BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Setiap dari kita, entah kalangan bawah, menengah

ataupun atas, semuanya pasti mengenal zat cair yang bernama

bensin. Suatu zat cair yang serupa dengan air namun memiliki

bau yang lebih lengur dan lebih mudah terbakar.

Dewasa ini, penggunaan Bahan Bakar Minyak atau BBM

merupakan suatu hal yang sangat esensial di dalam

kelangsungan hidup dan rumah tangga. Hampir barang-barang

bermotor semuanya memerlukan Bahan Bakar Minyak.

Kendaraan contohnya. Dari pesawat terbang hingga sepeda

motor semuanya membutuhkan Bahan Bakar Minyak. Lampu

temaram, kompor gas, dan perkakas lainnya pun membutuhkan

Bahan Bakar Minyak. Bahan Bakar Minyak merupakan hal yang

sangat penting di era globalisasi ini. Tanpa Bahan Bakar Minyak,

motor tak akan bisa bergerak, stagnan, diam di tempat.

Peran Bahan Bakar Minyak pada kegiatan Industri

Indonesia sangat penting, semua sepeda motor membutuhkan

Bahan Bakar Minyak untuk beroperasi, hingga akhirnya hal

tersebut menuntun para produsen Bahan Bakar untuk bersaing.

Dapat kita lihat di lapangan, terdapat berbagai macam

jenis dan tipe bahan bakar, sebagai contohnya bensin. Kita

seringkali menjumpai beberapa Stasiun Pengisian Bahan Bakar

Umum dengan merk yang berbeda-beda, misalnya Pertamina,

Shell, dan lain-lain. Setiap produsen bahan bakar memiliki

kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang

memiliki rantai C5 hingga C10. Kadarnya bervariasi, tergantung

komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan.

1

Bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus

diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder

mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses

pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui berbagai

tahapan. Pembakaran bensin yang diinginkan adalah yang

menghasilkan dorongan yang mulus terhadap penurunan piston.

Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah

energi yang ditransfer ke piston menjadi maksimum. Ketepatan

waktu pembakaran tergantung dari jenis rantai hidrokarbon yang

selanjutnya akan menentukan kualitas bensin.

Bensin terdiri dari dua komponen utama, yaitu n-heptana

(C7H16) dan iso-oktana (C8H18). Kualitas bensin dapat ditentukan

dari banyaknya kandungan iso-oktana atau yang disebut juga

dengan nilai bilangan oktan. Semakin tinggi bilangan oktannya,

semakin efisien proses pembakaran bensin tersebut. Sedangkan

kapur barus, sebagian besar terdiri dari naftalena (C10H8). Zat ini,

selain digunakan dalam pembuatan kapur barus juga merupakan

pemerkaya bensin. Sehingga, kemungkinan besar dapat

meningkatkan bilangan oktan bensin. Pada sepeda motor 2 tak,

pembakaran bahan bakarnya lebih banyak daripada sepeda

motor 4 tak. Oleh karena itu, konsumsi bensin pada sepeda

motor 2 tak lebih besar atau bisa dibilang lebih boros daripada

sepeda motor 4 tak.

Beragamnya jenis produsen bahan bakar minyak di

Indonesia menyebabkan timbulnya persaingan dagang

antarindustri yang semakin sengit. Hal ini menyebabkan

timbulnya rumor di masyarakat tentang keunggulan dan

kelemahan pada masing-masing produk. Semakin lama,

paradigma pada masyarakat semakin subyektif. Maka dari itu,

kami memutuskan untuk meneliti dan membandingkan efisiensi

pembakaran dari masing-masing produk agar masyarakat dapat

2

mengetahui bahan bakar mana yang lebih efisien dibanding

bahan bakar yang lain.

Suatu hal penting yang menyangkut tentang efektifitas

pembakaran bensin adalah bilangan oktan, yaitu ukuran dari

kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu

terbakar dalam mesin. Nilai bilangan oktan 0 ditetapkan untuk n-

heptana yang mudah terbakar, dan nilai 100 untuk isooktana

yang tidak mudah terbakar.

Menyadari hal tersebut, Karya Ilmiah Remaja ini dibuat.

Mudah-mudahan Karya Ilmiah ini bermanfaat, berguna untuk

berbagai lapisan masyarakat di Indonesia, melahirkan suatu

kepastian, bahan bakar minyak yang mana yang lebih efisien

pembakarannya.

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana efisiensi pembakaran bahan bakar minyak

Pertamina-Pertamax Plus dan Shell-Super Ekstra?

2. Bagaimana selisih nilai ekonomis antara Pertamina-

Pertamax Plus dan Shell-Super Ekstra?

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk memenuhi hal-hal sebagai

berikut:

1. Untuk mengetahui efisiensi pembakaran bahan

bakar minyak Pertamina-Pertamax Plus dan Shell-

Super Ekstra.

2. Untuk membandingkan keekonomisan antara dua

bahan bakar yang berbeda, yaitu Pertamina-

Pertamax Plus dan Shell-Super Ekstra.

3. Untuk merubah pandangan masyarakat yang masih

subyektif tentang efisiensi pembakaran beberapa

produk bahan bakar minyak di Indonesia.

3

1.4. Manfaat Penelitian

1. Masyarakat dapat membandingkan kelebihan dan

kekurangan kedua produk bahan bakar minyak, dalam

hal ini Pertamina-Pertamax Plus dan Shell-Super Ekstra

dari segi kualitas dan keekonomisan.

2. Masyarakat dapat mengetahui dan memilih diantara

keduanya, mana yang lebih bermanfaat untuk

dikonsumsi sehari-hari.

3. Memberikan wawasan atau informasi yang objektif

tentang efisiensi pembakaran beberapa bahan bakar

minyak kepada masyarakat.

4

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1. Perbandingan Proses Pembakaran

Antarbensin

Muhammad Fuad, ST., (2009) menyatakan bahwa: “Bensin

beroktan tinggi bila dipakai pada mesin rasio kompresi rendah (<

8-9) tidak akan menambah daya atau tenaga mesin kendaraan.

Justru pada kasus-kasus tertentu dapat menyebabkan penurunan

kinerja mesin pada saat akselerasi (misalnya, percepatan pada

saat menyusul kendaraan atau menyalib).

Tenaga atau daya mesin kendaraan bertambah besar

seiring dengan semakin tingginya rasio kompresi mesin. Dan

mesin rasio kompresi tinggi hanya dapat bekerja secara optimal

dan menghasilkan daya yang besar bila memakai bensin

beroktan tinggi. Kalau memakai bensin beroktan rendah (contoh:

premium), akan terjadi proses pembakaran tidak normal dan

ketukan, lebih jauh kinerja mesin akan menurun. Bensin

beroktan tinggi tidak identik dengan proses pembakaran yang

sempurna di dalam mesin. Untuk mesin kendaraan dengan rasio

kompresi tinggi, bisa jadi berpengaruh. Tetapi untuk mesin rasio

kompresi, tidak ada pengaruhnya. Selain rasio kompresi,

perbandingan bahan bakar dan udara sifat penguapan

(volatilitas), menentukan bagus tidaknya suatu proses

pembakaran di dalam mesin.

2.2. Bilangan Oktan

Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa

besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar

secara spontan. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin

5

(dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume

yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang

dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara

dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan

api dari busi keluar. Jika campuran gas ini terbakar karena

tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi),

maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin.

Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga

sebisa mungkin harus kita hindari.

Drs. Nana Sutresna Apt, (2000:68) menyatakan bahwa:

“Bilangan oktan ialah suatu angka yang menunjukkan besarnya

persentase isooktana atau 2,2,4 trimetil pentana yang ada dalam

campuran antara isooktana dan n-heptana pada kondisi uji baku

standar pada bahan bakar. Jadi, bila suatu jenis bensin memiliki

bilangan oktan 75% ini berarti menunjukkan gejala sama pada

pembakaran campuran antara 25% isooktana dan 20% n-

heptana.”

Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh

molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi

paling bagus. Oktana dapat dikompres sampai volume kecil

tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi

pada heptana, misalnya yang dapat terbakar spontan meskipun

baru ditekan sedikit.

Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut

terdiri dari 87% oktana dan 13% heptana (atau campuran

molekul lainnya). Bensin ini akan terbakar secara spontan pada

angka tingkat kompresi tertentu yang diberikan, sehingga hanya

diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang memiliki rasio

kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.

Umumnya, skala oktan di dunia adalah research octan

number (RON). RON ditentukan dengan mengisi bahan bakar ke

6

dalam mesin uji dengan rasio kompresi variable dengan kondisi

yang teratur.

Beberapa angka oktan untuk bahan bakar:

1. 87, untuk bensin standar di Amerika Serikat.

2. 88, bensin tanpa timbal, Premium.

3. 92, untuk bensin standar di Eropa, Pertamax.

4. 94, untuk premix-TT.

5. 98, untuk Pertamax Plus.

Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat

aditif pada bensin. Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb

(C2H5)4) pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin

tersebut, sehingga bensin murah dapat digunakan dan aman

untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. untuk mengubah

Plumbum dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang

mengandung TEL dibutuhkan etylenbromida (C2H5Br). Celakanya,

lapisan tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan

makhluk hidup, termasuk manusia. Di negara-negara maju,

timbal sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran

bensin.

Etanol yang berbilangan oktan 123, juga digunakan

sebagai campuran. Etanol lebih unggul dari TEL dan methyl

tertiary butyl ether karena tidak mencemari udara dengan

timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari proses fermentasi

tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya

cukup melimpah. Etanol semakin sering digunakan sebagai

komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin

meningkat.

Manfaat dari tingginya nilai oktan:

1. Mengurangi ketukan atau getaran (Knocking) pada

mesin kendaraan. Ketukan merupakan gejala terjadinya

kenaikan tekanan yang serta merta atau mendadak

dalam silinder disebabkan terjadinya pembakaran

7

gasoline dengan tidka sempurna dan berlangsung

sekejap, sehingga menimbulkan letupan atau ketukan

bertekanan tinggi.

Makin tinggi bilangan oktan, makin sedikit ketukannya.

Artinya, makin bagus. (angka oktan n-heptana=0 dan

isooktana=100). Jadi, ketukan letupan ini dipengaruhi

oleh sifat bensin. Hidrokarbon yang bercabang memiliki

daya ketup rendah atau sedikit ketukannya.

2. Meningkatkan efisiensi pembakaran sehingga

menghasilkan energi yang besar. Karena letupan yang

dijumpai dalam mesin yang menggunakan bensin

dengan n-heptana tinggi menunjukkan bahwa

pembakaran berlangsung terlalu cepat sehingga daya

yang dihasilkan tidak dapat dimanfaatkan oleh silinder,

sementara hal ini tidak dijumpai pada bensin yang

mengandung benzene dan paraffin bercabang (misal:

isooktana 2,2,4 trimetil pentana).

2.3. Pembakaran pada Sepeda Motor

LA de Brujin dan L. Muilwijk (1986:14) menyatakan bahwa:

“pada motor bensin dan gas, pembakaran berlangsung dengan

perantaraan cetus api antar electrode busi yang menyalakan

tetes halus bensin dan gas bensin (hasil dari pencampuran

bensin dengan udara). Campuran ini dikompresikan dan

dinyalakan dengan cetus api, kemudian terbakar dengan

ledakan. Di kala ekspansi gas diperoleh kerja mekanik.”

Proses kerja ini disebut proses-Otto, sesuai nama

perencana Otto. Silinder bakar (seperti pada gambar di bawah

ini) terdiri atas kepala silinder, ruang, akar, torak, batang

penggerak, dan poros engkol.

8

Tahapan proses-Otto pada silinder baka:

1. Mengisi silinder dengan campuran udara dan bahan

bakar.

2. Pembakaran bahan bakar.

3. Ekspansi gas pembakaran

4. Membuang gas bekas.

2.4. Kerja mesin 4 langkah

Mesin 4 langkah adalah jenis motor bakar yang setiap 4

langkah torak menghasilkan satu kali langkah usah atau terjadi

satu kali pembakaran bahan bakar. Setiap satu kali langkah

torak, terjadi pada setengah putaran poros engkol, jadi 4 kali

langkah torak berarti 2 putaran poros engkol. Keempat langkah

motor bahan bakar empat langkah itu terdiri atas langkah isap,

kompresi, kerja (ekspansi), dan buang.

9

1. Langkah isap. Pada langkah ini, katup isap

terbuka. Torak bergerak ke bawah.

Gerakan tersebut menciptakan tekanan

sanga rendah di dalam silinder. Karena itu,

campuran bahan bakar udara terisap dan

masuk melalui katup masuk. Ketika torak

hampir mencapai TMB (titik mati bawah),

silinder sudah berisi campuran murni.

Dengan masuknya campuran ini, silinder

mencoba menyesuaikan tekanannya dengan tekanan

atmosfer. Presentase udara atmosfer yang

masuk ini bergantung pada ukuran

volumetric yang disebut efisiensi

volumetric.

2. Langkah kompresi. Setelah torak

meyelesaikan langkah isap, katup

menutup. Torak bergerak kembali ke TMA

(titik mati atas). Dengan kedua katup isap

dan buang tertutup, gerakan torak ke atas

menyebabkan campuran udara yang berada di dalam

silinder dikompresi sehingga gas-gas di dalam silinder

meningkat mencapai ratusan derajat. Proses ini dikenal

sebagai pemanasan adiabatic.

3. Langkah kerja (ekspansi). Beberapa derajat

sebelum mencapai TMA, peranti perapian

menyalakan busi. Api dari busi tersebut

membakar campuran udara bahan bakar.

Selama percikan itu, panas ledakan

menyebabkan campuran mengembang,

tekanan volume dan tekanan gas memuai

dan makin tinggi. Selanjutnya proses yang

10

menghasilkan gerakan itu disalurkan torak ke kruk as

melalui stang torak.

4. Langkah pembuangan. Setelah torak

mencapai TMB, katup buang membuka.

Torak memulai langkah ke atasnya,

memompa sisa-sisa gas pembakaran

melalui katup buang. Ketika torak hampir

mencapai TMA katup isap membuka dan

bersiap untuk memulai siklus berikutnya.

11

BAB III

METODE PENELITIAN DAN CARA KERJA

3.1. Waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan selama dua hari, yaitu pada 22

Februari 2010 dan 10 Maret 2010. Penelitian ini kami lakukan di

rumah Bapak Nur Sapi’I Chandra, yang bertempat di Jalan Ahmad

Yani Gang Wisma Nomor 5 Sidoarjo.

3.2. Alat dan Bahan

Alat

1. Botol plastik bekas (@500 mL)

2. Gelas Ukur

3. Selang yang berdiameter sama dengan katup masuk pada

karburator

4. Kawat

5. Obeng

6. Tang

7. Selotip

8. Stopwatch

Bahan

1. Bensin merek Shell Super Extra

2. Bensin merek Pertamina Pertamax Plus

3. 3. Langkah Kerja

1. Menyiapkan semua alat dan bahan.

2. Melubangi tutup botol plastik bekas sebesar selang

karburator agar dapat disisipi selang.

3. Memasang selang pada tutup botol plastik bekas yang

sudah dilubangi.

12

4. Melubangi dasar botol plastik bekas sebesar lidi untuk

memberikan sirkulasi udara dalam tabung.

5. Melepaskan beberapa sekrup yang menempel pada casing

sepeda motor sehingga terlihat tabung karburatornya.

6. Melepas selang udara dan selang bensin (dari tangki

bensin) yang terhubung ke karburator.

7. Memasang rangkaian tabung yang sudah selesai pada

karburator, menghubungkan selang dari wadah bensin ke

karburator.

8. Memasukkan bensin Shell Super Extra ke dalam tabung

sampel-sampel berikut di bawah ini secara bergiliran

(sampel pertama terlebih dahulu, setelah percobaan

selesai)

a. Sampel A, yaitu ¼ liter bensin Shell Super Extra

b. Sampel B, yaitu ¼ liter bensin Pertamina Pertamax

Plus

9. Menghidupkan mesin sepeda motor, dan memacu sepeda

motor sampai kecepatan 40 km/jam.

10. Memacu sepeda motor dengan kecepatan konstan 40

km/jam sampai sepeda motor berhenti karena bensin habis

(mogok), sambil menyalakan stopwatch.

11. Mencatat waktu yang diperlukan sampai bensin habis

dari masing-masing sampel.

3.4. Rencana Analisa

Metode penghitungan nilai ekonomis dilakukan dengan

cara menghitung selisih dari biaya yang dikeluarkan untuk tiap

km jarak yang ditempuh. Yang dirumuskan sebagai berikut:

NE=(Biaya sampel BJarak sampel B )−( Biayasampel AJarak sampel A )

13

Keterangan: Biaya sampel A : Total biaya dari

sampel A (Rp)

Biaya sampel B : Total biaya dari sampel B

(Rp)

Jarak sampel A : Jarak tempuh dari sampel A

(km)

Jarak sampel B : Jarak tempuh dari sampel B

(km)

NE : Nilai ekonomis (Rp/km)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

Dari hasil penelitian yang telah kami lakukan pada tanggal

22 Februari 2010 dan 10 Maret 2010 di Lingkar Timur Sidoarjo,

kami memperoleh data sebagai berikut:

No

.

Sampel Bahan Bakar (250

ml)

Kecepatan rata-

rata

Waktu

1. A (Shell Super Ekstra) 40 km/jam 28 menit 40

detik

2. B (Pertamina Pertamax

Plus)

40 km/jam 30 menit 28

detik

4.2. Pembahasan Penelitian

4.2.1. Efisiensi Pembakaran

1. Sampel A (Bahan Bakar Minyak Shell Super Ekstra)

Harga per liter : Rp 7.300,00

Harga ¼ liter = 14

x Rp 7.300,00

14

= Rp 1.825,00

Kecepatan : +40 km/h

Waktu : 28 menit 40 detik = 1720 detik

Jarak yangditempuh=kecepatan(ms )×waktu ( s)

¿11 ,11ms×1.720 s

¿19111,11m

¿19,11km

2. Sampel B (Bahan Bakar Minyak Pertamina Pertamax Plus)

Harga per liter : Rp 7.400,00

Harga ¼ liter = 14

x Rp 7.400,00

= Rp 1.850,00

Kecepatan : +40 km/h

Waktu : 30 menit 28 detik = 1828 detik

Jarak yangditempuh=kecepatan(ms )×waktu ( s)

¿11 ,11ms×1.828 s

¿20311,11m

¿20,31km

4.2 Nilai Ekonomis

Berdasarkan data yang kami dapatkan dari penelitian,

berikut ini akan kami sajikan penghitungan nilai ekonomis:

Sampel A (Bahan Bakar Minyak Shell Super Ekstra)

Total biaya : 14

x Rp 7.300,00 = Rp 1.825,00

Jarak tempuh : 19,1 kilometer

Sampel B (Bahan Bakar Minyak Pertamina)

Total biaya : 14

x Rp 7.400,00 = Rp 1.850,00

Jarak tempuh : 20,3 kilometer

15

Biaya yangdiperlukan A=Biaya sampel A

Jarak tempuhsampel A

¿ Rp1.8250,0019,1km

¿95,55 rupiahkm

Biaya yangdiperlukanB=Biaya sampel B

Jarak tempuhsampel B

¿ Rp1.850,0020,3 km

¿91,13 rupiahkm

16

NE=(Biaya sampel AJarak sampel A )– ( Biayasampel BJarak sampel B )NE=(185020,3 )−(182519,1 )NE=( 37047,5−35335387,73 )NE=( 1712,5387,73 )NE = 4,417

17

BAB IV

PENUTUP

5. 1. Kesimpulan

1. Meninjau dari lama waktu dan jarak yang dapat

ditempuh dengan seperempat liter bahan bakar

minyak, bahan bakar minyak “Pertamina Pertamax

Plus” memiliki efisiensi pembakaran yang lebih baik

dibandingkan dengan bahan bakar minyak “Shell

Super Extra”

2. Selisih nilai ekonomisnya sebesar 4,417, meskipun

tidak terlalu tinggi, bahan bakar minyak pertamina

pertamax plus lebih ekonomis dibandingkan dengan

bahan bakar minyak shell super extra

5. 2. Saran

1. Untuk peneliti berikutnya bisa melanjutkan penelitian

ini dengan kendaraan lain seperti sepeda motor 2

langkah atau dengan mobil berbahan bakar bensin.

Selain itu, bahan bakar minyak yang diuji juga dapat

diganti dengan merek bahan bakar lain

2. Penelitian tentang nilai ekonomis kami sarankan

untuk diteliti lebih lanjut, karena kami hanya

membatasi pada konsumsi BBM

3. Sebaiknya karya ilmiah ini disosialisasikan kepada

berbagai lapisan masyarakat, agar masyarakat dapat

mengetahui fakta yang sebenarnya.

18