BAKAR PERTAMAX PLUS DAN SHELL SUPER
EXTRA R95 TERHADAP EMISI GAS BUANG CO DAN HC PADA SEPEDA MOTOR NINJA 150RR
Sarjono 1) , Sugiyarta2)
1)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin STTR Cepu E-Mail: sarjono508@yahoo.co.id
2)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politama Surakarta E-Mail: giartosolo@gmail.com
ABSTRACT
This study was conducted to determine the effect of fuel use shell super extra R95, pertamax plus, and premium on the motor performance and exhaust emissions of CO and HC. In this study the fuel to be tested is a premium, pertamax plus, and super extra R95 shell. Tests done as much repetition (3) three times on each sampelbahan fuel to obtain valid test results.
The results showed that at 8770 rpm rotation at each fuel (premium, plus pertamax, and shell super extra R95) generate power equal: 20.7 HP; 21.6 HP, and 24.4 HP. While on rotation 8189 rpm Torque generates respectively 17.61 kg.m; kg.m 14.36, and 20.37 kg.m. HC exhaust emissions highest in fuel use premiumsebesar 4020 ppm, while the lowest CO exhaust emissions in the use of premium fuel of 0.76%.
Kata kunci : Nilai oktan, Bahan bakar, Emisi gas buang CO dan HC
PENDAHULUAN
Mesin mobil maupun motor memerlukan jenis bensin yang sesuai dengan desain mesin itu sendiri agar dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan kinerja yang optimal.
Jenis bensin tersebut biasanya diwakili dengan angka / nilai oktan (RON), misalnya Premium ber-oktan 88, Pertamax beroktan 92 dan seterusnya. Semakin tinggi angka oktan, maka harga per liternya pun umumnya lebih tinggi (mahal).
Namun belum tentu bahwa jika mengisi bensin ber-oktan tinggi pada mesin mobil atau motor kita kemudian akan menghasilkan tenaga yang lebih tinggi pula.
Tinjauan Pustaka
Menurut Eri Sururi dan Budi Waluyo, ST (2010) dari hasil penelitian perbandingan penggunaan premium dan pertamax ini dapat ditarik beberapa kesimpulan, antara lain Torsi tertinggi pada penggunaan jenis bahan bakar premium yaitu, 10,21 kgf.m pada putaran mesin 6000 rpm. Sedangkan torsi tertinggi yang dihasilkan pada penggunaan jenis bahan bakar pertamax adalah 9,92 kgf.m juga pada putaran mesin 6000 rpm.
Hal ini berarti bahwa torsi yang dihasilkan oleh bahan bakar premium lebih tinggi daripada yang dihasilkan oleh bahan bakar pertamax. Daya tertinggi yang dihasilkan oleh premium dan pertamax besarnya sama, yaitu : 10,85 HP dan juga pada putaran mesin yang sama yaitu : 10000 rpm.
Penggunan bahan bakar jenis pertamax pada sepeda motor Suzuki Thunder Tipe EN-125 dengan kondisi mesin standard tidak memberikan peningkatan daya yang signifikan. Pada putaran mesin4000 s/d 8000 rpm, konsumsi bahan bakar spesifik
(sfc) premium lebih rendah /irit daripada pertamax. Meskipun pada putaran mesin 9000 rpm ke atas sfc premium mengalami peningkatan dan lebih tinggi daripada pertamax akan tetapi secara garis besar, konsumsi bahan bakar spesifik (sfc)
premium lebih rendah / irit daripada pertamax.
Perlu diketahui, bahwa setiap jenis mesin mobil ataupun sepeda motor memiliki spesifikasi mesin yang berbeda-beda.
Oleh karena itu, penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai Studi Eksperimental Nilai Oktan Number Bahan Bakar Pertamax Plus dan Shell Super Ekstra R95 Terhadap Emisi
Gas Buang CO dan HC Pada Sepeda Motor Ninja 150RR. Parameter yang digunakan untuk mengkaji prestasi mesin tersebut meliputi : torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar spesifik
(Specific Fuel Consumption) dan
emisi gas buangnya.
Sehubungan dengan hal tersebut perlu dilakukan penelitian mengenai Studi Eksperimental Nilai Oktan Number Bahan Bakar Pertamax Plus dan Shell Super Ekstra R95 Terhadap Emisi Gas Buang CO dan HC Pada Sepeda Motor Ninja 150RR.
Landasan Teori
Motor bakar adalah suatu pesawat kalor yang mengubah tenaga panas kedalam bentuk tenaga mekanis (Haryono,G., 1984, Uraian Praktis Mengenal
Motor Bakar). Dengan cara
mekanik. Energi thermal diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada mesin itu sendiri. Jika ditinjau dari cara memperoleh energi thermal ini (proses
pembakaran bahan bakar), maka
motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu: motor pembakaran luar (External
Combustion Engine) dan motor
pembakaran dalam (Internal
Combustion Engine).
Motor Bakar Torak 2 Langkah Dibawah ini secara ringkas diperlihatkan cara kerja motor 2 langkah sebagimana diperlihatkan pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram Lubang Simetris
Diagram lubang tertera pada lingkaran engkol saat membuka dan menutup. Bagaimana
menemukan titik-titik ini dapat dilihat pada gambar 2. Jalannya tekanan dalam silinder (pada motor dengan beban penuh) dapat dilihat pada gambar 3. Pada gambar ini terlihat bahwa pemampatan dimulai setelah lubang buang A ditutup. Bila
selama langkah ekspansi lubang buang C dibuka turunlah tekanan dalam silinder.
Gambar 2. Susunan Diagram Lubang
Gambar 3. Tekanan Dalam Silinder Motor 2 Langkah
Dibebani Penuh
Gambar 4. Tekanan Dalam Silinder
Ruang Karter
Isi ruang karter motor dua langkah itu penting sekali untuk pembilasan motor.
Bila isinya besar maka disebabkan oleh pencapaian tekanan kurang yang kecil sedikit sekali campuran yang diisapnya. Disamping tekanan lebih yang harus dicapai dalam karter cukup kecil sewaktu piston bergerak ke bawah. Sehingga kecepatan bilas sangat kurang. Dengan demikian pengisian silinder akan memburuk lebih-lebih pada frekwensi piston tinggi. Pada motor dua langkah yang biasa dipakai besarnya isi karter yang merugikan kira-kira dua atau tiga kali sebesar isi langkah.
Untuk meningkatkan motor dua langkah, ruang ini harus dibatasi dengan cara, memberi tambahan pada pipa engkol. Kecepatan bilas menjadi tinggi, sehingga arus gas terdepan mancapai lubang buang, sewaktu lubang ini masih membuka lebar.
Akibatnya akan mengalami kerugian besar lebih-lebih pada fiekwensi putar rendah dan muatan penuh. Pada frekwensi putar lebih tinggi langkah ini dapat memberi perbaikan pada pengisian silinder.
Gambar 5. Tekanan Dalam Karter Motor Dua Langkah
piringan gas yang berputar pada poros engkol.
Gambar 6. Diagram Lubang Asimetris
Gambar 7. Langkah Masuk dan Buang Motor 2 Langkah
Gambar 7 memperlihatkan langkah piston ke atas (Pengisian
Karter) dan gambar b adalah
piston bergerak ke bawah
(tekanan karter). Menarik untuk
diketahui bahwa diagram lubang itu dapat dibuat simetris, sehingga dapat mencapai pengisian dan pembilasan yang lebih baik.
Beberapa motor dua langkah seperti sepeda kumbang mempunyai katup membran sebagai pengisian, sehingga
diagramnya berbentuk asimetris juga.
Bahan Bakar
Banyak macam dan jenis dari bahan bakar baik dalam bentuk cair, padat, maupun gas yang masing-masing mempunyai nilai bakar yang berbeda. Bahan bakar cair dan gas yang umum digunakan oleh motor bakar diantaranya : premium, solar, LPG, dan avtur. Bahan bakar premium adalah hasil dari pemurnian Nephta, yang komposisinya
dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk motor bakar (
Internal Combustion Engine ).
Nephta adalah semua jenis minyak ringan (Light Oil) yang memiliki sifat antara gasoline dan kerosin. Premium (bensin) berasal dari kata Benzena (C6H8) bagian
dari minyak bumi mentah yang berupa campuran berbagai hidrokarbon dan mudah rnenguap.
Bensin untuk motor-motor Auto mobile terdiri atas campuran hydrogen yang di distilasi pada suhu 1000F, dan campuran terdiri atas : (1) Straight Run Nephta
yaitu minyak bumi yang mendidih sampai suhu
400o F, (2) Refrom Nephta
diperoleh dengan cara pengolahan secara thermis atau dengan dihedrogenisasi katalistis dari nephta yang berat, (3) Cracked
Nephta diperoleh dengan proses
distilasi seperti minyak dan gas (
Premium adalah merupakan bahan bakar cair yang telah lama digunakan untuk kendaraan bermotor di Indonesia, memiliki nilai Oktan 88. Hal ini sesuai dengan Peraturan Direktur Jenderal Minyak Dan Gas Bumi No 3674 K / 24 / DJM 2006 tanggal 17 Maret 2006.
Premium berasal dari bensin yang merupakan salah satu fraksi dari penyulingan minyak bumi yang diberi zat tambahan atau aditif, yaitu Tetra Ethyl Lead (TEL). Bensin premuim mempunyai rumus empiris Etlyl Benzena (C8H18).
Premium adalah bahan bakar jenis distilat berwarna kuning akibat adanya zat pewarna tambahan. Penggunaan premium pada umumnya digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan lain lain. Bahan bakar ini juga sering disebut motor gasoline atau petrol dengan angka oktan adalah 88, dan mempunyai titik didih 30°C - 200°C.
Karakteristik bahan bakar minyak yang perlu diketahui secara umum adalah:
Bensin Pertamax PIus
Pertamax Plus merupakan bahan bakar superior Pertamina dengan kandungan
energi tinggi dan ramah lingkungan, produksi menggunakan bahan baku pilihan berkualitas tinggi sebagai hasil penyempurnaan formula terhadap produk
Pertamina sebelumnya.
Pertamax Plus telah memenuhi standar performance International World Wide Fuel
Charter (WWFC). Pertamax Plus
merupakan jawaban atas kebutuhan teknologi otomotif mutakhir saat ini. Ditujukan untuk kendaraan yang berteknologi mutakhir yang mempersyarat-kan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan ramah lingkungan.
Pertamax Plus sangat direkomendasi-kan untuk kendaraan yang memiliki kompresi ratio > 10,5 dan juga yang menggunakan teknologi
Electronic Fuel Injection (EFI),
Variable Valve Timing Intelligent
(VVTI), (VTI), Turbochargers dan
catalytic converter. Bagi
pengguna kendaraan yang menginginkan performance mesin kendaraannya pada kondisi puncak, akselerasi tinggi, efisien, dan emisi rendah dapat mempergunakan produk ini.
kendaraan anda dimana telah memperoleh sertifikasi dari laboratorium Independen bertaraf intemasional di Houston, Texas yang telah sejak lama dikenal sebagai pusat riset bahan bakar dan motorgas dunia.
Pertamax Plus memiliki nilai oktan 95 yang didalamnya terkandung energi besar yang akan membuat pembakaran kendaraan anda lebih bertenaga, berakselerasi tinggi, lebih responsif dan knock free.
Pertamax Plus mampu membersihkan timbunan deposit pada fuel injector, inlet valve,
ruang bakar yang dapat menurunkan performance mesin kendaraan dan mampu melarutkan air di dalam tangki mobil, sehingga dapat mencegah karat dan korosi pada saluran dan tangki bahan bakar.
Kemampuan Pertamax Plus ditambah dengan komposisi bahan bakunya yang sudah tidak menggunakan campuran timbal dan metal lainnya membuat emisi gas buang yang dihasilkan oleh kendaraan ramah lingkungan. Pertamax Plus dapat menekan biaya perawatan dan menghemat konsumsi bahan bakar.
Dynamometer
Dynamometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur prestasi atau unjuk kerja sebuah mesin. Menurut cara/ metode pengukurannya, dynamometer dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:
Engine Dynamometer (ED), dan
Chassis Dynamometer (CD). Metode pengukuran dengan dynamometer pada tipe ED, poros output mesin dihubungkan langsung dengan dynamometer, sedangkan untuk tipe CD pengujian dilakukan melalui roda penggerak kendaraan. Selanjutnya dalam waktu yang relatif singkat mesin dihidupkan sampai mencapai kecepatan putar maksimal. Besarnya hasil pengukuran dapat dilihat melalui monitor atau panel analog yang terdapat pada unit display dynamometer.
Gambar 8. Dyno Test
Dynamometer atau Dyno
Test digunakan untuk mengetahui
unjuk kerja dari motor bakar, sehinggga diketahui parameter-parameter yang terjadi akibat pembakaran motor bakar.
Cara kerja dynamometer : mesin yang akan di uji di letakkan sedemikian rupa agar memiliki satu sumbu poros dynamometer.
tertentu yang dihitung dengan tacometer kemudian akan memutar rotor. Dengan adanya transmisi dan kopling di dalam dynamometer, saat kopling dilepaskan maka terjadi gaya pengereman.
Parameter Unjuk Kerja Motor Baik atau tidaknya suatu desain motor dapat dilihat melalui unjuk kerja mesin (performance) yang dihasilkannya. Adapun parameter-parameter dari unjuk kerja tersebut adalah:
1. Torsi (T)
Torsi adalah ukuran kemampuan suatu motor untuk memberikan gaya tangensial yang berguna untuk menghasilkan kerja. Torsi dilambangkan dengan hurtuf T yang mempunyai satuan Lb.ft (british) atau N.m.(SI). Adapun rumusannya adalah sebagai berikut :
T : F . L : m.g.l Dimana
F : Beban pada dynamometer (N) L : Panjang lengan dynamometer
(m) dihasilkan per satuan waktu Merupakan. ukuran kemampuan suatu motor untuk menghasilkan kerja berguna per satuan waklu
yang dinyatakan dalam kiloWatt (kW) dan dirumuskan sebagai
Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific Fuel
Consumption) adalah merupakan
parameter yang biasa digunakan pada motor pembakaran dalam untuk menggambarkan pemakaian bahan bakar. Spesific Fuel
Consumption didefinisikan
sebagai perbandingan antara laju aliran massa bahan bakar terhadap daya yang dihasilkan (output). Dapat pula dikatakan bahwa
Spesific Fuel Consumption SFC)
menyatakan seberapa efisien bahan bakar yang disuplai ke mesin untuk dijadikan daya output. Satuan dalam Sistem Internasional (SI) adalah kg/kWh. SFC disebut Brake Spesific Fuel
Consumption (BSFC) jika
menggunakan brake horse power.
Nilai SFC yang rendah mengindikasikan pemakaian bahan bakar yang irit, oleh sebab itu, nilai SFC yang rendah sangat diinginkan untuk mencapai efisiensi bahan bakar. Brake
Spesific Fuel Consumption
parameter yang tepat untuk membandingkan kinerja mesin.
Besarnya jumlah kilogram bahan bakar yang dibutuhkan mesin setiap jam untuk menghasilkan daya efektif sebesar 1 HP. Pemakaian konsumsi bahan bakar spesifik dapat dirumuskan dengan :
Sfc = mf / P
mf = (b. 3600)/(t.1000) x ňbb
(kg/jam)
dimana :
mf : konsumsi bahan bakar (kg/h)
t : Waktu pemakaian bahan bakar (s)
b : volume buret dalam pengujian (cc)
P : daya (kW)
Ňbb: massa jenis bahan bakar (kg/l)
Emisi Gas Buang
Komponen utama bahan bakar fosil kendaraan bermotor adalah hidrogen (H) dan karbon (C). Pembakarannya akan menghasilkan senyawa HC, CO, karbon dioksida (CO2 ) serta NOx
pada kendaraan berbahan bakar minyak khusunya jenis premium. Dari senyawa-senyawa itu, HC dan CO paling berbahaya bagi kesehatan manusia. Penyebab tingginya HC antara lain karena pengapian tidak tepat, kompresi lemah, maupun kabel busi yang sudah aus. HC terbentuk selama proses pembakaran tidak
sempurna sehingga bahan bakar tidak terbakar habis. Sedangkan kadar CO akan bertambah tinggi jika dalam proses pengapian, komposisi bahan bakar lebih banyak ketimbang udara (O2)
yang diperlukan untuk mengubah CO menjadi (CO2). Akibatnya CO
yang terbuang meningkat. Gas CO dapat menyebabkan radang tenggorokan. Bila kadarnya tinggi, gas CO mampu melumpuhkan sistem pembuluh darah serta meredam kemampuan sel darah merah mengedarkan oksigen keseluruh tubuh.
Gas beracun HC bisa menyebabkan timbulnya penyakit kanker, asma dan sakit kepala.
Menurut badan kesehatan dunia WHO ambang batas kandungan timbal dalam darah sebanyak 20 mikrogram per 100 mililiter darah.
METODOLOGI
Skema Alat Pengujian
Gambar 9. Skema dynamometer/ dyno test
Bagian-bagian utama pada
dynamometer ditunjukkan pada
Gambar 9, yaitu :
(3) Tachometer
(4)Scales
(5) Torque arm (6) Housing (7) Rotor .
Alat - Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah: speda motor kawasaki RR, bahan bakar pertamax plus 95 dan shell super extra 95, dynamometer, gelas ukur (buret), stop watch, gas analizer.
Diagram Alir Penelitian
Gambar 10. Diagram Alir Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dan pembahasan dalam pengolahan data ini meliputi: daya, torsi, pemakaian bahan bakar spesifik, dan analisis gas buang CO dan HC.
Analisa Daya
Tabel 1. Data Hasil Pengujian Daya Terhadap Putaran
Rpm Premium (hp)
Pertamax Plus (hp)
Shell Super Extra R 95 (hp)
4000 5.1 4.4 3.2
4250 6.0 5.0 5.6
4500 6.8 5.4 6.4
4750 7.8 6.0 6.7
5000 8.6 7.2 7.8
5250 9.1 8.2 9.3
5500 10.0 8.6 10.2
5750 10.7 8.2 10.7
6000 11.3 9.9 10.8
6250 11.8 10.7 10.6
6500 12.5 10.6 11.4
6750 13.5 11.0 13.2
7000 14.8 12.0 15.5
7250 16.1 13.3 17.8
7500 17.4 13.8 19.8
7750 18.8 14.7 21.5
8000 20.2 14.1 22.9
8250 20.5 16.7 23.9
8500 20.7 19.2 24.0
8648 20.8 21.1 24.4
8770 20.7 21.6 24.4
8996 20.5 21.7 24.3
9250 19.3 21.1 23.9
9500 19.1 20.5 23.6
9750 17.8 18.6 23.0
10000 17.3 18.6 23.0
Gambar 11. Grafik Hubungan Daya Terhadap Putaran
menghasilkan daya yang maksimal (tertinggi) dibanding penggunaan bahan bakar pertamax plus dan Premium.
Adanya perbedaan daya ini disebabkan karena perbedaan nilai oktan yang terkandung dari masingmasing bahan bakar. Semakin tinggi nilai oktan yang terkandung pada bahan bakar,semakin tinggi pula daya yang dihasilkan bahan bakar tersebut.
1.1. Analisa Torsi
Tabel 2. Data Hasil Pengujian Torsi Terhadap Putaran
Rpm Premium (kg.m)
Pertamax Plus (kg.m)
Shell Super Extra R 95
Gambar 12. Grafik Hubungan TorsiTerhadap Putaran
Gambar 12 menunjukkan penggunaan bahan bakar shell super extra R95 menghasilkan torsi terbesar jika dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar pertamax plus dan premium, perbedaan tersebut disebabkan karena bahan bakar dengan nilai oktan yang tinggi sangat cocok untuk motor dengan perbandingan kompresi yang tinggi. Semakin tinggi nilai oktan yang terkandung dalam bahan bakar, semakin kecil kemungkinan terjadinya detonasi atau knocking.
Analisa Sfc
Gambar 13. Grafik Hubungan Sfc Terhadap Putaran
Gambar 13 menunjukkan bahwa pada putaran tinggi penggunaan bahan bakar bakar shell super extra R95 adalah paling irit (efisien) jika dibandingkan dengan penggunaan pertamax plus dan premium. Karena proses pembakarannya lebih sempurna dan nilai oktannyajuga lebih tinggi.
Analisa Gas Buang CO Tabel 4. Data Hasil Pengujian Gas Buang CO
No. Bahan Bakar Rpm Gas CO
%
1 Premium
4000 0.76
6000 0.82
8000 1.04
2 Pertamax Plus 95
4000 3.05
6000 2.68
8000 2.15
3 Shell Super Extra R 95
4000 1.92
6000 2.11
8000 1.49
Gambar 14 menunjukkan bahwa kandungan gas CO pada penggunaan bahan bakar premium lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar
shell super extra R95 dan pertamax plus. Hal ini disebabkan karena komposisi bahan bakar premium memiliki kandungan timbal yang rendah daripada yang lain yaitu maksimal 0,013 gr/liter.
Gambar 14. Grafik Hubungan Gas Buang CO terhadap Putaran
Analisa Gas Buang HC Tabel 5. Data Hasil Pengujian Gas Buang HC
No. Bahan Bakar Rpm Gas HC (ppm)
1 Premium
4000 4020
6000 3530
8000 2460
2 Pertamax Plus 95
4000 1115
6000 1013
8000 671
3 Shell Super Extra R 95
4000 1807
6000 1503
8000 812
Gambar 15 menunjukkan grafik penggunaan Bahan Bakar shell super extra R95 dan pertamax plus menghasilkan kandungan kadar HC lebih rendah jikadibandingkan dengan penggunaan bahan bakar premium, ini berarti dapat dikatakan karena jumlah kandungan timbal pada bahan bakar premium lebih tinggi.
KESIMPULAN
Hasil penelitian ini dapat disimpul-kan bahwa :
1. Pada mesin mesin putaran tinggi (di atas 8000 rpm) bahan bakar shell super extra R95 menghasilkan daya(24,4 HP), torsi(20,37 kg.m) paling maksimal dan konsumsi bahan bakar (Sfc) irit/rendah (0,053 kg/HP.jam) dibanding pertamax plus dan premium. 2. Kandungan emisi gas buang
pada penggunaan bahan bakar shell super extra R 95 masih terlalu tinggi. Untuk nilai gas CO-nya yaitu l,92 % sedangkan nilai gas HC-nya yaitu 1807 ppm. Bila dibandingkan dengan hasil emisi gas buang pada penggunaan bahan bakar premium, hasil gas CO-nya yaitu 0,76 % dan gas HC-nya yaitu 4020 ppm.
DAFTAR PUSTAKA
Arends, BPM. and Berenschot H., 1980, Motor Bensin, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Arismunandar, W, 1988, Motor
Bakar Torak, Penerbit ITB,
Bandung.
Daiyanto, Drs., 1994, Motor
Bakar Untuk Mobil, Penerbit
Rineka Cipta, Jakarta.
Haryono, G.,1984, Uraian Praktis
Mengenal Motor Bakar,
CV.Aneka Ilmu, Semarang. Matofani, Irfan Yanuar, 2011,
Tugas Akhir, Pengaruh Penggunnan Variasi Merk Busi Terhadap Performance Mesin Pada Motor Suzuki Shogun 125 R 2004 Dengan Menggunakan Bahan Bakar
Biopremium E10, Sekolah
Tinggi Teknologi
Ronggolawe Cepu.
PT.Toyota-Astra Motor, 1995, New Step 1 Training Manual, PT.Toyota-Astra Motor, Jakarta.
