3. bab ii - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) motor...

29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori Dan Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori a. Sepeda Motor Honda Supra-X 125D Tahun 2007 Sepeda motor honda Supra-X 125D merupakan sepeda motor 4 langkah produk dari PT Astra Honda Motor yang mana menggunakan bahan bakar bensin. Motor 4 langkah adalah motor yang dalam satu siklus kerjanya memerlukan dua kali putaran poros engkol dan empat kali gerakan torak. Sepeda motor ini menggunakan silinder tunggal dengan kapasitas mesin atau volume langkah 124,8 cc. Daya maksimum yang dihasilkan yakni 9,3 PS/ 7500 RPM dan menggunakan karburator pada sistem bahan bakarnya (Honda Ramayana, 2014). b. Motor Bakar Motor bakar merupakan suatu pesawat yang digunakan untuk merubah energi kimia bahan bakar untuk melakukan kerja mekanik. Energi kimia tersebut diubah terlebih dahulu menjadi energi panas (thermal) sebelum digunakan untuk kerja mekanik. Motor bakar dibagi menjadi dua yakni motor pembakaran dalam dan motor pembakaran luar (Daryanto, 2013). 1) Motor pembakaran dalam Motor pembakaran dalam yaitu motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi di dalam motor, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya: turbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar Motor pembakaran luar yaitu motor yang proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar motor, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mekanisme tersendiri. Panas dari hasil

Upload: hathuy

Post on 11-Mar-2019

224 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori Dan Penelitian yang Relevan

1. Kajian Teori

a. Sepeda Motor Honda Supra-X 125D Tahun 2007

Sepeda motor honda Supra-X 125D merupakan sepeda motor 4

langkah produk dari PT Astra Honda Motor yang mana menggunakan

bahan bakar bensin.

Motor 4 langkah adalah motor yang dalam satu siklus kerjanya

memerlukan dua kali putaran poros engkol dan empat kali gerakan torak.

Sepeda motor ini menggunakan silinder tunggal dengan

kapasitas mesin atau volume langkah 124,8 cc. Daya maksimum yang

dihasilkan yakni 9,3 PS/ 7500 RPM dan menggunakan karburator pada

sistem bahan bakarnya (Honda Ramayana, 2014).

b. Motor Bakar

Motor bakar merupakan suatu pesawat yang digunakan untuk

merubah energi kimia bahan bakar untuk melakukan kerja mekanik.

Energi kimia tersebut diubah terlebih dahulu menjadi energi panas

(thermal) sebelum digunakan untuk kerja mekanik. Motor bakar dibagi

menjadi dua yakni motor pembakaran dalam dan motor pembakaran luar

(Daryanto, 2013).

1) Motor pembakaran dalam

Motor pembakaran dalam yaitu motor yang proses pembakaran

bahan bakar terjadi di dalam motor, sehingga panas dari hasil

pembakaran langsung diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya:

turbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel.

2) Motor pembakaran luar

Motor pembakaran luar yaitu motor yang proses pembakaran bahan

bakar terjadi di luar motor, sehingga untuk melaksanakan

pembakaran digunakan mekanisme tersendiri. Panas dari hasil

Page 2: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga

gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi

tenaga mekanik. Misalnya mesin uap dan turbin uap.

c. Motor Bensin 4 Langkah

Motor bensin 4 langkah adalah sebuah motor yang dalam 1 kali

proses kerja membutuhkan 4 kali langkah torak dan 2 kali putaran poros

engkol. Adapun langkah kerjanya sebagai berikut :

1) Langkah Hisap

Pada langkah hisap, torak bergerak ke bawah dimulai dari TMA

sampai ke TMB. Torak yang bergerak dari TMA ke TMB

mengakibatkan terjadi kehampaan (vacuum) di dalam silinder.

Selama langkah torak ini katup hisap akan membuka dan katub

buang menutup. Dengan demikian campuran udara dan bensin

dihisap ke dalam silinder.

2) Langkah Kompresi

Dalam langkah ini campuran udara dan bensin yang di dalam

silinder dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke

TMA, kedua katup hisap dan katup buang akan menutup. Selama

gerakan ini tekanan serta suhu campuranantar udara dan bahan bakar

menjadi naik. Akibatnya campuran udara dan bahan bakar akan

mudah terbakar. Sampai langkah ini poros engkol berputar satu kali.

3) Langkah Usaha

Pada langkah usaha, mesin menghasilkan tenaga untuk

menggerakkan kendaraan. Sesaat sebelum torak mencapai TMA

pada langkah kompresi, busi memercikkan loncatan api pada

campuran udara dan bahan bakar yang telah dikompresi. Dengan

terjadinya pembakaran ini, dihasilkan tekanan yang dapat

mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin

(engine power). Selama langkah usaha ini katup hisap dan buang

masih tertutup, torak telah melakukan tiga langkah dan poros

berputar satu setengah putaran.

Page 3: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

4) Langkah Buang

Ketika torak berada di dekat TMB, katub buang terbuka dan katup

hisap tertutup. Torak bergerak ke atas dan mendorong gas sisa

pembakaran ke luar silinder melalui katup buang dan saluran

pembuangan.

Motor telah melakukan 4 langkah penuh yaitu hisap, kompresi,

usaha dan buang. Poros engkol berputar 2 putaran penuh dan

menghasilkan satu tenaga. Setelah langkah buang selesai, katup

hisap dibuka dan katup buang ditutup. Torak akan bergerak lagi

untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah hisap.

d. Karburator

Karburator merupakan sebuah alat yang digunakan sebagai

tempat bercampurnya udara dan bahan bakar dengan perbandingan

tertentu. Sepeda motor saat ini masih banyak yang menggunakan

karburator. Hal ini dikarenakan penggunaan sistem injeksi belum

sepenuhnya diterapkan pada sepeda motor.

Fungsi karburator menurut Jama, J (2008) adalah sebagai

berikut :

1) Mengatur perbandingan jumlah campuran bahan bakar dan udara.

2) Mengubah campuran bahan bakar dan udara menjadi kabut.

3) Menambah dan mengurangi perbandingan jumlah bahan bakar dan

udara sesuai dengan kecepatan dan beban mesin yang berubah- ubah.

Prinsip kerja karburator sama dengan prinsip kerja pada

semprotan serangga, yakni ketika udara ditekan, maka cairan yang berada

dalam tabung akan terhisap bersama dengan udara terkaburasi

(tercampur) dan keluar berupa gas (Bugis, 2009).

e. Intake Manifold

Intake manifold adalah satu komponen mesin yang mempunyai

fungsi sebagai saluran pemasukan campuran bahan bakar dengan udara

yang sudah berubah menjadi gas. Pada sepeda motor intake manifold

terdiri dari sebuah pipa yang mempunyai lubang tunggal.

Page 4: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

Gambar 2.1. Intake manifold Honda Supra-X 125D tahun 2007 (Sumber : Dokumen Pribadi, 2014)

Ada dua saluran di kanan dan kiri intake manifold, yaitu :

1) Keran bensin vakum

Sistem kerja keran bensin vakum berbeda dengan cara kerja keran

manual. Cara kerja keran bensin vakum berdasarkan prinsip

kevakuman di intake manifold. Oleh karena itu, pada keran bensin

vakum ada selang yang menuju ke intake manifold.

Pada keran bensin vakum terdapat dua selang berbeda. Satu selang

besar menghubungkan keran dengan karburator. Sedangkan selang

yang lebih kecil terhubung langsung dengan intake manifold. Selang

kecil dari intake manifold inilah yang berfungsi melakukan hisapan

pada keran. Karena adanya hisapan, pegas dan diafragma atau

membran mulai terbuka. Akibatnya, bensin yang ada di tangki bahan

bakar akan mengalir langsung ke selang bahan bakar.

2) SASS (Secondary Air Supply System)

Pada semua motor baru pasti sudah dilengkapi dengan SASS

(Secondary Air Supply System). Fungsinya untuk mengurangi

kepekatan atau polusi gas buang.

Page 5: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

SASS (Secondary Air Supply System) sendiri adalah sebutan pada

Honda, di Yamaha saluran ini bernama AIS (Air Induction System),

di Suzuki saluran ini bernama PAIR (Pulsed Secondary Air Injection

System), sedangkan di Kawasaki saluran ini bernama HSAS (High-

performance Secondary Air System). Dari semua nama itu

sebenarnya fungsi dan cara kerjanya sama, yaitu menginjeksikan

udara ke lubang exhaust, sehingga polutan gas buang menjadi

berkurang.

Komponen utama SASS (Secondary Air Supply System) adalah

rumah SASS yang berbentuk seperti keong. Rumah SASS ini

sebenarnya hanya sebagai katup buka tutup. Di rumah SASS ini

terdapat tiga selang. Dua selang besar berdiameter 10 mm dan satu

selang kecil berdiameter 5 mm. Dua selang besar tadi beda tujuan,

ada yang menuju filter udara dan ada yang menuju pipa di kepala

silinder. Sedangkan selang yang kecil menuju ke intake manifold.

Cara kerjanya yaitu ketika motor dihidupkan, akan terjadi

kevakuman di intake manifold. Lalu kevakuman itu diteruskan

melalui selang kecil menuju rumah SASS. Katup SASS akan terbuka

dan membuat udara dari box filter terhisap akibat kevakuman dari

lubang buang. Sehingga udara dari box filter akan bercampur dengan

gas buang yang menyebabkan kepekatan gas buang menjadi

berkurang.

f. Perbandingan Udara dan Bahan Bakar (Air Fuel Ratio)

Perbandingan udara dan bahan bakar penting dalam proses

pembakaran. Hal ini dapat dikaitkan dengan pendapat yang menyatakan,

“(air fuel ratio) adalah faktor yang mempengaruhi kesempurnaan proses

pembakaran di dalam ruang bakar” (Bugis, 2009 : 5 ).

Proses pembakaran pada mesin menghendaki campuran bahan

bakar dan udara dalam perbandingan yang berbeda – beda. Tergantung

pada faktor yang mempengaruhi seperti temperatur, kecepatan mesin,

beban dan kondisi lainnya.

Page 6: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

Tabel 2.1. Air Fuel Ratio (AFR) Sesuai Kondisi Kerja Mesin

(

Sumber : Suratman, 2003 : 31)

Campuran bahan bakar dan udara yang masuk pada ruang bakar

harus sesuai dengan kebutuhan mesin. Campuran udara-bahan bakar

tersebut tidak boleh terlalu banyak atau disebut dengan campuran gemuk.

AFR gemuk adalah campuran bahan bakar-udara dimana jumlah berat

bahan bakar lebih banyak dari pada bahan bakar pada kondisi ideal.

Campuran udara-bahan bakar juga tidak boleh terlalu sedikit atau

campuran kurus. AFR kurus adalah campuran bahan bakar-udara dimana

jumlah berat bahan bakar kurang dari jumlah berat bahan bakar pada

kondisi ideal. AFR terlalu gemuk dan terlalu kurus akan berdampak

kurang baik. AFR ideal akan menghasilkan pembakaran yang sempurna

sehingga didapatkan konsumsi bahan bakar yang irit, tenaga mesin

maksimal, suhu mesin tetap terjaga, dan emisi gas buang yang baik. Pada

umumnya perbandingan udara dan bahan bakar dinyatakan berdasarkan

perbandingan berat udara dan bahan bakar. Menurut Bugis (2009)

berpendapat, “perbandingan udara dan bahan bakar yang sempurna atau

air fuel ratio (AFR) adalah 14,7 : 1, yaitu 14,7 udara berbanding 1

bensin” (hlm. 6 ).

Kondisi AFR yang telah dijelaskan di atas sangat berpengaruh

terhadap konsumsi bahan bakar maupun tenaga mesin yang akan

dihasilkan oleh motor. Pengaruh kondisi AFR tersebut dapat dilihat pada

gambar 2.2.

Kondisi Kerja Mesin Perbandingan Udara dan Bahan Bakar

Start 1-3 : 1 Stationer 8-10 : 1 Kecepatan rendah 12-14 : 1 Pemakaian sedang 15-16 : 1 Pemakaian beban berat 12-14 : 1

Page 7: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

Gambar 2.2. Pengaruh AFR terhadap Konsumsi Bahan Bakar dan Tenaga Mesin (Sumber : As’adi, 2011 : 1)

g. Proses Pembakaran

Pembakaran diawali dengan loncatan api busi pada akhir

langkah kompresi. Temperatur pembakaran yang paling efisien berkisar

antara 82˚ C sampai 99˚ C (Sugeng. Andun. Dan Djoko Sumaryanto,

2005 : 3).

Semakin sempurna pembakaran, jumlah CO dan HC semakin

sedikit. Pada pembakaran yang tidak sempurna sejumlah bahan bakar

(unsur – unsur H dan C) terbuang ke udara. Selain menibulkan polusi gas

ini juga berbahaya dan tergolong sebagai racun. Proses pembakaran

motor bakar dapat dibedakan menjadi :

1) Pembakaran Sempurna

Proses pembakaran dapat dikatakan sempurna apabila semua unsur,

C, H, S yang terkandung dalam bahan bakar bereaksi membentuk

CO2, H2O, SO2. Syarat terjadinya proses pembakaran yang sempurna

yaitu:

a) Kuantitas udara (oksigen) yang bercampur dengan bahan bakar

cukup

b) Oksigen dan bahan bakar tercampur dengan sempurna

Page 8: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

c) Campuran bahan bakar-udara terjaga di atas temperatur

pengapiannya

d) Volume ruang bakar yang memadai sehingga memberikan

waktu yang cukup bagi bahan bakar – udara untuk terbakar

sempurna

2) Pembakaran Tidak Sempurna

Pembakaran tidak sempurna terjadi karena ada sebagian komponen

pembakaran yang tidak dapat bereaksi dengan sepurna atau terbakar

habis. Ada 2 macam pembakaran tidak sempurna, yaitu :

a) Pembakaran Awal (Pre – Ignition)

Sesuai dengan namanya pembakaran awal adalah pembakaran

yang terjadi sebelum waktunya, yaitu pembakaran dimana bahan

bakar terbakar dengan sendirinya sebagai akibat tekanan dan

suhu yang cukup tinggi sebelum terjadinya percikan api dari

busi.

b) Knocking

Knocking adalah peristiwa pada pembakaran normal dimana api

menyebar ke seluruh bagian ruang bakar dengan kecepatan

konstan dan busi sebagai pusat penyebaran. Dalam hal ini gas

baru yang belum terbakar akan terdesak oleh gas yang telah

terbakar, sehingga tekanan dan suhunya naik. Jika pada saat ini

gas tersebut terbakar, maka dengan sendirinya akan timbul

ledakan (detonasi) yang menghasilkan gelombang kejutan berupa

suara ketukan (knocking).

h. Bahan Bakar

Bensin didapatkan dari hasil penyulingan minyak tanah yang

kotor dengan berat jenis 0,68 sampai 0,72 menguap seluruhnya antara 0°

dan 120°C. Bensin untuk motor merupakan campuran dari hasil hasil

penyulingan yang ringan dan yang paling berat jenis ± 0,73 dan titik

didih terakhir dari ± 190°.

Page 9: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

Nilai oktan (octane number) atau tingkatan dari bahan bakar

adalah mengukur bahan bakar bensin terhadap anti-knock characteristic.

Bensin dengan nilai oktan tinggi akan tahan terhadap timbulnya engine

knocking dibanding dengan nilai oktan yang rendah. Sifat yang dimiliki

bensin sebagai berikut:

1) Mudah menguap pada temperatur normal

2) Tidak berwarna tembus pandang dan berbau

3) Mempunyai titik nyala rendah (-10˚ sampai -15˚)

4) Mempunyai berat jenis yang rendah (0,60 sampai 0,78)

5) Menghasilkan jumlah panas yang besar (9,500 sampai dengan 10,500

kcal/kg)

6) Sedikit meninggalkan karbon setelah dibakar (New Step 1, 1994: 1-

41)

Bensin harus memenuhi beberapa syarat untuk memberikan

hasil yang optimal dan kerja mesin yang lembut. Syarat-syarat tersebut

adalah :

1) Volatilitas Bahan Bakar

Volatilitas didefinisikan sebagai kecenderungan cairan

bahan bakar untuk menguap (Ardiansyah, 2011). Campuran bahan

bakar-udara yang masuk dalam silinder sebelum proses pembakaran

diusahakan sudah dalam keadaan campuran uap bahan bakar-udara,

sehingga memudahkan proses pembakaran.

2) Angka Oktan

Angka oktan adalah suatu ukuran untuk mengidentifikasi

karakteristik bensin dan mewakili karakteristik bahan bakar anti-

ngelitik (anti-knocking). Bensin dengan nilai oktan tinggi akan tahan

terhadap timbulnya engine knocking dibanding dengan nilai oktan

yang rendah. Dengan berkurangnya intensitas untuk berdenotasi, maka

campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak

menjadi lebih baik dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat.

Page 10: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

Bensin yang cenderung kearah sifat normal heptana disebut

bensin dengan nilai oktan rendah karena mudah berdenotasi. Bahan

bakar yang lebih cenderung kearah sifat iso-oktana dikatakan bensin

dengan nilai oktan tinggi atau lebih sukar berdenotasi. Nilai oktan

yang harus dimiliki oleh bahan bakar ditampilkan dalam tabel 2.2.

Tabel 2.2. Nilai Oktan Gasolin Indonesia

Jenis Angka Oktan Minimum 1 Premium 88 88 RON 2 Pertamax 94 RON 3 Pertamax Plus 95 RON 4 Bensol 98 RON

(Sumber: Ardiansyah, 2011 : 1)

Brown gas memiliki nilai oktan lebih tinggi dari pada bahan

bakar pada Tabel 2.1 yaitu sekitar 130 (Sudirman, 2008: 14). Semakin

tinggi nilai oktan suatu bahan bakar, daya ledak yang dihasilkan akan

lebih dahsyat. Efek ledakan tersebut membuat tenaga mesin akan

meningkat dan konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit.

3) Kestabilan Kimia dan Kebersihan Bahan Bakar

Kestabilan kimia bahan bakar sangat penting, karena

berkaitan dengan kebersihan bahan bakar yang selanjutnya

berpengaruh terhadap sistem pembakaran dan sistem saluran. Bahan

bakar sering menjadi polimer yang berupa endapan-endapan gum

(getah) pada suhu tinggi. Endapan getah ini berpengaruh kurang baik

terhadap sistem bahan bakar, misalnya pada katup-katup dan saluran

bahan bakar.

i. Nilai Kalori Bahan Bakar

Nilai kalori adalah suatu angka yang menyatakan jumlah panas

atau kalori yang dihasilkan dari proses pembakaran sejumlah tertentu

bahan bakar dengan udara / oksigen.

Page 11: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

FC = �Ǵ

Nilai kalori bahan bakar minyak umumnya antara 18.300 BTU /

lb ~ 19.800 BTU / lb.

Berikut beberapa nilai kalori untuk bahan bakar :

1) Solar = 9.240 kkal/liter

2) RCO = 10.400 kkal

3) LPG = 11.220 kkal/m3

4) Natural gas = 9.424 kkal/m3

5) Fuel oil = 9.766 kkal/m3

6) Batu bara = 4.800 kkal/kg

j. Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi bahan bakar merupakan parameter yang biasa

digunakan pada sistem motor pembakaran dalam untuk menggambarkan

pemakaian bahan bakar (As’adi, 2011 : 5).

Menurut Saputra (2013 : 13), nilai konsumsi bahan bakar adalah

jumlah konsumsi bahan bakar per satuan waktu (ml/menit). Nilai

konsumsi bahan bakar yang rendah berarti pemakaian bahan bakar yang

lebih irit, maka dari itu nilai konsumsi bahan bakar yang rendah sangat

dibutuhkan untuk mencapai efisiensi bahan bakar. Fuel Consumption

(FC) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Dimana :

FC = Konsumsi bahan bakar (ml/menit)

V = Volume (ml)

t = Waktu (menit)

Page 12: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

Menurut Kusumaningrum (2013) ada beberapa hal yang

mempengaruhi besarnya konsumsi bahan bakar antara lain :

1) Sistem bahan bakar rusak (bensin bocor, permukaan bensin di karburator terlalu tinggi, saringan udara kotor dan penyetelan kecapatan rendah tidak baik)

2) Sistem pengapian rusak (waktu penyalaan tidak tepat, busi meletup secara salah, titik kontak pemutus arus rusak)

3) Tekanan kompresi mesin rendah 4) Sistem penggerak katup salah 5) Pipa saluran gas buang tersumbat 6) Kopling selip 7) Rem menahan 8) Penggunaan sepeda motor tidak benar, misalnya perpindahan

persneling yang kurang halus

Konsumsi bahan bakar adalah banyaknya bahan bakar yang

dipakai selama proses pembakaran berlangsung. Secara umum, faktor

yang mempengaruhi konsumsi bahan bakar adalah kecepatan. Kecepatan

yang semakin meningkat maka tingkat konsumsi bahan bakar akan

semakin besar.

Gambar 2.3. Grafik Kecepatan dan Konsumsi Bahan Bakar (Sumber: Arends & Berenschot, 1980: 28)

Page 13: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

Berdasarkan gambar 2.3. di atas dapat diambil kesimpulan

bahwa kecepatan yang tingkat konsumsi bahan bakarnya paling rendah

atau irit adalah antara kecepatan 40 km/h sampai 60 km/h. Itulah yang

menjadi dasar dari peneliti dalam menentukan kecepatan sepeda motor

dalam melakukan pengujiannya.

Ada dua cara untuk menunjukkan pemakaian bahan bakar,

diantaranya adalah dengan cara memberitahukan bahwa sebuah

kendaraan memakai bensin 1 liter untuk 12 km. Cara lainnya adalah

dengan pemberitahuan berapa banyak penggunaan bensin dalam liter

untuk jarak sejauh 100 km. Motor yang tidak terpasang pada kendaraan

yang berjalan, maka pemakaian bahan bakarnya ditetapkan dalam kg tiap

kilo watt jam. Inilah yang disebut dengan pemakaian bahan bakar

spesifik dan juga untuk motor mobil digunakan cara pemakaian bahan

bakar seperti ini untuk mengadakan perbandingan “penghematan” dari

motor sejenis dan untuk menentukan frekuensi putar yang paling efektif.

(Arends & Berenschot, 1980: 27)

Pada penelitian Kusumaningrum (2013), pengukuran konsumsi

bahan bakar dilakukan dengan uji jalan yang menempuh jarak 8 km

dengan kecepatan 80 km/jam.

Pengujian konsumsi bahan bakar dapat dilakukan dengan dua

cara, yaitu pengujian pada kondisi idle dan dengan uji jalan. Untuk

melakukan uji jalan harus memenuhi beberapa syarat. Diantaranya

kondisi jalan dan cuaca jalan harus kering, permukaan jalan boleh

mengandung sedikit kelembaban, tidak ada lapisan air di area jalan,

panjang jalur uji harus minimal 2 km boleh sirkuit tertutup atau lintasan

lurus (pengujian dilakukan pada kedua arah), lintasan uji harus

memungkinkan untuk menjaga kecepatan konstan, permukaan jalan

dalam keadaan baik, dan kemiringannya tidak melebihi 2o antara dua titik

manapun yang berjarak 2 m (SNI Pengukuran Konsumsi Bahan Bakar

Kendaraan Bermotor Kategori M1 dan N1, 2010).

Page 14: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Pada penelitian ini pengukuran konsumsi bahan bakar dilakukan

dengan uji jalan yang menempuh jarak 8 km dengan kecepatan 60

km/jam. Jarak tempuh 8 km dipilih karena menurut SNI Pengukuran

Konsumsi Bahan Bakar Kendaraan Bermotor Kategori M1 dan N1 jarak

minimal melakukan pengujian konsumsi bahan bakar adalah 2 km.

Kecepatan 60 km/jam dipilih karena menurut Arends & Berenschot

(1980), konsumsi bahan bakar minimal didapat pada kecepatan 40

km/jam – 60 km/jam.

k. Elektroliser

Elektroliser merupakan alat yang digunakan untuk menguraikan

air menjadi hidrogen dan oksigen. Dalam elektroliser, air (˒挠o ) dipecah

menjadi gas HHO atau yang lebih dikenal dengan brown gas. Elektroliser

menghasilkan hidrogen dengan cara mengalirkan arus listrik pada media

air yang mengandung larutan elektrolit.

Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi

listrik menjadi energi kimia (Sudirman 2008:7). Proses penguraian unsur

– unsur pembentuk air disebut sebagai elektrolisis air.

Page 15: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

Menurut Putero, S.H, Kusnanto, Yusriyani (2008) faktor –

faktor yang mempengaruhi proses elektrolisis antara lain :

1) Kerapatan arus listrik Kenaikan kerapatan arus akan mempercepat ion bermuatan membentuk flok. Jumlah arus listrik yang mengalir berbanding lurus dengan bahan yang dihasilkan selama proses.

2) Waktu Menurut hukum Faraday, jumlah muatan yang mengalir selama proses elektrolisis sebanding dengan jumlah waktu kontak yang digunakan.

3) Tegangan Karena arus yang menghasilkan perubahan kimia mengalir melalui medium (logam atau elekrolit) disebabkan adanya beda potensial, karena tahanan listrik pada medium lebih besar dari logam, maka yang perlu diperhatikan adalah mediumnya dan batas antar logam dengan medium.

4) Kadar keasaman (pH) Karena pada proses ini terjadi proses elektrolisis air yang menghasilkan gas hidrogen dan ion hidroksida, dengan semakin lama waktu kontak yang digunakan, maka semakin cepat juga pembentukan gas hidrogen dan ion hidroksida, apabila ion hidroksida yang dihasilkan lebih banyak maka akan menaikkan pH dalam larutan. pH larutan juga mempengaruhi kondisi spesies pada larutan dan kelarutan dari produk yang dibentuk. pH larutan mempengaruhi keseluruhan efisiensi dan efektifitas dari elektrolisis.

5) Ketebalan plat Semakin tebal plat elektroda yang digunakan, daya tarik elektrostatiknya dalam mereduksi dan mengoksidasi ion logam dalam larutan akan semakin besar.

6) Jarak antar elektroda Besarnya jarak antar elektroda mempengaruhi besarnya hambatan elektrolit, semakin besar jaraknya semakin besar hambatannya, sehingga semakin kecil arus yang mengalir.

l. Komponen Elektroliser

Komponen penting yang menunjang proses elektrolisis untuk

menghasilkan gas HHO adalah tabung elektroliser, elektroda, larutan

elektrolit dan water trap ( Sudirman, 2008).

1) Tabung elektroliser

Tabung elektroliser merupakan alat yang digunakan untuk

menampung larutan elektrolit juga sebagai tempat untuk

menghasilkan gas HHO. Tabung elektroliser yang digunakan

Page 16: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

biasanya terbuat dari bahan kaca atau plastik yang tahan panas.

Bahan ini digunakan dengan alasan karena proses elektrolisis yang

menghasilkan gas HHO ini juga menghasilkan panas. Tabung yang

digunakan dapat berupa toples bekas makanan atau minuman.

Gambar 2.4. Tabung Elektroliser. (Sumber: Dokumen Pribadi, 2014)

2) Elektroda

Gas HHO yang dihasilkan dalam proses elektrolisis ini akan terjadi

karena adanya arus listrik yang melewati elektroda. Elektroda ini

pula yang akan menguraikan unsur - unsur air. Elektroda terdiri dari

kutub katoda (-) dan kutub anoda (+) dimasukkan dalam larutan

elektrolit.

Elektroda yang digunakan pada penelitian ini adalah kawat tembaga.

Pemilihan elektroda kawat tembaga ini didasari karena daya hantar/

konduktivitas listriknya lebih tinggi setelah perak jika dibandingkan

dengan logam yang lainnya. Selain itu kawat tembaga lebih mudah

dijumpai atau di dapat di toko bangunan. Berikut adalah tabel 2.2

merupakan konduktivitas listrik dari masing masing logam.

Page 17: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

Tabel 2.3. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam pada Suhu Kamar

Adapun sifat- sifat dari tembaga menurut Indrawan (2012), adalah

sebagai berikut :

a) Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan b) Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar

panas dan listrik yang baik kedua setelah perak c) Titik leleh : 1.083˚C, titik didih : 2.301˚C d) Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3 (Jim Clark, 2007).

Tembaga sebagai bahan konduktor berfungsi untuk menghantarkan

arus listrik. Menurut hukum Ohm nilai tegangan dan kerapatan arus

dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Tegangan dalam suatu konduktor dirumuskan :

V = I . R

Dimana V = tegangan (volt)

I = arus (ampere)

R = hambatan (ohm)

Rapat arus listrik dalam suatu konduktor dirumuskan :

J = 疲霹

Dimana J = rapat arus (Ö 桂挠世 )

I = arus (ampere)

A = luas penampang ( m2 )

dari rumus diatas dapat dinyatakan bahwa rapat arus dan tegangan

berbanding terbalik dengan luas penampang. Mengacu pada teori

Logam Konduktivitas listrik (ohmmeter) Perak 6,8 x 107 Tembaga 6, 0 x 107 Emas 4,3 x 107 Alumunium 3,8 x 107 Kuningan 1,6 x 107 Besi 1,0 x 107

Page 18: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

diatas maka pada penelitian ini akan menggunanakan variasi

diameter kawat tembaga yakni sebesar 1,5 mm, 2,5 mm, dan 4,0

mm. Variasi ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya

terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor Honda Supra-X 125D

tahun 2007 kaitannya sebagai penghantar arus listrik dalam tabung

elektroliser untuk menghasilkan gas HHO.

3) Elektrolit

Elektrolit terdiri dari air murni dan katalisator. Elektrolit digunakan

untuk menghasilkan gas HHO pada proses elektrolisis. Berdasarkan

percobaan yang dilakukan oleh Sudirman ( 2008:11), komposisi

yang paling ideal antara air murni dengan katalisator adalah 1,5

sendok teh atau sekitar 12 gram berbanding dengan 0,9-1 liter air.

Komposisi tersebut hasilnya cukup baik, terlihat dari produksi brown

gas dan temperatur tabung elektroliser yang cukup, yaitu 50 oC

sampai dengan 70 oC.

4) Katalis

Menurut Rufiati (2011 : 11), katalis adalah suatu zat yang dapat

meningkatkan laju reaksi dan setelah reaksi selesai, terbentuk

kembali dalam kondisi tetap. Katalis ikut terlibat dalam reaksi,

memberikan mekanisme baru dengan energi pengaktifan yang lebih

rendah dibanding reaksi tanpa katalis.

a) Kalium Hidroksida (KOH)

KOH merupakan senyawa basa, jika dilarutkan kedalam air

maka akan membentuk larutan KOH. KOH tersebut akan

menjadi katalisator yang berfungsi untuk mempermudah

pemutusan ikatan gas hidrogen dan oksigen dalam air. Semakin

besar kosentrasi larutan KOH ketika dielektrolisis, diduga

semakin besar pula peluang untuk menghasilkan gas hidrogen

dan oksigen dalam jumlah yang banyak. Begitu pula pengaruh

arus yang di berikan oleh sumber tenaga. Semakin besar arus

yang diberikan maka semakin banyak gelembung-gelembung

Page 19: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

yang muncul dari permukaan katoda. Gelembung-gelembung

tersebut merupakan proses pemutusan ikatan antara H2 dan O2

didalam senyawa air sehingga H2 dan O2 semakin banyak.

Gambar 2.5. KOH (Sumber : Dokumen Pribadi, 2014)

Nilai pH dalam 1 liter aquades yang dicampur dengan 12 gram

KOH adalah :

1 liter aquades, 12 gr KOH, Mr=56 ® 实ƯOH ±O 时âƼǴ硅辊实À挠ƯOH 闹淖 时1âƼǴ硅辊 实0,2® fo˒纵H婆邹→ f嫩纵H婆邹 十 o˒能纵H婆邹 揍o˒能租实果.®瑰 实1. 0,2® 贵o˒实石logo˒能实石 log 10能挠实2 贵˒实14石贵o˒实14 石2 实12

Keterangan :

Mb : Molaritas Basa

X : Jumlah OH- dalam rumus kimia

b) Natrium Sulfat (Na2SO4)

Natrium sulfat adalah hasil garam natrium dari asam sulfur.

Dalam bentuk anhidratnya, senyawa ini berbentuk padatan

kristal putih dengan rumus kimia Na2SO4. Sedangkan bentuk

dekahidratnya mempunyai rumus kimia Na2SO4∙10H2O yang

dikenal dengan nama garam Glauber atau sel mirabilis.

Page 20: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

Gambar 2.6. Na2SO4 (Sumber : Dokumen Pribadi, 2014)

Nilai pH dalam 1 liter aquades yang dicampur dengan 12 gram

Na2SO4 adalah :

1 liter aquades, 12 gr Na2SO4 , Mr=142 ® 实ƯOH ±O 时âƼǴ硅辊实À挠ƯOH À恼挠 时1âƼǴ硅辊 实0,08® 棺逛挠管o恼纵H婆邹→ 2棺逛嫩纵H婆邹 十 管o恼挠能纵H婆邹 Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat bersifat

netral sehingga nilai pH=7.

Na2SO4 Na+ berasal dari NaOH

管o恼挠能 berasal dari ˒挠管o恼 Kation Na+ tidak terhidrolisis karena berasal dari basa kuat

NaOH. Anion 管o恼挠能 tidak terhidrolisis karena berasal dari asam

kuat ˒挠管o恼. Karena kation dan anion tidak terhidrolisis, maka

Na2SO4 termasuk garam yang tidak terhidrolisis. Sifat

larutannya adalah netral dengan pH=7.

Dalam penelitian ini katalis yang digunakan adalah Kalium

Hidroksida (KOH) dan Natrium Sulfat (Na2SO4)

Page 21: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

Katalis tersebut masing- masing akan dicampurkan dengan air murni

untuk mengetahui perbedaan gas HHO yang dihasilkan dan

bagaimana pengaruhnya terhadap konsumsi bahan bakar sepeda

motor Honda Supra X 125D tahun 2007.

m. Lilitan Elektroda

Pada penelitian ini menggunakan kawat tembaga sebagai

elektroda yang dililitkan pada bahan akrilik. Akrilik selain berfungsi

sebagai dudukan atau tempat melilitkan elektroda juga sebagai bahan

isolator. Elektroda terbagi menjadi dua lilitan yakni kutub positif sebagai

anoda dan kutub negatif sebagai katoda. Dalam melilit kedua kutub ini

tidak boleh saling bersentuhan karena secara fungsional keduanya

memiliki peran masing masing dalam proses elektrolisis. Kutub positif

anoda berfungsi untuk menangkap partikel oksigen ( O) sedangkan kutub

negatif katoda berfungsi untuk menangkap partikel hidrogen (H).

Gambar 2.7. Lilitan Elektroda (Sumber : Dokumen Pribadi, 2014)

Page 22: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

n. Cara Kerja Elektroliser

Menurut penelitian yang dilakukan Kusumaningrum (2013) menyatakan cara kerja elektroliser sebagai berikut :

Gas HHO atau brown gas yang telah dihasilkan di dalam elektroliser akan terisap oleh mesin (ketika torak langkah hisap). Gas HHO terbentuk akibat adanya aliran arus listrik yang berasal dari alternator sepeda motor. Sumber listrik tidak menggunakan accu karena kuat arus accu sepeda motor tidak mencukupi, yaitu sekitar 3,5 Ampere sedangkan kuat arus dari alternator sepeda motor dapat mencapai 5 Ampere. Arus listrik yang dibutuhkan oleh elektroliser adalah arus searah (DC), sedangkan alternator sepeda motor menghasilkan arus bolak-balik (AC), oleh karena itu diperlukan komponen penyearah arus yang dinamakan diode bridge. Cara kerja elektroliser adalah memecah air (H2O) menjadi gas hidrogen hidrogen oksigen (HHO) atau sering disebut sebagai brown gas. Elektroliser dapat menghasilkan gas HHO dengan cara mengalirkan arus listrik pada elektroda yang dihubungkan dengan larutan elektrolit. Tidak seperti pemanas, elektroda dalam elektroliser ini, kutup anoda dan katodanya tidak saling bersentuhan, sehingga mampu menghasilkan medan magnet buatan. Medan magnet yang terdapat diantara anoda dan katoda dapat mengubah struktur atom hidrogen (H2) dan oksigen (O) pada air dari bentuk diatomik menjadi bentuk monoatomik. Selain itu, ikatan neutron yang mengikat partikel H dan O akan terlepas, sehingga partikel O akan tertarik ke kutub positif (anoda) dan partikel H akan tertark ke kutub negatif (katoda). Proses pecahnya bentuk diatomik menjadi monoatomik dan tertariknya partikel O ke kutub positif dan partikel H ke kutub negatif ini yang disebut sebagai proses disosiasi. Sejalan dengan proses tersebut, gelembung gas H dan O yang melekat pada elektroda akan semakin bertambah, kemudian terlepas dan mengambang, kemudian gelembung bergerak naik. Saat gelembung gas hidrogen dan oksigen monoatomik terlepas dari permukaan air, partikel gas H dan O akan berikatan kembali di udara sebagai brown gas atau gas HHO.

Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa elektroliser akan

menghasilkan gas HHO dengan cara mengalirkan arus listrik melewati

elektroda yang dihubungkan dengan larutan elektrolit. Katoda dan anoda

pada elektroda ini tidak bersentuhan, maka akan menghasilkan medan

magnet yang memecah struktur atom hidrogen dan oksigen menjadi

monoatomik. Gas HHO inilah yang akan disalurkan melalui selang ke

dalam intake manifold dan dicampurkan dengan campuran bahan bakar

Page 23: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

dan udara untuk dimanfaatkan dalam proses pembakaran di dalam

silinder.

o. Saluran Gas Brown.

Saluran brown gas adalah saluran yang berfungsi sebagai jalan

hasil elektrolisis (brown gas) dari elektroliser menuju ke ruang bakar.

Menurut penelitian Waluyo (2009) yang berjudul Kaji Eksperimen

Pengaruh Penambahan Elektroliser pada Sistem Bahan Bakar Sepeda

Motor Satu Silinder C100, pada sepeda motor saluran brown gas dapat

diletakkan di sistem pemasukan udara dan bahan bakar, yaitu sebelum

karburator atau sesudah karburator.

Gambar 2.8. Saluran Brown Gas BTV (Before Thtrottle Valve) (Sumber: Waluyo, 2009: 32)

Gambar 2.9. Saluran Brown Gas ATV (After Thtrottle Valve) (Sumber: Waluyo, 2009: 32)

Page 24: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

Gambar 2.8. menjelaskan bahwa saluran brown gas yang

pemasangannya sebelum karburator diletakkan pada saringan udara. Hal

ini berarti brown gas yang dihasilkan elektrolisis akan bercampur dengan

udara terlebih dahulu (volume udara belum diatur oleh karburator)

kemudian baru akan bercampur dengan bahan bakar di karburator.

Pemasangan seperti ini juga memberikan jarak tempuh yang cukup jauh

untuk brown gas mencapai ke ruang bakar.

Gambar 2.9. menjelaskan bahwa saluran brown gas yang

pemasangannya sesudah karburator diletakkan pada intake manifold. Hal

ini berarti brown gas yang dihasilkan elektrolisis akan bercampur dengan

campuran udara-bahan bakar yang telah diatur oleh karburator.

Pemasangan seperti ini juga memberikan jarak tempuh yang lebih dekat

untuk brown gas mencapai ke ruang bakar dibandingkan dengan

pemasangan sebelum karburator.

Cara pemasangan saluran brown gas tersebut menghasilkan nilai

konsumsi bahan bakar yang berbeda. Pemasangan sesudah karburator

mempunyai nilai konsumsi bahan bakar kurang dari pemasangan sebelum

karburator. Hal ini dikuatkan dengan penelitian yang dilakukan oleh

As’adi (2011) yang berjudul Uji Pemasangan Brown Gas Terhadap

Performa Motor Bensin Empat Langkah. Hasil penelitian menyimpulkan

bahwa pemasangan Brown Gas Before Carburetor (BGBC) mampu

menghemat bahan bakar sebesar 13,46%, sedangkan pemasangan Brown

Gas After Carburetor (BGAC) mampu menghemat bahan bakar sebesar

16,46%.

p. Instalasi Elektroliser pada Sepeda Motor

Langkah-langkah instalasi pada sepeda motor menurut

Sudirman (2008 : 42) sebagai berikut :

1) Menyiapkan tabung elektroliser yang telah diisi dengan air murni

(aquades) sebanyak 1 liter dan menambahkan 12 gram katalis, lalu

diaduk hingga rata dan menutup tabung dengan rapat.

Page 25: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

2) Langkah selanjutnya adalah memasang kabel kutub positif pada

spull jalan, setelah itu disolder dan diisolasi.

3) Memasang skun pada kabel kemudian mengisolasi, dan

menghubungkan kabel ke diode bridge.

4) Memasang kabel ground, selanjutnya memasang tabung elektroliser

pada tempat yang aman serta mengikat dengan kabeltis.

5) Menghubungkan saluran intake manifold. Memasang elbow dan

selang penyalur gas Hidrogen – Hidrogen Oksigen (HHO).

Kemudian merapikan kabel-kabel.

6) Menghidupkan motor.

Keuntungan yang diperoleh dari pemasangan tabung elektroliser

pada sepeda motor menurut Sudirman (2008 : 43) sebagai berikut

1) Menghemat bahan bakar hingga 30% atau bahkan bisa lebih

2) Suara mesin lebih halus 3) Tarikan tenaga mesin meningkat 4) Emisi gas buang turun, sehingga lebih ramah lingkungan

Dari pernyataan diatas maka peneliti menyimpulkan bahwa

pemasangan elektroliser pada sepeda motor dapat meningkatkan unjuk

kerja mesin, selain itu lebih hemat bahan bakar dan tentunya lebih

efesien.

q. Dioda Bridge

Dioda bridge adalah komponen elektronika semikonduktor yang

berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda bridge

karena didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang

dihubungkan saling bertemu satu sama lain (bridge rectifier/penyearah

jembatan).

Dioda brige dipilih sebagai penyearah arus dalam penelitian ini

karena dioda brige memiliki empat kaki sesuai dengan yang dibutuhkan

untuk pemakaian/ perangkaian elektroliser pada sepeda motor, sedangkan

dioda biasa hanya memiliki dua kaki sehingga tidak dapat digunakan

pada penelitian ini.

Page 26: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

Gambar 2.10. Dioda Bridge (Sumber: Saputra, 2013:23)

2. Penelitian yang Relevan

Beberapa penelitian tentang penggunaan bahan bakar air telah

dilakukan oleh para peneliti sebelumnya dengan beragam hasil. Diantaranya

yaitu :

Kusumaningrum, P.P. (2013) yang berjudul Pengaruh Variasi

Jumlah Plat Stainless Steel dan Variasi Pemasangan Saluran Brown Gas pada

Elektroliser terhadap Konsumsi Bahan Bakar Sepeda Motor Supra-X 125R

CW Tahun 2010. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa (1) Ada pengaruh

yang signifikan dari variasi jumlah plat stainless steel pada elektroliser

terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor Supra-X 125R CW 125 Tahun

2010. (2) Ada pengaruh yang signifikan dari variasi pemasangan saluran

brown gas pada elektroliser terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor

Supra-X 125R CW 125 Tahun 2010. (3) Ada interaksi yang signifikan dari

dari variasi jumlah plat stainless steel dan variasi pemasangan saluran brown

gas pada elektroliser terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor Supra-X

125R CW 125 Tahun 2010. (4) Penggunaan elektroliser dengan konstruksi

elektroda stainless steel yang berjumlah 8 plat merupakan konstruksi yang

paling ideal untuk digunakan pada sepeda motor Honda Supra-X 125R CW

karena konstruksi ini mempunyai konsumsi bahan bakar yang paling hemat

yaitu sebesar 32 ml/8 km atau 22,80% dari konsumsi bahan bakar standar.

Page 27: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

As’adi (2011) yang berjudul Uji Pemasangan Brown Gas terhadap

Performa Motor Bensin Empat Langkah Hasil penelitian menyimpulkan

bahwa pemasangan Brown Gas Before Carburetor (BGBC) mampu

menghemat bahan bakar sebesar 13,46%, sedangkan pemasangan Brown Gas

After Carburator (BGAC) mampu menghemat bahan bakar sebesar 16,46%.

Saputra, H.A. (2013) yang berjudul Penggunaan Elektroliser Kawat

Tembaga dan Variasi Larutan terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Sepeda

Motor Yamaha Mio tahun 2010. Hasil penelitiannya menunjukkan terjadi

penurunan tingkat konsumsi bahan bakar premium pada sepeda motor

Yamaha Mio tahun 2010 yang menggunakan elektroliser dengan variasi

larutan NaHCO3 sebesar 0,47 ml/menit, KOH sebesar 0,6 ml/menit dan

NaOH sebesar 1,27 ml/menit dibandingkan pengujian konsumsi bahan bakar

premium tanpa menggunakan elektroliser.

Sutomo, Murni, Senen, Rahmat (2010) yang berjudul Pengaruh

Elektroliser terhadap Kepekaan Bahan Bakar pada Mesin Diesel 1 Silinder 20

hp. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa penggunaan elektroliser yang

menghasilkan gas HHO dapat menaikan kandungan cetana dalam bahan

bakar solar sehingga pembakarannya dapat lebih sempurna selanjutnya bahan

bakar dapat dihemat.

N.Nagai, M.Takeuchi, T.Kimura, T.Oka (2002) yang berjudul

Existence of optimum space between electrodes on hydrogen production by

water electrolysis. Dalam peneletian tersebut menyebutkan tegangan yang

diperlukan untuk dapat memproduksi gas HHO sebesar 1,23 Volt pada 1 atm

dan suhu 25 0C. Penelitian tersebut menggunakan plat sebagai elektrodaya

dengan variasi jarak antar elektroda, semakin dekat jarak elektroda maka hasil

produksi brown gas semakin baik. Kesimpulan mengenai jarak elektroda

tersebut mendasari konstruksi elektroda yang berjarak 5 mm pada elektroliser

di penelitian ini.

Hasil dari kelima penelitian yang relevan tersebut menjadi dasar

penelitian ini yaitu dengan menggunakan elektroliser yang divariasikan

Page 28: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

diameter kawat tembaga sebagai elektrodanya dan variasi larutan untuk

diujikan pada sepeda motor Honda Supra-X 125D tahun 2007.

B. Kerangka Berpikir

Berdasarkan kajian teori dan penelitian yang relevan, maka kerangka

pemikiran dirumuskan seperti berikut:

1. Pengaruh Diameter Kawat Tembaga pada Elektroliser terhadap Konsumsi

Bahan Bakar

Elektroliser adalah alat untuk proses elektrolisis. Elektrolisis

membutuhkan elektroda dan arus listrik. Dalam penelitian ini menggunakan

elektroda kawat tembaga. Diameter elektroda divariasi menjadi 1,5 mm, 2,5

mm, dan 4,0 mm. Arus listrik berasal dari spul penerangan sepeda motor yang

besar arusnya kurang lebih 5 Ampere. Dengan arus yang dihasilkan tersebut,

pada diameter elektroda 2,5 mm dan 4,0 mm nilai kerapatan arus dan

tegangannya akan lebih kecil. Hal ini mengakibatkan produksi brown gas

kurang optimal dan proses pembakaran menjadi kurang sempurna, sehingga

penghematan konsumsi bahan bakar kurang optimal. Untuk diameter 1,5 mm

nilai kerapatan arus dan tegangannya akan lebih besar, sehingga produksi

brown gas menjadi optimal dan proses pembakaran menjadi lebih sempurna.

Sehingga konsumsi bahan bakar menjadi lebih hemat jika dibandingkan

dengan konsumsi bahan bakar dengan penggunaan diameter 2,5 mm dan 4,0

mm.

2. Pengaruh Larutan pada Elektroliser terhadap Konsumsi Bahan Bakar

Larutan katalis pada elektroliser berfungsi untuk meningkatkan laju

reaksi. Dalam penelitian ini menggunakan larutan Na2SO4 dan KOH. Karena

Na2SO4 merupakan garam netral maka kecepatan dalam memicu terjadinya

reaksi akan lebih lambat, sehingga mengakibat produksi brown gas kurang

optimal. Sedangkan KOH merupakan basa kuat maka akan lebih cepat dalam

memicu terjadinya reaksi, sehingga produksi brown gas akan lebih optimal.

Sehingga konsumsi bahan bakar menjadi lebih hemat jika dibandingkan

dengan konsumsi bahan bakar dengan penggunaan larutan Na2SO4.

Page 29: 3. BAB II - digilib.uns.ac.id fileturbin gas, motor bakar torak dan mesin diesel. 2) Motor pembakaran luar ... gerak, tetapi melalui media penghantar, kemudian diubah menjadi tenaga

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

3. Interaksi Antara Diameter Kawat Tembaga dan Larutan pada Elektroliser

terhadap Konsumsi Bahan Bakar

Penggunaan elektroliser dengan variasi diameter kawat tembaga

(1,5 mm, 2,5 mm, dan 4,0 mm) yang dialiri arus listrik dari spul penerangan

yang besar arusnya kurang lebih 5 Ampere diinteraksikan dengan larutan

(Na2SO4 dan KOH) yang digunakan. Interaksi dari elektroliser dengan

diameter kawat tembaga 1,5 mm dan penggunaan larutan KOH akan

mempunyai pengaruh lebih baik terhadap konsumsi bahan bakar. Hal ini

dikarenakan elektroliser dengan diameter kawat tembaga 1,5 mm dan

menggunakan larutan KOH dapat memproduksi brown gas dengan optimal

kemudian brown gas disalurkan melalui intake manifold yang akan bercampur

dengan campuran udara-bahan bakar. Sehingga konsumsi bahan bakar akan

lebih hemat dibandingkan dengan variasi diameter kawat tembaga dan variasi

larutan yang lain.

C. Hipotesis

Berdasarkan kerangka berpikir maka dapat diambil hipotesis sebagai

berikut :

1. Ada pengaruh penggunaan elektroliser dengan variasi diameter kawat

tembaga terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor Honda Supra-X 125D

Tahun 2007.

2. Ada pengaruh jenis larutan terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor

Honda Supra-X 125D Tahun 2007.

3. Ada interaksi dari penggunaan elektroliser dengan variasi diameter kawat

tembaga dan variasi larutan terhadap konsumsi bahan bakar sepeda motor

Supra-X 125D Tahun 2007, interaksi dari penggunaan diameter kawat

tembaga 1,5 mm dan larutan KOH mempunyai pengaruh paling baik.