PENGARUH MEDAN MAGNET PADA PIPA SALURAN BAHAN BAKAR BENSIN TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR DAN EMISI GAS BUANG MESIN 1800 CC Imran Purba* STT Immanuel Munthe Medan, Sumatera Utara* ABSTRAK Sebagaimana kita ketahui bahwa dengan semakin menipisnya persedian bahan bakar serta mahalnya bahan bakar ahir-ahir ini di Indonesia dan menghadapi masalah lingkungan akibat polusi kendaraan, maka para peneliti terus berusaha mencari sumber-sumber energi alternatif dan solusi untuk menurunkan tingkat polusi emisi gas buang yang ditimbulkan kendaraan disertai dengan peningkatan efesiiensi pembakaran dan konsumsi bahan bakar sehemat mungkin.penelitian ini bertujuan untuk meneliti pengaruh alat penghemat bahan bakar yang berbasis electromagnet terhadap komsumsi bahan bakar bensin. Pengamatan dilakukan dengan menguji kinerja mesin dipasang peralatan penghemat bahan bakar dan tidak dipasang peralatan penghemat bahan bakar pada saluran bahan bakar.dalam penelitian ini menjadi variabel bebasnya adalah penggunaan Elektromagnet dan variabel terkaitnya adalah komsumsi bahan bakar dan putaran mesin. Penelitian ini menunjukan bahwa dengan menggunakan elektomagnet memberikan penghematan bahan bakar dibandingkan dengan mesin standar. Disamping itu menghasilkan gas buang yang ramah lingkungan. Kata Kunci : Medan elektromagnet, konsumsi bahan bakar, emisi gas buang. ABSTRACT As we know that by more and more less of fuel and recenly the fuel is very expensive in Indonesia and face the problem of environment becausse of vehicles pollution, so the researchers try to find dhe source altrnative energy and solution to deccrease the level of pollution from emission of exhaust gas which is floated from vehicles along with the increasing of burning efficiency and consumen the fuel as economical as possible.the purpose of dhis research for researching the infuluence the thrift tool of fuel which has a base electromagnet to consume of gasoline. The observation which is done by examining the work of machine installed of dhrift fuel and is not installed thrift fuel in duct of fuel.in this research becomes the free variable is using of electromagnet and related to variable that is consuming of fuel and rotating of machine. This reasearch show that by using electromagnet gives the thrift of fuel than with standard machine. Beside that wish for exhaust gas that safe for environment. The key word : electromagnet field, consumption of fuel, throwing gas emission. I PENDAHULUAN Kebutuhan energi di Indonesia pada saat ini sudah berada pada keadaan yang sangat kritis karena tidak sebandingnya antara penghasilan energi dengan pemakaian energi. BBM (Bahan Bakar Minyak) adalah energi yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia. Pemakaian energi yang sangat banyak maka diperlukan impor bahan bakar. Impor bahan bakar akan menjadikan negara Indonesia harus mengikuti harga pasaran minyak bumi dunia sehingga mengakibatkan tidak stabilnya pengadaan energi bahan bakar di Indonesia. Berdasarkan data yang dipaparkan oleh JAKARTA-MICOM pada tahun 2011, PT Pertamina (Persero) memiliki sebanyak enam kilang pengolahan dengan kapasitas produksi bahan bakar minyak mencapai 40,6 juta kiloliter per tahun. Produksi BBM itu terdiri dari: 32
Gambar 1 Persentase Penghasilan BBM Indonesia Kebutuhan BBM di Direktorat Pemasaran dan Niaga Pertamina tercatat mencapai 50,1 juta kiloliter pertahun yang terdiri dari premium 22,1 juta kiloliter, solar 21,2 juta kiloliter, minyak tanah 3,8 juta kiloliter, dan avtur 3,1 juta kiloliter. Dengan demikian, kapasitas produksi premium dari kilang hanya memenuhi kebutuhan 54 persen, solar hanya 86 persen, minyak tanah berlebih hingga 186 persen, dan avtur berlebih 109 persen. Dari data diatas pemenuhan bahan bakar yang paling sedikit adalah bahan bakar jenis premium yaitu hanya 54 persen. Keadaan ini dapat diatasi dengan cara mengurangi konsumsi bahan bakar minyak. Salah satu cara untuk mengurangi konsumsi adalah dengan menghemat konsumsi bahan bakar minyak pada kendaraan bermotor. Penghematan bahan bakar yang dapat dilakukan adalah dengan pemasangan elektromagnet pada saluran bahan bakar pada mesin mobil, dimana merupakan jenis mesin konvensional yang menggunakan karburator dan sistem katup pada sistem pembakaran. Mesin 1800 cc waktu pembukaan dan penutupan serta besarnya pembukaan adalah sama dari putaran rendah sampai putaran tinggi. Hal ini mengakibatkan campuran bahan bakar bensin tidak efisien pada putaran rendah sampai putaran tinggi sehingga tidak terjadi pembakaran yang baik, dalam hal ini dapat juga mengakibatkan emisi gas buang yang kurang baik. Sebagaimana yang biasa dilihat di tengah tengah masyarakat akan pencemaran udara akibat gas buang kendaraan bermotor di kota-kota besar saat ini makin tinggi. peningkatan polusi udara dilingkungan sekitar sudah semakin memadat yang bisa mengancam kesehatan manusia melalui pernafasan. Kualitas udara yang semakin menurun akibat asap pembakaran minyak bumi adalah salah satu efek yang dapat kita lihat dengan jelas. Pembakaran bahan bakar fosil yang tidak sempurna akan menghasilkan gas CO 2 yang lama kelamaan akan menumpuk didalam atmosfir.. Pembakaran bahan bakar dari berbagai sumber bergerak seperti mobil penumpang, truk, bus, lokomotif kereta api, kapal terbang dan kapal laut, kendaraan bermotor saat ini maupun dikemudian hari akan terus menjadi sumber yang dominan dari pencemaran udara di perkotaan. Di kota kota besar, kontribusi bahan pencemar dari kendaraan bermotor ke udara adalah sekitar 70%. Resiko kesehatan yang dikaitkan dengan pencemaran udara di perkotaan secara umum, banyak menarik perhatian dalam beberapa tahun belakangan ini, Di banyak kota besar, gas buang kendaraan bermotor menyebabkan ketidaknyamanan pada orang yang berada di tepi jalan dan menyebabkan masalah pencemaran udara pula. Beberapa studi epidemiologi dapat menyimpulkan adanya hubungan yang erat antara tingkat pencemaran udara perkotaan dengan angka kejadian (prevalensi) penyakit pernapasan. Penggunaan BBM secara berlebihan tidak saja memicu krisis ekonomi global, melainkan yang lebih memperhatinkan adalah memicu krisis lingkungan global. Krisis lingkungan global yang ditandai dengan fenomena pencemaran udara, tanah dan air. Disamping itu akan semakin menipisnya stok BBM secara nasional, dimana pada beberapa decade belakangan ini para peneliti berusaha mengalihkan bahan bakar dari fosil kearah bahan bakar dari tumbuh tumbuhan seperti bio etanol, biodiesel, tapi dengan bertambahnya penduduk suatu negara dan pengguna kenderaan, di negara negara berkembang tidak mampu menekan pengguna kenderaan bermotor mupun pabrik pabrik lainnya. Elektromagnet adalah jika muatan listrik mengalir melalui kawat penghantar konduktor, maka timbul pengaruh magnet disekitar kawat berarus tersebut. Pengaru magnet ini mampu menarik magnet lainya. Jika arah arus sesuai dengan arah putaran jam, berarti ujung solenida yang dituju menjadi kutup utara. Jika arah arus berlwanan dengan putaran jarum jam berarti ujung solenida yang dituju menjadi kutup 33
selatan. Cara menimbulkan medan magnet dengan mengaliri arus listrik Cara memperkuat elektromagnet yaitu sebagai berikut : 1. Memperbanyak lilitan pada kumparan 2. Memperbesar kuat arus pada kumparan Hans Christian Orested, pada Tahun 1820 melakukan penelitian tentang pengaruh medan magnet disekitar kawat berarus. II TEORI DASAR Pengaruh Magnet Terhadap Bahan Bakar Penggunaan magnet dalam proses penghematan bahan bakar dimaksudkan untuk membantu proses ionisasi di dalam bahan bakar. Ionisasi ini diperlukan agar bahan bakar dapat dengan mudah mengikat oksigen selama proses pembakaran. Jika proses ionisasi ini berjalan dengan baik maka konsumsi bahan bakar akan berkurang. Proses magnetisasi ini akan membuat pembakaran lebih sempurna. Visualisasi proses ionisasi dapat digambarkan sebagai berikut. Gambar 2 Pengaruh Medan Magnet Terhadap Bahan Bakar Bahan bakar masuk ke dalam magnet dari arah kiri IN. Dari gambar tersebut bahan bakar belum terionisasi oleh magnet masih berupa campuran senyawa iso oktan dan normal heptan dalam bentuk molekul besar, setelah bahan bakar melewati magnet menuju OUT. Kekuatan magnetisasi di dalam magnet tersebut menyebabkan terpecahnya ikatan karbon dalam bahan bakar menjadi bagian-bagian kecil ikatan dan terionisasi. Sehingga ikatan iso oktan dan normal heptan setelah melewati magnet akan bersifat ion-ion (positif dan negatif). Reaksi kimia pada pembakaran bensin yang merupakan campuran dari hidrokarbon dengan penambahan belerang dan jat lemas (N) adalah : CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O + Panas Medan yang ada di dalam magnet tersebut memperkuat ikatan-ikatan kecil tadi dan memposisikan ikatan tersebut secara beraturan. Ikatan kecil dan beraturan inilah yang menyebabkan mudahnya oksigen bereaksi dengan bahan bakar pada proses pembakaran. Dengan penggunaan magnet yang mempunyai sifat dasar dapat menarik molekul-molekul di dalam bahan bakar, dari molekul-molekul yang tersusun kurang beraturan menjadi beraturan dan tersusun rapi maka memberikan dampak optimal terhadap ionisasi. Sehingga molekul yang tadinya ada yang besar, sedang, kecil, disusun menjadi kecil-kecil dan beraturan, sehingga memberi konsumsi bahan bakar yang maksimal terhadap mesin. Pengertian Umum Mesin Bensin Motor bakar adalah jenis mesin kalor yang termasuk Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine). Internal Combustion Engine (I > C engine) adalah mesin kalor yang mengubah energi kimia bahan bakar menjadi kerja mekanis, yaitu dalam bentuk putaran poros. Energi kimia bahan bakar pertama diubah menjadi energi panas melalui proses pembakaran atau oksidasi dengan udara dalam mesin. Energi panas ini meningkatkan temperatur dan tekanan gas pada ruang bakar. Gas bertekanan tinggi ini kemudian berekspansi melawan mekanisme mekanik mesin. Ekspansi ini diubah oleh mekanisme link menjadi putaran crankshaft, yang merupakan output dari mesin tersebut. Crankshaft selanjutnya dihubungkan ke sistem transmisi oleh sebuah poros untuk mentransmisikan daya atau energi putaran mekanis yang selanjutnya energi ini dimanfaatkan sesuai dengan keperluan. Siklus Otto pada mesin bensin disebut juga dengan siklus polume konstan, dimana pembakaran terjadi pada saat volume konstan. Pada mesin bensin dengan siklus Otto dikenal dua jenis mesin yaitu mesin 4 34
langkah dan 2 langkag. Untuk mesin 4 langkah terdapat 4kali gerakan piston atau duakali putaran poros emngkol (crank shaft) untuk tiap siklus pembakaran, sedangkan untuk mesin 2 langkah terdapat 2 kali gerakan piston atau 1 kali putaran poros engkol untuk tiap siklus pembakaran. Sementara yang dimaksud langkah adalah gerakan piston dari TMA (Titik Mati Atas) atau TDC (Top Death Center) sampai TMB (Titik Mati Bawah) atau BDC (Bottom Death Center) maupun sebaliknya dari TMB ke TMA. Prinsip Kerja Mesin Empat Langkah Mesin empat langkah mempunyai empat gerakan piston yaitu : Langkah hisap (suction stroke) Pada langkah ini bahan bakar yang telah bercampur dengan udara dihisap oleh mesin. Pada langkah ini katup hisap (intake valve) membuka sedang katup buang (exhaust valve) tertutup, sedangkan piston bergerak menuju TMB sehingga tekanan dalam silinder lebih rendah dari tekanan atmosfir. Dengan demikian maka campuran udara dan bahan bakar akan terhisap ke dalam silinder. Langkah Kompresi (compression stroke) Pada langkah ini kedua katup baik intake maupun exhaust tertutup dan piston bergerak dari TMB ke TMA. Karena itulah maka campuran udara dan bahan bakar akan terkompresi, sehingga tekanan dan suhunya akan meningkat. Beberapa saat sebelum piston mencapai TMA terjadi proses penyalaan campuran udara dan bahan bakar yang telah terkompresi oleh busi (spark plug). Pada proses pembakaran ini terjadi perubahan energi dari energi kimia menjadi energi panas dan gerak. Langkah Ekspansi (expansion stroke) Karena terjadi perubahan energi dari energi kimia menjadi energi gerak dan panas menimbulkan langkah ekspansi yang menyebabkan piston bergerak dari TMA ke TMB. Gerakan piston ini akan mengakibatkan berputarnya poros engkol sehingga menghasilkan tenaga. Pada saat langkah ini kedua katup dalam kondisi tertutup. Langkah buang (exhaust stroke) Pada langkah ini piston bergerak dari TMB ke TMA, sedangkan katup buang terbuka dan katup isap tertutup, sehingga gas sisa pembakaran akan terdorong keluar melalui saluran buang (exhaust manifold) menuju udara luar. Gambarr.3. Diagram P V Siklus Otto Media dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Elektromagnet, dengan mengunakan diameter kawat 0,35 mm. 2. Pipa saluran bahan bakar 3. Stowatch, dipakai untuk mengukur waktu konsumsi bahan bakar. 4. Gelas ukur, untuk mengukur volume bahan bakar 5. Alat ukur gas buang 6. Mesin kapasitas 1800 cc III HASIL DAN PEMBAHASAN Teknik Pengambilan Data Kombinasi variabel dan level yang diteliti. Untuk menganalisis data penelitian diperlukan tabel yang mengkombinasikan variabel dan level yang diteliti. Tabel tersebut terdiri dari variabel CO (%), HC (ppm), CO2 (%), O2 (%), dan konsumsi bahan bakar dengan putaran mesin, 1000 rpm,1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm dan 3000 rpm. Respon Rerata Pengujian Emisi Gas Buang Dari data-data penelitian maka dapat disajikan grafik rerata respon penelitian emisi gas buang CO, HC, CO 2, O 2 dan konsumsi bahan bakar. 35
CO2 (%) CO (%) HC (ppm) Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 5 No. 1 CO dan Pembahasan 0.600 Gambar grafik respon rerata Carbonmonoksida (%) 520 500 480 460 440 420 400 380 360 Gambar grafik respon rerata HydroCarbon (%) 0.550 0.500 0.450 0.400 0.350 340 320 300 280 260 240 220 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 200 180 160 140 120 100 80 0.050 0.000 1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm Gambar 4 Grafik respon rerata pengaruh bakar Dari grafik respon rerata pengaruh bakar, nilai emisi CO antara pakai magnet dengan tidak pakai magnet, bila putaran mesin semakin tinggi maka nilai CO juga berubah kearah yang lebih tinggi juga hal ini disebabkan gas CO yang dikeluarkan oleh mesin dipengaruhi oleh perbandingan campuran dari jumlah supplay antara udara dengan bahan bakar yang dihisap oleh mesin (A/F ) dari hal tersebut maka dapat dipastikan semakin tinggi putaran mesin campuran udara dengan bahan bakar lebih banyak bahan bakar dari udara, bias jadi saringan udara kurang baik atau jet pada karburator dimeternya terlalu besar. Sedangkan pakai magnet pada saluran baha bakar nilai CO lebih rendah dibandingkan tidak pakai magnet, berarti dengna adanya magnet maka bahan bakar terionisasi dengan baik. HC 1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm Gambar 5 Grafik respon rerata pengaruh bakar terhadap emisi gas buang HC pemakaian magnet pada saluran bahan bakar variasi putaran terhadap emisi gas buang HC, semakin tinggi putaran mesin semakin rendah nilai HC, hal ini bias dipastikan dengan semakin tingginya putaran semakin naik temperature mesin maka cmapuran terbakar habis dan pembakaran sempurna, dengan adanya magnet pada saluran bahan bakar maka semakin baik pembakarannya dibandingkan tanpa magnet pada saluran bahan bakar. CO 2 3.60 3.40 3.20 3.00 2.80 2.60 2.40 2.20 2.00 1.80 1.60 1.40 Gambar grafik respon rerata Carbondioksida (%) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm Gambar 6 Grafik respon rerata pengaruh bakar terhadap CO 2 bakar terhadap CO 2 dengan variasi putaran nilai CO 2 pakai magnet lebih tinggi dibandingkan tanpa magnet dari teori 36
O2 (%) BBM (ml/s) Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 5 No. 1 sebelumnya. Bila carbon didalam bahan bakar terbakar habis dengan sempurna maka terjadilah reaksi sebagai berikut : CO + O 2 CO 2 berarti antara dengan terpasangnya magnet pada saluran bahan bakar berarti bahan bakar terbakar habis dengan sempurna, dibandingkan tanpa pemakaian magnet. O 2 Grafik Respon Rerata Pengujian Konsumsi Bahan Bakar 180.0 170.0 160.0 150.0 140.0 130.0 120.0 110.0 100.0 Gambar grafik respon rerata Pemekaian bahan bakar ( ml/s ) 90.0 80.0 Gambar grafik respon rerata Oksigen (O2) 70.0 22.00 60.0 50.0 21.00 20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 12.00 40.0 1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm Gambar 8 Grafik respon rerata pengaruh bakar terhadap konsumsi bahan bakar bakar terhadap konsumsi bahan bakar dengan variasi putaran, konsumsi bahan bakar lebih efisien dibandingkan tanpa magnet pada saluran bahan bakar.i sebelumnya. 1000 rpm 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm Gambar 7 Grafik Respon Rerata Pengujian Emisi O 2 bakar terhadap O 2 dengan variasi putaran, nilai O 2 pakai magnet lebih tinggi dibandingkan tanpa magnet dari teori sebelumnya, dengan naiknya putaran mesin O 2 tanpa magnet semakin menurun, dibandingkan dengan pemakain magnet mendakan semakin baik pembakarn dengan menggunakan magnet pada saluran bahan bakar. IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan Dari hasil penelitian Pengaruh Penggunaan Medan Magnet Pada Pipa Saluran Bahan Bakar Bensin Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Dan Emisi Gas Buang Pada Mesin 1800 cc maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Penggunaan medan magnet pada pipa berpengaruh terhadap Konsumsi Bahan Bakar dibandingkan dengan tampa mengunakan medan magnet. 2. Penggunaan medan magnet pada pipa berpengaruh terhadap emisi gas buang CO dibandingkan dengan tampa mengunakan medan magnet. 3. Penggunaan medan magnet pada pipa berpengaruh terhadap emisi gas buang HC dibandingkan dengan tampa mengunakan medan magnet. 4. Penggunaan medan magnet pada pipa berpengaruh terhadap emisi gas buang 37