## Original Article
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 14th November 2020 Accepted 21st July 2020 Published 20th December 2020
DOI: 10.35472/jsat.v4i2.244

## Pengaruh komposisi campuran minyak sereh wangi dan minyak cengkeh terhadap unjuk kerja mesin diesel
Rico Aditia Prahmana * a , Devia Gahana Cindi Alfian a , Didik Supriyadi b , Dicky Januarizky Silitonga a , Abdul Muhyi a
a Teknik Mesin, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia 35365
b Teknik Kimia, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia 35365
* Corresponding E-mail: rico.aditia@ms.itera.ac.id
Abstract : The increase in fuel prices makes the use of essential oils as a natural bio-additive in diesel engines much in demand. This is because essential oils are believed to have good content to improve engine performance and reduce fuel consumption. In this research, essential oils used are citronella oil because they contain carboxylic compounds (-COOH) and clove oil which has  the  advantage  to  prevent  corrosion.  The  aim  is  to  improve  engine  performance  and  reduce  fuel  consumption  can  also prevent corrosion. This research was conducted by mixing citronella oil and clove oil with diesel fuel with a percentage of 1%, 0.5%, and 0.1% of the total volume. The diesel engine is operated with a loading variation of 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, and 2000 W at a constant engine speed of 1500 rpm. The variables measured and calculated in this experiment are power, torque, Brake Mean Effective Pressure (BMEP), Specific Fuel Consumption (SFC). The results showed that the addition of citronella oil and clove oil to diesel fuel with a percentage of 0.1%, 0.5%, and 1% significantly reduced fuel consumption by 14.6%, 12.9%, and 18.3%, respectively. The maximum fuel reduction from mixed oils is only 0.086 liters/hour at 1000W loads with 1% bio-additives content.
Keywords: citronella oil, clove oil, diesel engine, diesel engine performance, natural bio additives
Abstrak: Kenaikan harga bahan bakar minyak membuat penggunaan minyak atsiri sebagai bioaditif alami pada mesin diesel banyak diminati. Hal ini karena minyak atsiri diyakini memiliki kandungan yang baik untuk meningkatkan performa mesin dan mengurangi  konsumsi  bahan  bakar.    Sehingga  dalam  penelitian  ini  menggunakan  minyak  sereh  wangi  dan  minyak  cengkeh sebagai  bahan  bioaditif  alami,  karena  sereh  wangi  mengandung  senyawa  karboksilat  (-COOH)  dan  minyak  cengkeh  yang mempunyai  keunggulan  dapat  mencengah  terjadinya  korosi.  Tujuannya  adalah  untuk  meningkatkan  performa  mesin, mengurangi konsumsi bahan bakar dan mencegah terjadinya  korosi. Penelitian ini dilakukan dengan mencampurkan minyak sereh wangi dan minyak cengkeh dengan perbandingan minyak sereh dan cengkeh adalah 1:1 kemudian di campur minyak solar dengan persentasi 0.1%, 0.5% dan 1 % dari total volume. Mesin diesel dioperasikan dengan variasi pembebanan 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 dan 2000 W pada putaran mesin konstan 1500 rpm. Variabel yang diukur dan dihitung dalam percobaan  ini  adalah  daya,  torsi,  Brake  Mean  Effective  Pressure  (BMEP),  Specific  Fuel  Consumption  (SFC).  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa penambahan minyak sereh wangi dan minyak cengkeh pada bahan bakar solar dengan persentasi 0.1%, 0.5% dan 1% secara signifikan mengurangi konsumsi bahan bakar masing-masing sebesar 14.6%, 12.9% dan 18.3%. Maksimum pengurangan bahan bakar dari minyak campuran hanya mencapai 0.086 liter/jam pada pembebanan 1000W dengan komposisi bioaditif 1%.
Kata Kunci : bioaditif alami, mesin diesel, minyak sereh wangi, minyak cengkeh, unjuk kerja mesin diesel

## Pendahuluan
Peningkatan jumlah kendaraan bermotor saat ini sangat tinggi,  hal  ini  dapat  dilihat  berdasarkan  data  yang dikeluarkan  oleh  Badan  Pusat  Statitik  bahwa  jumlah kendaraan  bermotor  pada  tahun  2017  sebesar 138.556.669  unit.  Jumlah  ini  jauh  lebih  besar dibandingkan tahun 2016 yaitu 129.281.079
unit. Kendaraan  yang  paling  banyak  adalah  sepeda motor  diikuti  kendaraan  penumpang  roda  empat  atau lebih [1] .  Hal  ini  menyebabkan  kebutuhan  akan  bahan bakar minyak semakin tinggi. Oleh karena itu, salah satu solusi  penghematan  bahan  bakar  minyak  dengan menambahkan  bahan  aditif  ke  dalam  bahan  bakar minyak  (BBM)  yang  bertujuan  meningkatkan  kinerja

## Open Access
e-ISSN: 2581-0545
Pengaruh komposisi campuran minyak sereh wangi dan minyak cengkeh terhadap unjuk kerja mesin diesel
pembakaran  atau  menyempurnakan  pembakaran dalam ruang  bakar  mesin,  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.
Penambahan bahan bioaditif alami seperti minyak atsiri pada mesin diesel dapat meningkatkan performa mesin dan  juga  dapat  mengurangi  konsumsi  bahan  bakar seperti  penelitian  yang  dilakukan [2] .  Penambahan bioaditif pada blending biodiesel dan petrodiesel dapat menurunkan specific  fuel  consumption (SFC)  atau memperbaiki  efisiensi  pembakaran  dan  penambahan biodiesel  ke  dalam  petrodiesel  akan  mengakibatkan penurunan  kadar  emisi  gas  buang  hasil  pembakaran bahan  bakar blending petrodiesel [3] .    Persentase kepekatan emisi gas buang mesin diesel berbahan bakar campuran solar dengan minyak cengkeh (bioaditif) lebih rendah  dibandingan  menggunakan  solar  murni.  Maka dalam penelitian ini minyak atsiri yang digunakan adalah minyak  sereh  wangi  karena  sereh  wangi  mengandung senyawa karboksilat (-COOH) dan minyak cengkeh yang mempunyai  keunggulan  dapat  mencengah  terjadinya korosi [4] – [11] .  Dengan  tujuan  untuk  meningkatkan performa  mesin,  Mengurangi  konsumsi  bahan  bakar juga  dapat  mencegah  terjadinya  korosi.  Penelitian  ini dilakukan  dengan  mencampurkan  minyak  sereh  wangi dan  minyak  cengkeh  pada  bahan  bakar  solar  dengan persentase 0.1%, 0.5% dan 1 % dari volume total bahan bakar yang akan diujikan yaitu sebesar 500 mL.

## Metode
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mencampurkan  bahan bakar  solar  dengan  bioaditif  alami  berupa  minyak cengkeh dan minyak sereh wangi dengan perbandingan 1:1,  kemudian  bahan  tersebut  dicampurkan  dengan persentase  0.1%,  0.5%  dan  1%  dari  total  bahan  bakar yang  akan  diujikan  yaitu  sebesar  500mL.  Hasil pencampuran  tersebut  diujikan  ke  dalam  mesin  diesel dengan  variasi  daya  200,  400,  600,  800,  1000,  1200, 1400,  1600,  1800  dan  2000  Watt  dan  putaran  mesin konstan pada 1500 rpm untuk mesin diesel.

## Hasil dan Pembahasan
Penelitian  ini  diawali  dengan  mengujikan  bahan  bakar solar  murni  (tanpa  campuran)  lalu  proses  selanjutnya dilakukan  dengan  menambahkan  bioaditif  (campuran sereh  wangi  dan  cengkeh)  dengan  persentase  0.1%, 0.5%  dan  1%  kedalam  500  mL  volume  solar  dengan
variasi  beban  yang  menggunakan  daya  200,  400,  600, 800,1200, 1400, 1600, 1800 dan 2000 Watt dan putaran mesin  konstan  1500  rpm.  Berikut  ini  hasil  data  yang didapatkan:
Gambar  1 menjelaskan  tentang  perbandingan  daya terhadap  beban  untuk  bahan  bakar  solar  murni  dan bahan  bakar  solar  dengan  campuran  bioaditif  cengkeh dan  sereh  dengan  komposisi  campuran  sebesar  0.1%, 0.5% dan 1%.

## Gambar 1. Perbandingan daya dari pemakaian solar murni berbanding bioaditif cengkeh dan sereh wangi
Pada grafik daya  mesin (Ne)  fungsi  beban  listrik secara umum  dapat  dilihat  bahwa  daya  akan  mengalami kenaikan  seiring  dengan  penambahan  beban  seperti terlihat di persamaan (1).
𝑵𝒆 = 𝑽.  𝒊 𝟕𝟒𝟔 𝒙 𝜼𝒈𝒆𝒏. (𝑯𝒑) (1)
Pada  prinsipnya,  penambahan  beban  menyebabkan putaran  mesin  menjadi  turun,  tetapi  karena  putaran dijaga konstan pada putaran 1500 rpm maka konsumsi bahan  bakar  akan  naik  seiring  dengan  penambahan beban.  Pada  Gambar  1  terlihat  bahwa  kondisi  mesin berbahan  bakar  solar  murni  dan  berbahan  bakar  solar dengan campuran bioaditif 0.1%, 0.5% dan 1 % memiliki kecenderungan daya yang relatif hampir sama walaupun terjadi penurunan dengan nilai yang kecil sehingga dapat diabaikan.  Hal  Ini  menunjukan  bahwa  penggunaan bahan  bakar  solar  dengan  campuran  bioaditif  cengkeh dan  sereh  wangi  tidak  terlalu  berpengaruh  terhadap daya mesin.
Gambar  2 menunjukan  grafik  perbandingan  torsi  (Mt) terhadap  beban  untuk  bahan  bakar  solar  dan  bahan bakar  solar  dengan  campuran  bioaditif  cengkeh  dan sereh dengan komposisi 0.1%, 0.5% dan 1%.
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (2), 2020, pp. 82-85 | 87 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
𝑴 𝒕 = 𝟕𝟐𝟔𝟏𝟎 .  𝑵𝒆 𝒏 (𝒌𝒈. 𝒄𝒎)
(2)
Secara  umum  grafik  torsi  mesin  fungsi  beban  listrik  ini memiliki  karakteristik  yang  sama  dengan  grafik  daya mesin terlihat pada persamaan (2), hal ini di karenakan nilai  torsi  bergantung  dari  daya  dan  putaran  mesin. Apabila  putaran  mesin  (n)  di  jaga  konstan  pada  1500 rpm  maka  perubahan  torsi  akan  bergantung  pada perubahan dari daya, sehingga grafik yang terlihat pada torsi akan sama dengan grafik daya yang terbangkitkan.
Gambar 2. Perbandingan torsi dari pemakaian solar murni berbanding bioaditif cengkeh dan sereh wangi.
Brake  mean  Effective  Pressure (BMEP)  atau  tekanan efektif  rata-rata  dari  mesin  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 3 mempunyai kecenderungan naik seiring dengan  bertambahnya  beban,  dimana  nilai  BMEP didapat melalui persamaan (3),
𝒃𝒎𝒆𝒑 = 𝟎,𝟒𝟓 .  𝑵𝒆  .  𝒛 𝑨 .  𝒍 .𝒏 .𝒊 (𝒌𝒈/𝒄𝒎 𝟐 ) (3) Berdasarkan
persamaan (3), variabel yang mempengaruhi perubahan nilai BMEP dalam pengujian mesin adalah daya, sementara variabel yang lain bernilai konstan  termasuk  putaran  mesin  (n).  Apabila  ditinjau dari  fenomena  yang  terjadi  di  dalam  mesin,  kenaikan beban  akan  menyebabkan  perubahan  AFR  ( air-fuel ratio )  ke  arah  campuran  kaya  bahan  bakar.  Semakin banyak  bahan  bakar  yang  diledakkan  di  ruang  bakar, maka  tekanan  ekspansi  yang  dihasilkan  juga  akan semakin  besar [12] .  Hal  inilah  yang  menyebabkan terjadinya  kenaikan  BMEP  seiring  dengan  kenaikan beban.  Apabila  kita  lihast  secara  umum,  bentuk  grafik BMEP fungsi beban listrik di atas membentuk grafik yang linier.
Gambar  3. Perbandingan  BMEP  dari  pemakaian  solar  murni berbanding bioaditif cengkeh dan sereh wangi.
Gambar 4 menunjukkan perbandingan konsumsi bahan bakar  spesifik  minyak solar  murni dengan bahan bakar minyak solar dengan campuran minyak sereh wangi dan cengkeh. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa secara umum  konsumsi  minyak  solar  mengalami  penurunan dengan adanya penambahan jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar. Dari grafik terlihat bahwa SFC  tertinggi  pada  saat  beban  terendah  dan  terus mengalami  penurunan  dengan  bertambahnya  beban hingga  terlihat  stabil.  Berdasarkan  analisa  dengan menggunakan persamaan (4),
𝒔𝒇𝒄 = 𝟑𝟔𝟎𝟎 .  𝒎𝒃𝒃 𝑵𝒆 .  𝒔 (𝒌𝒈 𝑯𝒑. 𝒋𝒂𝒎 ⁄ ) (4)
Besar SFC hanya dipengaruhi oleh besarnya perubahan daya  mesin  (Ne)  dan  waktu  konsumsi  bahan  bakar  (s), sedangkan  massa  bahan  bakar  (mbb)  solar  konstan. Daya  mesin  naik  seiring  dengan  kenaikan  beban  listrik sementara  waktu  konsumsi  bahan  bakar  minyak  solar semakin  singkat.  Fenomena  yang  ditampilkan  dalam kondisi  ini  adalah  AFR  pada  pengujian  mesin  putaran stasioner  selalu  berubah  berdasarkan  beban  yang diberikan.  Namun  tidak  setiap  nilai  AFR  dapat menghasilkan  pembakaran  yang  optimal.  Pada  beban kecil,  AFR  yang  terbentuk  adalah  campuran  yang  lebih miskin  sehingga  untuk  menghasilkan  daya  efektif sebesar  1  HP  selama  1  jam  dibutuhkan  lebih  banyak campuran bahan bakar. Semakin besar beban maka AFR akan bergeser ke arah campuran yang lebih kaya, namun belum  tentu  setiap  campuran  yang  kaya  mampu menghasilkan daya efektif sebesar 1 HP.
e-ISSN: 2581-0545
Pengaruh komposisi campuran minyak sereh wangi dan minyak cengkeh terhadap unjuk kerja mesin diesel
Gambar 4. Perbandingan SFC dari pemakaian solar murni berbanding bioaditif cengkeh dan sereh wangi.
Pada Gambar  5 terlihat  bahwa  grafik  konsumsi  bahan bakar  solar  dengan  menggunakan  campuran  bioaditif cengkeh  dan  sereh  wangi  mengalami  penurunan  yang signifikan  dibandingkan  dengan  penggunaan  bahan bakar solar murni. Besarnya rata-rata penurunan adalah 14.6%  untuk  komposisi  campuran  0.1%,  12.9%  untuk komposisi  campuran  0.5%  dan  18.3%  untuk  komposisi campuran  1%.  Pengurangan  konsumsi  bahan  bakar terbesar adalah 0.086 Liter per jam yang diperoleh pada beban 1000 W dengan komposisi campuran 1%.
Gambar 5. Perbandingan konsumsi bahan bakar dari pemakaian solar murni berbanding bioaditif cengkeh dan sereh wangi.

## Kesimpulan
Penambahan bioaditif minyak cengkeh dan sereh wangi pada mesin  diesel  tidak  terlalu  memberikan  pengaruh  terhadap performa dari mesin. Penambahan campuran aditif dengan
persentase 0.1%, 0.5% dan 1% dapat mengurangi pemakaian bahan bakar secara signifikan dengan rata-rata 14.6%, 12.9% dan  18.3%.  Maksimum  pengurangan  bahan  bakar  dari konsumsi  bahan  bakar  mencapai  0.086  liter/jam  pada pembebanan 1000 W dengan kadar bioaditif 1%.

## Konflik Kepentingan
Penulis menyatakan bahwa tidak ada konflik kepentingan atas naskah ini.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  penulis  sampaikan  kepada Kemenristekdikti  dan  LPPP  ITERA  yang  telah  mendanai penelitian  ini  melalui  program  HIBAH  Simlitabmas dengan  skema  Penelitian  Dosen  Pemula  Tahun  2019 berdasarkan surat keputusan nomor 7/E/KPT/2019 dan perjanjian/kontrak nomor 009/SP2H/LT/DPRM/2019.

## Daftar Pustaka
[1] B.  P.  Statistik,  “Perkembangan  jumlah  kendaraan  bermotor  menurut jenis 1949- 2018,” 2019.
[2] M.  M.  Z.,  “Blending  Bioaditif  Dan  Biodiesel  Pada  Bbm  Solar  Untuk Penurunan Sfc Dan Emisi Gas Buang,” J. Sains Mater. Indones. , no. EDISI KHUSUS:  OKTOBER  2006,  pp.  135 – 140,  2006,  [Online].  Available: http://jurnal.batan.go.id/index.php/jsmi/article/view/5073.
[3] M. F. Kamajaya, “Perbedaan konsumsi bahan bakar dan kepekatan gas buang  mesin  diesel  menggunakan  bahan  bakar  solar  dan  campuran solar dengan minyak cengkeh,” 2016.
[4] A. Fayyazbakhsh and V. Pirouzfar, “Comprehensive overview on diesel additives  to  reduce  emissions,  enhance  fuel  properties  and  improve engine performance,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 74, no. October 2016, pp. 891 – 901, 2017, doi: 10.1016/j.rser.2017.03.046.
[5] M. Gürü, U. Karakaya, D. Altiparmak, and A. Alicilar, “Improvement of Diesel fuel properties by using additives,” Energy Convers. Manag. , vol.
43, no. 8, pp. 1021 – 1025, 2002, doi: 10.1016/S0196-8904(01)00094-2.
[6]  A.  Kadarohman,  Hernani,  I.  Rohman,  R.  Kusrini,  and  R.  M.  Astuti, “Combustion characteristics of diesel fuel on one cylinder diesel engine using clove oil, eugenol, and eugenyl acetate as fuel bio- additives,” Fuel , vol. 98, pp. 73 – 79, 2012, doi: 10.1016/j.fuel.2012.03.037.
[7] A.  Fayyazbakhsh  and  V.  Pirouzfar,  “Investigating  the  influence  of additives-fuel on diesel engine performance and emissions: Analytical modeling and experimental validation,” Fuel , vol. 171, no. December, pp. 167 – 177, 2016, doi: 10.1016/j.fuel.2015.12.028.
[8] M.  Mbarawa,  “The  effect  of  clove  oil  and  diesel  fuel  blends  on  the engine  performance  and exhaust  emissions  of  a compression-ignition engine,” Biomass and Bioenergy , vol. 34, no. 11, pp. 1555 – 1561, 2010, doi: 10.1016/j.biombioe.2010.05.004.
[9]  E. Guenther, Minyak Atsiri jilid I . Jawa Barat, Indonesia: UI Press, 2011.
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (2), 2020, pp. 82-85 | 89 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
[10] Hernani and B. Tangendjaja, “Analisis mutu minyak nilam dan minyak cengkeh secarakromatografi,” Media Penelit. Sukamandi , vol. 6, pp. 57 – 61, 1988.
[11] S.  Bunrathep,  G.  B.  Lockwood,  T.  Songsak,  and  N.  Ruangrungsi,
“Chemical  constituents  from  leaves  and  cell  cultures  of  pogostemon cablin and use of precursor feeding to improve patchouli alcohol level,” ScienceAsia , vol. 32, no. 3, pp. 293 – 296, 2006, doi:
10.2306/scienceasia1513-1874.2006.32.293.
[12] R. K. Rajput, Internal Combustion Engine . New Delhi: Laxmi Production, 2005.