BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Motor Bensin
Motor bensin adalah motor yang menggunakan bahan bakar bensin, dimana motor bensin dibedakan menjadi 2 jenis yaitu motor bensin 4 langkah dan 2 langkah. Motor bensin 4 langkah artinya dalam 1 kali kerja memerlukan 4 kali langkah torak atau 2 kali putaran poros engkol. Sedangkan motor 2 langkah artinya dalam 1 kali langkah kerja memerlukan 2 kali langkah torak atau 1 kali putaran poros engkol.
Gambar 2.1. Penampang Motor Bensin.
(Sumber : BM Surbhakty, Drs.,Koesnadi,B.Sc. 1977. Motor Bakar 1. Direktorat Pendidikan Menengah Teknologi).
2.1.1. Proses Pembakaran Motor Bensin
Pembakaran sebagai reaksi kimia atau reaksi persenyawaan bahan bakar dengan oksigen dengan diikuti sinar atau panas. Mekanisme pembakaran sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran dimana atom-atom dari komponen yang dapat bereaksi dengan oksigen dan membentuk produk yang berupa gas. Bila oksigen dan hidrokarbon tidak bercampur dengan baik, maka akan terjadi proses cracking dimana pada nyala akan timbul asap. Pembakaran seperti ini dinamakan pembakaran tidak sempurna (New Step 2). Ada dua kemungkinan yang dapat terjadi pada pembakaran motor bensin yaitu : Pembakaran normal (sempurna), dimana bahan bakar dapat terbakar seluruhnya pada saat dan keadaan yang dikehendaki. Mekanisme pembakaran normal pada motor bensin dimulai pada saat terjadinya loncatan bunga api pada busi. Selanjutnya api membakar gas yang berada di sekelilingnya dan terus menjalar ke seluruh bagian sampai semua partikel gas terbakar habis. Pada saat gas bakar dikompresikan, tekanan dan suhunya naik, sehingga terjadi reaksi kimia dimana molekul-molekul hidrokarbon terurai dan tergabung dengan oksigen dan udara. Sebelum langkah kompresi berakhir terjadilah percikan api pada busi yang kemudian membakar gas tersebut. Dengan timbulnya energi panas, tekanan dan suhunya naik secara mendadak, maka torak terdorong menuju titik mati bawah .
Gambar 2.2. Diagram P-V Pembakaran Motor Bensin
Pembakaran tidak sempurna (tidak normal), adalah pembakaran dimana nyala api dari pembakaran ini tidak menyebar secara teratur dan merata sehingga
menimbulkan masalah atau bahkan kerusakan pada bagian-bagian motor (Suyanto 1989 : 257). Pembakaran yang tidak sesuai dengan yang dikehendaki sehingga tekanan di dalam silinder tidak bisa dikontrol, sering disebut dengan autoignition. Autoignition adalah proses pembakaran dimana campuran bahan bakar tidak terbakar karena nyala api yang dihasilkan oleh busi melainkan oleh panas yang lain, misalnya panas akibat kompresi atau panas akibat arang yang membara dan sebagainya. Pembakaran tidak sempurna dapat mengakibatkan seperti knocking dan pre-ignition yang memungkinkan timbulnya gangguan dan kesukaran-kesukaran dalam motor bensin (Suyanto 1989 : 259).
Pada pembakaran yang tidak sempurna sering pula terjadi pembakaran yang tidak lengkap. Pembakaran yang normal pada motor bensin adalah dimulai pada saat terjadinya loncatan api pada busi dan membakar semua hidrogen dan oksigen yang terkandung dalam campuran bahan bakar. Dalam pembakaran sempurna semua atom karbon dan hidrogen bereaksi sempurna dengan udara yaitu oksigen.
Berikut adalah reaksi kimia dari pembakaran :
C8H18 + 12,5(O2 + 3,76 N2) 8 CO2 + 9 H2O + 12,5 (3,76 N2) + Energi
Tetapi dalam pembakaran yang terjadi di dalam mesin tidak pernah sempurna. Sehingga menghasilkan reaksi kimia sebagai berikut :
C8H18 + (O2 + 3,76 N2) CO + CO2 + HC + H2O + O2 + NOx+3,76 N2 +Energi Dari Reaksi kimia diatas dapat dilihat bahwa ada beberapa unsur yang dapat mencemari lingkungan dan berbahaya bagi kesehatan manusia yaitu CO, CO2, HC, NOx .
2.1.2. Prinsip Kerja Motor Empat Langkah
Motor yang menyelesaikan siklus dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol dinamakan motor empat langkah. Jadi, dalam empat langkah telah melakukan proses pengisian, kompresi, penyalaan, ekspansi dan pembuangan. Hubungan bagian-bagian utama sebuah motor bakar torak dapa dilihat pada gambar di bawah ini
Gambar 2.3. Siklus motor 4-tak
(Sumber : BM Surbhakty, Drs.,Koesnadi,B.Sc. 1977. Motor Bakar 1. Direktorat Pendidikan Menengah Teknologi).
Pada tutup silinder terdapat dua saluran, masing-masing sebagai saluran hisap dan saluran buang. Katup-katup ini berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan ruang silinder dengan atmosfir pada saat yang diperlukan. Jika katup masuk dibuka, maka ruang silinder di atas torak berhubungan dengan saluran buang atau atmsofir. Jika katup isap terbuka dan katup buang tertutup dan torak bergerak ke TMB maka campuran udara dan bahan bakar akan terhisap ke ruang bakar. Hal ini terjadi karena tekanan di dalam ruang bakar lebih rendah dari tekanan udara luar.
Sebaliknya, jika katup buang terbuka sesudah ekspansi, maka gas didalam silinder yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan udara luar akan keluar melalui saluran buang. Rangkaian proses dan langkah torak yang ditempuh setiap siklus dari motor empat langkah ialah seperti gambar yang tampak di bawah ini.
Rangkaian proses motor empat langkah :
a. Proses pengisian : dalam hal ini katup buang tertutup, katup isap terbuka. Torak bergerak dari TMA menuju TMB. Campuran udara bahan bakar masuk ke ruang bakar.
b. Proses kompresi : kedua katup dalam keadaan tertutup, torak bergerak dari TMB menuju TMA. Campuran udara bahan bakar di dalam ruang bakar ditekan (kompresikan) sehingga tekanan dan temperaturnya meningkat.
c. Proses penyalaan/ignition : campuran udara bahan bakar yang sudah bertekanan dan bertemperatur tinggi akibat kompresi kemudian dinyalakan sehingga terbakar. Proses pembakaran tersebut menyebabkan tekanan dan temperature naik lebih tinggi, proses ini terjadi saat torak berada pada TMA atau pada akhir proses kompresi. Tekanan gas yang tinggi mendorong torak hingga mencapai TMB.
d. Proses ekspansi : dalam proses ini kedua katup tertutup dan torak bergerak dari TMA menuju TMB sebagai akibat dari tekanan gas hasil pembakaran. Torak yang bergerak dari TMA menuju TMB akan memutar poros engkol dan akan menghasilkan usaha.
e. Proses pembuangan : dalam proses pembuangan katup buang terbuka, katup isap tertutup, sedangkan torak bergerak dari TMB ke TMA. Pada akhir ekspansi tekanan gas dalam silinder masih tinggi dari tekanan atmosfir. Karena itu, begitu katup buang di buka, gas segera mengalir dari dalam silinder ke luar melalui saluran buang. Selanjutnya gerakan torak ke TMA turut membantu mendorong gas sisa dari dalam ruang bakar. Langkah torak yang keempat ini merupakan proses penutup dari siklus.
2.2.Sistem Injeksi Sepeda Motor
Istilah sistem injeksi bahan bakar (EFI) dapat digambarkan sebagai suatu sistem yang menyalurkan bahan bakarnya dengan menggunakan pompa pada tekanan tertentu untuk mencampurnya dengan udara yang masuk ke ruang bakar. Pada sistem EFI dengan mesin berbahan bakar bensin, pada umumnya proses penginjeksian bahan bakar terjadi di bagian ujung intake manifold/manifold masuk sebelum inlet valve (katup/klep masuk). Pada saat inlet valve terbuka, yaitu pada langkah hisap, udara yang masuk ke ruang bakar sudah bercampur dengan bahan bakar. Secara ideal, sistem EFI harus dapat mensuplai sejumlah bahan bakar yang disemprotkan agar dapat bercampur dengan udara dalam perbandingan campuran yang tepat sesuai kondisi putaran dan beban mesin, kondisi suhu kerja mesin dan suhu atmosfir saat itu. Sistem harus dapat mensuplai jumlah bahan bakar yang bervariasi, agar perubahan kondisi operasi kerja mesin tersebut dapat dicapai dengan unjuk kerja mesin yang tetap optimal. Secara umum, konstruksi sistem EFI dapat dibagi menjadi tiga bagian/sistem utama, yaitu; a) sistem bahan bakar (fuel system), b) sistem kontrol elektronik (electronic control system), dan c) sistem induksi/pemasukan udara (air induction system).
Jumlah komponen-komponen yang terdapat pada sistem EFI bisa berbeda pada setiap jenis sepeda motor. Semakin lengkap komponen sistem EFI yang digunakan, tentu kerja sistem EFI akan lebih baik sehingga bisa menghasilkan unjuk kerja mesin yang lebih optimal pula. Dengan semakin lengkapnya komponen-komponen sistem EFI (misalnya sensor-sensor), maka pengaturan koreksi yang diperlukan untuk mengatur perbandingan bahan bakar dan udara yang sesuai dengan kondisi kerja mesin akan semakin sempurna.
a.Sistem Bahan Bakar
Komponen-komponen yang digunakan untuk menyalurkan bahan bakar ke mesin terdiri dari tangki bahan bakar (fuel pump), pompa bahan bakar (fuel pump), saringan bahan bakar (fuel filter), pipa/slang penyalur (pembagi), pengatur tekanan bahan bakar (fuel pressure regulator), dan injektor/penyemprot bahan bakar. Sistem bahan bakar ini berfungsi untuk menyimpan, membersihkan, menyalurkan dan menyemprotkan /menginjeksikan bahan bakar.
Gambar 2.4. Skema Rangkaian Sistem EFI
(Sumber : Unit Pelaksana Teknis Pelatihan Kerja Mojokerto 2009)
Adapun fungsi masing-masing komponen pada sistem bahan bakar tersebut adalah sebagai berikut:
1) Fuel suction filter; menyaring kotoran agar tidak terisap pompa bahan bakar.
2) Fuel pump module; memompa dan mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke injektor. Penyaluran bahan bakarnya harus lebih banyak dibandingkan dengan kebutuhan mesin supaya tekanan dalam sistem
bahan bakar bisa dipertahankan setiap waktu walaupun kondisi mesin berubah-ubah.
3) Fuel pressure regulator; mengatur tekanan bahan bakar di dalam sistem aliran bahan bakar agar tetap/konstan.
4) Fuel feed hose; slang untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki menuju injektor. Slang dirancang harus tahan tekanan bahan bakar akibat dipompa dengan tekanan minimal sebesar tekanan yang dihasilkan oleh pompa.
5) Fuel Injector; menyemprotkan bahan bakar ke saluran masuk (intake manifold) sebelum, biasanya sebelum katup masuk, namun ada juga yang ke throttle body. Volume penyemprotan disesuaikan oleh waktu pembukaan nozel/injektor. Lama dan banyaknya penyemprotan diatur oleh ECM (Electronic/Engine Control Module) atau ECU (Electronic Control Unit).
Gambar 2.5. Gambar Penampang Injektor
Gambar 2.6. Skema Aliran Bahan Bakar Pada Sistem EFI
(Sumber : Unit Pelaksana Teknis Pelatihan Kerja Mojokerto 2009)
b.Sistem Kontrol Elektronik
Komponen sistem kontrol elektronik terdiri dari beberapa sensor (pengindera), seperti MAP (Manifold Absolute Pressure) sensor, TP (Throttle Position) sensor, IAT (Intake Air Temperature) sensor, bank angle sensor, EOT (Engine Oil Temperature) sensor, dan sensor-sensor lainnya. Pada sistem ini juga terdapat ECU (Electronic Control Unit) atau ECM dan komponenkomponen tambahan seperti alternator (magnet) dan regulator/rectifier yang mensuplai dan mengatur tegangan listrik ke ECU, baterai dan komponen lain. Pada sistem ini juga terdapat DLC (Data Link Connector) yaitu semacam soket dihubungkan dengan engine analyzer untuk mecari sumber kerusakan komponen.
Secara garis besar fungsi dari masing-masing komponen sistem kontrol elektronik antara lain sebagai berikut;
1) ECU/ECM : menerima dan menghitung seluruh informasi/data yang diterima dari masing-masing sinyal sensor yang ada dalam mesin. Informasi yang diperoleh dari sensor antara lain berupa informasi tentang suhu udara, suhu oli mesin, suhu air pendingin, tekanan atau jumlah udara masuk, posisi
katup throttle/katup gas, putaran mesin, posisi poros engkol, dan informasi yang lainnya. Pada umumnya sensor bekerja pada tegangan antara 0 volt sampai 5 volt. Selanjutnya ECU/ECM menggunakan informasi-informasi yang telah diolah tadi untuk menghitung dan menentukan saat (timing) dan lamanya injektor bekerja/menyemprotkan bahan bakar dengan mengirimkan tegangan listrik ke solenoid injektor. Pada beberapa mesin yang sudah lebih sempurna, disamping mengontrol injektor, ECU/ECM juga bisa mengontrol sistem pengapian.
2) MAP (Manifold absolute pressure) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tekanan udara yang masuk ke intake manifold. Selain tipe MAP sensor, pendeteksian udara yang masuk ke intake manifold bisa dalam bentuk jumlah maupun berat udara. Jika jumlah udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air flow meter, sedangkan jika berat udara yang dideteksi, sensornya dinamakan air mass sensor.
Gambar 2.7. Kedudukan sensor
3) IAT (Engine air temperature) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu udara yang masuk ke intake manifold. Tegangan referensi/suplai 5 Volt dari ECU selanjutnya akan berubah menjadi tegangan sinyal yang nilainya dipengaruhi oleh suhu udara masuk. 4) TP (Throttle Position) sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa
informasi (deteksi) tentang posisi katup throttle/katup gas. Generasi yang lebih baru dari sensor ini tidak hanya terdiri dari kontak-kontak yang mendeteksi posisi idel/langsam dan posisi beban penuh, akan tetapi sudah merupakan potensiometer (variable resistor) dan dapat memberikan sinyal ke ECU pada setiap keadaan beban mesin. Konstruksi generasi terakhir dari sensor posisi katup gas sudah full elektronis, karena yang menggerakkan katup gas adalah elektromesin yang dikendalikan oleh ECU tanpa kabel gas yang terhubung dengan pedal gas. Generasi terbaru ini memungkinkan pengontrolan emisi/gas buang lebih bersih karena pedal gas yang digerakkan hanyalah memberikan sinyal tegangan ke ECU dan pembukaan serta penutupan katup gas juga dilakukan oleh ECU secara elektronis.
5) Engine oil temperature sensor; memberikan sinyal ke ECU berupa informasi (deteksi) tentang suhu oli mesin.
c. Sistem Induksi Udara
Komponen yang termasuk ke dalam sistem ini antara lain; air cleaner/air box (saringan udara), intake manifold, dan throttle body (tempat katup gas). Sistem ini berfungsi untuk menyalurkan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran.
Gambar 2.8. Konstruksi Throttle Body
(Sumber : Unit Pelaksana Teknis Pelatihan Kerja Mojokerto 2009)
2.3.Definisi Bahan Bakar
Bahan bakar (fuel) merupakan bahan/material yang dikonsumsi untuk menghasilkan energi. Bahan bakar dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Bahan bakar yang dikonsumsi dalam proses pembakaran reaksi kimia. 2. Bahan bakar yang digunakan pada reaktor nuklir-reaksi inti.
3. Bahan bakar yang dikonsumsi oleh mahkluk hidup untuk metabolism.
Bahan bakar yang dibahas disini adalah bahan bakar yang dikonsumsi dalam proses pembakaran terutama yang digunakan dalam bidang teknik. Beberapa contoh antara lain : bahan bakar untuk tungku bakar(furnace), untuk motor bakar(combustion engines).
Bahan bakar di definisikan sebagai senyawa kimia, terutama yang tersusun atas karbon dan atau hydrogen yang mana bila senyawa tersebutt bereaksi dengan oksigen pada tekanan dan suhu tertentu akan menghasilkan produk berupa gas dan sejumlah energi panas. Jenis bahan bakar adalah substansi dimana ketika dipanaskan, mengalami reaksi kimia dengan oxidizer (biasanya oksigen dalam udara), untuk melepaskan panas. Bahan bakar komersial mengandung karbon, hydrogen dan senyawa yang memberikan nilai kalor. Bahan bakar cair dan bahan bakar padat.
2.3.1. Titik Nyala (Flash Point) dan Titik Bakar (Fire Point)
Dalam suatu bahan bakar cair perlu diperhatikan adalah besarnya flash point
dan fire point. Flash point adalah suhu pada uap diatas permukaan bahan bakar minyak yang akan terbakar dengan cepat (meledak/penyalaan api sesaat) apabila nyala api didekatkan padanya, sedangkan fire point adalah temperature pada keadaan dimana uap diatas permukaan bahan bakar minyak terbakar secara kontinyu apabila nyala api didekatkan padanya.
Flash point mengindikasikan temperature maksimum dimana bahan bakar minyak dapat disimpan dan ditangani tanpa bahaya kebakaran serius. Flash point
adalah temperatur maksimum dimana bahan bakar dengan cepat menangkap/menyambar nyala ketika nyala didekatkan diatas permukaan bahan bakar. Bensin mempunyai flash point 43°C, yang berarti sangat mudah menguap sehinggacampuran terlalu kaya untuk terbakar. Bahan bakar solar memiliki flash point 52°C merupakan bahan bakar yang sulit menguap dan campuran terlalu miskin untuk terbakar. Flash point dan fire point penting untuk mengetahui karakteristik kestabilan bahan bakar terhadap kemungkinan menyala/terbakar, juga untuk pertimbangan cara penanganan/penyimpangan serta delivasi yang aman.
2.3.2. Temperature Penyalaan Sendiri (Auto-Ignition Temperature)
Temperatur auto-ignition merupakan temperatur terendah yang diperlukan untuk terbakar sendiri dalam container standard dalam udara atmosfer dengan tanpa bantuan nyala seperti bunga api/spark atau nyala. Sebagai contoh, temperatur
auto-ignition bensin adalah 370°C. Secara umum, temperatur auto-ignition
mengindikasikan tingkat kesulitan relatif bahan bakar untuk terbakar. Karena temperatur auto-ignition bervariasi terhadap geometri permukaan panas, dan faktor lain seperti tekanan, maka test lain seperti octane number dan cetane number perlu dilakukan untuk bahan bakar bensin.
2.3.3. Spesific Gravity dan API Gravity
Specific gravity adalah density bahan bakar dibagi dengan density air pada temperatur yang sama. Atau dapat didefinisikan sebagai perbandingan berat dari bahan bakar minyak pada temperatur tertentu terhadap air pada volume dan temperatur yang sama. Umumnya, bahan bakar minyak memiliki specific gravity
0,74-0,96, dengan kata lain bahan bakar minyak lebih ringan daripada air. Pada beberapa literatur digunakan American Petroleum Institute (API) gravity. Specific gravity dan API gravity adalah suatu pernyataan yang menyatakan density (kerapatan) atau berat persatuan Volume dari suatu bahan. Specific gravity dan API gravity diukur pada suhu 60°F (15,6°C), kecuali asphalt yang diukur pada suhu 77°F(25°C). hubungan antara specific gravity (SG) dan API gravity (G) adalah sebagai berikut :
G = 141,5
𝑠𝑔 - 131,5 ... (2.1)
Sg = 141,5
𝐺+131,5
...
(2.2.)Besarnya harga dari API gravity berkisar dari 0-100, sedamgkan specific gravity
merupakan harga relativ dari density suatu bahan terhadap air. Hubungan antara density dan specific gravity adalah sebagai berikut :
Sg = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 (𝑙𝑏𝑓 𝑓𝑡3 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑘𝑔 𝑚3) 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑦 𝑎𝑖𝑟(𝑙𝑏𝑓 𝑓𝑡3 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑘𝑔 𝑚3)
...
(2.3)2.3.4. Nilai Kalor (Heating Value)
Nilai kalor adalah suatu angka yang menyatakan jumlah panas/kalori yang dihasilkan dari proses pembakaran sejumlah tertentu bahan bakar dengan udara/oksigen. Nilai kalor dari bahan bakar minyak umumnya berkisar antara 18.300 – 19.800 Btu/lb atau 10.160 – 11.000 kkal/kg. nilai kalor berbanding terbalik dengan berat jenis. Pada volume yang sama, semakin besar berat jenis suatu minyak, semakin kecil nilai kalornya, demikian juga sebaliknya semakin rendah berat jenis semakin tinggi nilai kalornya. Sebagai contoh adalah berat jenis bahan bakar solar lebih tinggi daripada bahan bakar bensin, dan nilai kalor bahan bakar solar lebih rendah dari pada bahan bakar bensin.
Nilai kalor atas untuk bahan bakar cair ditentukan dengan pembakaran dengan oksigen bertekanan pada bom calorimeter. Peralatan ini terdiri dari container stainless steel yang dikelilingi bak air.
2.3.5. Bahan Bakar Pertamax
Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan beroktan tinggi hasil penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya yaitu premix yang mempunyai nilai oktan bahan bakar atau RON 92. Dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic dan benzene-nya pada level yang rendah sehingga menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna pada mesin. Dilengkapi dengan aditif generasi 5 dengan sifat detergency yang memastikan injector bahan bakar, karburator, inlet valve dan ruang bakar tetap bersih untuk menjaga kinerja mesin tetap optimal. Pertamax sudah tidak menggunakan campuran timbal dan metal lainnya yang sering digunakan pada bahan bakar lain untuk meningkatkan nilai oktan sehingga pertamax merupakan bahan bakar yang sangat bersahabat dengan lingkungan sekitar.
Tabel 2.2. Spesifikasi Pertamax Pertamina
2.4.Gas Buang Kendaraan Bermotor
Emisi gas buang adalah polutan yang mengotori udara yang dihasilkan oleh gas buang kendaraan bermotor (Suyanto, 1989 ; 280). Polutan yang lazim terdapat pada gas buang yaitu carbonmonoksida (CO), hydrocarbon (HC), dan nitrogen oksida (NO
x) serta partikel – partikel lainnya.
a. CO (Carbon Monoksida)
CO adalah gas yang tidak berbau, tidak berasa, dan sukar larut dalam air. Gas CO dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar yang terjadi akibat kekurangan oksigen atau udara dari jumlah yang diperlukan. Gas CO ini bersifat racun bagi tubuh karena bila masuk ke dalam darah, CO dapat bereaksi dengan Hemoglobin (Hb) untuk membentuk karboksihemoglobin (COHb). Bila reaksi tersebut terjadi, maka kemampuan darah mengangkut O
2 untuk kepentingan pembakaran dalam tubuh akan menjadi berkurang.hal ini disebabkan kemampuan Hb untuk mengikat CO jauh lebih besar dibandingkan kemampuan Hb untuk mengikat O
2. Persentase CO sebanyak 0,3 % sudah merupakan racun yang sangat berbahaya karena apabila terhirup selama setengah jam secara terus menerus dapat mengakibatkan kematian. Selain itu kandungan COHb dalam darah dapat mengakibatkan terganggunya sistem urat syaraf dan fungsi tubuh pada konsentrasi rendah (2 – 10 %) antara lain : penampilan agak tidak normal, mempengaruhi sistem syaraf sentral, reaksi panca indera tidak normal, benda kelihatan agak kabur, perubahan fungsi jantung dan pulmonari. Jika terdapat konsentrasi tinggi COHb dalam darah (> 10 %) dapat mengakibatkan kematian. Pengaruh konsentrasi gas CO di udara sampai dengan 100 ppm terhadap tanaman hampir tidak ada, khususnya pada tanaman tingkat tinggi. Bila konsentrasi gas CO di udara mencapai 2000 ppm dan waktu kontak lebih dari 24 jam, akan mempengaruhi fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas yang ada pada lingkungan terutama yang terdapat pada akar tanaman. Besarnya emisi gas CO untuk mesin bensin yang menggunakan karburator berkisar antara 1,5% – 3,5% dan untuk mesin yang menggunakan EFI (Electronic Fuel Injection) berkisar antara 0,5% - 1,5%. Gas ini akan dihasilkan bila karbon yang terdapat dalam
bensin terbakar tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Hal ini terjadi apabila campuran udara dan bahan bakar lebih gemuk dari campuran stoichiometric, dan dapat terjadi selama idling, pada beban rendah dan output maksimum (Soenarta 1995; 34-35)
Gambar 2.9. Diagram Perbandingan Udara dan Bahan Bakar
b. HC (Hydrocarbon)
HC adalah gas yang merupakan ikatan unsur dari carbon dan hydrogen. Sumber penghasil utama gas HC pada kendaraan bermotor adalah uap bahan bakar yang belum terbakar sempurna dan hidrokarbon yang hanya bereaksi sedikit dengan oksigen yang ikut keluar bersama dengan gas buang. Jika campuran udara bahan bakar tidak terbakar sempurna didekat dinding silinder dimana apinya lemah dan suhunya rendah. Hidrokarbon dapat keluar tidak hanya kalau campuran udara bahan bakarnya gemuk, tetapi bisa saja kalau campurannya kurus seperti grafik di atas. Kepekatan gas buang yang sangat tinggi dapat merusak system pernapasan manusia (Soenarta, 1995; 346).
c. NOx (Nitrogen Oksida)
Gas nitrogen oksida (NOx) ada dua macam , yakni gas nitrogen monoksida (NO) dan gas nitrogen dioksida (NO2). Kedua macam gas tersebut mempunyai sifat yang berbeda dan keduanya sangat berbahaya bagi kesehatan. Gas NO yang mencemari udara secara visual sulit diamati karena gas tersebut tidak berwarna dan tidak berbau. Sedangkan gas NO2 bila mencemari udara mudah diamati dari baunya yang sangat menyengat dan warnanya coklat kemerahan. Udara yang mengandung gas NO dalam batas normal relatif aman dan tidak berbahaya, kecuali jika gas NO berada dalam konsentrasi tinggi. Konsentrasi gas NO yang tinggi dapat menyebabkan gangguan pada system saraf yang mengakibatkan kejang-kejang. Bila keracunan ini terus berlanjut akan dapat menyebabkan kelumpuhan. Gas NO akan menjadi lebih berbahaya apabila gas itu teroksidasi oleh oksigen sehinggga menjadi gas NO2.
Udara yang telah tercemar oleh gas nitrogen oksida tidak hanya berbahaya bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berbahaya bagi kehidupan tanaman. Pengaruh gas NOx pada tanaman antara lain timbulnya bintik-bintik pada permukaan daun. Pada konsentrasi yang lebih tinggi gas tersebut dapat menyebabkan nekrosis atau kerusakan pada jaringan daun. Dalam keadaan seperti ini daun tidak dapat berfungsi sempurna sebagai temapat terbentuknya karbohidrat melalui proses fotosintesis. Akibatnya tanaman tidak dapat berproduksi seperti yang diharapkan. Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70%. Pencemaran udara oleh gas NOx dapat menyebabkan timbulnya Peroxy Acetil Nitrates yang disingkat dengan PAN. Peroxi Acetil Nitrates ini menyebabkaniritasi pada mata yang menyebabkan mata terasa pedih dan berair. Campuran PANbersama senyawa kimia lainnya yang ada di udara dapat menyebabkan terjadinyakabut foto kimia atau Photo Chemistry Smog yang sangat menggangu lingkungan.
d. Pb (timah hitam)
Timah hitam ( Pb ) merupakan logam lunak yang berwarna kebiru-biruan atau abu-abu keperakan dengan titik leleh pada 327,5°C dan titik didih 1.740°C pada tekanan atmosfer. Senyawa organik seperti tetraetil dan Pb-tetrametil merupakan senyawa yang penting karena banyak digunakan sebagai zat aditif pada bahan bakar bensin dalam upaya meningkatkan angka oktan secara ekonomi. PB-tetraetil dan Pb tetrametil berbentuk larutan dengan titik didih masing-masing 110°C dan 200°C.Timah hitam yang terkandung dalam bensin berfungsi sebagai bahan anti knocking. Senyawa timah hitam dalam bensin dinamakan TEL (Tetra Etil Lead). Kandungan timah hitam dalam tubuh tidak dapat dinetralisir dalam darah dan dapat mengakibatkan kanker (Suyanto, 1989 ; 136).
2.5. Pemanasan Bahan Bakar
Pemanasan bahan bakar adalah proses menaikkan temperature bahan bakar yang menyebabkan struktur molekul bahan bakar menjadi lebih renggang tetapi tidak sampai dengan temperature penyalaan bahan bakar tersebut (auto ignition). Bahan bakar yang dipanaskan akan terurai molekulnya menjadi lebih renggang(proses atomisasi) sehingga mudah mengikat oksigen dan campuran bahan bakar dengan udara menjadi lebih homogen (Wiranto;2008)
Pemanasan bahan bakar menyebabkan turunnya viskositas bahan (Yeliana;2004) bakar yang berdampak meningkatnya luasan bahan bakar yang terurai menjadi butiran-butiran lebih kecil dari 1 bagian butiran bahan bakar yang belum dipanaskan. Meningkatnya luasan bahan bakar akibat pemanasan tersebut berdampak pada meningkatnya energy yang dihasilkan pada saat proses pembakaran. Selain meningkatkan luasan bahan bakar, menurunnya viskositas bahan bakar mengakibatkan terjadinya atomisasi yang lebih baik sehingga mempermudah proses pengabutan pada ruang bakar. Apabila bentuk kabutan diperhalus agar cepat/mudah berubah menjadi uap, namun kondisi ini akan memperhambat proses penetrasi. Semakin halus kabutan maka daya jangkau penetrasi bahan bakar akan semakin
lemah. Sebaliknya semakin kasar kabutan, maka daya jangkau penetrasi akan semakin jauh. Kondisi kabutan yang halus akan menyebabkan bahan bakar banyak berkumpul disekitar ujung pengabutan. Hal ini berarti homogenitas tidak tercapai. Bila ini terjadi maka, uap bahan bakar ada yang tidak memperoleh oksigen yang memadai, dampaknya gas buang akan semakin banyak mengandung asap hitam. Dan ini merupakan kerugian proses pembakaran, sebab terdapat karbon yang tidak menghasilkan panas. Sementara bila pengabutan kasar, penyebaran bahan bakar akan baik namun proses penguapan akan terhambat. Dampaknya hasil pembakaran akan terdapat HC berupa asap hitam pekat. Inipun kerugian proses pembakaran karena terdapat karbon yang tidak menghasilkan panas.
Bahan bakar
Gambar 2.10. Molekul bahan bakar yang dipanaskan
Molekul bahan bakar semakin renggang
