Studi Eksperimental Pengaruh Campuran Bahan Bakar Premium dengan Prestone to 6 Octane Booster terhadap Performance Motor 4 Langkah Sarip *) Ali Machfud **) *) Staff Pengajar Jurusan Teknik Mesin, STTR Cepu **) Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Mesin, STTR Cepu, Jl. Kampus Ronggolawe Blok B No. 1, Cepu Email: masaputali@yahoo.com Abstrak Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh campuran bahan bakar premium dengan prestone to 6 octane terhadap performance motor. Pengujian performance motor dilakukan menggunakan dynotest, dengan cara membebani gaya pada pengeraman tertentu, torsi dihitung berdasarkan gaya pengereman terjadi dikalikan dengan panjang lengan dynamometer. Selanjutnya torsi diketahui daya dapat dihitung sedangkan sfc dengan cara memakai gelas ukur dan mencatatnya, dan emisi gas buangnya dengan cara memasukkan alat kelubang knalpot dan mencatat hasilnya. Penelitian ini menghasilkan, campuran bahan bakar yang berpengaruh terhadap performance pada motor 4 langkah. Hasil dari penelitian ini adalah penggunaan campuran prestone to 6 octane yang menghasilkan performance yang lebih baik pada torsi, dan daya, sedangkan jumlah konsumsi bahan bakar spesifik yang digunakan lebih irit dengan emisi gas buang yang rendah. Kata kunci: campuran bahan bakar, prestone to 6 octane, performance motor. 1. Pendahuluan Untuk meningkatkan nilai oktan bisa dengan menambahkan zat aditif, misalkan dengan TEL (Tetraety Lead) atau MTBE(Methly tertiar butly ether). Dari penelitian terdahalu didapat salah satu usaha untuk meningkatkan nilai oktan juga mengurangi jumlah polutan yang keluar dari kendaraan bermotor 4 langkah, yaitu mencampurkan bensin dasar dengan zat aditif. Penggunaan ethanol premium belum ekonomis, karena harga ethanol masih tergolong mahal, sehingga masyarakat masih jarang menggunakanya untuk kebutuhan sehari-hari. Dalam penelitian ini dirumuskan masalah yaitu: bagaimana pengaruh campuran bahan bakar premium dengan prestone to 6 octane terhadap performance motor 4 langkah. Mengingat cukup luasnya cakupan penelitian ini, maka peneliti memberi batasan masalah sebagai berikut : Penelitian dilakukan pada motor 4 langkah jenis Tiger tahun 27 sebagai seksi uji dan bahan bakar yang digunakan adalah campuran premium dengan prestone to 6 octane %, %, 1%, 1%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran bahan bakar premium dengan Prestone to 6 octane terhadap performance dan emisi gas buang pada motor 4 langkah. 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Kajian Pustaka Sri utami handayani (29), melakukan penelitian dengan judul pemanfaatan ethanol sebagai bahan bakar pengganti bensin, mendapatkan hasil yaitu ethanol memiliki angka oktan yang tinggi daripada bensin maka perbandingan kompresi yang biasa dipakai juga lebih tinggi. Sehubungan dengan hal tersebut di atas, maka penulis akan melakukan penelitian dengan judul Studi eksperimental pengaruh campuran bahan bakar premium dengan prestone to 6 octane terhadap performance dan hasil gas buang pada motor 4 langkah. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui apakah dengan penggunaan premium dengan prestone to 6 octane dapat meningkatkan performance mesin yang lebih baik dengan kadar emisi gas buangnya dibawah ambang batas. 2.2. Dasar Teori 2.2.1. Motor Bakar Torak 4 Langkah Yang dimaksud dengan motor empat langkah ialah empat kali gerakan piston dalam silinder, atau dua kali putaran poros engkol akan menghasilkan satu kali langkah kerja. Gambar 1. Siklus Motor 4 Langkah
Langkah yang terjadi: 1. Proses langkah isap (intake ) Terjadi pada saat gerakan piston (torak) dari titik mati atas ( TMA ) ke titik mati bawah ( TMB ) dimana katup isap terbuka dan katup buang tertutup. 2. Proses langkah kompresi (compresion) Terjadi pada saat gerakan torak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas ( TMA ) setelah langkah hisap, dimana katup isap tertutup dan katup buang tertutup (pada saat torak hampir mencapai titik mati atas (TMA) campuran bahan bakar dan udara segar itu terbakar. 3. Proses langkah kerja ( power ) Terjadi pada gerakan torak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) setelah kompresi dan pembakaran, dimana katup hisap dan katup buang juga tertutup. 4. Proses langkah buang (exhaust) Terjadi pada saat gerakan torak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) setelah langkah kerja dimana katup isap tertutup dan katup buang terbuka. Langkah berikutnya kembali ke proses langkah isap kembali sehingga terjadilah siklus secara berulang. Pada motor bakar torak gerakan bolak-balik torak digunakan untuk memutar poros engkol sehingga gerakanya menjadi gerakan rotasi, dari gerakan torak diatas maka terlihat bahwa satu siklus terjadi dua kali putaran poros dan gerakan torak selama satu siklus adalah: TMA-TMB-TMA- TMB-TMA karena dalam satu siklus terjadi gerakan 4 langkah, motor ini disebut 4 langkah. 2.2.2. Premium Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahn atau aditif yaitu, tetra ethly lead (tel). Premium mempunyai rumus empiris ethly benzena (c 8 h 18 ). Premium adalah jenis bahan bakar jenis disilat berwarna kuning akibat adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan premium pada umumnya digunakan untuk bahan bakar untuk kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline atau petrol dengan angka oktan adalah 88, massa jenis :,72 kg/l dan mempunyai titik didih 3 C - 2 C. Adapun rumus kimia untuk pembakaran pada bensin premium adalah sebagai berikut: 2 C 8 H 18 + 2 O 2 16 CO 2 + 18 H 2 Pembakaran tersebut diasumsikan semua bensin terbakar terbakar dengan sempurna. Komposisi bahan bakar bensin, yaitu: (1) Bensin (gasoline) C 8 H 18, (2) Berat jenis bensin,6-,7, (3) Pada suhu 4 bensin menguap 3-6%, dan (4) Pada suhu 1 bensin menguap 8-9%. Bensin premium mempunyai sifat anti ketukan yang baik dan dapat dipakai pada mesin kompresi tinggi pada saat semua kondisi. Sifatsifat penting yang diperhatikan pada bahan bakar bensin adalah: (1) Kecepatan menguap (volatility), (2) Kualitas pengetukan, (3) Kadar belerang, (4) Titik bekuk, dan () Berat jenis 2.2.3. Prestone to 6 octane Gambar 2. prestone to 6 octane Prestone to 6 octane direkomondasikan oleh prestone products comparation in U.S.A. zat berisi 473 ml zat aditif, cara penggunaanya yaitu dapat dicampur dengan bahan bakar sebanyak 16 galon atau sekitar 6 liter gasolin. Aditif octane merupakan komponen dari senyawa yang digunakan untuk meningkatkan angka oktan dari bahan bakar dan sekaligus sebagai komponen anti ketuk. Komponen yang digunakan sebagai anti ketuk saat ini adalah tetra ethly lead (TEL), pb (C 2 H ) 4. Berdasarkan hasil riset senyawa TEL ini pertamatama terurai pada temperatur 1 C dengan bantuan panas dari ruang bakar, mealui reaksi penguraian sebagai berikut: Pb(C 2 H ) 4 Pb(C 2 H ) 3 +C 2 H Pb(C 2 H ) 3 + Pb(C 2 H ) 4 Pb(C 2 H ) 6 + C 2 H Pb(C 2 H ) 6 Pb(C 2 H ) 4 + Pb(C 2 H ) 2 Pb(C 2 H ) 2 Pb + C 2 H 1 3. Metode Penelitian 3.1. Prosedur Penelitian langkah-langkah pengujian: (1) Pengecekan ruang dynotest dan perlengkapan lain dalam keadaan siap, (2) Memastikan kendaraan dapat terikat dengan baik dan aman pada rangka dynotest, (3) Memasang kabel pengukur putaran mesin pada kabel tegangan busi yang terpasang pada motor, (4) Memastikan putaran ban belakang tepat diatas alat pengukur roller yang terdapat pada dynotest, () Apabila kendaraan dalam keadaan siap, kendaraan dihidupkan dan membuka gas secara teratur atau stationer, untuk memastikan 2
motor dalam keadaan stabil pada saat gigi transmisi dimasukkan, (6) Apabila kendaraan sudah layak dalam pengambilan data, maka pengemudi berada diatas kendaraan tersebut dan mengikuti panduan yang diberikan oleh instruktur mekanik dynotest. Apabila sudah ada kata siap dari instruktur, maka pengemudi mengoperasikan kendaraan tersebut sesuai dengan pedoman yang telah diberikan sebelumnya yaitu menghidupkan mesin motor dan memasukkan gigi transmisi sampai 4 percepatan, dan stabilkan rpm mesin pada putaran 4 rpm kemudin tarik gas full satu putaran penuh dan dilepaskan. Disaat bersamaan operator dynotest marekam data daya dan torsi menggunakan software computer dynotest. Pengoperasian tersebut dilakukan secara berulangulang sampai mendapatkan hasil rata-rata dalam pengaruh campuran bahan bakar tersebut dan masing-masing pengujian tersebut diambil hasil rata-rata untuk mendapatkan hasil data yang terbaik, dan (7) Instruktur dan pengoperasian kendaraan diatas dynotest saling ketergantungan dan bekerja sama dengan baik agar mendapatkan data yang benar-benar valid. 3.2. Alat Penelitian Alat penelitian yang digunakan adalah Dynotest, untuk mengukur daya dan torsi sebuah mesin, Tachometer untuk mengukur putaran mesin, Burret untuk mengetahui pemakaian konsumsi bahan bakar yang digunakan selama 3 detik dengan daya 6 rpm, Stopwacth, untuk mengukur waktu pemakaian bahan bakar, Fuel valve untuk membuang sisa bensin yang ada didalam tanki motor, Tire Pressure Gauge untuk mengukur tekanan udara pada kedua ban motor pada saat akan diujikan, Horiba untuk mengetahui kadar emisi gas buang pada motor yang akan diujikan. 4. Pembahasan Dari hasil pengujian dengan mengunakan alat uji dynotest yang dilakukan di Mototech Yogyakarta, pada kondisi Temperatur ruangan: 31,8 C, Humidity: 64 % didapatkan hasil sebagai berikut: 4.1. Torsi Pada Campuran % 2 1 6 7 8 9 Torsi (kg.m) Gambar 3. Grafik torsi terhadap campuran premium prestone to 6 octane. Dari gambar 3 hasil pengujian premium murni menunjukkan, torsi tertinggi didapatkan pada putaran 6 rpm, semakin tinggi putaran mesinya maka torsinya mengalami penurunan yaitu,1%, sedangkan kenaikan torsi rata-rata,69%. 4.2. Torsi Pada Campuran % Gambar 4. Grafik torsi terhadap campuran premium prestone to 6 octane. Dari gambar 4. hasil pengujian campuran % menunjukkan torsi tertinggi didapat pada putaran 6 rpm yaitu 17,4 kg.m. Semakin tinggi putaran mesin torsinya mengalami penurunan rata-rata,1%, sedangkan kenaikan torsi rata-rata 1,%. 4.3. Torsi Pada Campuran 1% 2 1 1 2 1 1 6 7 8 9 Gambar. Grafik torsi terhadap campuran premium prestone to 6 octane. Dari gambar. hasil pengujian campuran 1% menunjukkan, torsi tertinggi didapat pada putaran 6 rpm yaitu 16,84 kg.m. Semakin tinggi putaran mesin torsinya mengalami penurunan rata rata,14%, sedangkan kenaikan torsi rata rata,14%. 4.4. Torsi Pada Campuran 1% Dari gambar 6. hasil pengujian campuran 1% menujukkan torsi tertinggi didapat pada putaran 6 rpm yaitu 16,41 kg.m. semakin tinggi putaran mesinya torsinya mengalami penurunan rata rata o,22%, sedangkan kenaikan torsi rata rata 1,1%. 21
2 1 6 7 8 9 4.7. Daya Pada Campuran 1% 2 1 Gambar 6. Grafik torsi terhadap campuran premium prestone to 6 octane 4.. Daya Pada Campuran % Dari gambar 7. hasil pengujian premium murni menunjukkan daya tertinggi didapat pada putaran 8 rpm yaitu 16,1 hp, semakin tinggi putaran mesinya dayannya mengalami kenaikan,22%, akan tetapi pada putaran mesin 8 ke 9 dayanya mengalami penurunan,42%. 2 1 1 Gambar 9. Grafik daya terhadap campuran premium prestone to 6 octane Dari gambar 9. hasil pengujian daya pada campuran 1% menunjukkan daya tertinggi didapat pada putaran 8 rpm yaitu 16 hp, semakin tinggi putaran mesinya dayanya mengalami kenaikan dan penurunan, kenaikanya,%, penurunanya,68%. 4.8. Daya Pada Campuran 1% 2 1 1 Gambar 7. Grafik daya terhadap campuran premim prestone to 6 octane. 4.6. Daya Pada Campuran % Dari gambar 8. hasil pengujian campuran % menujukkan daya tertinggi didapat pada putaran 8 rpm yaitu 1,9 hp, semakin tinggi putaran mesinya dayanya mengalami kenaikan rata rata 1,28%, akan tetapi pada putaran 8 ke 9 dayanya mengalami penurunan,3%. 2 1 Gambar 8. Grafik daya terhadap campuran premium prestone o to 6 octane Gambar 1. Grafik daya terhadap campuran premium prestone to 6o octane Dari gambar 1. hasil pengujian daya pada campuran 1% menunjukkan daya tertinggi didapat pada putaran 8 rpm yaitu 16,4 hp. Semakin tinggi putaran mesinya dayanya mengalami peningkatan dan penurunan, peningkatanya,66%, penurunanya,66%. 4.9. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) SFC (kg/hp.jam),1, % % 1%1% SFC (kg/hp.jam) Gambar 11. Grafik konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) terhadap campuran premium prestone to 6 octane 22
Dari gambar 11. hasil pengujian sfc menujukkan sfc ter irit terdapat pada campuran 1% yaitu,67 kg/hp.jam. jadi dapat dikatakan semakin ditambahnya prosentase sfcnya mengalami penghematan,897%. 4.1. Gas CO Gas CO (%) Gambar 12. Grafik hubungan campuran prestone terhadap Gas CO Dari gambar 12 menunjukkan gas co terendah didapat pada campuran 1% yaitu,22%. Jadi dapat dikatakan semakin ditambahnya campuran gas co nya mengalami penuruan,26%. 4.11. Gas CO 2 Gas CO2 (%) Gambar 13. Grafik hubungan campuran prestone terhadap gas CO 2 Dari gambar 13. CO 2 terendah didapat pada premium murni yaitu 1,8%, dan gas CO 2 tertinggi didapat pada campuran 1% yaitu 1,68%, jadi dapat dikatakan semakin ditambahnya campuran gas CO 2 nya naik rata rata,64%. 4.12. Gas HC Gas HC (PPM),4,3,2,1 1,7 1,6 1,6 1, 1, 1 1 % % 1% 1% % % 1%1% % % 1% 1% Gas CO (%) Gas CO2 (%) Gas HC (ppm) Dari gambar 14. menunjukkan gas hc tertinggi didapat pada premium murni yaitu 12 ppm, sedangkan gas hc terendah didapat pada campuran 1% yaitu 3 ppm. Jadi dakat dikatakan semakin ditambahnya campuranya gas hc nya mengalami penurunan,48%.. Kesimpulan Dari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa: 1. Nilai daya tertinggi yaitu 16,4 hp dimana terdapat pada campuran 1% prestone pada putaran 8 rpm, dari putaran minimal ke maksimal dayanya mengalami kenaikan rata rata 1,49% dan penurunan,66%. Nilai torsi tertinggi 17,4 kg.m, dimana terdapat pada campuran % prestone pada putaran 6 rpm, dari putaran minimal hingga maksimal torsinya mengalami kenaikan 1,% dan penurunan,1% 2. Konsumsi bahan bakar spesifik (Sfc) dari campuran prestone to 6 octane booste yang paling irit yaitu campuran 1%. 3. Untuk nilai hasil gas buangnya, campuran 1% prestone to 6 octane boooster. 6. Daftar Pustaka Arismunandar. W, 1988, Motor Bakar Torak, penerbit ITB, bandung. Catur wahyu hermawan, 212, Penelitian Kaji Eksperimen Pengaruh Penggunaan Zat Aditif Padat Dengan Cair Terhadap Emisi Gas Buang, Universitas teknik. Philip kristanto, 22, Oksigenat Methly Tertiary Buthly Ether Sebagai Aditif Octane Booster Bahan Bakar Motor Bensin, Universitas kristen petra. Popo, mengenal dynamometer, http://viozaax Sarjono dharmoputro M.ENG, 21, Buku Panduan Kuliah Mesin Konversi Energi, STTR Cepu. Sri Utami Handayani., 29, Pemanfaatan Bio Ethanol Sebagai Bahan Bakar Pengganti Bensin, Program Diploma III Teknik Mesin.Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Subroto, 29, Skripsi Pengaruh Penggunaan Koil Racing Terhadap Unjuk Kerja Motor Bensin, universitas muhammadiyah surakarta. Gambar 14. Grafik hubungan campuran prestone terhadap Gas HC 23