## Original Article
Journal of Science and Applicative Technology vol. 4 (1), 2020, pp. 49-53 | 49
e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence . Any  further distribution of this work must maintain attribution to the  author(s) and the  title of the  work, journal  citation and DOI. Published  under licence by Journal of Science and Aplicative Technology  (JSAT).
Received 13th November 2020 Accepted 17th Mei 2020 Published 15th Juni 2020
DOI: 10.35472/jsat.v4i1.243

## Uji performa mesin bensin menggunakan bioaditif cengkeh dengan bensin berkadar oktan 90
Devia Gahana Cindi Alfian * a , Rico Aditia Prahmana a , Dicky J. Silitonga a , Abdul Muhyi a , Didik Supriyadi b
a Teknik Mesin, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia 35365
b Teknik Kimia, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia 35365
*Corresponding E-mail: devia.gahana@ms.itera.ac.id
Abstract: The objective of this study was to evaluated the effect of mixing ratio from additives in the form of clove oil to the performance  of  the  gasoline  engine  and  to  determine  the  best  composition  of  the  mixture  of  gasoline-clove  oil  on  fuel consumption. This research was conducted by mixing additives in the form of clove oil with pure gasoline at a percentage of 1%, 0.6% and 0.3% of the total volume of gasoline to be tested. Then the mixing of the additive and gasoline is tested into the gasoline engine by varying the load using 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 and 2000 Watt power with a fixed engine rotation of 2500 rpm. The results show that the reduction of fuel consumption respectively. Results showed that the addition  of  1%,  0.6%  and  0.3%  clove  oil  into  a  90  octane  gasoline  reduced  fuel  consumption  by  10.6%,  18.2%  and  15.4% respectively. Maximum reduction of fuel consumption was 28.6% at 800 W electrical load with 0.6% of clove oil additive.
Keywords: bio additives, clove oil, fuel consumption, gasoline engine, gasoline performance
Abstrak: Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengevaluasi  pengaruh  perbandingan  pencampuran  bahan  aditif  berupa  minyak cengkeh terhadap performa mesin bensin serta mengetahui komposisi terbaik dari campuran bensin-minyak cengkeh terhadap konsumsi  bahan  bakar.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mencampurkan  bahan  aditif  dalam  bentuk  minyak  cengkeh  dengan bahan  bakar  bensin  murni  dengan  persentase  1%,  0,6%  dan  0,3%  dari  total  volume  bensin  yang  akan  diuji.  Kemudian pencampuran aditif dan bensin diuji ke dalam mesin bensin dengan memvariasikan beban sebesar 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 dan 2000 watt dengan putaran mesin konstan pada 2500 rpm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengurangan konsumsi bahan bakar pada masing-masing campuran. Pada penambahan minyak cengkeh 1%, 0,6% dan 0,3% dengan bensin berkadar oktan  90 dapat mengurangi konsumsi bahan bakar  masing-masing sebesar 10,6%, 18,2%  dan 15,4%. Pengurangan maksimum konsumsi bahan bakar adalah 28,6% pada beban listrik 800 watt dengan 0,6%  aditif minyak cengkeh.
Kata Kunci : bioaditif, konsumsi bahan bakar, mesin bensin, minyak cengkeh, performa,

## Pendahuluan
Kebutuhan energi di Indonesia mengalami peningkatan setiap  tahunnya.  Hal  ini  didukung  oleh  peningkatan jumlah  kendaraan  seiring  dengan  pertumbuhan ekonomi  dan  peningkatan  jumlah  penduduk  sehingga secara  tidak  langsung  meningkatkan  konsumsi  Bahan Bakar  Minyak  (BBM).  Salah  satu  solusi  penghematan BBM  adalah  dengan  menggunakan  bahan  aditif  yang ditambahkan  ke  dalam  BBM.  Hal  tersebut  bertujuan untuk  memperkaya  kandungan  oksigen  dalam  bahan bakar  [1].  Dengan  meningkatnya  kandungan  oksigen dalam  bahan  bakar  maka  dapat  meningkatkan  kinerja
pembakaran atau menyempurnakan pembakaran dalam ruang  bakar  mesin.  Hal  tersebut  menyebabkan  tenaga yang dihasilkan menjadi lebih besar, menurunkan emisi gas  buang  serta  volume  penggunaan  bahan  bakar minyak  lebih  sedikit  setiap  jarak  tempuh  atau  satuan waktu pemakaian bahan bakar minyak [2].
Tanaman  cengkeh  ( Eugenia  caryophyllata )  dapat menghasilkan  minyak  cengkeh  melalui  proses  destilasi uap dari buah ataupun daun cengkeh yang telah gugur [3].  Komponen  utama  yang  terdapat  pada  minyak cengkeh ini  adalah senyawa  eugenol sebanyak  80-85% serta  karyofilen  sebesar  10-15%  [4].  Senyawa  eugenol
Open Access
e-ISSN: 2581-0545
Uji performa mesin bensin menggunakan bioaditif cengkeh dengan bensin berkadar oktan 90
yang  terdapat  pada  minyak  cengkeh  ini  mempunyai rumus 5 molekul C 10 H 12 0 2 , bobot molekul 164.20 serta titik  didih  250-255°C  yang  dapat  larut  dalam  alkohol, eter,  kloroform  serta  sedikit  air  [5].  Eugenol  dapat berperan untuk memperkaya kandungan oksigen dalam bahan bakar [6]. Sehingga dengan adanya penambahan atom oksigen yang terdapat di dalam bahan bakar, maka atom  oksigen  ini  akan  berperan  untuk  mengoksidasi jelaga  dan  gas  karbon  monoksida  (CO)  dalam  ruang bakar  sehingga  proses  pembakaran  yang  terjadi  akan lebih sempurna [7].
Ma’mun  dkk [8] menggunakan  minyak  atsiri  sebagai bioaditif  pada  bahan  bakar  minyak  (BBM)  untuk meningkatkan efisiensi proses pembakaran bahan bakar minyak  guna  mencapai  penghematan  pemakaian  BBM (bensin  dan  solar).  Hasil  pengujian  menunjukkan  pada pengujian  formula  aditif  bensin  mengalami  kenaikan angka oktan sebesar 0.4. Hasil pengujian aditif solar juga cukup baik. Peningkatan angka cetana pada aditif solar sebesar  2.9.  Selain  itu,  pada  pengujian  lapangan  (uji jalan)  menunjukkan  tingkat  penghematan  bensin maupun solar rata-rata sebesar 20 sampai 40%.
Penelitian  Astuti  dan  Putra  [9]  menggunakan  zat  aktif dari  geraniol  yang  terdapat  pada  sereh  wangi  sebagai bio  aditif  pada  mesin  bensin.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  pengujian  minyak  sereh  wangi dengan  kadar  geraniol  tinggi  sebagai  bio  aditif  pada mesin  bensin  meliputi  uji  performa  dan  efisiensi konsumsi  bahan  bakar  dengan  variasi  perbandingan volume bensin dengan bio aditif. Hasilnya, penambahan minyak  sereh  wangi  dengan  perbandingan  volume bensin  berbanding  minyak  sereh  wangi  yaitu  1000:2 mampu meningkatkan power mesin dari 7.8 HP menjadi 8.6  HP.  Sementara,  pada  pengujian  efisiensi  bahan bakar,  penambahan  minyak  sereh  wangi  dengan perbandingan volume bensin berbanding minyak sereh wangi yaitu 1000:2 dapat meningkatkan efisiensi mesin sebesar 10.8%.
Penambahan  bio  aditif  minyak  kayu  putih  ke  dalam bahan  premium  dapat  meningkatkan  daya  dan  torsi, menghemat  konsumsi  bahan  bakar,  dan  menghasilkan emisi  gas  buang  yang  lebih  baik  pada  sepeda  motor. Komposisi  campuran  terbaik  dihasilkan  oleh  premium dan  4%  minyak  kayu  putih,  karena  menghasilkan  daya dan torsi tertinggi, campuran premium  dan 6% minyak kayu  putih  menghasilkan  konsumsi  bahan  bakar  yang lebih  hemat,  sedangkan  campuran  premium  dan  2% minyak  kayu  putih  sehingga  menghasilkan  emisi  gas buang yang paling baik [2].
Didukung  oleh  penelitian  sebelumnya  di  atas,  maka penelitian  ini  dilakukan  dengan  membandingkan  hasil pencampuran  bahan  aditif  berupa  minyak  cengkeh dengan persentase 1%, 0.6%, 0.3% dan 0% dari volume total  bensin  yang  akan  diujikan  yaitu  sebesar  500  ml. Sehingga,  diperoleh  hasil  terbaik  dari  penambahan bioaditif  pada  bensin  yang  paling  efektif  untuk menghasilkan performa mesin yang baik.

## Metode
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian ini  adalah  BBM dengan  jenis  Pertalite  yang  memiliki  kadar  oktan  90 serta minyak cengkeh komersial (clove oil) yang disuling langsung  dari  daun  cengkeh  kering.  Gambar  1 menunjukkan  skema  penggunaan  bahan  bakar  pada mesin bensin yang dilakukan pada penelitian ini. Proses ini diawali dengan mencampurkan  bahan aditif berupa minyak cengkeh yang dengan persentase 0.3%, 0.6% dan 1%  dari  volume  total  bensin  yang  akan  diujikan  yaitu sebesar 500 ml. Lalu hasil pencampuran bahan aditif dan bensin tersebut diujikan ke dalam mesin bensin dengan memvariasikan beban menggunakan daya 200, 400, 600, 800,  1000,  1200,  1400,  1600,  1800  dan  2000  Watt dengan  putaran  mesin  konstan  2500  rpm.  Tabel  1 berikut  menjelaskan  spesifikasi  mesin  bensin  yang digunakan pada penelitian ini:
Gambar 1 . Skema pemasukan bahan bakar dan bioaditif
Tabel 1 . Spesifikasi Mesin No Mesin Spesifikasi 1 Daya Masukan (maksimum) 2.2 KVA (pada 50 Hz) 2 Daya Keluaran (rata-rata) 2.0 KVA (pada 50 Hz) 3 Frekuensi 50 Hz 4 Voltase 220 V/ 1 fasa 5 Tipe Silinder tunggal, 4 langkah dan udara dingin 6 Sistem Starter Starter Recoil 7 Sistem Pengapian Magneto Transistor 8 Kapasitas Bahan Bakar 14.5 L 9 Kapasitas Oli Pelumas 0.6 liter 10 Tingkat Kebisingan 95 dB 11 Dimensi 591mm x 432mm x 462mm 12 Volume Silinder 196 cc
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (1), 2020, pp. 49-53 | 51
Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

## Hasil dan Diskusi
Data awal yang diambil dalam pengujian adalah dengan mengujikan  bahan  bakar  pertalite  murni  (tanpa campuran)  lalu  proses  selanjutnya  dilakukan  dengan menambahkan bio aditif dengan persentase 0.3%, 0.6% dan  1% kedalam 500 ml volume  bensin dengan variasi beban  yang  menggunakan  daya  200,  400,  600,  800, 1200,  1400,  1600,  1800  dan  2000  Watt  dan  putaran mesin  konstan  2500  rpm.  Berikut  ini  hasil  data  yang didapatkan:
Gambar  2 menunjukkan  nilai  torsi  untuk  campuran bensin  dengan  minyak  cengkeh  dan  bensin  dengan variasi campuran sebesar 0%, 0.3%, 0.6% dan 1% pada beban  hingga  mencapai  2000  watt  dengan  putaran konstan 2500 rpm. Grafik torsi secara umum mengalami kenaikan  seiring  dengan  penambahan  beban.  Idealnya bentuk grafik torsi putaran konstan adalah bentuk linier dari  torsi  mesin  terhadap  penambahan  beban.  Pada Gambar 2 secara umum untuk kondisi mesin berbahan bakar  campuran  bensin  dengan  minyak  cengkeh mengalami  penurunan  torsi  bila  dibandingkan  dengan menggunakan  bahan  bakar  bensin  murni.  Hal  ini dikarenakan, nilai torsi bergantung pada nilai daya (Ne) pada suatu putaran mesin (n) [10].
Dalam pengujian ini putaran mesin dijaga konstan, maka perubahan  nilai  torsi  bergantung  pada  variasi  daya mesin dan pada akhirnya bentuk grafik yang ditunjukkan sama  dengan  bentuk  grafik  pada  grafik  daya  fungsi beban listrik dimana daya listrik akan naik seiring dengan bertambahnya beban yang diberikan sebagai kompensasi bertambahnya bahan bakar yang masuk ke dalam  ruang  bakar  mesin.  Hal  ini  ditunjukkan  melalui rumus berikut ini:
𝑁𝑒 = v.i.cos∅ 746.𝜂 𝑔𝑒𝑛 .𝜂 𝑏 (1)
Dimana Ne adalah daya mesin (Hp), V adalah tegangan listrik  dalam  (Volt),  i  adalah  arus  listrik  (A mpere),  η gen adalah efisiensi mekanisme generator dengan nilai 0.95, η b adalah  e fisiensi  transmisi  bernilai  1,  Cos  θ adalah faktor daya listrik bernilai 0.95 [11]. Sehingga jika dilihat secara  keseluruhan,  maka  bentuk  grafik  torsi  fungsi beban  listrik  di  atas  membentuk  garis  lurus  linier mengikuti  bentuk  ideal  dari  grafik  torsi  fungsi  beban listrik dengan mengabaikan bentuk perbedaan nilai torsi yang  cukup  kecil  antara  masing-masing  garis  sesuai dengan variasi bahan bakar .
Gambar 2. Perbedaan Torsi Campuran Minyak Cengkeh
Tekanan  efektif  rata-rata  (BMEP)  didefinisikan  sebagai tekanan tetap rata-rata teoritis yang bekerja sepanjang langkah  kerja  piston  sehingga  meghasilkan  daya  yang sama dengan daya poros efektif. Torsi dari suatu mesin sangat  dipengaruhi  oleh  BMEP  yang  dapat  dihasilkan dari  mesin  tersebut,  sehingga  grafik  BMEP  identik dengan grafik torsi.
Gambar  3  adalah  grafik  BMEP  terhadap  beban  untuk campuran  bensin-bioaditif  dan  bensin  murni  100%. Secara  umum  penambahan  jumlah  bahan  bakar  yang masuk  ke  ruang  bakar  akan  membuat  BMEP  yang dihasilkan oleh mesin semakin besar. Proses pembakaran campuran udara-bahan bakar menghasilkan tekanan yang bekerja pada  piston untuk melakukan  langkah  kerja.  Grafik  BMEP  terlihat cenderung  naik  seiring  dengan  bertambahnya  beban. Apabila  ditinjau  dari  fenomena  yang  terjadi  di  dalam mesin,  dengan  penambahan  beban  menyebabkan putaran mesin menjadi turun tetapi adanya penurunan putaran  dapat  dijaga  dengan  menambahkan  bahan bakar. Semakin banyak bahan bakar yang diledakkan di ruang  bakar,  maka  tekanan  ekspansi  yang  dihasilkan juga akan semakin besar. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya kenaikan  BMEP  seiring  dengan  kenaikan beban. Jika ditinjau dari Gambar 3 terlihat bahwa untuk kondisi mesin berbahan bakar campuran bensin bioaditif mengalami penurunan BMEP jika dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar bensin murni.
e-ISSN: 2581-0545
Uji performa mesin bensin menggunakan bioaditif cengkeh dengan bensin berkadar oktan 90
Gambar 3. Perbedaan BMEP Campuran Minyak Cengkeh
Konsumsi  bahan  bakar  spesifik  (SFC)  mesin  dengan bahan  bakar  bensin  murni  dan  campuran  bensin- bioaditif  ditentukan  oleh  banyaknya  campuran  bahan bakar yang dimasukkan. Pada beban rendah, campuran bahan bakar bensin dan bioaditif yang dapat masuk ke dalam  ruang  bakar  lebih  sedikit  dibandingkan  bahan bakar bensin murni. Campuran bensin-bioaditif tersebut dapat  terbakar  dengan  lebih  baik  karena  dapat memenuhi  seluruh  ruang  bakar  dan  bereaksi  dengan udara  yang  ada,  dibandingkan  dengan  bahan  bakar bensin murni yang tidak dapat memenuhi seluruh ruang bakar.
Bila  diamati  dari  Gambar  4  diatas,  terlihat  SFC  bahan bakar  bensin  murni  pada  campuran  bensin  +  0.6% minyak cengkeh secara umum adalah yang paling tinggi dibandingkan  bensin  dengan  campuran  bioaditif  untuk semua  persentase  campuran.  Meningkatnya  SFC  pada mesin berbahan bakar bensin murni terjadi karena nilai kalornya  yang  rendah  dibandingkan  dengan  campuran bensin-bioaditif,  akibatnya  mesin  dengan  bahan  bakar bensin murni akan membutuhkan daya yang lebih tinggi.
Nilai SFC berbanding terbalik dengan besarnya daya. Hal ini berarti bahwa untuk  menghasilkan daya yang sama dibutuhkan jumlah konsumsi bahan bakar bensin murni yang  lebih  banyak  dari  pada  bahan  bakar  bensin- bioaditif.  Pada  Gambar  4  menunjukkan  perbandingan konsumsi  bahan  bakar  spesifik  campuran  bensin- bioaditif dengan bensin murni. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa secara umum konsumsi bensin mengalami penurunan  dengan  adanya  penambahan  jumlah bioaditif  yang  masuk  ke  dalam  ruang  bakar  melalui variasi peningkatan beban.
Gambar 2. Perbedaan SFC Campuran Minyak Cengkeh
Pengaruh  penambahan  campuran  bioaditif  ke  dalam bahan  bakar  bensin  sangat  mempengaruhi  konsumsi bahan  bakar  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  5. Gambar  5  juga  menunjukkan  konsumsi  bahan  bakar tanpa  campuran  aditif  memiliki  konsumsi  yang  lebih besar  jika  dibandingkan  dengan  bahan  bakar  dengan campuran aditif. Pada campuran bensin dengan minyak cengkeh menunjukkan campuran 0.6% minyak cengkeh memberikan  efek  penurunan  konsumsi  bahan  bakar yang  paling  besar  dibandingkan  dengan  bensin  murni maupun  persentase  lainnya.  Berdasarkan  Gambar  5, pada  beban  1200  Watt  (bersesuaian  dengan  rata-rata tingkat daya rumah tangga pada umumnya 1300 Watt), pencampuran minyak cengkeh menghasilkan penurunan konsumsi bahan bakar mencapai 30%.

## Gambar 3. Perbedaan Konsumsi Bahan Bakar Campuran Minyak Cengkeh

## Kesimpulan
Adanya  pencampuran  bioaditif  minyak  cengkeh  pada bahan bakar bensin dapat menurunkan konsumsi bahan
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (1), 2020, pp. 49-53 | 53
Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
bakar  dibandingkan  dengan  bensin  murni  dengan  nilai oktan 90. Campuran 0.6 % minyak cengkeh memberikan efek penurunan konsumsi bahan bakar yang paling besar dibandingkan dengan bensin murni maupun persentase lainnya.  Campuran  0.1%  minyak  cengkeh  memberikan efek penurunan konsumsi paling kecil jika dibandingkan dengan  bensin  murni  maupun  persentase  campuran lainnya.

## Konflik Kepentingan
Tidak ada konflik kepentingan pada penelitian ini.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  disampaikan  kepada  Lembaga Penelitian,  Pengabdian  Masyarakat,  dan  Penjaminan Mutu  (LP3)  Institut  Teknologi  Sumatera  yang  telah memberikan dana penelitian ini melalui program Hibah Smart ITERA Tahun  2018 berdasarkan Surat Keputusan Nomor 134y/IT9.C1/PP/2018.

## Referensi
[1] A.  Kadarohman,  “Eksplorasi  minyak  atsiri  sebagai  bioaditif bahan bakar solar,” Jurnal Pengajaran MIPA, vol. 14, pp. 121 - 14, Oktober 2009
[2] N.  A.  Setyawan,  “Pengaruh  penambahan  bioaditif  minyak kayu  putih  pada  bahan  bakar  premium  terhadap  performa, konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang sepeda motor,” Undergraduate  thesis,  Universitas  Negeri  Semarang, Semarang, 2015.
[3] A.  Agusta,  Minyak  Atsiri  Tumbuhan  Tropika  Indonesia,” Bandung: Penerbit ITB, 2000.
[4] H. Sastrohamidjojo, Kimia Minyak Atsiri. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press, 2004.
[5] R.  Bulan,  Reaksi  Asetilasi  Eugenol  Dan  Oksidasi  Metil  Iso Eugenol. Medan: USU digital library, 2004.
[6] J. Song et. al, “Effect of oxygenated fuel on combustion and emissions in a light-duty tu rbo diesel engine,” Energy Fuel, vol. 16, pp. 294-301, 2002.
[7] C. H. Choi, R. Y. Reitz, “An experimental study on the effects of oxygenated fuel blends and multiple injection strategies on diesel  engine  emission,”  Journal  of  Fuel,  vol.  78,  pp.  1303 - 1317, 1999.
[8] Ma’mun, Sriyadi, S. Suhirman, H. Mulyana, D. Suyatno and D. Kustiwa, “Minyak atsiri sebagai bioaditif untuk penghematan
bahan  bakar  minyak,”  Laporan  Teknis  Penelitian  Tahun Anggaran 2010 Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik, 2010.
[9] W. Astuti and N. N. Putra, “Peningkatan kadar geraniol dalam minyak  sereh  wangi  dan  aplikasinya  sebagai  bio  additive gasoline,” Jurnal Bahan Alam Terbarukan, vol. 4 (1), pp. 24 -28, 2015.
[10] M.  R.  Al  Malna,  “Karakterisasi  unjuk  kerja  mesin  diesel generator  set  sistem  dual  fuel  solar  dan  syngas  biomass serbuk  kayu,”  Undergraduate  Thesis,  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2015.
[11] A. Budi, “Karakterisasi unjuk kerja mesin diesel generator set sistem  dual  fuel  solar  dan  biogas  dengan  penambahan  fan udara  sebagai  penyupl ai  udara,” Undergraduate  Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2013.