Solechan Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Semarang Abstrak

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 12

ANALISA PENAMBAHAN PIPA KATALIS HYDROCARBON CRACK SYSTEM

DENGAN MEMANFAATKAN UAP TANGKI TERHADAP PENGHEMATAN BAHAN

BAKAR DAN EMISI GAS BUANG SEPEDA MOTOR ZUPITER Z

Solechan

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Semarang Email : solechan1981@gmail.com

Abstrak

Sepeda motor sebagai salah satu alat transportasi praktis dan hemat dibandingkan dengan angkutan umum. Alasan lain untuk mempercepat aktivitas ke tempat yang diinginkan. Sepeda motor dengan bahan bakar irit sebagai penentu konsumen untuk menentukan pilihan, karena harga bahan bakar yang mahal. Harga eceran premium Rp 6.500 Per liter, dan pertamax Rp 9.050 per liter. Maka perlu inovasi pembuatan alat untuk penghematan bahan bakar yang tujuanya untuk menaikan kinerja mesin, mengurangi emisi gas buang dan mengurangi resiko kerusakan. Penelitian ini adalah membuat alat penghemat BBM memakai metode hydrocarbon crack system (HCS) menggunakan pipa katalis untuk menghemat bahan bakar dan emisi gas buang. Metode penelitian menggunakan variabel bebas dengan mengatur putaran mesin, panjang pipa katalis dan volume pertamax untuk mengetahui pengaruh penghematan BBM, temperatur mesin, kebisingan, dan emisi gas buang Sepeda Motor Zupiter Z 113,7 cc. HCS sangat efektif dipakai untuk power supelmen kendaraan bermotor sebagai penghemat bahan bakar yang mampu menghemat minimal 50% sampai 70% bahan bakar. Sebelum memakai pipa katalis waktu performa mesin 12:45 menit, temperatur mesin 109oC, kebisingan 58 db dan emisi gas buang masih diatas nilai batas yang diizinkan, setelah menggunakan pipa katalis menjadi waktu performa mesin 20:49, temperatur naik 99oC, kebisingan 52 db dan emisi gas buang sesuai standar nilai emisi gas buang yang diizinkan. Metode HCS mampu menghemat BBM 50% dan menurunkan kadar emisi gas buang dengan peningkatan panjang pipa katalis dan volume premium.

Kata kunci : pipa katalis, hydrocarbon crack system, premium, uap, emisi.

I. PENDAHULUAN

Di dunia transportasi, sepeda motor sebagai salah satu alat transportasi yang biasa digunakan penduduk Indonesia. Hal ini dikarenakan praktis dan hemat, jika dibandingkan dengan angkutan umum. Alasan lain untuk mempercepat aktivitas dari suatu tempat ke tempat lainnya (Nursetiono, 2012). Sepeda motor dengan bahan bakar irit sebagai penentu konsumen untuk membelinya (Andini., 2012). ini disebabkan harga bahan bakar yang semakin mahal (Metronews, 2011). Harga eceran per liter untuk bahan bakar jenis premium Rp 6.500 Per lier, pertamax Rp 9.050 per liter dan pertamax plus Rp 9.450 per liter (Kompas, 2013). Penggunaan bahan bakar tergantung dari kompresi, karena berbanding lurus dengan angka oktan (otomotif.kompas., 2013). Angka oktan tinggi cocok untuk perbandingan kompresi yang tinggi untuk memperoleh efisiensi tinggi tanpa detonasi. Angka oktan yang tinggi hendak digunakan pada motor kompresi rendah, karena tidak akan terlihat adanya perbaikan pada efisiensi dan daya yang dihasilkan (Arismunandar, W., 2005 : hal 87 ).

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 13 Terdapat banyak cara untuk meningkatkan nilai oktan atau nilai kalor dalam bahan bakar yang berkaitan dengan penghematan bahan bakar. Penghemat bahan bakar menggunakan additive banyak kekuranganya, sama juga yang menggunakan alat. Seperti metode booster, coil, magnetik dan power arus. Kekurangannya disebabkan terlalu memacu kinerja mesin yang menyebabkan mesin over heating, over vibration, over noise dan yang paling parah bisa mengakibatkan mesin pecah (Suzuki Indonesia, 2012). Berkaitan dengan kelebihan dan kekurangan dari alat penghemat bahan bakar, sekarang ini banyak ilmuwan melakukan riset simulasi-simulasi yang berkaitan dengan pemanfaatan hidrokarbon yang terdapat pada premium dan pertamax. Hidrokarbon yang terdapat pada bahan bakar dipecah menjadi atom hidrogen (H2) dan karbon (C) dengan menggunakan pipa katalis yang dipanaskan dari exhaust knalpot dan panas blok mesin, sistem ini disebut juga dengan Hydrocarbon crack System (HCS) (www.forum.detik.com).

HCS sangat efektif dipakai untuk penghemat bahan bakarnya (www.gassavers.org). HCS membutuhkan 5 sampai 10% dari tangki kendaraan untuk menghemat minimal 50% sampai 60% bahan bakar (Roy Union, 2004). Subchan (2013), melakukan penelitian menggunakan pipa katalis HCS dapat menghemat bahan bakar 60-65%. Prosentase penghematan pipa katalis HCS tergantung dari diameter, panjang pipa katalis, volume uap dan aliran uap hidrokarbon (David, 2012). Penjelasan diatas menjadikan kesimpulan untuk melakukan penelitian. dengan pembuatan pipa katalis sistem HCS dengan memanfaatkan uap tangki bahan bakar. Diharapkan pemasangan HCS dapat menghemat bahan bakar melebihi 65% untuk mengatasi mahalnya bahan bakar pretamax untuk sepeda motor kompresi tinggi yang selama ini pakai premium, dan selain itu mengurangi emisi kendaraan bermotor sesuai Buku Mutu Emisi (BME).

II. TINJUANPUSTAKA

A. Kajian Pustaka

Yohanes Anggoro (2007), menambahkan Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE) Sebagai octane booster untuk menurunkan emisi gas karbon monoksida dan meningkatkan nilai oktan, tetapi keberadaan menimbulkan timbal di atmosfer dan menganggu pernafasan. Penelitian lanjutnya dengan menambahkan zat aditif bahan bakar terhadap unjuk kerja genset mesin bensin 4 (empat) langkah, tetapi penambahan zat aditif pada bensin memberikan peningkatan yang tidak terlalu signifikan terhadap unjuk kerja mesin (Amrulloh., 2009). Ali Gozali (2010), Menganalisa prestasi mesin otto

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 14 dengan penambahan ethanol berbahan bakar dasar premium yang dapat menghemat penggunaan premium dengan melihat hasil sebesar 11,35%.

Sudirman (2009), penelitianya menggunakan Gas HHO bercampur gas bahan bakar khusus. Sehingga mampu meningkatkan daya bakar hingga 3,8 kali. Yull Brown (2008) melakukan penelitian menggunakan campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen dengan sistem elektrolisa untuk memecahkan campuran air destilasi dan soda kue menjadi campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen (HHO) pada motor diesel. Hirai (2005), membuat alat produksi hidrogen menggunakan campuran gas dari hidrokarbon atau alkohol alifatik dengan uap air yang dimasukkan ke dalam tabung katalis. Djoko (2005), melakukan proses elektrolisa menggunakan prinsip ledakan hidrogen yang terpantik api dari busi untuk menambah energi hasil pembakaran bahan bakar pada kendaraan.

B. Landasan Teori

Sepeda motor adalah kendaraan beroda dua yang digerakkan oleh sebuah mesin (Cossalter dan Vittore., 2006). Letak kedua roda sebaris lurus dan pada kecepatan tinggi sepeda motor tetap stabil disebabkan oleh gaya giroskopik. Sedangkan pada kecepatan rendah, kestabilan atau keseimbangan sepeda motor bergantung kepada pengaturan setang oleh pengendara. Penggunaan sepeda motor di Indonesia sangat populer karena harganya yang relatif murah, hemat bahan bakar, dan biaya operasionalnya cukup hemat (Media Kawasan., 2013). Sepeda motor memiliki daya penggerak sama dengan mobil dan pesawat tenaga lainya. Daya penggeraknya utama yaitu mesin (engine).

1. Proses Pembakaran Mesin

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 (Toyota Step 2, 1996).

Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi pembakaran normal (sempurna) dan pembakaran tidak normal. Pembakaran normal adalah bahan bakar dapat terbakar seluruhnya pada saat dan keadaan yang dikehendaki. Pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran dimana nyala api dari pembakaran ini tidak menyebar secara teratur dan merata, sehingga menimbulkan masalah atau bahkan kerusakan pada

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 15 bagian-bagian motor (Daryanto, 2002). Kebanyakan motor bakar torak bekerja dengan siklus 4-langkah pembakaran sempurna. Pada motor otto proses pembakaran didalam motor bakar torak terjadi secara periodik. Sebelum terjadi proses pembakaran berikutnya, terlebih dahulu gas pembakaran yang sudah dipergunakan harus dikeluarkan dari dalam silinder, hal ini dapat dilihat pada Gambar 1

Gambar 1. Siklus 4-Langkah pada mesin Otto (www.otomotrip.com)

b. Sistem Bahan Bakar Pada Mesin Otto

Pada mesin otto terdapat sistem bahan bakar yang terdiri dari sistem suplai bahan bakar dan sistem penakar bahan bakar. Sistem suplai bahan bakar berfungsi mengalirkan bahan bakar dari tabung bahan bakar ke sistem penakar bahan bakar. Sedangkan sistem penakar bahan bakar pada mesin otto baik yang menggunakan karburator atau sistem injeksi bahan bakar berfungsi sebagai berikut :

1. Penakar campuran udara bahan bakar terbakar dengan cepat dan sempurna.

2. Atomisasi dan penyebar bahan bakar didalam aliran udara atau dikenal dengan Air Fuel Ratio (AFR).

Air Fuel Ratio (AFR) yaitu perbandingan jumlah udara terhadap bahan bakar dalam berat. Nilai perbandingan teoritis untuk proses pembakaran sempurna atau AFR stoikiometri untuk motor otto sekitar 14,7. Sistem bahan bakar harus mampu menghasilkan perbandingan udara bahan bakar yang dibutuhkan disilinder yang sesuai dengan kondisi operasi mesin (Arifuddin, 1999).

c. Hydrocarbon Crack System (HCS)

Metode pengemat bahan bakar sekarang ini yang banyak dipakai adalah Hydrocarbon Crack System (HCS). HCS sendiri adalah sistem memecah atom hidrokarbon menjadi atom hidrogen (H2) dan karbon (C) dengan media pipa katalis yang dipanaskan untuk menyuplai proses pembakaran mesin, yang ditunjukan pada Gambar

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 16 combustion. Mulai dari blok mesin sampai exhaust knalpot dengan temperatur mencapai hingga 400oC (Tirtoatmodjo, 2009). Hydrogen yang digunakan dari bahan bakar minyak (BBM) Oktan 88 (Premium) atau Oktan 92 (Pertamax). Premium rumus kimianya C8H18 dan Pertamax rumus kimianya C10H24. C8H18 dicrack atau diurai menjadi 8 atom carbon dan 18 atom hidrogen (H2), sedangkan C10H24 jika di-crack atau diurai menjadi 10 atom karbon dan 24 atom hidrogen (H2). Gas hidrogen merupakan gas yang paling ringan, tidak berwarna dan tidak berbau, dan bersifat mudah terbakar dengan adanya oksigen. Gas hidrogen membantu menyempurnakan sistem pembakaran pada kendaraan bermotor dan diperoleh daya mesin yang lebih besar. Semakin tinggi nilai oktan yang digunakan semakin besar tenaga kendaraan yang akan dihasilkan (Supraptono, 2004).

Gambar 2. Perlengkapan Komponen HCS Dan Skema Pemasangannya

(www.Kr.Co.Id/Web/Detail, 2008)

III. METODEPENELITIAN

Uraian penelitian dalam diagram alir penelitian ditunjukan pada Gambar 3.

Gambar 3. Diagram Alir Penelitian (a)

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 17

A. Bahan Penelitian

Pipa katalis dari pipa tembaga bekas kondensor AC dengan diameter pipa 8 mm. Bagian dalam pipa katalis diisi batang aluminium yang diameter 7 mm. Desain pipa katalis HCS ditunjukan pada Gambar 4. Bahan pendukung lain yaitu premium sebagai bahan bakar sepeda motor Zupiter Z, reservoir kapasitas 1.200 ml dari aluminium, dan kran pengatur aliran uap

Gambar 4. Desain pipa katalis HCS B. Alat Penelitian

Media uji pipa katalis menggunakan sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc tahun 2006 dengan rasio konsumsi bahan bakar 1: 47,5 artinya 1 liter BBM mampu berjalan 47,5 km. Alat pengujian menggunakan stopwatch, termometer, tachometer, sound level meter, dan Gas Analyzer.

C. Prosedur pembuatan pipa katalis HCS

Langkah-langkah pembuatan pipa katalis HCS sebagai berikut;

1. pipa tembaga dengan tubing cutter, sedangkan pembekokannya menggunakan bending copper tubing.

2. Pemotongan batang aluminium Ø 7 mm dengan panjang 80 mm dengan gergaji besi. 3. Pensettingan pipa tembaga dan batang alumunium sebelum di las. Setiap ujung pipa

tembaga dibuat flaring atau agak tirus untuk mempermudah penggelasan antar sambungan pipa tembaga yang berdiamter besar dan kecil

4. Untuk desain HCS menggunakan pipa tembaga Ø 5 dan 8 mm.

5. Apabila batang aluminium sudah masuk kedalam pipa katalis 8 mm, untuk ujung-ujung pipa disambung dengan pipa tembaga dengan diameter 5 mm, sekaligus diflaring ujung-ujungnya untuk dilakukan pengelasan.

6. Pengelasan menggunakan brazing copper tubing dengan pengisi las dari perak.

7. Pemeriksaan pipa katalis untuk mengetahui kebocoran pipa. Proses selanjutnya sama dengan tahap 1 sampai 7 dengan panjang dan diameter pipa katalis yang berbeda.

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 18

IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Waktu Performa Mesin

Terjadi perbedaan yang signifikan sebelum dan setelah dipasang pipa katalis HCS. Sebelum dipasang pipa katalis HCS, waktu performa mesin sangat pendek, baik pada putaran mesin 900 rpm, 1500 rpm, maupun 2000 rpm dengan durasi 12:45 menit, 09:59 menit, dan 1:35 menit. Waktu performa mesin sangat pendek disebabkan BBM yang dipakai memiliki nilai oktan rendah yaitu oktan 82. Semakin tinggi nilai oktan yang digunakan, semakin besar tenaga kendaraan yang akan dihasilkan dan konsumsi BBM rendah (Supraptono, 2004). Sepeda motor Zupiter Z memiliki perbandingan kompresi 9,3:1, seharusnya menggunakan BBM jenis pertamax (Wibisono., 2002). Dimana nilai oktan tinggi cocok untuk perbandingan kompresi yang tinggi untuk memperoleh efisiensi. Angka oktan tinggi hendaknya digunakan pada motor kompresi rendah, ini tidak akan terlihat adanya perbaikan pada efisiensi dan daya yang dihasilkan (Arismunandar, 1988).

Penambahan panjang pipa katalis HCS dan menurunya volume pertamax akan meningkatkan waktu performa mesin, baik pada putaran mesin 700 rpm, 1500 rpm, maupun 2000 rpm. Ini bisa dilihat pada grafik pada Gambar 5. Tanpa pipa katalis dengan putaran mesin 900 rpm waktu performa mesin 3:57 menit, setelah dipasang pipa katalis dengan panjang 100 mm dan volume premium 1000 ml mengalami peningkatan 18%, pipa katalis panjang 150 mm peningkatan 33%, sampai yang paling optimal 35 % pada pipa katalis 200 mm. Sedangkan untuk putaran mesin 2000 rpm sampai mengalami peningkatan 52 %. Prosentase penghematan BBM tergantung diameter, panjang pipa katalis, volume uap dan aliran uap hidrokarbon (David, 2012). Semakin panjang pipa katalis dan volume pertamax akan meningkatkan jumlah hidrokarbon dan kemurnian hidrogen dan karbon tanpa kandungan H2O (Tirtoatmodjo, 2009).

Meningkatnya kandungan hidrokarbon BBM dikarenakan suplay dari uap premium ditangki bahan bakar. Bahan bakar sepeda motor menggunakan premium dengan rumus kimia C8H18 di tambah uap premium lagi dari uap ditangki. Menjadikan kandungan bahan bakar memiliki nilai oktan tinggi, daya mesin yang lebih besar dan komsumsi bahan bakar rendah (Supraptono, 2004). Premium dalam tangki bahan bakar mengalami penguapan rata-rata 3 % / jam, kalau dimanfaatkan uapnya dapat menghemat bahan bakar yang signifikan, dan meningkatkan daya sepeda motor (Ikhsan, 2010)

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 19

Gambar 5. Grafik hasil waktu performa mesin B. Temperatur Mesin

Temperatur mesin baik pada putaran 900 rpm, 1500 rpm, maupun 2000 rpm tanpa menggunakan pipa katalis HCS memiliki temperatur mesin paling tinggi, bagaimana ditampilkan pada Gambar 6. BBM yang dipakai jenis premium oktan 82 dengan rumus kimia C8H18. Seharusnya sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc memiliki perbandingan kompresi 9,3:1 menggunakan bahan bakar pertamax (Wibisono., 2002). Nilai oktan mempengaruhi pembakaran mesin. Pada sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc ini mengalami pembakaran tidak sempurna, dimana nyala api dari pembakaran ini tidak menyebar secara merata dan menyebabkan knocking sehingga temperatur mesin tinggi (Suyanto, 1989). Knocking terjadi karena bahan bakar mudah terbakar sebelum piston naik sampai TMA disebabkan tekananan dan temperatur mesin (Arismunandar, 2005).

Setelah dipasang pipa katalis HCS yang lebih panjang dan volume pertamax yang diperkecil menyebabkan temperatur mesin rendah, dikarenakan suplay uap premium dari tangki menjadikan bahan bakar menjadi kaya hidrogen dan karbon. Dengan naiknya kandungan hidrogen dan karbon menjadikan nilai oktan bertambah (Ikhsan, 2010). Nilai oktan tinggi dan rasio kompresi tinggi memperoleh efisiensi yang optimal tanpa detonasi (knocking) dan pembakaran menjadi sempurna (Supraptono, 2004). Pembakaran sempurna menjadikan bahan bakar dapat terbakar seluruhnya dan mesin menjadi dingin, secara tidak langsung temperatur mesin rendah (Suyanto, 1989). Exhaust knalpot berdekatan dengan bodi mesin. Temperatur mesin naik otomatis bodi exhaust knalpot temperaturnya juga naik. Exhaust knalpot dimanfaatkan untuk memanaskan pipa katalis HCS. Semakin panas dan semakin luas permukaan pipa katalis HCS menjadikan hidrogen dan karbon menjadi lebih murni tanpa kandungan H2O karena reaksi pipa katalis berlangsung pada suhu 250oC (Mc Ketta, 1978).

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 20

Gambar 6. Grafik hasil pengujian temperatur mesin pada putaran a). 900 rpm b).1500 rpm, dan

c). 2000 rpm

C. Kebisingan

Hasil uji kebisingan mesin pada putaran 900, 1500, dan 2000 rpm pada sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc tahun 2006 dengan variabel panjang pipa katalis 100 mm, 150 mm, 200 mm dan volume pertamax 1000 ml dan1500 ml ditampillkan pada Gambar 7. Pengujian kebisingan menggunakan sound level meter dengan jarak 30 cm dari mesin. Diharapkan hasil uji kebisingan dibawah nilai ambang batas yang diizinkan pemerintah.

Gambar 7. Grafik hasil pengujian kebisingan mesin

Berkurangnya volume premium juga sangat berpengaruh terhadap kebisingan. Menggunakan pipa katalis 100 ml mengalami penurunan nilai kebisingan sebesar 6 % atau 7 dB. Menggunakan pipa katalis 150 mm, kebisinganya stagnan 61 dB. Setelah dipasang pipa katali 200 mm, kebisingan menurun 61 atau terjadi penurunan 7 % (7dB). Sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc tanpa katalis memiliki kebisingan yang tinggi, ini dipengaruhi dari bahan bakar yang dipakai yaitu premium atau bensin. Premium memiliki

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 21 nilai oktan yang rendah, sedangkan mobil kijang mempunyai perbandingan kompresi yang tinggi yaitu 9,3:1. Nilai oktan rendah mempengaruhi pembakaran mesin. Sehingga pembakaran tidak sempurna dan menyebabkan knocking atau detonasi (Suyanto, 1989). Knocking menimbulkan suara yang keras pada mesin akibat terjadi detonasi yang tidak diinginkan atau terjadi peledakan bahan bakar dua kali karena kompresi dan nyala busi (Arismunandar, 2005).

Nilai kebisingan menurun setelah dipasang pipa katalis HCS, suplay uap pertamax dari tabung HCS ke premium menjadikan nilai oktan bertambah (Ikhsan, 2010). Nilai oktan tinggi dan rasio kompresi tinggi memperoleh efisiensi yang optimal tanpa detonasi (knocking) dan pembakaran menjadi sempurna (Supraptono, 2004). Semakin panjang pipa katalis dan volume bahan bertambah membuat sistem pembakaran lebih sempurna dan suara mesin lebih halus (smooth) (Tirtoatmodjo, 2009).

D. Uji Emisi Gas Buang

Negara Indonesia termasuk Negara yang standar emisinya tidak ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O2 (Satudju, Dj, 1991). Berikut ini pembahasan unsur-unsur yang telah diuji dengan gas analyser.

1. Karbonmonoksida (CO)

Karbon Monoksida (CO) merupakan hasil dari pembakaran yang tidak tuntas yang disebabkan karena tidak seimbangnya jumlah udara pada rasio udara – bahan bakar (AFR). Nilai CO berdasarkan batas emisi gas buang yang diizinkan maksimal 4,5% (Witoelar, 2006). Hasil pengujian menunjukan bahwa sebelum menggunakan pipa katalis HCS kandungan Co sebesar 5,97 % pada putaran 900, pada putaran 2000 rpm mengalami penurunan 5,43 % yang diterangkan pada Gambar 8. Unsur Co tanpa katalis masih diatas nilai ambang batas yang diizinkan. Ini dikarenakan rasio udara – bahan bakar (AFR) sangat miskin atau campuran kaya dan nilai oktan rendah, sehingga sulit terbakarnya bahan bakan (Mustafa, 2012). Penyebab lainya pada kegagalan sistem pengapian dan kebocoran pada saluran air flow sensor dan throttle body (www.soft7.com).

Setelah dipasang pipa katalis HCS terjadi penurunan kandungan unsur Co, baik pada kecepatan 900 rpm, 1500 rpm maupu 2000 rpm. Penurunan Co juga dipengaruhi dari panajang pipa katalis dan volume premium. Pipa katalis 100 mm kecepatan 900 rpm kandungan Co sebesar 4,52 % terjadi penurunan 24 %. Pipa katalis 150 mm sebesar 4.43 % dan pipa katalis 200 mm sebesar 6,04 %. Hasil Co yang paling baik

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 22 pada untuk putaran 900 rpm dan volume pertamax 1000 ml pada pipa katalis 200 mm sebesar 6,04 %, sedangkan pada putaran 2000 rpm dan volume pertamax 1500 ml pada pipa katalis 200 mm sebesar 4.57 %. Suplay uap premium dari tangki bahan bakar ke intake manifold menjadikan nilai oktan meningkat, apalagi ditambah ruang volume tangki bahan bakar yang besar, ini mampu meningkatkan jumlah unsur hidrogen dan karbon. Nilai oktan yang tinggi menjadikan pembakaran sempurna dan nilai AFR ideal (Supraptono, 2004).

Gambar 8. Hasil Pengujian unsur karbonmonoksida (Co)

2. Hidrokarbon (HC)

Hidrokarbon (HC) disebabkan adanya bensin yang tidak terbakar dan terbuang bersama sisa pembakaran (Satudju, Dj, 1991). Nilai HC pada sepeda motor tanpa katalis sangat besar. Pada putaran 900 rpm sebesar 1.864 ppm, 1500 rpm sebesar 576 ppm, dan 2000 rpm sebesar 396 ppm. Setelah dipasang pipa katalis dengan panjang 100 mm dan volume premium 1000 ml pada kecepatan 900 rpm mengalami penurunan HC sebesar 1636 ppm, pipa katalis 150 mm sebesar 1598 ppm dan pipa katalis 200 mm sebesar 1443 ppm yang ditampilkan pada Gambar 9. Emisi HC yang dapat ditolerir tanpa Catalic Conventer (CC) adalah 500 ppm dan untuk sepeda motor yang dilengkapi dengan CC, untuk emisi HC yang dapat ditolerir adalah 50 ppm (Witoelar, 2006). Hasil unsur HC baik tanpa pipa katalis dan menggunakan pipa katalis masih jauh diatas nilai batas ambang yang diizinkan, sehingga sepeda motor ini tidak lolos uji emisi gas buang.

Apabila emisi HC tinggi, menunjukkan ada 3 kemungkinan penyebabnya yaitu CC yang tidak berfungsi, AFR terlalu kaya dan pembakaran tidak sempurna (Satudju, Dj, 1991). Setelah putaran mesin dinaikan menjadi 1500 samapi 2000 rpm kandungan HC mengalami penurunan. Pada pipa katalis 100 mm dan volume premium 1000 ml

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 23 dan putaran mesin 2000 ppm menjadi 351 ppm, padahal sebelum diberi pipa katalis sebesar 398 ppm. Bertambahnya panjang pipa katalis mengalami penurunan kadar HC. Pipa katalis 150 mm sebesar 325 ppm dan Pipa katalis 200 mm sebesar 307 ppm. Untuk kandungan HC yang paling rendah pada pipa katalis 200 mm dan volume premium 1000 ml sebesar 307 ppm. Kecepatan putaran mesin dapat menurunkan kandungan HC karena loncatan busi yang frekuensinya lebih tinggi dan menjadikan pembakaran sempurna (Arifuddin. 1999). Bertambahnya kandungan hidrogen dan karbon juga menjadi faktor penurun HC (Supraptono, 2004).

Gambar 9. Hasil Pengujian unsur hidrokarbon (ppm)

3. Karbondioksida (CO2)

Emisi CO2 berkisar antara 12% sampai 15% yang diizinkan pemerintah (Witoelar, 2006). Konsentrasi CO2 menunjukkan secara langsung status proses pembakaran di ruang bakar. Hasil pengujian nilai karbodioksida pada penelitian ditampilkan pada

Gambar 10. Hasil pengujian unsur CO2 tanpa pipa katalis pada putaran 900 rpm sebesar 5,98 % , 1500 rpm sebesar 7,44 dan putaran 2000 rpm sebesar 8,55 %, setelah dipasang pipa katalis mengalami kenaikan CO2 pada pipa katalis 100 mm dan putaran 900 rpm yaitu 9,94 %, pipa katalis 150 mm sebesar 11,36 % dan pipa katalis 200 mm sebesar 12.98 %. CO2 yang paling tinggi pada putaran 2000 rpm yaitu 12,98 % pada pipa katalis 200 mm dan volume premium 1000 ml. kecepatan putaran mesin ditambah menjadi 1500 rpm dan 2000 rpm mengalami kenaikan kandungan CO2. Pada pipa katalis 100 mm dan volume premium 1500 ml sebesar 9,32 %. pipa katalis 150 mm sebesar 11,17% dan pipa katalis 200 mm sebesar 12,11%. Bertambahnya volume premium dan pendeknya pipa katalis dapat menurunkan kandungan CO2 (Arifuddin. 1999).

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 24

Gambar 10. Hasil Pengujian unsur Karbondioksida (%)

4. Oksigen (O2)

Konsentrasi dari oksigen di gas buang kendaraan berbanding terbalik dengan konsentrasi CO2. Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah sekitar 1,2 % atau lebih kecil bahkan mungkin 0 % (Satudju, Dj, 1991). Tanpa pipa katalis dan putaran 900 rpm sebesar 9,78 % pada, putaran 1500 rpm sebesar 7,63 %, dan putaran 2000 rpm sebesar 5,63 %. Setelah dipasang pipa katalis dengan panjang 100 mm dan volume premium 1000 ml kandungan O2 menurunsebesar 7,89 %, pipa katalis 150 mm sebesar 5,59 % dan pipa katalis 200 mm sebesar 3,03 % yang ditampilkan pada

Gambar 11.

Kecepatan mesin 1500 rpm dan 2000 rpm untuk kandungan unsur O2 menurun. baik pada volume premium 1000 ml maupun 1500 ml, dan penurunan ini seiring bertambahnya panjang pipa katalis. Pada putaran 2000 rpm dengan panjang pipa katalis 100 mm dan volume premium 1000 ml sebesar 3,91 %, pipa katalis 150 mm sebesar 1,42 % dan pipa katalis 200 mm sebesar 1,06 %. Setelah ditambah volume premium menjadi 1500 ml pada pipa katalis 100 mm sebesar 4,16 %, pipa katalis 150 mm sebesar 1,96% dan yang paling rendah pada pipa katalis 200 mm sebesar 1,21%. Terjadi kenaikan O2 setelah bahan bakar premium ditambah.

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 25

V. KESIMPULAN

1. Terjadi perbedaan yang signifikan sebelum dan setelah dipasang pipa katalis HCS pada sepeda motor Zupiter Z 113,7 cc tahun 2006. Penghematan bahan bakar mencapai 50 % yang dipengaruhi oleh panjang pipa katalis, volume premium, dan putaran mesin.

2. Bertambahnya panjang pipa katalis dan menurunya volume premium akan meningkatkan waktu performa mesin dan meningkatkan jumlah hidrogen dan karbon tanpa kandungan H2O. Kandungan bahan bakar di dalam ruang bakar menjadi oktan tinggi, daya mesin yang lebih besar dan komsumsi bahan bakar rendah sehingga berpengaruh terhadap temperatur mesin, noise (kebisingan), dan emisi gas buang mobil yang rendah.

3. Prototipe desain pipa katalis HCS dipengaruhi oleh panjang pipa tembaga, semakin panjang pipa katalis untuk penghematan bahan bakar semakin besar.

DAFTAR PUSTAKA

Arif Nursetiono, 2012., Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keputusan Membeli Sepeda Motor Yamaha Matik Di Kota Semarang., Fakultas Ekonomika Dan Bisnis Universitas Diponegoro Semarang.

Arifuddin. 1999.,Penggerak mula motor bakar torak, Univ. Gunadarma, Jakarta. Arismunandar, Wiranto, 1988, Penggerak Mula Motor Bakar, Bandung, ITB.

Amrulloh, Fauzy Aswin., 2009., Pengaruh Penambahan Zat Aditif Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Genset Mesin Bensin Empat Langkah., Diploma III Mechanical Engineering, RSM 621.436 1 Amr p, Copyright @2009 by ITS Library.

Cossalter, Vittore (2006). Motorcycle Dynamics. Lulu. ISBN 978-1-4303-0861-4.

Djoko Sutrisno,. (2005),. “Efisiensi hingga 80 persen dengan menggunakan prinsip ledakan

Hidrogen yang terpatik pada api busi untuk menambah hasil pembakaran BBM”,

Yogyakarta.

Djoko Hari Praswanto. 2011. Karakteristik Cu, Pb dan Sn. (Online) http://litbangtek-mesinitn.blogspot.com/2011/10/karakteristik-cu-pb-dan-sn.html. Diakses pada 1 Desember 2012.

David icke.,(2012)., Hydrocarbon Crack System (HCS)., http://www.baligifter.org/blog., David Icke's Official Forums.

Hirai, T., N. Ikenaga, T.Miyake., and T. Suzuki, “Production of hydrogen by steam reforming

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 26 Ketta Mc, J.J., (1988)., Encyclopedia of Chemical Processing and Design, vol 1. Marcell

Dekker, New York.

Muadi Ikhsan., 2010., Pengaruh jumlah katalisator pada hydrocarbon crack system (HCS) dan jenis busi terhadap daya mesin sepeda motor yamaha jupiter z tahun 2008., Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan, FKIP-UNS., email : woie_muadie@yahoo.com. Media Kawasan. Edisi November 2013. Hal. 78-80. Penciptaan Sepeda Motor: Dari Sepeda

Hingga Mesin Empat Tak.

Prisca Andini., 2012., Analisis Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Keputusan Pembelian Mobil Hyundai i20., Fakultas Ekonomika Dan Bisnis Universitas Diponegoro Semarang. Roy Union, (2004).,Technical Perspective Hydrogen Boosted Engine Operation., SAE

Technical Paper Series 972664), 5 http://www.hydrogenboost.com

Rahardjo Tirtoatmodjo., 2009., Pemanfaatan Energi Gas Buang Motor Diesel Stasioner

untuk Pemanas Air., JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 1, No. 1, April 1999 : 24 – 29.

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical

Sudirman, Urip, 2009, Hemat BBM dengan Air, cetakan kedua, Jakarta:Kawan Pustaka

Supraptono, 2004., Bahan Bakar dan Pelumas., Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Suyanto, Wardan. 1989. Teori Motor Bensin. Jakarta : P2LPTK

Suzuki Indonenesia.,(2012)., Mesin Hemat Bahan Bakar dengan Service Berkala., Book Manual Service.,vol 2.,hal 23-24

Toyota Training Manual. Engine Group Step 2. Jakarta, 1996

Witoelar. R. 2006. Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup. No 5.

www.krisbow.com

www.otomotif.kompas.com/read/2013/06/26/8791/Periksa. Perbandingan Nilai Oktan Bahan Bakar : Kompresi Mesin

www.soft7.com

www.metrownew.com. Harga minyak mentah Light Sweet naik tinggi.

www.kompas.co.id. BBM mulai malam ini Naik, bensin Rp.6500 dan solar Rp.5500. www.otomotrip.com/langkah-kerja-piston-pada-mesin-4-tak.html

www.forum.detik.com www.gassavers.org

MAJALAH ILMIAH PAWIYATAN 27 Yusuf Wibisono., 2002., Toyota Kijang Super [Generasi 3 (A) : 1986-1992 (KF40/KF50)].,

Bandung., Sep-Nov 2002., Alli-Rights Reserved.

Yull Brown., (2008)., sistem elektrolisa untuk memecahkan campuran air destilasi dan soda kue menjadi campuran gas hidrogen-hidrogen-oksigen (HHO) pada motor diesel., hal 24-31.

Yohanes Anggoro., 2007., Penambahan Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE) Sebagai Octane Booster Untuk Menurunkan Emisi Gas Karbon Monoksida. Teknik Mesin - Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang.