BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Supercharger Supercharger mesin pertama dunia yang bisa digunakan dan diuji diciptakan oleh Dugald Clerk, dimana dia menggunakannya pertama kali pada mesin 2-tak pada tahun 1878.[5]Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Daya dihasilkan ketika campuran udara dan bahan bakar dibakar di dalam sebuah silinder mesin. Jika udara dipaksa lebih banyak ke dalam silinder, maka bahan bakar lebih dapat dibakar dan kekuasaan yang lebih diproduksi dengan stroke masing-masing. Sebuah supercharger memampatkan asupan udara untuk tekanan atmosfer di atas yang meningkatkan densitas saluran udara masuk ke mesin. Mesin beroperasi dengan udara terkompresi pada tekanan atmosfer, yaitu 1 bar. Ketika katup intake silinder terbuka, tekanan atmosfer mendorong udara ke dalam silinder ketika piston diturunkan. Ketika katup buang terbuka, piston mendorong gas buang keluar ke dalam sistem knalpot, lagi pada tekanan atmosfer normal. Karena baik asupan dan knalpot ujung sistem ini adalah pada tekanan udara yang sama, tidak ada aliran alami udara melalui sistem. Pada mesin tersebut, timing katup, timing camshaft & knalpot ukuran sangat penting untuk mendapatkan output daya maksimum. Dalam sistem supercharged, ada laju aliran massa udara yang lebih besar, yaitu kerapatan yang lebih tinggi dan kecepatan aliran udara. Tekanan udara meningkat dalam perjalanan ke mesin, daya lebih dihasilkan oleh pembakaran, dan gas buang keluar jauh lebih cepat, membuat timing dan knalpot ukuran kurang penting. Meskipun beberapa dari kekuatan tambahan dihasilkan harus digunakan untuk menggerakkan pompa konpresor, hasil bersih lebih total daya dari sistem.

2 Supercharger membutuhkan sumber putaran untuk menggerakan komponennya, sumber putarannya biasanya diambil dari tenaga mesin. Prinsip kerjanya yaitu terdapat turbin di dalam supercharger yang berputar sesuai dengan putaran yang disalurkan dari mesin, kemudian putaran ini akan mengkompresikan udara yang dihisap dari poros turbin kemudian mengalir mengikuti bentuk daripada supercharger (rumah keong) kemudian keluar dan masuk menuju ke saluran intake daripada mesin dan menekan udara dan bahan bakar masuk ke dalam ruang bakar. Keunggulan dari supercharger ini adalah efeknya lebih spontan, dari putaran rendah sudah terjadi kenaikkan tenaga. Gambar 2.1 Supercharger[7] 2.2 Supercharger Elektrik Mengantisipasi regulasi yang harus dijalankan negara-negara dunia pada 2012, yaitu tentang emisi gas buang yang makin ketat. Di samping itu, juga memenuhi keinginan konsumen secara umum di seluruh dunia, yaitu kendaraan yang irit konsumsi bahan bakar, sekaligus ramah lingkungan. Caranya, dengan menawarkan supercharger listrik (electric supercharger). Tujuannya, agar mesin bekerja makin efisien. Supercharger atau turbocharger listrik bukalahn temuan baru. Di Indonesia alat sudah dipasarkan sejak awal an.

3 Supercharger ini biayanya lebih murah dibandingkan dengan versi mekanis atau yang diputar oleh mesin (drive belt). Pemasangannya pun dinilai lebih gampang karena tak banyak lagi modifikasi. Hebatnya lagi, supercharger ini ditarget untuk mesin yang berkapasitas kecil. Pasalnya, supercharger ini tidak mempengaruhi langsung kinerja mesin. Bisa bekerja pada seluruh kondisi kerja mesin.di lain hal, supercharger konvensional, untuk memutarnya, dibutuhkan tenaga langsung dari mesin. Tepatnya, untuk memutarnya, turbocharger mengkonsumsi sebagian kecil tenaga yang dihasilkan mesin. Turbocharger yang digerakkan oleh gas buang energi diperoleh secara gratis hanya lancar bekerja pada putaran sedang dan tinggi (di atas rpm). Pada putaran rendah, dengan tekanan gas buang yang masih lemah, terjadi gejala yang disebut turbo lag. Akibatnya, mesin kurang rensposif pada putaran rendah. Dengan supercharger, apalagi digerakkan oleh listrik (mengambil tenaga dari bateri 12 volt), sejak awal mesin bekerja udara tambahan sudah bisa dipasok ke dalam mesin. Dengan ini, tenaga atau torsi bisa diperoleh pada putaran lebih rendah. Hasilnya, selain irit bahan bakar, membuat mesin enak dan nyaman dikendarai di jalanan yang makin macet. Diharapkan pula, dengan supercharger ini, penggunaan mesin ber-cc lebih kecil makin berkembang. Hal ini tidak hanya menguntungkan pemakai mesin dari konsumsi bahan bakar, harga juga bisa ditekan karena pajaknya lebih murah 2.3 Motor Bakar Empat Langkah Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik berupa kerja.ditinjau dari cara memperoleh energi thermalnya, maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongnan yaitu motor pembakaran luar dan pembakaran dalam. Motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) ialah motor bakar yang pembakarannya terjadi di dalam pesawat itu sendiri Motor bakar dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara karena motor ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran bahan bakar dengan udara ini menghasilkan

4 daya. Di dalam siklus otto (siklus ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstanta. [1] Ntienne Lenoir yang lahir pada tahun 1822 dan meniggal dunia pada tahun 1900 adalah seorang berkebangsaan Perancis yang pertama kali menemukan motor bakar 2tak. Sedangkan August Otto yang hidup antara 1832 sampai 1891 adalah seorang berkebangsaan Jerman yang membuat cikal bakal ramainya industri Mobil sipenemu mesin 4tak. Pada tahun 1860, Otto mendengar kabar ada ilmuwan jenius yang bernama Leonir, yang mampu membuat mesin pembakar dengan dua dorongan putaran alias 2tak. Sayangnya mesin 2tak ini memakai bahan bakar gas. Otto menilai ini kurang praktis. Otto kemudian menciptakan karburator, sayangnya ditolak lembaga paten, karena ada yang mendahului. Namun ia menyempurnakan mesin 2tak dengan 4 dorongan alias 4 langkah. Hasil ini dipatekan di Jerman pada tahun Mendapat formula jitu. Lalu ia membuat mesin yang dibiayai oleh Eugene Langen. Konstruksi buatannya mendapatkan medali World Fair di Paris Motor bakar torak menggunakan silinder tunggal atau beberapa silinder. Salah satu fungsi torak disini adalah sebagai pendukung terjadinya pembakaran pada motor bakar. Tenaga panas yang dihasilkan dari pembakaran diteruskan torak ke batang torak, kemudian diteruskan ke poros engkol yang mana poros engkol nantinya akan diubah menjadi gesekan putar.

5 2.3.1 Prinsip kerja motor bakar empat langkah Yang dimaksud dengan motor bakar 4 (empat) langkah adalah bila 1 (satu) kali proses pembakaran terjadi pada setiap 4 (empat) langkah gerakan piston atau 2 (dua) kali putaran poros engkol. Pada dasarnya prinsip kerja pada motor bakar terdiri dari 5 hal yaitu: 1. Pengisian campuran udara dan bahan bakar 2. Pemampatan/pengkompresian campuran udara dan bahan bakar 3. Pembakaran campuran udara dan bahan bakar 4. Pengembangan gas hasil pembakaran 5. Pembuangan gas bekas Siklus ideal volume kostan ini adalah siklus untuk mesin otto. Siklus volume konstan sering disebut dengan siklus ledakan (explostion cycle) karena secara teoritis proses pembakaran terjadi sangat cepat dan menyebabkan peningkatan tekanan yang tibatiba.penyalaan untuk proses pembakaran dibantu dengan loncatan bunga api. Nikolaus August Otto menggunakan siklus ini untuk membuat mesin sehingga siklus ini sering disebut dengan siklus otto. Gambar 2.2 Diagram P-v siklus otto [3]

6 Gambar 2.3 Diagram T-S Siklus otto Katup masuk dan katup buang terbuka tepat ketika pada waktu piston berada pada TMA dan TMB, maka siklus motor 4 (empat) langkah dapat diterangkan sebagai berikut: a. Langkah Hisap Piston bergerak dari TMA ke TMB. Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar diisap ke dalam silinder. Katup isap terbuka sedangkan katup buang tertutup. Waktu piston bergerak ke bawah, menyebabkan ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar (atmospheric pressure). b. Langkah Kompresi Piston bergerak dari TMB ke TMA. Dalam langkah ini, campuran udara dan bahan bakar dikompresikan/dimampatkan. Katup isap dan katup buang tertutup. Waktu torak mulai naik dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) campuran udara dan bahan bakar yang diisap tadi dikompresikan. Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar.

7 c. Langkah Usaha Akibat adanya pembakaran maka pada ruang bakar terjadi panas dan pemuaian yang tiba-tiba. Pemuaian tersebut mendorong piston untuk bergerak dari TMA ke TMB. Kedua katup masih dalam keadaan tertutup rapat sehingga seluruh tenaga panas mendorong piston untuk bergerak. d. Langkah Buang Piston bergerak dari TMB ke TMA. Dalam langkah ini, gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder. Katup buang terbuka, piston bergerak dari TMB ke TMA mendorong gas bekas pembakaran ke luar dari silinder.ketika torak mencapai TMA, akan mulai bergerak lagi untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah isap. Gambar 2.4prinsipkerja motor 4 (empat) langkah[8] Parameter prestasi motor bakar empat langkah Secara praktis prestasi mesin ditunjukan oleh torsi dan daya. Parameter inirelatif penting untuk mesin dengan variasi kecepatan operasi dan tingkat pembebanan. Daya poros maksimum menggambarkan sebagai kemampua nmaksimum mesin. Torsi poros maksimum pada kecepatan tertentumengindikasikan kemampuan untuk rnemperoleh aliran udara (atau

8 campuranudara dengan bahan bakar) yang tinggi yang masuk ke dalam mesin padakecepatan tersebut. Sewaktu mesin dioperasikan pada waktu yang lama konsumsi bahan bakar dan efisiensi mesin menjadi sangat penting. [4] Daya berbanding lurus dengan luas piston sedang torsi berbanding lurus dengan volume langkah. Parameter tersebut relatif penting digunakan pada mesin yang berkemampuan kerja dengan variasi kecepatan operasi dan tingkat pembebanan. Daya maksimum didefinisikan sebagai kemampuan maksimum yang bisa dihasilkan oleh suatu mesin. Adapun torsi poros pada kecepatan tertentu mengindikasikan kemampuan untuk memperoleh aliran udara (dan juga bahan bakar) yang tinggi kedalam mesin pada kecepatan tersebut. [1] Parameter prestasi mesin dapat dilihat dari berbagai hal diantara yang terdapat dalam diagram sebagai berikut : Parameter Prestasi Mesin Torsi Daya Laju Konsumsi Konsumsi BahanBakar Spesifik Efisiensi Bahan Bakar Gambar 2.5 Diagram Alir Prestasi Mesin

9 2.3.3 PerformansiMesin Otto Ada beberapahal yang mempengaruhiperformansimotor bakar, antara lain besarnyaperbandingankompresi, tingkathomogenitascampuranbahanbakardenganudara, angkaoktanbensinsebagaibahanbakar, tekananudaramasukruangbakar. Semakinbesarperbandinganudara motor akansemakinefisien, akantetapisemakinbesarperbandingankompresiakanmenimbulkan knocking pada motor yang berpotensimenurunkandaya motor, bahkanbiasmenimbulkankerusakanseriuspadakomponen motor. Untukmengatasihalinimakaharusdipergunakanbahanbakar yang memilikiangkaoktantinggi.angkaoktanpadabahanbakar motor Otto menunjukkankemampuannyamenghindariterbakarnyacampuranudaraba hanbakarsebelumwaktunya (self ignition) yang menimbulkan knocking tadi.untukmemperbaikikualitascampuranbahanbakardenganudaramakaa liranudaradibuatturbulen, sehinggadiharapkantingkathomogenitascampuranakanlebihbaik. 1. Torsi Torsi adalahukurankemampuanmesinuntukmelakukankerja, jadi torsi adalahsuatuenergi.besaran torsi adalahbesaranturunan yang biasadigunakanuntukmenghitungenergi yang dihasilkandaribenda yang berputarpadaporosnya..apabilasuatubendaberputardanmempunyaibesar gayasentrifugalsebesar F, bendaberputarpadaporosnyadenganjarijarisebesarr, dengan data tersebuttorsinya dapat dihitung dengan rumus : T = F x r (sin θ)...(2.1) Dimana : T = Torsi (Nm) F = Gaya yang dihasilkan (N) r = Jarak poros dengan titik gaya (m) θ = Sudut yang dibentuk oleh r dan F

10 Pada mesin otto untuk mengetahui daya poros harus diukur atau diketahui dulu torsinya. Torsi (torque) yang dihasilkansuatumesindapatdiukurdenganmenggunakandynamometeryang dikopeldenganporos output mesin. Daya yang dihasilkanporos output iniseringdisebutsebagaidaya rem (Brake Power) karena alat ukur ini bertindak sebagai rem dalam sebuah mesin yang diukur. Gambar 2.6 Skema Torsi Sebuahpartikel yang terletakpadaposisi r relativeterhadapsumburotasinya.ketikaadagaya F ya ng bekerjapadapartikel, hanyakomponentegaklurus F yang akanmenghasilkan torsi. Torsiτ = r F inimempunyaibesarτ = r F = r F sin θ.. 2. Daya Power yang dihitung dengan satuan Kw (Kilo watts) atau Horse Power (HP) mempunyai hubungan erat dengan torque. Power dirumuskan sebagai berikut : P = 2 xxxxxxxx 60 T...(2.2) Dimana :P = Daya (Watt)

11 N = putaran mesin (rpm) T = Torsi (N.m) Pada motor bakar, daya dihasilkan dari proses pembakaran didalam silinder dan biasanya disebut dengan daya indiaktor. Daya tersebut dikenakan pada torak yang bekerja bolak balik didalam silinder mesin. Jadi didalam silinder mesin, terjadi perubahan energi dari energi kimia bahan bakar dengan proses pembakaran menjadi energi mekanik pada torak. Daya indikator adalah merupakan sumber tenaga persatuan waktu operasi mesin untuk mengatasi semua beban mesin. Mesin selama bekerja mempunyai komponen-komponen yang saling berkaitan satu dengan lainnya membentuk kesatuan yang kompak 3. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (specific fuel consumption, sfc) Konsumsi bahan bakar spesifik adalah parameter unjuk kerja mesin yang berhubungan langsung dengan nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu. Bila daya rem dalam satuan kw dan laju aliran massa bahan bakar dalam satuan kg/jam, maka : Sfc = mm ffxx (2.3) PPPP dimana : Sfc = konsumsi bahan bakar spesifik (g/kw.h). mm f = laju aliran bahan bakar (kg/jam) Besarnya laju aliran massa bahan bakar (mm f) dihitung dengan persamaan berikut : mm f = ssssssssssssss 10 3 tttt Dimana : sgf = spesific gravity x 3600.(2.3) VV ff = volume bahan bakar yang diuji

12 tt ff = waktu untuk menghabiskan bahan bakar sebanyak volume uji (detik) 4. Effisiensi Thermal Brake Daya aktual yang dihasilkan oleh mesin selalu lebih kecil daripada energi yang seharusnya dihasilkan. Hal ini terjadi dikarenakan oleh adanya rugi-rugi mekanis (mechanical losses). Semakin tinggi daya aktual yang dihasilkan oleh mesin, maka efisiensi pun akan semakin tinggi. Efisiensi inilah yang sering disebut dengan efisiensi thermal brake (brake thermal efficiency ηη bb ). ηη bb = DDDDDDDD kkkkkkkkkkkkkkkk aaaaaaaaaaaa LLLLLLLL pppppppppp yyyyyyyy mmmmmmmmmm (2.4) Lajupanas yang masuk Q, dapatdihitungdenganrumusberikut : Q = mm ff. HHV.... (2.5) Dimana, HHV = nilaikalorbahanbakar (kj/kg) Jikadaya (P) dalamsatuan kw, lajualiranbahanbakarmm ff dalam satuan kg/jam, maka: ηη bb = PP mm ff.hhhhhh (2.6)

13 2.3.4TeoriPembakaran Pembakaranmerupakam prosesreaksikimia, yaituelementertentudaribahanbakarsetelahdinyalakandandigabungdenga noksigenakanmenimbulkanpanassehinggamenaikkansuhudantekanan.elemenyang dapat terbakar atau (combustable) yang utamaadalahkarbon (C) danhidrogen (H), elemen yang lain namunumumnyahanyasedikitterkandungdalambahanbakaradalah sulfur (S). Oksigen yang diperlukanuntukpembakarandiperolehdariudarabebas yang merupakancampurandarioksigendan nitrogen. Nitrogen atauzatlemasadalahunsurekimiayang biasanyaditemukansebagai gas tanpawarna, tanpabau, tanpa rasa danmerupakan gas diatomicbukanlogam yang stabil, sangatsulitbereaksidenganunsureatausenyawalainnya.dinamakanzatlema skarenazatinibersifatmalas, tidakaktifbereaksidenganunsurelainnya dantidakberpartisipasidalampembakaran.selama proses pembakaran, butiranminyakbahanbakardipisahkanmenjadielemenkomponennyayaituh ydrogendankarbondanmasingmasingbergabungdenganoksigendariudarasecaraterpisah. Hidrogenbergabungdenganoksigenuntukmembentuk air dankarbonbergabungdenganoksigenmenjadikarbondioksida.jikaoksigen yang tersediatidakcukup, makasebagiandarikarbonakanbergabungdenganoksigendalambentukkarb onmonoksida. Pembentukankarbonmonoksidahanyamenghasilkan 30 % panasdibandingkanpanas yang timbulolehpembentukankarbondioksida NilaiKalorBahanBakar Panas dihasilkan oleh reaksi kimia antara oksigen dengan bahan bakar di ruang bakar. Besarnyapanas yang ditimbulkanjikasatusatuanbahanbakardibakarsempurnadisebutnilaikalorb ahanbakar(calorific Value,

14 CV).Bedasarkanasumsiikuttidaknyapanaslatenpengembunanuap air dihitungsebagaibagiandarinilaikalorsuatubahanbakar, makanilaikalorbahanbakardapatdibedakanmenjadinilaikaloratasdan nilai kalorbawah. Nilaikaloratas(High Value,HHV),yaituNilaiPembakaranbiladidalam Heating gas hasilpembakaranterdapat H2O berbentukcairan ataupun merupakannilaikalor yang diperolehsecaraeksperimendenganmenggunakancalorimeterdimanahasilp embakaranbahanbakardidinginkansampaisuhukamarsehinggasebagianbe saruap air yang terbentukdaripembakaranhydrogenmengembundanmelepaskanpanaslate nnya. Secarateoritis, besarnyanilaikaloratas (HHV) dapatdihitungbiladiketahuikomposisibahanbakarnyadenganmenggunaka npersamaandulong: HHV = (T 2 T 1 T kp ) x C v......(2.7) Dimana: HHV = Nilaikaloratas (kj/kg) T 1 = Temperatur air pendingin sebelum penyalaan ( 0 C) T 2 = Temperatur air pendingin sesudah penyalaan ( 0 C) C v = Panas jenis bom kalorimeter (73529,6 KJ/Kg 0 C) T kp = Kenaikan temperatur akibat kawat penyala (0,05 0 C) 2.4Emisi Gas Buang Emisi gas buangmerupakansisahasilpembakaranmesinkendaraanbaikitukendaraanb erroda, perahu/kapaldanpesawatterbang yang menggunakanbahanbakar.berdasarkan Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup nomor 05 Tahun 2006 tentang Ambang Batas Emisi Gas buang kendaraan Bermotor, batas emisi CO dan HC untuk kendaraan

15 yang diuji pada penelitian ini yaitu 4,5% volume untuk CO dan 2400 ppm untuk HC. Biasanyaemisi gas buanginiterjadikarenapembakaran yang tidaksempurnadarisystempembuangandanpembakaranmesinsertalepasny apartikel-partikelkarenakurangtercukupinyaoksigendalam proses pembakarantersebut. Emisi Gas Buangmerupakansalahsatupenyebabterjadinyaefekrumahkacadanpemana san global yang terjadiakhir-akhirini Komposisi Kimia Polutandibedakanmenjadiorganicdaninorganik.Polutanorganicmen gandungkarbondanhidrogen, jugabeberapaelemensepertioksigen, nitrogen, sulfur ataufosfor, contohnya :hidrokarbon, keton, alkohol, ester dan lain-lain. Polutaninorganicseperti :karbonmonoksida (CO), karbonat, nitrogen oksida, ozondanlainnya. Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2 dan senyawa NOx. Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O Komposisi Emisi Gas Buang EmisiSenyawaHidrokarbon (HC) Bensinadalahsenyawahidrokarbon, jadisetiap HC yang didapat di gas buangkendaraanmenunjukkanadanyabensin yang tidakterbakardengansempurnadanterbuangbersamasisapembakaran.apab ilasuatusenyawahidrokarbonterbakarsempurna (bereaksidenganoksigen) makahasilreaksipembakarantersebutadalahkarbondioksida (CO2) dan air (H20).Walaupundesainruangbakarmesinkendaraansaatini yang sudahmendekati ideal, tetapitetapsajasebagiandaribensinseolaholahtetapdapat "bersembunyi" dariapisaatterjadi proses

16 pembakarandanmenyebabkanemisi HC padaujungknalpotcukuptinggi. Hidrokarbon (HC),dapatmenyebabkaniritasimata, pusing, batuk, mengantuk, bercakkulit, perubahankodegenetik, memicuasmadankankerparu-paru. Emisi Carbon Monoksida (CO) Gas karbonmonoksida (CO) adalah gas yang relative tidakstabildancenderungbereaksidenganunsur lain. Gas karbonmonoksida (CO) merupakan gas yang sangatsangatsulitdideteksikarena gas CO tidakmemilikibau, rasa danbentuk. Gas CO (KarbonMonoksida), dapatmengurangikadaroksigendalamdarah, dapatmenimbulkanpusing, gangguanberpikir, penurunanreflekdangangguanjantung. Emisi Karbon Dioksida (CO2) Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik. Saat AFR berada di angka ideal, emisi CO2 berkisar antara 12% sampai 15%. Apabila AFR terlalu kurus atau terlalu kaya, maka emisi CO2 akan turun secara drastis. Apabila CO2 berada dibawah 12%, maka kita harus melihat emisi lainnya yang menunjukkan apakah AFR terlalu kaya atau terlalu kurus. Perlu diingat bahwa sumber dari CO2 ini hanya ruang bakar dan CC. Apabila CO2 terlalu rendah tapi CO dan HC normal, menunjukkan adanya kebocoran exhaust pipe. Oksigen (O2) Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon.

17 Dalam ruang bakar, campuran udara dan bensin dapat terbakar dengan sempurna apabila bentuk dari ruang bakar tersebut melengkung secara sempurna. Kondisi ini memungkinkan molekul bensin dan molekul udara dapat dengan mudah bertemu untuk bereaksi dengan sempurna pada proses pembakaran. Tapi sayangnya, ruang bakar tidak dapat sempurna melengkung dan halus sehingga memungkinkan molekul bensin seolah-olah bersembunyi dari molekul oksigen dan menyebabkan proses pembakaran tidak terjadi dengan sempurna. Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 1.2% atau lebih kecil bahkan mungkin 0%. Tapi kita harus berhati-hati apabila konsentrasi oksigen mencapai 0%. Ini menunjukkan bahwa semua oksigen dapat terpakai semua dalam proses pembakaran dan ini dapat berarti bahwa AFR cenderung kaya. Dalam kondisi demikian, rendahnya konsentrasi oksigen akan berbarengan dengan tingginya emisi CO. 2.5 Bahan Bakar Etanol Bahan bakar etanol adalah etanol (etil alkohol) dengan jenis yang sama dengan yang ditemukan pada minuman beralkohol dengan penggunaan sebagai bahan bakar. Etanol seringkali dijadikan bahan tambahan bensin sehingga menjadi biofuel. Produksi etanol dunia untuk bahan bakar transportasi meningkat 3 kali lipat dalam kurun waktu 7 tahun, dari 17 miliar liter pada tahun 2000 menjadi 52 miliar liter pada tahun 2007.[4] Dari tahun 2007 ke 2008, komposisi etanol pada bahan bakar bensin di dunia telah meningkat dari 3.7% menjadi 5.4%.Pada tahun 2010, produksi etanol dunia mencapai angka 22,95 miliar galon AS (86,9 miliar liter), dengan Amerika Serikat sendiri memproduksi 13,2 miliar galon AS, atau 57,5% dari total produksi dunia. Etanol digunakan secara luas di Brasil dan Amerika Serikat. Kedua negara ini memproduksi 88% dari seluruh jumlah bahan bakar etanol yang diproduksi di dunia. Kebanyakan mobil-mobil yang beredar di Amerika Serikat saat ini dapat menggunakan bahan bakar dengan kandungan etanolsampai 10%, dan

18 penggunaan bensin etanol 10% malah diwajibkan di beberapa kota dan negara bagian AS. Sejak tahun 1976, pemerintah Brasil telah mewajibkan penggunaan bensin yang dicampur dengan etanol, dan sejak tahun 2007, campuran yang legal adalah berkisar 25% etanol dan 75% bensin (E25). Di bulan Desember 2010 Brasil sudah mempunyai 12 juta kendaraan dan truk ringan bahan bakar fleksibel dan lebih dari 500 ribusepeda motor yang dapat menggunakan bahan bakar etanol murni (E100). Bioethanol adalah salah satu bentuk energi terbaharui yang dapat diproduksi dari tumbuhan. Etanol dapat dibuat dari tanaman-tanaman yang umum, misalnya tebu, kentang, singkong, dan jagung. Telah muncul perdebatan, apakah bioetanol ini nantinya akan menggantikan bensin yang ada saat ini. Kekhawatiran mengenai produksi dan adanya kemungkinan naiknya harga makanan yang disebabkan karena dibutuhkan lahan yang sangat besar,ditambah lagi energi dan polusi yang dihasilkan dari keseluruhan produksi etanol, terutama tanaman jagung. Pengembangan terbaru dengan munculnya komersialisasi dan produksi etanol selulosa mungkin dapat memecahkan sedikit masalah Etanol selulosa menawarkan prospek yang menjanjikan karena serat selulosa, komponen utama pada dinding sel di semua tumbuhan, dapat digunakan untuk memproduksi etanol. Menurut Badan Energi Internasional etanol selulosa dapat menyumbangkan perannya lebih besar pada masa mendatang. 2.6 Ketidakpastian Pengukuran Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, adanya gesekan, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang sangat mempengaruhi hasil pengukuran. Hal ini disebabkan karena sistem yang diukur mengalami suatu gangguan. Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnyasuatu besaran melalui pengukuran. Oleh sebab itu, setiap hasil pengukuran harus dilaporkan dengan ketidakpastiannya. Ketidakpastian

19 dibedakan menjadi dua, yaitu ketidakpastian mutlak dan relatif. Masingmasing ketidakpastian dapat digunakan dalam pengukuran tunggal dan berulang Suatu nilai ketidakpastian yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur itu sendiri. Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan bernilai setengah dari NST, Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian mutlaknya dalam pengukuran tunggal adalah: xx = 1 2 NNNNNN...(2.8) Ketidakpastian relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan hasil pengukuran, terdapat hubungan hasil pengukuran terhadap KTP yaitu: KKKKKK rrrrrrrrrrrrrr = xx xx