Bab 4

Data dan Analisis Hasil Pengujian

Pembahasan terhadap data hasil pengujian didasarkan pada hasil pengujian

sifat bahan bakar yang dalam pelaksanaannya dilakukan di PetroLab Service,

Rawamangun, oleh staf ahli dari pihak PetroLab Service. Hasil pengujian bahan

bakar tersebut antara lain sebagai berikut :

Tabel 4.1 Spesifikasi Teknis Bahan Bakar

Sifat bahan bakar B00 B05 B20

Density (kg/m3) 832,5 822,3 828,6

Viskositas (cSt) 2,08 2,16 2,46

Bilangan Setana 43,6 48,8 50,8

LHV (MJ/kg) 42,61 40,80 38,36

Gliserin Total - 0.014 0.044

Penyampaian analisis dalam laporan ini disusun dengan membandingkan

pencapaian dari tiap parameter prestasi dan emisi biodiesel terhadap solar, yang

kemudian dilanjutkan dengan membandingkan pencapaian parameter-parameter

tersebut antara biodiesel dengan penambahan MAZ 400 terhadap biodiesel tanpa

aditif.

4.1 Prestasi Mesin

Prestasi mesin adalah indikator unjuk kerja mesin yang terdiri dari

berbagai parameter. Dari berbagai parameter prestasi yang ada, penulis

memfokuskan pembahasan hanya sebatas parameter yang dapat dipengaruhi oleh

jenis bahan bakar yang dipakai, yaitu momen putar, daya, tekanan efektif rata-

rata, pemakaian bahan bakar spesifik (SFC), dan efisiensi termal.

45

4.1.1 Perbandingan Pencapaian Prestasi Mesin pada Penggunaan Biodiesel

terhadap Solar

Pada bagian ini ditampilkan data nominal pencapaian masing-masing

parameter prestasi dari pemakaian solar dan biodiesel terlebih dahulu, lalu dalam

bentuk grafik ditunjukkan prosentase selisih nilai yang diperoleh dari penggunaan

biodiesel relatif terhadap pencapaian prestasi pada saat pemakaian sampel bahan

bakar solar.

4.1.1.1 Momen putar dan Daya

Data pencapaian momen putar dan daya dalam pengujian diperoleh

langsung dari sistem akuisisi data. Dalam prosedur pengujian prestasi ini, putaran

mesin dijadikan sebagai parameter acuan yang dipertahankan, sementara throttle

diatur sedemikian untuk mengejar nilai daya tertinggi yang mampu dicapai pada

putaran tersebut dengan menyesuaikan beban momen putar yang diberikan.

Berikut ini adalah data pencapaian momen putar dan daya terhadap putaran mesin.

Tabel 4.2 Data pencapaian momen putar dan daya B00, B05, dan B20 dalam

satuan Nm

Momen putar Daya rpm B00 B05 B20 B00 B05 B20 810 1,94 1,59 1,20 0,17 0,13 0,10

1404 172,96 169,09 170,39 25,43 24,79 25,00 1599 175,62 169,16 169,96 29,41 28,37 28,51 1800 174,60 164,33 165,15 32,91 30,97 31,09 1999 170,59 157,36 158,80 35,70 32,95 33,22 2203 164,88 153,86 155,32 38,04 35,48 35,88 2397 158,09 153,32 155,29 39,68 38,52 38,97 2600 152,06 150,49 152,18 41,40 40,96 41,43 2800 146,12 148,04 149,97 42,85 43,42 43,98 3000 143,46 147,70 149,48 45,07 46,37 46,92 3198 143,01 143,98 145,70 47,89 48,23 48,81 3396 141,35 142,05 142,63 50,28 50,63 50,69 3505 141,25 140,48 139,51 51,85 51,45 51,15 3602 140,21 136,60 135,87 52,90 51,43 51,21

46

Grafik Pencapaian Torsi

020406080

100120140160180200

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

Nm

B00

B05

B20

Gambar 4.1 Grafik pencapaian momen putar solar dan biodiesel

Grafik Pencapaian Daya

0

10

20

30

40

50

60

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

kW

B00B05B20

Gambar 4.2 Grafik pencapaian daya solar dan biodiesel

Untuk memudahkan analisis, maka disusun grafik yang menunjukkan

selisih pencapaian momen putar maupun daya yang dihasilkan dari pemakaian

biodiesel terhadap pencapaian momen putar atau daya yang dihasilkan oleh bahan

bakar solar.

47

Prosentase perubahan torsi yang dicapai dengan pemakaian biodiesel

-40

-30

-20

-10

0

10

810 1599 1999 2397 2800 3198 3505

rpm

%B20

B05

B00 sebagaireferensi

Gambar 4.3 Prosentase perubahan momen putar yang dicapai dengan pemakaian

biodiesel

Prosentase perubahan daya yang dicapaioleh pemakaian biodiesel

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

810 1999 2800 3505

rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.4 Prosentase perubahan daya yang dicapai oleh pemakaian biodiesel

Dari data hasil pengujian prestasi mesin, terlihat bahwa pencapaian

momen putar dan daya dari pemakaian biodiesel, dengan komposisi B05 dan B20,

memiliki nilai yang lebih rendah dibandingkan pemakaian bahan bakar solar. Pada

dasarnya, nilai daya dipengaruhi terutama oleh nilai kalori bahan bakar dan proses

pembakaran yang terjadi. Nilai LHV solar memang paling tinggi, sehingga wajar

jika nilai momen putar dan daya dengan pemakaian solar lebih tinggi dari B05 dan

B20 pada hampir semua putaran. Namun jika melihat nilai momen putar dan daya

48

biodiesel pada putaran 2800 rpm sampai 3400 rpm yang mampu mengungguli

solar, maka dapat dikatakan bahwa nilai LHV bukanlah satu-satunya faktor yang

menentukan. Bilangan cetana biodiesel yang lebih tinggi dibandingkan solar

menjadikan delay period dalam proses pembakaran menjadi lebih pendek dan

pada akhirnya menggeser posisi tekanan puncak pada grafik proses pembakaran

mendekati TMA. Hal ini dapat berpengaruh pada membesarnya momen putar

yang dihasilkan per siklus pembakaran dari biodiesel.

4.1.1.2 Tekanan Efektif Rata-Rata

Dalam suatu siklus pembakaran dalam, seperti pada mesin diesel, tekanan

dan temperatur akan selalu berubah-ubah terhadap waktu. Namun demikian,

terdapat suatu parameter, yang dapat mewakili harga tekanan konstan yang

apabila mendorong torak sepanjang langkahnya akan dapat menghasilkan kerja

per siklus yang sama dengan kondisi siklus sebenarnya yang dianalisis. Parameter

tersebut adalah tekanan efektif rata-rata (Pe). Makin besar nilai Pe dari suatu

siklus, untuk volum silinder yang sama, maka makin besar kerja per siklus yang

dihasilkan. Parameter ini bahkan dapat menjadi variabel yang komparatif antar

hasil pengujian, bahkan dengan pengujian yang memiliki ukuran silinder berbeda.

Berikut ini adalah tabel dan grafik data hasil perhitungan tekanan efektif rata-rata

serta grafik selisih nilai yang dicapai oleh biodiesel terhadap solar.

Tabel 4.3 Nilai tekanan efektif rata-rata B00, B05, dan B20 dalam satuan bar

rpm B00 B05 B20 810 0,10 0,08 0,06

1404 8,69 8,48 8,551599 8,83 8,52 8,561800 8,78 8,26 8,291999 8,57 7,91 7,982203 8,29 7,73 7,822397 7,95 7,71 7,802600 7,64 7,56 7,652800 7,35 7,44 7,543000 7,21 7,42 7,513198 7,19 7,24 7,333396 7,11 7,16 7,163505 7,10 7,05 7,003602 7,05 6,85 6,82

49

Tekanan efektif rata-rata

0

2

4

6

8

10

700 1100 1500 1900 2300 2700 3100 3500

rpm

bar B00

B05B20

Gambar 4.5 Tekanan efektif rata-rata solar dan biodiesel

Perubahan tekanan efektif rata-rata biodiesel terhadap solar

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

810 1999 2800 3505rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.6 Perubahan tekanan efektif rata-rata biodiesel terhadap solar

Berdasarkan nilai hasil perhitungan tekanan efektif rata-rata, kerja yang

dihasilkan per siklus pada putaran di bawah 2800 rpm pada pemakaian biodiesel

relatif lebih rendah sekitar 10% terhadap pemakaian solar. Pada putaran antara

2800 rpm sampai 3400 rpm pemakaian biodiesel menunjukkan performa yang

lebih baik, dimana tekanan efektif rata-rata dari biodiesel dapat melampaui nilai

yang didapat dari penggunaan solar meski tidak lebih dari 5%.

50

4.1.1.3 Pemakaian Bahan Bakar Spesifik

Dalam pengujian prestasi, data yang diperoleh adalah laju aliran bahan

bakar dengan satuan liter/jam. Dengan nilai densitas dari bahan bakar, maka dapat

diketahui laju massa bahan bakar, untuk kemudian digunakan dalam perhitungan

pemakaian bahan bakar spesifik (SFC).

Tabel 4.4 Pemakaian bahan bakar spesifik B00, B05, dan B20

dalam satuan gram/kWh

rpm B00 B05 B20 810 688,20 887,65 10001404 211,47 211,70 219,021599 210,99 207,62 211,491800 212,28 209,41 214,331999 215,03 212,28 216,352203 220,42 217,42 220,542397 227,24 223,32 226,622600 234,56 228,52 233,402800 240,67 234,06 238,123000 244,79 235,32 239,103198 250,14 238,80 237,443396 255,86 244,82 245,053505 257,40 247,47 250,223602 259,99 252,69 255,86

Spesific Fuel Consumption

180

230

280

330

380

430

480

800 1300 1800 2300 2800 3300

rpm

gram

/kW

h

B00B05B20

Gambar 4.7 Grafik SFC solar dan biodiesel

51

Prosentase perubahan SFC biodiesel terhadap solar

-10

0

10

20

30

40

50

810 1800 2397 3000 3505

rpm

%

B00B05B20

Gambar 4.8 Prosentase perubahan SFC biodiesel terhadap SFC solar

Dari grafik SFC dapat diketahui bahwa pada putaran rendah di bawah

1000 rpm, terutama dalam kondisi idle, pemakaian bahan bakar spesifik sangat

tinggi dan kemudian menurun saat beban makin tinggi. Penurunan SFC ini terjadi

hingga suatu titik optimum di sekitar putaran 1400 rpm dan kemudian meningkat

lagi seiring kenaikan pembebanan. Pola ini berlaku pada semua jenis sampel

bahan bakar.

Sementara itu, berdasarkan data pemakaian bahan bakar spesifik dimana

dalam perhitungannya melibatkan faktor massa jenis bahan bakar, dapat dihitung

bahwa pemakaian biodiesel lebih efisien dibanding dengan penggunaan solar, B05

menurunkan SFC sebanyak rata-rata 2,5% terhadap solar sedangkan B20 hanya

menurunkan SFC rata-rata 1%. Namun, pada putaran 3200 -3400 rpm, SFC

biodiesel mampu lebih rendah hingga kisaran 5%.

Karena SFC menunjukkan seberapa besar pemakaian satuan massa bahan

bakar dalam menghasilkan daya, maka dapat disimpulkan secara umum bahwa

dari perhitungan pemakaian spesifik bahan bakar penggunaan sampel biodiesel

lebih efisien daripada solar.

52

4.1.1.4 Efisiensi Termal

Parameter prestasi yang secara umum menjadi acuan untuk menentukan

seberapa baiknya kerja mesin adalah efisiensi termal. Perhitungan nilai efisiensi

termal menggambarkan besarnya daya yang dapat dihasilkan oleh mesin uji untuk

setiap laju energi yang disuplai, dalam hal ini adalah laju energi dari bahan bakar.

Analisis komparatif terhadap efisiensi termal akan menunjukkan komposisi bahan

bakar yang paling menguntungkan, secara termodinamika, untuk digunakan dalam

operasi mesin uji.

Tabel 4.5 Nilai efisiensi termal B00, B05, dan B20 dalam satuan persen (%)

rpm B00 B05 B20 810 12,28 2,15 9,381404 39,95 41,68 42,851599 40,04 42,49 44,371800 39,80 42,13 43,781999 39,29 41,56 43,372203 38,33 40,58 42,552397 37,18 39,51 41,412600 36,02 38,61 40,212800 35,10 37,69 39,413000 34,51 37,49 39,253198 33,78 36,95 39,523396 33,02 36,04 38,303505 32,82 35,65 37,503602 32,50 34,92 36,68

Efisiensi termal solar dan biodiesel

05

101520253035404550

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

%

B00

B05

B20

Gambar 4.9 Grafik nilai efisiensi termal solar dan biodiesel

53

Perubahan efisiensi termal biodiesel terhadap nilai efisiensi termal solar

-30

-20

-10

0

10

20

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

%

B00 sebagaiacuanB05

B20

Gambar 4.10 Perubahan efisiensi termal biodiesel terhadap nilai efisiensi solar

Grafik efisiensi termal pada gambar 4.9 dan 4.10 menunjukkan

penggunaan biodiesel memiliki efisiensi termal yang lebih baik dari pemakaian

bahan bakar solar. Peningkatan efisiensi termal sejak putaran 1000 rpm pada

pemakaian biodiesel dipicu oleh pemakaian SFC yang lebih rendah sekitar 2%

sampai 5% dibanding solar, dan dengan lebih rendahnya nilai LHV biodiesel

dibanding solar mengakibatkan peningkatan efisiensi termal pada B05 mencapai

kisaran 5%-10%. Sedangkan pada B20 peningkatan yang terjadi berkisar 10%

hingga mencapai 17% pada putaran di atas 3000 rpm.

4.1.2. Perbandingan Pencapaian Prestasi Biodiesel dengan penambahan

MAZ 400 terhadap Biodiesel Tanpa Penambahan Aditif

Pembahasan parameter-parameter prestasi mesin disusun dengan

menampilkan data pencapaian masing-masing parameter dari pemakaian B05,

B05 + MAZ 400, B20, dan B20 + MAZ 400. Kemudian efek penambahan MAZ

400 terhadap perubahan nilai dari parameter tersebut ditampilkan dalam grafik

yang menunjukkan kenaikan atau penurunan relatif terhadap pencapaian dari

masing-masing komposisi biodiesel tanpa aditif. B05 + MAZ 400 dibandingkan

hanya terhadap B05, sementara B20 + MAZ 400 terhadap B20 saja.

54

4.1.2.1 Momen putar dan Daya

Hasil pengukuran momen putar dan daya tercantum pada tabel 4.6 berikut:

Tabel 4.6 Momen putar dan daya dari pemakaian

biodiesel dan biodiesel + aditif

Momen putar (Nm) Daya (kW)

rpm

B05

B05 +

MAZ 400 B20

B20 +

MAZ 400 B05

B05 +

MAZ 400 B20

B20 +

MAZ 400

810 1,59 1,64 1,20 1,18 0,13 0,13 0,10 0,091404 169,09 173,73 170,39 167,42 24,79 25,48 25,00 24,581599 169,16 174,42 169,96 166,66 28,37 29,20 28,51 27,931800 164,33 169,52 165,15 162,74 30,97 31,95 31,09 30,621999 157,36 161,59 158,80 153,91 32,95 33,84 33,22 32,222203 153,86 157,20 155,32 152,66 35,48 36,31 35,88 35,192397 153,32 154,99 155,29 153,22 38,52 38,91 38,97 38,542600 150,49 152,44 152,18 150,75 40,96 41,55 41,43 41,072800 148,04 150,56 149,97 149,22 43,42 44,16 43,98 43,713000 147,70 150,47 149,48 148,72 46,37 47,27 46,92 46,683198 143,98 146,36 145,70 145,51 48,23 49,19 48,81 48,803396 142,05 144,40 142,63 142,79 50,63 51,46 50,69 50,853505 140,48 140,94 139,51 137,55 51,45 51,58 51,15 50,393602 136,60 137,70 135,87 134,49 51,43 51,86 51,21 50,69

Torsi biodiesel danbiodiesel + aditif

020406080

100120140160180200

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700rpm

Nm

B05

B05+MAZ400

B20

B20+MAZ400

Gambar 4.11 Pencapaian momen putar biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

55

Grafik pencapaian daya biodieseldan biodiesel + aditif

0

10

20

30

40

50

60

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

kW

B05

B05+MAZ400

B20

B20+MAZ400

Gambar 4.12 Grafik pencapaian daya biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B05 terhadap pencapaian torsi

0,00,51,01,52,02,53,03,5

810 1800 2397 3000 3505rpm

%

B05+MAZ400

B05

Gambar 4.13 Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B05

terhadap pencapaian momen putar

Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B20 terhadap pencapaian torsi

-12-10-8-6-4-202

810 1800 2397 3000 3505rpm

%

B20+MAZ 400

B20

Gambar 4.14 Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B20

terhadap pencapaian momen putar

56

Prosentase perubahan daya akibat penambahan MAZ 400 pada B05

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

810 1800 2397 3000 3505

rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.15 Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B05

terhadap pencapaian daya

Prosentase perubahan daya akibat penambahan MAZ 400 pada B20

-12,0

-10,0

-8,0

-6,0-4,0

-2,0

0,0

2,0

810 1800 2397 3000 3505

rpm

%

B20+MAZ400B20

Gambar 4.16 Pengaruh penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B20

terhadap pencapaian daya

Penambahan aditif MAZ 400 mencapai nilai keluaran momen putar

maupun daya yang lebih baik dengan rata-rata peningkatan 2% untuk pemakaian

bahan bakar B05. Pada putaran di bawah 2400 rpm penambahan MAZ 400

mampu bekerja secara optimal dengan menaikkan pencapaian momen putar serta

daya hingga kisaran 3%. Sementara pada putaran tinggi, diatas 2400 rpm,

penambahan MAZ 400 hanya memberikan kenaikan momen putar serta daya

sekitar 1%.

Sedangkan pada B20, penambahan MAZ 400 memberikan dampak yang

sebaliknya, yaitu mengurangi pencapaian momen putar dan daya. Pada putaran di

bawah 2400 rpm, nilai daya ataupun momen putar turun sekitar 2% sementara

57

pada putaran di atas 2400 rpm nilai momen putar dan daya yang dihasilkan hanya

turun sekitar 1% dari nilai yang dicapai pada pemakaian B20 tanpa aditif.

4.1.2.2 Tekanan Efektif Rata-Rata

Tekanan efektif rata-rata dari pemakaian biodiesel dan biodiesel dengan

penambahan 1200 ppm MAZ 400 ditampilkan pada tabel berikut :

Tabel 4.7 Tekanan efektif rata-rata (bar) biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

rpm B05

B05 +

MAZ 400 B20

B20 +

MAZ 400 810 0,08 0,08 0,06 0,05

1404 8,48 8,71 8,55 8,40 1599 8,52 8,77 8,56 8,38 1800 8,26 8,52 8,29 8,17 1999 7,91 8,13 7,98 7,74 2203 7,73 7,91 7,82 7,67 2397 7,71 7,79 7,80 7,72 2600 7,56 7,67 7,65 7,58 2800 7,44 7,57 7,54 7,49 3000 7,42 7,56 7,51 7,47 3198 7,24 7,38 7,33 7,32 3396 7,16 7,27 7,16 7,19 3505 7,05 7,06 7,00 6,90 3602 6,85 6,91 6,82 6,75

Tekanan efektif rata-rata biodiesel dan biodiesel + aditif

0123456789

10

700 1100 1500 1900 2300 2700 3100 3500rpm

bar

B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.17 Tekanan efektif rata-rata biodiesel dan biodiesel + aditif

58

Perubahan nilai tekanan efektif rata-rata setelah penambahanMAZ 400 pada B05

0,00

0,501,00

1,50

2,00

2,503,00

3,50

810 1800 2397 3000 3505rpm

%

B05+MAZ400

B05

Gambar 4.18 Perubahan nilai tekanan efektif rata-rata B05 + MAZ 400

terhadap nilai pencapaian B05

Perubahan nilai tekanan efektif rata-rata setelah penambahan MAZ 400 pada B20

-12-10-8-6-4-202

810 1800 2397 3000 3505

rpm

%

B20+MAZ400

B20

Gambar 4.19 Perubahan nilai tekanan efektif rata-rata B20 + MAZ 400

terhadap nilai pencapaian B20

Dari grafik pada gambar 4.18 dan 4.19, tampak bahwa penambahan MAZ

400 sebagai aditif memiliki efek yang berbeda pada B05 dan B20. Kenaikan

tekanan efektif rata-rata pada B05 mencapai puncaknya pada putaran 1800 rpm

yaitu hingga 3,16 %. Sementara efek penurunan tekanan efektif rata-rata yang

terjadi pada B20 mencapai nilai terbesar pada putaran 2000 rpm yaitu sebesar 3%

terhadap nilai tekanan rata-rata B20 tanpa aditif.

59

4.1.2.3 Pemakaian bahan bakar spesifik

Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan SFC dari pemakaian biodiesel

dengan dan tanpa penambahan aditif.

Tabel 4.8 SFC biodiesel dan biodiesel + aditif

dalam satuan gram/kWh

rpm B05

B05 +

MAZ 400 B20

B20 +

MAZ 400 810 887,65 863,94 1000 1111,11 1404 211,70 209,25 219,02 210,79 1599 207,62 206,67 211,49 220,16 1800 209,41 207,03 214,33 227,53 1999 212,28 211,58 216,35 221,50 2203 217,42 214,76 220,54 228,83 2397 223,32 221,22 226,62 208,99 2600 228,52 225,60 233,40 226,79 2800 234,06 229,50 238,12 233,41 3000 235,32 232,55 239,10 238,19 3198 238,80 237,50 237,44 238,03 3396 244,82 242,73 245,05 244,84 3505 247,47 244,91 250,22 250,78 3602 252,69 248,82 255,86 258,37

Spesific Fuel Consumption biodiesel dan biodiesel + aditif

180

230

280

330

380

430

480

800 1300 1800 2300 2800 3300

rpm

gram

/kW

h B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.20 Grafik SFC biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

60

Prosentase perubahan SFC setelah penambahan MAZ 400 pada B05

-3,0-2,5

-2,0-1,5-1,0-0,5

0,00,5

810 1800 2397 3000 3505

rpm

%

B05+MAZ400B05

Gambar 4.21 Prosentase perubahan SFC B05 + MAZ 400

terhadap SFC B05

Prosentase perubahan SFC setelah penambahan MAZ 400 pada B20

-8,0

-4,0

0,0

4,0

8,0

12,0

810 1800 2397 3000 3505

rpm

%

B20+MAZ400B20

Gambar 4.22 Prosentase perubahan SFC B20 + MAZ 400

terhadap SFC B20

Dari grafik Perubahan SFC pada gambar 4.20 dapat diketahui bahwa

penambahan MAZ 400 sebagai aditif untuk fuel economizer dalam pengunaan

bahan bakar biodiesel B05 bekerja efektif pada semua putaran operasi mesin uji

dengan penurunan terbesar pada kondisi idle sebesar 2,67% dibandingkan nilai

SFC tanpa aditif. Sementara pada B20, penurunan SFC hanya terjadi pada putaran

1400 rpm dan diantara 2300 rpm hingga 3000 rpm. Selebihnya penambahan MAZ

400 pada B20 tidak memberikan hasil yang positif.

61

4.1.2.4 Efisiensi Termal

Parameter prestasi yang dihitung dengan pencapaian daya, besarnya aliran

bahan bakar, dan nilai kalor bahan bakar akan memberikan penilaian yang lebih

komprehensif terhadap efek penambahan MAZ 400 dalam pemakaian biodiesel.

Berikut ini adalah data hasil perhitungan efisiensi termal dari pemakaian biodiesel

dan biodiesel + aditif.

Tabel 4.9 Nilai efisiensi termal biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

rpm B05

B05 +

MAZ 400 B20

B20 +

MAZ 400 810 2,15 2,15 9,38 8,45 1404 41,68 42,16 42,85 44,52 1599 42,49 42,69 44,37 42,62 1800 42,13 42,61 43,78 41,24 1999 41,56 41,70 43,37 42,37 2203 40,58 41,08 42,55 41,01 2397 39,51 39,88 41,41 44,90 2600 38,61 39,11 40,21 41,38 2800 37,69 38,44 39,41 40,20 3000 37,49 37,94 39,25 39,40 3198 36,95 37,15 39,52 39,42 3396 36,04 36,35 38,30 38,33 3505 35,65 36,02 37,50 37,42 3602 34,92 35,46 36,68 36,32

Efisiensi termal biodiesel dan biodiesel + aditif

05

101520253035404550

700 1200 1700 2200 2700 3200 3700

rpm

%

B05

B05+MAZ400

B20

B20+MAZ400

Gambar 4.23 Efisiensi termal biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

62

Prosentase perubahan efisiensi termal akibat penambahan MAZ 400 pada B05

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

810 1800 2397 3000 3505rpm

% B05+MAZ400

B05

Gambar 4.24 Prosentase perubahan nilai efisiensi termal

akibat penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B05

Prosentase perubahan efisiensi termal akibat penambahan MAZ 400 pada B20

-15

-10

-5

0

5

10

810 1800 2397 3000 3505rpm

% B20+MAZ400

B20

Gambar 4.25 Prosentase perubahan nilai efisiensi termal

akibat penambahan 1200 ppm MAZ 400 pada B20

Dari kedua grafik di atas dapat disimpulkan bahwa penambahan MAZ 400

pada B05 memberikan peningkatan efisiensi termal pada seluruh kecepatan putar

mesin uji. Dan pada kondisi idle, kenaikan efisiensi termal yang terjadi hingga

2,7% dari nilai efisiensi termal B05 tanpa aditif.

Sedangkan penambahan B20 dengan 1200 ppm MAZ 400 hanya

memberikan kenaikan nilai efisiensi pada kisaran putaran mesin 2300 rpm hingga

3000 rpm dengan puncak kenaikan sebesar 8,5% terhadap nilai efisiensi termal

B20 yaitu pada putaran 2400 rpm.

63

4.1.3 Resume Hasil Uji Prestasi Mesin

Berikut ini adalah tabel komparasi berbagai parameter prestasi yang

diperoleh dari penggunaan sampel bahan bakar dalam pengujian ini :

Tabel 4.10 Resume Perubahan hasil uji prestasi biodiesel terhadap solar

Kenaikan atau penurunan (%) nilai pencapaian parameter prestasi dari biodiesel terhadap nilai yang dicapai oleh penggunaan bahan bakar solar

Momen putar Daya Pe SFC

Efisiensi termal

rpm B05 B20 B05 B20 B05 B20 B05 B20 B05 B20 810 -17,8 -37,9 -22,5 -40,4 -22,5 -40,4 29,0 45,3 -18,1 -23,6

1404 -2,2 -1,5 -2,5 -1,7 -2,5 -1,7 0,1 3,6 4,3 7,31599 -3,7 -3,2 -3,5 -3,1 -3,5 -3,1 -1,6 0,2 6,1 10,81800 -5,9 -5,4 -5,9 -5,5 -5,9 -5,5 -1,4 1,0 5,9 10,01999 -7,8 -6,9 -7,7 -7,0 -7,7 -7,0 -1,3 0,6 5,8 10,42203 -6,7 -5,8 -6,7 -5,7 -6,7 -5,7 -1,4 0,1 5,9 11,02397 -3,0 -1,8 -3,0 -1,8 -2,9 -1,8 -1,7 -0,3 6,3 11,42600 -1,0 0,1 -1,1 0,1 -1,1 0,1 -2,6 -0,5 7,2 11,62800 1,3 2,6 1,3 2,6 1,3 2,6 -2,8 -1,1 7,4 12,33000 3,0 4,2 2,9 4,1 2,9 4,1 -3,9 -2,3 8,6 13,73198 0,7 1,9 0,7 1,9 0,7 1,9 -4,5 -5,1 9,4 17,03396 0,5 0,9 0,7 0,8 0,7 0,8 -4,3 -4,2 9,1 16,03505 -0,6 -1,2 -0,8 -1,3 -0,8 -1,3 -3,9 -2,8 8,6 14,33602 -2,6 -3,1 -2,8 -3,2 -2,8 -3,1 -2,8 -1,6 7,4 12,9

Tabel 4.11 Resume perubahan hasil uji prestasi B05 + MAZ 400 terhadap

pencapaian prestasi B05

Selisih (%) pencapaian prestasi dari B05 + MAZ 400 terhadap B05

rpm Momen putar Daya Pe SFC

Efisiensi termal

810 2,74 2,74 2,74 -2,67 2,74 1404 2,74 2,78 2,78 -1,15 1,17 1599 3,11 2,93 2,93 -0,46 0,46 1800 3,16 3,16 3,16 -1,14 1,15 1999 2,69 2,70 2,70 -0,33 0,33 2203 2,17 2,34 2,34 -1,22 1,24 2397 1,09 1,01 1,01 -0,94 0,94 2600 1,30 1,44 1,44 -1,28 1,30 2800 1,70 1,70 1,70 -1,95 1,98 3000 1,88 1,94 1,94 -1,18 1,19 3198 1,65 1,99 1,99 -0,54 0,55 3396 1,65 1,64 1,64 -0,86 0,86 3505 0,33 0,25 0,25 -1,04 1,05 3602 0,81 0,84 0,84 -1,53 1,56

64

Tabel 4.12 Resume pengaruh rata-rata hasil uji prestasi

akibat penambahan MAZ 400 pada B20

Selisih (%) pencapaian prestasi dari B20 + MAZ 400 terhadap B20

rpm Momen putar Daya Pe SFC

Efisiensi termal

810 -10,00 -10,00 -10,00 11,11 -10,00 1404 -1,68 -1,68 -1,68 -3,76 3,90 1599 -2,03 -2,03 -2,03 4,10 -3,94 1800 -1,51 -1,51 -1,51 6,16 -5,80 1999 -3,01 -3,01 -3,01 2,38 -2,32 2203 -1,92 -1,92 -1,92 3,75 -3,62 2397 -1,10 -1,10 -1,10 -7,77 8,43 2600 -0,87 -0,87 -0,87 -2,83 2,91 2800 -0,61 -0,61 -0,61 -1,98 2,02 3000 -0,51 -0,51 -0,51 -0,38 0,38 3198 -0,02 -0,02 -0,02 0,25 -0,25 3396 0,32 0,32 0,32 -0,08 0,08 3505 -1,49 -1,49 -1,49 0,23 -0,23 3602 -1,02 -1,02 -1,02 0,98 -0,97

Dari tabel 4.10 disimpulkan bahwa pemakaian sampel bahan bakar

biodiesel mengakibatkan penurunan momen putar, daya, dan tekanan efektif rata-

rata disertai peningkatan pemakaian bahan bakar spesifik. Hal ini lebih banyak

dikarenakan nilai LHV biodiesel yang lebih rendah dibandingkan nilai LHV solar.

Dari tabel 4.11 dan 4.12 disimpulkan bahwa penambahan MAZ 400 pada

B05 memberikan efek yang positif bagi pencapaian seluruh parameter prestasi.

Namun hal yang sama tidak mampu dicapai pada penambahan MAZ 400 sebagai

aditif bagi B20.

4.2 Emisi

Data emisi NOx, CO, dan O2 diperoleh secara otomatis dari sistem exhaust

gas analyser, sementara data partikulat (soot) diperoleh dari smoke meter. Semua

data emisi hidrokarbon (HC) diperoleh dengan menguji sampel gas buang

menggunakan metode Gas Chromatography. Pembahasan terhadap data emisi

yang diperoleh dari masing-masing pengujian mengacu kepada hasil uji sifat

bahan bakar.

65

4.2.1 Perbandingan Emisi Biodiesel terhadap Solar

Dalam bagian ini dibahas perbandingan emsisi yang dihasilkan dari

pemakaian biodiesel terhadap emisi yang dihasilkan saat pemakaian solar. Emisi

yang dibandingkan meliputi NOx, CO, partikulat, dan HC.

4.2.1.1 Emisi NOx

Periode kritis pembentukan NOx terjadi saat temperatur gas pembakaran

pada keadaan maksimum, contohnya pada periode antara mulainya pembakaran

sampai sesaat setelah tekanan puncak pada silinder tercapai. Kondisi seperti ini

dapat meningkatkan laju pembentukan NOx. Sehingga dapat dikatakan bahwa jika

temperatur pembakaran yang tercapai makin tinggi, maka laju pembentukan NOx

akan ikut meningkat. Korelasi antara temperatur yang tinggi dengan pembentukan

NOx disebabkan oleh sifat N2 yang terkandung pada udara masuk sebagai gas

inert, dimana oksidasi sulit terjadi kecuali pada kondisi tertentu misalnya

temperatur yang sangat tinggi. Gambar 4.26 menampilkan temperatur gas buang

dan gambar 4.27 menampilkan besarnya emisi NOx dari masing-masing

pemakaian sampel bahan bakar.

Temperatur gas buang pada solar dan biodiesel

300

350

400

450

500

550

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

deg

C B20B05B00

Gambar 4.26 Grafik temperatur gas buang dari pemakaian biodiesel dan solar

66

Emisi NOx pada solar dan biodiesel

400

600

800

1000

1200

1400

1300 1800 2300 2800 3300 3800

rpm

ppm B00

B05B20

Gambar 4.27 Grafik emisi NOx dari pemakaian biodiesel dan solar

Prosentase perubahan emisi NOx dari pemakaian biodiesel terhadap solar

-10

0

10

20

30

40

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.28 Prosentase perubahan nilai emisi NOx B05

dan B20 terhadap emisi NOx B00

Pada gambar 4.28, emisi NOx dari biodiesel lebih besar dibandingkan

dengan pemakaian sampel bahan bakar solar, begitu pula dengan temperatur gas

buang yang dihasilkan oleh pemakaian biodiesel memiliki nilai yang lebih tinggi.

Emisi NOx pada pemakaian B05 naik hingga 30% pada putaran 1400 rpm dan

kemudian memiliki selisih yang lebih kecil dengan emisi NOx solar pada putaran

67

yang lebih tinggi. Sementara dari pemakaian B20 emisi NOx naik sekitar 20%

pada putaran mesin 1400 rpm dan makin meningkat hingga lebih besar 30% dari

nilai emisi NOx solar pada putaran tinggi di atas 2500 rpm.

4.2.1.2 Emisi CO

Pembentukan emisi CO dapat dipengaruhi terutama oleh kualitas proses

pembakaran bahan bakar yang terjadi. Pada proses pembakaran yang sempurna

akan terbentuk CO2, namun apabila oksidasi yang terjadi tidak cukup sempurna

akibat kurangnya pasokan oksigen saat komposisi bahan campuran bahan bakar

dengan udara yang terlalu kaya, atau komposisi kimiawi dari bahan bakar

mengakibatkan sulitnya oksidasi, maka CO yang akan terbentuk.

Gambar 4.29 menampilkan grafik emisi CO dari penggunaan sampel

bahan bakar solar dan biodiesel.

Emisi CO solar dan biodiesel

0

50

100

150

200

250

300

1300 1800 2300 2800 3300

rpm

ppm B00

B05B20

Gambar 4.29 Grafik emisi CO solar dan biodiesel

68

Prosentase perubahan emisi CO dari pemakaian biodiesel terhadap solar

-100

-50

0

50

100

150

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.30 Prosentase perubahan emisi CO dari pemakaian biodiesel

terhadap nilai emisi CO solar

Dari gambar 4.30 diketahui bahwa emisi CO dari biodiesel lebih tinggi

dari penggunaan solar. Hal ini dapat terjadi oleh karena viskositas yang lebih

tinggi dari biodiesel, sehingga ukuran droplet yang lebih besar akan

memperpanjang waktu yang dibutuhkan untuk sempurnanya proses oksidasi. Oleh

sebab itu, penggunaan B20 yang memiliki viskositas paling tinggi, menghasilkan

emisi CO yang mencapai dua kali lipat dari emisi CO pada pemakaian solar. Dan

pada pemakaian B05, emisi CO yang terjadi makin bertambah tinggi bila

dibandingkan dengan emisi solar seiring pertambahan putaran mesin.

4.2.1.3 Emisi partikulat

Smoke terdiri dari partikulat yang terbentuk dari adsorbsi karbon (soot)

saat fase pembakaran terkontrol. Proses pembentukan soot sendiri terjadi dari

bahan bakar yang telah terurai dan kemudian saling berikatan kembali

memnbentuk struktur ikatan yang lebih besar dan kemudian berkoagulasi menjadi

partikulat. Kandungan partikulat dalam gas buang kemudian diukur dalam satuan

Bosch Index yang berdasar pada kepekatan gas buang. Gambar 4.31 menunjukkan

grafik emisi partikulat.

69

Emisi partikulat solar dan biodiesel

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

1300 1800 2300 2800 3300

rpm

Bos

ch In

dex

B00B05B20

Gambar 4.31 Grafik emisi partikulat solar dan biodiesel

Prosentase perubahan emisi partikulat pemakaian biodiesel terhadap solar

0

50

100

150

200

250

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.32 Prosentase perubahan emisi partikulat biodiesel

relatif terhadap emisi partikulat solar

Dari grafik 4.31 dan 4.32, dapat diketahui bahwa emisi partikulat dari

pemakaian biodiesel lebih tinggi dari pemakaian solar. Pada pemakaian B05,

emisi partikulat mencapai selisih yang paling tinggi, dengan kenaikan 200%

relatif terhadap emisi partikulat solar pada puataran 2600 rpm sampai 3000 rpm.

70

Sedangkan pada pemakaian B20 kenaikan emisi partikulat naik hingga tiga kali

lipat lebih besar atau naik 200% pada putaran 2000 rpm kemudian berangsur-

angsur turun pada putaran yang lebih tinggi.

4.2.1.4 Emisi HC

Emisi HC terjadi karena adanya bahan bakar yang tidak teroksidasi dengan

sempurna. Kandungan hidrokarbon pada bahan bakar kemudian ikut terbuang

bersama gas buang dan terdeteksi dalam berbagai komposisi ikatan kimia, seperti

metana, etana, propana, dan butana. Perhitungan total emisi HC dilakukan dengan

mengakumulasi jumlah karbon dari semua jenis ikatan tersebut. Gambar 4.33

menunjukkan tingkat emisi HC dari pemakaian solar dan biodiesel.

Emisi HC solar dan biodiesel

01020304050607080

1400 1900 2400 2900 3400

rpm

ppm

B00B05B20

Gambar 4.33 Grafik emisi HC solar dan biodiesel

71

Prosentase perubahan emisi HC dari pemakaian biodiesel terhadap solar

-50

0

50

100

150

200

250

1404 1800 2397 3000 3396 3602

rpm

%B20B05B00

Gambar 4.34 Prosentase perubahan emisi HC biodiesel

relatif terhadap solar

Dari grafik emisi HC dapat disimpulkan bahwa viskositas B20 yang lebih

tinggi dari B05 dan solar mengakibatkan ukuran droplet yang lebih besar,

sehingga proses atomisasi yang terjadi selama proses pembakaran tidak cukup

baik dan dampak akhirnya adalah kenaikan emisi HC hingga 200% lebih tinggi

pada pemakaian B20 di putaran 1800 rpm. Sementara pada pemakaian B05

diperoleh kenaikan emisi HC sebesar rata-rata 35%.

4.2.1.5 Emisi CO2

Nilai emisi CO2 dapat digunakan sebagai gambaran baik buruknya proses

pembakaran. Emisi CO2 dapat bertambah apabila jumlah kandungan oksigen yang

masuk ke ruang bakar untuk proses oksidasi lebih banyak atau dapat juga sebagai

indikasi oksidasi bahan bakar yang labih baik.

Gambar 4.35 menunjukkan kadar emisi CO2 dari masing-masing

penggunaan solar dan biodiesel.

72

Emisi CO2 pada solar dan biodiesel

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

1400 1800 2200 2600 3000 3400

rpm

%

B00B05B20

Gambar 4.35 Grafik emisi CO2 solar dan biodiesel

Prosentase perubahan emisi CO2 pemakaian biodiesel terhadap solar

-20

-15

-10

-5

0

5

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

%

B20B05B00

Gambar 4.36 Prosentase perubahan emisi CO2 biodiesel

relatif terhadap emisi CO2 solar

Dari grafik 4.35 dan 4.36 terlihat bahwa emisi CO2 yang dimiliki oleh

solar lebih tinggi dibandingkan emisi CO2 pada pemakaian biodiesel B05 dan

B20. Hal ini mendukung hasil emisi partikulat (smoke), CO, serta emisi HC pada

pembahasan sebelumnya dimana viskositas yang lebih kecil dari suatu sampel

bahan bakar menjadikan pembakaran yang terjadi lebih sempurna karena proses

atomisasi yang lebih baik.

73

4.2.2 Perbandingan Emisi Biodiesel dengan penambahan MAZ 400

terhadap Biodiesel Tanpa Penambahan Aditif

Pada bagian ini dibandingkan emisi dari pemakaian biodiesel dengan aditif

relatif terhadap emisi biodiesel tanpa aditif. Hal ini ditujukan untuk melihat efek

penambahan MAZ 400 terhadap emisi gas buang dari biodiesel.

4.2.2.1 Emisi NOx

Gambar 4.38 menunjukkan grafik emisi NOx pada pemakaian biodiesel

dengan dan tanpa penambahan aditif MAZ 400.

Temperatur gas buang biodieseldan biodiesel + MAZ 400

400

420

440

460

480

500

520

540

1400 1800 2200 2600 3000 3400

rpm

deg

C

B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.37 Temperatur gas buang biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

Emisi NOx biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

400

600

800

1000

1200

1400

1300 1800 2300 2800 3300 3800

rpm

ppm

B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.38 Emisi NOx biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

74

Prosentase perubahan emisi NOx akibat penambahan MAZ 400 pada B05

0123456789

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.39 Prosentase perubahan emisi NOx akibat penambahan

MAZ 400 pada B05

Prosentase perubahan emisi NOx akibat penambahan MAZ 400 pada B20

-15

-10

-5

0

5

10

15

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B20+MAZ400B20

Gambar 4.40 Prosentase perubahan emisi NOx akibat penambahan

MAZ 400 pada B20

Penambahan MAZ 400 pada B05 menghasilkan tingkat emisi NOx yang

lebih tinggi pada semua putaran. Kenaikan emisi NOx pada B05 dengan

penambahan aditif terbesar senilai 8,5% terjadi pada putaran 2600 rpm.

Sedangkan pada B20 + MAZ 400, emisi NOx dapat dikurangi pada putaran

kurang dari 2400 rpm, dengan selisih penurunan terbesar senilai 12% pada 1400

rpm.

75

4.2.2.2 Emisi CO

Penambahan aditif pada bahan bakar memungkinkan terjadinya perubahan

karaterisktik proses pembakaran yang terjadi. Berikut ini ditunjukkan kadar emisi

CO pada gas buang dari penggunaan biodiesel dengan dan tanpa penambahan

MAZ 400.

Emisi CO pada biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

50

100

150

200

250

300

1300 1800 2300 2800 3300rpm

ppm

B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.41 Emisi CO pada biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

Prosentase perubahan emisi CO B05+MAZ 400 relatif terhadap emisi CO B05

-100

1020304050607080

1404 1999 2600 3198 3602rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.42 Prosentase perubahan emisi CO B05 + MAZ 400

relatif terhadap emisi CO B05

76

Prosentase perubahan emisi CO B20+MAZ 400 relatif terhadap emisi CO B20

-40

-30

-20

-10

0

10

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B20+MAZ400B20

Gambar 4.43 Prosentase perubahan emisi CO B20 + MAZ 400

relatif terhadap emisi CO B20

Penambahan MAZ 400 pada B05 menghasilkan emisi CO yang lebih

tinggi yang berangsur-angsur mendekati nilai emisi CO B05 tanpa aditif seiring

naiknya putaran mesin. Selisih kenaikan emisi CO tertinggi sebesar 73% terjadi

pada putaran 1400 rpm. Sedangkan pada penambahan B20 dengan MAZ 400,

emisi CO yang terjadi dapat dikurangi setelah putaran mesin mencapai 2200 rpm.

Pengurangan emisi CO ini relaitf stabil meski putaran mesin bertambah tinggi.

Selisih tertinggi pengurangan emisi CO saat pemakaian B20 + MAZ 400 sebesar

37% terjadi pada putaran 3000 rpm.

4.2.2.3 Emisi Partikulat

Pengukuran emisi partikulat menggunakan smoke meter merupakan

pengukuran yang berbasis pada tingkat kepekatan kertas sampel yang dilalui oleh

gas buang. Emisi partikulat mengindikasikan seberapa besar dan banyak partikel

karbon (soot) pada gas buang yang bisa jadi berasal dari komposisi organik bahan

bakar atau pelumas. Data emisi pertikulat dari pemakaian biodiesel baik dengan

atau tanpa penambahan MAZ 400 sebagai aditif ditampilkan pada gambar 4.44.

77

Emisi partikulat pada biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

0,5

1

1,5

2

2,5

3

1300 1800 2300 2800 3300

rpm

Bos

ch In

dex B05

B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.44 Emisi partikulat pada biodiesel

dan biodiesel + MAZ 400

Prosentase perubahan emisi partikulat pada B05 + MAZ 400 terhadap emisi B05

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.45 Prosentase perubahan emisi partikulat pada

B05 + MAZ 400 terhadap emisi B05

78

Prosentase perubahan emisi partikulat pada B20 + MAZ 400 terhadap emisi B20

-25-20-15-10

-505

10152025

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B20+MAZ400B20

Gambar 4.46 Prosentase perubahan emisi partikulat pada

B20 + MAZ 400 terhadap emisi B20

Penambahan MAZ 400 pada B05 cenderung untuk menaikkan emisi

partikulat meski tidak secara konsisten pada semua putaran mesin. Kenaikan emisi

partikulat terbesar dari pemakaian B05 + MAZ 400 jika dibandingkan terhadap

emisi B05 adalah sebesar 22% dan terjadi pada putaran 1800 rpm.

Sedangkan pada penambahan MAZ 400 pada B20, penurunan emisi

partikulat dapat terjadi sejak putaran 2600 rpm hingga putaran tinggi. Penuruna

terbesar yaitu sebanyak 18% yang terjadi pada putaran 3200 rpm. Sementara pada

putaran di bawah 2600 rpm emisi partikulat pada B20 + MAZ 400 justru lebih

tinggi dari B20 tanpa penambahan MAZ 400. Kenaikan emisi partikulat terbesar

pada B20 + MAZ 400 yaitu sebesar 22% yang terjadi pada putaran 1600 rpm.

4.2.2.4 Emisi HC

Emisi HC menunjukkan adanya proses oksidasi dan penguraian bahan

bakar yang tidak sempurna. Penghitungan total karbon dari berbagai ikatan HC

yang ada pada gas buang, baik pada pemakaian biodiesel tanpa aditif maupun

dengan penambahan aditif, ditampilkan dalam bentuk grafik pada gambar 4.47.

79

Emisi HC pada biodiesel danbiodiesel + MAZ 400

10

20

30

40

50

60

70

1400 1900 2400 2900 3400

rpm

ppm

B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.47 Emisi HC pada biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

Prosentase perubahan emisi HC B05 + MAZ 400 terhadap emisi HC B05

-45

-30

-15

0

15

30

45

1404 1800 2397 3000 3396 3602

rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.48 Prosentase perubahan emisi HC B05 + MAZ 400

terhadap emisi HC B05

80

Prosentase perubahan emisi HC B20 + MAZ 400 terhadap emisi HC B20

-70-60-50-40-30-20-10

010

1404 1800 2397 3000 3396 3602

rpm

% B20+MAZ400B20

Gambar 4.49 Prosentase perubahan emisi HC B20 + MAZ 400

terhadap emisi HC B20

Penambahan MAZ 400 pada biodiesel secara umum mengurangi emisi HC

yang pada gas buang. Pada B05, penambahan aditif menurunkan emisi HC hingga

30% pada putaran 3600 rpm. Sementara pada B20, penambahan MAZ 400

menurunkan emisi HC hingga 66% pada putaran 1800 rpm dan berangsur-angsur

mendekati nilai emisi HC B20 tanpa aditif seiring bertambahnya putaran mesin.

4.2.2.5 Emisi CO2

Nilai emisi CO2 dari pemakaian sampel bahan bakar biodiesel dengan dan

tanpa aditif ditunjukkan pada gambar 4.50.

Emisi karbon dioksida biodiesel danbiodiesel + MAZ 400

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

1400 1800 2200 2600 3000 3400

rpm

%

B05B05+additiveB20B20+additive

Gambar 4.50 Emisi CO2 biodiesel dan biodiesel + MAZ 400

81

Prosentase perubahan emisi CO2 B05+MAZ 400terhadap emisi CO2 B05

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

% B05+MAZ400B05

Gambar 4.51 Prosentase perubahan emisi CO2 B05 + MAZ 400

terhadap emisi CO2 B05

Prosentase perubahan emisi CO2 akibat penambahan MAZ 400 pada B20

0

1

2

3

4

1404 1999 2600 3198 3602

rpm

%

B20+MAZ400B20

Gambar 4.52 Prosentase perubahan emisi CO2 B20 + MAZ 400

terhadap emisi CO2 B20

Hasil emisi CO2 memberikan kesimpulan bahwa penambahan MAZ 400

pada B05 dan B20 memberikan hasil yang bertolak belakang. Emisi CO2 pada

B05 + MAZ 400 lebih rendah sekitar 4% dari emisi pada B05 tanpa aditif pada

semua putaran, sementara emisi CO2 pada B20 + MAZ 400 lebih tinggi sekitar

2% sampai 4 % daripada nilai emisi CO2 pada B20.

82

4.2.6 Resume Emisi

Dari data dan perhitungan berbagai emisi yang dihasilkan pada pengujian

dengan masing-masing sampel bahan bakar yang berbeda, berikut ini ditampilkan

tabel yang berisi resume hasil perbandingan emisi antara pemakaian solar dengan

biodiesel, dan perubahan emisi pada pemakaian biodiesel saat ditambahkan aditif.

Tabel 4.13 Resume perbandingan emisi biodiesel terhadap solar

Kenaikan atau penurunan (%) nilai emisi dari biodiesel terhadap nilai emisi dari penggunaan bahan bakar solar

NOx CO Partikulat HC CO2 rpm B05 B20 B05 B20 B05 B20 B05 B20 B05 B20 1404 30,8 24,1 -36,0 33,3 66,0 58,8 -22,4 121,8 -5,9 -9,91599 31,5 18,3 -52,7 9,6 52,5 80,6 -11,5 -17,31800 19,2 8,3 -5,5 132,7 30,5 78,0 22,1 203,4 -5,4 -11,41999 9,0 2,1 2,6 139,7 129,6 195,4 -3,5 -9,62203 3,8 -0,9 10,3 130,3 152,4 158,8 -0,9 -6,92397 1,6 11,3 23,2 120,1 176,7 171,7 39,1 170,4 -3,3 -8,82600 4,6 27,5 30,3 107,6 197,6 166,6 -3,7 -10,12800 5,8 34,8 41,9 102,3 168,4 120,1 -3,5 -10,63000 9,1 33,3 56,8 110,2 204,5 143,6 36,7 99,2 -2,1 -8,93198 9,6 35,6 64,5 120,5 152,6 91,2 -2,0 -8,53396 12,7 35,8 57,4 117,5 106,8 58,4 35,3 101,7 -1,4 -8,63505 10,9 24,3 69,4 121,9 127,6 72,6 -0,1 -6,63602 9,0 10,7 67,0 120,0 126,6 81,9 55,3 26,4 -1,1 -7,8

Tabel 4.14 Resume prosentase perubahan emisi

akibat penambahan MAZ 400 pada B05

Selisih (%) emisi dari B05 + MAZ 400 terhadap nilai emisi B05

rpm NOx CO Partikulat HC CO2 1404 3,8 73,3 3,9 42,0 -3,2 1599 4,2 61,8 -6,7 -3,4 1800 5,0 53,8 22,1 -3,3 -3,7 1999 6,0 50,0 12,5 -3,9 2203 7,1 37,4 -2,5 -4,0 2397 8,1 34,0 -1,2 -15,6 -3,9 2600 8,4 26,5 0,0 -3,9 2800 8,1 24,6 14,0 -3,8 3000 7,1 11,6 0,6 -18,6 -3,7 3198 6,1 7,8 -3,5 -3,7 3396 5,5 8,3 11,3 -19,4 -3,7 3505 5,2 1,3 -6,9 -3,7 3602 5,0 -3,0 -7,9 -29,6 -3,6

83

Tabel 4.15 Resume prosentase perubahan emisi

akibat penambahan MAZ 400 pada B20

Selisih (%) emisi dari B20 + MAZ 400 terhadap nilai emisi B20

rpm NOx CO Partikulat HC CO2 1404 -11,8 -0,7 15,9 -55,3 4,1 1599 -6,7 3,9 21,7 3,3 1800 -4,9 4,7 18,3 -65,4 2,9 1999 -8,3 4,8 19,4 3,7 2203 -3,3 -28,9 3,1 3,2 2397 1,9 -29,3 0,6 -35,0 3,6 2600 3,5 -35,0 -4,8 3,2 2800 2,9 -31,6 -6,5 2,5 3000 9,2 -37,3 -13,3 -40,9 2,7 3198 10,6 -34,4 -18,3 2,7 3396 7,4 -28,6 -5,6 -41,6 1,7 3505 -2,3 -30,0 2,7 2,7 3602 -0,4 -27,3 -1,6 -3,9 2,2

Dari data emisi dapat diketahui bahwa secara umum emisi HC, partikulat,

dan CO saat pemakaian biodiesel lebih tinggi. Hal ini dapat diakibatkan oleh

faktor viskositas yang menurunkan kualitas penguraian dan oksidasi bahan bakar

selam prose pembakaran. Sementara penambahan MAZ 400 sebagai aditif untuk

biodiesel memberikan peningkatan kualitas emisi dimana nilai CO, HC, dan

partikulat relatif turun pada pemakaian B20. Namun tidak demikian dengan

penambahan aditif pada B05, dimana secara umum dapat dikatakan bahwa emisi

yang terjadi justru sedikit lebih buruk relatif terhadap nilai emisi B05 tanpa aditif.

4.3 Deposit

Analisis pembentukan deposit dilakukan dengan tujuan menemukan

komposisi bahan bakar yang paling sedikit meninggalkan timbunan deposit di

ruang bakar. Pengukuran deposit dilakukan pada beberapa komponen dengan

beberapa prosedur. Untuk piston crown dan daerah cylinder head dilakukan

pengangkatan deposit dan kemudian ditimbang, untuk deposit pada katup isap dan

buang dilakukan rating terhadap kondisi katup sesuai standar CRC manual no.16.

84

4.3.1 Deposit pada puncak piston dan kepala silinder

Hasil dokumentasi kondisi awal dan setelah rangkaian pengujian berakhir

ditampilkan per silinder pada saat sebelum dan sesudah uji ketahanan dari

pemakaian masing-masing sampel bahan bakar. B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.53 Puncak piston silinder 1

Meskipun dari gambar terlihat deposit lebih pekat, namun saat dibersihkan

deposit pada pemakaian B20+MAZ400 lebih mudah dibandingkan deposit dari

B20. Hal yang sama juga terjadi pada piston dari silinder yang lain.

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.54 Puncak piston silinder 2

85

B00 B05 B05+MAZ

400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.55 Puncak piston silinder 3

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.56 Puncak piston silinder 4

86

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.57 Kepala silinder dari silinder 1

Seperti pada puncak piston, pada kepala silinder pun juga terjadi hal yang

sama, dimana meskipun pada gambar tampak deposit yang lebih tebal, namun

pada saat pengangkatan deposit, dari B05+MAZ400, lebih mudah.

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.58 Kepala silinder dari silinder 2

87

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.59 Kepala silinder dari silinder 3

Kemudahan pengangkatan deposit meski dari gambar tampak lebih tebal,

juga terjadi pada kepala silinder yang lain. Oleh karena itu, penilaian visual dirasa

tidak tepat sebagai parameter.

B00 B05 B05+MAZ 400 B20 B20+MAZ 400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.60 Kepala silinder dari silinder 4

Untuk mengetahui dengan lebih tepat jumlah timbunan deposit dari

masing-masing pemakaian sampel bahan bakar dan untuk melakukan analisis

88

berdasarkan sifat bahan bakar, maka penulis menampilkan grafik massa deposit

yang diangkat dari kepala silinder dan daerah puncak piston pada gambar 4.61.

Combustion chamber deposite

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

Fuel sample usage

gram

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.61 Massa deposit pada ruang bakar

Apabila kita perhatikan grafik yang terdapat pada gambar 4.61, maka

jumlah deposit yang terjadi dengan pemakaian biodiesel lebih banyak

dibandingkan dengan pemakaian solar. Sementara dari pemakaian B05 dan B20,

terlihat jelas peningkatan jumlah deposit yang terjadi. Dan jika kita melihat hasil

dokumentasi pada rangkaian gambar ruang bakar yang ditampilkan, jelas bahwa

pada ruang bakar deposit yang terbentuk adalah sisa karbon dari bahan bakar yang

masuk selama proses uji ketahanan berlangsung. Perlu diketahui bahwa panjang

rantai karbon serta komposisi gliserin sangat mempengaruhi produksi deposit di

ruang bakar. Dan apabila hasil pengambilan deposit ini dihubungkan dengan sifat

bahan bakar B05 dan B20, maka terlihat bahwa nilai total glycerin B20 lebih

tinggi dibandingkan dengan nilai yang dimiliki oleh B05. Analisis ini juga

didukung oleh data hasil uji bahan bakar dimana nilai CCR (Conradson Carbon

Residu) terhadap 10% residu destilasi B20 lebih tinggi dibandingkan nilai CCR

10% residu destilasi B05.

Sedangkan dari data pengukuran massa deposit pada ruang bakar ini dapat

diamati bahwa penambahan aditif MAZ 400 memberikan dampak positif dengan

89

mengurangi jumlah penumpukan deposit pada ruang bakar, baik bagi penggunaan

B05 maupun penggunaan B20.

4.3.2 Deposit pada katup isap dan katup buang

Berikut ini adalah dokumentasi kondisi katup isap dan katup buang yang

disusun berdasarkan nomor silinder. Dalam penyajian dokumentasi tersebut juga

disertakan ukuran kebaikan (rating) yang mengacu pada standar CRC manual

no.16 section 4. Rating hanya dilakukan pada kondisi katup setelah pengujian

ketahanan. Hal ini disebabkan adanya rekondisi katup sebelum pengujian untuk

masing-masing pemakaian sampel bahan bakar sehingga setiap katup pada awal

sebelum pengujian ketahanan memiliki rating 10 yang berarti katup bebas dari

timbunan deposit.

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Mer

it ra

ting

8,5 8,3 8,3 8,5 8,5

Gambar 4.62 Katup isap silinder 1

Rating diberikan melalui pengamatan visual dan kemudian katup

ditimbang untuk mengetahui besarnya kandungan deposit pada masing-masing

katup.

90

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Mer

it ra

ting

8,5 8,5 8,5 8,5 8,5

Gambar 4.63 Katup buang silinder 1 Secara visual tidak ada perbedaan dari katup buang pada silinder 1.

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

8,5 8,5 8,3 8,3 8,5

Gambar 4.64 Katup isap silinder 2

91

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Mer

it ra

ting

8,5 8,3 8,5 8,5 8,5

Gambar 4.65 Katup buang silinder 2 Secara visual, pada katup dari pemakaian B05 terdapat deposit yang paling tebal. B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

8,5 8,5 8,5 8,5 8,3

Gambar 4.66 Katup isap silinder 3

92

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Mer

it ra

ting

8,5 8 8,5 8,5 8,5

Gambar 4.67 Katup buang silinder 3 Seperti pada katup buang silinder 2, pemakaian B05 memberikan timbunan deposit yang paling tebal di antara pemakaian bahan bakar yang lain. B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

8,5 8,5 8,5 8,5 8,5

Gambar 4.68 Katup isap silinder 4

93

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Mer

it ra

ting

8,3 8 8,5 8,5 8,5

Gambar 4.69 Katup buang silinder 4

Rating dilakukan hanya dengan melihat secara visual kondisi katup,

namun untuk memastikan hasil rating, terkait dengan ketepatan pembahasan,

maka berikut ini ditampilkan grafik deposit yang diukur dengan mencari selisih

nilai massa katup sebelum dan sesudah pengujian ketahanan.

Intake valve deposite

0

0,02

0,04

0,060,08

0,1

0,12

0,14

0,16

1 2 3 4

Number of cylinder

gram

B00B05B05+addB20B20+add

Gambar 4.70 Massa deposit pada katup isap

94

Exhaust valve deposite

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

1 2 3 4

Number of cylinder

gram

B00B05B05+additiveB20B20+additive

Gambar 4.71 Massa deposit pada katup buang

Dari massa deposit katup, baik pada katup isap maupun pada katup buang,

terlihat bahwa rata-rata timbunan deposit yang terjadi pada pemakaian biodiesel

lebih berat dibandingkan dengan pemakaian solar. Analisis penulis terhadap hal

tersebut sama seperti analisis terhadap deposit pada ruang bakar, dimana

penimbunan deposit diakibatkan oleh kandungan total free glycerin yang

dikandung pada suatu bahan bakar akan mempersulit pemutusan rantai karbon dan

menimbulkan timbunan deposit dengan massa yang lebih berat.

4.4 Uji injektor

Kualitas pembakaran bergantung pada beberapa hal, termasuk diantaranya

adalah kinerja injektor dalam memasukkan bahan bakar ke ruang bakar. Dalam

pengujian ini, parameter yang diukur untuk mengetahui perubahan kinerja injektor

adalah volume penyemprotan yang dihasilkan dari jumlah stroke dan putaran yang

ditentukan serta bentuk semprotan bahan bakar yang keuar dari injektor. Jumlah

stroke sendiri telah ditentukan yaitu sebanyak 50 kali stroke pada 200 rpm pada

kondisi full throttling. Berikut ini adalah dokumentasi bentuk semprotan yang

diinjeksikan dan disertakan juga setelahnya grafik perubahan volume injeksi yang

terukur.

95

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400 B

efor

e En

dura

nce

Test

50

hour

s

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.72 Bentuk semprotan bahan bakar dari injektor pada silinder 1

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.73 Bentuk semprotan bahan bakar dari injektor pada silinder 2

Jika diperhatikan, pada pemakaian B20 tanpa MAZ 400, garis semprotan

tampak paling tegas. Dan hal ini dapat menandakan ukuran droplet yang

dihasilkan dari semprotan nosel paling besar.

96

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400 B

efor

e En

dura

nce

Test

50

hour

s

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.74 Bentuk semprotan bahan bakar dari injektor pada silinder 3

B00 B05 B05+MAZ400 B20 B20+MAZ400

Bef

ore

Endu

ranc

e Te

st 5

0 ho

urs

Afte

r End

uran

ce T

est 5

0 ho

urs

Gambar 4.75 Bentuk semprotan bahan bakar dari injektor pada silinder 4

Dari semua silinder, tampak bahwa garis semprotan injektor pada

pemakaian B20 selalu paling tegas dibandingkan dengan hasil semprotan pada

pemakaian jenis bahan bakar yang lainnya.

97

Kerugian aliran semprotan

-16

-12

-8

-4

0

4

8

1 2 3 4

Cylinder number

%

B00 B05 B05+additiveB20 B20+additive

Gambar 4.76 Selisih volume injeksi sesudah uji ketahanan

Pada gambar 4.76 tampak bahwa terjadi peningkatan volume flow loss saat

pemakaian bahan bakar B05 jika dibandingkan dengan pemakaian solar, hal ini

dapat diakibatkan oleh lebih tingginya viskositas dari B05. Namun demikian,

dengan penambahan MAZ 400 pada B05, rata-rata volume flow loss yang terjadi

pada pemakaian B05 dapat ditekan. Sementara itu, pada pemakaian B20, dapat

dilihat bahwa dari grafik volume injeksi terdapat peningkatan nilai volume yang

diinjeksikan. Analisa terhadap hal ini adalah bahwa hal tersebut dimungkinkan,

jika melihat pada dokumentasi bentuk semprotan, akibat viskositas yang terlalu

tinggi sehingga terjadi keausan pada injektor. Volume yang dikeluarkan setelah

terjadi keausan dapat lebih banyak, namun kuailtas pengabutan yang terjadi lebih

rendah, dimana hal tersebut tampak dari bentuk semprotan yang sangat kontras

dan tegas pada hasil dokumentasi yang menandakan bahwa droplet yang terbentuk

lebih besar dibandingkan droplet yang terbentuk pada pemakaian sampel bahan

bakar yang lainnya.

98

4.5 Analisis Pelumas

Pada akhir pengujian, dilakukan sampling pelumas yang telah digunakan

untuk masing-masing pemakaian sampel bahan bakar. Sampel pelumas ini

kemudian dikirim ke PetroLab Service untuk dianalisis. Bersama dengan sampel-

sampel pelumas tersebut, juga dikirimkan pelumas sejenis yang masih baru

sebagai pembanding. Hasil analisis ini digunakan sebagai data pendukung dalam

mengevaluasi pengaruh pemakaian MAZ 400 pada biodiesel. Parameter dari

pelumas yang dianalisis meliputi viskositas, bilangan basa total ( Total Base

Number ), kadar oksidasi, dan kandungan logam pada pelumas.

4.5.1 Viskositas Pelumas

Viskositas dari pelumas menunjukkan besarnya tahanan dari pelumas

untuk mengalir. Viskositas ini bergantung pada struktur molekul yang dimilki

oleh pelumas. Struktur molekul suatu pelumas dapat terpecah oleh gaya geser

mekanik yang dialaminya, sehingga apabila hal tersebut terjadi, maka viskositas

pelumas akan menurun. Namun demikian, viskositas pelumas juga dapat

dipengaruhi oleh partikulat terlarut dimana dengan kehadiran partikulat terlarut

dalam pelumas akan menambah viskositasnya. Hal lain yang secara kimiawi

mempengaruhi kekentalan pelumas pada temperatur tinggi adalah efek dari

kandungan viscousity index improver pada pelumas.

Viskositas @100 deg C

13,1

13,15

13,2

13,25

13,3

13,35

13,4

13,45

13,5

Fuel sample usage

cSt

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.77 Nilai viskositas pelumas pasca pengujian

99

Penurunan Viskositas @100 deg C

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Fuel sample usage

%

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.78 Penurunan viskositas pelumas terhadap spesifikasi awal

Dari gambar 4.77 dan 4.78 dapat disimpulkan bahwa penurunan viskositas

pada 100 oC paling besar terjadi pada pemakaian bahan bakar solar, yaitu sampai

6,5% dari spesifikasi awal pelumas. Hal ini dapat berarti geseran (shearing) yang

terjadi pada saat pemakaian solar lebih besar dari pada pemakaian biodiesel atau

dapat juga berarti berkurangnya efek kandungan viscousity improver additive pada

pelumas saat pemakaian solar lebih besar dibandingkan saat pemakaian biodiesel.

Berkurangnya efek ketahanan viskositas atas kenaikan temperatur ini dapat

diakibatkan oleh proses kimiawi antara pelumas dengan bahan bakar.

Sementara penambahan MAZ 400 pada kedua jenis sampel biodiesel

memberikan efek yang lebih baik terhadap ketahanan viskositas pelumas. Pada

pemakaian B05 dengan aditif MAZ 400, penurunan viskositas pelumas lebih

rendah 3% dari pemakaian B05 tanpa aditif. Sedangkan pada B20, penambahan

MAZ 400 mengurangi penurunan kekentalan pelumas sebanyak 4%.

4.5.2 Oksidasi dan Total Base Number ( TBN )

Oksidasi merupakan bentuk perusakan pelumas secara kimiawi. Zat kimia

yang dikandung oleh pelumas bereaksi dengan oksigen pada temperatur tinggi,

secara terus menerus sehingga memudahkan terjadinya oksidasi. Efek dari adanya

100

oksidasi ini adalah munculnya senyawa asam yang berpotensi menimbulkan

korosi pada komponen-komponen mesin. Gambar 4.79 menampilkan kadar

oksidasi pada pelumas sisa pengujian.

Oksidasi

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Fuel sample usage

A/0

,1m

m

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.79 Grafik oksidasi pelumas

Pada gambar 4.79 dapat diketahui bahwa oksidasi yang terjadi pada

pemakaian bahan bakar solar lebih rendah dibanding dengan pemakaian bahan

bakar biodiesel. Tingkat oksidasi yang terjadi akan mempengaruhi bilangan basa

total dari pelumas. TBN sendiri menunjukkan kemampuan pelumas untuk

menetralisir asam hasil oksidasi. Pengaruh kekurangan TBN pada mesin adalah

meningkatnya kecenderungan timbulnya karat akibat pelumas yang tidak mampu

menetralisir oksidasi yang terjadi dari pembakaran yang cenderung bersifat asam

dan berpotensi menimbulkan korosi.

Gambar 4.80 menampilkan bilangan basa total dari masing-masing

pemakaian sampel bahan bakar dan dilanjutkan dengan gambar 4.81 yang

menunjukkan prosentase penurunan TBN pelumas pasca pengujian dibandingkan

dengan spesifikasi pelumas awal.

101

Total Base Number

10

10,4

10,8

11,2

Fuel sample usage

mg

KO

H/g

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.80 Nilai Total Base Number

Penurunan TBN

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

Fuel sample usage

%

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.81 Penurunan Total Base Number terhadap spesifikasi awal

Pada gambar 4.81 dapat dilihat bahwa penurunan TBN terbesar terjadi saat

pengujian dengan pemakaian sampel bahan bakar B05 yaitu sebesar 10%,

kemudian disusul dengan B20 sebesar 5%, dan solar sebesar 4%. Dari gambar

4.81 juga dapat diketahui bahwa penambahan MAZ 400 sebagai aditif pada B05

memberikan tingkat penurunan TBN yang lebih rendah 5% dan pada B20

memberikan tingkat penurunan TBN yang juga lebih rendah, namun hanya sekitar

1%. Turunnya nilai TBN dapat diakibatkan oleh oksidasi yang terjadi pada

pelumas akibat tingginya temperatur operasi. Dan apabila dilihat dari temperatur

102

gas buang pada pembahasan sebelumnya, tampak bahwa temperatur gas buang

biodiesel memang lebih tinggi dari solar.

4.5.3 Kandungan logam

Sampel pelumas yang dipakai dalam pengujian memiliki kandungan

logam yang dapat diartikan sebagai indikasi terjadinya keausan pada beberapa

komponen atau dapat juga berarti adanya kandungan logam pada bahan bakar

yang selama pengujian mungkin bercampur dengan pelumas, misalnya akibat

fenomena blow by. Tabel 4.16 menunjukkan kadar kandungan logam pada hasil

uji pelumas yang dilakukan oleh Petrolab Service semnetara referensi keausan

logam pada mesin ditunjukkan pada tabel 4.17.

Tabel 4.16 Kadar kandungan logam (ppm) pada pelumas pasca pengujian

Jenis logam B00 B05 B05+additive B20 B20+additive

Iron (Fe) 9 9 9 9 10

Copper (Cu) 3 2 2 2 2

Aluminium (Al) 0 0 0 0 0

Chromium (Cr) 2 4 3 5 6

Nikel (Ni) 0 1 0 0 0

Tin (Sn) 0 0 0 0 0

Lead (Pb) 1 6 6 6 7

Tabel 4.17 Referensi keausan logam pada mesin[16] When trace metals are detected, the

following components could be responsible

Iron Fe

Copper Cu

Lead Pb

Aluminium Al

Silicon Si

Chromium Cr

Tin Sn

Sodium Na

Potassium K

Journal Bearings x x x x

Bushings x x x x

Cam Shaft x

Coolant Additives x x x x

Crankshaft x

Cylinder Wall x x

Exhaust Valve x x

Anti-Friction Bearing x

Gasket x x

Gasoline Additive x x

103

Tabel 4.17 (Lanjutan)

Housing/Castings x x x

Ingested Dirt x x

Oil Additive x x x

Oil Cooler x

Oil Pump Bushing x x x x

Oil Pumps x x

Piston x x x

Rings x x

Thrust Washers x x x x

Timing Gear x

Turbo-charger x x

Valve Guides x x

Valve Train x

Wrist Pin-Bushing x x x x

Wrist Pins x

4.5.3.1 Kandungan besi pada pelumas

Partikel besi yang terkandung pada pelumas pasca pengujian dapat berasal

dari beberapa komponen, mengingat keberadaan besi sebagai unsur logam yang

terkandung pada sebagian besar komponen pada mesin. Grafik tingkat konsentrasi

kandungan besi pada pelumas ditunjukkan pada gambar 4.82

Kandungan besi

02468

101214161820

Fuel sample usage

ppm

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.82 Grafik kandungan besi pada pelumas

104

Kandungan besi yang terdeteksi pada pelumas memiliki konsentrasi yang

sama antara pemakaian bahan bakar solar dengan biodiesel. Hal ini dapat berarti

adanya tingkat keausan yang sama pada komponen-komponen seperti dinding

silinder ruang bakar, roda gigi, sistem katup, dan crankshaft baik ketika memakai

bahan bakar solar maupun biodiesel. Penambahan aditif MAZ 400 pada B05 tidak

mengurangi tingkat konsentrasi kandungan besi pada pelumas, sementara

penambahan MAZ 400 pada B20 meningkatkan kandungan besi pada pelumas

hingga sekitar 10% terhadap kandungan besi pada pelumas saat pemakaian

sampel B20 saja.

4.5.3.2 Kandungan tembaga pada pelumas

Keberadaan tembaga pada pelumas dapat diakibatkan antara lain oleh

keausan pada komponen bushing, thrust washer, atau pada pipa saluran oli. Pada

gambar 4.83 ditunjukkan grafik kandungan tembaga pada pelumas bekas

pengujian.

Kandungan tembaga

0

1

2

3

4

5

6

Fuel sample usage

ppm

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.83 Grafik kandungan tembaga

Dari gambar 4.83 tampak bahwa pelumas pada pemakaian bahan bakar

solar memiliki kandungan tembaga yang dapat dikatakan sama dengan pemakaian

biodiesel. Sementara penambahan MAZ 400 tidak berpengaruh terhadap

konsentrasi kandungan logam tembaga pada pelumas.

105

4.5.3.3 Kandungan krom pada pelumas

Kandungan Chromium (Cr) dapat mengindikasi terjadinya keausan pada

ring, rod, maupun exhaust valve yang dilapisi oleh krom. Dari analisis kandungan

logam pada pelumas yang dipakai selama pengujian, diperoleh grafik yang

ditunjukkan pada gambar 4.84.

Kandungan krom

0

1

2

3

4

5

6

7

Jenis sampel bahan bakar

ppm

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.84 Grafik kandungan krom pada pelumas

Dari grafik kandungan krom diketahui bahwa pada pemakaian solar,

kandungan krom pada pelumas lebih rendah daripada pemakaian sampel bahan

bakar biodiesel. Sedangkan dengan penambahan aditif MAZ 400 pada B05,

konsentrasi kandungan krom pada pelumas tercatat menurun. Sebaliknya hasil

analisis pelumas pada B20 dengan aditif menunjukkan konsentrasi krom

meningkat.

4.5.3.4 Kandungan timbal pada pelumas

Timbal (Pb) umumnya terkandung pada bahan bakar maupun pada aditif.

Dari analisis terhadap kandungan timbal (Pb), terdapat hasil yang menunjukkan

bahwa pada pemakaian biodiesel diperoleh konsentrasi timbal yang lebih tinggi

pada pelumas. Penambahan MAZ 400 hanya berpengaruh terhadap pemakaian

B20, dimana konsentrasi kandungan timbal pada B20 dengan MAZ 400

106

meningkat. Grafik kandungan timbal pada pelumas yang dipakai untuk masing-

masing pengujian ditampilkan pada gambar 4.85.

Kandungan timbal

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Jenis sampel bahan bakar

ppm

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.85 Kandungan timbal pada pelumas

4.5.3.5 Kandungan nikel pada pelumas

Kandungan nikel pada pelumas dapat berasal dari keausan pada katup.

Dari hasil analisis terhadap pelumas pasca pengujian diperoleh bahwa kandungan

nikel hanya terdeteksi pada pemakaian biodiesel B05 tanpa aditif, meskipun hanya

1 ppm. Sementara pada pemakaian sampel bahan bakar yang lain tidak tampak

ada kandungan nikel.

Kandungan nikel

0

1

2

3

4

5

Fuel sample usage

ppm

B00B05B05+MAZ400B20B20+MAZ400

Gambar 4.86 Kandungan nikel pada pelumas

107