BABI
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tugas Akhir Konversi Energi
Banyak usaha telah dilakukan untuk mendapatkan performa me sin yang
lcbih baik serta emisi gas buang yang ramah tcrhadap lingkungan. Salah satu
usaha untuk mewujudkannya adalah dengan mengembangkan kualitas bahan
bakar yang handal. Perkembangan kualitas bahan bakar saat ini dipengaruhi oleh
kemajuan teknologi pengolahan dan permesinan, serta perkembangan yang
berkenaan dengan kendala lingkungan hidup.
Permasalahan lingkungan berkenaan dengan gas buangan dan pembatasan
penggunaan senyawa timbal akilat seperti timbal tetraetil (TEL) dan timbal tetra
metil (TML) sebagai aditif peningkat angka oktana bensin dasar. Sebagai
pengganti senyawa timbal akilat saat ini berkembang penggunaan senyawa
organik beroksigen (oksigenat) seperti alkohol dan eter sebagai komponen
pengungkit angka oktana.
Ide penulisan tugas akhir ini berawal dari masalah meningkatkan performa
mesin dan masalah pencemaran udara yang bersumber dari kendaran bermotor.
Salah satu upaya untuk memperbaiki unjuk kerja mesin dan mengurangi emisi gas
buang yaitu dengan modifikasi bahan bakar. Pemakaian bahan bakar dengan
mencampur (blending) dengan zat aditif pengungkit angka oktan bahan bakar
(octane Booster) telah banyak dilakukan di kalangan masyarakat, dimana ada
peningkatan kualitas bahan bakar bensin dasar.
Pendalluluan I-I
Tugas Akhir Konversi Energi
Namun demikian banyak pengungkit angka oktana bahan bakar yang dijual di
pasaran Indonesia mengandung unsur timbal, yang membahayakan lingkungan
hidup. Indonesia membatasi kadar timbal maksimal adalah 0,70 gil untuk bensin
dasar. Dengan dasar tersebut, pada tahun 2003 Pertamina mengeluarkan suatu
produk bahan bakar beroktan tinggi tanpa kandungan timbal, dengan komposisi
oksigenat dari golongan eter, yaitu methyl tersier buthyl eter (MTBE)
didalamnya. Produk yang dipasarkan dengan label Pertamax (RON92) dan
Pertamax plus (RON95)1.
Dari penelitian terdahulu didapat salah satu usaha untuk mengurangi
jumlah polutan yang keluar dari kendaraan bermotor 4-langkah, yaitu dengan
mencampurkan bensin dasar dengan zat aditif beroksigenat dari golongan alkohol
(MeOH dan EtOH).
Penelitian yang dilakukan oleh E.M. Goodger tahun 1975 dengan
kompresi rasio tetap pada mobil 4 langkah dan menggunakan bahan bakar
EI0 dan E85 menghasilkan peningkatan angka oktan dan penurunan emisi
gas buang antara lain CO, CO2, dan HC.
Penelitan yang dilakukan Ir. Djainuddin Semar tahun 1989 mengenai
pengaruh MTBE dan TEL terhadap sifat Fisika-Kimia bensin dasar
menyatakan bahwa penambahan persentase MTBE didalam bensin dasar
akan meningkatkan pula angka oktananya dan penggunaan bahan kimia
MTBE akan mempengaruhi sifat fi~ika dan kimia bemin tersebut.
I Surat Keputusan Dirjen Minyak dan Gas Bumi NO.940/34/DJM.O/2002
Pendahuluan 1-2
TugasAkhir Konversi Energi
Penelitan yang dilakukan E. Jasjfi dan Bustani Mustafa tahun 1988
mengenai pengaruh komposisi hidrokarbon bensin terhadap efek
peningkatan angka oktana menyatakan bahwa kepekaan bensin terhadap
pengaruh MTBE ternyata lebih tinggi bila kandungan karbon jenuhnya
lebih tinggi pula.
Penelitian yang pernah dilakukan di Laboratorium Motor Bakar Teknik
Mesin FTI- ITS oleh Dody Kurniawan, ST tahun 2002 dengan komposisi
30% ethanol, kompresi rasio tetap dan waktu pengapian 12 BTDC
menghasilkan penurunan emisi gas buang terutama CO turun 50,11 % dan
HC turun 23,18% sedangkan daya mesin mengalami kenaikan 0,99%.
Dari penelitian yang dilakukan di laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin
FTI-ITS oleh Tri Muhtarudin, ST tahun 2002 menyatakan bahwa kenaikan
kompresi rasio optimum pada Cr8,69:1 pada motor Suzuki RC 80 cc
standar (Cr 7,2:1) menyebabkan kenaikan daya sebesar 4,0699%, sfc turun
3,644%, effisiensi thermis naik 4,58%, CO naik 5,56% dan HC naik
1,652%.
Dari penelitian yang dilakukan di laboratorium Motor Bakar Teknik Mesin
FTI-ITS oleh Achmad Wahyudi, ST dengan komposisi campuran bahan
bakar Ethanol 30 % dan Premium 70% (E30) dengan waktu pengapian
tetap 12 BTDC didapatkan hasil yang optimum pada perbandingan
kompresi 9,9:1 dan apabila dibandingkan dengan kondisi standar berbahan
Pendahuluan 1-3
TugasAkhir Konversi Energi
Oleh karena itu, untuk mengembangkan penelitian terdahulu maka
dilakukan penelitian untuk mendapatkan performa mesin yang lebih baik lagi
dilakukan dengan membandingkan dua bahan bakar beroksigenat dengan RON95,
yaitu Gasohol95 dengan komposisi pengungkit angka oktana dari senyawa
organik alkohol, yaitu ethyl alcohol 20% (EtOH) dibandingkan dengan produk
Pertamina, Pertamax plus dengan komposisi dari senyawa organik eter, 11 % vol
MTBE (Methyl Tersier Buthyl Eter) sebagai pengungkit angka oktana dari bensin
dasar (RON 88). Penelitian dilakukan dengan menggunakan variasi kompresi
rasio yang berbeda dengan membandingkan dua bahan bakar beroksigen RON 95.
1.2 Permasalahan
Adapun masalah yang akan diteliti yaitu bagaimana pengaruh komparasi
kinerja dua bahan bakar RON95 dengan oksigenat octane booster yang berbeda,
yaitu Gasohol95 (Ethyl alcohol20% - Premium 80%) dan Pertamax plus (MTBE
11 %) dengan variasi kompresi rasio terhadap daya, bahan bakar spesifik,
effisiensi thermis serta emisi gas buang yang dihasilkan.
Pendahuluan 1-4
1.3. Batasan Masalah
Tugas Akhir Konversi Energi
Dalam penulisan ini, permasalahan yang akan dibahas dibatasi dengan
batasan-batasan sebagai berikut:
1. Pengujian dilakukan pada rnesin Toyota type 4K 1290 CC, 4-langkah
ernpat silinder dengan sistern pendinginan udara dan air, dengan
waktu pengapian tetap 8 BTDC. Pengujian dilaksanakan dengan Test
bench dynamometer.
2. Bahan bakar yang digunakan untuk pengujian adalah Gasoho195
(Ethanol 20%-Prernium 80%) dan Pertamax plus. Kedua bahan bakar
ini memiliki angka oktana riset 95.
3. Kompresi rasio yang akan diamati adalah 9.0:1, 9.20:1, 9.50:1, dan
9.73 diharapkan mampu mewakili untuk variasi kompresi rasio yang
tinggi.
4. Setiap pengambilan data digunakan busi standar ND W 16EX-U
5. Putaran mesin yang dianalisa adalah 1000 sampai 3000 rpm. Data
diambil setiap kenaikan 500 rpm.
6. Unjuk keIja mesin yang diamati meliputi parameter-parameter berikut:
Putaran Mesin.
Torsi.
Komposisi gas buang berupa HC dan co.
Konsumsi bahan bakar.
Pendaltuluall 1-5
Tugas Akhir Konversi Energi
1.4. Tujuan Penulisan
1.4.1 Tujuan Umum
Adapun tujuan umum dari penulisan ini adalah untuk memenuhi
persyaratan dalarn memperoleh gelar sarjana Teknik dari Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya, selain itu untuk melatih pola pikir mahasiswa
dalam melakukan studi penelitian dengan cara yang benar, sehingga diharapkan
dapat bermanfaat bagi lingkungan kerja dimasa mendatang.
1.4.2 Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus dari penulisan ini adalah sebagai berikut:
Mahasiwa dapat mengetahui bagaimana pengaruh komparasi
kinerja dua bahan bakar beroktan 95, Gasohol95 (Ethanol 20%-
Premium 80%) dan Pertarnax plus dengan variasi kompresi rasio
terhadap daya yang dihasilkan.
Mahasiwa dapat mengetahui bagaimana pengaruh komparasi
kinerja dua bahan bakar beroktan 95, Gasohol95 (Ethanol 20%-
Premium 80%) dan Pertarnax plus dengan variasi kompresi
terhadap konsumsi bahan bakar spesifik yang dihasilkan.
Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana pengaruh komparasi
kinerja dua bahan bakar beroktan 95, Gasohol95 (Ethanol 20%-
Premium 80%) dan Pertarnax plus dengan variasi kompresi
terhadap emisi gas buang yang dihasilkan.
Pendahuluan 1-6
Tugas Akhir Konversi Energi
1.5. Manfaat Hasil Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain:
1. Bagi Dunia Ilmu Pengetahuan
Dapat memberikan informasi bagi perkembangan penelitian di bidang
teknologi otomotif dan bahan bakar mengenai bensin beroktan 95 mana
yang paling baik digunakan pada motor 4-langkah dan pada variasi
kompresi berapa bahan bakar terse but lebih optimal dipakai.
2. Bagi Dunia Industri
Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberikan dampak pemanfaatan
oksigenat sebagai aditif pada bahan bakar secara lebih meluas.
3. Bagi Masyarakat
Memberikan altematif penggunaan bahan bakar altematif. Selain itu
membantu pemerintah dalam program langit biru dengan mengurangi
polusi udara dari gas hasil pembakaran.
Pendahuluan 1-7
Tugas Akhir Konversi Energi
1.6. Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini dapat disusun sebagai berikut:
BABI : PENDAHULUAN.
Bab 1m berisi tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, serta sistematika
penulisan.
BABII : TEORI DASAR.
Bab ini berisi tentang parameter performa mesin, emisi gas buang
motor bensin 4-langkah dan komposisi bahan bakar uji.
BAB III : MET ODE PENELITIAN.
Bab ini berisi tentang metode dan langkah penelitian, alat
pengujian dan cara pengujian.
BAB IV : PERHITUNGAN DAN ANALISA.
Bab ini berisi tentang contoh perhitungan dari data-data yang
telah diperoleh dari hasil pengujian, dan menganalisanya untuk
mengetahui persentase performa dua bahan bakar uji dengan
berbagai variasi kompresi rasio.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisi ten tang kesimpulan dari analisa pengaruh
pengguanaaan dua bahan bakar uji dengan variasi kompresi rasio
terhadap unjuk kerja motor berupa daya, bsfc, effisiensi thermal
dan emisi gas buang.
Pendalruluan 1-8