KAJIAN TENTANG PENGGUNAANBAHAN BAKAR CAMPURAN PREMIUM – PERTAMAX DAN

PREMIUM – ETANOL PADA MOTOR EMPAT LANGKAH 110 CC

Disusun Oleh :Mohammad Qomaruddin

20090130006

IntisariEtanol adalah salah satu bahan bakar alternatif (yang dapat diperbaharui) yang ramah

lingkungan yang menghasilkan gas emisi karbon rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya (sampai 85% lebih rendah). Etanol dapat dibuat dari proses pemasakan, fermentasi dan distilasi beberapa jenis tanaman seperti tebu, jagung, singkong atau tanaman lain yang kandungan karbohidratnya tinggi. Penggunaan etanol pada kendaraan biasannya menggunakan E-10% dan bisa digunakan diseluruh kendaraan keluaran terbaru. Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan (unleaded) beroktan tinggi. Pertamax memiliki nilai oktan 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic dan benzene pada level yang rendah. sehingga secara teori diperkirakan dapat memberikan kinerja yang lebih baik jika digunakan pada motor bakar. Berdasarkan keterangan tersebut maka perlu dilakukan penelitian tentang pengaruh penggunaan bahan bakar campuran premium – pertamax dan premium – etanol, terhadap kinerja motor bensin 4 langkah 110 cc dengan merek Yamaha Jupiter Z dikarenakan motor ini masih banyak dipasaran dan banyak digunakan pada masyarakat Indonesia.

Pengujian dilakukan dengan perbandingan kompresi standar. Pengujian dititik beratkan pada perbandingan unjuk kerja (performance) mesin yang didapatkan melalui penggunaan campuran bahan bakar premium – etanol dengan variasi campuran (E0%, E5%, E10%, E15%, E20%) dan campuran bahan bakar premium – pertamax dengan campuran pertamax sebesar (10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ,100%). Unsur – unsur yang diamati adalah Torsi, Daya dan konsumsi bahan bakar. Metode Pengujian yang digunakan yaitu : Metode throttle spontan dan Metode throttle per rpm. Metode throttle spontan adalah memainkan throttle secara spontan mulai dari 4000 rpm sampai putaran maksimal. Metode throttle per rpm adalah memainkan throttle dari 4000 rpm kemudian dinaikan menjadi 8000 rpm secara bertahap setiap kenaikannya 1000 rpm. Beberapa alat yang digunakan yaitu Dynamometer, Tachometer, burret dan Stop watch.

Data hasil pengujian menunjukkan kinerja mesin terbaik menggunakan campuran bahan bakar premium – pertamax dengan presentase campuran 50 – 50% menghasilkan torsi sebesar 9,55 N.m pada putaran 5351 rpm sedangkan daya sebesar 6,43 kW didapat pada putaran 7449 rpm dan konsumsi bahan bakar (mf) sebesar 0,27 kg/jam.

1. PENDAHULUAN

Saat ini sumber energi yang paling banyak digunakan didunia adalah

energi fosil..Hampir 95% dari kebutuhan energi Indonesia masih

disuplai oleh energi fosil.Sekitar 50% dari energi fosil tersebut adalah minyak bumi dan sisanya adalah gas dan

1

batubara. Energi fosil adalah energi yang tak terbarukan dan diprediksi tidak lebih dari

50 tahun lagi energi fosil di dunia akan habis. Selain karena akan habis, energi fosil juga berdampak negatif terhadap lingkungan. Emisi gas rumah kaca dari pembakaran energi fosil berdampak pada pemanasan global yang menyebabkan perubahan iklim.Karena itulah energi pengganti fosil sangat diperlukan untuk kebutuhan energi di masa yang akandatang sala satunya adalah penggunaan etanol sebagai campuran bahan bakar motor.Etanol sebagai aditif alternatif pengganti TEL dikarenakan senyawa Etanol mudah didapatkan dipasaran, tidak mengandung logam dan tidak membentuk senyawa oksida yang berbahaya bagi lingkungan. Selain itu Etanol juga memiliki angka oktan 108 sehingga dapat menaikkan angka oktan dari bahan bakar. (sumber :http //: www.wikipedia.com)

pemerintah Indonesia telah membatasi penggunaan bahan bakar bersubsidi. saat ini mesin kendaraan keluaran di atas tahun 2000 sudah diset menggunakan oktan di atas 92. Bahan bakar ini sudah sesuai standar keramahan lingkungan Euro 2, tidak seperti premium yang hanya beroktan 88. Namun, meski memiliki oktan yang lebih tinggi dan konsumsi lebih irit, konsumen tentu akan membeli Pertamax dengan harga lebih mahal. Jika selama ini, pemakai kendaraan bermotor membeli Premium Rp 6.500 per liter namun jika membeli Pertamax Rp 10.000 per liter.Lebarnya harga ini menimbulkan ide pemikiran untuk mencampur bahan bakar premium –

pertamax.Pertamax memiliki kualitas yang lebih bagus dibanding premium, pertamax merupakan jenis bahan bakar dengan oktan 92 lebih tinggi dibandingkan premium yang hanya memiliki oktan 88. Oktan di bahan bakar minyak adalah angka yang menunjukkan berapa besar tekanan maksimum yang bisa diberikan di dalam mesin, sebelum bensin terbakar secara spontan.(sumber : http//: www.wikipedia.com).

Berdasarkan masalah-masalah yang timbul di atas, maka perlu adanya kajian tentang pengaruh penggunaan bahan bakar campuran Premium – Pertamax dan Premium – Etanol pada motor empat-langkah untuk mengetahui kinerja mesin, serta konsumsi bahan bakar.

2. DASAR TEORI

Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah energi termal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Energi diperoleh dari proses pembakaran, proses pembakaran dan juga perubahan energi tersebut dilaksanakan di dalam mesin dan dilakukan di luar mesin.

(Yaswaki dan Murdhana, 1998).

Motor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara karena motor ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran bahan bakar dengan udara ini menghasilkan daya. Di

2

dalam siklus otto (siklus ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstanta. (Wiranto Arismunandar, 1988: 61).

Berdasarkan proses kerja yang terjadi pada motor bensin diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu : motor bensin 4 (empat) langkah dan 2 langkah. motor bensin 4 (empat) langkah adalah bila 1 (satu) kali proses pembakaran terjadi pada setiap 4 (empat) langkah gerakan piston atau 2 (dua) kali putaran poros engkol dan Motor bensin 2 langkah adalah mesin yang proses pembakaranya lebih sederhana dari pada motor 4 langkah yaitu dilakukan pada satu kali putaran poros engkol yang berakibat dua kali langkah piston.

3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN

Bahan bakar bensin adalah hasil dari pemurnian nephta, yang komposisinya dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk motor bakar.Yang dimaksud nephta adalah semua jenis minyak ringan (light oil) yang memiliki sifat antara bensin (gasoline) dan kerosin. Bensin sangat mudah menguap pada 40ºC sebanyak 30-60%, dan pada 100ºC sebanyak 80-90%. Masa jenis bensin 740 g/liter. Sifat mudah menguap itu antara lain mengakibatkan bensin setelah dikabutkan menjadi tetesan-tetesan halus, sehingga dapat disalurkan ke dalam silinder oleh aliran udara. Setelah dimurnikan bensin yang dijual diberi beberapa bahan tambahan atau aditif untuk memperbaiki sifat-sifatnya agar tidak menggumpal bila disimpan lama. Bensin Pertamina yang dipasarkan antara lain premium, pertamax dan pertamax plus.Masing-

masing jenis bahan bakar tersebut memiliki angka oktan yang berbeda. Untuk meningkatkan angka oktan biyasanya di tambahkan zat additive, seperti TEL (tetra ethyl lead, Pb(C2H5)4), MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O), atau etanol dalam bahan bakar tersebut.

Metode penelitian yang di gunakan adalah Metode throttle spontan dengan cara memainkan throttle secara spontan mulai dari 4000 rpm sampai 8500rpm. Tahapan dalam throttle spontan ini pertama-tama motor dihidupkan kemudian dimasukan pada gigi rasio 1 sampai dengan 3, kemudian throttle ditahan pada 4000 rpm setelah stabil pada 4000 rpm baru throttle dinaikkan secara spontan sampai 8500 rpm. Hasil pengujian dari metode ini adalah daya dan torsi yang dikeluarkan dari dynotest.

Gambar 1.Dynotest

Metode throttle per rpm adalah memainkan throttle dari 4000rpm kemudian dinaikan menjadi 8000rpm secara bertahap setiap kenaikannya 1000 rpm. Tahapan hampir sama hanya yang membedakan adalah gas dibuka secara bertahap.Alat yang digunakan dalam metode ini adalah Tachometer, burret dan Stop watch. Tachometer adalah alat untuk mengukur putaran mesin sedangkan Burret digunakan untuk mengukur volume bahan bakar

3

dan Stop watch digunakan untuk menghitung waktu konsumsi bahan bakar.Hasil pengujian dari metode ini adalah konsumsi bahan bakar.

(a) (b)

(c)Gambar 2.(a) Tachometer, (b) Burret,

(c) Stop watch.

Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian adalah campuran bahan bakar Premium – Etanol dengan campuran etanol sebesar 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20%. Sedangkan Variasi campuran bahan bakar Premium – Pertamax, dengan campuran pertamax sebesar 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%,100%.

Motor uji yang digunakan adalah motor empat langkah 110 cc dengan merek Yamaha Zupiter Z. berdasarkan data resmi yang dikeluarkan oleh produsenya, motor tersebut memiliki daya maksimum 8,8 Hp pada 8000 rpm dan torsi maksimum 0,92 kgf.m pada 5000 rpm.(sumber :www.semakindidepan.tk)

Pengujian dilakukan untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran bahan bakar premium – pertamax dam premium – etanol terhadap kinerja motor.Parameter kinerja yang diamati berupa torsi, daya dan konsumsi bahan bakar.Pengujian

ini dilakukan dengan kondisi mesin standart (tidak mengubah apapun).

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Pada Campuran Premium – Pertamax

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90006

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10GRAFIK PERBANDINGAN TORSI

pre-mium 100%

Poly-no-mial (premium 100%)

premium 90%

Polyno-mial (premium 90%)

PUTARAN (Rpm)

TORS

I (N

.m)

Gambar 4.1. Grafik pengaruh komposisi bahan bakar terhadap torsi (Nm).

Gambar 4.1 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan pertamax 50% torsi mengalami peningkatan. Torsi tertinggi didapat pada campuran bahan bakar premium – pertamax (50-50%) pada putaran 5351 rpm sebesar 9,55 N.m. penambahan pertamax 50% pada campuran bahan bakar tersebut dapat meningkatkan nilai oktan, sehingga mengakibatkan pembakaran yang lebih sempurna. Pembakaran yang lebih sempurna akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dan torsi yang semakin

4

besar pula. Tetapi pada penambahan pertamax 60% sampai 100% torsi mengalami penurunan. Hal ini di sebabkan karena terjadi proses pembakaran yang tidak tepat atau penyetelan timing pengapian yang tidak pas akibatnya bahan bakar terbakar sebelum waktunya sehingga tenaga yang di hasilkan kurang maksimal.

Pada putaran 4000 rpm torsi meningkat sampai pada kisaran putaran 5500 rpm hal ini dipengaruhi karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat. Meningkatnya suplai energi untuk proses pembakaran tersebut menyebabkan semakin besarnya kalor dan tekanan yang dilepaskan dalam proses pembakaran sehingga gaya tekan gas hasil pembakaran menjadi lebih besar dan menyebabkan torsi motor meningkat. Sedangkan pada putaran 5600 rpm sampai putaran 8500 rpm torsi menurun secara signifikan akibat adanya pengaruh siklus yang cepat sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk di dalam ruang bakar dan sisa bahan bakar ikut terbuang keluar kelingkungan.

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90003

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7GRAFIK PERBANDINGAN DAYA

premium 100%

Polynomial (premium 100%)

premium 90%

PUTARAN (Rpm)

DAYA

(kW

)Gambar 4.2. Grafik pengaruh komposisi bahan

bakar terhadap daya (kW).

Gambar 4.2 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan pertamax 60% daya mengalami peningkatan. Daya tertinggi didapat pada campuran bahan bakar premium – pertamax (40-60%) pada putaran 7652 rpm sebesar 6,46 kW. penambahan pertamax 60% pada campuran bahan bakar tersebut dapat meningkatkan nilai oktan. Sehingga terjadi pembakaran yang sempurna. Angka oktan pada bahan bakar mesin otto menunjukkan kemampuannya menghindari terbakarnya campuran udara bahan bakar sebelum waktunya yang akan menimbulkan fenomena knocking yang berpotensi menurunkan daya mesin. Tetapi pada penambahan pertamax 70% sampai 100% daya mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena terjadi proses pembakaran yang tidak tepat atau penyetelan timing pengapian yang tidak pas akibatnya bahan bakar terbakar

5

sebelum waktunya sehingga tenaga yang dihasilkan kurang maksimal.

Pada putaran 4000 rpm daya meningkat sampai pada kisaran putaran 7500 rpm hal ini dipengaruhi karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat. Meningkatnya suplai energi untuk proses pembakaran tersebut menyebabkan semakin besarnya kalor dan tekanan yang dilepaskan dalam proses pembakaran sehingga gaya tekan gas hasil pembakaran menjadi lebih besar dan menyebabkan daya motor meningkat. Sedangkan pada putaran 7600 rpm sampai putaran 8500 rpm daya menurun secara signifikan akibat adanya pengaruh siklus yang cepat sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk di dalam ruang bakar dan sisa bahan bakar ikut terbuang keluar kelingkungan.

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90000.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65GRAFIK PERBANDINGAN mf

Premium 100%

Polynomial (Premium 100%)

Premium 90%

PUTARAN (Rpm)

mf (

kg/j

am)

Gambar 4.3. Grafik pengaruh komposisi bahan bakar tehadap mf.

Gambar 4.3 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan pertamax 80% mf mengalami penurunan. Konsumsi mf terendah didapat pada campuran bahan bakar premium – pertamax (20-80%) pada putaran 4000 rpm sebesar 0,26 (kg/jam). Penambahan pertamax 80% dapat meningkatkan nilai oktan. Penambahan pertamax 80% mengakibatkan pengapian yang sempurna sehingga mesin tidak membutuhkan bahan bakar terlalu banyak untuk memenuhi kebutuhanya. Sedangkan semakin tinggi putaran mesin konsumsi bahan bakar meningkat secara signifikan hal ini disebabkan karena adanya pengaruh siklus yang cepat.

4.2 Hasil Pengujian Pada Campuran Premium – Etanol

Gambar 4.4 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan E5% torsi mengalami peningkatan. Torsi tertinggi didapat pada bahan bakar premium dengan penambahan E5% pada putaran 5349 rpm sebesar 9,25 N.m. Penambahan E5% mampu meningkatkan nilai oktan premium karena etanol mempunyai angka oktan 108 lebih tinggi dibandingkan premium yang hanya memiliki oktan 88. penambahan E5% mengakibatkan pengapian yang sempurna sehingga pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar akan menjadi lebih sempurna. Pembakaran yang lebih sempurna akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dan torsi yang semakin besar pula. Tetapi pada penambahan E10% sampai E20% torsi mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena adanya oksigen dalam struktur etanol. Adanya oksigen dalam etanol juga mengakibatkan campuran menjadi lebih miskin atau lean jika dibandingkan dengan bensin, sehingga campuran harus dibuat

6

lebih kaya untuk mendapatkan unjuk kerja yang diinginkan.

Pada putaran 4000 rpm torsi meningkat sampai pada kisaran putaran 5500 rpm hal ini dipengaruhi karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat. Meningkatnya suplai energi untuk proses pembakaran tersebut menyebabkan semakin besarnya kalor dan tekanan yang dilepaskan dalam proses pembakaran sehingga gaya tekan gas hasil pembakaran menjadi lebih besar dan menyebabkan daya motor meningkat. Sedangkan pada putaran 5600 rpm sampai putaran 8500 rpm torsi menurun secara signifikan akibat adanya pengaruh siklus yang cepat sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk di dalam ruang bakar dan sisa bahan bakar ikut terbuang keluar kelingkungan.

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90006

6.26.46.66.8

77.27.47.67.8

88.28.48.68.8

99.29.49.6

GRAFIK PERBANDINGAN TORSI

Pre-mium 100%

Poly-no-mial (Premium 100%)

E 5%

PUTARAN (Rpm)

TO

RSI

(N.m

)Gambar 4.4. Grafik pengaruh komposisi

bahan bakar terhadap torsi (Nm).

Gambar 4.5 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan E5% daya mengalami peningkatan. Daya tertinggi didapat pada bahan bakar premium dengan penambahan E5% pada putaran 7751 rpm sebesar 6,41 kW. Penambahan E5% mengakibatkan pengapian yang sempurna sehingga pembakaran yang terjadi dalam ruang bakar akan menjadi lebih sempurna. Pembakaran yang lebih sempurna akan menghasilkan tekanan yang lebih besar dan daya yang semakin besar pula. Tetapi pada penambahan E10% sampai E20% daya mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena adanya oksigen dalam struktur etanol. Adanya oksigen dalam etanol juga mengakibatkan campuran menjadi lebih miskin atau lean jika dibandingkan dengan bensin, sehingga campuran harus dibuat lebih kaya untuk mendapatkan unjuk kerja yang diinginkan.

Pada putaran 4000 rpm daya meningkat sampai pada kisaran putaran 7700 rpm hal ini dipengaruhi karena adanya pengaruh konsumsi bahan bakar yang meningkat. Meningkatnya suplai energi untuk proses pembakaran tersebut menyebabkan semakin besarnya kalor dan tekanan yang dilepaskan dalam proses pembakaran sehingga gaya tekan gas hasil pembakaran menjadi lebih besar dan menyebabkan daya motor meningkat. Sedangkan pada putaran 7800 rpm sampai putaran 8500 rpm daya menurun secara signifikan akibat adanya pengaruh siklus yang cepat

7

sehingga tidak sempat terjadi pembakaran ketika seluruh bahan bakar yang masuk di dalam ruang bakar dan sisa bahan bakar ikut terbuang keluar kelingkungan.

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90003

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7GRAFIK PERBANDINGAN DAYA

Pre-mium 100%Poly-no-mial (Premium 100%)

PUTARAN (Rpm)

DA

YA

(kW

)

Gambar 4.5. Grafik pengaruh komposisi bahan bakar terhadap daya (kW).

Gambar 4.6 menunjukkan pada campuran premium 100% sampai penambahan E5% mf mengalami penurunan. Grafik tersebut menunjukkan nilai konsumsi bahan bakar (mf) terendah didapat pada bahan bakar premium dengan penambahan E5% pada putaran 4000 rpm sebesar 0,27 (kg/jam). Penambahan E5% mengakibatkan pengapian yang sempurna sehingga mesin tidak membutuhkan bahan bakar terlalu banyak untuk memenuhi kebutuhanya.

Tetapi pada penambahan E10 – 20 % terjadi peningkatan konsumsi bahan bakar hal ini disebabkan

adanya oksigen dalam struktur etanol. Berarti untuk mendapatkan energi yang maksimal jumlah etanol yang diperlukan akan lebih besar. Adanya oksigen dalam etanol juga mengakibatkan campuran menjadi lebih miskin atau lean jika dibandingkan dengan bensin, sehingga campuran harus dibuat lebih kaya untuk mendapatkan unjuk kerja yang diinginkan. Sedangkan semakin tinggi putaran mesin konsumsi bahan bakar meningkat secara signifikan hal ini disebabkan adanya pengaruh siklus yang cepat.

3000 4000 5000 6000 7000 8000 90000.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65GRAFIK PERBANDINGAN mf

E 5

PUTARAN (Rpm)

mf (

kg/j

am)

Gambar 4.6. Grafik pengaruh komposisi bahan bakar terhadap mf.

Kesimpulan

Dari hasil pengujian pengaruh komposisi campuran bahan bakar premium – pertamax dan premium – etanol terhadap kinerja mesin. Hasil pengujian menunjukkan kinerja mesin terbaik terdapat pada campuran premium – pertamax dengan presentase campuran 50 – 50% .torsi tertinggi di dapat pada putaran 5351 rpm sebesar 9,55 N.m dan daya tertinggi di dapat pada putaran 7449 sebesar 6,43 kW. Sedangkan

8

konsumsi bahan bakar (mf) sebesar 0,27 kg/jam.

Saran

Untuk meghasilkan performance maksimal lebih baik menggunakan bahan bakar campuran premium – pertamax dengan presentase campuran 50 – 50% karena bisa menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna.

Daftar Pustakahttp //: www.wikipedia.com

http //: www.semakindidepan.tk

Arismunandar, W, 1988. Motor Bakar, ITB,

Bandung.

Hartono.T.,2011,Penggunaan bahan bakar

premium, pertamax dan pertamax

plus pada mesin motor Honda

Supra X 100cc, Tugas Akhir,

UMS, Surakarta.

Margono, Agus, 2008, “Pengaruh Variasi Penambahan Etanol Pada Bahan Bakar Premium Terhadap Unjuk Kerja Mesin 100 cc”.

Yaswaki K., D. M. Murdana, 1998, “Teknik

Praktis Merawat Sepeda Motor”,

Penerbit Pustaka Setia, Bandung.

9