## Efek Penambahan Suhu Bahan Bakar Terhadap Emisi Gas Buang Pada Mobil Kijang LGX 1800 CC
S.F. Nur Cahyo Kurniawan 1 , Yuniarto Agus Winoko, S.T.,  M.T. 2
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang
2 Dosen Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang
1 nurcahyokurniawan25@gmail.com, 2 dhimazyuni@gmail.com

## Abstrak
Proses  pembakaran  sempurna  dapat  terjadi  jika  tekanan  kompresi  tinggi,  waktu pengapian yang tepat, dan campuran udara dengan bahan bakar yang sesuai. Campuran udara dan  bahan  bakar  yang  sesuai  bisa  didapatkan  dengan  memanaskan  bahan  bakar  agar viskositasnya  berkurang  sehingga  campuran  lebih  homogen.  Pemanasan  bahan  bakar  dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti dengan memanfaatkan panas air radiator yang keluar dari  mesin.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  pemanasan  bahan  bakar terhadap emisi gas buang dan torsi mesin bensin 1800 cc. Penelitian ini menggunakan metode ekperimental  dengan  variabel  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  pertamax  dengan suhu 40º, 50°, 60º,dan 70°. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah emisi gas buang mesin bensin.  Hasil  penelitian  ini  menunjukan  bahwa  pemanasan  bahan  bakar  berpengaruh  pada emisi gas buang. Suhu yang berpengaruh pada emisi gas buang yaitu pada suhu 60ºC dengan penggunaan bahan bakar pertamax.

## Kata-kata kunci: emisi gas buang, pemanas otomoatis, dan suhu

## I. PENDAHULUAN
Pada motor bensin proses pembakaran campuran bahan  bakar  dan  udara  terjadi  di  ruang  bakar,  agar campuran  udara  dan  bahan  bakar  tersebut  dapat terbakar dengan sempurna maka suhu dan tekanannya harus sesuai, kondisi ini akan meningkatkan  efisiensi  pembakaran,  peningkatnya dilakukan  dengan  memanfaatkan  panas  yang  keluar dari  air  radiator.  Agar  pemanasan  terkontrol  maka dibuat alat yang dapat mengatur suhu tersebut secara otomatis.  Salah  satunya  bisa  dengan  memanaskan bahan bakar yang akan masuk ke ruang bakar. Hal ini disebabkan  karena  meningkatnya  nilai  kalor  dan viskositas  dari  bahan  bakar  akan  turun,  sehingga proses pencampuran bahan bakar dengan udara dapat bercampur  dengan  sempurna.  Proses  pembakaran didalam ruang bakar tersebut akan lebih efektif serta menghasilkan emisi gas buang yang lebih baik.
Alat  pemanas  otomatis  dengan  pemanfaatan fluida panas radiator untuk memanaskan bahan bakar karena suhu output air radiator yang lebih tinggi dari suhu  bahan  bakar.  Perbedaan  suhu  antara  bahan bakar  dengan  fluida  panas  radiator  ini  maka
diharapkan  pemanasan  bahan  bakar  dapat  terjadi dengan  baik,  serta  dapat  mengetahui  suhu  optimum pembakaran  yang  akan  menghasilkan  emisi  gas buang yang tidak mencemari lingkungan.
Arif N, Husin B, Danar S W, (2010:10) dalam penelitiannya  yang  berjudul  “Pengaruh  Variassi Putaran  Mesin  dan  Pemanasan  Bahan  Bakar  Bensin, Melalui  Pipa  Kapiler  Bersirip  Radial  didalam Upper Tank  Radiator terhadap  Konsumsi  Bahan  Bensin pada  Mesin  Toyota”  menyimpulkan,  ada  penurunan pemanasan  bahan  bakar  bensin  melalui  pipa  kapiler bersirip  radial  di  dalam uppertank radiator terhadap emisi  gas  buang  CO  dan  HC  pada  mesin  Toyota Kijang.  Penurunan  emisi  gas  buang  CO  dan  HC terbesar  yaitu  pada  percobaan  dengan  menggunakan pemanasan  3  pipa  tembaga  dengan  jarak  antar  sirip 10  mm.  Selisih  emisi  gas  buang  CO  sebesar  2,54  % volume  atau  sebesar  85%  dan  emisi  gas  buang  HC sebesar  139,667  ppm  volume  atau  sebesar  72%. Penelitian  ini  berbeda  dengan  penelitian  saya  karena penelitian  ini  menggunakan  pipa  kapiler  bersirip yang  di  letakan  pada uppertank radiator sedangkan
penelitian  saya  menggunakan  sistem heat  exchanger yang berada diantara radiator dan karburator.
Hariyono  (2007:71)  dalam  penelitian  yang berjudul “Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Dengan Media  Radiator  Terhadap  Konsumsi  Bahan  Bakar dan Kandungan CO Gas Buang Pada Motor Bensin” menyimpulkan,  pemanasan  bahan  bakar  dapat membantu  mengurangi  konsumsi  bahan  bakar  dan menurunkan  kandungan  CO  gas  buang  pada  motor bensin.  Pada  penelitian  ini  konsumsi  bahan  bakar pertamax  mengalami  penurunan  masing-masing sebesar 9.94 % untuk saluran 1, 9.58 % untuk saluran 2,  dan  10.22  %  untuk  saluran  3.  sedangkan kandungan  CO  gas  buang  pada  46.17  %  untuk saluran  1,  20.66  %  untuk  saluran  2,  dan  18.98  % untuk  saluran  3.  Penelitian  ini  berbeda  dengan penelitian saya karena pada penelitian ini menggunakan 3 pipa saluran bahan bakar yang mana saluran  itu  diletakan  pada  radiator  dan  pada penelitian  saya  mengambil  air  radiator  untuk dimasukkan  dalam  alat  pemanas  yang  terdapat saluran bahan bakarnya.
Didik  A  (2017:10)  dalam  penelitiannya  yang berjudul “Pengaruh Pemanasan Bahan Bakar Melalui Pipa  Bersirip  Radial  Pada Uppertank  Radiator dan Penambahan  Etanol  Dalam  Bahan  Bakar  Pertalite Terhadap  Emisi  Gas  Buang  Pada  Mobil  Suzuki APV”  menyimpulkan,  emisi  gas  buang  CO  dan  HC menurun. Jumlah emisi terendah pada saat pemanasan  bahan  bakar  menggunakan  pipa  bersirip radial  dengan  jarak  antar  sirip  10  mm,  CO  sebesar 0,596%  volume  atau  sebesar  0,44%  dan  HC  sebesar 260,00  ppm  atau  sebesar  18,06%.  Penelitian  ini berbeda  dengan  penelitian  saya  karena  penelitian  ini menggunakan  pipa  kapiler  bersirip  yang  di  letakan pada uppertank radiator sedangkan  penelitian  saya menggunakan  sistem heat  exchanger yang  berada diantara radiator dan karburator.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
1. BBM (Bahan Bakar Minyak)
Bahan  Bakar  adalah  suatu  materi  apapun  yang bisa  diubah  menjadi  energi.  Biasanya  bahan  bakar mengandung energi panas yang dapat dilepaskan dan dimanipulasi.  Kebanyakan  bahan  bakar  digunakan manusia  melalui  proses  pembakaran  di  mana  bahan bakar  tersebut  akan  melepaskan  panas  setelah direaksikan  dengan  oksigen  di  udara.  Bahan  bakar yang  dimaksud  dalam  hal  ini  adalah  pertalite  dan pertamax.  Pertamax  adalah  bahan  bakar  ramah lingkungan  beroktan  tinggi  hasil  penyempurnaan produk  pertamina  sebelumnya  yaitu  premix  yang mempunyai  RON  92  (www.pertamina.com),  dengan nilai  RON  yang  lebih  tinggi  dari  pertalite  maka pertamax akan terbakar lebih sempurna.
2. Teori Pembakaran
Pembakaran  dalam  mesin  Otto  di  kenal  dengan stoikiometri  untuk  mendapatkan  perbandingan  yang
ideal  antara  udara  dan  bahan  bakar.  Stoikiometri sendiri  adalah  angka  teoritis  yang  menyatakan perbandingan  udara  dan  bahan  bakar  ideal,  sehingga untuk pembakaran yang sempurna reaksi pembakarannya  menghasilkan  H 2 O  dan  CO 2 tanpa gas seperti CO, NOx, dan HC.
Persamaan reaksi pembakaran : C 8 H 18 +  12,5(O 2 +3,76N 2 )                                8CO 2 + 9H 2 O + 12,5 (3,76 N 2 ) + Energi
Pembakaran  tidak  sempurna  adalah  proses pembakaran  yang terjadi akibat ada campuran bahan bakar  yang  mengalami  penyalaan  sendiri  yang bisanya  tidak  disebabkan  oleh  percikan  bunga  api dari  busi.  Sehingga  untuk  pembakaran  tidak sempurna  reaksi  pembakarannya  menghasilkan  gas seperti CO, NOx, dan HC.
C 8 H 18 + O 2 + 3,76N 2 CO + CO 2 + HC + H 2 O + O 2 + NO + 3,76 N 2 + energi
3. Perpindahan Kalor
Perpindahan  kalor  adalah  ilmu  yang  untuk meramalkan  perpindahan  energi  yang  terjadi  karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material. Energi  yang  berpindah  itu  dinamakan  kalor  atau panas.  Ilmu  perpindahan  kalor  sendiri  tidak  hanya menjelaskan  tentang  berpindahnya  energi  kalor  dari satu benda ke benda lain, tapi juga dapat meramalkan laju  perpindahan  pada  kondisi-kondisi  tertentu. Dalam  penelitian  ini  perpindahan  kalor  yang digunakan  adalah  secara  konduksi  dan  secara konveksi.  Perpindahan  kalor  secara  konduksi  ini terjadi  karena  adanya  perpindahan  energi  dari partikel yang memiliki energi lebih tinggi ke partikel yang  lebih  rendah  dikarenakan  adanya  interaksi antara  kedua  partikel.  Perpindahan  kalor  secara konveksi  terjadi  antara  permukaan  padat  dengan fluida yang mengalir disekitarnya, dengan menggunakan  media  penghantar  berupa  fluida (cairan/gas).
4. Emisi Gas Buang
Emisi  gas  buang  pembakaran  tidak  sempurna adalah  toksi  dan  sebagian  berupa  gas  rumah  kaca, sehingga  perlu  direduksi.  Strategi  pengurangan  gas buang  motor  bakar  dapat  dilakukan  saat  sebelum proses pembakaran berlangsung, saat proses pembakaran  dan  setelah  proses  pembakaran  selesai. Terdapat  5  unsur  dalam  gas  buang  yang  perlu  di ukur,  diantaranya  senyawa  HC,  CO,  CO 2 ,  O 2 ,  dan senyawa NO x , kecilnya konsenttrasi beberapa Negara hanya  mengukur  4    unsur  dalam  gas  buang  yaitu senyawa HC, CO, CO 2 , dan O 2 (Yuniarto,2017:106). Gas  karbon  monoksida  (CO)  adalah  gas  yang  tidak stabil  dan  cenderung  mudah  bereaksi  dengan  unsur lain,  kadar  emisi  untuk  gas  karbon  monoksida  pada motor  bakar  konvensional  berkisar  antara  3,5%. Bensin adalah bahan bakar yang berasal dari senyawa hidrokarbon,  sehingga  setiap  HC  pada  motor  bensin menunjukan terjadinya proses bahan bakar yang tidak terbakar, pada motor bakar konvensional
pengurangan  HC  dilakukan  dengan  menambah oksigen  diluar  ruang  bakar  atau  memanfaatkan tingginya  suhu  pembakaran  (panas).  Karbondioksida (CO 2 ) merupakan sejenis senyawa kimia yang terdiri dari  dua  atom  oksigen  yang  terikat  secara  kovalen dengan  sebuah  atom  karbon,  karbondioksida  ini berbentuk  gas  pada  keadaan  temperatur  dan  tekanan standart serta hasil dari pembakaran senyawa organik dan  juga  merupakan  hasil  samping  pembakaran bahan bakar fosil.

## III. METODOLOGI
1. Prinsip Kerja Alat
Alat pemanas bahan bakar ini memanfaatkan panas yang terbuang dari sistem pendinginan mesin yang dibawa oleh air radiator, sehingga pemanasan ini tidak membebani kinerja mesin. Untuk mengefisiensikan pemanasan ini maka dilakukan pengaturan secara elektronik.
Gambar 1. Alat Pemanas Bahan Bakar Prinsip kerja alat pemanas bahan bakar otomatis ini  memanfaatkan  sirkulasi  dari  sistem  pendingin kendaraan,  kalor  yang  di  buang  ke  lingkungan melewati  radiator  di  manfaatkan  sebagian  sebagai pemanas  bahan  bakar.  Cairan  air  radiator  yang  baru keluar  dari  sistem  di  masukkan  kedalam  alat penghantar panas ke saluran yang melewati pipa kecil di dalamnya, lalu dalam saat bersamaan bahan bakar di  alirkan  ke  dalam  tabung  yang  dilewati  pipa  yang dilewati  fluida  panas  tersebut.  Lalu  untuk  saluran keluar dari pipa yang di lewati air radiator di salurkan kembali  ke  sirkulasi  pendinginan  mesin  melalui saluran  yang  akan  masuk  kedalam  sistem.  Untuk mendeteksi  suhu  pemanasan  bahan  bakar  ini menggunakan sensor suhu yang akan diletakkan pada saluran  keluar  bahan  bakar  dari  alat  tersebut, sedangkan  untuk  mengatur  suhu  menggunakan selenoid valve. Selenoid valve ini mengatur sirkulasi air  radiator  yang  melewati  alat  tersebut  jika  suhu bahan  bakar  belum  tercapai  maka  selenoid  akan membuka  dan  jika  suhu  yang  di  inginkan  sudah tercapai  maka  selenoid  akan  tertutup.  Hasil  dari
pengaturan  suhu  yang  dilakukan  akan  di  tampilkan dalam layar lcd dalam box sistem.
2. Diagram Alir
Diagram alir penelitian ini dapat di lihat sebagai berikut:

## Gambar 2 Diagram Alir Penelitian
3. Variabel Penelitian
Dalam  penelitian  ini  terdapat  beberapa  variabel yang telah ditentukan diantaranya adalah:
a. Variabel Bebas Variabel  bebas  adalah  kondisi  yang mempengaruhi  munculnya  suatu  gejala.  Dalam penelitian  ini  yang  menjadi  variabel  bebas adalah variasi jenis bahan bakar yaitu: pertamax lalu variabel suhu 40, 50, 60, 70 °C dan variabel putaran  mesin  1500,  2000,  2500,  3000,  3500, 4000, 4500, 5000 (Rpm).
b. Variabel Terikat Variabel  terikat  adalah  hasil  yang diinginkan  dari  pemberian  variabel  bebas. Dalam  penelitian  ini  yang  menjadi  variabel terikatnya yaitu: emisi gas buang.
Pada  penelitian  ini  akan  menggunakan  variabel bebas  variasi  jenis  bahan  bakar  yaitu:  pertamax  lalu variabel suhu 40, 50, 60, 70 °C dan variabel putaran mesin  1500,  2000,  2500,  3000,  3500,  4000,  4500, 5000  (Rpm).  Variabel-variabel  ini  digunakan  secara bergantian  untuk  lihat  hasilnya  berdampak  pada emisi  gas  buang.  Untuk  penggunaan  variabelnya sendiri seperti bahan bakar pertamax dipanasi sampai suhu  (40,  50,  60,  70  °C)  lalu  putaran  yang  diambil
untuk  gas  buang  (750,  1000,  2000,  3000,  4000,  dan 5000 rpm).
4. Spesifikasi Kendaraan

## Tabel spesifikasi kendaraan

## Spesifikasi Kendaraan
Jenis Mobil Mini bus / Pick up Tipe Mesin 7k ; OHV ; 1800cc Diameter x Langkah 80,5 x 87,5 mm (7k) Sistem Suplay BB Karburator Transmisi Manual 5 Kecepatan Tenaga Maksimal 72 hp / 4.600 rpm Torsi Maksimal 139 hp / 4.600 rpm Rasio konsumsi BB 1 banding 6 Topspeed 100 km/jam

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan bahan  bakar  pertamax,  pemanasan  bahan  bakarnya menggunakan  air  radiator  yang  mengalir  keluar  dari dalam  mesin  setelah  melakukan  proses  pendinginan serta  untuk  melihat  putarannya  menggunakan tachometer.  Setelah  mendapatkan  data  maka  data  itu dibuat  dalam  bentuk  grafik  agar  lebih  mudah menganalisanya,  untuk  data  emisinya  penulis mengambil CO, CO 2 , HC, dan O 2 . Pengambilan data dilakukan  sebanyak  tiga  kali,  lalu  dari  data  tersebut dibuat  rata-rata  setelah  itu  data  rata-rata  ini  yang digunakan  untuk  membuat  grafiknya.  Tampilan grafik  inilah  yang  akan  dianalisis  untuk  mengetahui efek dari pemanasan bahan bakar tersebut.
Gambar 3. Grafik data pengujian emisi CO Berdasarkan  gambar  diatas  dapat  diketahui bahwa setelah penggunaan alat pemanas bahan bakar jenis  pertamax  kadar  CO  yang  dihasilkan  lebih rendah  daripada  hasil  emisi  CO  tanpa  menggunakan pemanas  bahan  bakar.  Hal  ini  bisa  disebabkan dengan memanaskan bahan bakar akan menyebabkan viskositas  menurun  sehingga  dapat  menyebabkan pengkabutan  bahan  bakar  semakin  baik  dan
menyebabkan  pembakaran  terjadi  dengan  sempurna, dari  pembakaran  yang  semakin  sempurna  ini  maka akan mengurangi emisi yang bersifat racun.
Gambar 4. Grafik data pengujian emisi CO 2 Berdasarkan  gambar  diatas  dapat  diketahui bahwa  setelah  ada  pemanasan  bahan  bakar  dengan jenis  pertamax  kadar  CO 2 yang  dihasilkan  lebih rendah daripada hasil emisi CO 2 tanpa menggunakan pemanas bahan bakar.
Gambar 5. Grafik data pengujian emisi HC Berdasarkan  gambar  diatas  dapat  diketahui bahwa  setelah  ada  pemanasan  bahan  bakar  dengan jenis  pertamax  kadar  HC  yang  dihasilkan  lebih rendah  dari  pada  kadar  emisi  HC  yang  tidah menggunakan  pemanas  bahan  bakar.  Emisi  HC terendah  terjadi  pada  suhu  60  derajat,  hal  ini  terjadi karena  pada  suhu  tersebut  merupakan  suhu  dengan pemanasan  terbaik  dan  tidak  mempengaruhi  periode pembakaran  dan  dapat  menyebabkan  pembakaran yang sempurna.
Gambar 6. Grafik data pengujian emisi O 2 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 750 1000 2000 3000 4000 5000 CO % Putaran (Rpm) Standart 40 50 60 70 8 10 12 14 16 18 750 1000 2000 3000 4000 5000 CO2 % Putaran (Rpm) Standa rt 40 50 60 70 150 200 250 300 350 400 450 500 550 750 1000 2000 3000 4000 5000 H C p p m Putaran (Rpm) Standart 40 50 60 70 12 13 14 15 16 17 18 750 1000 2000 3000 4000 5000 O 2 % Putaran (Rpm) Standart
40 50 60 70
Berdasarkan  gambar  diatas  dapat  diketahui bahwa  setelah  ada  pemanasan  bahan  bakar  dengan jenis  pertalite  kadar  O 2 yang  dihasilkan  lebih  tinggi dari  pada  kadar  emisi  O 2 yang  tidah  menggunakan pemanas  bahan  bakar.  Hasil  yang  didapatkan  dari pembacaan  grafik  di  atas  emisi  O 2 tertinggi  berada pada suhu 60 derajat.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
Dapat  dilihat  dari  hasil  yang  telah  didapatkan bahwa  dengan  penggunaan  pemanas  bahan  bakar  ini telah  menurunkan  kadar  emisi  gas  buang  yang bersifat  racun,  pemanasan  yang  terbaik  untung penurunan kadar emisi gas buang terdapat pada suhu 60 °.
Untuk  penelitian  selanjutnya  dapat  membuat alat  yang dapat  menjaga suhu secara konsisten, serta dapat  mengunakan  alat  tambahan  berupa  pemanas udara agar pemanasan yang terjadi pada bahan bakar dan  udara  dapat  membuat  campuran  semakin sempurna.

## DAFTAR PUSTAKA
Gumulang  D  C,  Wijayanto  D  S,  Bugis  H.  2016. Pengaruh  Pemanasan  Suhu  Bahan Bakar  dan  Penambahan  Biodiesel dalam  Solar  terhadap  Opasitas  Mesin Diesel  Mitsubisi  L300 ,  Surakarta: Universitas Sebelas Maret. Kristanto,  Ir.  Philip.  2015. Motor  Bakar  Torak  – Teori  dan  Aplikasinya .  Yogyakarta: CV. Andi Offset. P  Zakarias,  M  Pancoko.  2011. Perekayasaan  Heat Exchanger  Sebagai  Pemanas  Umpan UF6 Ke Reaktor Rotary Kiln .Tangerang  Selatan:  PUSPITEK
Serpong. Romadlon  S  A,  Siregar  H  I.  2013. Penambahan Pemanas Campuran Udara Dan Bahan Bakar  Terhadap  Performa  Dan  Emisi Mesin 1 Silinder , Surabaya: Universitas Negeri Surabaya. Saputro  Y  A,  Sudibyo  C,  Wijayanto  D  S.  2011. Pengaruh  Pemanasan  Bahan  Bakar Bensin  Melalui  Pipa  Kapiler  Bersirip Transversal  Di  Dalam  Upper  Tank Radiator Dan Putaran Mesin Terhadap Emisi  Gas  Buang  Co  Dan  Hc  Pada Mobil  Toyota  Corona ,  Surakarta: Universitas Sebelas Maret. Sabarudin  S.  2012. Pengaruh  Pemanasan  Bahan Bakar Dengan Radiator Sebagai
Upaya  Meningkatkan  Kinerja  Mesin
Bensin ,    Proton,  vol.  4,  no.  1,  hal.  44- 48.
Sugiarti.  2009. Gas  Pencemar  Udara  Dan Pengaruhnya Bagi Kesehatan Manusia. Jurnal Chemica Vol. 10. No.
1. 2009. Hal 50-58.