UJI PERFORMA DAN UJI EMISI GAS BUANG MESIN SEPEDA MOTOR BERBAHAN BAKAR BIOETHANOL DARI TETES TEBU

Nama                         : Mochammad Saifudin

NIM                             : 14050754042

Program Studi         : S1 Teknik Mesin

Jurusan                      : Teknik Mesin

Fakultas                     : Teknik

Nama Lembaga      : Universitas Negeri Surabaya

Pembimbing             : Prof. Dr. Ir. I Wayan Susila, M.T.

Peningkatan jumlah kendaraan bermotor mengakibatkan peningkatan penggunaan bensin sebagai salah satu produk turunan dari minyak bumi. Jumlahnya yang terbatas di alam dan dapat  menimbulkan pencemaran udara, membuat pemakaian bahan bakar minyak bumi perlu dikurangi. Bioethanol sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui, sangat diperlukan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa dan emisi gas buang mesin sepeda motor berbahan bakar campuran antara premium dengan bioethanol dari tetes tebu. Selain itu bertujuan untuk mengetahui pengaruh perubahan  waktu pengapian pada campuran bioethanol tertinggi berdasarkan performa dan emisi gas buang mesin. Kadar bioethanol dari tetes tebu ditingkatkan kadarnya terlebih dahulu dengan menggunakan batu kapur.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, dimana sepeda motor Yamaha Jupiter Z 110 cc tahun 2009 diuji dengan menggunakan bahan bakar campuran antara premium dengan bioethanol (E0, E5, E10, E15, dan E20). Pada E20 dilakukan dua pengujian, yaitu pengujian dengan sudut pengapain 10º sebelum TMA (standar) dan 12,5º sebelum TMA (E20-T). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performa mesin, yang meliputi torsi, daya efektif, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi termal, dan tekanan efektif rata-rata. Pengujian performa ini dilakukan pada putaran mesin 3000 rpm sampai 9000 rpm dengan interval 500 rpm dan berpedoman pada standar SAE J1349. Selain itu, dilakukan juga pengujian emisi gas buang mesin untuk mengetahui kandungan emisi gas CO dan HC dari setiap bahan bakar pada kodisi idle (1500 rpm).

Pada hasil penelitian ini diketahui bahwa biopremium tetes tebu  lebih baik dari pada premium murni (E0) dari segi performa mesin dan emisi gas buang. Performa mesin terbaik diperoleh saat menggunakan bahan bakar E15. Hal ini ditunjukkan dengan daya efektif yang diperoleh sebesar 7,706 PS pada 8000 rpm, torsi sebesar 7,723 Nm pada 6000 rpm, konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,076 kg/PS.jam pada 5500 rpm, efisiensi termal sebesar 0,870% pada 5500 rpm, dan tekanan efektif rata-rata sebesar 2,219 kg/cm² pada 5500 rpm. Perfoma mesin mengalami peningkatan saat menggunakan bahan bakar E20 dengan sudut pengapian 12,5º sebelum TMA (E20-T), dengan daya efektif yang diperoleh sebesar 7,740 PS pada 8000 rpm, torsi sebesar 7,860 Nm pada 5500 rpm, konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,074 kg/PS.jam pada 5500 rpm, efisiensi termal sebesar 0,899% pada 5000 rpm, dan tekanan efektif rata-rata sebesar 2,275 kg/cm² pada 6000 rpm. Pada pengujian emisi gas buang, diketahui bahwa penggunaan bioethanol tetes tebu sebagai campuran bahan bakar sepeda motor dapat meningkatakan emisi gas HC pada kondisi idle seiring dengan bertambahnya campuran bioethanol. Selain itu, juga dapat menurunkan emisi gas CO pada kondisi idle. Secara keseluruhan emisi gas HC dan gas CO yang dihasilkan biopremium tetes tebu masih di bawah ambang batas Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.5 Tahun 2006 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor. 

Kata kunci:         Mesin 4 langkah, Bioethanol tetes tebu, Waktu pengapian, Performa mesin, Emisi gas  buang

PERFORMANCE TEST AND EXHAUST EMISSION TEST OF MOTORCYCLE ENGINES FUELED BIOETHANOL FROM MOLASSES

Name                     : Mochammad Saifudin

NIM                       : 14050754042

Study Program    : Bachelor Degree of Mechanical Engineering

Department           : Mechanical Engineering

Faculty                  : Engineering

Institution             : State University of Surabaya

Advisor                 : Prof. Dr. Ir. I Wayan Susila, M.T.

The increasing number of motorized vehicles has resulted in an increase in the use of gasoline as one of the derivative products from petroleum. The amount is limited in nature and can cause air pollution, making the use of petroleum fuels need to be reduced. Bioethanol as an alternative fuel that is environmentally friendly and can be renewed, is needed to overcome these problems. This study aims to determine the performance and exhaust emissions of motorcycle engines with a mixture of premium and bioethanol from molasses. Besides that it aims to determine the effect of changes in ignition timing on the highest bioethanol mixture based on performance and engine exhaust emissions. Levels of bioethanol from molasses are increased first by using limestone.

This study uses the experimental method, where Yamaha Jupiter Z 110 cc motorbikes in 2009 were tested using a mixture of premium fuels with bioethanol (E0, E5, E10, E15, and E20). At E20 two tests were carried out, namely testing with the application time of 10º before TDC (standard) and 12.5º before TDC (E20-T). This test is conducted to determine engine performance, which includes torque, effective power, specific fuel consumption, thermal efficiency, and average effective pressure. This performance testing is performed at engine rpm 3000 rpm to 9000 rpm at 500 rpm intervals and is guided by the SAE J1349 standard. In addition, testing of engine exhaust emissions is carried out to determine the content of CO and HC gas emissions from each fuel at idle conditions (1500 rpm).

In the results of this study, it is known that molasses biopremium is better than pure premium (E0) in terms of engine performance and exhaust emissions. The best engine performance is obtained when using E15 fuel. This is indicated by the effective power obtained at 7.706 PS at 8000 rpm, torque of 7.723 Nm at 6000 rpm, specific fuel consumption of 0.076 kg/PS.hours at 5500 rpm, thermal efficiency of 0.870% at 5500 rpm, and effective pressure an average of 2.219 kg/cm² at 5500 rpm. The engine performance has increased when using E20 fuel with an ignition time of 12.5º before TDC (E20-T), with effective power obtained at 7.740 PS at 8000 rpm, torque of 7.860 Nm at 5500 rpm, specific fuel consumption of 0.074 kg/PS.hours at 5500 rpm, thermal efficiency of 0.899% at 5000 rpm, and effective pressure on average of 2.275 kg/cm² at 6000 rpm. In testing exhaust emissions, it is known that the use of bioethanol drops of sugar cane as a mixture of motorcycle fuel can increase HC gas emissions in idle conditions along with the increase in bioethanol mixture. In addition, it can also reduce CO gas emissions in idle conditions. Overall HC gas emissions and CO gas produced by molasses biopremium are still below the threshold of the Minister of Environment Regulation No.5 of 2006 concerning Motor Vehicle Exhaust Emissions Threshold.

Keywords: 4-Strokes engine, Molasses bioethanol, Ignition timing, Machine Performance, Exhaust Emissions

UJI PERFORMA DAN UJI EMISI GAS BUANG MESIN SEPEDA MOTOR BERBAHAN BAKAR BIOETHANOL DARI TETES TEBU

Nama                         : Mochammad Saifudin

NIM                             : 14050754042

Program Studi         : S1 Teknik Mesin

Jurusan                      : Teknik Mesin

Fakultas                     : Teknik

Nama Lembaga      : Universitas Negeri Surabaya

Pembimbing             : Prof. Dr. Ir. I Wayan Susila, M.T.

Peningkatan jumlah kendaraan bermotor mengakibatkan peningkatan penggunaan bensin sebagai salah satu produk turunan dari minyak bumi. Jumlahnya yang terbatas di alam dan dapat  menimbulkan pencemaran udara, membuat pemakaian bahan bakar minyak bumi perlu dikurangi. Bioethanol sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui, sangat diperlukan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa dan emisi gas buang mesin sepeda motor berbahan bakar campuran antara premium dengan bioethanol dari tetes tebu. Selain itu bertujuan untuk mengetahui pengaruh perubahan  waktu pengapian pada campuran bioethanol tertinggi berdasarkan performa dan emisi gas buang mesin. Kadar bioethanol dari tetes tebu ditingkatkan kadarnya terlebih dahulu dengan menggunakan batu kapur.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, dimana sepeda motor Yamaha Jupiter Z 110 cc tahun 2009 diuji dengan menggunakan bahan bakar campuran antara premium dengan bioethanol (E0, E5, E10, E15, dan E20). Pada E20 dilakukan dua pengujian, yaitu pengujian dengan sudut pengapain 10º sebelum TMA (standar) dan 12,5º sebelum TMA (E20-T). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performa mesin, yang meliputi torsi, daya efektif, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi termal, dan tekanan efektif rata-rata. Pengujian performa ini dilakukan pada putaran mesin 3000 rpm sampai 9000 rpm dengan interval 500 rpm dan berpedoman pada standar SAE J1349. Selain itu, dilakukan juga pengujian emisi gas buang mesin untuk mengetahui kandungan emisi gas CO dan HC dari setiap bahan bakar pada kodisi idle (1500 rpm).

Pada hasil penelitian ini diketahui bahwa biopremium tetes tebu  lebih baik dari pada premium murni (E0) dari segi performa mesin dan emisi gas buang. Performa mesin terbaik diperoleh saat menggunakan bahan bakar E15. Hal ini ditunjukkan dengan daya efektif yang diperoleh sebesar 7,706 PS pada 8000 rpm, torsi sebesar 7,723 Nm pada 6000 rpm, konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,076 kg/PS.jam pada 5500 rpm, efisiensi termal sebesar 0,870% pada 5500 rpm, dan tekanan efektif rata-rata sebesar 2,219 kg/cm² pada 5500 rpm. Perfoma mesin mengalami peningkatan saat menggunakan bahan bakar E20 dengan sudut pengapian 12,5º sebelum TMA (E20-T), dengan daya efektif yang diperoleh sebesar 7,740 PS pada 8000 rpm, torsi sebesar 7,860 Nm pada 5500 rpm, konsumsi bahan bakar spesifik sebesar 0,074 kg/PS.jam pada 5500 rpm, efisiensi termal sebesar 0,899% pada 5000 rpm, dan tekanan efektif rata-rata sebesar 2,275 kg/cm² pada 6000 rpm. Pada pengujian emisi gas buang, diketahui bahwa penggunaan bioethanol tetes tebu sebagai campuran bahan bakar sepeda motor dapat meningkatakan emisi gas HC pada kondisi idle seiring dengan bertambahnya campuran bioethanol. Selain itu, juga dapat menurunkan emisi gas CO pada kondisi idle. Secara keseluruhan emisi gas HC dan gas CO yang dihasilkan biopremium tetes tebu masih di bawah ambang batas Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No.5 Tahun 2006 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor. 

Kata kunci:         Mesin 4 langkah, Bioethanol tetes tebu, Waktu pengapian, Performa mesin, Emisi gas  buang

PERFORMANCE TEST AND EXHAUST EMISSION TEST OF MOTORCYCLE ENGINES FUELED BIOETHANOL FROM MOLASSES

Name                     : Mochammad Saifudin

NIM                       : 14050754042

Study Program    : Bachelor Degree of Mechanical Engineering

Department           : Mechanical Engineering

Faculty                  : Engineering

Institution             : State University of Surabaya

Advisor                 : Prof. Dr. Ir. I Wayan Susila, M.T.

The increasing number of motorized vehicles has resulted in an increase in the use of gasoline as one of the derivative products from petroleum. The amount is limited in nature and can cause air pollution, making the use of petroleum fuels need to be reduced. Bioethanol as an alternative fuel that is environmentally friendly and can be renewed, is needed to overcome these problems. This study aims to determine the performance and exhaust emissions of motorcycle engines with a mixture of premium and bioethanol from molasses. Besides that it aims to determine the effect of changes in ignition timing on the highest bioethanol mixture based on performance and engine exhaust emissions. Levels of bioethanol from molasses are increased first by using limestone.

This study uses the experimental method, where Yamaha Jupiter Z 110 cc motorbikes in 2009 were tested using a mixture of premium fuels with bioethanol (E0, E5, E10, E15, and E20). At E20 two tests were carried out, namely testing with the application time of 10º before TDC (standard) and 12.5º before TDC (E20-T). This test is conducted to determine engine performance, which includes torque, effective power, specific fuel consumption, thermal efficiency, and average effective pressure. This performance testing is performed at engine rpm 3000 rpm to 9000 rpm at 500 rpm intervals and is guided by the SAE J1349 standard. In addition, testing of engine exhaust emissions is carried out to determine the content of CO and HC gas emissions from each fuel at idle conditions (1500 rpm).

In the results of this study, it is known that molasses biopremium is better than pure premium (E0) in terms of engine performance and exhaust emissions. The best engine performance is obtained when using E15 fuel. This is indicated by the effective power obtained at 7.706 PS at 8000 rpm, torque of 7.723 Nm at 6000 rpm, specific fuel consumption of 0.076 kg/PS.hours at 5500 rpm, thermal efficiency of 0.870% at 5500 rpm, and effective pressure an average of 2.219 kg/cm² at 5500 rpm. The engine performance has increased when using E20 fuel with an ignition time of 12.5º before TDC (E20-T), with effective power obtained at 7.740 PS at 8000 rpm, torque of 7.860 Nm at 5500 rpm, specific fuel consumption of 0.074 kg/PS.hours at 5500 rpm, thermal efficiency of 0.899% at 5000 rpm, and effective pressure on average of 2.275 kg/cm² at 6000 rpm. In testing exhaust emissions, it is known that the use of bioethanol drops of sugar cane as a mixture of motorcycle fuel can increase HC gas emissions in idle conditions along with the increase in bioethanol mixture. In addition, it can also reduce CO gas emissions in idle conditions. Overall HC gas emissions and CO gas produced by molasses biopremium are still below the threshold of the Minister of Environment Regulation No.5 of 2006 concerning Motor Vehicle Exhaust Emissions Threshold.

Keywords: 4-Strokes engine, Molasses bioethanol, Ignition timing, Machine Performance, Exhaust Emissions