JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-4

1

Abstrak—Premium adalah bahan bakar yang paling banyak diminati di Indonesia namun memiliki angka oktan terendah. Salah satu cara meningkatkan kualitas premium adalah dengan menambahkan zat aditif yang diharapkan dapat meningkatkan efisiensi dan kinerja engine. Penelitian dilakukan dengan menambahkan aditif sebesar 2cc, 4cc, 6cc, 8cc dan 10cc per liter premium. Pengujian dilakukan pada engine Karisma 125 menggunakan waterbrake dynamometer dengan putaran yang divariasikan (variable speed) dengan cara mengatur katup pembebanan mulai 3500 sampai dengan 8500 rpm . Dari hasil penelitian ini didapatkan unjuk kerja dan emisi gas buang yang terbaik adalah pada penambahan aditif sebesar 2 cc pada premium. Untuk hasil pada torsi, daya efektif dan bmep berturut-turut terjadi kenaikan rata-rata sebesar 2,52 %, 2,66 % dan 2,66 % daripada premium murni. Pada bsfc dan efisiensi thermal terjadi peningkatan kualitas rata-rata sebesar 3,53 % dan 2,76 %. Adapun penurunan Emisi CO dan HC terendah juga didapatkan pada penambahan aditif sebesar 2 cc yaitu masing-masing 3,3 % dan 1,4 % dari premium murni.

Kata Kunci—aditif, emisi, premium, unjuk kerja.

I. PENDAHULUAN eiring dengan perkembangan teknologi dan juga diterapkannya standar emisi EURO 2 pada tahun 2007, produsen kendaraan berlomba – lomba untuk

mengembangkan teknologinya masing – masing. Banyak usaha telah dilakukan untuk mendapatkan performa engine yang lebih baik serta emisi gas buang yang ramah terhadap lingkungan. Salah satunya adalah pengembangan dalam sistem pembakaran yang dimana engine pada kendaraan memiliki tingkat rasio kompresi yang tinggi sehingga memerlukan jenis bahan bakar yang handal agar menghasilkan performa yang maksimal. Pemilihan jenis bahan bakar yang tidak sesuai, akan mengakibatkan proses pembakaran tidak sempurna dan mengakibatkan engine dapat tidak bekerja pada kondisi yang seharusnya. Hal ini tentu saja mempunyai efek yang negatif baik terhadap kondisi engine dan emisi gas buang yang dihasilkan. Pertamina Premium adalah satu – satunya bahan bakar motor bensin yang disubsidi oleh pemerintah. Harganya yang murah membuatnya diminati hampir semua kalangan pengguna kendaraan, baik kendaraan roda dua maupun roda empat. Namun tentu saja kualitas yang didapatkan sesuai dengan harga yang diberikan. Premium mempunyai bilangan oktan terendah diantara bahan bakar lainnya. Oleh karena itu hal itu tentu saja mempunyai pengaruh yang negatif terhadap engine dengan teknologi terbaru dan juga berkompresi tinggi.

Dewasa ini orang berupaya untuk meningkatkan kualitas dari bahan bakar premium yang digunakan. Dengan bahan bakar yang baik pembakaran akan berjalan dengan sempurna. Salah satu upaya untuk meningkatkan kualitas bahan bakar premium adalah dengan menambah zat aditif. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian untuk mengetahui pengaruh penambahan zat aditif pada bahan bakar terhadap unjuk kerja engine bensin. Sehingga dari pengujian yang dilakukan ini dapat diperoleh data-data mengenai perubahan unjuk kerja dari engine bensin dengan beberapa variasi penambahan zat aditif pada bahan bakar serta campuran yang ideal antara bahan bakar dan aditif sehingga didapatkan unjuk kerja maksimal.

II. URAIAN PENELITIAN

A. Studi Literatur Dalam pengerjaan tugas akhir ini, literatur-literatur yang

dipelajari dan dipahami berasal dari penelitian-penelitian sebelumnya serta buku-buku yang menunjang sebagai tambahan referensi. Fakta yang terjadi di lapangan juga menjadi literatur yang sangat bermanfaat.

B. Rancangan dan Prosedur Penelitian Dari penelitian ini terdapat dua metode pengujian yang

digunakan dalam penyelesaian masalah, yang meliputi : 1) Bahan Bakar

Bahan bakar yang diujikan adalah premium murni yang kemudian dibandingkan secara eksperimental dengan premium yang ditambahkan aditif sebesar 2 cc, 4 cc, 6 cc, 8 cc dan 10 cc. Bahan bakar dicampurkan secara manual sebelum diujikan di engine dan juga dilakukan pengujian properties dari premium murni beserta campuran keduanya. 2) Engine dan Alat Ukur

Pengujian dilakukan pada sebuah motor bensin empat langkah dengan satu silinder (tipe Honda Karisma 125 cc). Engine mempunyai volume langkah 124,9 cm3 dan rasio kompresi 9 : 1. Engine dihubungkan dengan waterbrake dynamometer yang dilengkapi dengan pembacaan torsi dan putaran poros. Gambar.1 menunjukkan skema engine dan alat

Pengaruh Penambahan Aditif pada Premium dengan Variasi Konsentrasi terhadap Unjuk

Kerja Engine Putaran Variabel Karisma 125 CC Riza Bayu Krisnanda dan H. D. Sungkono K

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: hdkawano@me.its.ac.id

S

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-4

2

3) Prosedur

Adapun prosedur untuk pengujian adalah pertama dilakukan pengecekan pada komponen engine dan juga alat ukurnya. Setelah itu mesin dihidupkan pada putaran idle (+ 1500 rpm) selama 10 menit dan blower pendingin dihidupkan. Kemudian throttle dibuka penuh (full open throttle) kemudian beban dari dynamometer diatur dengan membuka katub air masuk sampai engine menunjukkan putaran yang diinginkan yaitu antara 3500 rpm sampai dengan 8500 rpm dengan kelipatan 500 rpm. Pada setiap perubahan putaran engine dilakukan pencatatan data sebagai berikut :

Putaran poros waterbrake dynamometer. Torsi. Waktu konsumsi bahan bakar setiap 25 cc. Temperatur oli, head dan silinder. ṁudara dan emisi gas buang engine yaitu CO dan

HC. Selanjutnya dilakukan penggantian bahan bakar premium

dengan menggunakan bahan bakar premium yang sudah ditambahkan zat aditif sebanyak 2 cc, 4 cc, 6 cc, 8 cc dan 10 cc dan dilakukan pengujian ulang.

Setelah semua bahan bakar selesai diuji, engine diturunkan perlahan putarannya. Kemudian engine dimatikan, blower dan semua alat ukur elektronik dimatikan.

C. Hasil dan Diskusi Adapun dari pengujian properties bahan bakar yang didapatkan bahwa viskositas dan densitas setelah ditambahkan aditif cenderung meningkat sedangkan Nilai Kalor cenderung turun. Hal tersebut terjadi karena hasil yang didapatkan mengikuti kecenderungan nilai dari aditif. Apabila viskositas dan densitas aditif lebih tinggi daripada premium murni maka akan meningkat kedua properties. Sedangkan Nilai Kalor setelah ditambahkan aditif cenderung mengalami penurunan karena Nilai kalor dari aditif itu sendiri lebih rendah daripada premium murni. Sedangkan untuk unjuk kerja dan emisi gas buang yang didapatkan pada pengujian adalah sebagai berikut.

1) Torsi Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa penambahan aditif

sebesar 2 cc dapat meningkatkan torsi dibandingkan premium murni. Hal ini terjadi karena pada penambahan 2 cc aditif meningkatkan kualitas pembakaran daripada tanpa penambahan aditif. Sedangkan pada penambahan 4 cc sampai dengan 10 cc terjadi penurunan. Hal ini terjadi karena aditif menurunkan nilai kalor dari bahan bakar. Akibatnya energi panas yang mampu dikonversikan menjadi daya oleh engine menjadi turun. Selain itu viskositas juga ikut berperan dalam menciptakan ketidaksempurnaan pembakaran. Ketika daya yang dihasilkan engine turun maka torsi yang didapatkan pun ikut turun pula. Sehingga peningkatan yang didapatkan seperti pada 2 cc sudah tidak mampu mengimbangi ketidaksempurnaan yang terjadi akibat nilai kalor dan viskositas sehingga torsi menurun. 2) Daya Efektif (BHP)

Dari grafik didapatkan bahwa penambahan 2 cc aditif mempunyai bhp tertinggi. Hal ini terjadi karena pembakaran yang terjadi pada +2 cc aditif mempunyai daya ledak yang lebih baik daripada premium standar. Sehingga daya yang diterima engine lebih besar ketika ditambahkan aditif 2 cc. Hal tersebut dapat diketahui dari emisi CO dan HC yang semakin sedikit yang menandakan bahwa pembakaran di engine lebih sempurna daripada sebelum ditambahkan aditif.

Sedangkan penurunan setelah 4 cc sampai dengan 10 terjadi karena penambahan aditif menurunkan nilai kalor bahan bakar. Akibatnya energi panas yang mampu dikonversikan untuk mendorong piston semakin kecil. Selain itu dengan penambahan aditif meningkatkan viskositas premium. Akibatnya proses atomisasi bahan bakar dan udara

1. Tangki Bahan Bakar 7. Waterbrake Dynamometer 2. Gelas Ukur 8. Tangki Air 3. Karburator 9. Pompa Air 4. Throttle 10. Katup Air 5. Knalpot 11. Tachometer 6. Gas Analyser 12. Blower Gambar 1. Skema Engine dan Alat Ukur

Gambar 3. Efek Penambahan Aditif terhadap Daya Efektif

Gambar 2. Efek Penambahan Aditif terhadap Torsi

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-4

3

pun semakin tidak sempurna. Oleh karena itu berdampak pada pembakaran yang menjadi lebih lambat, sehingga daya yang dihasilkan semakin menurun. Sehingga peningkatan yang didapatkan seperti pada 2 cc sudah tidak mampu mengimbangi ketidaksempurnaan yang terjadi akibat nilai kalor dan viskositas sehingga daya efektif menurun.

3) Tekanan Efektif Rata-rata (BMEP)

Dari grafik diatas terlihat bahwa tekanan efektif rata-rata tertinggi didapatkan pada penambahan 2 cc aditif pada premium Hal tersebut terjadi karena peningkatan tekanan efektif rata-rata sebanding dengan peningkatan torsi sehingga hasil yang didapatkan identik dengan tren torsi. Fenomena ini disebabkan karena pada campuran ini menghasilkan daya tertinggi sehingga bmep pun ikut tinggi pula.

Adanya penurunan setelah 4 cc, 6 cc, 8 cc dan 10 cc diakibatkan karena nilai viskositasnya lebih tinggi. Viskositas yang lebih tinggi mengakibatkan proses percampuran dengan udara di intake manifold lebih lambat daripada yang mempunyai viskositas rendah. Hal ini menjadikan campuran udara dan bahan bakar yang masuk ke ruang bakar lebih rendah homogenitasnya. Akibatnya proses pembakaran menjadi lebih rendah kualitasnya. Selain itu nilai kalor yang diterima bahan bakar lebih rendah, sehingga energi panas yang diterima engine pun semakin kecil. Karena hal-hal tersebut menyebabkan daya yang dihasilkan turun sehingga bmep pun ikut turun.

4) Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (BSFC)

Dari grafik didapatkan bahwa penambahan 2 cc aditif mempunyai nilai bsfc yang lebih rendah daripada premium standar. Hal tersebut terjadi karena daya yang dihasilkan pada engine lebih tinggi daripada keadaan standar. Sehingga untuk menghasilkan daya yang sama sebesar 1 hp membutuhkan massa bahan bakar yang lebih kecil. Hal ini terjadi karena pada campuran ini pembakaran yang terjadi lebih sempurna, sehingga menghasilkan daya yang lebih besar untuk jumlah bahan bakar yang sama. Oleh karena itu bsfc mengalami penurunan.

Sedangkan penambahan aditif selanjutnya, nilai bsfc cenderung naik. Hal ini terjadi karena nilai kalor bahan bakar semakin kecil. Akibatnya energi panas yang mampu diubah menjadi daya pun ikut kecil pula. Selain itu viskositas juga ikut berpengaruh memperburuk pembakaran. Akibatnya konsumsi bahan bakar pun meningkat untuk menghasilkan daya yang bernilai sama. 5) Efisiensi Thermal (ηth)

Efisiensi thermal tertinggi didapatkan dari penambahan 2 cc aditif pada premium. Hal ini terjadi karena pada campuran ini menghasilkan pembakaran yang paling sempurna daripada campuran yang lain, walaupun mempunyai nilai kalor yang lebih rendah. Sehingga daya yang dikeluarkan pun besar pula. Akibatnya dengan nilai kalor yang lebih rendah namun menghasilkan daya tertinggi menyebabkan efisiensi thermal dari pembakaran menjadi tinggi pula. Penggunaan premium yang dicampur aditif lebih dari 2 cc akan mengakibatkan penurunan efisiensi thermal dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar premium standar. Hal ini terjadi karena pembakaran yang terjadi di dalam engine sudah tidak mampu mengkompensasi penurunan dari nilai kalor dan naiknya viskositas. Akibatnya pembakaran menjadi tidak sempurna sehingga efisensi thermal yang didapatkan turun. 6) Karbonmonoksida

Pada grafik CO diatas diketahui bahwa penambahan aditif 2 cc menghasilkan gas CO yang terendah yang menandakan bahwa reaksi pembakaran yang terjadi di dalamnya adalah yang terbaik dibandingkan dengan bahan bakar yang lain. Sedangkan setelah ditambahkan 4 cc sampai dengan 10 cc meningkatkan gas CO daripada premium murni.

Gambar 4. Efek Penambahan Aditif terhadap Tekanan Efektif Rata-rata

Gambar 5 Efek Penambahan Aditif terhadap BSFC

Gambar 6. Efek Penambahan Aditif terhadap efisiensi Thermal

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-4

4

7) unBurnt Hidrocarbon (uHC) Pada grafik HC diatas diketahui bahwa penambahan

aditif 2 cc menghasilkan gas HC yang terendah yang menandakan bahwa reaksi pembakaran yang terjadi di dalamnya adalah yang terbaik dibandingkan dengan bahan bakar yang lain. Sehingga mengurangi bahan bakar yang tidak ikut terbakar pada saat pembakaran. Sedangkan setelah ditambahkan 4 cc sampai dengan 10 cc meningkatkan gas HC daripada premium murni.

F. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukanini diperoleh kesimpulan sebagai berikut : • Besarnya torsi tertinggi diperoleh dengan penambahan

aditif 2 cc dengan persentase rata-rata kenaikan yang terjadi sebesar 2,52 % dibandingkan Premium murni.

• Besarnya daya efektif tertinggi diperoleh dengan penambahan aditif 2 cc dengan persentase rata-rata kenaikan yang terjadi sebesar 2,66 % dibandingkan Premium murni.

• Besarnya tekanan efektif rata-rata (bmep) maksimum diperoleh dengan penambahan aditif 2 cc dengan persentase kenaikan yang terjadi sebesar 2,66 % dibandingkan Premium murni.

• Besarnya bsfc minimum diperoleh dengan penambahan 2 cc aditif didapatkan persentase rata-rata penurunan sebesar -3,53 % dari Premium murni.

• Besarnya kenaikan effisiensi thermal diperoleh dengan penambahan 2 cc didapatkan persentase rata-rata kenaikan yang terjadi sebesar 2,76 % dibandingkan

Premium murni. • Pada penambahan 2 cc aditif didapatkan pengurangan

rata-rata emisi CO dan HC masing-masing 3,3% dan 1,4% daripada premium standar

DAFTAR PUSTAKA [1] Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi.2004.”

Kebijakan Penyediaan dan Mutu Bahan Bakar untuk Kendaraan Bermotor”

Url:(http://www.kpbb.org/makalah_ind) [2] Kawano, Djoko Sungkono. 2011. “Motor Bakar Torak

(Bensin)”. Surabaya : ITSpress. [3] Mathur, M. L., Sharma, R. P. 1980. “A Course in

Internal Combustion Engines”. New Delhi: Dhanpat Rai& Sons, 3rd Edition.

[4] Pikunas, Alvydas. 2003. “Influence of Composition of Gasoline_Ethanol Blends on Parameters of Internal Combustion Engines”. Vilnius :Vilnius Gediminas Technical University.

[5] Pudjanarsa,Astu dan Djati Nursuhud. 2006. “ Mesin Konversi Energi “. Yogyakarta : Andi.

[6] Tjokrowisastro, Eddy Harnady dan Utomo, BKW.1990.“Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar”, Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[7] Turns, S. R. 1996. “An Introduction To Combustion Concepts and Application”, McGraw Hill.

[8] Saepudin, Aep. 2004. “Pengaruh Penambahan Aditif dalam Bahan Bakar Premium Terhadap Emisi Gas Buang motor Bensin”. Jakarta : LIPI.

[9] Sugiarto, Bambang. 2008. “Analisa Kinerja Mesin Otto Berbahan Bakar Premium dengan Penambahan Aditif Oksigenat dan Aditif Pasaran”. Jakarta : Departemen Teknik Mesin-Fakultas Teknik Mesin Universitas Indonesia.

Gambar 7. Efek Penambahan Aditif terhadap Emisi Gas CO

Gambar 8. Efek Penambahan Aditif terhadap Emisi Gas HC