Download - PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA …eprints.ulm.ac.id/593/1/KE-10.pdfPENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI Arijanto1, ... Mesin Honda Verza,

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-10

PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESININJEKSI

Arijanto1, a*, M. Bimo Irfani Usman2

Jl. Delima Raya 150 Depkes Kramat Magelang, IndonesiaJurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro Semaranga [email protected] b [email protected]

telp : +6285741338475

ABSTRAK

Jumlah kendaraan bermotor di Indonesia telah mencapai 100 juta unit dan 85 % di dominasi olehsepeda motor, bertambah 10 juta unit sepeda motor dan 1 juta unit mobil pertahun, peningkatantiap tahun cukup besar Hal ini mengakibatkan polusi udara dan persediaan minyakbumi semakinmenipis sehingga mendorong manusia mencari bahan bakar lain. Berbagai penelitian dilakukanuntuk mencari bahan bakar alternatif selain bahan bakar minyak. Bahan bakar yang sebelumnyatidak diperhitungkan sebagai bahan bakar diuji coba dan dikaji kelayakannya sebagai bahan bakaralternatif.Gas LPG (Liquified Petroleum Gasses) adalah salah satu bahan bakar yang layak digunakansebagai bahan bakar alternatif. LPG adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yangberasal dari gas alam. Komponen utama LPG terdiri dari Hidrokarbon ringan berupa Propana(C3H8) dan Butana (C4H10), serta sejumlah kecil Etana (C2H6) dan Pentana (C5H12). Keuntunganpenggunaan LPG adalah emisi gas buang yang ramah lingkungan. Disamping itu, persediaan gasalam di Indonesia masih cukup banyak bila dibandingkan dengan persediaan minyak bumi, danbahan bakar gas Methan (yang bisa di buat dalam proses industri, sehingga merupakan energiterbarukan) juga akan di uji pada tahap berikutnya,. Pengujian dilakukan pada mesin sepedamotor Verza injeksi, dengan variasi putaran mesin, menggunakan bahan bakar premium dan gasLPG. Pada pengujiaan pengukuran emisi gas buang menggunakan alat Gas Analyzer Stargas mod898 dan pengukuran daya torsi. Dari hasil pengujian pengunaan LPG menurunkan kadar COsebesar 14 % sampai 25 % dan kadar HC sampai 50 %. Blue gaz mengalami penurunan kadar COsebesar 26,16% sampai 80,92 %. Demikian juga setelah dilakukan pengujian torsi pengeremandidapatkan nilai torsi maksimum pertamax sebesar 23,45 N.m dan Gas LPG sebesar 22,8 N.m sertaBlue gas Sebesar 22 N.m. Untuk Nilai daya yang dicapai pada nilai maksimum adalah Sebesar2,65 KW untuk pertamax, 2,55 KW untuk gas LPG, dan 2,45 KW untuk Blue Gas, sehinggaberdasarkan hasil pengujian ini bahan bakar bakar gas dapat digunakan jika minyak bumi habis,dengan harapan pengujian selanjutnya menggunakan motor injeksi akan lebih hemat bahan bakarserta lebih ramah lingkungan.

Kata Kunci : bahan bakar gas, LPG, sepeda motor injeksi.

I PENDAHULUAN

1.1. Latar BelakangPemanasan global dan pencemaran udara

akibat polusi gas buang kendaraan sertaindustry, menjadi momok bagi kehidupanmanusia. Program pemerintah untukmengkonversikan energi dari premium kebahan bakar gas adalah salah satu alternative

untuk mengatasinya. Prediksi bahwa minyakbumi akan segera habis dalam kurun waktu duadasawarsa lagi makin mempersulit keadaan saatini karena kebutuhan BBM yang meningkatsangat tajam yaitu sepeda motor bertambah 8sampai 9 juta unit dan mobil 1,2 juta unitpertahunnya. Disisi lain bahan bakar gas masihcukup berlimpah sehingga penggunaan gasuntuk kendaraan diharapkan dapat berjalan


KE-10

dengan baik dan dalam pelaksanaannya cukupmurah. Perlu dipasang sebuah regulatorconverter agar gas dapat disupply dengansempurna. Penggunaan gas diharapkan mampumenghasilkan daya dan torsi lebih besarsementara konsumsi bahan bakar lebih hematserta gas buang yang dikeluarkan lebih ramahlingkungan, sehingga mengurangi pencemaranlingkungan dan pemanasan global.

1.2. TujuanAdapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh pemakaian gasLPG dan Bluegas sebagai bahan bakarpada sepeda motor injeksi, penelitianini merupakan rangkaian penelitiansebelumnya menggunakan mesinkarburator yang menghasil banyakkelemahan.

2. Mengetahui perubahan daya dan torsiserta gas buang yang dikeluarkanmesin akibat pergantian bahan bakarpremium menjadi gas, sekaligusmengukur konsumsi gas yangdiharapkan lebih hemat pada mesininjeksi

1.3. Keutamaan PenelitianPada penelitian pengunaan bahan bakar gas

untuk mesin sepeda motor injeksi inidiharapkan mampu menaikkan daya dan torsiserta mengurangi dampak gas buang. Untukmendapatkan hasil penelitian yang baikdigunakan alat alat uji yang memadai yaitu

1. Pengujian dilakukan menggunakanmesin sepeda motor injeksi padakondisi standart kemudian di ujiperformasinya dengan BBM selanjutnyadiganti BBG.

2. Memasang pengganti converter sebeluminjeksi ke mesin (selinoid) untukmencari performasi terbaik meliputidaya-torsi dan gas buang yang lebihramah lingkungan serta mengkonsumsi

bahan bakar yang lebih hemat. Karenaharga converter membrane yang cukupmahal sekitar Rp. 6.000.000,-, namunsulit diperoleh.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Industri dan kendaraan bermotor menjadi salahsatu pemicu utama meningkatnya kebutuhanbahan bakar, sekaligus memacu pencemaranlingkungan serta pemanasan global. Kebutuhanakan minyak bumi sekarang ini tidak bisaditawar lagi. Semakin bertambahnya manusiasemakin meningkat pula kebutuhan akansumber daya alam dengan bahan baku dari fosilini, sedangkan ketersediaanya di bumi semakinmenurun. Salah satu jenis hasil tambang yanglazim digunakan masyarakat adalah BBG, yangpada umumnya didominasi gas propana,normal butana, iso butana dan sedikit gaslainnya. Bahan bakar jenis ini sangat diminatimasyarakat karena lebih praktis dan ekonomisjika di bandingkan dengan premium, BBG jugabisa diproses pembuatan nya dalam industrisehingga merupakan bahan bakar yangterbarukan.Program konversi dari premium ke BBG yangdicanangkan pemerintah juga menjadi salahsatu faktor semakin meningkatnya penggunaBBG untuk kendaraan bermotor, mengingatbahwa ketersediaan bahan bakar minyak akansegera habis dalam satu dua dasawarsa.

2.1 Prinsip Kerja

Premium merupakan salah satu hasil daripengolahan minyak bumi. Bahan bakar jenis inimerupakan campuran senyawa hidrokarbon dengansedikit zat lain parafin, naften dan aromatik.Premium mempunyai kisaran titik didih 40-200°C,yang beredar di pasaran didapatkan dari campuranberbagai jenis senyawa yang diolah dengan proses-proses tertentu. Oleh karena itu maka BBM yangkeluar dari kilang minyak tidak bisa langsungdikonsumsi tetapi harus mempunyai karakteristikyang sesuai dengan kondisi operasi mesin. Gambardi bawah ini merupakan rumus molekul keduasenyawa tersebut.


KE-10

Gambar 2.1. Struktur Kimiawi Ikatan Hidrokarbon, Heptana Normal dan Iso-oktana.

Berikut beberapa syarat-syarat bahan bakarpremium, antara lain :1. Karakteristik knocking

Karakteristik mudah sulitnya mesinmengalami suatu knocking ditentukan olehbesarnya bilangan oktan dari bahan bakaryang dipakainya, semakin tinggi bilanganoktan maka mesin lebih sukar untukknocking. Syarat bilangan oktan untukbensin berkisar antara 87 sampai 92. Yangada dipasaran 88 sampai 95.

2. Karakteristik volatility (Penguapan)Menunjukkan mudah sulitnya bensinmenguap, bensin harus cukup mudahmenguap di dalam mesin tetapi tidak bolehterlalu mudah menguap dalam kondisiatmosfer karena bisa menyebabkanterjadinya kebakaran. sifat penguapan ini

akan mempengaruhi starting dan akselerasi.

BBG adalah bahan bakar gas yang memilikikomposisi gas yaitu campuran propane (C3H8),iso-butana dan normal-butana (C4H10). Yangmempunyai titik didih sangat rendah propane –42.1 oC dan butane -6 oC pada tekanan 1 atmsehingga LPG mempunyai titik didih sekitar –30 oC sampai -10 oC tergantung komposisicampurannya. Bahkan selain untuk bahanbakar, BBG juga dapat digunakan untukpengisi mesin pendingin sebagai refrigeranthidrokarbon yang dipakai sebagai penggantiFreon, misalnya produk pertamina bernamaMusicool, Artek, Safe dan lain lain.Mesin uji adalah seperti tampak pada skema dibawah ini:

Gambar 2.2 skema alat uji

Gambar 2.2 skema alat uji

Iso-oktana (2,3,4-trimethyl-pentane


KE-10

Keterangan Gambar:

1. Display Electronic Charging Scale2. Electronic Charging Scale3. Panjang lengan4. Lengan ukur beban5. Gear bekakang6. Rantai penghubung7. Gear depan8. Knalpot9. Mesin uji

10. Blower11. Alat ukur konsumsi udara12. Karburator13. BahanBakar (pertamax/LPG/blue gas)14. Tangki bahan bakar15. Stargas16. Display Pulse Meter17. Display temperature controller

Spesifikasi Mesin uji : Mesin Honda Verza, 150 cc, Injektion, Kompresi Ratio 9,5

4 Takt, SOHC, silinder Tunggal, buatan tahun 2014.

2.2 Persamaan Reaksi PembakaranPembakaran premium dengan asumsi terjadi reaksipembakaran sempurna sebagai berikut

C8H18 + 12,5 O2 + 12,5 (3,76) N2 8CO2 + 9 H2O + 47 N2 + panasReaksi pembakaran teoritis LPG :

(0,30C3 H8 + 0,70 C4H10) + 6,05 O2 + 22,83 N2

® 3,7 CO2 + 4,7 H2O + 22,83 N2

Bila reaksi yang terjadi seperti di atas, maka reaksipembakarannya disebut proses pembakaranstoikiometris, semua atom oksigen bereaksisempurna dengan bahan bakar. Reaksi tersebutsecara teoritis dapat terjadi, namun dalamkenyataannya reaksi yang terjadi tidak hanyamenghasilkan CO2 dan H2O saja. Hasil-hasil reaksilainnya antara lain HC, CO, NH3, NO, NO2, SO2,SO3, H2SO4, OH dan O3. Hasil reaksi tersebutkarena adanya suhu tinggi pada pembakarantersebut. Reaksi-reaksi yang menghasilkan gastersebut menjadikan proses menjadi tidak sempurnasekaligus mengurangi jumlah panas yang diperolehpada proses pembakaran.

3 METODOLOGI PENELITIAN

Langkah-langkah yang dipakai untukmelengkapi penelitian ini adalah :1.Studi LiteraturStudi literatur diperlukan untuk memahamiteori dasar yang berfungsi mendukung

penulisan ini diantaranya tentang motor bakartorak, bahan bakar minyak bumi dan bahanbakar gas. Studi literatur diperoleh dari buku-buku pustaka, karya ilmiah, internet/situs-situsteknik tertentu, katalog, dan jurnal lain yangmendukung.

2.Pengujian dilakukan dilaboratorium TeknikMesin sebagai berikut :

a.Set up alat dilakukan dengan memasangbeberapa alat ukur yang diperlukan padamesin uji.b.Pengujian dan analisa data

Setelah semua komponen yang digunakanberjalan baik maka pengujian dapatdilakukan, dimulai dengan menggunakanbahan bakar premium, di atur pada putaranmesin tertinggi 8000 rpm dihitung berapakebutuhan bahan bakar, kebutuhan udaratanpa beban, kemudian diberi beban untukproses pengereman sehingga putaranmenjadi 7000 rpm, setiap posisi rpmdipertahankan 5 menit untuk mengukurtorsi pengereman, komposisi gas buangdan ratio bahan bakar udara. Seterusnyaditambahkan pemberat sehingga putaranturun menjadi 6000, 5000, 4000, dan 3000rpm. Sedangkan untuk pengujian metal


KE-10

konten-viscositas oli, mesin akandijalankan sekurang2nya 1000 jam.Setelah selesai, digunakan bahan bakar gasuntuk membandingkan nilai nya terhadapbahan bakar premium. Dari hasilpengujian tersebut diharapkan memperolehhasil yang bagus, yaitu kenaikan dayatorsi, gas buang lebih ramah lingkungandan umur mesin lebih panjang.

Gambar 3.1 Mesin uji3.1 Dinamometer

Dinamometer jenis gesekan (sepatu rem),menyerap energi yang dihasilkan mesin melaluisebuah rem cakram yang berputar, penekananpada kampas rem yang dihasilkan akibat bebanpemberat, menyebabkan putaran mesinberkurang, dan dapat ditentukan torsipengereman serta daya pengereman nya.Adapun alat uji yang digunakan dapat dilihatpada gambar

Gambar 3.2 Dinamometer

3.2 Conventer kit

Conventer kit termasuk aksesoris dalamdunia otomoti adalah suatu peralatan yangdigunakan untuk mengkonversi bahan bakarpada suatu mesin pada kendaraan.

Gambar 3.3 Conventer Kit.3.3. SolenoidaSolenoid valve pneumatic adalah katup yangdigerakan oleh energi listrik, mempunyaikumparan sebagai penggeraknya yangberfungsi untuk menggerakan plungeryang dapat digerakan oleh arus AC maupunDC, untuk mengatur masuknya konsumsi gaskedalam ruang bakar.

Gambar 3.4 solenoida

4 HASIL PENGUJIAN

Dari pengujian yang telah dilakukan padamesin sepeda motor injeksi, didapatkan datadata yang berubah terhadap putaran mesin,antara lain torsi pengereman, daya pengereman,konsumsi bahan bakar, komposisi gas buangCO, CO2, O2 dan HC, seperti terlihat padacurve curve dibawah ini


KE-10

Gambar 4.1. Grafik perbandingan Torsi.

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Daya.

Gambar 4.3. Grafik Konsumsi Bahan bakar.

Hasil pengujian torsi dan daya mesin yangsebanding dengan torsi dan daya pengereman,memperlihatkan dua bahan bakar tersebutmenghasil kan nilai yang berbeda 5 %, namunkonsumsi bahan bakar nya lebih hemat LPG 50% sehingga jika di modifikasi, dengan bahanbakar yang sama pasti akan diperoleh torsi dandaya yang jauh lebih besar.Hasil pengujian gas buang dari mesin injeksi,terlihat perubahan komposisi gas disebabkanoleh putaran mesin, karena semakin tinggiputaran mesin bahan yang digunakan semakinbanyak.

Gambar 4.4 Grafik gas CO terhadap putaranmesin

Gambar 4.5 Grafik gas CO2 terhadap putaran

mesin

Gambar 4.6. Perubahan HC dalam gas buang.


KE-10

Gambar 4.7 Grafik gas O2 terhadap putaranmesin

Dari pengujian gas buang juga diperoleh nilaikomposisi gas ramah terhadap lingkungankarena hasil gas CO berkurang sampai 25 %,gas HC berkurang sampai 40 %.

5 KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

1. Gas LPG layak digunakan karena ramahlingkungan, hasil komposisi gas yangdihasilkan terjadi pengurangan gas CO,15 %, gas CO2 , 25 % dan HC 50 %,sekaligus menghasilkan daya torsi yangmemadai.

2. Gas LPG layak digunakan karenamenghemat bahan bakar sampai 50 %.

Saran1. Perlu dilakukan pengujian lanjutan

yaitu penggunaan bahan bakar LPGdengan mesin yang dimodifikasisehingga diperoleh kinnerja yangterbaik.

2. Di lakukan pengujian bahan bakar gasMethana yang memiliki karakter lebihbaik dibanding LPG merupakan energyterbarukan.

DAFTAR PUSTAKA

[1. Khovakh M., “ Motor Vehicle Engines”, 3rd

Edition, Mir Publishers, Moscow, 1989.

[2. Maleev, V.L., “Internal-Combustion Engines”,

McGraw Hill Book Company, Singapore, 1983.

[3. McKetta, John J., “Encyclopedia of Chemical

Processing and Design”, Volume 20, Marcel

Dekker Inc., New York.

[4. PPDN, Direktorat., “Kutipan Spesifikasi Dirjen

Migas; Bahan Bakar Minyak, Bahan Bakar

Khusus, Bahan Bakar Gas Elpiji, dan

Lampiran”, PERTAMINA, Jakarta, 2003.

[5. Pulkrabek, Willard W, “Engineering

Fundamentals Of The Internal Combustion

Engine”, Prentice-Hall International Inc, New

Jersey, 1997.

[6.http://www.beritaiptek.com

[7.http://www.pertamina.com

[8.http://www.wikipedia.org

[9.Wayne C. Edmister & Byung Ik Lee, Applied

Hydrocarbon Thermodynamics, Gulf Publ Co,

Houston, 1983w

Download - PENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA …eprints.ulm.ac.id/593/1/KE-10.pdfPENGGUNAAN GAS SEBAGAI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR BERMESIN INJEKSI Arijanto1, ... Mesin Honda Verza,

Top Related