PENGARUH VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PERTAMAX DAN

BIOETANOL TERHADAP PRESTASI MESIN DAN EMISI GAS BUANG

MESIN BENSIN 4-LANGKAH TECQUIPMENT TD201

(SKRIPSI)

OLEH

Weldy Sepyanto

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

i

ABSTRAK

PENGARUH VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PERTAMAX DAN

BIOETHANOL TERHADAP PRESTASI MESIN DAN EMISI GAS BUANG

MESIN BENSIN 4-LANGKAH TECQUIPMENT

OLEH

WELDY SEPYANTO

Salah satu energi biokimia yang dapat diperbaharui yaitu bioethanol, hal ini

dikarenakan Bioethanol dapat diproduksi dari jagung, tebu, nira, singkong dan

lain-lain. Provinsi Lampung salah satu provinsi yang terbesar penghasil

singkong, yang menurut data dari pusat statistik pada tahun 2016, menghasilkan

7,82 juta ton pertahunnya. Menurut badan pusat statistik, pada tahun 2012

penggunaan bahan bakar minyak bumi jenis umum di Indonesia sebesar

45.070.036.967 liter, sedangkan pada tahun 2016 naik menjadi 48.655.005.967

liter mengalami peningkatan sebesar 7.95%. Untuk mengatasi kelangkaan bahan

bakar ini dapat dilakukan pencampuran bahan bakar dengan bioethanol yang

bertujuan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Untuk itu penulis

melakukan penelitian campuran bahan bakar pertamax dengan bioethanol. Pada

penelitian ini menggunakan campuran bahan bakar pertamax dan bioethanol

dengan variasi campuran, pertamax murni (E0), campuran pertmax dan

bioethanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15). Pengujian bahan bakar tersebut

dilakukan di Laboratorium Motor Bakar, Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Lampung menggunakan mesin bensin 4-langkah 1 silinder

ii

TecQuipment yang terkopel dengan dinamometer tipe water brake dengan

variasi putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm dan 3000 rpm dan

menggunakan bukaan katup dinamometer dari 0,5 hingga 4 putaran. Penggunaan

variasi pertamax dan bioethanol 5%, 10% dan 15% sebagai campuran bahan

bakar mampu meningkatkan daya engkol, torsi dan mampu menghemat

konsumsi bahan bakar serta mengurangi emisi gas buang dari pembakaran bahan

bakar pada semua pengujian. Hasil pengujian yang terbaik terjadi pada bahan

bakar E10 dengan peningkatan torsi sebesar 9,67%, meningkatkan daya engkol

sebesar 9,68% dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik engkol sebesar

12,9%. Hal yang sama juga terjadi pada penurunan emisi gas buang HC yang

turun sebesar 35,05% pada campuran bahan bakar E10 dan disusul oleh campuran

bahan bakar E15 yang turun sebesar 25%, namun Penurunan emisi gas buang CO

yang terbesar terjadi pada campuran bahan bakar E15 turun sebesar 48,59% dan

disusul bahan bakar E10 turun sebesar 40,91%.

Kata kunci : Bahan bakar pertamax-bioethanol, prestasi mesin motor bensin

iii

ABSTRACT

THE EFFECT OF THE VARIATIONS IN THE MIXTURE OF PERTAMAX

AND BIOETHANOL FUELS ON MACHINE PRESENTATION AND

EXHAUST EMISSIONS OF THE 4-STEP GASOLINE ENGINE

TEQUIPMENT

BY

WELDY SEPYANTO

One of the renewable biochemical energies is bioethanol, this is because

Bioethanol can be produced from corn, sugar cane, sap, cassava,etc. Lampung

province is one of the largest province producing cassava,according to the

statistic centre in 2016, producing 7,82 millions tons per year. According to the

central statistics agency, in 2012 the use of common types petroleum fuels in

Indonesia amounted to 45.070.036.967 liters, whereas in 2016, rising to

48.655.005.967 liters icreased by 7,95%.To overcome the scarcity of fuel can be

done mixing fuel with bioethanol which aims to reduce the use of fossil fuels.For

that the authors conducted a research mixture of pertamax fuel with

bioethanols.In this study using a mixture of pertamax and bioethanol with mixed

variations, pure pertamax (E0), mixture of pertamax and bioethanol 5% (E5), 10%

(E10) and 15% (E15).Fuel testing was carried out in the fuel motor laboratory,

mechanical engineering, Technical Faculties, University of Lampung using a 4-

step 1 cylinder tecQuipment gasoline engine coupled with a water brake type

iv

dynamometer with variations in engine speed 1500 rpm, 2000 rpm, and 3000 rpm

and using opening valve dynamometer from 0,5 to 4 turns.The use of variations

of pertamax and bioethanol 5%, 10%, and 15% as fuel mixtures can increase

crank power, torque, and be able to save fuel consumption and reduce echaust

emissions from burning fuel in all tests.The best test results occurred on E10 fuel

with an increase in torque of 9.67%, increasing the crank power by 9.68% and

reducing the consumption of crank spesific fuel. The same thing happened in

decreasing HC exhaust gas emission which decreased by 35.05% in E10 fuel

mixture and followed by a mixture of E15 which dropped by 25%, but the largest

reduction in CO gas emissions occurred in E15 fuel mixture down by 48.59% and

followed by E10 fuel down by 40.91%.

Key words : pertamax-bioethanol fuel, the performance of a gasoline engine

PENGARUH VARIASI CAMPURAN BAHAN BAKAR PERTAMAX DAN

BIOETANOL TERHADAP PRESTASI MESIN DAN EMISI GAS BUANG

MESIN BENSIN 4-LANGKAH TECQUIPMENT TD201

OLEH

Weldy Sepyanto

(SKRIPSI)

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

ix

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan didesa Batu Mbelin Dusun II Rumah

Great kecamatan Sibolangit kabupaten Deli Serdang

provinsi Sumatera Utara pada 10 september 1995. Penulis

merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari

pasangan Bapak Terima Ginting dan ibu Aslina Br Barus.

Penulis menyelesaikan sekolah dasar di SDN 101836 Kuala,

kecamatan Sibolangit kabupaten Deli Serdang pada tahun

2007, Pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 1 Namorambe kabupaten Deli

Serdang diselesaikan pada tahun 2010 dan Pendidikan menengah atas di SMA Negeri

1 Sibolangit kabupaten Deli Serdang diselesaikan pada tahun 2013. Penulis

melanjutkan Pendidikan di Universitas Lampung jurusan Teknik Mesin pada tahun

2013 melalui jalur seleksi bersama masuk perguruan tinggi negeri (SBMPTN).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di berbagai organisasi kemahasiswaan dan

organisasi keagamaan, diantaranya Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin (HIMATEM)

menjabat sebagai Anggota Devisi Kerohanian Kristen periode 2015/2016, Ikatan

Mahasiswa Karo Rudang Mayang Lampung (IMKA Rudang Mayang Lampung)

x

menjabat sebagai Kepala Bidang Hubungan Masyarakat (HUMAS) periode

2015/2016, menjabat sebagai Ketua Umum Ikatan Mahasiswa Karo Rudang Mayang

Lampung (IMKA Rudang Mayang Lampung) 2016/2017 dan 2017/2018 dan

PERMATA menjabat sebagai Seketari Bidang Olahraga periode 2017/2019. Penulis

telah melaksanakan kerja praktek (KP) di PT. PLN Persero Pembangkit Sektor

Sebalang Lampung Selatan provinsi Lampung pada tahun 2017. Penulis juga telah

melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN-Tematik) pada tahun 2017. Pada tahun 2017

penulis melakukan penelitian di bidang Konversi Energi dengan judul “Pengaruh

Variasi Campuran Bahan Bakar Pertamax Dan Bioethanol Terhadap Prestasi Mesin

Dan Emisi Gas Buang Mesin Bensin 4-Langkah TecQuipment TD201”, dibawah

bimbingan Bapak Ir. Herry Wardono, M.Sc., IPM. dan Bapak Dr Moh. Badaruddin,

S.T., M.T.

Motto

“Oraetlabora Bekerja Sambil Bedoa”

“Berbuat Baiklah Seaakan Kamu Hidup Hari Ini Saja Dan

Bekerja Keraslah Seakan Kamu Hidup 1000 Tahun Lagi”

“Kasihilah Sesamamu Manuisa Seperti Kamu Mengasihi Dirimu Sendiri”

Persembahan

Puji Dan Syukur Saya Ucapkan Kepada Tuhan Yesus Kristus

Kupersembahkan Karyaku Ini Sebagai Tanda Cinta Dan Kasih Sayang Kepada:

Mamak Dan Bapak, Serta Kepada Saudara-Saudariku Yang Telah Memberikan Cinta,

Kasih Sayang, Dukungan, Semangat Dan Doa Kepadaku.

Para Pendidik, Yang Telah Memberikan Ilmu Dengan Penuh Rasa Sayang Dan

Kesabaran, Semoga Menjadi Amal Jariyah Yang Terus Mengalir.

Almamater Universitas Lampung.

xv

SANWACANA

Syalom dan Salam Sejahtera

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat kasih setiaaNya dan

anugrahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh

Variasi Campuran Bahan Bakar Pertamax dan Bioethanol Terhadap Prestasi Mesin

dan Emisi Gas Buang Mesin Bensin 4-Langkah Tecquipment TD201” Skripsi ini

merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang

selama ini telah membantu, mendukung, dan membimbing hingga selesainya

laporan tugas ahir, Oleh karena itu, sebagai wujud rasa hormat, penulis

menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak sebagai berikut :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

2. Bapak Ahmad Su’udi, S.T., M.T., selaku Kepala Jurusan Teknik Mesin Unila.

xiv

3. Bapak Ir. Herry Wardono M.Sc., IPM. selaku Pembimbing pertama, yang

telah banyak memberikan banyak pelajaran baru dan bimbingan dalam

kelancaran laporan tugas ahir ini.

4. Bapak Moh. Badaruddin S.T., M.T., PhD selaku pembimbing kedua, yang

telah memberikan koreksi dan masukan untuk kelayakan laporan tugas ahir ini.

5. Bapak Dr. Muhammad Irsyad, S.T., M.T. selaku penguji, yang selalu

memberikan koreksi dan masukan untuk kelayakan laporan tugas ahir ini.

6. Bapak Jorfri Boyke Sinaga S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik yang

telah banyak memberikan masukan selama menempuh perkuliahan.

7. Bapak/ibu dosen yang telah memberikan ilmunya kepada penulis, sehingga

penulis dapat mengaplikasikan ilmunya di dalam laporan tugas ahir ini.

8. Kedua orang tuaku tercinta, Bapak (Terima Ginting) dan Mamak (Aslina Br

Barus) Atas perhatian, cinta, kasih, semangat dan dukungan serta doa yang tak

hentinya dilantunkan untuk kesuksesan penulis.

9. Adik-adikku tercinta (Wahyu Ginting, Yuli Astriani Br Ginting, Yolanda Br

Ginting) yang tak henti-hentinya memberikan semangat dan motovasi untuk

penulis menyelesaikan studi S1.

10. Mas Marta yang telah membantu baik dalam proses seminar.

11. Teman-teman Keluarga Besar IMKA Rudang Mayang Lampung yang telah

memberikan semangat pada penulis meyelesaikan studi S1.

xv

12. Teman-teman Teknik Mesin Unila angkatan 2013 yang menjadi teman penulis

dari awal mengenyam pendidikan di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Lampung selama ini.

13. Semua pihak lain yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian

tugas ahir yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa banyak kesalahan dan kekurangan yang terdapat pada

laporan tugas ahir ini. Karenanya, penulis mengharapkan kritikan dan masukan

demi kesempurnaan laporan tugas ahir ini. Penulis juga mengharapkan laporan

tugas ahir yang sederhana ini dapat memberikan inspirasi dan berguna bagi

kalangan civitas akademik maupun masyarakat Indonesia yang telah membacanya.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas kebaikan yang telah membantu dalam

penulisan skripsi ini.

Bandar Lampung, 29 Januari 2019

Penulis,

Weldy Sepyanto

NPM 1315021067

xvi

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ............................................................................................... i

ABSTRACT ............................................................................................. iii

HALAMAN JUDUL ............................................................................... v

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... vi

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................... vii

LEMBAR PERNYATAAN .................................................................... viii

RIWAYAT HIDUP ................................................................................. ix

MOTO ...................................................................................................... xi

PERSEMBAHAN .................................................................................... xii

SANWACANA ........................................................................................ xiii

DAFTAR ISI ............................................................................................ xvi

DAFTAR TABEL ................................................................................. xviii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xix

DAFTAR NOTASI ....................................................................................

I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Tujuan Penelitian ........................................................................... 9

C. Batasan Masalah ............................................................................ 10

D. Sistematika Penulisan .................................................................... 11

II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 12

A. Motor Bakar ................................................................................... 12

B. Prinsip Kerja Motor Bakar ............................................................. 14

C. Bahan Bakar Cair ........................................................................... 24

D. Proses Pembakaran ........................................................................ 35

E. Emisi Gas Buang ............................................................................ 38

F. Parameter Prestasi Mesin Bensin 4-Langkah................................. 41

III. METODE PENELITIAN .................................................................. 42

A. Alat dan Bahan Penelitian .............................................................. 42

B. Persiapan Penelitian ....................................................................... 50

C. Prosedur Pengujian ........................................................................ 52

xvii

D. Waktu dan Lokasi Penelitian ......................................................... 59

E. Analisis Data ................................................................................. 60

F. Diagram Alir Prosedur Pengujian Mesin ....................................... 61

G. Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ..................... 62

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 63

A. Hasil Pengujian Pada Putaran Mesin 1500 rpm ............................. 64

B. Hasil Pengujian Pada Putaran Mesin 2000 rpm ............................. 68

C. Hasil Pengujian Pada Putaran Mesin 2500 rpm .............................. 72

D. Hasil Pengujian Pada Putaran Mesin 3000 rpm ............................. 76

E. Hasil Pengujian Torsi, Daya Engkol dan 1/bsfc Yang Terbaik Pada

Setiap Putaran ................................................................................ 82

F. Hasil Uji Emisi Pada Putaran Mesin Yang Terbaik ....................... 85

G. Nilai Prestasi Mesin Pengujian Bahan Bakar E10 Dan E15 ............ 88

V. SIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 91

A. Simpulan ...................................................................................... 91

B. Saran ............................................................................................ 95

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 96

LAMPIRAN ............................................................................................. 102

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Spesifikasi Premium ............................................................................. 28

2. Spesifikasi Pertamax ............................................................................. 30

3. Sifat Fisik Bioetanol .............................................................................. 33

4. Komposisi Campuran Bahan Bakar Pertamax dan Bioetanol............... 51

5. Format Data Hasil Pengujian Mesin ..................................................... 56

6. Debit Air Rata – Rata Bukaan Katup Beban Dinamometer .................. 56

7. Format Data Hasil Pengujian Emisi Gas Buang .................................. 58

8. Waktu Pelaksanaan Penelitian ............................................................. 60

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Motor Bakar 2 Langkah ....................................................................... 16

2. Langkah Kerja Motor Bensin 4 Langkah ............................................. 18

3. Langkah Hisap ..................................................................................... 19

4. Langkah Kompresi ............................................................................... 20

5. Langkah Kerja ...................................................................................... 21

6. Langkah Buang .................................................................................... 22

7. Diagram P-v Siklus Otto Motor Bensin 4 Langkah ............................. 22

8. Diagram P-v Siklus Otto Motor Bensin 4 Langkah ............................. 23

9. Mesin Bensin Kohler............................................................................ 43

10. Unit Instrumen VDAS ......................................................................... 44

11. Software Tecquipment VDAS .............................................................. 45

12. Gelas Ukur ........................................................................................... 45

13. Exhaust Gas Analizer Stargas 898 ....................................................... 46

14. Pertamax Murni .................................................................................... 47

15. Bioetanol Absolut Kadar 99.39% ........................................................ 47

16. Campuran Pertamax-Bioetanol 5% ...................................................... 48

17. Campuran Pertamax-Bioetanol 10% .................................................... 49

18. Campuran Pertamax-Bioetanol 15% .................................................... 49

19. Diagram Alir Prosedur Pengujian Prestasi Mesin ................................ 61

20. Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang ........................... 62

21. Pengaruh Variasi Bahan Bakar dan Bukaan Katup Terhadap Torsi, Daya

Engkol dan 1/bsfc Pada Putaran mesin1500 rpm ........................................ 65

22. Pengaruh Variasi Bahan Bakar dan Bukaan Katup Terhadap Torsi, Daya

Engkol dan 1/bsfc Pada Putaran Mesin 2000 rpm ...................................... 69

23. Pengaruh Variasi Bahan Bakar dan Bukaan Katup Terhadap Torsi, Daya

Engkol dan 1/bsfc Pada Putaran Mesin 2500 rpm………………………... 72

24. Pengaruh Variasi Bahan Bakar dan Bukaan Katup Terhadap Torsi, Daya

Engkol dan 1/sfc Pada Putaran Mesin 3000 rpm ........................................ 76

25. Pengaruh Variasi Putaran Mesin Terhadap Torsi, Daya Engkol dan

1/bsfc ........................................................................................................... 83

26. Pengaruh Variasi Campuran Bahan Bakar Terhadap Prestasi Mesin dan

Emisi Gas Buang Pada putaran Mesin 2500 rpm dan Bukaan Katup 0,5 .... 86 27. Nilai Prestasi Mesin Pengujian Bahan Bakar E10 dan E15 ..................... 89

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Motor bensin merupakan salah satu penggerak awal yang berperan penting

sebagai tenaga penggerak. Motor bensin atau disebut juga dengan motor

pembakaran dalam (Internal engine) merupakan pesawat kalor yang

mengubah energi kimia yang berasal dari bahan bakar menjadi energi

mekanis. Sebelum terjadi peroses pembakaran pada ruang bakar, bahan bakar

atau energi kimia terlebih dahulu dicampur dengan udara yang cukup,

kemudian diberikan panas awal untuk pembakaran yang biasanya dipercikan

bunga api dari busi pada saat terjadinya peroses kompresi yaitu pada saat

piston berada pada TMA ( Titik Mati Atas). Pada saat busi memercikkan

bunga api, maka akan terjadi ledakan besar di atas kepala piston, kemudian

piston akan didorong menuju TMB (Titik Mati Bawah) dan menimbulkan

gerakan rotasi pada poros engkol (Crankshaft) sebagai keluaran mekanis dari

motor.

Pada motor bakar sistem pembakaran dalam, bahan bakar dari motor bakar

tersebut sangat diperhatikan, karena kualitas bahan bakar sangat

mempengaruhi prestasi mesin. Bahan bakar merupakan salah satu kebutuhan

2

yang paling utama dari motor bakar didalam mengoperasikan suatu mesin

untuk motor bakar sebagai penghasil tenaga mesin. Sehingga bahan bakar

menjadi salah satu kebutuhan yang utama pada saat ini yang digunakan setiap

saat oleh seluruh lapisan masyarakat dan industri. Akibat dari penggunaan

bahan bakar fosil yang digunakan dalam jumlah yang sangat besar,

mengakibatkan cadangan minyak bumi di seluruh lapiasn bumi, dari tahun ke

tahun semakin menipis, sedangkan untuk memperbaharuinya dibutuhkan

waktu yang sangat lama.

Pada tahun 2012 penggunaan bahan bakar minyak bumi jenis umum di

Indonesia sebesar 45.070.036.967 liter. Sedangkan pada tahun 2014

penggunaan minyak bumi di Indonesi jenis umum sebesar 46.789.625.280

liter, meningkat dari tahun 2012 ke 2014 sebesar 3,81%. Pada tahun 2016

penggunaan bahan bakar minyak jenis umum di Indonesia sebesar

48.655.005.967 liter, meningkat dari tahun 2014 ke tahun 2016 sebesar 3,98%

(BPH Migas, 2017).

Peningkatan penggunaan bahan bakar ini disebabkan salah satunya adalah

karena peningkatan jumlah kendaraan di Indonesia setiap tahunnya terus

meningkat Gabungan Industri Kendaraan Bermotor (Gaikindo) menyatakan

bahwa pada tahun 2012 jumlah kendaraan di Indonesia sebesar 94, 299 juta

unit, sedangkan pada tahu 2013 berjumlah 104,211 juta unit dan pada akhir

tahun 2017 jumlah kendaraan di Indonesia sebesar 128 juta unit (Korp Lalu

Lintas Kepolisian Negara Republik Indonesia 2017). Peningkatan jumlah

kendaaraan bermotor yang beroperasi di Indonesia juga menyebabkan

3

peningkatan pada polusi udara atau biasa disebut efek rumah kaca. Pada tahun

2015, total emisi gas rumah kaca dari sektor energi di Indonesia adalah

sebesar 261,89 juta ton CO2, angka ini didapat dari perkalian antara konsumsi

energi final untuk setiap jenis energi dan faktor emisinya. Faktor emisi

didominasi oleh BBM sebesar 64%, kemudian diikuti oleh batubara sebesar

16%, gas 12% dan LPG 8% (Data Inventory Emisi GRK Sektor Energi 2016).

Bahan bakar yang telah digunakan akan menyebabkan terjadinya polusi udara

karena terbentuknya gas sisa pembakaran seperti karbon monoksida (CO),

nitrogen oksida (NOx) dan hidrokarbon (HC).

Untuk dapat mengurangi polusi udara dan kelangkaan bahan bakar fosil,

maka dapat diatasi dengan menggunakan bahan bakar alternatif yaitu seperti

biodisel dan bioetanol. Dari sekian banyak bahan bakar alternatif, bioethanol

salah satu yang banyak dimanfaatkan oleh beberapa negara yang

dicampurkan dengan bahan bakar fosil. Bioetanol sendiri dapat diproduksi

dari tumbuh-tumbuhan seperti singkong, jagung, tebu dan lain-lain. Indonesia

merupakan negara yang memiliki perkebunan tebu, jagung dan singkong

yang sangat luas. Untuk itu, akan mudah mendapatkan bahan penghasil

bioetanol tersebut. Selain banyak dijumpai di Indonesia campuran bioetanol

dengan bahan bakar seperti premium dapat mengurangi jumlah emisi gas

buang seperti emisi Nitrogen Oksida (NOx) serta Karbo Monoksida (CO),

disamping itu bioetanol juga memiliki angka oktan yang tinggi (Bambang

Sudarmata, 2015).

4

Bioetanol sendiri terbuat dari berbagi jenis bahan baku salah satunya adalah

singkong. Provinsi Lampung merupakan salah satu penghasil singkong

dengan jumlah yang besar di Indonesia. Pada tahun 2016 dari badan pusat

statistik (BPS) Povinsi Lampung, petani singkong dapat menghasilkan

sebesar 7,82 juta ton singkong pertahunnya. Jumlah ini terbilang cukup besar,

namun harga penjualan singkong tersebut terbilang cukup murah yaitu sekitar

Rp 500,- sampai Rp 1.000,- per kilogramnya. Jadi, memproduksi bahan bakar

bioetanol dari singkong juga dapat mensejahterakan petani singkong di

Provinsi Lampung, karena dapat meningkatkan nilai jualnya (Kompas.com,

2016).

Adapun penelitian terdahulu mengenai penggunaan bioethanol sebagai

campuran bahan bakar, meliputi pengaruh berbagai variasi, seperti variasi

campuran, variasi putaran mesin dan variasi jenis motor bensin yang

digunakan. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan

peningkatan terhadap prestasi mesin dan mampu mereduksi emisi gas buang

yang dihasilkan. Adapun penelitian sebelumnya adalah sebagai berikut :

1. Cahyono pada tahun 2015, dalam penelitian yang berjudul “ pengaruh

bioetanol dengan pertamax terhadap performa mesin 4-langkah 115

CC” menyatakan bahwa campuran pertamax dengan bioetanol pada

motor bensin 115 CC, pada campuran bioetanol sebanyak 20%,

mendapatkan performa mesin yang terbaik dan pada campuran lebih

tinggi performa mesin menjadi berkurang.

5

2. Ruri Octaviani, dkk Pada tahun 2010, dalam penelitian yang berjudul

“pengaruh penambahan bioetanol terhadap konsentrasi emisi gas HC,

CO, dan CO2 pada motor 2 Langkah” menyatakan bahwa pada

penambahan bioetanol terhadap konsentrasi emisi gas HC, CO dan CO2

pada motor 2 langkah semakin tinggi putaran mesin akan menghasilkan

emisi HC yang semakin tinggi dan emisi dhCO, dan CO2 menurun. Pada

variasi gear akan menghasilkan emisi HC yang semakin tinggi dan emisi

CO, dan CO2 menurun. Semakin banyak konsentrasi bioetanol yang

digunakan akan menghasilkan emisi HC yang semakin tinggi dan emisi

CO, CO2 menurun. Pada kondisi idle emisi HC cenderung menurunkan

emisi CO, dan CO2 meningkat.

3. Adwin Hantoro dan Bambang Sudarmata pada tahun 2015, dalam

penelitian yang berjudul “uji eksperimental pengaruh rasio kompresi

dengan campuran bahan bakar bensin-bioetanol terhadap unjuk kerja

mesin sinjai port injection” menyatakan bahwa pada uji eksperimental

pengaruh rasio kompresi dengan variasi campuran bahan bakar bensin

dengan bioetanol terhadap unjuk kerja mesin sinjai port injection yaitu

pada penambahan bioetanol terhadap premium cenderung menurunkan

nilai kalor bahan bakar campuran. Tetapi menaikkan nilai viskositas dan

densitas bahan bakar campuran. Penurunan nilai kalor terbesar pada saat

penambahan bioetanol sebanyak 50%, nilai kalor turun 33,09%,

kenaikan viskositas dan densitas terbesar pada penambahan bioetanol

50% yaitu sebesar 26,32% dan 5,19%.

6

Unjuk kerja maksimum pada bahan bakar campuran bensin-bioetanol,

bioetanol sebanyak 10% pada rasio kompresi 10 : 1 dengan nilai torsi,

daya efektif, tekanan efektif rata, konsumsi bahan bakar spesifik, serta

efesiensi termal yang menghasilkan berturut-turut sebesar : 41,83 N.m

pada 3000 rpm, 0,218 kg/Kw. Jam pada putaran 3500 rpm, serta

42,226% pada rpm 3500 rpm. Penurunan kadar emisi CO dan HC

terbesar pada rasio kompresi 10 : 1 berturut-turut didapat pada campuran

E10 sebesar 82,033% dan campuran E20 sebsar 86,935%.

4. Arif Abi Karomi pada tahun 2016, dalam penelitian yang berjudul

“pengaruh penambahan etanol dalam bahan bakar pertalite terhadap

performa dan emisi gas buang mesin 4 silinder” menyatakan bahwa

dalam pengujian pengaruh penambahan etanol dalam bahan bakar

pertalite terhadap performa dan emisi gas buang mesin 4 silinder.

Penambahan etanol dalam bahan bakar berpengaruh terhadap performa

mesin yaitu pada putaran 2000 rpm performa terbaik yang diproleh pada

campuran EP20, pada putaran 3000 dan 4000 rpm performa terbaik

diperoleh pada campuran EP10, pada putaran 5000 rpm performa terbaik

pada campuran EP25, kadar CO terendah pada campurab EP25 dan kadar

HC dan CO2 terendah pada campuran EP20.

5. V. S. Khumbar, D.G. Mali, P. H. Pandhare dan R. M. Mane 2012, dalam

penelitiannya yang berjudul “Effect Of Lower Ethanol Gasoline Blends

On Performance and Emission Characteristics Of Theh Single Cylinder

SI Engine” menyatakan bahwa: pada putaran mesin 4000 sampai 6000

7

rpm terjadi peningkatan torsi teurtama pada saat menggunakan

campuran bahan bakar E20 yaitu sebesar 4,77% yaitu pada putaran 6000

rpm, konsumsi bahan bakar semakin meningkat berbanding lurus

dengan peningkatan campuran bahan bakar gasoline dan etanol.

6. Tan Kee Liew, lim Soo King, Low Yu dan Chang Seok Li 2014, dalam

penelitian yang berjudul “Engine Emissin Analysis and Performance

Test With Ethanol-Gasoline Blended Fuel” menyatakan bahwa: Pada

campuran gasoline dengan etanol didapatkan hasil semakin tinggi

campuran etanol dengan gasoline maka konsentrasi emisi gas buang CO

dan HC semakin berkurang. Hasil paling besar pada campuran E20

diproleh penurunan emisi das buang CO sebesar 45,33% dan HC

25,41%. Konsumsi bahan bakar juga mengalami penurunan yang

berbanding lurus dengan penambahan campuran etanol yaitu pada

campuran E20 konsumsi bahan bakar sebesar 153,17 ml, sedangkan pada

bahan bakar murni (gasoline) E0 konsumsi bahan bakar sebanyak

157,83 ml.

7. Anh Tuah Hoang, Van Vang Le, Van Huong Dong, Quang Vinh Tran

2017, dalam penelitian yang berjudul “Engine Performance and

Emission Characteristic Of In-Vietnam Motorcycles Using Biogasoline

E10” menyatakan bahwa: Pada saat menggunakan campuran bahan

bakar E10 terjadi peningkatan tenaga mesin sebesar 7% dan

menurunkan konsumsi bahan bakar 4%, pada saat penggunaan

8

campuran bahan bakar E10 juga menurunkan emisi gas buang yang

berbahaya HC dan CO sedangkan CO2 dan NOx cenderung meningkat.

8. Jhiro Ch. Mailool, Robert Molenaar, Dedie Tooy, Ireine A. Longdong

2012, dalam penelitin yang berjudul “Productin Of Bioethanol From

Cassava (Manihot Utilissima) With Laboratory Scale” menyatakan

bahwa: pada pembuatan bioetanol dari singkong dengan sistem produksi

yang sederhana dengan hasil penelitian menggunakan bahan baku

singkong sebanyak 5 kg, air 20 liter dan ragi 500 gram menghasilkan

67, 93%. Sedangkan persentase antara larutan hasil fermentasi yang

telah disaring menghasilkan 2,89%. Pada setiap 1 kg singkong dapat

menghasilkan 0,106 Liter bioetanol.

Dari Penelitian yang telah dilakukan seperti di atas, maka dapat disimpulkan

bahwa penambahan bioetanol pada bahan bakar menimbulkan dampak yang

positif dari sisi peningkatan prestasi mesin (torsi, daya engkol dan konsumsi

bahan bakar), juga penurunan emisi gas buang. Oleh sebab itu, pada

penelitian ini dilakukan pengujian mpengaruh variasi campuran bahan bakar

pertamax dengan bioetanol menggunakan mesin Tecquiment TD201! Four-

Stroke Petrol Engine, dimana alat ini memiliki akurasi pengambilan data

yang sangat baik, memiliki variasi beban terhadap dinamometer dan data

yang dihasilkan dari layar LCD yang dapat mengurangi pengaruh human

error. Selain itu, pertamax merupakan bahan bakar yang diproduksi dari PT.

Pertamina yang sudah lama dijual diindonesia dan telah banyak digunakan

oleh masyarakat yang memiliki nilai oktan 90.

9

Penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar didasari dari etanol murni yang

mempunyai kelebihan mudah terbakar, nilai oktan yang tinggi serta dapat

digunakan sebagai bahan bakar alternatif dimasa depan, mengingat

penggunaan bahan bakar fosil yang terus digunakan meyebabkan bahan bakar

fosil tersebut semakin lama cadangan bahan bakar fosil tersebut semakin

menipis di lapisan bumi. Oleh karena itu Bahan bakar Bioetanol diharapkan

mampu menjadi pengganti bahan bakar fosil di masa depan, selain itu

Provinsi Lampung merupakan salah satu penghasil singkong dengan jumlah

yang besar di Indonesia.

B. Tujuan Penelitian

Adapu tujuan dari pelaksanaan dan penulisan proposal tugas akhir ini adalah

sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui perbandingan torsi, daya engkol dan konsumsi bahan

bakar spesifik engkol (bsfc) motor bensin menggunakan bahan bakar

pertamax (E0), campuran pertamax-bioetanol 5% (E5), 10% (E10) dan

15% (E15).

2. Untuk mengetahui perbandingan kandungan senyawa gas buang yang

dihasilkan motor bensin ketika menggunakan bahan bakar pertamax

(E0), campuran pertamax-bioetanol 5% (E5), 10% (E10) dan 15% (E15).

10

C. Batasan Masalah

Dalam penelitian tugas akhir ini penulis membatasi masalah pada :

1. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Tecquipment TD 201

Four-stroke Petrol Engine.

2. Bahan bakar yang digunakan adalah pertamax (E0) dan campuran bahan

bakar pertamax-bioetanol 5% (E5) 10% (E10) dan 15% (E15).

3. Parameter prestasi mesin yang diuji meliputi torsi, daya engkol,

konsumsi bahan bakar spesifik engkol dan emisi gas buang.

4. Senyawa gas buang yang diamati adalah karbon monoksida (CO) dan

hidrokarbon (HC).

5. Pengujian dilakukan dengan variasi putaran mesin 1500 rpm, 2000 rpm,

2500 rpm dan 3000 rpm.

6. Pengujian torsi dan daya engkol dilakukan pada dinamometer dengan

tekanan laju air 1 bar.

7. Alat uji emisi yang digunakan adalah Exhaust Gas Analyzer Stargas

898.

8. Pada penelitian ini tidak dilakukan pengujian terhadap nilai kalor bahan

bakar.

11

D. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian tugas akhir ini adalah

I. Pendahuluan

Berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah

dan sistematika penulisian dari tugas akhir ini.

II. Tinjauan Pustaka

Tinjauan pustaka berisi tentang teori-teori dasar mengenai hal-hal

yang berkaitan dengan penelitian ini.

III. Metodologi Penelitian

Dalam metodologi penelitian berisikan alat dan bahan penelitian,

persiapan penelitian , prosedur pengujian, waktu dan lokasi penelitian

dan diagram alir penelitian.

IV. Hasil dan Pembahasan

Berisikan hasil penelitian dan pembahasan dari data-data yang

diperoleh pada pengujian mesin Tecquipment TD 201 Four-stroke

Petrol Engine.

V. Simpulan dan Saran

Berisikan Kesimpulan dari data dan pembahasan yang diperoleh serta

saran-saran yang baik untuk peneliti selanjutnya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Motor Bakar

Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesi kalor, yaitu mesin yang

melakukan kerja dengan cara mengubah energi termal menjadi energi

mekanik atau yang biasa disebut mengubah energi kimia dari bahan bakar

menjadi energi atau tenaga mekanis. Energi diproleh dari proses pembakaran

di ruang bakar, dimana yang dibakar adalah bahan bakar yang direaksikan

dengan oksigen dan ditamabah panas yang cukup untuk pembakaran.

Pembakaran dapat dilaksanakan di dalam mesin dan di luar mesin (Yaswaki

dan Murdhana, 2003).

Motor bakar torak adalah motor bakar yang mempergunakan satu silinder

atau terdiri dari beberapa silinder yang didalamnya terdapat torak yang

bekerja dengan translasi yang di akibatkan oleh proses pembakaran antara

bahan bakar dengan oksigen yang terjadi di dalam silinder sehingga

menyebabkan tekanan dan tempratur di dalam silinder meningkat

menyebabkan terjadinnya proses ekspansi dan mendorong torak bergerak

translasi dan menghasilkan gerak rotasi pada poros engkol (crankshaft)

sebagai keluaran mekanis dari motor. Akibat dari gerak rotasi poros engkol

13

(crankshaft) menyebabkan torak bergerak translasi pada torak sehingga

menyebabkan gerak bolak-balik dari tolak yang terjadi di dalam silinder dan

disebut juga dengan motor pembakaran dalam. Disebut dengan motor

pembakaran dalam karena terjadinya proses pembakaran dari bahan bakar

berlangsung didalam motor bakar itu sendiri atau di dalam tiap-tiap silinder

dari motor bakar. Pada motor bakar torak tidak terdapat proses pemindahan

kalor gas pembakaran fluida kerja atau sisa pembakaran, oleh sebab itu

komponen motor bakar torak sangat sedikit, cukup sederhana, lebih kompak

dan lebih ringan dibandingkan dengan mesin dengan sistem pembakaran luar

(mesin uap). Karena demikian, penggunaan motor bakar pembakaran dalam

sangat menguntungkan masyarakat antara lain adalah dibidang transportasi.

Penerangan, peroduksi dan sebagainya.

Motor bakar berdasarkan di dalam proses kerjanya dan berdasarkan jumlah

siklusnya dibagi menjadi dua kelompok yaitu:

1. Motor dengan sistem pembakaran luar atau disebut dengan external

combustion engine (ECE).

2. Motor dengan sistem pembakaran dalam atau disebut dengan interna

combustion engine (ICE) (Arismunandar, 2002).

14

B. Prinsip Kerja Motor Bakar

Motor bakar berdasarkan proses kerjanya dan berdasakan jumlah siklusnya

dibagi menjadi beberapa kelompok yaitu :

1. Motor Pembakaran Luar

Motor dengan sistem pembakaran luar merupakan suatu proses

terjadinya pembakaran bahan bakar yang terjadi di luar mesin, sehingga

untuk melakukan pembakaran diperlukan adanya mesin pembantu atau

digunakan mesin tersendiri. Panas yang dihasilkan dari hasil pembakaran

bahan bakar tidak langsung digunakan sebagai tenaga penggerak namun

panas dari hasil pembakaran disalurkan melalui media pengantar,

kemudian di ubah menjadi tenaga mekanik (Arismunandar, 2002).

Adapun kelebihan dari motor pembakaran luar atau external combustion

engine (ECE) adalah sebagai berikut :

a. Dapat menggunakan berbagai jenis bahan bakar;

b. Dapat menggunakan bahan bakar yang bermutu atau berkualitas

rendah;

c. Cocok digunakan untuk penggerak beban berat dalam satu poros;

d. Cocok digunakan untuk daya yang tinggi.

2. Motor Pembakaran Dalam

Motor dengan sistem pembakaran bahan bakar terjadi di dalam mesin itu

sendiri dimana panas hasil pembakaran langsung digunakan sebagai

tenaga penggerak mekanik. Sistem pembakaran dalam pada motor bensin

15

4 langkah terjadi secara periodik, yaitu piston bergerak turun karena

adanya proses pembakaran bahan bakar di ruang bakar dengan adanya

oksigen yang cukup dan diberikan panas yang cukup yang disuplai dari

percikan bunga api oleh busi dan terjadi ledakan di atas kepala piston,

menyebabkan piston terdorong turun sehingga menggerakan poros

engkol (cranshaft) melalui batang penghubung (connectin rod). Pasokan

penyuplai bahan bakar ke ruang bakar menggunakan katup masuk dan

saluran pembuangan sisa pembakaran dari ruang bakar menggunakan

katup buang (Arismunandar, 2002).

3. Prinsip Kerja Motor Bensin 2 Langkah

Motor bakar dua langkah merupakan mesin pembakaran dalam yang

dalam pembakarannya dilakukan dengan dua kali pergerakan piston dan

satu kali putaran poros engkol. Pada motor bensin 2 langkah (2 tak)

sangatlah simpel dan sederhana, karena pada satu siklus pembakaran

terjadi dua kali langkah piston dan satu kali putaran poros. Dalam prinsip

kerjannya motor 2 tak sangat berbeda dengan motor 4 tak, dan pada

motor 2 tak cenderung lebih boros bahan bakar dibandingkan dengan

motor 4 tak, namun pada motor 2 tak memiliki daya lebih besar

dibanding dengak motor 4 tak. Namun pada langkah proses motor 2 tak

dan motor 4 tak memiliki 4 proses yang sama yaitu : langkah hisap,

langkah kompresi, langkah ekspansi dan langkah buang dan diteruskan

ke saluran buang atau knalpot (Suratman, 2002).

16

Gambar 1. Motor Bakar 2 Langkah (Suratman, 2002)

a. Langkah Hisap

Piston bergerak dari TMA (titik mati atas) ke TMB (titik mati

bawah), karena pergerekan piston tersebut maka terjadi kompresi

terhadap ruang bilas yang ada di bawah piston, sebelum ruang bilas

terbuka oleh piston, di dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap

udaara dan bahan bakar. Pada saat piston melewati lubang exhaust

maka lubang exhaust terbuka dan gas yang berada pada ruang bakar

keluar melalui lubang exhaust. Pada saat piston sampai pada TMB

(titik mati bawah) maka volume diatas kepala piston bertambah,

akibatnya tekanan di atas kepala piston lebih rendah dari tekanan

atmosfer pada saat saluran intake terbuka maka udara ke ruang bakar.

Dan pada saat yang sama gas sisa pembakaran terdorong keluar

melalui saluran exhaust (Suratma, 2002).

b. Langkah Kompresi

Piston bergerak dari TMB (titik mati bawah) menuju TMA (titik mati

atas) sebelum pergerakan akan melakukan penghisapan udara yang

17

telah tercampur dengan bahan bakar dan pelumas (oli samping)

terhisap masuk ke ruang bakar. Setelah piston melewati saluran

intake dan saluran exhaust, maka campuran udara, bahan bakar dan

pelums akan terkompresi karen volume ruang bakar atau volume di

atas kepala piston berkurang, akibatnya tekanan dan tempratur di atas

kepala piston naik secara derastis. Pada saat piston mencapai TMA

(titik mati atas) busi memercikan bunga api dan beberapa saat

kemudian campuran udara, bahan bakar dan pelumas terbakar dan

menimbulkan ledakan pada ruang bakar (Suratman, 2002).

c. Langkah Kerja dan Ekspansi

Setelah terjadi proses pembakaran di ruang bakar yang menimbulkan

ledakan yang dahsyat di ruang bakar, menyebabkan piston terdorong

dari TMA (titik mati atas) menuju TMB (titik mati bawah) karena

motor 2 tak merupakan motor dengan sisitem pembakaran dalam,

maka panas langsung digunakan menjadi tenaga mekanik yaitu

memutar poros engkol. Pada saat yang sama saluran hisap tertutup

dan saluran buang terbuka, maka campuran gas sisa pembakaran

terdorong keluar dari ruang bakar (Suratman, 2002).

d. Langkah Buang

Pada saat piston bergerak dari TMA (titik mati atas) menuju TMB

(titik mati bawah), sebelum piston sampai pada TMB (titik mati

bawah). Saluran buang terbuka dan gas sisa pembakaran mengalir

keluar ruang bakar melalui saluran buang dan kenalpot dan dibuang

18

ke atmosfer. Pada saat yang bersamaan campuran udara, bahan bakar

dan pelumas (oli samping) masuk ke ruang bakar melalui rongga

bilas. Setelah gas sisa pembakaran keluar ruang bakar katup bilas

terbuka, maka campuran udara, bahan bakar dan pelumas (oli

samping) masuk ke ruang bakar menggantikan gas sisa pembakran di

ruang bakar, ini biasanya disebut sebagai proses pembilasan. Pada

proses pembilasan, sebagian campuran bahan bakar dengan udara

ikut keluar ruang bakar bersamaan gas buang (Suratman, 2002).

4. Prinsip dan Langkah Kerja Motor 4 Langkah

Motor bakar bensin 4 langkah (4 tak) merupakan sebuah mesin yang di

dalam proses kerjanya atau siklusnya terdiri dari 4 langkah yang terjadi

dalam satu kali proses pembakaran yang terdiri dari langkah hisap,

langkah kompresi, langkah kerja (ekspansi) dan langkah buang. Untuk

lebih jelas dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 2. Langkah Kerja Motor Bensin 4 Langkah (Rahargo. W. D

Teknik Konversi Energi, 2008)

19

a. Langkah Hisap

Langkah hisap dimulai dari bergeraknya piston dari TMA (titik mati

atas) menuju TMB (titik mati bawah), pada saat piston bergerak

menuju TMB (titik mati bawah) katup hisap terbukan dan katup

buang tertutup. Akibat dari pergerakan piston maka volume diatas

kepala piston (didalam silinder) bertambah mengakibatkan tekanan

menjadi turun, tekanannya lebih rendah dari tekanan atmosfer

sehingga campuran udara dan bahan bakar terhisap masuk keruang

bakar untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 3 (Rizal dan

Masagus A., 2013).

Gambar 3. Langkah Hisap (Cengel dan Boles, 2006)

b. Langkah Kompresi

Poros engkol berputar menggerakan piston dari TMB (titik mati

bawah) menuju TMA (titik mati atas), katup masuk dan katup buang

dalam keadaan terutup. Piston bergerak menuju TMA (titik mati atas)

menyebabkan campuran udaran dan bahan bakar terkompresi karena

volume di atas kepala piston berkurang menyebabkan tekanan dan

20

tempratur naik drastis. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 4

(Rizal dan Masagus A., 2013).

Gambar 4. Langkah Kompresi (Cengel dan Boles, 2006)

c. Langkah Kerja atau Ekspansi

Pada langkah ekspansi kedua katup masih dalam keadaan tertutup,

pada saat piston sampai pada TMA (titik mati atas) percikan bunga

api dipercikan dari busi sehingga menyebabkan campuran udara dan

bahan bakar yang bertekanan dan bertempratur tinggi terbakar dan

timbul ledakan yang dahsyat di dalam silinder (di atas kepala piston)

mengakibatkan, piston terdorong dari TMA (titik mati atas) menuju

TMB (titik mati bawah) serta sekali gus menyebabkan poros engkol

bergerak sehingga terjadi gerakan mekanik. Untuk lebih jelas dapat

dilihat pada gambar 5 (Rizal dan Masagus A., 2013).

21

Gambar 5. Langkah Kerja (Cengel dan Boles, 2005)

d. Langkah Buang

Pada saat piston sampai di TMB (titik mati bawah), poros engkol

menggerakan piston, bergerak menujuk TMA (titik mati atas). Pada

saat piston bergerak menuju TMA (titik mati atas) katup buang

terbuka dan katup masuk tertutup, sehingga piston mendorong gas

sisa pembakaran keluar dari ruang bakar malalui saluran buang serta

keluar melalui kenalpot ke atmosfer. Setelah piston sampai pada

TMA (titik mati atas) katup hisap terbuka dan katup buang tertutup,

kemudian piston digerakan poros engkol bergerak menuju TMB (titik

mati bawah) sehingga menghisap campuran udara bahan bakar

masuk ke ruang bakar, proses ini terjadi secara berulang. Untuk lebih

jelas dapat dilihat gambar 6 (Rizal dan Masagus A., 2013).

22

Gambar 6. Langkah Buang (Cengel dan Boles, 2015).

e. Siklus Motor Bensin 4 Langkah (Siklus Otto)

Siklus otto merupakan siklus ideal motor bensin 4 langkah. Siklus

yang terjadi secara konstan yang terjadi pada saat pembakaran

didalam silinder terjadi dapat dijelaskan dalam siklus otto, dimulai

dari langkah hisap, langkah kompresi, langkah ekspansi dan langkah

buang. Dapat kita lihat pada diagram kurva P-V berikut ini :

Gambar 7. Diagram P-v Siklus Otto Motor Bensin 4 Langkah

(Cengel dan Boles, 2006).

23

Gambar 8. Diagram P-v Siklus Otto Motor Bensin 4 Langkah

(Cengel dan Boles, 2006).

Dari diagram P-v pada gambar 7 dan gambar 8 dapat dijelaskan

sebagai berikut (Wiratmaja, 2010) :

1. Proses 0 – 1 merupakan langkah hisap tekanan konstan, campuran

udara dan bahan bakar terhisap masuk ke ruang bakar.

2. Proses 1 – 2 langkah kompresi adiabatik reversible, campuran

udara dan bahan bakar di kompresi oleh piston yang menuju

TMA.

3. Proses 2 – 3 merupakan proses pembakaran dengan volume

konstan, campuran udara dan bahan bakar dibakar dengan

bantuan percikan bunga api oleh busi.

4. Proses 3 – 4 merupakan langkah ekspansi adiabatik reversible,

hasil dari proses pembakaran yaitu kerja yang berasal dari panas

yang berekspansi.

5. Proses 4 – 1 merupakan proses pembuangan panas dengan

volume konstan, panas dibuang melalui dinding silinder.

24

6. Proses 1 – 0 merupakan langkah buang, pembuangan sisa

pembakaran melalui saluran buang, melalui knalpot dan dibuang

ke atmosfer.

Dari keseluruhan proses diatas merupakan siklus otto yaitu siklus dari

motor bensin 4 langkah.

C. Bahan Bakar Cair

Bahan bakar cair merupakan senyawa hidrokarbon yang dapat diproleh dari

alam ataupun dengan cara buatan. Bahan bakar hidrokarbon cair umumnya

berasal dari minyak bumi. Yang terdapat pada lapisan bumi, yang biasa kita

sebut dengan bahan bakar fosil. Karena bahan bakar yang terdapat didalam

bumi merupakan hasil dari fosil makhluk hidup yang sudah mati dan

memerlukan proses yang panjang sehingga dapat menjadi minyak bumi.

Bahan bakar cair yang biasa kita temukan berasal dari oil shale, tar sand,

batubara dan biomasa. Di dalam Minyak bumi terdapat campuran alami

antara hidrokarbon cair dan sedikit belerang, nitrogen, oksigen serta sedikit

sekali metal dan mineral.

Pada penggunaannya bahan bakar cair memiliki kemudahan dari pada bahan

bakar padat, penyimpanannya mudah, energi yang terbaik, nilai kalor yang

tinggi, pembakaran cenderung konstan, efesiensi thermis yang lebih tinggi,

kebersihan dari hasil pembakaran, menggunakan alat pembakaran yang lebih

kompak, penggunaan ukuran ruang bakar yang bervariasi mulai dari ukuran

25

yang kecil hingga ukuran yang besar dan cara pengangkutan yang lebih

mudah. Namun demikian bahan bakar cair juga memiliki kelemahan salah

satunya yaitu dalam proses pemurnian bahan bakar tersebut harus

menggunakan proses pemurnian yang panjang dan komplek. Hal inilah yang

menyebabkan penggunaan bahan bakar cair semakin maningkat terlebih lagi

pada kendaraan bermotor yang digunakan oleh masyarakat Indonesia sehari-

hari. Berikut ini beberapa jenis bahan bakar cair yang sering kita jumpai

adalah sebagai berikut (Wiratmaja, 2010) :

1. Premium

Premium (naphtha) merupakan salah satu dari minyak bumi yang sudah

melewati proses penyulingan ditambah dengan campuran TEL (sejenis

zat aditif) yang berfumgsi untuk menaikan nilai oktan suatu bahan bakar

cair hingga didapat nilai oktan dari premium sebesar RON 88. Namun

sejak tahun 2006 zat aditif yang bernama TEL yang mengandung timbal

hitam yang tidak sehat harus dihentikan penggunaannya karena adanya

isu lingkungan. Zat aditif TEL digantikan dengan HOMC (High Mogas

Component) untuk menaikan nilai oktan premium ke 88.

HOMC merupakan komponen minyak bumi yang biasa disebut dengan

naphtha. HOMC memiliki struktur kimia yang berbentuk lingkar (struktur

rantai kimia yang bercabang) yang memiliki angka oktan yang tinggi.

Pada penambahan zat adikitif HOMC maka bahan bakar ada yang

memiliki nilai oktandi atas 88, yaitu ada yang memiliki nilai oktan 92, 95

dan 98, Semakin tinggi suatu nilai oktan bahan bakar, maka semakin

26

lambat suatu bahan bakar terbakar karena memiliki struktur ikatan

rantainnya yang bercabang-cabang maka membutuhkan panas yang lebih

tinggi untuk menyebabkan bahan bakar tersebut terbakar.

Nilai oktan yang semakin tinggi disebabkan oleh perengkahan katalitik

ataupun sintesa catalityc di dalam reaktor kimia di dalam unit kilang

RCC/FCC/RFCC (Plat Forming) disebut juga dengan proses polimerisasi

katalitik lainnya. Pada Refinery nusantara memiliki unit FCC/RCC

namun jumlah dari yang belum mencukupi untuk mengubah campuran

premium agar memiliki nilai oktan sebesar 88. Oleh sebab itu perlu

tambahan dari luar, yaitu mengimport HOMC dari luar negeri. Saat ini

telah dibangun kilang RFCC di daerah Jawa Tengah untuk menambah

suplai FCC/RCC.

Premium pada saat sekarang ini unutuk mendapatkan nilai oktan sebesar

88 maka yang harus di tambahkan adalah volume Naphthanya + volume

HOMC tambahan. Pada saat ini tambahan HOMC nyaris sama dengan

volume naphthanya, sehingga volume bertambah hampir 2 kali lipat.

Sangat berbeda dengan premium pada zaman dulu untuk mendapatkan

angka oktan premium 88 hanya perlu menambahkan sedikit TEL (nyaris

jumlah TELnya sangat sedikit). Jadi untuk memenuhi syarat dari dari

pemerintah dimana premium yang akrab dengan linkungan maka

Refinery Nusantara harus mengimport HOMC dari luar negeri untuk

produk premium agar laku terjual dan disetujui oleh Pemerintah.

27

Naphtha dapat diubah menjadi pertamax dengan nilai oktan 92-95 bila

indonesia bisa membangung kilang seperti kilang Blue Sky Project

Balongan yang telah beroprasi. premium tersusun dari hidrokarbon

berantai yang ikatan rantainya lurus, mulai dari rumus ikatan rantainya

yaitu C7 (heptana) sampai dengan C11. Premium tersusun dari atom

hidrogen dan karbon yang terikat didalam satu rantai kimia. Jika premium

direaksikan dengan oksigen (dibakar) dengan kondisi oksigen berlimpah,

maka akan terbentuk CO2 dan H2O sebagai sisa pembakaran ditambah

dengan panas dari hasil pembakaran.

Premium yang diolah dari minyak mentah, yang berasal dari perut bumi

dan didipompakan hingga sampai ke permukaan bumi, minyak mentah

tersebut berwarna hitam dan biasa disebut dengan petroleum. Cairan

petroleum mengandung senyawa hidrokarbon yang tergabung yang

memiliki ikatan rantai yang panjangnya berbeda-beda. Karena molekuk

hidrokarbon yang ikatan rantainnya berbeda panjangnya maka setiap sifat

molekuk yang panjangnya berbeda juga memiliki sifat yang berbeda.

Molekul CH4 (metana) murupakan molekul dengan panjang rantai paling

pendek dan merupakan molekul yang paling ringan. Dengan semakin

banyaknya jumlah atom C pada suatu molekul maka semakin berat massa

suatu molekul tersebut. C4 merupakan berwujud gas, C5-C18 berwujud

cair serta C19 dan yang lebih besar dari C19 bewujud padat, spesifikasi dari

premium dapat dilihat pada Tabel 1.

28

Tabel 1. Spesifikasi Premium (PT. Pertamina, 2007).

Premium

No Karakteristik Satuan Batasan

Tanpa

Timbal

Bertimbal

Min Max Min Max

1 Bilangan oktan

Angka Oktan Riset

(RON)

Angka Mktan Motor

(MON)

RON 88,0 - 88,0 -

MON dilaporkan dilaporkan

2 Stabilitas Oksidasi Menit 360 - 360 -

3 Kandungan Sulfur % m/m - 0,051) - 0,051)

4 Kandungan Timbal

(Pb)

Gr/l - 0,013 - 0,3

5 Kandungan Oksigen % m/m - 2,72) - 2,72)

6 Destilasi

10% vol. Penguapan

50% vol. Penguapan

90% vol. Penguapan

Titik didih akhir

Residu

oC - 74 - 74

oC 88 125 88 125

oC - 180 - 180

oC - 215 - 205

% Vol - 2,0 - 2,0

7 Washed gum mg/100

ml

- 5 - 5

29

8 Tekanan Uap Kpa - 60 - 60

9 Berat jenis (pada suhu

15 oC)

Kg/m3 715 780 715 780

10 Korosi bilah Tembaga menit Kelas I Kelas I

11 Sulfur Mercaptan % massa - 0,002 - 0,002

12 Penampilan Visual - Jernih &

Terang

Jernih &

Terang

13 Warna - Merah Merah

14 Kandungan Pewarna gr/1001 0,13 0,13

15 Bau - Dapat

dirasakan

Dapat

dirasakan

16 Uji Doctor - negatif negatif

2. Pertamax

Pertamax merupakan bahan bakar yang bernilai oktan tinggi yang tidak

mengandung timbal. Pertamax yang digunakan pada penelitian ini

merupakan pertamax dengan nilai oktan 92. Pertamax pertama sekali

diluncurkan di indonesia pada tahun 1999, sama dengan premium

merupakan minyak bumi yang telah di olah di dalam unit (kilang)

sehungga menjadi bahan bakar yang beroktan tinggi. Pertamax

diluncurkan untuk menggantikan premix 98, karen premik 98 memiliki

unsur MTBE yang berbahaya bagi ligkungan terutama bagi manusia yang

secara langsung menghirup gas pembuangan kendaraan bermotor.

30

Pertamax dengan nilai oktan 92 direkomendasikan untuk bahan bakar

kendaraan yang diproduksi diatas tahun 1990, yaitu kendaraan yang telah

menggunakan teknologi fuel injection dan juga catalytic converters.

Berikut ini merupakan tabel spesifikasi dari pertamax.

Tabel 2. Spesifikasi Pertamax (PT. Pertamina, 2007)

Pertamax

No Karakteristik Satuan Batasan

Min Max

1 Angka Oktan Riset

(RON)

RON 92,0 -

2 Stabilitas Oksidasi Menit 480 -

3 Kandungan Belerang % m/m - 0,051)

4 Kandungan Timbal (Pb) gr/l - 0,0132)

5 Kandungan Logam

(mangan (Mn), besi (Fe)

Mg/l - -

6 Kandungan Silikon Mg/kg - -

7 Kandungan Oksigen % m/m - 2,73)

8 Kandungan Olefen % v/v - *)

9 Kandungan Aromatic % v/v - 50,0

10 Kandungan Benzena % v/v - 5,0

11 Distilasi:

10% Vol. Penguapan

50% Vol. Penguapan

0C - 70

0C - 110

31

90% Vol. Penguapan

Titik didih akhir

Residu

0C - 180

0C - 215

% Vol - 2,0

12 Sendimen mg/l - 1

Karakteristik Satuan Batasan

13 Unwashed gum mg/100 ml - 70

14 Washed gum mg/100 ml - 5

15 Tekanan Uap kpa 45 60

16 Berat jenis (pada suhu 15

0C)

Kg/m3 715 770

17 Korosi bilah Tembaga menit Kelas I

18 Sulfur Mercaptan % massa - 0,002

19 Penampilan visual - jernih & Terang

20 Warna - Biru

21 Kandungan Pewarna gr/100 l - 0,13

22 Kandungan Phospor mg/l - -

Adapun beberepa keunggulan dari bahan bakar Pertamax adalah sebagai

berikut (Wiratmaja, 2010):

a. Tidak memiliki kandunga timbal di dalam bahan bakar tersebut.

b. Nilai oktan yang lebih tinggi dari premium, menyebabkan pertamax

lebih tahan terhadap kompresi yang tinggi sehingga mesin dapat

bekerja lebih optimal pada gerkan piston. Pertamax juga dapat

mencegah terjadinya bahan bakar terbakar terlebih dahulu sebelum

32

piston sampai pada TMA sehingga timbul ledakan, atau disebut

dengan anti knocking.

3. Bioetanol

Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari biomassa yang diproduksi

dari limbah dengan menggunkan teknologi biokimia yaitu melalui

fermentasi dari bahan pembuat biomassa tersebut. Bioetanol atau etil

alkohol merupakan senyawa organik yang memiliki struktur kimia

C2H5OH.

Bioetanol merupakan cairan biokimia yang didapatkan daari proses

fermentasi gula dan sumber karbohidrat lainnya dengan menggunkan

makhluk hidup yaitu mikroorganisme, selanjutnya diproses dengan

destilasi. Bioetanol biasanya berasal dari bahan baku yang banyak

mengandung gula yaitu sukrosa, pati dan ligno selulosa. Didalam

pembuatannya, bioetnol biasanya diproduksi dengan proses fermentasi

dan destilasi. Didalam kondisi 1 atm atau suhu kamar, bioetanol memiliki

sifat mudah menguap, mudah terbakar, mudah larut dalam air, tidak

berwarna dan tembus cahaya. Bioethanol yang digunakan pada penelitian

ini adalah bioethanol yang memiliki kemurniaan 99,36%, bioethanol

tersebut didapatkan dari PT. Brataco yang cara membelinnya dengan cara

pemesanan, karena untuk daerah provinsi Lampung hanya memproduksi

bioethanol dengan kadar paling tinggi 90%. Untuk lebih jelasnya sifat

fisik dari bioethanol dapat dilihat pada Tabel 3.

33

Tabel 3. Sifat Fisik Bioetanol (Rahmawati, 2010).

1. Massa molekul relatif (Mr) 46,07 g/mol

2. Titik beku -114,1 oC

3. Titik didih normal 78,32 oCDe

4. Densitas pada 20 oC 0,7893 g/ml

5. Kelarytan dalam air 20 oC Sangat larut

6. Viskositas pada 20 oC 1,17 cP

7. Kalor spesifik 20 oC 0,579 kal/g oC

8. Kalor pembakaran 20 oC 7-92,1 kal/g

9. Kalor penguapan 78,32 oC 200,6 kal/g

Singkong merupakan salah satu bahan pembuat bioetanol, selain

jumlahnya banyak dan harga yang murah, singkong merupakan salah satu

bahan yang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.

Selain dapat menghasilkan bahan bakar, dengan diproduksinya singkong

menjadi bahan bakar juga dapat mensejahterakan kehidupan para petani

singkong karen singkong yang tadinya harganya yang murah dapat dijual

seharga lebih mahal. Menurut penelitian yang telah dilakukan sebanyak 1

kg singkong dapat menghasilkan bioetanol sebanyak 0.106 liter bioetanol

34

Didalam pembuatan bioetanol dibagi menjadi 3 tahapan yaitu (Jhiro Ch.

Mailool Dkk. 2012):

a. Tahap galatinasi

Tahap galatinasi merupakan tahan penghancuran dari bahan baku

pembuat bioetanol. Bahan baku singkong, jagung, ubi jalar dan lain-

lain dicampurkan dan dihancurkan hingga menjadi bubur yang

mengandung pati 27-30%.

b. Tahap fermentasi

Tahap fermentasi merupakan tahan penguraian, lanjutan dari tahap

galatinasi. Pada tahap fermentasi terjadi penguraian bahan-bahan

karbohidrat dengan menggunakan bantuan mikroorganisme, namun

tidak menimbulkan bau busuk. Microba yang digunkan adalah

microba Sacharomyces cereviseae. Dari hasil proses fermentasi

didapatkan hasilnya yaitu etanol, asam laktat, hidrogen dan zat

tambahan seperti asam butirat, dan aseton.

c. Tahap destilasi

Tahap destilasi merupakan tahapan pemisahan senyawa etanol dengan

senyawa lainnya dengan proses perbedaan titik didih dari setiap

senyawa. Titik didih etanol murni yaitu 78 oC. Dengan pemanasan

antara 78-100 o

C menyebabkan sebagian etanol menguap, serta

melalui proses kondensasi akan mendapatkan kualitas etanol sebesar

95%.

35

Berikut merupakan karakteristik dari bioetanol yang lebih baik

dibandingkan dengan premiumyang berbasis petrokimia yaitu sebagai

berikut :

a. Bioetanol mengandung 35% oksigen sehingga dapat mengurangi

polusi udara dan efek rumah kaca

b. Bioetanol memiliki angka oktan yang tinggi, sehingga tidak

membutuhkan zat aditif untuk menaikan nilai oktan. Dan dapat

menggantikan zat aditif jika dicampur dengan bahan bakar premium.

c. Bioetanol memiliki nilai oktan sebesar 96-113, lebih tinggi dari nilai

oktan dari premium.

d. Bioetanol yang bersih sangat ramah lingkungan, karena gas buang

rendah terhadap senyawa seperti monoksida (CO), nitrogen oksida

(NOx) dan gas-gas yang menyebabkan efek rumah kaca lainnya.

e. Bioetanol tidak menyebabkan pencemaran terhadap lingkungan

karena mudah terurai dan bioetanol merupakan sumber energi yang

dapat diperbaharui.

D. Proses Pembakaran

Proses pembakaran adalah proses bereaksinya elemen-elemen bahan bakar

dengan elemen oksigen yang membutuhkan panas awal yang cukup agar

reaksi antar bahan bakar dan oksigen dapat terjadi. Reaksi antara bahan bakar

dan oksigen jika memiliki suplai panas yang cukup akan menyebabkan reaksi

berlangsung sangat cepat. Pada proses awal pembakaran atau reaksi kimia

dibutuhkan panas yang cukup (panas yang kecil) untuk menghasilkan panas

36

yang lebih besar sehingga dapat dihasilkan energi yang besar dari panas hasil

pembakaran tersebut. Elemen mampu bakar didalam reaksi pembakaran atau

reaksi pembakaran adalah adanya bahan bakar, suplay udara dan panas yang

cukup. Udara yang dibutuhkan didalam proses pembakaran adalah oksigen,

sedangkan nitrogen dan gas yang lainnya tidak akan ikut bereaksi dengan

bahan bakar.

Pada saat terjadi proses pembakaran, bahan bakar yang terdiri dari atom

hidrogem (H) dan atom Karbon (C) akan berikatan dengan oksigen (O2). Jika

karbon berikan dengan oksigen akan membentuk karbon dioksida (CO2)

sedangkan hidrogen akan berikatan dengan oksigen akan membentuk air

(H2O). Tapi pada saat terjadinya pembakaran pada ruang bakar, sering terjadi

kekurangan suplay oksigen pada ruang bakar sehingga, atom karbon akan

berikatan dengan oksigen yang kurang akan menyebakan ikatan menjadi

karbon monoksida (CO). Apabila pada pembentukan karbon monoksida,

artinya bahan bakar tidak terbakar sepurna akibatnya panas yang dihasikan

dari proses pembakaran hanya 30% dari pembakaran yang suplay udaranya

cukup, atau membentuk karbon dioksida. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat

pada rumus kimia berikut (Wardono, 2004) :

Reaksi cukup oksigen : C + O2 CO2 + 393,5 kJ (1)

Reaksi kurang oksigen : C + 1

2O2 CO + 110,5 kJ (2)

Untuk memproleh hasil pembakaran yang sempurna, dimana hasil

pembakaran tersebut menghasilkan gas buang sisa pembakaran yaitu semua

37

atom karbon (C) membentuk karbon dioksida (CO2) dan semua ataom

hidrogen (H) membentuk air (H2O). Jika tercapai pembakaran yang sempurna

maka panas yang dihasilkan dari pembakaran tersebut akan maksimal. Untuk

mencapai pembakaran yang sempurna Maka dibutuhkan udara yang cukup

yang biasa disebut dengan pembakaran stoikometri yaitu untuk pembakaran

sempurna setiap satu mol oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi

senyawa hidrokarbon maka ditambahkan 3,773 nitrogen. Untuk lebih

jelasnya dapat kita lihat pada persamaan berikut :

CxHy + z (O2 + 3,773 N2) aCO2 + bH2O + cN2 + CO + NOx + HC (3)

Dari persamaan diatas dapat kita lihat bahwa proses pembakaran merupakan

proses oksidasi (penggabungan) antara molekul oksigen (O2) dengan molekul

bahan bakar yaitu karbon (C) dan hidrogen (H). Untuk membentuk suatu

ikatan yang baru yaitu air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) pada pembakaran

yang sempurna, maka dibutuhkan panas awal yang cukup untuk memutuskan

rantai pada bahan bakar yaitu (C-H) dan ikatan (O-O). Untuk itu diperlukan

pematik atau busi untuk mensuplai panas awal pembakaran. Maka dapat

disimpulkan proses pembakaran tidak akan dapat terjadi bila ikatan antara

bahan bakar yaitu ikatan (H-C) dan (O-O) tidak terputus proses pembakaran

tidak akan terjadi. Jadi terjadinya suatu proses pembakaran bila ikatan antara

bahan bakar dan ikatan antara oksigen dan membentuk ikatan baru antara

bahan bakar dengan oksigen (Wardono, 2004).

38

E. Emisi Gas Buang

Dalam setiap proses pembakaran akan menghasilkan sisa dari pembakaran

akan membentuk gas buang atau biasa disebut dengan emisi gas buang. Emisi

gas buang tersebut berdampak tidak baik bagi lingkungan dan pencemaran

udara (polusi udara) dan menyebabkan efek rumah kaca. Motor bakar,

terutama motor pembakaran dalam (Internal combution) akan menghasilkan

gas buang berupa hidrokarbon (HC), karbon dioksida (CO2), karbon

monoksida (CO), dan oksida nitrogen (NOx) dan partikulat padat (Kristianto,

2015).

1. Hidrokarbon (HC)

Hidrokarbon (HC) merupakan komponen bahan bakar yang terdapat pada

bahan bakar cair. Terbentuknya (HC) karena pembakaran yang terjadi di

ruang bakar tidak sempurna menyebabkan masih ada bahan bakar yang

tidak terbakar tetapi ikut terbuang manjadi gas yang menguap dan

dibuang ke atmosfer bersamaan dengan gas sisa pembakaran lainya. Ada

beberapa hal yang menyebabkan timbulnya (HC) adalah sebagai berikut

(Kristianto, 2015):

a. Pada saat busi memercikan bunga api pada ruang bakar tempratur dan

tekanan di ruang bakar masih sangat rendah, akibatnya tidak semua

bahan bakar terbakar.

b. Pada saat deselerasi, katup gas menutup dan terjadinya engine brake

tetapi putaran mesin masih tinggi. Hal ini menyebabkan bahan bakar

yang terhisap ke ruang bakar sangan banyak, sehinga pada saat terjadi

39

pembakaran oleh busi, udara yang masuk keruang bakar tidak cukup

(miskin udara) dan panas yang dihasilkan oleh busi juga kurang karen

bahan bakar yang kaya. Menyebabkan tidak semua bahan bakar

terbakar. Namun menguap dan terbuang ke atmosfer.

c. Terjadinya overlapping (katup masuk dan katup buang terbuka secara

bersamaan) yang terlalu lama, menyebabkan HC berfungsi sebagai

gas pembersih. Ini terjadi biasanya pada putaran rendah (Nugraha,

2007).

2. Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida (CO) merupakan emisi gas buang yang tidak

diharapkan di dalam pembakaran bahan bakar, dikarenakan semakin

tinggi kadar dari (CO) maka pembakaran di ruang bakar tidak sempurna

dan menyebabkan kerugian pada panas yang dihasilkan dan juga polusi

yang disebakan. Terbentuknya (CO) disbabkan oleh suplay udara yang

kurang (miskin udara) sedangkan bahan bakar berlebih (kaya bahan

bakar). Maka pada saat proses pembakaran, jumlah dari oksigen (O2)

tidak mencukupi untuk membentuk karbon dioksida (CO2).

Karbon monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau,

namun (CO) beracun jika di hirup oleh manusia, karena jika masuk ke

paru-paru gas (CO) lebih cepat berikatan dengan haemoglobine dan

membentuk (COHB) dari pada darah berikatan dengan oksigen (CO2)

sehingga menyebabkan manusia akan kekurangan oksigen di dalam

tubuh. Jika tubuh kekurangan oksigen maka kepala akan terasa pusing,

40

mual, menurunkan aktivitas mental dan fisik dan pada konsentrasi tinggi

dapat menyebabkan pingsan dan bahkan kematian pada orang yang

menghirup (CO) dalam jumlah yang banyak.

3. Nitrogen Oksida (NOx)

Nitrogen Oksida (Nox) merupakan emisi gas buang yang tidak di

inginkan pada proses pembakaran, emisi gas buang Nox dapat terjadi

karena suhu pembakaran (suhu ruang bakar) yang terlalu tinggi sehingga

Nitrogen dalam udara yang di suplai ikut breaksi dengan oksigen

membentuk ikatan Nox, hal ini dapat terjadi karena suhu ruang bakar

sangat tinggi (>1370 0C). Dampak dari emisi gas buang Nox pada

manusia dapat menyebabkan ganguan jaringan paru-paru yaitu

melemahkan fungsi paru-paru, asma, infeksi saluran nafas (Winarno,

2014).

4. Partikulat

Partikulat merupakan hasil sisa pembakaran motor bensin yang terbagi

atas tiga yaitu : partikulat organik (jelaga), sulfat dan timbal. Penyebab

timbul Partikulat adalah karena bahan bakar yang mengandung unsur

belerang dan timbal dan ada juga karena pengaruh dari keadaan (sistem)

operasi dari motor bensin. Jika senyawa belerang breaksi dengan oksigen

akan membentuk (SO2) sedangkan jika timbal yang bereaksi membentuk

(PBO2). Partikulat sendiri biasanya di dominasi dari senyawa timbal yang

mencapai 25-60 % yang di emisikan (Kristianto, 2015).

41

F. Parameter Prestasi Mesin Bensin 4-Langkah

Presetasi mesin merupakan kemampuan suatu motor bensin untuk melakukan

kerja atau bisa juga disebut dengan kerja keluaran yang dihasilkan oleh mesin

bensin 4-langkah. Beberapa parameter yang harus diketahui untuk

menentukan Prestasi mesin adalah sebagai berikut: efesiansi thermal, torsi,

daya dan konsumsi bahan bakar spesifik (Wardono, 2004).

1. Torsi dan daya

Torsi dan daya merupakan keluaran dari mesin bensin 4-langkah. Torsi

adalah ukuran tenaga yang yang dikeluarkan mesin untuk melakukan

kerja sedangkan daya merupakan ukuran seberpa kerja yang dilakukan

mesin dalam periode tertentu torsi dan daya dapat di artikan torsi ialah

tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan suatu motor sedangkan

daya ialah seberapa cepat motor tersebut dapat bergerak.

2. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

Konsumsi bahan bakar spesifik merupakan ukuran jumlah bahan bakar

yang di bakar (konsumsi) oleh mesin untuk menghasilkan kerja

dinyatakan dengan laju aliran massa persatuan unit daya yang dihasilkan.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Alat dan Bahan Penelitian

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada penelitian yang dilakukan

adalah sebagai berikut :

1. Alat Penelitian

Adapun alat penelitian yang digunakan pada yang dilakukan adalah

sebagai berikut :

a. Motor Bensin 4 Langkah 1 Silinder

Pada penelitian ini, menggunakan motor bensin 4 langkah 1 silinder

yang sudah dilengkapi dinamometer dengan sistem pembebanan

menggunakan laju air bertekanan 1 bar. Motor bensin 4 langkah 1

silinder ini terdapat di Laboratorium Motor Bakar Universitas

Lampung dengan spesifikasi sebagai berikut:

Merk : Kohler

Dimensi : Lebar 500 mm, Tinggi 430 mm,

Kedalaman 400 mm

Tipe bahan bakar : Bensin tanpa timbal (Gasoline)

Sistem pengapian : Elektrik

Daya : 4,5 kW pada 3600 rev/min

43

2,2 kW pada 1800 rev/min

Diameter silinder : 70 mm

Langkah piston : 54 mm

Panjang batang piston : 84 mm

Kapasitas mesin : 208 cm3 (0,208 L) 208 cc

Rasio kompresi : 8,5 : 1

Gambar 9 Mesin Bensin Kohler

b. Unit Instrumen VDAS

Unit instrumen VDAS (Versatile Data Acquisition System) merupakan

sistem panel yang melengkapi mesin bensin kohler untuk mendapatkan

hasil dari pengukuran putaran mesin, torsi, daya, temperatur udara

lingkungan, temperatur gas buang, tekanan differential pada airbox dan

tekanan udara lingkungan yang langsung ditampilkan pada layar yang

terdapat pada panel tersebut.

Mesin Kohler Dinamometer

Air Box Katup Beban

44

Gambar 10. Unit Instrumen VDAS

c. Software Tecquipment VDAS

Software Tecquipment VDAS (Versatile Data Acquisition System)

merupakan Software yang akan di hubungkan ke unit instrumen VDAS

yang bertujuan untuk menampilkan hasil dari perhitungan parameter

pengujian prestasi mesin seperti putaran mesin, torsi, daya engkol,

konsumsi bahan bakar spesifik engkol, efisiensi termal, efisiensi

volumetrik, panas pembakaran dan rasio udara bahan bakar.

Panel Air Box

dan Exhaust Panel Konsumsi

Bahan Bakar

Tabung Bahan

Bakar Otomatis

Tangki Bahan

Bakar

Panel Torsi,

Putaran dan Daya

45

Gambar 11. Software Tecquipment VDAS

d. Gelas Ukur

Gelas ukur digunakan untuk mengukur persentase volume campuran

bahan bakar pertamax dan bioetanol.

Gambar 12. Gelas Ukur

46

e. Exhaust Gas Analizer Stargas 898

Exhaust Gas Analizer Stargas 898 merupakan alat yang digunakan

untuk mengukur kandungan dari emisi gas buang sisa pembakaran

motor bensin 4-langkah 1 siliner.

Gambar 13. Exhaust Gas Analizer Stargas 898

2. Bahan Penelitian

Adapun bahan yang digunakan pada penelitian yang dilakukan adalah

sebagai berikut:

a. Pertamax

Pertamax merupakan jenis bahan bakar yang pertama kali diluncurkan

PT. Pertamina pada tahun 1999 yang memiliki RON (Research Octane

Number) sebesar 92 (Sumber: PT. PERTAMINA, 2007).

47

Gambar 14. Pertamax Murni

b. Bioetanol

Bioetanol merupakan bahan yang digunakan sebagai campuran bahan

bakar pertamax dengan kadar 99,39% (Sumber: PT. BRATACO).

Gambar 15. Bioetanol Absolut Kadar 99,39%

48

c. Campuran Pertamax-Bioetanol 5%

campuran pertamax-bioetanol 5% merupakan campuran bahan bakar

yang terdapat pada 1 liter bahan bakar dimana komposisinya yaitu: 950

ml merupakan pertamax murni dan 50 ml merupakan komposisi

bioetanol.

Gambar 16. Campuran Pertamax-Bioetanol 5%

d. Campuran Pertamax-Bioetanol 10%

campuran pertamax-bioetanol 10% merupakan campuran bahan bakar

yang terdapat pada 1 liter bahan bakar dimana komposisinya yaitu: 900

ml merupakan pertamax murni dan 100 ml merupakan komposisi

bioetanol

49

.

Gambar 17. Campuran Pertamax-Bioetanol 10%

e. Campuran Pertamax-Bioetanol 15%

campuran pertamax-bioetanol 15% merupakan campuran bahan bakar

yang terdapat pada 1 liter bahan bakar dimana komposisinya yaitu: 850

ml merupakan pertamax murni dan 150 ml merupakan komposisi

bioetanol.

Gambar 18. Campuran Pertamax-Bioetanol 15%

50

B. Persiapan Penelitian

Adapun beberapa persiapan yang dilakukan pada penelitan ini adalah sebagai

berikut :

1. Persiapan Bahan

Setelah semua bahan yang diperlukan telah tersedia, selanjutnya dilakukan

proses pencampuran bahan bakar pertamax dengan bioetanol dengan

menggunakan gelas ukur. Proses pencampurannya adalah sebagai berikut:

a. Menyiapkan bahan bakar pertamax dan bioetanol yang telah didapatkan

dari PT. PERTAMINA dan PT. BRATACO serta menyiapkan alat

gelas ukur.

b. Menuangkan bahan bakar pertamax ke dalam gelas ukur sesuai dengan

ukuran yang diinginkan. Kemudian setelah mendapatkan ukuran yang

diinginkan, selanjutnnya bahan bakar pertamax tersebut dituangkan

dari gelas ukur ke dalam botol tersendiri yang telah disiapkan.

Komposisi campuran bahan bakar pertamax dan bioetanol dapat dilihat

pada tabel 4.

c. Menuangkan bioetanol ke dalam gelas ukur sesuai dengan ukuran yang

diinginkan. Kemudian setelah mendapatkan ukuran yang diinginkan,

selanjutnnya bioetanol tersebut dituangkan dari gelas ukur kedalam

botol yang telah berisi bahan bakar pertamax yang sebelumnya telah di

ukur. Komposisi campuran bahan bakar bioetanol dan bahan bakar

pertamax dapat dilihat pada tabel 4.

51

d. Mengaduk campuran bahan bakar pertamax dengan bioetanol hingga

campuran tersebut terampu menjadi satu.

e. Menyimpan campuran bahan bakar pertamax dan bioetanol tersebut

selama 24 jam sebelum digunakan, proses ini dilakukan agar dapat

diketahui apakah ada perbedaan dari setiap campuran bahan bakar

pertamax dan bioetanol terhadap waktu pencampuran.

Persentase campuran bahan pertamax dan bioetanol dapat dilihat pada

tabel 4.

Tabel 4. Komposisi Campuran Bahan Bakar Pertamax dan Bioetanol Tiap

1 Liter campuran

Variasi Pertamax Bioetanol

E0 (Pertamax) 1000 ml 0 ml

E5 (Bioetanol 5%) 950 ml 50 ml

E10 (Bioetanol 10%) 900 ml 100 ml

E15 (Bioetanol 15%) 850 ml 150 ml

2. Pengkondisian Alat

Sebelum melakukan pengujian terhadap campuran bahan bakar pertamax-

bioetanol terlebih dahulu dilakukan pengkondisian alat-alat yang

digunakan pada pengujian tersebut, adapun pengkondisiannya yang

dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Mengisi tangki penyimpanan air sampai penuh, air tersebut yang

digunakan sebagai beban pada dinamometer.

b. Mengganti oli mesin dengan yang baru, agar kinerja mesin dapat

maksimal.

52

c. Membersihkan karburator dari kotoran sisa bahan bakar, agar proses

pencampuran bahan bakar dan udara didalam karburator semakin baik.

d. Mengecek tekanan air pada selang yang masuk ke dalam dinamometer

mesin kohler. Tekanan air yang masuk harus 1 atm.

C. Prosedur Pengujian

Adapun prosedur pengujian dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Prosedur Pengujian Prestasi Mesin

Adapun prosedur pengujian prestasi mesin yang dilakukan pada penelitian

ini sebagai berikut :

a. Menyiapkan peralatan mesin uji Tecquipment TD 201 dan instrument

VDAS.

b. menggeser tungkai/tuas pada panel VDAS untuk volume bahan bakar

8 ml. Pengisisan bahan bakar dilakukan secara otomatis ke panel

VDAS.

c. Membuka tangki bahan bakar, kemudian tangki bahan bakar dibersihan

dan dikosongkan lalu memasang kembali tangki bahan bakar.

d. Mengisi tangki bahan bakar dengan bahan bakar yang digunakan yaitu

E0, E5, E10 dan E15

e. Menghubungkan unit komputer dan VDAS ke arus listrik yang telah di

hubungkan dengan stabilizer. Stabilizer digunakan untuk menstabilkan

arus yang masuk ke unit komputer dan VDAS agara peralatan VDAS

53

dan unit komputer tidak mengalami kerusakan oleh arus yang tidak

setabil.

f. Menghidupkan komputer dan sistem VDAS serta menghubungkan

sistem VDAS ke komputer dengan cara menghubungkan kabel USB ke

port USB pada computer dan membuka aplikasi VDAS serta

menghubukan aplikasi VDAS dengan peralatan VDAS.

g. Mengecek dan memperhatikan selang (saluran) bahan bakar dan

pastikan tidak ada udara yang terjebak di dalam saluran selang bahan

bakar. Jika terdapat udara yang terjebak pada selang bahan bakar, udara

tersebut harus dikeluarkan terlebih dahulu, agar bahan bakar yang

masuk ke mesin tidak terhambat.

h. Menghubungkan pompa air ke saluran listrik dan menghidupkan poma

air. Kemudian melakukan pengecekan dan memastikan laju aliran air

pada tekanan 1 bar.

i. Membuka keran air yang menuju ke dinamometer sebesar setengah

putaran (180o).

j. Mengkalibrasi torsi dan tekanan kotak udara dengan cara menekan dan

menahan tombol pada zero torsi dan air box pressure sampai

angka indikator berubah menjadi 0 (nol) pada panel VDAS.

k. Memilih penggunaan bahan bakar pada aplikasi tecquipment VDAS

pada menu aplikasi tecquipment VDAS Fuel Flow – Rate Data Source

pilih otomatis ADA (DVF1).

54

l. Mengisi data pada menu aplikasi tecquipment VDAS yaitu pada menu

Fuel Density jika bahan bakar E0 sebesar 742 kg/m3, E5 sebesar 744

kg/m3, E10 sebesar 746 kg/m3 dan E15 sebesar 749 kg/m3.

m. Mengisi data pada menu aplikasi tecquipment VDAS yaitu pada menu

Fuel Calory Value jika bahan bakar E0 sebesar 44,8 MJ/kg, E5 sebesar

43,9 MJ/kg, E10 sebesar 43 MJ/kg dan E15 sebesar 42 MJ/kg.

n. Mengisi data pada menu aplikasi tecquipment VDAS yaitu pada menu,

Engine Capacity yaitu 208 cc , Number of Cycle yaitu 4, dan Orifice

Diameter yaitu 18,5 mm sesuai dengan spesifikasi mesin yang

digunakan.

o. Menghidupkan mesin dan menunggu beberapa saat untuk memanaskan

mesin, hingga mesin sampai pada kondisi kerja.

p. Proses pengambilan data prestasi mesin.

1) Melakukan langkah a sampai dengan o.

2) Menyetel putaran mesin pada 1500 rpm dengan bukaan katup

beban dinamometer setengah putaran (180o)

3) Menunggu torsi sampai dengan stabil dan hasil dari Calculated

Parameters muncul pada menu aplikasi.

4) Merekam data sebanyak 5 kali dengan cara membuka menu pada

aplikasi tecquipment VDAS yaitu menu Start timed data

acquition.

5) Mengisi pada menu Timed Data Capture berupa interval 1 detik

dan berhenti pada 4 detik, lalu klik OK, maka perekaman data

dimulai.

55

6) Membuka katup beban dinamometer 1 putaran, mengakibatkan

beban dinamometer semakin bertambah sehingga torsi meningkat

dan putaran mesin turun, selanjutnya menggeser tuas gas sampai

putaran mesin kembali 1500 rpm.

7) Menunggu torsi sampai dengan stabil dan hasil dari Calculated

Parameters muncul pada menu aplikasi.

8) Merekam data sebanyak 5 kali dengan cara membuka menu pada

aplikasi tecquipment VDAS yaitu menu Start timed data

acquition.

9) Mengisi pada menu Timed Data Capture berupa interval 1 detik

dan berhenti pada 4 detik, lalu klik OK, maka perekaman data

dimulai.

10) Menambah tiap bukaan katup beban pada dinamometer sebesar

½ (180o) putaran dan merekam data tiap tiap bukaan katup beban

hingga mencapai torsi puncak pada putaran mesin 1500 rpm.

11) Mengulangi langkah 1 sampai dengan 10 untuk tiap-tiap putaran

mesin yaitu 1500, 2000, 2500, 3000 rpm dengan variasi tiap-tiap

bahan bakar yaitu E0, E5, E10 dan E15.

Format data hasil pengujian prestasi mesin dapat dilihat pada Tabel 5.

56

Tabel 5. Format Data Hasil Pengujian Prestasi Mesin

Jenis Mesin : Kohler

Bahan Bakar :

Hasil Pengujian

Beban (bukaan katup

dinamometer)

0,5 1 1,5 2 2,5

a. Putaran mesin, rpm

b. Fuel density, kg/m3

c. Fuel calorific value, MJ/kg

d. Torsi, N.m

e. Daya engkol, W

f. Konsumsi bahan bakar spesifik

engkol, kg/kWh

Pada pengujian prestasi mesin yang dilakukan terdapat variasi bukaan

katup beban dinamometer. Adapun debit air rata-rata yang mengalir dari

masing-masing bukaan katup beban dinamometer yang digunakan dapat

dilihat padaTabel 6.

Tabel 6. Debit Air Rata-rata Bukaan Katup Beban Dinamometer

Bukaan Katup Beban

Dinamometer

Debit Rata-rata 5 kali

percobaan (ml/menit)

0,5 Putaran 469

1 Putaran 851

1,5 Putaran 1198

2 Putaran 1510

2,5 Putaran 1748

57

2. Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

Adapun prosedur pada pengujian emisi gas buang yang dilakukan adalah

sebagai berikut:

a. Menghidupkan dan Memanaskan mesin hingga mesin dalam kondisi

siap kerja.

b. Menghubungkan Exhaust Gas Analizer Stargas 898 ke arus listrik dan

Menghidupkan Exhaust Gas Analizer Stargas 898 dengan cara

menekan tombol tombol switch yang berada dibelakang alat.

c. Memilih menu Gas Analysis pada menu Exhaust Gas Analizer Stargas

898.

d. Memilih menu Measurment pada menu Exhaust Gas Analizer Stargas

898.

e. Memilih menu Standar test pada menu Exhaust Gas Analizer Stargas

898. Selanjutnya unit Stargas 898 secara otomatis melakukan warming

up kurang lebih selama 60 detik, kemudian melakukan auto zero secara

otomatis yang berfungsi untuk mereset data dari awal.

f. Menghidupkan mesin dan mengatur putaran mesin pada 2500 rpm

dengan beban dinamometer pada bukaan katup 0,5.

g. Memasukkan probe sensor kedalam kenalpot.

h. Menunggu sampai angka dilayar Exhaust Gas Analizer Stargas 898

stabil.

i. Mencetak nilai pada Exhaust Gas Analizer Stargas 898.

58

j. Melakukan pengujian dengan variasi bahan bakar yaitu pertalite dan

campuran bahan bakar pertamax dan bioetanol 5%, 10%, 15%, dengan

pengulangan pengujian sebanyak 3 kali.

Format data hasil pengujian emisi gas buang dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Format Data Hasil Pengujian Emisi Gas Buang

Exhaust Gas Putaran Mesin (rpm) Pada Bukaan Katup (0,5)

Pertamax E5 E10 E15

C CO (%)

HC (ppm)

Catatan : Pada pengujian ini putaran mesin dan bukaan katup diambil yang

terbaik.

3. Prosedur Penggantian Bahan Bakar

Setelah dilakukan pengujian prestasi mesin dan emisi gas buang dengan

salah satu jenis bahan bakar, maka selanjutnya akan dilakuakan pergantian

bahan bakar dengan jenis campuran yang berbeda dari yang telah di uji

sebelumnya. Berikut merupakan proses pergantian bahan bakar agar tidak

terjadi campuran bahan bakar yang berbeda jenis campuran adalah sebagai

berikut :

a. Membuka selang saluaran bahan bakar yang menghubungkan tangki

bahan bakar dengan panel VDAS.

b. Membuka tangki bahan bakar dari dudukannya agar mempermudah

pengosongan tangki bahan bakar, karena jika pengosongan tangki

bahan bakar dilakukan dari selang saluran bahan bakar, bahan bakar

yang terdapat di dalam tangki bahan bakar tidak habir terbuang hal ini

disebabkan saluran keluaran bahan bakar tidak terdapat pada dasar

59

tangki bahan bakar tapi berada beberapa milimeter dari dasar tangki

bahan bakar.

c. Mengosongkan tangki bahan bakar yang telah dibuka dari dudukannya,

kemudian memasang kembali tangki bahan bakar kedudukan tangki

bahan bakar yang semula.

d. Mengosongkan bahan bakar yang terdapat didalam karburator dengan

cara membuka baut yang berfungsi sebagai saluran pembuangan bahan

bakar pada karburator yang terdapat dibawah karburator.

e. Menghubungkan kembali selang saluran bahan bakar dari tangki bahan

bakar ke panel yang terdapat pada VDAS, kemudian Mengisi kembali

bahan bakar yang baru yang ingin diuji kedalam tanki bahan bakar.

f. Menghidupkan mesin selama kurang lebih 5 menit sebelum dilakukan

pengujian, agar pada pengujian berikutnya bahan bakar yang terbakar

benar-benar telah berganti.

g. Setiap pergantian bahan bakar dilakukan dengan mengikuti proses a

sampai dengan g.

D. Waktu dan Lokasi Penelitian

penelitian campuran bahan bakar pertamax dan bioetano dengan pengujian

prestasi mesin dan emisi gas buang dengan menggunakan mesin tecquipment

TD201 four-stroke petrol engine dilakukan di Laboratorium Motor Bakar

Universitas Lampung, dan untuk waktu pelaksanaan penelitian dilakukan

dalam waktu 4 bulan yaitu di mulai dari bulan April 2018 sampai dengan Juli

60

2018. Untuk rincian pelaksanaan kegiatan pada penelitian dapat dilihat pada

Tabel 8.

Tabel 8. Waktu Pelaksanaan Penelitian

N

o Kegiatan

April Mei Juni Juli

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi

Literatur

2

Pesiapan

Alat dan

Bahan

Pengujian

3

Pengujian

dan

Pengambila

Data

4 Pengolahan

Data

5

Pembuatan

Laporan

Akhir

E. Analisis Data

Data yang didapat dari hasil pengujian yang telah dilakukan, selanjutnya

dianalisa dan disajikan dalam bentuk grafik sehingga diperoleh variasi

campuran bahan bakar pertamax dan bioetanol terbaik pada prestasi mesin

dan emisi gas buang motor bakar.

61

F. Diagram Alir Prosedur Pengujian Prestasi Mesin

Adapun dalam pengujian prestasi mesin dapat dijelaskan melalui diagram alir

yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Gambar 19. Diagram Alir Prosedur Pengujian Prestasi Mesin

Mulai

Pertamax Bioetanol

Pencampuran Pertamax + Bioetanol

Pertamax (E0)

Campuran Pertamax - Bioetanol E5, E10, E15

Pengujian prestasi mesin (torsi, daya engkol,

konsumsi bahan bakar spesifik engkol)

Data Hasil

Hasil dan Pembahasan

Analisis Data

Selesai

Simpulan

Variasi putaran mesin (rpm) : 1500, 2000, 2500, 3000

Bukaan katup beban dinamometer (putaran) : (1500 dan 2500

rpm : 0,5, 1, 1,5 sampai putarah 4), (2500 rpm : 0,5, 1, 1,5, 2,

2,5), (3000 rpm : 0,5, 1, 1,5)

62

G. Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

Adapun dalam pengujian emisi gas buang dapat dijelaskan melalui diagram

alir yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Gambar 20. Diagram Alir Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang

Pertamax Bioetanol

Pencampuran Pertamax + Bioetanol

Pertamax (E0)

Campuran Pertamax - Bioetanol E5, E10, E15

Pengujian emisi gas buang (CO

dan HC)

Data Hasil

Hasil dan Pembahasan

Analisis Data

Selesai

Simpulan

Putaran mesin 2500 rpm

Bukaan katup beban

dinamometer 0,5 putaran

Mulai

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Setelah melakukan penelitian dan mendapatkan data dari hasil pengujian, maka

dapat diberikan kesimpulan sebagai berikut :

1. Penggunaan variasi pertamax dan bioethanol 5%, 10% dan 15% sebagai

campuran bahan bakar mampu meningkatkan daya engkol, torsi dan mampu

menghemat konsumsi bahan bakar serta mengurangi emisi gas buang dari

pembakaran bahan bakar pada semua pengujian.

2. Peningkatan torsi yang terbesar peningkatannya dengan dibandingkan

dengan penggunaan bahan bakar pertamax murni (E0), maka dihasilkan tiga

peningkatan yang terbesar. Peningkatan torsi yang terbesar dihasilkan oleh

bahan bakar E10, yang terjadi pada putaran mesin 2500 rpm dan bukaan katup

0,5 menghasilkan peningkatan sebesar 9,67%, pada peningkatan yang

terbesar pada posisi kedua dihasilkan dari penggunaan bahan bakar E10

terjadi pada bukaan katup 1 dan putaran mesin 2000 rpm dengan besar

peningkatan 8,4%, selanjutnya disusul oleh bahan bakar E15 dengan

92

oleh bahan bakar E15 dengan peningkatan sebesar 8,064% terjadi pada bukaan

katup 0,5 dan putaran mesin 2500 rpm.

3. Peningkatan daya engkol terbesar yang dibandingkan dengan peningkatan

pada bahan bakar E0 pada semua putaran mesin dan bukaan katup. Dari hasil

pengujian didapatkan peningkatan daya engkol terbesar yang dihasilkan dari

penggunaan bahan baka, E10 pada putaran mesin 2500 rpm bukaan katup 0,5

meningkat sebesar 9,68%, pada urutan yang kedua yaitu terjadi pada

penggunaan bahan bakar E10 dengan putaran mesin 2000 rpm dan bukaan

katup 1 yaitu sebesar 8,4%, dan urutan terakhir dihasilkan dari penggunaan

bahan bakar E15 pada putaran mesin 2500 rpm bukaan katup 0,5 dengan

pengingkatan sebesar 7,46%.

4. Penghematan bahan bakar atau penurunan konsumsi bahan bakar spesifik

(1/bsfc). Pada penggunaan bahan bakar E10 dihasilkan peningkatan 1/bsfc

yang paling besar yang terjadi pada putaran mesin 3000 rpm dan bukaan

katup 0,5 dihasilkan peningkatan yang sebesar 12,9%, peningkatan 1/bsfc

yang terbesar selanjutnya dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar E15 pada

putaran mesin 3000 rpm bukaan katup 0,5 didapatkan penurunan konsumsi

bahan bakar sebesar 9,8% dan disusul oleh peningkatan yang terbesar pada

penggunaan bahan bakar E10 pada putaran mesin 2500 rpm bukaan katu 0,5

didapatkan penurunan konsumsi bahan bakar sebesar 9,09%.

5. Penurunan kadar emisi gas buang HC yang terbesar yang dibandingkan

dengan penurunan emisi gas buang HC pada bahan bakar E0 maka dihasilkan

93

penurunan emisi gas buang HC yang terbesar yaitu pada penggunaan bahan

bakar E10 dihasilkan penurunan emisi gas buang HC sebesar 35,05% dan

disusul oleh bahan bakar E5 dengan besar penurunan emisi HC yaitu sebesar

25%. Pada emisi gas buang CO didaptkan penurunan terbesar yaitu

dihasilkan oleh penggunaan bahan bakar E15 dengan besar penurunan sebesar

48,59%, Selanjutnya Penurunan emisi gas buang CO yang terbesar terakhir

dihasilkan dari penggunaan bahan bakar E10 CO yang penurunannya sebesar

40,91%.

6. Variasi campuran bahan bakar yang terbaik adalah campuran bahan bakar

pertamax dan bioethanol 10% dan 15% karena dapat meningkatkan nilai

prestasi mesin dan menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik serta

mengurangi emisi gas buang hal tersebut didapat dari penjumlahan total

kenaikan nilai total prestasi mesin campuran bahan bakar pertamax dan

bioethanol 10% serta penurunan kadar emisi gas buang yaitu : kenaikan total

torsi sebesar 143,34%, kenaikan total daya engkol sebesar 138,33% dan

penurunan konsumsi bahan bakar spesifik (bsfc) total sebesar 162,35% serta

penurunan kadar HC 35,05% kadar CO 40,91%. Dan kenaikan total prestasi

mesin campuran bahan bakar pertamax bioethanol 15% serta penurunan

kadar emisi gas buang yaitu : kenaikan total torsi sebesar 84,35%, kenaikan

total daya engkol sebesar 79,64% dan penurunan konsumsi bahan bakar

spesifik (BSFC) total sebesar 93,51% serta penurunan kadar HC 20,05%

kadar CO 48,59%.

94

7. Pada bahan bakar E5 dihasilkan kenaikan torsi yang terbesar yaitu pada

putaran mesin 2000 rpm dan bukaan katup 0,5 menghasilkan peningkatan

6,74% yang dibandingkan dengan bahan bakar E0, selanjutnya daya engkol

yang menghasilkan peningkatan yang terbesar pada bahan bakar E5 yang

terjadi pada putaran mesin 2500 rpm dan bukaan katup 0,5 putaran

peningkatan sebesar 7,35%. Penggunaan bahan bakar E5 juga menghasilkan

peningkatan penurunan bsfc yang terjadi pada putaran mesin 3000 rpm dan

bukaan katup 0,5 peningkatan sebesar 8,38%.

95

B. Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan untuk kelanjuatan penelitian ini

adalah sebagai berikut :

1. Menambah variasi campuran pertamax dan bioethanol untuk mengetahui

variasi campuran yang paling baik untuk meningkatkan nilai prestasi mesin

yang paling tinggi serta menurunkan emisi gas buang.

2. Menambah variasi putaran mesin untuk mengetahui puncak setiap prestasi

mesin yang lebih spesifik.

3. Menambah parameter prestasi mesin yang diuji agar pengetahuan tentang

campuran bahan bakar pertamax dan bioethanol lebih spesifik.

4. Melakukan pengujian terhadap sepeda motor.

DAFTAR PUSTAKA

Ali, Buchari., Eman Slamet Widodo. 2011. Analisis Unjuk Kerja Mesin Sepeda

Motor Type”X” 115 CC Sistem Karburator Dengan Menggunakan

Bahan Bakar Premium Dan Campuran Premium Ethanol (10,15,20) %.

Program Studi Teknik Mesin FTI-ISTN. UPN Veteran. Jakarta.

Aryanto, Dika Dwi., Dwi Heru Sutjahjo. 2016. Pengaruh Penggunaan Bioetanol

Dari Limbah Blotong Sebagai Campuran Premium Terhadap Kinerja

Dan Emisi Gas Buang Mesin Honda Supra X 125. JTM. Vol 04 No 03:

135-146. Pendidikan Teknik Mesin Otomotif. Universitas Negeri

Surabaya. Surabaya.

Arismunandar, W.,S. 2002. Motor Bakar, ITB, Bandung

Badan Pengatur Hilir Minyak Dan Gas Bumi. Konsumsi BBM Nasional Per Tahun.

http://www.bphmigas.go.id/konsumsi-bbm-nasional. Diakses pada 17

Agustus 2017.

Badan Pusat Statistik Indonesia. 2017. Statistik Indonesia 2017. BPS. Jakarta.

Badan Pusat Statistik Indonesia. 2017. Statistik Lingkungan Hidup Indonesia 2017.

BPS. Jakarta.

97

Cengel, A. Yunus., Michael A. Boles. 2006. Thermodynamics an Engineering

Approach Fifth Edition in SI Units Mc Graw Hiil Book Company :

Singapore.

Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Provinsi Lampung. 2017. Peta Potensi

Bioethanol Provinsi Lampung. Bandar Lampung. Lampung.

Hardjono, A. 2015. Teknologi Minyak Bumi. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta 55281. 207 halaman.

Hoang, Anh Tuan, Van Vang Le, Van Huong Dong dan Quang Vinh Tran. 2017.

Engine performance and emission characteristics of in-Vietnam

motorcycles using biogasoline E10. Journal Of Applied Sciences

Research. Vol 13, No 4 : 18-26.

Jeuland, N, X. Montagne dan X. Gautrut. 2004. Potentiality Of Ethanol as a Fuel

For Dedicated Engine. Oil & Gas Science and Technology-Rev. IFP,

Vol 59 , No 6 : 559-570.

Jhiro Ch. Mailool Dkk. 2012. Produksi Bioethanol Dari Singkong. Teknik

Pertanian Universitas Sam Ratulangi.

Kementerian Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Direktorat

Jenderal Minyak Dan Gas Bumi. 2013. Surat Keputusan Direktur

Jenderal Minyak Dan Gas Bumi Nomor. 313.K/10/DJM.T/2013

Tentang Standar Dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Minyak Jenis

Bensin 90 Yang Dipasarkan Dalam Negeri.

98

migas.esdm.go.id/public/images/uploads/posts/gerbang-345-3.pdf. Dia

kses pada 24 Agustus 2017.

Khumbar, V.S, D.G. Mali, P.H. Phandare dan R.M. Mane. 2012. Effect Of Lower

Ethanol Gasoline Blends On Performance And Emission

Characteristics Of The Single Cylinder SI Engine. International Journal

of Instrumentation, Control and Automation (IJICA). Vol 1, Iss 3,4 :

51-54.

KOMPAS.COM. 2016. Badan Pusat Statistik Hasil Panen Petani Singkong

Provinsi Lampung Pada Tahun 2016. Diakses Pada 28 April 2018. Http

: Kompas.com/read/2018/4/28. Badan Statistik Prov Lampung.

Kristanto, Philip. 2015. Motor Bakar Torak :Teori & Aplikasinya. CV Andi

Offset (Penerbit Andi). Yogyakarta 55281. 246 halaman.

Liew, Tan Kee, Lim Soo King, Low Chong Yu dan Chang Seok Li. 2014. Engine

Emission Analysis and Performance Test With Ethanol-Gasoline

Blended Fuel. European International Journal of Science and

Technology. Vol 3, No 7 : 9-22.

Muin, Roosdiana, Italiana Hakim dan Ahmad Febriyansyah. 2015. Pengaruh Waktu

Fermentasi Dan Konsentrasi Enzim Terhadapa Kadar Bioetanol

Dalam Proses Fermentasi Nasi Aking Sebagai Substrat Organik. Jurnal

Teknik Kimia. Vol 21, No 3 : 59-69. Jurusan Teknik Kimia. Universitas

Sriwijaya. Indralaya Ogan Ilir.

99

Nababan, Hotlan M, Himsar Ambarita dan Tulus B. Sitorus. 2013. Studi Kinerja

Mesin Otto Menggunakan Bahan Bakar Bensin Dan Etanol 96%.

Nugraha, S. B. 2007. Aplikasi Teknologi Injeksi Bahan Bakar Elektronik (EFI)

Untuk Mengurangi Emisi Gas Buang Sepeda Motor. Jurnal Ilmiah dan

Teknologi Terapan Vol. 05, No. 02. Jurusan Pendidikan Teknik

Otomotif. UNY. Yogyakarta.

Jurnal e-Dinamis. Vol 4, No 4 : 251-264. Departemen Teknik Mesin. Universitas

Sumatera Utara. Medan.

Pratama, M. Hafiz. 2015. Uji Eksperimental Pengaruh Penambahan Bioetanol

Pada bahan bakar Pertalite Terhadap Unjuk Kerja Motor Bakar

Bensin. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

PT Pertamina (Persero), 2007, Direktorat Pemasaran dan Niaga, Buku Paduan

Suplai dan Distribusi BBM, Jakarta, PT Pertamina Pusat Jakarta.

Raharjo W. D. dan Karnowo.2008. Mesin Konveri Energi. Semarang : Universitas

Semarang Press.

Rahim, Asiah Ab., Nik Rosli Abdullah. 2016. Effect Of Alcohol –Gasoline Blends

(Ethanol) On Performance And Emission Of SI Engine. ARPN Journal

of Engineering and Applied Sciences. Vol 11, No 20 : 11898-11901.

Rahmawati, 2010. Sifat Fisik Bioethanol. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas

Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya

(ITS).

100

Rizaldi, Eko Wahyu., I Wayan Susila.2017. Uji Kinerja Sepeda Motor Honda

Supra X 125 Dengan Campuran Bioetanol Dari Limbah Durian dan

Premium. JTM. Vol 05, No 02 : 43-51. Pendidikan Teknik Mesin

Otomotif. Universitas Negeri Surabaya. Surabaya.

Rizal, Masagus S.2013. Konversi Energi. Kementerian Pendidikan dan

Kebudayaan Republik Indonesia.

Setiawan, Agus., Romy. 2014. Pengaruh Variasi Putaran Mesin, Komposisi

Campuran Bioetanol Dan Tipe Vacum Tube Terhadap Konsumsi

Bahan Bakar Dan Komposisi Gas Buang Pada Motor Bakar Bensin

Empat Langkah Satu Silinder. Jom FTeknik. Vol 1, No 2 : 1-14. Jurusan

Teknik Mesin. Universitas Riau. Pekanbaru.

Suratman, 2002. Perinsip Kerja Motor Bensin 2 Langkah. ITB, Bandung.

Turner, Dale, Hongming Xu, Roger F. Cracknell, Vinod Natarajan dan Xiangdong

Chen. 2011. Combustion Performance Of Bio-ethanol At Various Blend

Ratios In Gasoline Direct Injection Engine. Fuel 90 : 1999-2006.

Wardono, Herry. 2004. Modul Pembelajaran Motor Bakar 4-Langkah. Bandar

Lampung: Jurusan Teknik Mesin - Universitas Lampung.

Wei, Haiqiao, Dengquan Feng, Gequn Shu, Mingzhang Pan, Yubin Guo, Dongzhi

Gao dan Wei Li. 2014. Experimental Investigation On The Combustion

And Emissions Characteristics Of 2-Methylfuran Gasoline Blend Fuel

In Spark-Ignition Engine. Applied Energy 132: 317-324.

101

Winanda, Pasca Hariyadi., Bambang Sudarmanta. 2016. Uji Unjuk Kerja dan

Durability 5000 Km Mobil bensin 1497 Cc Berbahan Bakar Campuran

Bensin-Bioetanol. Jurnal Teknik ITS. Vol 5, No 2 : B-678-B-683.

Jurusan Teknik Mesin. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Surabaya.

Wiratmaja, I Gede. 2010. Analisa unjuk kerja motor bensin akibat pemakaian

biogasoline. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CakraM. Vol 4, No 1 : 16-

25. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Udayana. Bali.

Wiratno, Tego, Samsudi Rahardjo dan Joko Suwignyo. 2012. Perhitungan Daya

Dan Konsumsi Bahan Bakar Motor Bensin Yamaha LS 100 CC.

TRAKSI. Vol 12, No 2 : 58-75. Teknik Mesin. Universitas

Muhammadiyah Semarang. Semarang.

Yaswaki Kiyaku dan DM. Murdhana.2003 Cara Praktis Merawat Motor. Bandung

: Pustaka Grafika