l. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Udara merupakan salah satu komponen penting yang dibutuhkan pada proses pembakaran. Udara mengandung banyak gas seperti nitrogen, oksigen, hydrogen, uap air, karbon dioksida, karbon monoksida serta sedikit gas lain. Jumlah molekul gas nitrogen dalam udara memiliki jumlah terbesar ( 78% ) dibanding jumlah oksigen ( 21% ), sedang 1 % lainnya adalah uap air dan kandungan gas-gas lain (WikipediaFoundation, 2004). Namun dari udara hanya oksigen yang dibutuhkan pada reaksi pembakaran. Adanya gas-gas lain selain oksigen dalam udara pembakaran akan mengurangi besarnya daya yang dihasilkan. Oleh karna itu perlu adanya penyaringan udara yang mampu meminimalkan kandungan gas-gas selain oksigen sehingga diperoleh pembakaran yang lebih baik dan daya yang lebih besar. Zeolit adalah bantuan berpori yang sering digunakan sebagai adsorben untuk penyaring udara. Ini telah diteliti oleh Milton dengan cara menyaring udara dengan zeolit dan hasil kandungan dari gas nitrogen, uap air dan gas lain menjadi berkurang sehingga konsentrasi oksigen dalam udara pembakaran menjadi lebih banyak (Bekkum et al, 1991). Pada penelitia sebelumnya yang dilakukan oleh tunggoro (2004) pada pengujian terhadap mesin bensin 2-langkah yaitu untuk mengetahui pengaruh udara yang telah mengalami penyaringan oleh zeolit alami, diperoleh peningkatan daya engkol (bp) sebesar 0,0429 – 0,1172 kW ( 2,14% - 9,1% ) sebanding dengan udara yang tanpa melalui proses penyaringan dan penurunan pemakaian bahan baker spesifik ( bsfc ) sebesar 0,00199 – 0,1192 kg / kWh (3,74% - 13,7%). Daya adsorb dari zeolit yang digunakan oleh Tunggoro belum maksimum karena zeolit yang digunakan masih alami ( belum teraktivasi ) dimana dalam pori-pori zeolit masih terdapat kandungan air, dan partikel – partikel lain yang mempersempit dan menutupi pori-pori zeolit yang menghambat proses pengayakan oksigen serta dapat mengurangi keoptimalan adsorbsi zeolit.
Kandungan air ini dapat dihilangkan dengan cara pengaktifan zeolit dengan pemanasan yang disebut aktivasi fisik bertujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori Kristal zeolit sehingga jumlah pori-pori dan luas permukaan spesifiknya yang berkontak dengan udara semakin bertambah ( Suyartono dkk, 1992 ). Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Mahdi ( 2006 ) dengan menggunakan 200 gram zeolit yang diaktivasi fisik dengan temperature pemanasan 325 °C selama 2 jam pada putaran mesin 2000 rpm mampu meningkatkan daya engkol pada mesin diesel
4-langkah sebesar
0,215 kW ( 12,088 % ) dan penurunan bsfc sebesar 0,011 kg/kWh ( 8,641 % ). Sementara menurut John Hendri ( 2000 ) pengaktivasian zeolit alami secara fisik dan kimia dapat meningkatkan kemampuan adsorbsi dari zeolit. Hal ini juga telah dibuktikan oleh Dian ( 2006 ) terhadap mesin 4-langkah dengan menggunakan zeolit aktivasi kimia. Dengan menggunakan 200 gram zeolit yang dilarutkan pada larutan H2SO4 pada putaran 1500 rpm di peroleh peningkata daya engkol sebesar 0,124 kW ( 7,767 % ) dan penurunan bsfc sebesar 0,012kg/kWh
( 5,752 % ) dan
pada penggunaan 100 gram zeolit yang dilarutkan dengan NaOH pada putaran 3500 rpm diperoleh peningkatan daya engkol sebesar 0,127 kW ( 3,207 % ) dan penurunan pemakaian bahan baker spesifik sebesar 0,0247 kg/kWh ( 10,752 % ). Pada skripsi ini penulis ingin melakukan penelitian bagaimana pengaruh zeolit aktivasi fisik ini terhadap prestasi mesin bensin 4 langkah.
B. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan : 1. Melihat pengaruh zeolit aktivasi fisik dengan variasi lama pemanasan dan temperature pemanas terhadap prestasi mesin bensin 4 langkah. 2. Menganalisa hubungan antara jumlah dan ukuran serta berat zeolit teraktivasi fisik yang digunakan sebagai penyaring udara sebelum memasuki ruang bakar terhadap daya engkol, konsumsi bahan bakar spesifik dan rasio udara – bahan bakar.
3. Membandingkan hasil pengujian antara penggunaan zeolit aktivasi fisik dengan hasil pengujian sebelumnya pada zeolit aktivasi kimia terhadap mesin bensin 4 langkah.
C. Batasan Masalah Pada skripsi ini penulis membatasi masalah dengan : 1. Zeolit yang digunakan dalam pengujian ini adalah zeolit jenis klinoptiloit teraktifasi fisik. 2. Mesin yang digunakan untuk penggujian prestasi mesin adalah motor bensin 4 langkah. 3. Pengujian prestasi mesin hanya pada daya engkol ( bp ), konsumsi bahan bakar spesifik ( bsfc ) dan rasio udara – bahan bakar ( AFR ). 4. Perbandingan yang dilakukan antara aktivasi fisik dan kimia hanyalah sebatas peningkatan bp dan bsfc pada kondisi operasi yang sama. 5. Perbedaan beban mesin antara pengujian zeolit aktivasi fisik dan kimia tidak dibahas. 6. Jangka waktu efektif penggunaan zeolit untuk motor bakar dalam penelitian ini tidak dibahas. 7. Diameter zeolit untuk ukuran dianggap seragam. 8. Pengaruh getaran mesin terhadap peletakan zeolit tidak dibahas.
D. Hipotesa Pada proses aktivasi fisik terjadi penguapan air yang terperangkap didalam poripori kristal zeolit, sehingga jumlah pori-pori dan permukaan spesifiknya bertambah akibatnya daya adsorb zeolit meningkat. Dengan penyaringan ini diperoleh udara pembakaran dengan konsentrasi oksigen yang lebih tinggi serta konsentrasi uap air dan nitrogen yang lebih rendah sehingga panas komperesi yang dihasilkan lebih banyak diserap oleh bahan bakar dan udara dengan demikian diperoleh pembakaran yang lebih baik untuk menghasilkan daya output yang lebih besar dan penggunaan bahan bakar yang lebih hemat.
E. Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan pada skripsi terdiri atas beberapa bagian, yaitu : 1. PENDAHULUAN Pada bab ini berisi latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, hipotesa, dan sistematika penulisan. II. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi teori dasar motor bakar, zeolit, aktivasi fisik, rasio udara bahan bakar, teori pembakaran, parameter prestasi dan operasi motor bakar bensin 4 langkah. III. METODE PENELITIAN Bab ini berisi metodologi yang digunakan oleh penulis dalam persiapan dan pengambilan data, spefikasi mesin, serta alat pendukung yang digunakan pengambilan data, persiapan zeolit dan prosedur pengujian. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Berisikan hasil perhitungan dari parameter prestasi motor bakar, grafik hasil perhitungan dan pembahasan hasil perhitungan dan grafik. V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
