % additive coolant. Namun, masih lebih rendah 6,09 % jika dibandingkan dengan torsi maksimum pada mesin berbahan bakar bensin. Daya tertinggi pada torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 50 % additive coolant, yaitu sebesar 14,13 kw. Namun, masih lebih rendah 5,75 % jika dibandingkan dengan daya pada torsi maksimum mesin berbahan bakar bensin. Konsumsi panas spesifik tertinggi pada torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 0 % additive coolant, yaitu sebesar ,44 Kj/Kw.Hour. Lebih tinggi 17,18 % jika dibandingkan dengan konsumsi panas spesifik pada torsi maksimum mesin berbahan bakar bensin. Tekanan efektif rata-rata tertinggi pada torsi maksimum mesin berbahan bakar CNG terjadi pada komposisi 50 % additive coolant, yaitu sebesar 872,25 kpa, lebih tinggi 3,79 % jika dibandingkan dengan tekanan efektif rata-rata maksimum pada komposisi 0 % additive coolant.namun, lebih rendah 5,74 % jika dibandingkan dengan tekanan efektif rata-rata pada torsi maksimum mesin berbahan bakar bensin. Efisiensi volumetrik mesin dengan bahan bakar bensin lebih tinggi jika dibandingkan dengan bahan bakar gas CNG. Sedangkan jika ditinjau dari komposisi additive coolant, tidak terdapat perbedaan yang signifikan dari effisiensi volumetrik dari masing-masing komposisi. Dari parameter unjuk kerja di atas, maka dapat disimpulkan bahwa pada komposisi 50 % additive coolant,memiliki nilai unjuk kerja yang paling baik. 2. Temperatur mesin pada torsi maksimum paling rendah terjadi pada komposisi 75 % coolant, yaitu sebesar 77 C. Temperatur mesin ini lebih rendah 21,42 % jika dibandingkan dengan temperatur mesin pada komposisi 75 % additive coolant. Hal ini mengindikasikan bahwa semakin banyak campuran additive coolant pada persentase volume cairan pengisi radiator,maka akan semakin besar penurunan temperatur mesin. 3. Perubahan emisi gas buang mesin sinjai berbahan bakar bensin dan gas CNG dengan variasi komposisi additive coolant pada radiator adalah sebagai berikut : Kandungan emisi gas HC relatif sama pada setiap komposisi additive coolant, yaitu mengalami penurunan sekitar 11 % - 16 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin. Kandungan gas CO pada semua variasi komposisi additive coolant relatif sama yaitu mengalami penurunan sekitar 74 % - 77 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin. Kandungan gas CO 2 pada semua variasi komposisi additive coolant relatif sama yaitu mengalami penurunan sekitar 47 % - 55 % jika dibandingkan dengan mesin berbahan bakar bensin. Emisi gas buang pada bensin yang secara keseluruhan lebih tinggi jika dibandingkan dengan gas CNG disebabkan oleh nilai hidrokarbon bensin yang lebih besar jika dibandingkan dengan gas CNG. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis, Dadang Hidayat, mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing dan pembahas yang telah memberikan kritik dan saran untuk penulisan artikel ini. Penulis Juga mengucapkan terima kasih kepada keluarga besar penulis yang memberikan dukungan baik secara moral dan finansial. DAFTAR PUSTAKA [1] Fisa, Alfian, Efek Penggunaan CNG Pada Mesin Bensin Terhadap Kualitas Minyak Pelumas Mesin, Perpustakaan Teknik Mesin, Universitas Gadjah Mada; Yogyakarta. [2] Gopal, Munde G., dan Rajendra, Dalu S.(2012), Compressed Natural Gas as an Alternative Fuel for Spark Ignition Engine: A Review, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT). [3] Jahirul. M.I, Masjuki, H.H., Saidur, R., Jayed, M.H., dan Wazed, M.A., (2010). Comparative engine performance and emission analysis of CNG and gasoline in a retrofitted car engine. Applied Thermal Engineering. (2010) hal [4] Kawano, D. Sungkono. (2013). Motor Bakar Torak (Bensin). Surabaya: Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS. [5] M. Ali Pourkhesalian, H. Amir Shamekhi, Farhad Salimi, (2009), Alternative fuel and gasoline in an SI engine: A comparative study of performance and emissions characteristics. Tehran, Iran: Mechanical Engineering Department, K.N. Toosi University of Technology, No. 15, Pardis St., MolaSadra Ave., P.O. Box , Vanak Sq. [6]Nessim,Waleed.,Zhang,Fujun. Powertrain Warm up Improvement using Thermal Management Systems.May International Journal of Scientific & Technology Research vol 1, [7] Semin dan Bakar, R.A (2008). A Technical Review of Compressed Natural Gas as an Alternative Fuel for Internal Combustion Engines. American J. of Engineering and Applied Sciences 1, hal [7]Soebiyakto, Gatot (2012), Pengaruh penggunaan Water Terhadap Performance Mesin Diesel, ISSN : 44 48,Widya TeknikaVol.20 No.1; Maret 2012