JURNAL INTEGRASI Vol. 7, No. 1, 2015, 45-49 ISSN: 2085-3858 Article History Received February, 2015
Accepted March, 2015
Komparasi Penggunaan bahan Bakar Premium Dengan bahan Bakar LPG Sistem Manifold Injeksi Terhadap Kadar Emisi Gas Buang Sepeda Motor 4 Langkah
Rizal Mahmud1* dan Djoko  Sungkono K2 #
* Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya Jl. Arief Rachman Hakim No. 100, Surabaya 60117, Indonesia Email : rizal.itats@gmail.com
# Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepulu Nopember Surabaya Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia Email : hdkawano@me.its.ac.id

## Abstrak
Perpindahan  penggunaan  Bahan  Bakar  Minyak  (BBM)  ke  bahan  bakar  gas  sebagai  salah  satu  bahan  bakar alternatif yang aman, bersih, andal, murah dan menghasilkan emisi gas buang yang lebih sedikit dibandingkan bensin  serta  untuk  meningkatkan  ketahanan  energi  nasional  baik  jangka  pendek  maupun  jangka  panjang. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kadar emisi emsis gas buang yang dihasilkan dari bahan bakar cair  (premium)  dengan  bahan  bakar  gas  (LPG)  dengan  menggunakan  sistem  manifold  injection.  Dari  hasil penelitian  diketahui  bahwa  pengggunaan  bahan  bakar  LPG  menghasilkan  emisi  karbon  monoksida  (CO)  dan emisi karbon dioksida (CO 2 )  yang lebih rendah dibandingkan ketika menggunakan bahan bakar premium yaitu lebih rendah 598% dan 48,95% untuk kisaran putaran 1500 rpm – 9000 rpm Adapun untuk emisi hidrokarbon (HC),  penggunaan  LPG  ternyata  menghasilkan  yang  lebih  besar  yaitu  sebesar  48,13  %  dibandingkan  dengan penggunaan bahan bakar premium. Penelitian ini dilakukan pada sepeda motor Supra X 125 cc tahun perakitan 2011.
Kata kunci : Premium, LPG, sistem manifold injeksi, dan emisi gas buang

## Abstrac
Converting the use of oil fuel (BBM) to gas fuel is one alternative fuel that is safe, clean, reliable, cheap and can produce  fewer  emissions  than  gasoline  and  improve  national  energy  security  both  short  and  long  term.  This study aimed to compare emission characteristic resulting from liquid fuel (gasoline) with gas fuel (LPG) using manifold  injection  systems.  The  result  show  that  using  LPG  fuel  produce  emission  of  carbon  monoxide  (CO) and  emission  of  carbon  dioxide  (CO 2 )  that  is  lower  than  using  gasoline  fuel  is  lower  598%  and  48.95%  for rotation approximately 1500 rpm – 9000 rpm. As for emission of hydrocarbon (HC) in using LPG fuel produce greater  that  is  48.31%  compared  with  using  gasoline  fuel.  The  experiment  was  conducted  on  Supra  X  125  cc motorcycle which is assembly in 2011.
Key words : Gasoline, LPG, manifold injection systems, and emission characteristic

## 1. Pendahuluan
Seiring  dengan  meningkatnya  konsumsi  sumber energi  pada  dunia    otomotif,  emisi  polutan  yang dihasilkan dari pembakaran juga akan meningkat dan sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Perpindahan  penggunaan  BBM  ke  bahan  bakar  gas
merupakan  salah  satu  bahan  bakar  alternatif  yang aman,  bersih,  andal,  murah  menghasilkan  emisi lebih sedikit  dibandingkan  bensin  serta  untuk meningkatkan ketahanan energi nasional baik jangka pendek maupun jangka panjang [1].
Di  negara  lain,  pengembangan  BBG  di  sektor transportasi  begitu  sangat  pesat,  seperti  halnya  di Pakistan  memulai  program  pada  1999,  kini  mereka sudah  memiliki  3.285  SPBG  dengan  pengguna  2,4 juta  kendaraan.  Adapun  beberapa  penelitian  yang sudah  dilakukan  mengenai  konversi  ini,  dapat disimpulkan  bahwa    konversi  BBM  ke  bahan  bakar gas  (LPG)  sangat  berpengaruh  terhadap  performa engine [2] dan kadar emisi gas buang [3 & 4].
Disamping  itu  terdapat  kendala  yang  dijumpai  pada perangkat  konversi  bahan  bakar  cair  ke  BBG  pada kendaraan bermotor,  yaitu  terjadinya  ketidakstabilan motor  pada  kondisi idle dan  pada  saat  akselerasi selalu  terjadi  keterlambatan  suplaian  bahan  bakar yang  akan  masuk  kedalam  ruang  bakar  sehingga kinerja motor tidak optimal [5].
Oleh sebab itu, penting kiranya untuk menyempurnakan  sistem  konversi  ini.  Hal  yang dapat  dilakukan  yaitu  dengan  memperbaiki  sistem pasokan  bahan  bakarnya  yang  akan  masuk  kedalam ruang  bakar  dengan  cara  menggunakan  sistem injeksi.
Pada penelitian ini, peneliti tertarik untuk mengetahui  komparasi  penggunaan  bahan  bakar premium  dengan  bahan  bakar  LPG  sistem manifold injeksi.terhadap kadar emisi gas buang Sepeda motor 4 langkah.

## 2. Tinjauan Pustaka
Menurut  Kawano  [6],  pembakaran  pada internal combustion  engine (ICE)  adalah  kombinasi  kimia yang relatif sangat cepat antara hidrogen dan karbon di  bahan  bakar  dengan  oksigen  yang  menghasilkan pembebasan energi dalam bentuk panas.
Premium  adalah  suatu  senyawa  organik  yang dibutuhkan  dalam  suatu  pembakaran  dengan  tujuan untuk mendapatkan energi/tenaga. Premium mempunyai rentang rantai karbon C 6 hingga C 11 dan merupakan  campuran  dari  berbagai  hidrokarbon, antara  lain:  butana,  pentana,  isopentana,  benzen, alkilbenzen, toluen, dan xylene.
Dalam pertamina LPG merupakan gas hasil produksi dari  kilang  bbm  dan  kilang  gas,  yang  komponen utamanya  adalah  gas propane (C 3 H 8 )  dan butane (C 4 H 10 )  kurang  lebih  97%  dan  sisanya  adalah  gas pentana yang dicairkan.
Berikut  ini  merupakan  sifat  atau  karakterik perbandingan  bahan  bakar  LPG  dibandingkan dengan bahan bakar premium [7].

## TABEL I

## SIFAT ATAU KARAKTERIK PERBANDINGAN BAHAN BAKAR LPG DENGAN BAHAN

## BAKAR PREMIUM
Pada  kendaraan  bermotor  dibutuhkan  peralatan tambahan  agar  dapat  menggunakan  BBG  sebagai bahan  bakar,  perlatan  tersebut  dinamakan  konverter kit/ Conversion  kit yang  bertujuan  untuk  disuaiakan kerja  mesinnya  sehingga  penggunaan  BBG  dapat diterapkan  pada  mesin  berbahan  bakar  minyak. Secara  umum  terdapat  2  teknik  dalam  penggunaan Gas  sebagai  BBG,  yaitu: Gas  dihisap  dengan menggunakan efek vacum pada ruang bakar dan Gas di injeksikan kedalam ruang bakar ( Sistem Injeksi ).
Secara  umum  dari  peletakan  injektor  bahan  bakar pada  motor  Otto  dapat  dibagi  menjadi  3  macam. Diantaranya adalah manifold injection, port injection dan direc injection [6].
Gambar 2.1 Macam-macam injeksi: a. manifold injection , b. port injection , dan c. direct injection [8].
Menurut  Swisscontact  [9],  gas  buang  kendaraan bermotor terdiri atas zat yang tidak beracun, seperti: nitrogen  (N 2 ),  karbon  dioksida  (CO 2 ),  dan  uap  air (H 2 O)  dan  zat  beracun  seperti:  karbon  monoksida (CO),  hidrokarbon  (HC),  oksida  nitrogen  (NO x ), sulfur  oksida  (SO x ),  zat  debu  timbal  (Pb),  dan partikulat.
Pada  Gambar  berikut  ini  tipikal  emisi  gas  buang yang dikeluarkan pada motor pembakaran dalam.
Gambar 2.2. Tipikal kurva ketiga polutan utama yang dihasilkan motor pembakaran dalam [6].

## 3. Metode Penelitian
Instrumen  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini antara lain:
Gambar 3.1 Skema instrumen penelitian a. Mesin Honda Supra X 125 Tahun Perakitan 2011
- Tipe mesin : 4 langkah, SOHC
- Sistem pendingin     : Pendingin udara
- Diameter x langkah   : 52,4 mm x 57,9 mm
- Perbandingan kompresi
: 9,0 : 1
- Volume silinder : 124,9 cc
- Susunan silinder : satu mendatar
- Daya maksimum   : 9,3 PS / 7500 rpm
- Torsi maksimum   : 10,01 N.m / 4000 rpm
b. Exhaust  Gas  Analyzer (Alat  pengukur  emisi  gas buang)
- Merk : BrainBee - Type : EGS-668 - No Seri : 081008000055 - Tahun Pembuatan   : 2008
- Pembuatan       : Italia
c. Injector
- Model : Injector V-Ixon - Power : 9 volt - Model semprot : 6 lubang
- Tekanan ke injektor : 35,6 ps
Gambar 3.3 Sistem converter kit
Dalam  penelitian  ini,  bahan  bakar  yang  digunakan adalah  LPG  100%.  Pensuplaian  bahan  bakar  LPG dari  tabung  menuju  ruang  bakar  menggunakan sistem  injektor manifold injeksi  dan  menggunkan solenoid  valve .  Standar  pengujian  emisi  gas  buang berdasarkan SNI 19-71118.3-2005 [10].

## 4. Hasil dan Pembahasan
a. Analisis  Penggunaan  Bahan  Bakar  LPG dibandingkan Penggunaan Bahan Bakar
Premium  Terhadap  Kadar  Emisi  Gas  Buang Karbon Monoksida (CO)
Kadar emisi gas buang karbon monoksida (CO) dari penggunaan  bahan  bakar  LPG  dan  penggunaan bahan bakar premium diperlihatkan pada Gambar 4.1 di bawah ini.
Gambar  4.1 Perbandingan  kadar  emisi  karbon monoksida (CO) terhadap putaran  mesin (rpm) pada kondisi full open throttle .
Pada  Gambar  4.1  menunjukkan  bahwa  kadar  emisi CO  yang  dihasilkan  dari  penggunaan  bahan  bakar LPG  dan  bahan  bakar  premium  untuk  kisaran putaran  1500  rpm  –  9000  rpm  adalah  penggunaan bahan  bakar  LPG  598  %  lebih  rendah  dibandingkan menggunakan bahan bakar premium.
Rendahnya  kadar  emisi  CO  yang  dihasilkan  LPG dikarenakan  kandungan  per  unit  energi  pada  LPG lebih  sedikit  mengandung  atom  karbon  yang menyebabkab pembakaran lebih sempurna dibandingkan  bahan  bakar  premium.  Kemudian disebabkan  karna  bahan  bakar  LPG  dalam  bentuk gas  sehingga  penyebaran  karbon  dengan  oksigen lebih  cepat  homogen  sehingga  kebutuhan  oksigen
terpenuhi pada pembakaran akibatnya CO 2 meningkat  dan  CO  yang  dihasilkan  menurun dibandingkan dengan bahan bakar premium.
b. Analisis  Penggunaan  Bahan  Bakar  LPG dibandingkan Penggunaan Bahan Bakar Premium  Terhadap  Kadar  Emisi  Gas  Buang Karbon dioksida (CO 2 ).
Kadar  emisi  gas  buang  karbon  dioksida  (CO 2 ) penggunaan  bahan  bakar  LPG  dan  penggunaan bahan bakar premium diperlihatkan pada Gambar 4.2 di bawah ini.
Gambar  4.2 Perbandingan  kadar  emisi  karbon dioksida  (CO 2 )  terhadap  putaran  mesin  (rpm)  pada kondisi full open throttle .
Pada  Gambar  4.2  menunjukkan  bahwa  kadar  emisi CO 2 yang  dihasilkan  dari  penggunaan  bahan  bakar LPG  dan  bahan  bakar  premium  untuk  kisaran putaran  1500  rpm  –  9000  rpm  adalah  dengan penggunaan bahan bakar LPG 48,95 % lebih rendah dibandingkan menggunakan bahan bakar premium. Rendahnya  kadar  emisi  CO 2 yang  dihasilkan  LPG dikarenakan  kandungan  per  unit  energi  pada  LPG lebih sedikit mengandung karbon yang menyebabkab pembakaran  lebih  sempurna  dibandingkan  bahan bakar premium.
c. Analisis  Penggunaan  Bahan  Bakar  LPG dibandingkan Penggunaan Bahan Bakar
Premium  Terhadap  Kadar  Emisi  Gas  Buang Hidrokarbon (HC).
Kadar  emisi  gas  buang  hidrokarbon  (HC)  dari penggunaan  bahan  bakar  LPG  dan  penggunaan bahan bakar premium diperlihatkan pada Gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar  4.3 Perbandingan  kadar  emisi  hidrokarbon (HC) terhadap putaran mesin (rpm) pada kondisi full open throttle .
Pada  Gambar  4.3  menunjukkan  bahwa  kadar  emisi HC  yang  dihasilkan  dari  penggunaan  bahan  bakar LPG  dan  bahan  bakar  premium  untuk  kisaran putaran  1500  rpm  –  9000  rpm  adalah  dalam penggunaan  bahan  bakar  LPG  48,13  %  lebih  tinggi dibandingkan penggunaan bahan bakar premium.
Tingginya  kadar  emisi  HC  yang  dihasilkan  LPG dikarenakan flame  speed pada  bahan  bakar  LPG lebih  rendah  sehingga  menyebabkan  rambatan pembakaran  didalam  ruang  bakar  menjadi  lambat akibatnya  ada  sebagian  bahan  bakar  yang  belum bereaksi  sempurna  keluar  bersama  gas  sisa pembakaran  ke  atmosfer  sehingga  berdampak  pada HC  dan  O 2 yang  tinggi  dibandingkan  penggunaan bahan  bakar  premium.  Hal  ini  dapat  ditunjukkan pada  Gambar  4.4,  dimana  hasil  pembakaran penggunaan bahan bakar LPG menghasilkan O 2 jauh lebih besar dibandingkan penggunaan premium.
Gambar  4.4 Perbandingan  kadar  konsentrasi oksigen  (O 2 )  terhadap  putaran  mesin (rpm) pada kondisi full open throttle .

## 5. Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari penelitian ini adalah:
Dari penggunaan bahan bakar LPG dan bahan bakar premium  untuk  kisaran  putaran  1500  rpm  –  9000 rpm  adalah  dalam  penggunaan  bahan  bakar  LPG menghasilkan  karbon  monoksida  (CO)  lebih  rendah 598 %, karbon dioksida (CO 2 ) lebih rendah 48,95 %, hidrokarbon  (HC)  lebih  tinggi  48,13  %  bila dibandingkan  dengan  penggunaan  bahan  bakar premium.

## Daftar Pustaka
[1] Perpres,  Penyediaan,  Pendistribusian,  dan Penetapan  Harga  Bahan  Bakar  Gas  Untuk Transportasi Jalan, Jakarta, 2012.
[2]  Sulaiman,  at,  al.,  “Performance  of  Singgle Cylinder Spark Ignition Engine Fueled by LPG” Procedia Enginering , Vol.53, hal.579-585, 2013.
[3] Romadhoni, Nanang, “Studi Komparasi Performa mesin dan kadar Emisi Gas Buang Sepeda Motor Empat  Langkah  berbahan  Bakar  bensin  dan LPG”, Skripsi SPd , Universitas Negeri Surabaya, Surabaya, 2012.
[4] Murillo. S, at, al., “LPG: Pollutant Emission and Performance  Enhancement  for  Spark  Ignition Outboard Engines” Applied
Thermal Engineering , Vol.25, hal.1882-1893, 2005.
[5]  Kristanto.  P  dan  Gunawan.  J,  “Pengaturan Kondisi  Idle  dan  Akselerasi  pada  Motor Berbahan Bakar Gas” Jurnal Teknik Mesin , Vol. 3,  No.  1,  hal.  7–11,  Jurusan  Teknik  Mesin-FTI, Universitas Kristen Petra, 2001.
[6]  Kawano.  Sungkono  D,  Motor  Bakar  Torak (bensin), ITS Press , Surabaya, 2011.
[7]  www.autogasindonesia.com/product/,  di  akses  3 April 2014.
[8]  Anonim, http://www.bosch-presse.
de/presseforum/presseBilderPopup.htm?txtID=6 406& locale=en&tab=image attachment&imageIndex =1#tab-image- attachment , di akses 18 oktober 2013.
[9]  Swisscontact,  Pengetahuan  Dasar  Perawatan Kendaraan  Niaga  (Bus),  Clean  Air  Project (CAP) – Swisscontact, Jakarta, 2001.
[10].  SNI,  Emisi  Gas  Buang-Sumber  Bergerak- Bagian 1: Cara Uji Kendaraan Bermotor kategori M,N  dan  O  Berpenggerak  Penyalaan  Cetus  Api Pada  Kondisi  Idle,  Badan  Standarisasi  Nasional
09-7118.1.2005, Jakarta, 2005.