BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Emisi Bahan Bakar
Maka perbandingan ideal udara dengan bahan bakar solar secara stoikiometris/teoritis adalah:
AFR =
AFR =
AFR = AFR = 14,59
Secara aktual nilai AFR dirumuskan dengan[14]:
AFR = ………..……….… (2.5)
Keterangan: AFR = air fuel ratio
ṁa = laju aliran massa udara.
ṁf = laju aliran bahan bakar\
2.6 Emisi Bahan Bakar
Emisi kendaraan bermotor mengandung berbagai senyawa kimia.
Komposisi dari kandungan senyawa kimianya tergantung dari kondisi mengemudi, jenis mesin, alat pengendali emisi bahan bakar, suhu operasi dan faktor lain yang semuanya ini membuat pola emisi menjadi rumit. Jenis bahan bakar pencemar yang dikeluarkan oleh mesin dengan bahan bakar gasoline maupun bahan bakar solar sebenarnya sama saja, hanya berbeda proporsinya karena perbedaan cara operasi mesin. Secara visual selalu terlihat asap dari knalpot kendaraan bermotor dengan bahan bakar solar, yang umumnya tidak terlihat pada kendaraan bermotor dengan bahan bakar gasoline. Walaupun gas
buang kendaraan bermotor terutama terdiri dari senyawa yang tidak berbahaya seperti nitrogen, karbon dioksida dan upa air, tetapi didalamnya terkandung juga senyawa lain dengan jumlah yang cukup besar yang dapat membahayakan gas buang membahayakan kesehatan maupun lingkungan.
Gasoline adalah senyawa hidrokarbon yang berisi hidrogen dan atom karbon. Pada mesin yang baik, oksigen mengubah semua hidrogen menjadi air dan mengubah semua karbon menjadi karbon dioksida. Kenyataannya, proses pembakaran ini tidak selamanya berlangsung sempurna. Akibatnya, mesin mobil mengeluarkan beberapa jenis polutan yang berbahaya, seperti hidrokarbon, oksida nitrogen, karbon monoksida, oksida belerang, dan yang paling berbahaya adalah timbel. Senyawa hidrokarbon dilepaskan udara karena molekul ini tidak terbakar sepenuhnya. Jika bercampur atau bersentuhan dengan oksida nitrogen dan matahari, hidrokarbon berubah bentuk menjadi asap yang memedihkan mata, mengganggu tenggorokan dan saluran pernafasan. karena zat besi Fe dalam Hb memicu daya tarik CO menjadi 200 kali lebih besar daripada karbon monoksida juga produk dari pembakaran yang tidak sempurna. Jika terhirup manusia, gas ini sangat mempengaruhi distribusi oksigen darah dalam jantung. Gas CO mudah sekali menyatu dengan Hb darah, meskipun dalam kadar yang rendah. Ini terjadi karena zat besi (Fe) dalam Hb memicu daya tarik CO mendjadi 200 kali lebih besar daripada daya tarik O2. Peningkatan CO dalam Hb hanya sampai 9% dalam waktu 1 sampai 2 menit bisa menimbulkan kekurangan oksigen di jantung serta terhalangnya penambahan oksigen di pembuluh darah koroner.
Unsur yang paling berbahaya adalah timbel (Pb). Penelitian kedokteran menunjukkan, meski dalam dosis yang rendah tetapi bila paparannya sangat tinggi racun ini bisa mengakibatkan kerusakan di otak, ginjal dan gangguan gastrointestinal.Pada tahun 1921 di USA, timbel atau timah hitam dalam bentuk Tetra Ethyl Lead (TEL) pertama kali ditemukan dan dicampurkan dalam gasoline oleh Thomas Midgley di pusat riset General Motors. Timbel dengan rumus kimia (C2H5)4Pb, yang ditambahkan ke dalam gasoline ternyata memiliki 2 fungsi, yaitu sebagai bahan aditif untuk meningkatkan nilai oktan bahan bakar yang bermutu rendah. Gunanya untuk mengurangi letupan di dalam mesin atau menghilangkan proses knocking pada saaat proses pembakaran. Timbel juga memiliki kegunaan
sebagai pelumas antara katup mesin dengan dudukannya. Jadi, timbel bermanfaat untuk mempertahankan umur mesin mobil. Timah hitam yang dicampurkan dalam gasoline dapat membentuk bantalan empuk berwarna hitam, sehingga dudukan katup mesin tidak cepat aus. Dampaknya, mesin menjadi awet dan tahan lama, tetapi berdampak negatif terhadap kesehatan manusia
Reaksi kimia di atmosfer kadangkala berlangsung dalam suatu rantai reaksi yang panjang dan rumit, dan menghasilkan produk akhir yang dapat lebih aktif atau lebih lemah dibandingkan senyawa aslinya. Sebagai contoh, adanya reaksi di udara yang mengubah nitrogen monoksida (NO) yang terkandung di dalam gas buang kendaraan bermotor menjadi nitrogen dioksida (NO2 ) yang lebih reaktif, dan reaksi kimia antara berbagai oksida nitrogen dengan senyawa hidrokarbon yang menghasilkan ozon dan oksida lain, yang dapat menyebabkan asap awan fotokimi (photochemical smog). Pembentukan smog ini kadang tidak terjadi di tempat asal sumber (kota), tetapi dapat terbentuk di pinggiran kota. Jarak pembentukan smog ini tergantung pada kondisi reaksi dan kecepatan angin
Bahan pencemar yang terutama terdapat didalam gas buang buang kendaraan bermotor adalah karbon monoksida (CO), berbagai senyawa hindrokarbon, berbagai oksida nitrogen (NOx) dan sulfur (SOx), dan partikulat debu termasuk timbel (PB).
1. Emisi senyawa hidrokarbon (HC)
Bensin adalah senyawa hidrokarbon, jadi setiap HC yang didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Walaupun rasio perbandingan antara udara dan bensin (AFR=Air-to-Fuel-Ratio) sudah tepat dan didukung oleh desain ruang bakar mesin saat ini yang sudah mendekati ideal, tetapi tetap saja sebagian dari bensin seolah-olah tetap dapat “bersembunyi” dari api saat terjadi proses pembakaran dan menyebabkan emisi HC pada ujung knalpot cukup tinggi.
2. Emisi karbon monoksida ( CO)
Gas karbon monoksida adalah gas yang relatif tidak stabil dan cenderung bereaksi dengan unsur lain. Karbon monoksida, dapat diubah dengan mudah menjadi CO2 dengan bantuan sedikit oksigen dan panas.
3. Emisi Karbon Dioksida (CO2)
Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran diruang bakar. Semakin tinggi maka semakin baik.
4. Oksigen (O2)
Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Untuk mendapatkan proses pembakaran yang sempurna, maka kadar oksigen yang masuk ke ruang bakar harus mencukupi untuk setiap molekul hidrokarbon.
5. Emisi Senyawa NOx
Senyawa NOx adalah ikatan kimia antara unsur nitrogen dan oksigen.
Dalam kondisi normal atmosphere, nitrogen adalah gas inert yang amat stabil yang tidak akan berikatan dengan unsur lain. Senyawa NOx ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas, akan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk NO2. Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat. Bahan bakar tertentu seperti hidrokarbon dan timbel organik, dilepaskan ke udara karena adanya penguapan dari sistem bahan bakar. Lalu lintas kendaraan bermotor, juga dapat meningkatkan kadar partikular debu yang berasal dari permukaan jalan, komponen ban dan rem.
Setelah berada di udara, beberapa senyawa yang terkandung dalam gas buang kendaraan bermotor dapat berubah karena terjadinya suatu reaksi, misalnya dengan sinar matahari dan uap air, atau juga antara senyawa-senyawa tersebut satu sama lain. Proses reaksi tersebut ada yang berlangsung cepat dan terjadi saat itu juga di lingkungan jalan raya, dan ada pula yang berlangsung dengan lambat
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental. Metode ini ialah metode yang dipakai untuk menguji pengaruh dari suatu perlakuan atau desain baru dengan cara membandingkan dengan desain lain tanpa perlakuan baru (kondisi awal desain) sebagai pembanding pada hasil penelitian. Pada pengujian ini, kondisi awal pengujian yaitu saat pengujian menggunakan bahan bakar Premium tanpa dicampur dan hasilnya akan dibandingkan dengan pengujian berbahan bakar campuran Premium-bioetanol (gasohol) dengan kadar etanol 10%, 15%, dan 20% sehingga perbedaan setiap performansi akan dapat diketahui.
3.2 Waktu dan Tempat
3.2.1 Pengujian Nilai Bom Kalorimeter
Dilakukan di Laboratorium Prestasi Mesin Universitas Sumatera Utara selama 2 minggu.
Gambar 3.1 Pengujian Nilai Bom Kalorimeter 3.2.2 Pengujian Nilai Viskositas dan Densitas
Dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika Universitas Sumatera Utara selama 1 minggu.
Gambar 3.2 Pengujian Nilai Viskositas dan Densitas
3.2.3 Pengujian Performansi Mobil Dengan Bahan Bakar Premium-Bioetanol 10%, 15%, dan 20 %.
Dilakukan di Bengkel Erd Racing Sumatera Utara selama 1 minggu.
Gambar 3.3 Pengujian Performansi Mobil 3.2.4 Pengujian Emisi Gas Buang
Dilakukan di AUTO 2000 Sumatera Utara selama 4 hari.
Gambar 3.4 Pengujian Emisi Gas Buang
3.3 Alat dan Bahan 3.3.1 Alat
Alat yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari:
1. Bom Kalori Meter
Bom kalori meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (O2 berlebih) pada suatu senyawa bahan makanan atau bahan bakar.
Gambar 3.5 Alat Uji Bom Kalorimeter
2. Toyota Vios Limo 1500 CC Tahun 2015
Mobil yang digunakan dalam pengujian ini adalah Toyota Vios Limo 1500 cc yang diberikan oleh Toyota untuk tujuan penelitian kepada Universitas Sumatera Utara dengan kondisi mesin tidak mengalami perombakan pada bagian komponen komponen mesin ditunjukkan pada gambar 3.5 berikut :
Gambar 3.6 Toyota Vios Limo 1500 CC Tahun 2015
Spesifikasi mesin dijelaskan pada tabel 3.1 berikut:
Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Toyota Vios Limo 1500 CC Tahun 2015
Tipe mesin 2NR-FE, 4 Cylinders in-line, 16 Valve,
DOHC Dual VVT-i
Kapasitas Silinder 1.496 cc
Sisitem Suplay Bahan bakar Port Injection
Daya Maksimum 107 Ps/6000rpm
Torsi Maksimum 14.4 Kgm/4200rpm
3. Dynotest
Dynotest digunakan untuk mengetahui perhitungan performansi mesin.
Data keluaran yang diambil antara lain: Putaran (rpm), Torsi (Nm),Daya (HP),Kecepatan(KPH),Percepatan,dan juga AFR
Gambar 3.7 Dynotest Dynojet 224 x
Spesifikasi mesin dijelaskan pada tabel 3.2 berikut:
Tabel 3.2 Spesifikasi Mesin Dynotest
Tipe mesin Dynojet 224 x
Torsi Maksimum 2000 HP / 2000 FT LBS Kecepatan Maksimum 200 MPH / 322 KPH
Berat Maksimum 3000 LBS / 1361 KG per Axle Akurasi waktu +/-1 Microsecond
Akurasi Putaran Mesin +/-1/10th RPM
Rentang Suhu Pengoperasian 32 to 158 F / 0 to 70 C Akurasi Kecepatan Roller +/-1/100th MPH 4. Gas Analyzer
Gas Analyzer digunakan untuk mengetahui kadar hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), dan nitrogen oxide (NOx) yang terkandung dalam emisi gas buang mesin. Gas Analyzer ditunjukkan pada gambar 3.6 berikut :
Gambar 3.8 Gas Analyzer Sukyoung Spesifikasi mesin dijelaskan pada tabel 3.3 berikut:
Tabel 3.3 Spesifikasi Mesin Uji Emisi
Tipe mesin SY-GA401
CO 0,00 – 9,99 %
HC 0 – 99999 ppm
CO2 0,0 – 20%
O2 0,0 – 25,0 %
λ 0 - 2000
Rentang Suhu Pengoperasian 0 to 40⁰ C
3.3.2 Bahan
Pada penelitian kali ini terdapat beberapa bahan yang digunakan dalam percobaan. Bahan Bakar yang digunakan pada mesin adalah Premium, terdapat juga bioethanol yang akan berfungsi sebagai campuran bahan bakar alternatif pada mesin Toyota Vios 1500 CC.
1. Premium
Bahan bakar yang digunakan pada penelitian ini adalah Premium yang diproduksi oleh Pertamina dengan Ratio Octane Number (RON) 92.
Gambar 3.9 Premium Murni
2. Bioethanol Singkong
Bioethanol yang digunakan pada penelitian ini adalah bioethanol dari Singkong dengan kadar 96% yang didapat dari toko bahan kimia atau farmasi.
Gambar 3.10 Bioethanol Singkong 96 % 3. Gasohol 10 %
Bahan bakar campuran Premium-bioetanol 10%. Komposisi bahan bakar 9000 ml Premium dan 1000 ml bioetanol.
Gambar 3.11 Gasohol 10%
4. Gasohol 15%
Bahan bakar campuran Premium-bioetanol 10%. Komposisi bahan bakar 8500 ml Premium dan 1500 ml bioetanol.
Gambar 3.12 Gasohol 15%
5. Gasohol 20%
Bahan bakar campuran Premium-bioetanol 10%. Komposisi bahan bakar 8000 ml Premium dan 2000 ml bioetanol.
Gambar 3.13 Gasohol 20%
3.4 Variabel Penelitian
Variabel yang diukur pada penelitian ini adalah:
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang berfungsi mempengaruhi variabel lain, jadi secara bebas berpengaruh terhadap nilai variabel lain.
Dalam penelitian ini berupa penambahan Bioetanol Singkong 96%
pada Premium murni sebanyak 10%, 15%, 20%
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah kondisi atau karakteristik yang berubah atau muncul ketika peneliti mengganti variabel bebas. Menurut fungsinya variabel ini dipengaruhi nilainya oleh variabel lain. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah:
Torsi (T) dan
Daya (PB)
Rasio Udara Bahan Bakar (AFR)
Emisi Gas Buang
c. Variabel Kendali
Variabel Kendali adalah variabel yang dikendalikan atau dibuat konstan sehingga pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat tidak dipengaruhi oleh faktor luar yang tidak diteliti. Dalam penelitian ini variabel kendali berupa putaran yang akan direduksi, yaitu 2500 rpm kemudian dideduksi sampai putaran 5000 rpm dengan interval kenaikan putaran 500 rpm.
3.5 Diagram Alir Penelitian
Berikut ini adalah tahapan-tahapan penelitian yang dibuatkan kedalam bentuk diagram alir,yaitu:
Gambar 3.14 Diagram Alir Penelitian
3.6 Persiapan Penelitian
Adapun persiapan dari penelitan yaitu sebagai berikut : 3.6.1 Persiapan Bahan
Setelah semua bahan disiapkan, selanjutnya bahan tersebut dicampur menggunakan gelas ukur sesuai dengan komposisi campuran yang telah ditentukan. Adapun proses pencampuran bahan bakar Premium dan bioetanol yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan bahan bakar Premium dan bioetanol yang telah didapatkan dari PT. PERTAMINA dan toko bahan kimia.
2. Mengukur volume campuran bahan bakar Premium dan bioetanol yang digunakan menggunakan gelas ukur. Untuk komposisi volume bahan bakar dapat dilihat pada tabel 3.4.
3. Memasukkan bahan bakar Premium dan bioetanol yang telah diukur volumenya kedalam botol, yang selanjutnya dilakukan proses pengadukan agar bahan bakar Premium dan bioetanol tercampur secara merata.
4. Menyimpan campuran bahan bakar Premium dan bioetanol tersebut selama satu malam sebelum digunakan, proses ini dilakukan agar bahan bakar Premium dan bioetanol lebih tercampur lagi.
Tabel 3.4 Komposisi Campuran Premium dan Bioetanol Tiap 10 Liter
Variasi Premium Bioetanol
Sebelum memulai pengujian terlebih dahulu melakukan pengkondisian alat-alat yang digunakan, adapun pengkondisiannya meliputi :
1. Melakukan pengecekan dan service mobil di AUTO 2000.
2. Mengganti oli mesin dengan yang baru.
3. Membersihkan mobil di tempat pencucian mobil.
3.7 Prosedur Pengujian
Adapun prosedur pengujian dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
3.7.1 Pengujian bom kalorimeter
Pengujian bom kalorimeter dilakukan untuk mendapatkan nilai kalor daripada bahan bakar. Berikut prosedur pengujian bom kalorimeter :
1. Bersihkan tabung bom dari sisa pengujian sebelumnya
2. Timbang bahan bakar yang diukur dengan timbangan, sebesar 0,5 gram 3. Ukur volume bahan bakar tersebut
4. Siapkan kawat untuk penyala dengan menggulung dan memasangnya pada tangkai penyala yang terpasang pada penutup bom
5. Tempatkan cawan berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala
6. Tutup bom dengan kuat setelah dipasang ring-O dengan memutar penutupnya
7. Isikan oksigen kedalam bom yang telah terpasang di dalam kalorimeter 8. Masukkan air pendingin sebanyak 1250 mL.
9. Tutup kalorimeter dengan alat penutupnya
10. Hidupkan pengaduk air pendingin 5 menit sebelum penyalaan dilakukan
11. Baca dan catat temperatur air pendingin
12. Hidupkan penyalaan, gunakan tombol paling kanan
13. Air pendingin terus diaduk selama 5 menit setelah penyalaan berlangsung
14. Baca dan catat kembali temperatur akhir air pendingin 15. Matikan pengaduk
16. Peralatan disiapkan kembali untuk pengujian berikutnya
17. Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali berturut-turut untuk suatu bahan bakar yang diuji
18. Hasil pengujian adalah harga rata-rata dari hasil kelima pengukuran yang dilakaukan
19. Selanjutnya ikuti arahan dari asisten/teknisi
Alat yang digunakan dalam pengukuran nilai kalor bahan bakar ini adalah Bom Kalorimeter.
Gambar 3.15 Bom kalorimeter Peralatan yang digunakan meliputi:
1. Kalorimeter, sebagai tempat air pendingin dan tabung bom 2. Tabung bom, sebagai tempat pembakaran bahan bakar yang diuji 3. Tabung gas oksigen
4. Alat ukur tekanan gas oksigen, untuk mengukur jumlah oksigen yang dimasukkan ke dalam tabung bom.
5. Termometer, dengan akurasi pembacaan skala 0.01°C
6. Elektromotor yang dilengkapi pengaduk untuk mengaduk air pendingin
7. Split, untuk menentukan jumlah volume bahan bakar
8. Pengatur penyalaan (skalar), untuk menghubungkan arus listrik ke tangkai penyala pada tabung bom
9. Cawan, untuk tempat bahan bakar di dalam taung bom
10. Pinset, untuk memasang busur nyala pada tangkai dan cawan pada dudukannya
Adapun tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Mengisi cawan bahan bakar dengan bahan bakar yang akan diuji.
2. Menggulung dan memasang kawat penyala pada tangkai penyala yang ada penutup bom.
3. Menempatkan cawan yang berisi bahan bakar pada ujung tangkai penyala serta mengatur posisi kawat penyala agar berada tepat diatas permukaan bahan bakar yang berada di dalam cawan dengan menggunakan pinset.
4. Meletakkan tutup bom yang telah dipasangi kawat penyala dan cawan berisi bahan bakar pada tabungnya serta dikunci dengan ring “O” sampai rapat.
5. Mengisi bom dengan oksigen (30 bar).
6. Mengisi tabung kalorimeter dengan air pendingin sebanyak 1250 ml.
7. Menempatkan bom yang telah terpasang ke dalam tabung calorimeter.
8. Menghubungkan tangkai penyala penutup bom ke kabel sumber arus listrik.
9. Menutup calorimeter dengan penutupnya yang telah dilengkapi dengan pengaduk.
10. Menghubungkan dan mengatur posisi pengaduk pada electromotor.
11. Menempatkan termometer melalui lubang pada tutup calorimeter.
12. Menghidupkan elektromotor selama lima menit kemudian membaca dan mencatat temperatur air pendingin pada termometer.
13. Menyalakan kawat penyala dengan menekan saklar. Memastikan kawat penyala telah menyala dan putus dengan memperhatikan lampu indikator selama elektromotor terus bekerja.
14. Membaca dan mencatat kembali temperatur air pendingin setelah lima menit dari penyalaan berlangsung.
15. Mematikan elektromotor pengaduk dan mempersiapkan peralatan untuk pengujian berikutnya.
16. Mengulang pengujian sebanyak lima kali berturut-turut.
3.7.2 Pengujian karateristik bahan bakar
Pengujian karakteristik bahan bakar dilakukan untuk mendapatkan densitas dan viskositas di Laboratorium Kimia Fisika. Berikut adalah prosedur pengujian :
a. Penentuan densitas
1. Ditimbang piknometer kosong dengan neraca analitik 2. Dicatat massanya
3. Dilakukan sebanyak 3 kali
4. Dimasukkan sampel ke dalam piknometer 5. Ditimbang piknometer yang berisi sampel 6. Dilakukan sebanyak 3 kali
7. Dicatat massa yang didapat
8. Dicatat hasil dan dihitung densitasnya b. Penentuan waktu air
1. Dicuci alat viskosimeter dan keringkan
2. Dirangkai alat viskometer dengan statif dan klem 3. Dimasukkan 10 mL sampel kedalam viskosimeter
4. Dihisap sampel dengan bola karet hingga mencapai batas atas pada viskosimeter
5. Dihidupkan stopwatch pada saat larutan mencapai batas atas 6. Dimatikan stopwatch pada saat larutan mencapai batas bawah 7. Dicatat waktu alirnya sebagai t1
8. Dilakukan hal yang sama untuk t1 dan t2
9. Dilakukan prosedur yang sama pada sampel lainnya
3.7.3 Prosedur Pengujian Dynotest
Adapun prosedur pengujian prestasi mesin pada penelitian ini sebagai berikut :
1. Menyiapkan mobil untuk diuji.
2. Menyiapkan ruang Dynotest dan peralatan penguji yaitu dynojet 224x.
3. Mengisi bahan bakar ke dalam tangki.
4. Memasang sensor pada mesin dan knalpot.
5. Mengisi bahan bakar ke dalam tangki.
6. Menyiapkan blower di bagian depan mobil.
7. Menghidupkan exhaust pan pada ruang tes untuk menjaga suhu tidak panas.
8. Memanaskan mesin kurang lebih selama 5 - 10 menit agar mesin dalam kondisi siap kerja.
9. Menghidupkan blower yang didepan mobil.
10. Mengecek sensor yang terpasang pada komputer.
11. Menaikkan putaran mesin 5500 rpm lebih.
12. Komputer akan mencatat data dengan otomatis.
13. Menurunkan putaran mesin secara perlahan sampai idle 14. Ketika selesai matikan mobil
15. Mengganti sampel bahan bakar yang lain
16. Dilakukan hal sama pada pengujian selanjutnya.
3.7.4 Prosedur Pengujian Emisi Gas Buang
Berikut pengujian yang dilakukan untuk mendapatkan senyawa dari emisi gas buang :
1. Menyiapkan mobil untuk diuji dan peralatan uji SUKYOUNG SY-GA 401 Gas Analyzer.
2. Mengisi bahan bakar ke dalam tangki.
3. Memanaskan mesin kurang lebih selama 5 - 10 menit agar mesin dalam kondisi siap kerja.
4. Menghubungkan SUKYOUNG SY-GA 401 Gas Analyzer ke arus listrik.
5. Menghidupkan tombol switch yang berada dibelakang alat.
6. Memilih menu standby/ready pada menu.
7. Memilih menu measurement pada menu.
8. Memilih menu standar test pada menu. Selanjutnya unit gas analyzer secara otomatis melakukan warming up kurang lebih selama 60 detik, 9. Kemudian memilih menu zero calibration secara otomatis yang berfungsi
untuk mereset data dari awal.
10. Memasukkan probe sensor kedalam kenalpot.
11. Mengatur putaran mesin pada 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000 rpm.
12. Menunggu sampai angka dilayar SUKYOUNG SY-GA 401 Gas Analyzer sampai stabil.
13. Mencetak hasil pengujian pada SUKYOUNG SY-GA 401 Gas Analyzer.
14. Melakukan pengujian dengan variasi bahan bakar yaitu Premium dan campuran bahan bakar Premium-bioetanol E10, E15 dan E20 , dengan pengulangan.
3.8 Skema Penelitian
Berikut adalah skema set up pengujian dynotest dan emisi gas buang :
Gambar 3.16 Set up pengujian dynotest dan emisi gas buang.
3.9 Metode Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam pengujian ini meliputi Data primer, merupakan data yang diperoleh langsung dari pengukuran dan pembacaan pada unit instrumentasi dan alat ukur pada masing – masing pengujian.
3.10 Metode Pengolahan Data
Data yang didapatkan dari hasil pengujian, selanjutnya dianalisa dan disajikan dalam bentuk grafik sehingga diperoleh variasi campuran bahan bakar Premium dan bioetanol terbaik pada perfomansi mesin dan emisi gas buang motor bakar.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Nilai Kalor Bahan Bakar
Besarnya nilai kalor yang dihasilkan dari masing-masing pengujian baik dengan menggunakan bahan bakar Premium,Gasohol 10%,Gasohol 15%, dan Gasohol 20%, dapat dihitung dengan persamaan 2.1 dan 2.2:
Pada pengujian pertama bahan bakar Premium, diperoleh:
T1 = 25.56 °C T2 = 26.16 °C
Maka, HHV (Premium) = (26.16 °C – 25.56 °C – 0.05°C) x 73529.6 kJ/kg °C = 40441.28 kJ/kg
Pada pengujian pertama bahan bakar Gasohol 10 %, diperoleh:
T1 = 25.95 °C T2 = 26.62 °C
Maka, HHV (E10) = (26.62 °C – 25.95 °C – 0.05°C) x 73529.6 kJ/kg °C = 45588.35 kJ/kg
Pada pengujian pertama bahan bakar Gasohol 15 %, diperoleh:
T1 = 26.62 °C T2 = 27.22 °C
Maka, HHV (E15) = (27.22 °C – 26.62 °C – 0.05°C) x 73529.6 kJ/kg °C = 40441.28 kJ/kg
Pada pengujian pertama bahan bakar Gasohol 20 %, diperoleh:
T1 = 25.95 °C T2 = 26.40 °C
Maka, HHV (E20) = (26.40 °C – 25.95 °C – 0.05°C) x 73529.6 kJ/kg °C
= 29411.83 kJ/kg
Besarnya nilai kalor bawah ( Low Heating Value ) dari pembakaran bahan bakar dapat dihitung dengan rumus 2.2 :
Pada pengujian menggunakan bahan bakar Premium, diperoleh:
LHV(rata-rata) = 45294.2 – 3240
= 42054.2 (kJ/kg)
Pada pengujian menggunakan bahan bakar Gasohol 10 %, diperoleh:
LHV(rata-rata) = 40459.3 – 3240
= 37219.3 (kJ/kg)
Pada pengujian menggunakan bahan bakar Gasohol 15 %, diperoleh:
LHV(rata-rata) = 37500.1 – 3240
= 34260.1 (kJ/kg)
Pada pengujian menggunakan bahan bakar Gasohol 20 %, diperoleh:
LHV(rata-rata) = 28970.7 – 3240
= 25730.7 (kJ/kg)
hasil perhitungan untuk nilai kalor pada pengujian pertama hingga kelima dan nilai kalor rata-rata dengan menggunakan bahan bakar Premium,Gasohol 10%,Gasohol 15%, dan Gasohol 20%, dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 4.1 Pengujian nilai kalor bahan bakar Premium
PREMIUM
HHV (kJ/kg) 40441.3 44117.8 50000.1 47794.2 44117.8
Tabel 4.2 Pengujian nilai kalor bahan bakar bioetanol
HHV (kJ/kg) 25000.1 21323,6 25000,1 19852,9 21323,6
Tabel 4.3 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 10%
E10
HHV (kJ/kg) 45588,4 38325,4 42647,1 39705,9 36029,5
Tabel 4.4 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 15%
E15
HHV (kJ/kg) 40441,3 30147,1 40441,2 38970,7 37500,1
Tabel 4.5 Pengujian nilai kalor bahan bakar gasohol 20%
E20
HHV (kJ/kg) 29411,8 25000,1 29411,8 31617,7 29411,8
Perbandingan nilai kalor atas atau High Heating Value (HHV) dan nilai kalor bawah (Low Heating Value) dari masing-masing jenis bahan bakar
Perbandingan nilai kalor atas atau High Heating Value (HHV) dan nilai kalor bawah (Low Heating Value) dari masing-masing jenis bahan bakar