BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG SUMBER DAYA ALAM

Download Cara injeksi gas ke mesin dapat diadaptasi dari sistem pemasangan NOS. ( Nitero Oxyd System) yang ... 125 cc. 2. Perhitungan tingkat keamana...

0 downloads 362 Views 453KB Size
BAB I  PENDAHULUAN    1.1 LATAR BELAKANG   Sumber  daya  alam  yang  tercipta  di  muka  bumi  di  ciptakan  oleh  tuhan  sebagai  sarana  penunjang  demi  kelangsungan  kehidupan  manusia.oleh  karena  itu  manusia  wajib  memanfaatkan  segala  yang  Tuhan  ciptakan  sebaik  –  baiknya,diantaranya  sejumlah  energi  yang  ada  mulai  dari  air,angin  ,minyak  bumi,gas bumi, dan lain – lain.banyak diantara manusia yang cukup berpuas diri  dengan hanya memanfaatkan  sumber energi minyak bumi sebagai bahan dasar  pembuatan premium yang berfungsi sebagai bahan bakar yang akan menopang  sektor  trasportasi  dan  ekonomi,padahal  kalau  kita  mau  berpiikir  lebih  jauh  lagi  masih  banyak  sumber  –  sumber  energi  yang  masih  bisa  dimanfaatkan  selain  air,ada  gas  ,angin,listrik  dan  lain  –  lain,sebagai  sumber  bahan  bakar  dalam  transportasi  yang  bisa  dikembangkan  belakangan  ini,contohnya  gas  yang  mana  dengan melimpahnya stok gas bumi yang ada sangat mudah dan murah apabila  kita bisa memanfaatkannya.  Dalam  hal  ini  penulis  mencoba  mengkaji  dan  berpikir    untuk  mencoba  memanfaatkan sumber energi gas bumi  sebagai salah satu sumber energi yang  bisa  dimanfaatkan  sebagai    alternatif    bahan  dasar  dalam  sistem  transportasi  kita,atau  sebagai  penolong  di  saat  pasokan  minyak  bumi  yang  sudah  makin 

1   

menipis/hampir habis karena menurut perkiraan akan habis dalam 10 – 15 tahun  kedepan .   Salah satu dasar mengapa penulis mencoba memafaatkan salah satu sumber  energi  gas  yang  ada  dimuka  bumi  ini,  adalah  karena  menipisnya  cadangan  minyak  bumi  sebagai  bahan  dasar  dalam  pembuatan  premium,kami  mencoba  untuk  peka  terhadap  kondisi  disekitar  kita  yang  mana  akhir  –  akhir  ini  sudah  sering kita dengar bahwa pemerintah akan menaikkan harga BBM jenis premium  karena  harga  minyak  dunia/International  Cruch  Petrolium    yang  melonjak  dan  terus  merangkat  naik  dengan  di  picunya  konflik  yang  terjadi  di  Timur  tengah  sehingga  menambah  semakin  tingginya  harga  minyak  dunia.dalam  hal  ini  kami  mencoba  berpikir  solusi  untuk  mensiasati  itu  semua  agar  kelangsungan  perekonomian  masih  bisa  stabil  dan  dapat  bertahan  ditengah  krisis  ekonomi  yang berkepanjangan.    Dalam upaya menekan pelepasan gas metan  dari sampah ke atmostfir yang  dapat menimbulkan efek rumah kaca dan menyumbang pada pemanasan global  maka  dilakukan  serangkaian  penelitian  mulai  dari  penangkapan  gas  metan   hingga pemakaian gas metan untuk keperluan motor bakar dengan konverter kit   sebagai kunci utamanya.  Penelitian ini  idedikasikan untuk mendapatkan seperangkat peralatan yang  digunakan  untuk  mengubah  motor  berbahan  bakar  bensin  menjadi  berbahan  bakar  gas.  Kajian  terhadap  beberapa  kemungkinan  model  penyaluran  bahan 

2   

bakar gas, diaplikasikan dengan tetap mempertahankan pemakaian bahan bakar  bensin  (hybrid).    Luaran  berupa  disain  seperangkat  peralatan  yang  digunakan  untuk  mengubah  motor  perubahan  bakar  bensin  menjadi  berbahan  bakar  gas  berupa  gambar,  spesifikasi  alat  dan  komponennya,  sistem  kerja;  prototip  dan  panduan.  Menurut  perkiraan  Gas  Research  Institute  da  1.400  ‐  2.000  dolar  AS  per  scmf.  Saat  ini  BBG  telah  terbukti  sebagai  pilihan  yang    lebih  baik  di  bidang   transportasi. Data menunjukkan bahwa BBG yang mulai dicoba oleh pemerintah   melalui pertamina pada tahun 1987 memiliki beberapa keuntungan diantaranya  lebih  murah dari BBM, lebih ringan dari udara, usia mesin lebih lama, perawatan  lebih    murah  dan  tidak  mencemari  lingkungan.  Tapi  masalahnya  adalah  perkembangan BBG  di masyarakat sangatlah lambat. Hal ini disebabkan antara  lain karena harga BBG  tidak kompetitif dibanding BBM, harga konversi kit yang  masih  terlalu  mahal,  dan    pemikiran  masyarakat  yang  cenderung  untuk  selalu  menggunakan BBM.   Salah  satu  contoh  pemakaian  bahan  bakar  gas  adalah  pada    Isuzu  yang   memadukan  mesin  diesel  berbahan  bakar  solar  dengan    CNG  (Compressed  Natural    Gas).  Keduanya  langsung  diinjeksikan  ke  ruang    bakar  kemudian  dipampatkan dan terjadi pembakaran. Proses pergantian antara solar  dan CNG  bisa  dilakukan  dengan    memutar  tuas  pengganti.  Cara  kerja  praktis  tersebut  diatur sepenuhnya oleh ECU (14  Juni 2006/ www.beritaatpm.com ). 

3   

Mesin  komersial  berbahan  bakar  gas  atau  setidaknya  hibrid  juga   dikomersialisasikan China Zhejiang Wanhao Machine Science and Technology Co   Ltd.,  yang memasarkan dan mempatenkan power generators dengan daya dari  2.6Hp  hingga 13.5Hp  (HTTP:// www.china‐power‐ generator. com)  Cara  injeksi  gas  ke  mesin  dapat  diadaptasi  dari  sistem  pemasangan  NOS   (Nitero  Oxyd  System)  yang  merupakan  gas  katalis  reaktor  pembakaran  pada  mesin.  Sistem itu antara lain: (1) . Wet system:  Pemasangan diantara manifold  dan  throttle    body.  atau  single  nozzle  di  saluran  intake.  Pemasangan  ini  mencampurkan  gas  dan        bahan  bakar  di  nozzle  sehingga  dinamakan  wet  system. Pemasangan ini relatif paling   simple dan setingan lebih mudah. (2). Dry  system:  Pemasangan  ini  membutuhkan      ekstra  injektor  untuk  bahan  bakar.  Pemasangan nozzle di saluran intake. nitrous akan    bercampur dengan bensin di  extra  injektor  ini,  lalu  kemudian  bercampur  lagi  dengan    injektor  bahan  bakar,  baru masuk ke chamber. Pemasangan dan settingan lebih rumit    karena setting  air‐fuel ratio  lebih susah. Caranya bisa dengan mengakali MAF sensor.Nozzle ini  biasanya diset pada sudut 90 derajad. (3) . Direct port system: Pemasangan yang  langsung  ke  intake  port  mesin.  prinsipnya  mirip  dengan  wet    system.  Cuma  nozzle yang bercampur bahan bakar + gas ini disalurkan secara   mandiri ke ( Achmad  dan Komar,2008).  

1.2 PERUMUSAN MASALAH  Feild project ini merumuskan permasalahan sesuai dengan topik dan fokus,  sebagai berikut : 

4   

1.

Perhitungan  efesiensi  pemakaian  LPG  berdasarkan  jarak  tempuh  pada  sepeda  motor  yang  digunakan  berdasarkan  spesifikasi  motor  bervolume  <  125 cc. 

2.

Perhitungan  tingkat  keamanan  dan  kenyamanan  pada  sepeda  motor  berbahan bakar BBG berdasarkan  survei kuisioner kepuasan pelanggan. 

1.3 BATASAN MASALAH  Adapun batasan masalah pada feild projectI ini adalah sebagai berikut :  1.

Media  penilitian  yang  digunakan  sepeda  motor  berbahan  bakar  premium  dengan  kapasitas  CC  tertentu(  <  125  CC  )  berdasarkan  standart  spesifikasi  dari pabrikan. 

2.

Area  wilayah  penelitian  adalah  pada  tingkat  rasio  pemakaian  bahan  bakar  berdasarkan  jarak  tempuh  sebelum  dan  setelah  diadakan  perubahan  dari  bahan bakar premium menjadi gas. 

1.4 TUJUAN PENELITIAN  Tujuan dari Feild project dengan topik konversi energi dari BBM ke BBG pada  sepeda motor adalah mengidentifikasi tingkat efisiensi bahan bakar berdasarkan  jarak tempuh dengan perbandingan bahan bakar BBM diubah menjadi BBG.  1.5 KEGUNAAN   Manfaat didapat setelah penelitian yang dilakukan :  1.

Pengalaman  penerapan  ilmu  pengetahuan  dan  pengabdian  terhadap  masyarkat  secara  nyata  serta  peningkatan  wawasan  dan  kehidupan  dalam  masyarakat. 

5   

2.

Salah satu umpan balik dalam penerapan ilmu pemodelan sistem dan proses  manufakturing. 

3.

Bahan kajian operasional terhadap kondisi sosial masyarakat.   

1.6 METODOLOGI PENELITIAN  1.6.1 Waktu dan Tempat Penelitian   Waktu  penelitian  dilakukan  pada  05  Mei    ‐  10  Juni  2012  .  Dan  Tempat  Penelitian  selama  perjalanan  dari  dan  pulang  tempat  kerja/Surabaya  –  Lamongan dengan jarak tempuh + 50 km.  1.6.2 Jenis dan Sumber Data  Jenis Data yang diperoleh dari hasil penelitian ini yaitu :  1.6.2.1 Data Kualitatif  Merupakan  data  yang  belum  diolah  dan  pada  umumnya  sulit  diperhitungkan  benar  secara  matematik  karena  datanya  diambil  berdasarkan sample.  1.6.2.2 Data Kuantitatif  Merupakan data  yang telah  diolah dan lebih  berdasarkan pada data  yang  dapat  dihitung  untuk  menghasilkan  penaksiran  yang  pokok.  Sedangkan Sumber‐ sumber datanya yaitu:  1.6.2.2.1. Data Primer yaitu data yang diperoleh dari data penelitian langsung di  lokasi penelitian yaitu dalam perjalanan berangkat dan pulang kerja dari  Surabaya – Lamongan atau sebaliknya.  1.6.2.2.2. Data Sekunder yaitu data primer yang telah diolah. 

6   

BAB II  TINJAUAN PUSTAKA    2.1 TEORI ENERGI  Apa saja yang bisa membuat sesuatu bergerak,memiliki kekuatan,memberi  cahaya  dan  kehidupan  ,itulah  energi.matahari  menjadi  sumber  energi  untuk  bumi ini.energi dari matahari terdapat disegala elemen makhluk hidup,baik yang  sudah mati maupun yang masih hidup.   Dari jaman peradapan manusai telah mengenal api.manusia mendapatkan  api  dari  gesekan  ranting  kayu  dan  memantikkan  batu.  Biasanya  api  dibakar  dengan  bahan  bakar  kayu  dan  arang.api  digunakan  untuk  memasak  dan  menhangatkan  tubuh  dan  juga  tempat  tinggal.  Peradaban  berlanjut  kita  juga  membuat  api  untuk  memasak  dan  menghangatkan  tubuh.api  tidak  lagi  didapat  dari  gesekan  ranting  kayu  maupun  memantikkan  batu  api  kita  ciptakan  lebih  modern. Tak seperti jaman dulu,api dihidupkan dengan membakar kayu, kini api  dapat kita hidupkan dengan sumber energi yang berasal dari fosil bumi seperti:  batubara, minyak bumi dan gas alam. Tiga bahan tersebut adalah   bahan bakar  fosil yang sampai saat  ini kita andalkan sebagai sumber energi.   Tidak  hanya  sebagai  bahan  bakar,minyak  bumi  mempunyai  banyak  kegunaan. Turunan dari minyak bumi misalnya karosene atau minyak tanah bisa  diolah untuk bahan sandang.selain sandang minyak bumi juga bisa diolah sebagai  bahan  dasar  plasik.banyak  macam  barang  yang  bisa  dibuat  dari  plastik,dari 

7   

sekedar  kantong  belanja  sampai  mebel  dan  genteng.  Tidak  ketinggalan  minyak  bumi juga bisa dipakai sebagai bahan untuk cat minyak atau bahkan lipstik.  Tentu saja kita akan membatasi bahasan minyak tanah dan bensin sebagai  bahan  bakar,  karena  itulah  yang  digunakan  oleh  masyarakat  dan  orang  pada  umumnya.  Tidak  heran  ketika  bahan  bakar  minyak  yang  berarti  semua  bahan  bakar  seperti  minyak  tanah,  solar  maupun  bensin  dengan  segala  jenisnya  terdongkrak  harganya.  Banyak  orang  berteriak,  mengeluh  dan  menyodorkan  banyak  alasan  yang  sangat  masuk  akal  supaya  pemerintah  membatalkan  keputusan kenaikan harga.  Namanya juga manusia, suka mengeluh dan menghitung – hitung. Sebuah  rumah  tangga  dengan  2  anak,  1  kendaraan  roda  dua  dan  1  kendaraan  roda  empat  dan  tinggal  di  kota  yang  tidak  macet  dan  aktivitas  rata  –  rata  menghabiskan 400 ribu – 500 ribu per bulan untuk biaya BBM‐nya. Kenaikan 30%  meskipun  cukup  berarti  tidak  akan  terlalu  menganggu  rutinitas  mereka.tetapi  sebuah  warung  nasi  di  skala  mikro  akan  menanggung  beban  yang  cukup  berat  karena  margin  laba  yang  mereka  psatok  cukup  tinggi.  Isu  kenaikan  BBM  juga  membuat  panik,  sampai‐sampai  segala  macam  tanamanyang  tumbuhnya  tidak  dinutrisi  dengan  BBM‐pun  harganya  ikut  terdongkrak  naik,  alasan  paling  masuk  akal yang diajukan adalah biaya transportasi.  Kita  panik  karena  memang  sangat  bergantung  dengan  bahan  bakar  pasokan PERTAMINA ini untuk banyak kegiatan mulai dari memasak, penerangan  PLN  juga  mengunakan  bahan  bakar  dari  fosil,  kegiatan  usaha,  sampai  untuk 

8   

konsumsi  transportasi  pribadi  maupun  umum.  Kita  semua  merasakan  hal  ini,  bukan hanya yang tinggal di indonesia, seluruh duniapun ikut cemas ketika ada  peringaatan bahwa bahan bakar fosil ini bakal lenyap. Ahli satu mengatakan 50  tahun  lagi,  yang  lain  mengatakan  100  tahun  bahan  bakar  fosil  akan  habis.  Meskipun  demikian,  jumlahnya  cukup  terbatas  karena  waktu  pembuatannya  yang  sangat  panjang  dan  susah  dihitung  angkanya.  Bahan  bakar  fosil  tidak  bisa  diperbaharui,  suatu  ketika  akan  segera  habis,  begitulah  faktanya  meskipun  kita  tidak akan tahu kapan  akan terjadinya.  Butuh jutaan tahun untuk  membuatnya  sedangkan semakin hari kita semakin cepat menghabiskannya. Kecepatan untuk  membuat dibanding dengan menghabiskannya sangat tidak seimbang.  Masyarakat  sudah  gerah  dengan  kemungkinan  semakin  tingginya  harga  BBM,  semakin  tergantungnya  indonesia  dengan  harga  minyak  dunia,semakin  banyaknya  adu  argumen  ditingkat  bawah  maupun  pemerintah  tentang  subsidi  BBM.bulan  april  2012  ini  menjadi keresahan  berulang  yang selalu  terjadi  setiap  kali ada rasan – rasan kenaikan harga BBM.  Pemerintah telah menyediakan dana Rp 25 triliun  bantuan langsung yang  bisa  diterimakan  kepada  masyarakat  miskin  untuk  mengurangi  subsidi  BBM  Rp  36  triliun.  Meskipun  hitung  –  hitungan  diatas  kertas  masih  lumayan,  ada  yang  bisa  diirit  barang  Rp  10  triliun,  tetapi  kita  juga  menjadi  ragu  dengan  hitung  –  hitungan  ini,  mempertanyakan  apakah  duit  subsidi  itu  bukan  berasal  dari  duit  pinjaman.  Apakah  bantuan  langsung  sudah  efektif  digunakan,mempertanyakan  pula  dampak  moral  dari  bantuan  langsung,  mempertanyaakan  pula  apakah 

9   

subsidi  itu  ada  karena  perusahaan  yang  tidak  mampu  menekan  biaya  operasional, atau karena keinginan mengerek harga sama dengan harga di dunia  lain.  Seperti  yaang  disampaikan  banyak  pemgamat  ketika  mempertanyakan,  apakah  keadaan  ekonomi  masyarakat  sudah  sama  seperti  negara  lain  sehingga  punya  kemampuan  bayar  yang  sama    dengan  mereka  yang  sudah  waktunya  mengerek harga mendekati harga di negara lain.   Pro  dan  kontra  tampak  ditelevisi,koran,majalah,tabloid  sampai  obrolan  di  warteg – warteg.sementara obrolan berlanjut, harga cabe, telur, minyak dan gula  sudah naik, padahal BBM belum naik. Begitu banyak pro dan kontra bertebaran  yang  mendiskusikan  dengan  semangat  yang  paling  benar,  dengan  demo‐demo  dan  dengan  opini‐opini.  Karena  marak  menyampaikan  pendapat  dan  berdebat  sampai‐sampai  kita  tidak  menyadari  akan  adanya  energi  yang  bisa  kita  bayar  lebih murah (Sunarto dan Pramono, 2012) .   

2.2 KONSEP DASAR  2.2.1 TEKNIK DASAR MESIN BENSIN  Seperti  kita  ketahui  bahwa  suatu  kendaraan  membutuhkan  suatu  tenaga  yang memungkinkan dapat bergerak dan mengatasi keadaan jalan, beban, angin  dan  sebagainya.  Sumber  tenaga  atau  energi  dihasilkan  dari  sebuah  mesin  yang  merubah  tenaga  listrik,  panas,  gerak,  angin  atau  sebagainya  menjadi  tenaga  gerak/mechanical energi. 

10   

Disini  kami  akan  mencoba  menjelaskan  mesin  kendaraan  roda  4,  yang  memperoleh tenaga dari perubahan  energi panas menjadi energi gerak dengan  berbahan bakar bensin/premium yang sekarang masih umum digunakan.  2.2.1.1 Motor Bensin 4 Langkah  Pada motor empat langkah, proses kerja motor diselesaikan dalam empat  langkah  piston.  Torak  bergerak  naik  turun  di  dalam  silinder  dalam  gerakan  reciprocating.  Titik  tertinggi  yang  dicapai  oleh  torak  tersebut  disebut  titik  mati  atas (TMA) dan titik terendah disebut titik mati bawah (TMB). Gerakan dari TMA  ke  TMB  disebut  langkah  torak/stroke.  Pada  motor  4  langkah  mempunyai  4  langkah  dalam  satu  gerakan  yaitu  langkah  penghisapan,  langkah  kompresi  ,  langkah kerja dan langkah pembuangan.  2.2.1.1.1Langkah Hisap  Langkah hisap. Piston bergerak kebawah (gambar 1), katup hisap terbuka  dan  katup  buang  menutup.  Campuran  udara  dan  bahan  bakar  dihisap  masuk  (melalui katup hisap) 

Gambar 1.Langkah Hisap 

11   

 Pada gerak  hisap, campuran udara bensin dihisap ke dalam silinder. Bila jarum  dilepas  dari  sebuah  alat  suntik  dan  plunyernya  ditarik  sedikit  sambil  menutup  bagian ujung yang terbuka dengan jari (alat suntik akan rusak bila plunyer ditarik  dengan tiba‐tiba), dengan membebaskan jari akan menyebabkan udara masuk ke  alat suntik ini dan akan terdengar suara letupan. Hal ini terjadi sebab tekanan di  dalam lebih rendah dari tekanan udara luar. Hal yang sama juga terjadi di mesin,  torak dalam gerakan turun dari TMA ke TMB menyebabkan kehampaan di dalam  silinder,  dengan  demikian  campuran  udara  bensin  dihisap  ke  dalam.  Selama  langkah torak ini, katup hisap akan membuka dan katup buang menutup.  2.2.1.1.2 Langkah Kompresi  Langkah  kompresi.  Piston  bergerak  keatas  kedua  katup  menutup.  Udara  dan bahan bakar dimampatkan. 

Gambar 2. Langkah Kompresi     

12   

Dalam  gerakan  ini  campuran  udara  bensin  yang  di  dalam  silinder  dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA. Kedua katup  hisap  dan  katup  buang  akan  menutup  selama  gerakan  tekanan  dan  suhu  campuran  udara  bensin  menjadi  naik.  Bila  tekanan  campuran  udara  bensin  ini  ditambah lagi, tekanan serta ledakan yang lebih besar lagi dari tenaga yang kuat  ini  akan  mendorong  torak  ke  bawah.  Sekarang  torak  sudah  melakukan  dua  gerakan atau satu putaran, dan poros engkol berputar satu putaran  2.2.1.1.3 Langkah Pembakaran  Langkah  pembakaran.  Sesaat  sebelum  piston  mencapai  puncak  busi  memercikan  bunga  api  dan  membaka  campuran  oksigen  dan  udara.  Tekanan  meningkat  dan  mendorong  piston  kebawah  (kedua  katup  menutup).  Daya  mekanik inilah yang dimanfaatkan untuk menggerakan mesin. 

Gambar 3. Langkah Pembakaran    Dalam gerakan ini, campuran udara bensin yang dihisap telah dibakar dan  menyebabkan  terbakar  dan  menghasilkan  tenaga  yang  mendorong  torak  ke 

13   

bawah meneruskan tenaga penggerak yang nyata. Selama gerak ini katup hisap  dan katup buang masih tertutup. Torak telah melakukan tiga langkah dan poros  engkol berputar satu setengah putaran.  2.2.1.1.4 Langkah Buang    Langkah buang. Setelah piston mencapai akhir dari langkah, katup buang  membuka  piston  bergerak  keatas  mendorong  sisa  pembakaran  keluar  menuju  knalpot. 

  

 

Gambar 4. Langkah Buang    Siklus  ini  terus  berulang  (piston  bergerak  keatas  dan  kebawah).  Gerakan  piston keatas dan kebawah ini dimanfaatkan dengan cara merubahnya menjadi  gerakan memutar dan dihubungkan ke gear box.  Dalam  gerak  ini,  torak  terdorong  ke  bawah,  ke  TMB  dan  naik  kembali  ke  TMA untuk mendorong gas‐gas yang telah terbakar dari silinder. Selama gerak ini  kerja  katup  buang  saja  yang  terbuka.  Bila  torak  mencapai  TMA  sesudah  melakukan  pekerjaan  seperti  di  atas,  torak  akan  kembali  pada  keadaan  untuk 

14   

memulai gerak hisap. Sekarang motor telah melakukan 4 gerakan penuh, hisap‐ kompresi‐kerja‐buang. Poros engkol berputar 2 putaran, dan telah menghasilkan  satu tenaga.   Di dalam mesin sebenarnya, membuka dan menutupnya katup tidak terjadi tepat  pada  TMA  dan  TMB,  tetapi  akan  berlaku  lebih  cepat  atau  lambat,  ini  dimaksudkan untuk lebih efektif lagi untuk aliran gas (Ardianto, 2008).    2.2.1.2  Motor Bensin 2 Langkah 

Pada  motor  dua  langkah  proses  kerja  motornya  untuk  mendapatkan  satu  kali langkah usaha hanya diperlukan dau kali langkah piston. Motor dua langkah  yang  paling  sederhana,  pintu  masuk  atau  lubang  masuk  dan  lubang  buang  terletak  berhadap‐hadapan  yaitu  berada  pada  sisi  bawah  pada  dinding  silinder  motor. Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Piston berada TMB, kedua lubang  (masuk  dan  buang)  sama  sama  terbuka  kemudian  campuran  udara  dan  bahan  bakar  dimasukkan  kedalam  silinder  melalui  lubang  masuk.  Gerakan  piston  dari  TMB  ke  TMA,  maka  lubang  masukakan  tertutup  dan  tertutup  pula  lubang  buang.maka  terjadilah  langkah  kompresi.  Pada  akhir  langkah  kompresi  ini  terjadilah  pembakaran  gas  bahan  bakar.  Dengan  terjadinya  pembakaran  gas  bahan  bakar  maka  dihasilkan  tenaga  pembakaran  yang  mendorong  piston  ke  bawah  dari  TMA  ke  TMB.  Langkah  usaha  terakhir  terjadilah  pembuangan  gas  bekas  begitu  terbuka  lubang  buang.  Sesudah  itu  terbuka  pula  lubang  masuk  sehingga  terjadi  pemasukkan  gas  baru  sekaligus  mendorong  mendorong  gas 

15   

bekas  keluar  melalui  lubang  buang.  Dengan  demikian  pada  motor  dua  langkah  proses  motor  untuk  menghasilkan  satu  kali  langkah  usaha/pembakaran  gas  dalam silinder, hanya diperlukan dua langkah piston . dilihat dari putaran poros  engkolnya diperlukan satu kali putaran poros engkol.  2.2.1.2 Proses pencampuran udara dan  bensin  Bahan  bakar  (bensin)  yang  dimasukan  ke  dalam  ruang  bakar  harus  dalam  kondisi  mudah  terbakar,  agar  dapat  menghasilkan  efesiensi  tenaga  yang  maksimal. Campuran yang belum sempurna akan sulit terbakar, bila tidak dalam  bentuk  gas  yang  homogen.  Bensin  tidak  dapat  terbakar  tanpa  udara,  harus  dicampur  dengan  udara  dalam  takaran  yang  tepat.  Perbandingan  campuran  udara  dan  bensin  sangat  dipengaruhi  oleh  pemakaian  bahan  bakar.  Perbandingan  udara  dan  bahan  bakar  dinyatakan  dalam  bentuk  volume  atau  berat dari bagian udara dan bensin. Bensin harus dapat terbakar seluruhnya agar  menghasilkan  tenaga  yang  besar  pada  mesin  dan  meminimalkan  tingkat  emisi  gas buang.   2.2.1.3 Air Fuel Ratio (AFR)  Air  Fuel  Ratio  adalah  faktor  yang  mempengaruhi  kesempurnaan  proses  pembakaran di dalam ruang bakar. Merupakan komposisi campuran bensin dan  udara  .  Idealnya  AFR  bernilai  14,7  .  Artinya  campuran  terdiri  dari  1  bensin  berbanding 14,7 udara atau disebut dengan istilah Stoichiometry.      

16   

2.2.1.4 Metoda Pencampuran  dengan Karburator  Prinsip  kerja  karburator  sama  dengan  prinsip  kerja  semprotan  serangga,  yaitu ketika udara ditekan, maka cairan yang berada dalam tabung akan terisap  dan  bersama‐sama  dengan  udara  terkarburasi  (tercampur)  keluar  berupa  gas.  Hal  ini  disebabkan  karena  pada  bagian  yang  dipersempit  (venturi)  mempunyai  kecepatan  aliran  udara  yang  tinggi.  Jika  pada  daerah  venturi  dihubungkan  dengan  saluran  bahan  bakar,  maka  bahan  bakar  akan  terhisap  keluar  bersama  dengan udara menjadi gas.  Jumlah  gas  yang  dihisap  oleh  mesin  tergantung  dari  besar  kecilnya  kevakuman  pada  venturi  yang  diatur  oleh  besar  kecilnya  pembukaan  throttle  valve,  juga  ditentukan  oleh  besar  kecilnya  diameter  saluran  dari  ruang  bahan  bakar sampai dengan venturi.   2.2.1.5 Metode Pencampuran  Injeksi  Sejak  Robert  Bosch  berhasil  membuat  pompa  injeksi  pada  motor  diesel  putaran  tinggi  (1922  –1927),  maka  dimulailah  percobaan‐percobaan  untuk  menerapkan  pompa  injeksi  tersebut  pada  motor  bensin.  Pada  mulanya  pompa  injeksi  motor  bensin  dicoba,  bensin  langsung  disemprotkan  ke  ruang  bakar  seperti motor diesel, namun timbul kesulitan saat motor dihidupkan pada kondisi  dingin  karena  bensin  sukar  menguap  pada  suhu  rendah  dan  akibatnya  bensin  akan mengalir keruang poros engkol dan bercampur dengan oli. Untuk mengatasi  hal ini, maka penyemprotan bensin dilakukan pada saluran isap /intake manifold,  hal  ini  pun  bukan  tidak  bermasalah  karena  elemen  pompa  harus  diberi 

17   

pelumasan  sendiri  mengingat  bensin  tidak  dapat  melumasi  elemen  pompa  seperti solar. Para ahli konstruksi terus berusaha merancang suatu sistem injeksi  yang  berbeda  dari  sistem‐sistem  terdahulu  (tanpa  memakai  pompa  injeksi  seperti motor diesel).   Mengingat  keterbatasan  sistem  mekanis  itu,  para  perekayasa  berusaha  menggabungkan  sistem  mekanis  dengan  kontrol  elektronik.  Gunanya  agar  diperoleh  fleksibilitas  yang  lebih  dalam  daerah  operasinya  sehingga  menghasilkan engine dengan kinerja optimum dalam daerah operasi yang lebih  luas.  Karena  merupakan  komponen  penting,  para  pabrikan  membungkusnya  dalam  nama  yang  berbeda  dari  pabrikan  lain.  Toyota  memberi  nama  Electronic  Fuel  Injection  (EFI),  Suzuki  menambahkan  kata  petrol  menjadi  Electronic  Petrol  Fuel  Injection  (EPFI),  Mitsubishi  menamainya  Multi  Point  Fuel  Injection  (MPFI),  Honda  dengan  Programmed  Fuel  Injection  (PGM‐FI),  sedangkan  nama  Bosch  Motro‐nic dipakai oleh BMW dan Peugeot.  2.2.2 Konversi  Bensin KE BBG  Permasalahan umum yang dihadapi dunia pada dewasa ini adalah semakin  menipisnya  cadangan  bahan  bakar  minyak,  disamping  dampak  negatif  yang  ditimbulkan dari penggunaan bahan bakar minyak tersebut.   Fenomena  ini  mendorong  manusia  untuk  berusaha  mencari  bahan  bakar  alternatif yang diharapkan mampu mengatasi kedua permasalahan di atas secara  serentak.  Salah  satu  jenis  bahan  bakar  alternatif  yang  dimungkinkan  untuk 

18   

menggantikan  bahan  bakar  minyak  terutama  yang  digunakan  untuk  kendaraan  bermotor adalah bahan bakar gas (BBG).  BBG  merupakan  gas  alam  dengan  komponen  utamanya  methana,  jenis  bahan bakar ini banyak ditemukan di hampir semua ladang minyak di Indonesia  baik di daratan maupun di lepas pantai.  Bahan  Bakar  Gas  atau  BBG  mulai  diperkenalkan  sebagai  bahan  bakar  kendaraan bermotor di Indonesia pada tahun 1986. Pada tahun 1989 BBG mulai  dipasarkan  secara  komersial  dengan  target  pemasaran  angkutan  publik  seperti  mikrolet,  bis  kota  dan  taksi.  Setelah  berlangsung  kurang  lebih  13  tahun,  pemasaran BBG di Indonesia tidak berkembang sebagaimana diharapkan. Saat ini  BBG  telah  terbukti  sebagai  pilihan  yang  lebih  baik  di  bidang  transportasi.  Data  menunjukkan bahwa BBG yang mulai dicoba oleh pemerintah melalui pertamina  pada  tahun  1987  memiliki  beberapa  keuntungan  diantaranya  lebih  murah  dari  BBM, lebih ringan dari udara, usia mesin lebih lama, perawatan lebih murah dan  tidak  mencemari  lingkungan.  Tapi  masalahnya  adalah  perkembangan  BBG  di  masyarakat  sangatlah  lambat.  Hal  ini  disebabkan  antara  lain  karena  harga  BBG  tidak kompetitif dibanding BBM, harga konversi kit yang masih terlalu mahal, dan  pemikiran masyarakat yang cenderung takut untuk selalu menggunakan BBG.  Tetapi kendala yang dijumpai pada perangkat konversi ini untuk kendaraan  bermotor masih belum memberikan fungsi yang optimal, yaitu motor cenderung  memiliki putaran tinggi pada kondisi idle, selain itu untuk  melakukan  akselerasi 

19   

selalu  akan  terjadi  keterlambatan  dalam  suplai  bahan  bakar  ke  ruang  bakar  sehingga menurunkan kinerja dari motor.   Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Tulus  Burhanudin  Sitoru  yang  mengatakan  bahwa  Alat  konversi  bahwa  kit  konversi  yang  diimpor  oleh  beberapa  penjual  (vendor)  di  Indonesia  masih  memerlukan  beberapa  perbaikan.  Beberapa  penelitian  yang  telah  diadakan  untuk  mencari  penyebabnya,  menyimpulkan  bahwa  masalah  utama  dari  gangguan  ini  adalah  ketidakstabilan  dan  respon  transien  yang  kurang  baik  dari  satu  atau  lebih  mekanisme  pegas  massa  yang  terdiri  dari  restriksi  katup,  pegas,  diafragma,  saluran  orifis,  dan  ruang  dari  regulator tekanan.(Tulus  dan Harmen,2001 )  Untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut  ditambahkan  suatu  perangkat  sistim injeksi BBG yang dikendalikan secara elektronik.  2.2.2.1 Bahan Bakar Gas ( BBG )         Dari  komposisi  ini  terlihat  bahwa  komponen  utama  dari  BBG  adalah  gas  methana.lebih detailnya mengenai beberapa unsur seperti dalam tabel dibawah  ini :              

20   

Tabel 1 : Komposisi BBG  Nama unsur 

Kadar(%) 

Methana (CH4) 

95,03% 

Ethana(C2H6) 

2,23% 

Karbondioksida(C02)

1,75%

Nitrogen(N) 

0,68% 

Propana(C3H8) 

0,29% 

       Berat  jenis  BBG  lebih  kecil  dari  berat  jenis  udara,  sehingga  jika  terjadi  kebocoran  baik  pada  tangki  penyimpan  maupun  saluran  bahan  bakar  akan  segera  naik  ke  atas.  BBG  karena  wujudnya  berupa  gas,  tidak  perlu  diuapkan  terlebih  dahulu  sebagaimana  pada  bahan  bakar  minyak  (gasoline),  sehingga  permasalahan  pada  saat  start  pada  suhu  rendah  dan  emisi  yang  berlebihan  karena  terlalu  kayanya  campuran  bahan  bakar  ‐  udara  pada  saat  start  dapat  diperkecil.   Nilai oktan BBG lebih tinggi dibandingkan gasoline, yaitu antara 120 sampai  130. Dengan tingginya nilai oktan tersebut maka pada rasio kompresi yang lebih  tinggi  tidak  akan  terjadi  knocking  pada  motor.  Keunggulan  BBG  ditinjau  dari  proses  pembakarannya  di  dalam  ruang  bakar  adalah  karena  BBG  memiliki  perbandingan  atom  karbon  terhadap  atom  hidrogen  yang  rendah,  sehingga  pembakaran  menjadi  lebih  sempurna.  Mengingat  BBG  sudah  berada  pada  fase  gas,  maka  dengan  mudah  dapat  bercampur  dengan  udara  dalam  ruang  bakar, 

21   

sehingga  oksigen  dapat  dengan  mudah  bergabung  dengan  karbon  dan  memberikan  reaksi  pembentukan  CO2  bukan  CO.  Disamping  itu  karena  jumlah  atom  karbon  molekul  BBG  lebih  sedikit  dibandingkan  BBM,  maka  CO  yang  terbentuk dari proses pembakaran juga lebih sedikit.  Pada  motor  pembakaran  dalam,  energi  Panas  untuk  kerja  mekanik  dihasilkan  dari  reaksi  kimia  antara  bahan  bakar  dan  oksigen  pada  saat  pembakaran.  Bahan  bakar  yang  digunakan  harus  memenuhi  berbagai  persyaratan  yang  sesuai  dengan  metode  pembentukan  campuran  dan  bagaimana  reaksi  kimia  berlangsung.  Pada  motor  dengan  pembentukan  campuran  Diluar  (karburator)  bahan  bakar  harus  mudah  menguap  dan  dengan  segera  bercampur  dengan  udara  yang  lewat  Venturi.  Pada  pemakaian  bahan  bakar  gas,  fungsi  karburator  sebagai  pengkabut  menjadi  tidak  penting  lagi  mengingat  sudah  berbentuk  gas  dan  mudah  bercampur  dengan  udara.  (BPH  Migas 2007).   Bahan Bakar Gas atau BBG merupakan gas alam yang telah dimampatkan.  Secara  umum  lebih  dari  80%  komponen  gas  bumi  yang  dipakai  sebagai  BBG  merupakan  gas  metana,  10%‐15%  gas  etana,  dan  sisanya  adalah  gas  karbon  dioksida, dan gas‐gas lain. Susunan BBG yang dipakai di Jakarta 93% terdiri dari  gas metana, 3,2% gas etana, dan 3,8% sisanya adalah gas nitrogen, propana, dan  karbon dioksida ( Setiyawan,2000).  Salah  satu  resiko  penggunaan  elpiji  adalah  terjadinya  kebocoran  pada  tabung  atau  instalasi  gas  sehingga  bila  terkena  api  dapat  menyebabkan 

22   

kebakaran.  Pada  awalnya,  gas  elpiji  tidak  berbau,  tapi  bila  demikian  akan  sulit  dideteksi  apabila  terjadi  kebocoran  pada  tabung  gas.  Menyadari  itu  Pertamina  menambahkan gas mercaptan, yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah  itu sangat berguna untuk mendeteksi bila terjadi kebocoran tabung gas. Tekanan  elpiji cukup besar (tekanan uap sekitar 120 psig), sehingga kebocoran elpiji akan  membentuk gas secara cepat dan merubah volumenya menjadi lebih besar. Pada  penelitian  ini  digunakan  beberapa  pengamanan  yaitu  dengan  2  regulator  berpengaman, safety flexible hoss, Tabung standar.  2.2.2.2 Perangkat Konversi BBG   Agar  dapat  menggunakan  BBG  sebagai  bahan  bakar  untuk  kendaraan  bermotor  dibutuhkan  suatu  perangkat  konversi  BBG  yang  disebut  dengan  conversion  kit.  Penggunaan  conversion  kit  didasarkan  pada  tiga  pilihan  sebagai  berikut:   A.Hanya bekerja dengan gas saja   B.Dapat bekerja dengan gas saja atau gasoline saja (dual fuel)   C.Dapat  bekerja  dengan  dua  bahan  bakar  bersama‐sama  (khusus  diesel,  mixed fuel).       

       

 

 

23   

                                                                                    udara    Tangki  BBG   

  Filter Udara   

Tangki Bensin 

       Karburator  

Filter 

    Intake Manifold        Ruang Bakar   

Gambar  5  Skema Sistim Perangkat Konversi Bahan Bakar Ganda    Cara kerja : Mixer yang dipasang didepan throtlte memasok BBG ke dalam  aliran udara yang masuk ke dalam silinder dan bereaksi terhadap tekanan dalam  manifold untuk menakar jumlah bahan bakar yang disuplai ke motor. Pemilihan  mixer didasarkan pada kapasitas udara yang dibutuhkan oleh motor. Jika terlalu  kecil  maka  daya  maksimum  motor  tidak  akan  tercapai,  sedangkan  jika  terlalu  besar  maka  unjuk  kerja  motor  pada  putaran  rendah  akan  turun  secara  drastis  bahkan motor sulit untuk dihidupkan.  Katup  penutup  aliran  bensin  (pada  sistim  dual  fuel)  digerakkan  oleh  solenoid  dari  saklar  pemilih  bahan  bakar  yang  terpasang  pada  kendaraan  bermotor. Ketika BBG dipilih sebagai bahan bakar, katup ini akan menutup aliran  bensin ke silinder.  

24   

Untuk BBG regulator terdiri dari dua buah regulator yang terpisah, dimana  regulator pertama mengurangi tekanan dari tangki gas sampai 100 psi kemudian  regulator  kedua  mengurangi  tekanan  sampai  beberapa  inci  kolom  air  guna  mendorong bahan bakar melalui mixer dan bercampur dengan aliran udara.  2.2.2.3 Sistem Kit Konversi/Karburator  Sistem  kerja  kit  konversi  adalah  sebagai  berikut:  Bahan  bakar  gas  dimasukkan ke tabung BBG melalui kerangan pengisian BBG pada tekanan tinggi  melalui  pipa  tekanan  tinggi,  kemudian  gas  disalurkan  ke  mesin.  Tekanan  gas  diturunkan ke atmosfir oleh penurun tekanan. Kemudian dicampur dengan udara  oleh  pencampur  udara  dan  gas  dan  selanjutnya  masuk  ke  ruang  bakar  untuk  dibakar. Kendaraan bermotor dapat dioperasikan memakai bahan bakar gas atau  bensin.  Pengaturan  operasinya  diatur  oleh  kran  manual  yang  menutup  atau  membuka kerangan otomatis dan untuk gas atau bensin. Banyaknya volume gas  yang tersimpan di tangki dapat dilihat di manometer.   Dalam  pemakaian  BBG  untuk  kendaraan  tidak  ada  perubahan‐perubahan  pada mesin kendaraan, yang ada hanya penambahan peralatan kit konversi. Bila  prosedur pemasangan dan pemeliharaan alat ini dilaksanakan dengan baik maka  penggunaannya akan aman. ( Purnomo, 2006)   Banyaknya  volume  gas  yang  tersimpan  di  tangki  dapat  dilihat  di  manometer  .  Dalam  pemakaian  BBG  untuk  kendaraan  tidak  ada  perubahan‐ perubahan  pada  mesin  kendaraan,  yang  ada  hanya  penambahan  peralatan  kit  konversi.  Bila  prosedur  pemasangan  dan  pemeliharaan  alat  ini  dilaksanakan 

25   

dengan baik maka penggunaannya akan aman. , (Burhanuddin, 2002). Sedangkan  pada  mobil  volvo  digunakan  dua  bahan  bakar  yaitu  gas  dan  gasoline.  Menggunakan converter kits terdiri dari tabung gas, perpipaan, sakalr pemindah,  relay, kran pemindah, regulator tekanan rendah micro processor. dll.(Hammond  dan Johnston, 1996.)  Terdapat 2 Teknik dalam penggunaan Gas sebagai BBG:               A.  Gas dihisap dengan menggunakan efek vacuum pada pada ruang bakar               B.  Gas di inject kedalam ruang bakar ( Sistem Injeksi )               C.  Gas dihisap dengan menggunakan efek vacuum pada ruang bakar  Peralatan  kit  konversi  terdiri  dari  tabung  BBG  tekanan  tinggi  (sekitar  200  bar), regulator gas, mixer, pipa, switch BBG/BBM dan pressure gauge.                   

 

Gambar 6  Berikut adalah skema dari Kit Konversi untuk BBG   

26   

Sistem Kerja Kit Konversi Adalah Sebagai Berikut:  Bahan  bakar  gas  LPG  yang  berada  dalam  tabung  bertekanan  tinggi  (1)  dikeluarkan  dengan  menurunkan  tekanannya  menggunakan  regulator  LPG  tekanan tinggi (2) dan kembali diturunkan tekanannya sesuai dengan kebutuhan  konsumsi  bahan  bakar  dengan  menggunakan  regulator  asetelin  (3).  Gas  yang  sudah diturunkan tekanannya dialirkan melalui katup . Kevakuman yang terjadi di  ruang  bakar  yang  diakibatkan  oleh  langkah  isap  piston  dari  TMA  ke  TMB  mengakibatkan  pegas  kran  mimbran  tertarik  dan  membuka  aliran  gas  dan  gas  akan  mengalir  ke  kran  pembagi  (5)  untuk  kemudian  dialirkan  ke  main  jet  dan  pilot jet di dalam pencampur (mixer) (6). Udara yang masuk karena kevakuman  dalam  ruang  bakar  akan  bercampur  dengan  gas  LPG  dan  kemudian  masuk  ke  dalam ruang bakar mesin satu silinder empat langkah (7).  Dalam  pemakaian  BBG  untuk  kendaraan  tidak  ada  perubahan‐perubahan  pada mesin kendaraan, yang ada hanya penambahan peralatan kit konversi. Bila  prosedur pemasangan dan pemeliharaan alat ini dilaksanakan dengan baik maka  penggunaannya akan aman.  Namun  penggunaannya  masih  terbatas  karena  adanya  kendala  terhadap  performa  dari  motor,  yaitu  terlalu  tingginya  putaran  pada  kondisi  idle  dan  rendahnya akselerasi jika dibandingkan dengan motor yang menggunakan bahan  bakar  bensin.  Salah  satu  penyebab  dari  tingginya  putaran  idle  adalah  terlalu  sedikitnya  bahan  bakar  gas  yang  masuk  ke  intake  manifold  dan  specific  gravity  dari  bahan  bakar  gas  (0.562  kg/m3)  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  bahan 

27   

bakar  bensin,  hal  ini  berakibat  kondisi  idle  dimana  katup  gas  hanya  terbuka  sedikit,  udara  yang  masuk  bersama‐sama  dengan  bahan  bakar  gas  tidak  dapat  melakukan  pembakaran  secara  sempurna.  Salah  satu  cara  untuk  memecahkan  permasalahannya  adalah  dengan  memberikan  suplai  BBG  melalui  sistim  injeksi  yang  dikontrol  secara  elektronik  baik  pada  kondisi  idle  maupun  pada  saat  akselesari.  2.2.2.3.1 Gas di inject kedalam ruang bakar ( Sistem Injeksi )  Sistim  ini  digunakan  untuk  mengatasi  permasalahan  pada  saat  idle  dan  akselerasi  pada  motor  berbahan  bakar  gas.  Secara  skematik  prinsip  dari  sistim  perangkat  konversi  dual  fuel  dengan  tembahan  sistim  injeksi  tersebut  pada  gambar  dibawah. 

 

Gambar 7  Skema Sistim Perangkat Konversi Dual Fuel dengan Sistim Injeksi 

28   

 

Gambar 8  Blok Diagram Sistem Injeksi    Pengaturan jumlah bahan bakar yang harus diinjeksikan ke intake manifold  dikendalikan  oleh  perangkat  elektronik  yang  disebut  Electronic  Controll  Module  (ECM).  ECM  berfungsi  untuk  mengendalikan  laju  aliran  BBG  yang  diinjeksikan  dengan menganalisa percepatan dan besarnya bukaan katup gas (throttle) untuk  kondisi idle dan akselerasi. Pada saat idle tersebut ECM akan memberikan suplai  tegangan  ke  solenoid  valve  untuk  menginjeksikan  sejumlah  BBG  agar  tercapai  putaran  idle  800  rpm  (setting  awal).  Sedangkan  pada  kondisi  akselerasi  dimana  dibutuhkan bukaan katup gas lebih cepat, maka sensor yang terdapat pada ECM  akan  menerima  perubahan  posisi  throttle  gas  dan  mengolahnya  untuk  selanjutnya memberikan sinyal keluaran ke solenoid valve dari injector. 

29   

 

Gambar 9  Skema instalasi  dual sistem, BBG dan BBM pada kendaraan   

2.2.2.4 Definisi Karburator/Konventer kit   Sebuah  universitas  terkemuka  di  kota  Yogyakarta  mengembangkan  prototipe  karburator/konverter  yang  bisa  mengubah  tenaga  gas  menjadi  pengganti  premium  atau  bensin  untuk  menjalankan  mobil.Pengembangan  prototipe karburator/konverter itu telah mulai dikembangkan sejak 2009.  Salah  satu  karburator/konverter  itu  dipasang  di  mobil  penelitian  gas  Universitas  Gadjah Mada (UGM).  Menurut pakar,cara kerja dari karburator/konverter pada mobil penelitian  gas UGM itu cukup sederhana. Berawal dari tabung gas bertekanan 200 bar yang  diletakkan di jok belakang mobil. Selanjutnya, gas tersebut disalurkan ke bagian  mesin  di  depan.  Melalui  kran  karburator/konverter  yang  ada,  tekanan  bisa  diturunkan  menjadi  2‐3  bar,  sebelum  akhirnya  masuk  ke  bagian  injeksi  gas  dan  manipol.Ia mengatakan prinsip kerja konverter itu sederhana karena tenaga gas 

30