Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 117
Pengembangan Prototipe Alat Penghemat Bahan Bakar Sepeda Motor Dengan
Tambahan Uap Pretamax Menggunakan Metode Hydrocarbon Crack System
Fuad Abdillah
Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, IKIP Veteran Semarang Email : fuadabdillah88@yahoo.co.id
Abstrak
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. Sepeda motor dengan bahan bakar irit sebagai penentu konsumen untuk membelinya. ini disebabkan harga bahan bakar yang semakin mahal. Harga eceran per liter untuk bahan bakar jenis 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.
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 (Nursetiono, 2012). Sepeda motor dengan bahan bakar irit sebagai penentu konsumen untuk membelinya (Prisca, 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 (Arismunandar W, 2005).
Tetapi banyak orang berfikir pendek, mesin sama-sama bisa hidup, kalau bisa pakai premium kenapa harus pretamax (www.m.kompasiana.com). Pemikiran seperti itu bisa dibilang salah tapi ada benarnya. Colin Latung konsultan perminyakan dari URS Indonesia menyatakan angka oktan adalah kandungan molekul iso oktan di bensin. Molekul ini menahan terjadinya detonasi. Kesesuaian angka
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 118 oktan dengan kompresi akan memperkecil kemungkinan terjadi gejala detonasi. Kalau memaksakan sepeda motor kompresi tinggi menggunakan oktan rendah, mengkibatkan piston cepet rusak, ruang mesin cepet berkerak, dan berimisi tinggi (www.nsx125.wordpress.com).
Terdapat banyak cara untuk meningkatkan nilai oktan bahan bakar. Peningkatan oktan dengan cara yang salah akan memberi dampak negatif. Salah satu dampak negatif tersebut adalah emisi gas buang yang beracun, gangguan kinerja mesin, dan pembentukan kerak (www.norival.net). Beberapa zat yang dapat meningkatkan nilai oktan, namun ada efek sampingnya. Seperti Octane booster, MMT (Manganese), Tetraethyl Lead (TEL), Napthalene, efek samping mulai emisi gas buang beracun, menimbulkan kerak dan berefek catalyst-poisoning, mengganggu pengapian, dan performan mesin (www.mynorival.com).
Banyak Inovasi-inovasi berkaitan dengan peningkatan nilai oktan untuk penghematan bahan bakar, Seperti metode booster, coil, magnetik dan power arus. Kekurangannya menyebabkan mesin over heating, over vibration, over noise dan yang paling parah bisa mengakibatkan mesin pecah (Suzuki Indonesia, 2012). Sekarang ini banyak ilmuwan melakukan riset berkaitan dengan pemanfaatan hidrokarbon yang terdapat pada premium dan pertamax. Hidrokarbon pada bahan bakar dipecah menjadi atom hidrogen (H2) dan karbon (C) 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 power supelmen kendaraan bermotor sebagai penghemat bahan bakarnya (www.gassavers.org). Hidrogen diambil dari pertamax mampu menghemat minimal 50% sampai 70% bahan bakar (Roy Union, 2004). Penelitian Subchan (2013), Pipa katalis menghemat bahan bakar 60-65%. Untuk penghematan tergantung dari diameter, panjang pipa katalis, volume uap dan aliran uap hidrokarbon (David, 2012). Penjelasan diatas menjadikan kesimpulan untuk melakukan riset, dengan pembuatan pipa katalis HCS dengan memanfaatkan uap bahan bakar pertamax. Diharapkan riset ini dapat menghemat bahan bakar melebihi 65% untuk sepeda motor kompresi tinggi, dan mengurangi emisi kendaraan bermotor sesuai Buku Mutu Emisi (BME).
KAJIAN PUSTAKA
Sepeda motor adalah kendaraan beroda dua yang digerakkan oleh sebuah mesin (Cossalter dan Vittore., 2006). Penggunaan sepeda motor di Indonesia sangat populer karena harganya relatif murah, hemat bahan bakar, dan biaya operasionalnya rendah (Media Kawasan., 2013). Sepeda motor memiliki daya penggerak sama dengan mobil dan pesawat tenaga lainya. Daya penggeraknya utama mesin (engine) dengan proses pembakaran dalam. Mekanisme pembakaran dipengaruhi oleh keseluruhan proses pembakaran 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). Untuk mengatasi hal tersebut dengan
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 119 cara meningkatkan nilai oktan atau dengan menambahkan alat pemecah hidrokarbon (hydrocarbon crack system) (subchan, 2013).
1. Hydrocarbon Crack System
Pengemat bahan bakar sekarang ini yang banyak dipakai adalah hydrocarbon crack system (HCS). HCS sendiri adalah sistem memecah atom hidrokarbon menjadi atom hidrogen (H) dan karbon (C) dengan cara menggunakan pipa katalis yang dipanaskan (Sukarmin, 2004) ini ditunjukan pada Gambar 1. Panas luar atau exothermic dari mesin internal combustion (mesin kendaraan) yaitu dari panas blok mesin maupun dari knalpot yang bisa mencapai temperatur hingga 400oC.
Gambar 1. Instalasi pemasangan HCS (www.kr.co.id/web/detail, 2008)
HCS sangat efektif jika dipakai untuk power supelmen pada kendaraan bermotor sebagai penghemat bahan bakar (BB), sedangkan BB digunakan adalah premium atau pertamax yang biasa kita isikan pada kendaraan bermotor. HCS hanya membutuhkan 5 sampai 10% dari tangki kendaraan dan bisa menghemat minimal 50% sampai 60%, tergantung membuka kran udara (Roy Union, 2004). Cara pengoperasian alat dengan memasukan pipa udara kedalam tangki bahan bakar untuk manghasilkan uap hidrokarbon. Uap hidrokarbon disalurkan ke intake karburator melalui pipa katalis untuk memecah unsur hidrogen dan karbon untuk membantu proses pembakaran mesin. HCS menghasilkan gas hidrogen sampai 3-5 LPM H2 (liter per menit). Dengan menekan pedal gas sedikit, kendaraan sudah melaju kencang. Menyebabkan konsumsi BB pada lubang sprayer karburator lebih sedikit, sehingga konsumsi BB lebih hemat (Kabarindo, 2012).
2. Bahan Bakar
Bahan bakar transportasi umunya menggunakan premium dan pertamax. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon dengan rantai C5-C10 (Sukarmin, 2004). Bensin dengan kualitas baik mengandung lebih banyak alkana rantai bercabang dibandingkan alkana rantai lurus. Kualitas bensin dinyatakan dengan bilangan oktan (octane number), merupakan ukuran kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan waktu terbakar dalam mesin. Nilai
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 120 bilangan oktan 0 ditetapkan untuk n-heptana yang mudah terbakar, dan nilai 100 untuk isooktana yang tidak mudah terbakar (Sudarmadi, 2007).
Gambar 2. Proses perubahan n-oktana menjadi isooktana (Sudarmadi, 2007)
Fraksi bensin didistilasi umumnya mempunyai bilangan oktan ~70 untuk menaikkan nilai bilangan oktan dengan proses reforming. Proses reaksi mengubah n-oktana menjadi isooktana ditunjukan pada Gambar 2. Nilai oktan berkaitan rumus kimianya, untuk premium C8H18 dan pertamax C10H24. Jika C8H18 di crack atomnya 8 karbon dan 18 atom hidrogen (H). Untuk C10H24 di uraikan 10 karbon dan 24 atom hidrogen (H). Dari rumus kimia nilai hidrogen pertamax lebih tinggi dari premium, ini menjadikan pertamax lebih efesien, ramah lingkungan dan lebih irit (Supraptono, 2004).
3. Pipa Katalis
Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi suhu kamar sedangkan tanpa katalis
reaksi dapat berlangsung pada suhu 250
oC. Katalis digunakan dalam reaksi
transesterifikasi, seperti pipa katalis untuk hidrokarbon (Ketta, 1978). Pipa katalis
memegang peran penting sebagai fire flashback atau gas balik, sehingga tidak pernah
mengalami fire flashback dari percikan api busi dari piston ke alat penghemat. Pipa katalis
terbuat dari pipa tembaga dengan panjang 10 sampai 15 cm yang berisi serbuk aluminium
oksida (Al
2O
3) yang dibungkus dengan saringan nikelin dan lempeng platina (Pt) di
lingkaran luar. Diantara saringan nikelin disekat setrimin stainless steel sebagai anti
Flashback (Niels, 2004)
CH3CH2CH3CH2CH2CH2 CH2CH3 Reforming katalis CH3 C CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH3 Isooktana n oktanaGardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 121
METODE PENELITIAN
Uraian penelitian dalam diagram alir penelitian ditunjukan pada Gambar 3
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian 1. 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,
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 122
Gambar 4. Desain pipa katalis HCS
2. 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.
Prosedur pembuatan pipa katalis HCS
Langkah-langkah pembuatan pipa katalis HCS sebagai berikut;
a) pipa tembaga dengan tubing cutter, sedangkan pembekokannya menggunakan bending copper tubing.
b) Pemotongan batang aluminium Ø 7 mm dengan panjang 80 mm dengan gergaji besi.
c) 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
d) Untuk desain HCS menggunakan pipa tembaga Ø 5 dan 8 mm.
e) 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.
f) Pengelasan menggunakan brazing copper tubing dengan pengisi las dari perak.
g) Pemeriksaan pipa katalis untuk mengetahui kebocoran pipa. Proses selanjutnya sama dengan tahap 1 sampai 7 dengan panjang dan diameter pipa katalis yang berbeda.
IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 1. 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
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 123 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)
Gambar 5. Grafik hasil waktu performa mesin
2. 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
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 124 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).
Gambar 6. Grafik hasil pengujian temperatur mesin pada putaran
a). 900 rpm b).1500 rpm, dan c). 2000 rpm
3. 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
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 125 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 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).
4. 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.
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 126
a) 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 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)
b). 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.
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 127 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 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)
c). 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
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 128 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).
Gambar 10. Hasil Pengujian unsur Karbondioksida (%)
d). 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 menurun sebesar 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.
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 129
Gambar 11. Hasil Pengujian unsur Oksigen (%)
V.
KESIMPULAN1. 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
Asher C & Northhington L. (2008). Position statement for measuraement of temperature/fever in children. Society of Pediatric Nurses. Diakses dari www.pednurses,org.
Amrulloh, Fauzy Aswin, 2009, Pengaruh Penambahan Zat Aditif Bahan Bakar Terhadap Unjuk Kerja Genset Mesin Bensin Empat Langkah, Non Degree, Diploma III Mechanical Engineering, RSM 621.436 1
Ali Gozali, 2010, Analisa Prestasi Mesin Otto Dengan Penambahan Ethanol Berbahan Bakar Dasar Premium,Skripsi, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta, 621-675
Arismunandar, Wiranto, 1988, Penggerak Mula Motor Bakar, Bandung, ITB. Cossalter, Vittore (2006). Motorcycle Dynamics. Lulu. ISBN 978-1-4303-0861-4.
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 130 Djoko Sutrisno,. (2005),. “Efisiensi hingga 80 persen dengan menggunakan prinsip ledakan Hidrogen
yang terpatik pada api busi untuk menambah hasil pembakaran BBM”, Yogyakarta. Dede Sutarya,. (2008)., Analisis Unjuk Kerja Thermocouple W3Re25 Pada Suhu Penyinteran 1500
o
C., ISSN 1979-2409. No. 01.
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 of glycerin on ruthenium catalyst”, Energy and Fuels, 19, 1761-1762 (2005).
Sudarmadi, J Purwosutrisno, (2007)., Angka Oktan Dan Pencemaran Udara., Jakarta.1821-1829. Kabarindo.,(2012)., TNT Express Indonesia; Sosialiasi Pengemudi Ramah Lingkungan., Jakarta.,
Selasa, 3 Januari 2012-17:12:18
Ketta Mc, J.J., (1988)., Encyclopedia of Chemical Processing and Design, vol 1. Marcell Dekker, New York.
Keputusan Menteri Negara lingkungan hidup no. 48 tahun 1996 tentang baku tingkat kebisingan. Media Kawasan. Edisi November 2013. Hal. 78-80. Penciptaan Sepeda Motor: Dari Sepeda Hingga
Mesin Empat Tak.
Niels R. Udengaard., (2004)., Hydrogen production by steam reforming of hydrocarbons, Houston, Texas 77058. 49 (2), 906.
Nursetiono A, 2012., Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keputusan Membeli Sepeda Motor Yamaha Matik Di Kota Semarang., Fakultas Ekonomika Dan Bisnis Universitas Diponegoro Semarang.
Peraturan Menteri Negara lingkungan hidup nomor 05 tahun 2006 tentang ambang batas emisi gas buang kendaraan bermotor lama.
Pertamina., 2013., Harga Eceran bahan bakar., hal 5-6.
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
Sudirman,Urip, 2009, Hemat BBM dengan Air, cetakan kedua, Jakarta:Kawan Pustaka. Vol 2. Hal 87 Sukarmin.,(2004)., “Hidrokarbon dan Minyak Bumi’ Departemen Pendidikan Nasional Indonsia.
Kim. 13
Supraptono, 2004., Bahan Bakar dan Pelumas., Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
Saputra satriyo., (2008)., Studi kondisi kimiawi penyebaran PB, debu dan kebisingan di kota Jakarta. Jurnal kajian ilmiah penelitian ubhara jaya vol.9 No.2
Subchan, 2013, Pengaruh Penambahan Pipa Katalis Hydrocarbon Crack System Terhadap Penghematan Bahan Bakar Dan Emisi Gas Buang Pada Mobil Kijang Super, Skripsi, Teknik Mesin- Unimus, 23 juli-343-367.
Gardan. Vol. 4 No. 2, Nopember 2014 131 Suzuki Indonenesia.,(2012)., Mesin Hemat Bahan Bakar dengan Service Berkala., Book Manual
Service.,vol 2.,hal 23-24
UNEP.,(2008)., Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org. Toyota Training Manual. Engine Group Step 2. Jakarta, 1996
Tempo., (2013)., Harga Minyak Dunia., edisi 5., hal 1.,
www.metrownew.com. Harga minyak mentah Light Sweet naik tinggi. www.kompas.co.id. BBM Naik, bensin Rp.6500 dan solar Rp.5500.
www.otomotif.kompas.com/read/2013/06/26/8791/Perbandingan Nilai Oktan www.forum.detik.com
www.bearingoblak.wordpress.com/2013/04/17/tabel-konsumsi-bbm-liter
Yohanes Anggoro., 2007., Penambahan Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE) Sebagai Octane Booster Untuk Menurunkan Emisi Gas Karbon Monoksida. Teknik Mesin – FT- Universitas Negeri Malang.
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.
