Akhir-akhir ini kampanye untuk penggunaan BBM non-subsidi semakin marak. Kebanyakan yang menjadi target kampanye adalah para pemilik mobil-mobil pribadi. Terutama mobil-mobil yang memiliki cc yang cukup besar namun masih menggunakan bahan bakar premium. Banyak kontrovesi di balik anjuran dari pemerintah ini.
Saya sebagai seorang calon sarjana mechanical engineering merasa perlu memberikan penjelasan di balik ini semua (ceilee...). Saya mencoba mengupas dari sisi teknis efek kedua jenis bahan bakar tersebut pada mesin-mesin kendaraan anda. Semoga bisa menjadi pertimbangan buat anda semua. Selain itu, jika anda ingin berdebat tentang topik ini, harapan saya setelah membaca artikel ini anda sudah memiliki pengetahuan yang cukup untuk meyakinkan lawan debat anda.
Premium dan pertamax adalah bahan bakar minyak bertipe gasoline yang digunakan untuk menyalakan mesin otto (mesin bensin). Nantinya bahan bakar tersebut akan masuk karburator dan dicampur dengan udara yang berisi oksigen. Kemudian campuran tersebut akan dimasukkan ke dalam ruang bakar untuk dilakukan pembakaran.
 |
| langkah isap |
Pada ruang bakar terdapat piston dan spark plug (busi). Piston berfungsi untuk melakukan kompresi bahan bakar dan ekspansi akibat dari pembakaran/ledakan yang terjadi, sedangkan busi berfungsi untuk menimbulkan percikan api agar pembakaran/ledakan dapat terjadi. Dengan adanya device-device inilah pembakaran dalam suatu mesin dapat terjadi. Dalam engine terdapat proses-proses bagaimana suatu bahan bakar dapat berubah menjadi energi.
Mekanisme yang saya jelaskan adalah mekanisme mesin 4 siklus (mesin 4 tak).
(1) langkah isap, piston mengekspansi dan menyedot campuran udara-bahan bakar dari karburator ke dalam ruang bakar.
 |
| langkah kompresi |
(2) langkah kompresi, campuran udara-bahan bakar yang telah masuk di kompresi oleh piston menuju titik mati atas.
(3) langkah ekspansi/kerja, campuran udara-bahan bakar yang telah memiliki tekanan tinggi, akan meledak akibat dari percikan api yang timbul dari busi. Ledakan ini akan menyebabkan gaya dorong tambahan pada piston sehingga piston dapat melanjutkan siklus putarannya.
(4) langkah buang, piston mengompresi udara hasil pembakaran/ledakan.
Setelah itu siklus kembali lagi ke nomor 1.
 |
| langkah ekspansi |
Dari tahapan tersebut, dapat kita simpulkan bahwa bahan bakar yang dibakar akan digunakan untuk mendorong piston supaya terjadi putaran pada poros. Proses ledakan tersebut terjadi antara sesaat setelah proses nomor 2 selesai. Itulah waktu ledakan yang diharapkan oleh semua desainer mesin motor bakar bensin. Namun fenomena yang terjadi adalah pembakaran/ledakan tersebut juga terjadi diluar waktu yang ditentukan. Fenomena ini sering disebut dengan istilah knocking. Knocking terjadi akibat adanya campuran udara-bahan bakar yang tidak terbakar setelah proses kompresi, bertemu dengan temperatur dan tekanan tinggi di dalam ruang bakar pada jangka waktu tertentu (sebelum masuknya lagi campuran udara-bahan bakar berikutnya).
 |
| langkah buang |
Kira-kira apa yang terjadi (akibat) jika pembakaran/ledakan bahan bakar itu terjadi di luar waktu yang ditentukan (tidak berada pada proses 2 dan proses 3)? Mari sedikit berlogika.
(1) Jika pembakaran/ledakan tambahan tersebut terjadi pada langkah kompresi (proses 2 dan 4). Maka langkah kompresi tersebut akan terhambat, karena hasil dari pembakaran/ledakan bersifat ekspansi. Akibatnya daya keluaran dari poros akan berkurang. Kurangnya daya poros ini akan menyebabkan akselerasi dan performa engine tidak maksimal. Jika ini terjadi di setiap satu siklus, Bayangkan berapa kerugian yang anda peroleh?
(2) Jika terjadi pembakaran/ledakan tambahan pada tiap siklusnya, sudah barang tentu bahan bakar yang meledak pada pembakaran/ledakan tambahan tidak dikonversi menjadi energi bahkan menjadi penghambat. Maka bayangkan berapa liter bahan bakar yang terbakar sia-sia ?
(3) Setiap desain suatu produk memiliki umur. Kira-kira mesin mana yang memiliki umur lebih lama antara mesin yang mengalami satu pembakaran/ledakan dalam satu siklus dengan mesin yang mengalami dua atau lebih pembakaran/ledakan dalam satu siklus? Kemudian bandingkan kerugian yang dialami keduanya, mana yang lebih banyak?
Lalu bagaimana solusinya?
Solusi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu dari desain engine yang terus diperbaharui dan pemilihan bahan bakar yang baik. dan karena topik artikel ini tentang bahan bakar, maka solusi yang kedua yang akan kita bahas selanjutnya.
Salah satu kriteria yang menunjukkan suatu bahan bakar baik adalah nilai oktan. Karena, semakin tinggi nilai oktan kemungkinan suatu bahan bakar terbakar dengan sendirinya semakin kecil. Sehingga semakin tinggi nilai oktan yang dimiliki, maka akan semakin kecil kemungkinan terjadinya knocking, begitu pula sebaliknya. Untuk penjelasan lebih ilmiah dari bahasan ini (hubungan nilai oktan dan knocking), silahkan cari artikel-artikel dari orang kimia. Mereka lebih bisa menjelaskan masalah reaksi-reaksi seperti ini. Tapi nanti jika saya tahu, insyaAllah segera diupdate. hehe
Sementara itu, kita tahu bahwa premium adalah gasoline dengan nilai oktan terendah yang dimiliki pertamina (88), berikutnya ada pertamax (92) dan pertamax plus (95). Maka dari itu, jika mengabaikan harga, pertamax plus adalah bahan bakar yang terbaik untuk dipilih.
Namun masalah akan muncul jika biaya kita masukkan dalam variabel perhitungan. sementara kita juga tahu bahwa premium adalah bahan bakar kendaraan yang disubsidi oleh pemerintah yang harganya Rp 4.500,00/liter saat ini. Padahal harga premium tanpa subsidi, bisa mencapai Rp 7.500,00/liter, hanya berselisih Rp 1.000,00/liter dari pertamax. Hal ini tentu memerlukan pertimbangan yang lebih. Mungkin jika sama-sama tanpa subsidi, pertamax akan jatuh lebih murah ketimbang premium dengan adanya faktor-faktor kekurangan yang telah disebutkan tadi. Mungkin jika anda suka matematika, anda bisa mengekstrapolasi biaya antara bahan bakar dengan faktor kerugian untuk mendapatkan pilihan bahan bakar mana yang terbaik. Hehe
Solusi terbaik yang bisa saya tawarkan adalah gunakanlah bahan bakar bernilai oktan tinggi untuk mesin-mesin yang memiliki kompresi tinggi, karena semakin besar ruang kompresinya, semakin besar pembakaran/ledakan yang dihasilkan, contohnya adalah mobil-mobil semacam kijang innova (sekitar 2000cc) keatas. Maka nantikan hasilnya bahwa kendaraan anda akan melaju dengan lebih bertenaga, lebih jauh dan lebih awet dengan jumlah bahan bakar yang sama. Sangat sayang jika kendaraan bertenaga tinggi menggunakan bahan bakar beroktan rendah. Sama analoginya jika anda membeli komputer tapi hanya digunakan untuk mengetik. Percuma kan? :)
mas, kalau motor saya yang rasio kompresinya 9,3:1 saya kasih bahan bakar dengan nilai oktan yang sangat tinggi misalnya etanol efeknya apa ya? penasaran nih, hehe..
ReplyDeletekalau bicara masalah bahan bakar beroktan tinggi mau tidak mau, efek pada proses pembakarannya jelas kan lebih baik. kemungkinan terjadinya self-ignition akan semakin kecil.
ReplyDeleteuntuk masalah etanol sendiri, sepengetahuan saya, sangat baik jika digunakan di mesin bensin. dari rumus senyawanya yang terdapat ikatan -OH, membuat si etanol sudah punya oksigen sendiri. (pembakarannya kaya oksigen)
jadi kemungkinan terjadinya pembakaran sempurna akan yang lebih sering terjadi.
cmiiw
oh, jadi nggak ada masalah sama mesin ya?
ReplyDeletepengaruh yang mungkin terjadi pada mesin akibat penggunaan etanol adalah masalah korosi. karena dalam etanol terdapat zat-zat yang mudah larut. zat-zat yang mudah larut diantaranya ion-ion klorida yang bersifat korosif. hasil dari korosi tersebut akan menyumbat sistem bahan bakar dan melemahkan kekuatan dari blok engine tersebut.
ReplyDeletenah, untuk solusinya kita sama2 belajar lagi ya. hehe. saya juga belum tau nih.
tapi untuk daya, jangan ditanya, apalagi motor2 dengan rasio kompresi tinggi, pastilah daya yang dihasilkan si motor itu akan besar.
oh, jadi untuk penyalaan si mesin sendiri gak ada masalah ya??
ReplyDeletesetau saya, butuh karburator tambahan khusus untuk dapat menyalakan si mesin ini. terutama untuk bahan bakar etanol yang bercampur dengan bensin. diharapkan campuran bensin dan etanol ini bisa tercampur dengan baik.
ReplyDeletemungkin mas nya lebih tau. hehe
maaf mas, saya cewek..hehe
ReplyDeleteHalo Ian. Ini gw Wawan 07.
ReplyDeleteCuman sedikit mengoreksi bagian knocking: "Knocking terjadi akibat adanya campuran udara-bahan bakar yang tidak terbakar setelah proses kompresi, bertemu dengan temperatur dan tekanan tinggi di dalam ruang bakar pada jangka waktu tertentu".
Knocking itu fenomena yang dinamai sesuai fenomena suara ketukan yang ditimbulkannya. Benar memang kalau fenomena ini tidak diinginkan dan merusak bensin. Tapi penyebab terjadinya yang menurut gw keliru (ambigu), Ian.
Knocking bisa terjadi akibat beberapa faktor, salah satunya bahan bakar. Fenomena ini terjadi apabila ledakan pada silinder terjadi dengan sendirinya (auto-ignition) di mana kalau dilihat nanti dari kurva tekanan-volume-nya ada loncatan2 tekanan. Nah loncatan tekanan inilah yang dihindari karena dapat merusak komponen motor (engine) ataupun mengganggu operator (dengan suaranya).
Tambahan mengenai etanol, salah satu kelemahan etanol adalah sifatnya yang cenderung mengikat air (ini dulu dapat pengetahuan dari fren yg lain juga). Kita tau kandungan air di dalam bahan bakar juga tidak baik karena dapat menyebabkan korosi. Tapi pada dasarnya kalau dilihat dari nilai oktananya, etanol adalah bahan bakar yang baik. Hanya saja untuk mendapatkan etanol dengan kemurnian tinggi itu sulit. :D
Mengenai karburator tambahan khusus gw jg belum ngerti maksudnya, Ian. Mungkin maksudnya mungkin perlu karburator khusus untuk etanol. Karena kita tau sendiri bahwa motor bensin bekerja pada campuran stoikiometrik. Jadi kalau AFR etanol untuk stoikiometrik berbeda dengan AFR bensin untuk stoikiometrik, tentu kita butuh karburator yang berbeda.
*hanya berbagi dan ingin berdiskusi. tolong koreksi jika ada kesalahan ya.
diskusi2 seperti ini baik, dan gw sangat menghargai blog yang lo buat ini untuk berbagi, Ian.
salam,
Ridwan :)
Bahasannya menarik nih.
ReplyDeleteIzin menambahkan ya Ian.
Compression ratio (CR) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi bilangan oktan untuk bahan bakar yang digunakan. Ada banyak faktor lainnya (coba aja googling), salah satunya kelembaban udara dan ketinggian tempat (semakin tinggi kelembaban udara, semakin tinggi oktang yang diperlukan. Semakin tinggi tempat dari permukaan laut, semakin rendah oktan yan diperlukan)
Tidak selamanya semakin tinggi bilangan oktan maka akan semakin berdampak baik untuk engine kendaraan kita. Yang optimal adalah sesuaikan CR dengan bilangan oktan yang dibutuhkan.
CR 7:1-9:1 membutuhkan RON (Research Octane Number) 88 (premium)
CR 9:1-10:1 RON 92 (pertamax)
CR 10:1-11:1 RON 95 (pertamax plus)
Untuk CR tiap-tiap kendaraan bisa dilihat di buku manual atau brosur yang disediakan ATPM. Di negara kita, untuk kendaraan yang diproduksi diatas tahun 2005 sebaiknya mengonsumsi pertamax sebagai bahan bakarnya. Mengapa? Karena pada tahun itulah regulasi EURO 2 sudah diberlakukan ( Keputusan Menteri Nomor 141 Tahun 2003 tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru dan Kendaraan Bermotor yang Sedang Diproduksi yang mengacu pada standar Euro 2) . Sedangkan bahan bakar yang cocok untuk engine sesuai standard EURO 2 adalah pertamax (http://www.environment.gov.au/atmosphere/fuelquality/publications/ris-2001/options.html)
CMIIW
wah, thx freen....mantap2...coba aing update deh blognya...
ReplyDeletespesial thx to wawan n wafi
makasih udah berkunjung ke blog ini. ditunggu juga tulisan dari fren2 lainnyaa...
o iya, mungkin yang gua maksud knocking itu mungkin auto-ignition wan. hoho.
ReplyDeletesip. coba gw update deh.
buat wafi, iya. masuk akal. harusnya tidak semua bisa menggunakan pertamax. harus ada range yang mengefektifkan pembakarannya. sip. thanks fren.
ReplyDeleteSekarang Premium sudah mulai ditinggalkan ya, gara-gara harganya nggak jauh beda sama Pertalite. Aku malah sekalian pindah ke Pertamax sekarang ini :D
ReplyDelete