The Effect of Used Waste Methyl Ester as Suplement Fuel to
Durability of Diesel Engine
Pengaruh Penggunaan Jelantah Methyl Ester Sebagai Bahan Bakar
Supelemen Terhadap Ketahanan
Motor Diesel
by:
Aguk Zuhdi MF and Wisnu Hakiki
Department of Marine Engineering
Faculty of Ocean of Technology
Institute of Technology of (Sepuluh November) Surabaya - ITS
INDONESIA
Contact Person: Aguk Zuhdi MF( [email protected]
)
Published on March 2005
ABSTRACT
The use of diesel engines are
increasing at the moment, the other hand suplies of petrolium base diesel
oil in the market decreasing. There for we need alternative fuels to use as
suplement fuel for diesel engines. Many
research alternative fuel including waste methyl ester have been developed
and
being promoted as suplement for diesel oil. Engine manufacture did not test
their engine product with alternative fuel . For that reason we need to
conduct durability test of engines with alternative fuel. This test due to know the
effect of using alternative fuel toward component of diesel engine.
There
are two ways of durability test, with on the road durability test and
laboratory test. On the road durability test is engine being
runing in a real condition with certain distances,
as a result is exactly
same in the real. Laboratory test usually conducting in engine test bed or
chasis dynamometer. This test is following engine manufacturing (EMA)
standard. However, the engine have to operate with variable speed and
variable load for certain times.
This
research was used laboratory test. Engine was run about 200 hours with 15
hours run and 9 hours over night as a cycle. The result are: The engine was
passed of 200 hours test wethout eny problems with 4 steps EMA standard.
Performance of diesel engine was not significantly decreased. Acording to
engine component inspections, there was more carbon deposit at injector.
From lubrication test, only Fe was greather comparing if we used diesel oil
as fuel. This indication introduce that cylinder liner was more wear if
using waste methyl ester as fuel suplement. From
lubrication test olso indicated that water content was greather than used
diesel oil as fuel.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Motor
diesel masih menjadi pilihan dalam hal pengerak mula dengan alasan adalah
mempunyai durability (ketahanan) dan Reliability (keandalan) yang tinggi. Tentu
dengan adanya alasan tersebut durability (ketahanan) dan Reliability (keandalan)
yang dimiliki mesin diesel sedapat mungkin dapat dipertahankan atau diharapkan
menjadi lebih baik ketika dicoba dengan menggunakan bahan bakar lain. Terutama
ketika dicoba dengan jelantah methyl ester yang mempunyai nilai viskositas lebih
tinggi.
Pemakaian
Campuran Jelantah Methyl Esther (JME) dan solar dengan perbandingan 10:90
menaikkan daya efektif motor diesel jika dibandingkan dengan menggunakan bahan
bakar solar murni pada rpm dan pembebanan tertentu. Kenaikan terjadi pula pada
campuran 20:80 dan 30:70. Bahkan dengan komposisi bahan bakar JME 100%
pada putaran 2000 rpm terjadi peningkatan daya efektif sebesar 30.34%
jika dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar.
(Fara, 2002). JME akan dipromosikan sebagai bahan bakar pengganti solar
dan kemudian akan luas digunakan sebagai bahan bakar dimasa mendatang.
Pilihan motor diesel sebagai objek penelitian didasarkan pada keyakinan
bahwa jenis motor ini masih memiliki daya saing yang baik dengan jenis penggerak
mula lainnya secara komersial bahkan pada masa mendatang, motor diesel merupakan
jenis penggerak yang perlu diperhitungkan. Dengan makin langkanya bahan bakar
konvensional, maka perlu dipikirkan bahan bakar pengganti yang tepat sasaran.
Sudah
beberapa peneliti yang menggunakan jelantah sebagai bahan pembuat methyl esther.
Reed TB menggunakan minyak jelantah kedelai, biodiesel ini dipergunakan sebagai
pencampur minyak solar sebagai bahan bakar diesel engine pada bus kota didenver
dan Perubahan power tidak terjadi secara signifikan. Mittelback telah mengoleksi
minyak jelantah dari restoran-restoran dan beberapa tempat lainnya untuk dibuat
biodiesel serta peneliti lainnya telah mempelajari pengaruh physical dan
chemical properties biodiesel pada kinerja mesin diesel tipe direct injection
JME
mempunyai viskositas dan berat jenis yang masih dalam batas yang diijinkan
sebagai bahan bakar motor diesel, pada suhu kamar viskositas kinematisnya 7.5
cst (lebih tinggi 27.11%dari minyak solar) dan berat jenisnya 800 kg/m3
(lebih kecil 3.75% dari minyak solar) serta memiliki cetane number yang lebih
tinggi dari solar sehingga mempengaruhi proses pembakaran. Pencampuran minyak
solar dengan JME berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan dan konsumsi bahan
bakar spesifik motor diesel jika dibandingkan dengan menggunakan minyak solar.
Daya yang dihasilkan unutk JME 10, JME 20, JME 30 cenderung mengalami
peningkatan pada putaran 2000 dan 2400 (Fara, 2002).
Setiap Engine Manufaktur tidak mengetes
ketahanan (durability) enginenya dengan bahan bakar alternatif, oleh sebab itu
apabila ada bahan bakar alternatif maka perlu adanya pengujian ketahanan engine
(uji durability). Ada dua cara yang lazim digunakan dalam pengujian ketahanan
engine yaitu pengujian laboratory dengan menggunakan engine test bed atau chasis
dinamometer. Pengujian laboratory dengan menggunakan engine test bed atau chasis
dinamometer mengikuti prosedur yang diberikan oleh Engine Manufaktur Association
(EMA). Peneliti yang memproduksi (membuat) bahan bakar alternatif dianjurkan
untuk menguji ketahanan engine selama 200 jam dengan variasi dan waktu
pembebanan yang telah ditentukan dan onroad durability test. Onroad durability
test bukan pengujian yang dilakukan oleh engine manufaktur. Kelebihan dari
pengujian semacam ini adalah kita dapat mengetahui ketahanan secara real dari
engine (Zuhdi, 2003).
1.2.
Perumusan Masalah
JME
telah sukses diproduksi di Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, selain itu juga
telah sukses digunakan pada motor diesel dan performancenya tidak jauh berbeda
dengan motor diesel yang menggunakan bahan bakar solar. Tetapi pengaruh
penggunaan JME terhadap komponen-komponen mesin belum diketahui karena Engine
manufaktur tidak pernah menguji produknya dengan menggunakan bahan bakar JME
untuk itu perlu uji ketahanan motor diesel dengan bahan bakar JME. Banyak
metode pengujian ketahanan motor diesel, EMA menganjurkan untuk menguji
ketahanan engine selama 200 jam dengan variasi dan waktu pembebanan yang telah
ditentukan.
Dalam
uji durability kemungkinan terbentuk kerak pada injektor, silinder head serta
komponen-komponen lain dan terjadi engine wear yang terlihat dalam kandungan
logam di minyak pelumasnya sehingga seberapa besar efek dari pembentukan
deposit atau kerak terhadap kekuatan komponen mesin harus diketahui.
Penelitian
ini dinilai penting karena akan memberikan informasi pengaruh penggunaan JME
sebagai bahan bakar terhadap komponen-komponen motor diesel.
1.3.
Tujuan Penulisan
-
Mengetahui
tingkat durability motor diesel dengan menggunakan bahan bakar solar.
-
Mengetahui
tingkat durability pada motor diesel yang menggunakan bahan bakar jelantah
methyl ester
-
Membandingkan
durability pada motor diesel akibat menggunakan bahan bakar jelantah methyl
ester dengan durability yang menggunakan bahan bakar solar.
1.4. Manfaat Penulisan
-
Memberikan
informasi kepada masyarakat pengguna motor diesel tentang penggunaan dan
efek pemakaian jelantah methyl ester sebagai bahan bakar
alternatif.
-
Memberikan
alternatif bahan bakar yang renewable.
1.5. Batasan Masalah
-
Bahan
bakar solar yang dipakai dalam percobaan adalah solar yang dijual dipasaran
Indonesia (SPBU) yang merupakan produksi PERTAMINA.
-
Minyak
goreng bekas yang dipakai berasal dari pabrik krupuk industri rumah tangga.
-
Metode
esterifikasi yang dipakai adalah metode Aguk Zuhdi yang dipakai pada Laporan
Riset RUT VIII bidang teknologi Industri
-
Hasil
percobaan berlaku pada mesin DONG FENG 8 HP TYPE R 180 yang dipakai sebagai
mesin uji coba.
BAB
II
TELAAH
PUSTAKA
2.1
Umum
Motor
diesel masih menjadi pilihan dalam hal penggerak mula dengan alasan adalah
mempunyai durability (ketahanan) dan Reliability (keandalan) yang tinggi (Zuhdi
dkk,1996). Tentu dengan adanya
alasan tersebut durability (ketahanan) dan Reliability (keandalan) yang dimiliki
mesin diesel sedapat mungkin dapat dipertahankan atau diharapkan menjadi lebih
baik ketika dicoba dengan menggunakan bahan bakar lain. Terutama ketika dicoba
dengan jelantah methyl ester yang mempunyai nilai viskositas lebih tinggi.
Motor
diesel banyak diaplikasikan pada berbagai area karena efisiensinya yang tinggi
serta memiliki ketahanan (Durability), kepercayaan (reliability) yang lebih baik
bila dibandingkan dengan beberapa penggerak mula yang lain (Zuhdi
dkk, 1996).
Pilihan
motor diesel sebagai objek penelitian didasarkan pada keyakinan bahwa jenis
motor ini masih memiliki daya saing yang baik dengan jenis penggerak mula
lainnya secara komersial bahkan pada masa mendatang, motor diesel merupakan
jenis penggerak yang perlu diperhitungkan. Dengan makin langkanya bahan bakar
konvensional, maka perlu dipikirkan bahan bakar pengganti yang tepat sasaran.
2.2
Jelantah Methyl Ester
Jelantah
sisa penggorengan yang tidak bisa dipergunakan harus dibuang. Sisa penggorengan
ini akan berdampak kepada lingkungan apabila tidak diolah secara benar. Sisa
penggorengan yang tidak berguna ini bisa dimanfaatkan sebagai bio-diesel.
Biodiesel tsb dapat dipakai sebagai kompelemen minyak solar (gas oil) sebagai
penggerak motor diesel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berbagai campuran
methyl esther dari jelantah dengan minyak solar tidak menurunkan kinerja mesin
secara signifikan
(Zuhdi,2002).
Sudah
beberapa peneliti yang menggunakan jelantah sebagai bahan pembuat methyl esther.
Reed TB menggunakan minyak jelantah
kedelai, biodiesel ini dipergunakan sebagai pencampur minyak solar sebagai bahan
bakar diesel engine pada bus kota didenver dan Perubahan power tidak terjadi
secara signifikan. Mittelback telah mengoleksi minyak jelantah dari restoran-restoran
dan beberapa tempat lainnya untuk dibuat biodiesel serta peneliti lainnya telah
mempelajari pengaruh physical dan chemical properties biodiesel pada kinerja
mesin diesel tipe direct injection
Pemakaian
Campuran Jelantah Methyl Esther (JME) dan solar dengan perbandingan 10:90
menaikkan daya efektif motor diesel jika dibandingkan dengan menggunakan bahan
bakar solar murni pada rpm dan pembebanan tertentu. Kenaikan terjadi pula pada
campuran 20:80 dan 30:70. Bahkan dengan komposisi bahan bakar JME 100%
pada putaran 2000 rpm terjadi peningkatan daya efektif sebesar 30.34%
jika dibandingkan dengan menggunakan bahan bakar solar. (Fara, 2002). JME akan
dipromosikan sebagai bahan bakar pengganti solar dan kemudian akan luas
digunakan sebagai bahan bakar dimasa mendatang.
JME
mempunyai viskositas dan berat jenis yang masih dalam batas yang diijinkan
sebagai bahan bakar motor diesel, pada suhu kamar viskositas kinematisnya 9.48
cst lebih tinggi dari minyak solar dan berat jenisnya 895.3 kg/m3
lebih besar dari minyak solar serta memiliki cetane number yang lebih tinggi
dari solar sehingga mempengaruhi proses pembakaran. Pencampuran minyak solar
dengan JME berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan dan konsumsi bahan bakar
spesifik motor diesel jika dibandingkan dengan menggunakan minyak solar. Daya
yang dihasilkan unutk JME 10, JME 20, JME 30 cenderung mengalami peningkatan
pada putaran 2000 dan 2400. (Fara,
2002).
2.3
Uji Ketahanan
Setiap
Engine Manufaktur tidak mengetes ketahanan (durability) enginenya dengan bahan
bakar alternatif, oleh sebab itu apabila ada bahan bakar alternatif maka perlu
adanya pengujian ketahanan engine (uji durability). Ada dua cara yang lazim
digunakan dalam pengujian ketahanan engine yaitu pengujian laboratory dengan
menggunakan engine test bed atau chasis dinamometer. Pengujian laboratory dengan
menggunakan engine test bed atau chasis dinamometer mengikuti prosedur yang
diberikan oleh Engine Manufaktur Association (EMA) (Zuhdi 2003)
Penelitian
yang memproduksi (membuat) bahan bakar alternatif dianjurkan untuk menguji
ketahanan engine selama 200 jam dengan variasi dan waktu pembebanan yang telah
ditentukan dan onroad durability test. Onroad durability test bukan pengujian
yang dilakukan oleh engine manufaktur. Kelebihan dari pengujian semacam ini
adalah kita dapat mengetahui ketahanan secara real dari engine (Zuhdi, 2004).
Pengujian
durability (ketahanan) motor diesel dilakukan selama 200 jam untuk mengevaluasi
pengaruh jangka panjang pengoperasian campuran biodisel-solar pada performance,
durability dan sistem injeksi. Campuran 50:50 dipilih karena, mempertimbangkan
pilihan optimum antara penggantian substansial dari diesel fuel dan aplikasi
praktis dilapangan.
Cara
pengujian yang direkomendasikan EMA adalah :
Ø
Low idle yaitu motor
diesel dioperasikan tanpa beban dimana kecepatannya adalah kecepatan minimum
motor dapat hidup langkah ini dilakukan selama 30 menit.
Ø
High idle yaitu motor
diesel dioperasikan dengan besarnya beban 25
% dari maksimum torsi dan kecepatan diatur sebesar 90% dari rated power speed.
Langkah ini dilakukan selama 30 menit.
Ø
Rated power speed
yaitu pengoperasian mesin diesel pada kecepatan maksimum sesuai dengan
spesifikasi motor tersebut kemudian beban diatur pada beban maksimum. langkah
ini dilakukan selama 60 menit.
Ø
Peak torque speed
yaitu pengoperasian kecepatan dan beban motor diesel pada
saat mengalami torsi maksimum langkah ini dilakukan selama 60 menit.
Siklus
diatas diulangi lima kali (15 jam) kemudian diistirahatkan selama semalam.
Ulangi siklus diatas secara penuh sampai pengoperasian selama 200 jam terpenuhi.
Kemudian sample minyak pelumas diambil setelah motor
diesel dijalankan selama 200 jam. (Baranescu and Lusco, 1982).
Engine
Wear dievaluasi berdasarkan konsentrasi dari kandungan logam yang terdapat pada
minyak pelumas. Kandungan logam yang terdapat pada minyak pelumas setelah engine
dioperasikan selama 200 jam adalah Tembaga (CU), besi (FE), Cromium (CR), Timah
(Pb), Almunium (Al), Silicon (Si) dan Sodium (Na). Sumber utama dari kandungan
logam ini yang berhasil di identifikasi adalah bantalan (bearing), ring,
silinder piston, bagian-bagian mesin yang bergerak lainnya yang terbuat dari
besi tuang. ( Ali and Hannah, 1996).
Fort
dan Blumberg (1982)
dengan menggunakan bahan bakar cotton seed oil blends untuk mengoperasikan
engine inline 6 silinder yang mengikuti standart uji EMA mengalami semua part
seperti liner, rings, piston dlltelah diamati. Dalam pengetesan setelah 189 jam,
engine sangat bising ketika dioperasikan pada mode idle, setelah diinspeksi
ternyata semua permukaan top ring terdapat karbon deposityang sangat berat,
selain itu minyak pelumas mengalami peningkatan viskositas yang sagat
signifikan.
Kaufman
and Ziejewski (1984)
dengan menggunakan sun flower methyl esther digunakan untuk mengoperasikan allis
Charmers diesel engine 4331, turbocahrge andf intercooled 4 silinder. Sama
seperti peneliti yang lainnya menggunakan prosedur yang dianjurkan oleh EMA .
hasil pengetesan yang kurang menguntungkan adalah kesulitan terhadap engine
start, konsumsi bahan bakar sedikit boros dan karbon depositlebih banyak
menempel pada piton ring nomer 3 dan 4.
Ali
dan Hannah (1997) dengan
menggunakan Cummins N14-410 diesel engine dengan bahab bakar diesel fuel, methyl
tallowate dan ethanol blend. Ketahanan engine diuji dengan prosedur EMA selama
200 jam seperti peneliti lainnya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa tidak ada
perubahan power torsi. Pelumas juga tidak mengalami perubahan viskositas selama
100 jam. 3 macam injektor mengalami gangguan pada periode waktu yang berbeda.
Dengan
pengoperasian Mesin selama 200 jam, komponen-komponen diesel yang mengalami
keausan dapat ditelusuri dari hasil pengujian secara laboratorium terhadap
logam-logam yang berada dalam minyak lumas bekasnya. Dengan diketahui jenis
logam yang berada di dalam minyak lumas bekas maka dapat diperkirakan pula
komponen mesin yang mengalami keausan atau dapat diperkirakan seberapa jauh
mesin itu dapat beroperasi (Subiyanto, 1990)
Masih
terdapat Keterbatasan informasi tentang efek dari penggunaan Biodiesel secara
100% atau campuran biodiesel dan solar dalam Engine durability (ketahanan mesin)
dengan pengoperasian pada kondisi lingkungan yang bermacam-macam. Lebih banyak
informasi dibutuhkan untuk menilai continuitas penggunaan bahan bakar ini dalam
jarak tempuh dan periode operasi dari heavy duty engine. (Engine
Manufacturers Association 2003).
BAB III
METODOLOGI
3.1 Detail Pelaksanaan
Penelitian.
Metode
yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Penelitian ini
dimulai dengan pembuatan Jelantah Methyl ester melalui proses esterifikasi.
Untuk mengetahui karakteristiknya maka perlu diadakannya uji properti esyang
dilakukan di Lab Kimia MIPA. Pelaksanaan penelitian dapat dilihat padfa flow
chart no 1. detail pelaksanaan penelitian dapat dijelaskan pada langkah-langkah
berikut ini.
1.
Uji karakteristik Jelantah Methyl Esther.
Jelantah Methyl
Ester yang dihasilkan melalui esterifikasi dengan unit esterifikasi telah
siap diuji karakteristiknya. Karakteristiknya diuji yaitu : Viskositas,
Flash Point, Total Acid Number, Ash content, Densitas, Sulfur, Kadar air dan
Cetane Number. Pengujian ini mutlak perlu dilakukan untuk mengetahui tingkat
keberhasilan proses esterifikasi dan juga untuk keperluan analisa data yang
akan dihasilkan dari percobaan motor.
2.
Pra Eksperimen.
Pra
Eksperimen dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dari motor diesel itu sendiri.
Dengan demikian, dapat dianggap bahwa unjuk kerja engine pada saat ini,
merupakan unjuk kerja mula-mula engine. Untuk keperluan ini digunakan sebuah
motor diesel empat langkah dengan satu silinder. Motor diesel dikopel pada sebuah generator untuk mengukur
besarnya daya efektif dari engine. Pada pelaksanaan pengujian tidak
dilakukan penyetelan khusus, sehingga kondisi operasi motor diesel pada saat
pengujian sama seperti motor diesel yang beroperasi sehari-hari.
3.
Komposisi Bahan Bakar.
Jelantah Methyl Ester (JME)
sekarang ini sedang dipromosikan sebagai suplemen bahan bakar motor diesel,
selain itu juga uji ketahanan atau durability test dari kebanyakan
eksperimen yang dilakukan memakai komposisi bahan bakar 50 : 50 artinya
dalam 1 liter bahan bakar terdapat 500 mL minyak solar dan 500 mL JME.
4.
Uji Ketahanan Motor Diesel.
Eksperimen
ini dilakukan untuk mengetahui ketahanan motor diesel dengan pemakaian jelantah
methyl ester sebagai bahan bakar dengan variasi bahan bakar yang telah
ditentukan sebelumnya. Percobaan dilakukan pada variable speed. Data yang
dihasilkan kemudian akan dicatat untuk dianalisa.
Untuk memperoleh data-data, prosedur
pengujian engine sama akan mengikuti standart EMA (Engine Manufacture
Assosiation) selama 200 jam
5.
Engine check Up.
Langkah engine check up dilakukan setelah
uji ketahanan selama 200 jam selesai. Pada langkah ini dilakukan engine
tear down and inspecsion yaitu pembongkaran mesin dan melakukan inspeksi
terhadap komponen-komponen yang berhubungan dengan ruang pembakaran. Pada engine
check up ini dilakukan visualisasi komponen serta pengambilan sample minyak
lumas untuk diujikan di Laboratorium.
Dari uraian diatas, secara garis besar
pelaksanaan penelitian ini menggunakan metodologi yang data digambarkan sbb
3.1. Diagram alir penelitian
3.2
Analisa data dan pembahasan
Data
hasil yang ingin diketahui adalah sebagai berikut :
- Ketahanan mesin diesel
- Unjuk kerja mesin diesel
- Tingkat kerusakan
- Analisa kualitas pelumas
Untuk
lebih rincinya penyajian masing-masing data dapat disampaikan seperti dibawah
ini :
1.
Ketahanan mesin diesel
Dalam melaporkan ketahanan
mesin diesel ini dilakukan dengan memberikan catatan-catatan selama
pengujian di laboratorium. Selama penggunaan bahan bakar solar, mesin diesel
sama sekali tidak mengalami hambatan pada saat mengikuti siklus uji
ketahanan dengan aturan Engine Manufactur Association (EMA). Seperti
diketahui bahwa siklus pengujian durability menurut standart EMA dibagi
menjadi 4 tahapan dengan kecepatan, waktu dan pembebanan yang berbeda
ditiap-tiap tahapannya.
2.
Unjuk Kerja Mesin Diesel
Untuk mengetahui unjuk kerja
mesin diesel maka diperlukan analisa data dan pembahasan data-data mengenai
Daya, torsi dan konsumsi bahan bakar (SFOC) dari mesin diesel ketika
menggunakan bahan bakar solar murni (JME 00) dan percampurannya dengan
Jelantah Methyl Esther (JME 50).
3.
Tingkat Kerusakan
Untuk mengevalusai tingkat
kerusakan motor diesel, diamati
dengan secara visual serta uji laboratorium. Engine check up dilakukan
dengan pembongkaran mesin dan memeriksa komponen-komponen utama pada sistem
pembakaran. Data-data visual komponen-komponen utama seperti pada piston,
cylinder head, intake dan exhaust valve serta nozzel dibandingkan. Dari sini
kita melihat perbedaannya. Pelumas juga merupakan pembanding dalam menguji
tingkat kerusakan mesin dengan melihat sifat fisika dan kimia serta
unsur-unsur logam yang terkandung didalamnya maka kita bisa membandingkan
tingkat kerusakan mesin.
4.
Analisa kualitas pelumas
Dari hasil pengujian kimia
pada laboratorium yang dapat diihat pada tabel
Analisa akan dilakukan pada setiap karakteristik dari minyak pelumas
tersebut antara lain : viskositas 40°C dan 100°C, Total Base Number (TBN)
dan Flash point, kemudian dilakukan juga analisa dari kontaminan antara lain
: kadar air, sediment kandungan abu (ash kontent) dan kandungan sulfur dan
melakukan juga analisa Sebagai parameter untuk mengetahui kalitas pelumas
bekas maka digunakan batasan dari Mesran
SAE 40B. Mesran SAE 40B
dijadikan sebagai acuan karena merupakan minyak pelumas yang dianjurkan
untuk dipakai pada motor diesel yang digunakan untuk eksperiment ini.
3.3
Mengambil kesimpulan
Kesimpulan yang diharapkan penelitian ini adalah berupa informasi
ketahanan motor diesel terhadap pemakaian JME 50, unjuk kerja motor diesel
dalam memakai JME 50, tingkat kerusakan pada komponen motor diesel akibat
pnggunaan JME 50 serta kualitas pelumas bekas pada motor diesel
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dianalisa data-data hasil eksperimen yang kebanyakan
dalam bentuk tabel, grafik dan gambar. Analisa akan dibagi menjadi 4 sub-bab
yaitu :
Pertama Ketahanan motor diesel. Dimana dalam melaporkan ketahanan motor
diesel ini dilakukan dengan memberikan catatan-catatan selama pengujian di
laboratorium. Yang kedua adalah Unjuk
kerja motor diesel. Dalam sub bab ini akan melakukan perbandingan daya, torsi
dan SFOC dengan menggunakan 2 tipe bahan bakar yaitu solar murni dan biodiesel.
Biodiesel merupakan campuran antara solar dan Jelantah Methyl Esther (JME)
dengan perbandingan 50:50. Yang ke tiga adalah Tingkat kerusakan. Dalam sub-bab
ini akan dilakukan analisa logam yang terkandung dalam minyak pelumas seperti :
Fe, Na, Cu, Cr, Si, Al, Sn, Pb. Kemudian dianalisa dengan cara membandingkan
jumlah logam diantara kedua pelumas serta melacak sumber dari logam-logam
tersebut. Kemudian analisa dilakukan dengan didukung pengamatan visual. Yang
keempat adalah Kualitas minyak pelumas. Dalam sub-bab ini akan dibahas
properties minyak pelumas bekas dengan 2
bahan bakar yang berbeda yaitu solar murni dan solar plus biodiesel, properties
itu antara lain Viskositas 40 C dan 100 C, flash point dan TBN serta membahas
pula kontaminan dalam minyak pelumas antara lain: kadar air, sediment, ash
content dan kandungan sulfur.
Selain itu ada satu sub bab tambahan lagi yaitu pembahasan, dimana dalam
sub-bab ini akan membahas keseluruhan dari 4 bagian secara umum.
4.1 Ketahanan Motor Diesel
Dalam melaporkan ketahanan motor
diesel ini dilakukan dengan memberikan catatan-catatan selama pengujian di
laboratorium. Selama penggunaan bahan bakar solar, motor diesel sama sekali
tidak mengalami hambatan pada saat mengikuti siklus uji ketahanan dengan
aturan Engine Manufactur Association (EMA). Seperti diketahui bahwa siklus
pengujian durability menurut standart EMA dibagi menjadi 4 tahapan dengan
kecepatan, waktu dan pembebanan yang berbeda ditiap-tiap tahapannya yaitu :
Ø
Low idle yaitu
motor diesel dioperasikan tanpa beban dimana kecepatannya adalah kecepatan
minimum motor dapat hidup langkah ini dilakukan selama 30 menit.
Ø
High idle yaitu
motor diesel dioperasikan dengan besarnya beban 25
% dari maksimum torsi dan kecepatan diatur sebesar 90% dari rated power speed.
Langkah ini dilakukan selama 30 menit.
Ø
Rated power speed
yaitu pengoperasian mesin diesel pada kecepatan maksimum sesuai dengan
spesifikasi motor tersebut kemudian beban diatur pada beban maksimum. langkah
ini dilakukan selama 60 menit.
Ø
Peak torque speed
yaitu pengoperasian kecepatan dan beban motor diesel pada saat
mengalami torsi maksimum langkah ini dilakukan selama 60 menit.
motor diesel dioperasikan selama 6 jam sehari dengan jangka waktu 1,5 bulan.
Selama pengoperasian ditemukan tidak adanya kesulitan untuk mencapai rated
condition dengan beban dan kecepatan yang telah ditentukan. Selama pengoperasian
tidak ditemukan adanya perubahan daya yang cukup signifikan selama pengujian 200
jam. Pada saat peak torque speed, motor juga tidak mengalami kesulitan untuk
beroperasi dan juga torsi yang dihasilkan tidak mengalami perubahan yang banyak
selama pengujian 200 jam. Pada saat idle speed waktu konsumsi bahan bakar/20 ml
adalah 255 detik hal ini dipandang wajar berdasarkan eksperimen terdahulu.
Sistem start motor dengan cara di engkol juga tidak mengalami kesulitan start
tidak perlu berkali-kali distart cukup dengan sekali start saja motor sudah mau
berputar. Motor diesel dijaga agar tidak mengalami over heat dengan cara air
pendingin di water hopper jika mencapai 85 C akan disirkulasikan. Suhu air
pendingin dalam tangki sirkulasi pendingin cenderung stabil berkisar antara
65-78 C karena sistem sirkulasi pendingin dinilai cukup baik karena didukung
oleh pompa sirkulasi.
Sedangkan untuk pemakaian motor diesel dengan dioperasikan selama 6 jam
sehari dengan jangka waktu 1,5 bulan dengan bahan bakar JME pada umumnya juga
tidak mengalami hambatan yang berarti memang ada penurunan power output dan
torsi yang dihasilkan dibanding dengan menggunakan bahan bakar solar tetapi
penurunan tersebut tidak terlalu banyak dalam jangka waktu pengujian 200 jam,
pada saat idle speed waktu konsumsi bahan bakar menjadi sedikit lebih cepat
dibanding ketika mesin memakai bahan bakar solar yaitu sekitar 248 detik/20
mL, air pendingin mengalami
sedikit peningkatan suhu dimana suhu air pendingin dalam water hopper lebih
cepat mencapai suhu 85 C sehingga perlu dilakukan sirkulasi air pendingin yang
lebih sering untuk menurunkan suhunya daripada sewaktu menggunakan solar. Suhu
air pendingin dalam tangki sirkulasi pendingin yang akan disirkulasikan ke
dalam motor naik berkisar antara 70-78 C. Kesulitan starter motor juga mulai
dirasakan ketika waktu operasi mencapai 150 jam keatas dimana start motor
membutuhkan 2-3 kali lebih banyak putaran engkol.
4.2 Unjuk Kerja Motor
Diesel.
Unjuk kerja motor diesel
dipelajari setelah dilakukan pra-eksperiment, dalam pra eksperimen tersebut
telah dipelajari unjuk kerja motor diesel dengan menggunakan bahan bakar solar.
Hasil percobaan ini dapat menentukan performance engine secara menyeluruh
terutama letak beban penuh pada masing- masing putaran. Dari hasil evaluasi
dipilih putaran engine pada saat torsi
maksimum dan putaran engine dengan daya maksimum. Dalam hal ini telah dipilih
putaran 1900 rpm untuk torsi maksimum dan putaran 2300 rpm untuk daya maksimum.
Unjuk kerja mesin inilah yang digunakan untuk membandingkan penggunaan bahan
bakar yang berbeda.
Untuk mengetahui unjuk
kerja motor diesel maka diperlukan analisa data dan pembahasan data-data
mengenai Daya, torsi dan konsumsi bahan bakar (SFOC) dari motor diesel ketika
menggunakan bahan bakar solar murni (JME 00) dan percampurannya dengan Jelantah
Methyl Esther (JME 50).
Dari grafik 4.1 dapat
dilihat bahwa daya yang dihasilkan oleh motor diesel dengan bahan bakar solar
secara umum tidak jauh berbeda dengan daya yang dihasilkan oleh motor diesel
dengan bahan bakar (JME 50). Hampir selama pengoperasian 200 jam perbedaan daya
yang dihasilkan tidak jauh berbeda, ada beberapa titik dimana daya motor yang
menggunakan solar murni lebih tinggi dari daya motor yang menggunakan (JME 50)
tetapi adapula di beberapa titik dimana daya yang dihasilkan JME 50 justru lebih
tinggi dari pada motor yang menggunakan solar murni. Perbedaan daya-daya ini
cukup dimaklumi, karena bergesernya prestasi mesin sangat dipengaruhi banyak
faktor yaitu karakteristik bahan bakar, desain sistem bahan bakar dan bentuk
ruang bakar. Beban motor juga turut mempengaruhi prestasi engine. Kesemua itu
akan mempengaruhi prestasi engine. Intisari dari unjuk kerja ini adalah terletak
pada ignition delay, dimana ignition delay sangat dipengaruhi oleh phisical dan
chemical delay. Phisical delay dipengaruhi oleh proses atomisasi bahan bakar.
Atomisasi ini dipengaruhi oleh viscositas dan densitas bahan bakar.
Torsi maksimum didapatkan
ketika motor running pada kecepatan 1900 rpm, torsi maksimum ini didapatkan pada
saat pra eksperimen. Dari grafik 4.3 dapat dilihat bahwa torsi yang dihasilkan
motor ketika menggunakan JME 50 agak sedikit dibawah torsi yang dihasilkan oleh
motor ketika menggunakan solar murni, tetapi kekurangan tersebut hanya berskala
kecil sehingga motor mengunakan JME 50 masih dapat menyaingi prestasi dari mesin
pemakai solar hanya saja pada pemakaian motor dengan bahan bakar JME 50 dengan
menempuh medan berat yang membutuhkan torsi besar, kecepatan akan dirasakan
sedikit berkurang karena dalam prakteknya torsi dibutuhkan untuk meningkatkan
kecepatan, untuk melawan hambatan-hambatan, untuk menerima beban berat dan
sebagainya, apabila diterapkan dalam percobaan laboratorium maka motor pemakai
JME 50 akan memiliki sedikit perbedaan kinerja ketika mengalami pembebanan yang
besar dibandingkan dengan motor pemakai solar murni karena untuk melawan beban
yang besar dibutuhkan torsi yang besar pula.
Konsumsi bahan bakar
spesifik (SFOC) sangat dipengaruhi oleh daya yang dihasilkan karena SFOC
merupakan fungsi daya. Penggunaan bahan bakar solar murni maupun campuran solar
dan biodiesel menghasilkan perubahan yang berbeda Grafik 4.2 adalah grafik
perbandingan SFOC dari motor diesel dengan menggunakan bahan bakar solar murni
dan JME 50, grafik ini merupakan grafik SFOC ketika motor berputar pada
kecepatan 2300 rpm untuk menghasilkan daya maksimum. Pada grafik ini dapat
dilihat bahwa SFOC untuk pemakaian JME 50 berada dibawah garis SFOC solar, hal
ini menandakan bahwa dengan SFOC yang lebih rendah dari solar, motor diesel
mampu menghasilkan daya yang tidak kalah dari motor diesel ketika menggunakan
solar tetapi apabila dilihat dari grafik 4.4 dimana grafik ini menggambarkan
perbandingan SFOC solar dan JME ketika motor beroperasi pada putaran 1900 dimana
putaran ini menghasilkan torsi maksimum. Dalam grafik ini dapat dilihat bahwa
rata-rata SFOC untuk penggunaan bahan bakar JME 50 selalu berada diatas SFOC
dari solar. Dengan melihat kenyataan ini motor yang menggunakan solar jauh lebih
baik SFOC nya dari motor menggunakan JME 50 dan jika dilihat torsinya kembali
maka dengan torsi yang selalu berada dibawah motor solar dan SFOC selalu berada
diatas motor solar maka unjuk kerja motor JME bisa dikatakan kurang optimal.
4.3 Tingkat Kerusakan.
Untuk
mengevalusai tingkat kerusakan motor diesel, telah diamati dengan secara
visual serta uji laboratorium. Engine check up dilakukan dengan pembongkaran
mesin dan memeriksa komponen-komponen utama pada sistem pembakaran. Data-data
visual komponen-komponen utama seperti pada piston, cylinder head, intake dan
exhaust valve serta nozzel telah pula dibandingkan. Dari sini kita melihat
perbedaannya. Pelumas juga merupakan pembanding dalam menguji tingkat
kerusakan mesin dengan melihat sifat fisika dan kimia serta unsur-unsur logam
yang terkandung didalamnya maka kita bisa membandingkan tingkat kerusakan
mesin.
4.3.1
Visualisasi Komponen.
Gambar
berikut adalah gambar dari perbandingan antara komponen baru dengan kompoonen
yang menggunakan bahan bakar solar murni dan bahan bakar solar plus biodiesel.
A
B
C
Gambar
4.1 Gambar Cylinder Head sebelum dipakai pengujian (A), kondisi setelah dipakai
dengan menggunakan bahan bakar solar (B) kondisi setelah dipakai dengan
menggunakan bahan bakar JME (C)
Pada
gambar 4.1 dapat dilihat bahwa kondisi cylinder head pada saat motor menggunakan
bahan bakar JME deposit lebih banyak terlihat sedangkan pada cylinder liner
solar deposit lebih tipis dan cenderung lebih halus dan merta tidak seperti pada
JME yang terlihat menumpuk dibagian tertentu.
A1
B1
C1
A2
B2
C2
Gambar
4.2. kondisi intake dan exhaust valve pada saat sebelum dipakai pengujian (A),
kondisi intake dan exhaust valve sesudah dipakai pengujian menggunakan bahan
bakar solar (B) dan kondisi intake dan exhaust valve sesudah dipakai pengujian
menggunakan bahan bakar JME (C)
Pada
gambar diatas dapat dilihat bahwa kondisi katup pada motor yang menggunakan
bahan bakar solar lebih buruk karena tumpukan deposit terlihat sedikit tebal
pada permukaan katup dan leher katup berkebalikan dengan kondisi katup ketika
motor menggunakan bahan bakar JME yang cenderung tipis pemumpukan depositnya.
A
B
C
Gambar
4.3. kondisi permukaan torak sebelum dipakai pengujian (A), kondisi permukaan
torak sesudah dipakai pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar (B) dan
kondisi permukaan torak sesudak dipakai pengujian dengan menggunakan bahan bakar
JME (C)
Pada
gambar diatas kondisi gambar B memperlihatkan deposit yang cukup banyak dan
terkonsentrasi disisi dari permukaan torak tsb sedangkan pada gambar C deposit
terlihat lebih tipis dan tidak banyak terjadi penumpukan.
A
B
C
Gambar
4.4. kondisi injektor sebelum dipakai pengujian (A), kondisi injektor sesudah
dipakai pengujian menggunakan bahan bakar solar (B) dan kondisi injektor sesudah
dipakai pengujian menggunakan bahan bakar JME
Pada
gambar diatas dapat dilihat pada injektor bahan bakar ketika motor diesel
menggunakan JME mengalami banyak penumpukan deposit disekitar mulut injektor.
Pada gambar (B) malah terlihat sangat jarang ada penumpukan yang terjadi bahkan
cenderung bersih.
A
B
C
Gambar
4.5. Kondisi cylinder liner sebelum dipakai pengujian (A), kondisi cylinder
liner sesudah dipakai pengujian dengan menggunakan bahan bakar solar (B),
kondisi cylinder liner sesudah dipakai pengujian dengan menggunakan bahan bakar
JME (C)
Pada
gambar diatas kondisi liner ketika motor menggunakan bahan bakar JME secara
visual tidak terlihat adanya perbedaan ketika motor menggunakan bahan bakar
solar tetapi analisa tingkat kerusakan menunjukkan terjadinya keausan silinder
liner ketika motor menggunakan bahan bakar JME yang ditunjukkan oleh kandungan
logam Fe pada minyak pelumas bekas lebih tinggi dibanding minyak pelumas bekas
ketika mesin menggunakan solar sebagai bahan bakarnya.
A1
B1
c1
A2
B2
C2
A3
B3
C3
Gambar
4.6. kondisi bantalan sebelum dipakai pengujian (A), kondisi bantalan setelah
dipakai pengujian dengan menggunkan bahan bakar solar (B) dan kondisi bantalan
sesudah dipakai pengujian dengan menggunakan bahan bakar JME (C).
Pada gambar diatas terlihat bahwa kondisi
bantalan lebih banyak mengalami pengikisan ketika motor menggunakan bahan bakar
solar. Terlihat pada ganbar (B)2 kondisi bantalan banyak terkikis terbukti dari
lapisan logam yang mengkilap telah pudar berganti dengan bintik – bintik hitam
yang cenderung merata pada seluruh bagian bantalan.
4.3.2
Analisa Kadar Logam Dalam Pelumas.
Kerusakan
motor juga dapat dilihat dari unsur-unsur logam yang aus. Keausan ini bisa
disebabkan karena keausan adhesif, keausan karena korosif dan keausan karena
debu (keuasan gesekan). Keausan adhesif disebabkan oleh lapisan minyak pelumas,
keausan korosif disebabkan oleh deposit karbon, uap air dan asam, sedangkan partikel debu menyebabkan keausan
gesekan. Dalam kasus penelitian yang dikembangkan ini kerusakan logam akibat
lapisan minyak pelumasan sekalipun ada tetapi tidak perlu dibandingkan, karena
kedua eksperimen menggunakan jenis pelumasan yang sama (Variabel dijaga tetap).
Kemunduran kualitas mesin (terutama pada ruang bakar yaitu cylinder liner,
piston, piston ring, cylinder head, valve dll) yang bisa dibedakan adalah akibat
korosif dan gesekan. Kedua jenis kerusakan ini bisa diakibatkan karakteristik
bahan bakar dan proses pembakarannya. Berikut adalah tabel yang menjelaskan
mengenai unsur logam dalam minyak pelumas bekas mesin diesel menurut sumber
asalnya.
Tabel 4.1. Kadar logam dalam minyak pelumas
menurut sumber asalnya.
|
No
|
Sumber
Asalnya
|
Unsur
Logam
|
Simbol
|
|
1
|
Piston
|
Aluminium, copper dan iron
|
Al,
Cu, Fe.
|
|
2.
|
Ring
Piston
|
Chromium, Nickel, Molybdenum
|
Cr,
Ni, Mb
|
|
3.
|
Bantalan
|
Aluminium, Antimon, Cadmium, Cobal, Copper, Lead, Magnesium, Silver, Tin,
Zinc
|
Al,
Sb, Cd, Co, Cu, Pb, Mg, Ag, Sn, Zn.
|
|
4.
|
Silinder
Liner
|
Chromium, Iron
|
Cr,
Fe
|
|
No
|
Parameter
|
Solar
|
JME
|
Metode
|
|
1.
|
Viskositas
40 C (cst)
|
174.6
|
154.8
|
D-445
|
|
2.
|
Viskositas
100 C (cst)
|
29.45
|
24.7
|
D-445
|
|
3.
|
TBN
( mgr KOH/gr Sampel
|
9.7925
|
10.6366
|
D-974
|
|
4.
|
Flash
Point (C)
|
267
|
204
|
D-92
|
|
5.
|
Kadar
Air (%)
|
0.8711
|
0.9193
|
D-1744
|
|
6.
|
Sediment
(%)
|
0.6942
|
0.8237
|
D-473
|
|
7.
|
Ash
(%)
|
0.5132
|
0.6504
|
D-482
|
|
8.
|
Sulfur
(%)
|
0.5633
|
0.3611
|
D-1551
|
|
9.
|
Na
(ppm)
|
116.7
|
100.4
|
D-3605
|
|
10.
|
Fe
(ppm)
|
10.1
|
10.4
|
D-3605
|
|
11.
|
Cu
(ppm)
|
0.9
|
0.8
|
D-3605
|
|
12.
|
Cr
(ppm)
|
0.4
|
0.3
|
D-3605
|
|
13.
|
Si
(ppm)
|
0.2
|
0.2
|
D-3605
|
|
14.
|
Al
(ppm)
|
0.8
|
0.7
|
D-3605
|
|
15.
|
Sn
(ppm)
|
0.01
|
0.01
|
D-3605
|
|
16.
|
Pb
(ppm)
|
0.03
|
0.02
|
D-3605
|
Unsur
– unsur logam yang terkandung dalam minyak pelumas dapat dilihat pada tabel
4.2. Secara umum logam yang terkandung dalam pelumasan seperti Na, Cu, Cr, Al
dan Pb dari bahan bakar yang mengandung biodiesel menghasilkan angka yang lebih
kecil. Tetapi ada pula yang memiliki angka sama dengan pelumas bahan bakar solar
yaitu : Si dan Sn yaitu untuk Si memiliki angka 0,2 dan Sn memiliki angka 0,01.
hal ini menandakan bahwa bantalan, satu – satunya komponen yang mengandung Sn
memiliki tingkat keausan yang sama antara motor pemakai solar murni dan mesin
pemakai solar + JME. Sedangkan Si mengindikasikan kotoran (Dirt) yang terkandung
dalam minyak pelumas yang bersumber dari udara yang masuk ke dalam motor tidak
secara sempurna tersaring, atau kerusakan pada filter udaranya, bisa juga dari
proses pengisian pelumas yang tidak bersih dan berasal dari alat atau wadah
pengambilan sample tetapi kemungkinan terakhir bisa dikatakan tidak ada karena
wadah yang digunakan sudah dibersihkan secara total. Satu- satunya logam yang
lebih besar adalah Fe. Dalam bahan bakar minyak solar, Fe yang terkandung adalah
10,1 ppm sedangkan dalam JME, Fe yang terkandung adalah 10,4. Dari kondisi yang
ada, keausan akibat korosif adalah yang paling dominan, keuasan akibat korosif
diakibatkan adanya reaksi kimia, terjadi dari bahan bakar yang menghasilkan asam
kepermukaan komponen peralatan dan diikuti oleh adanya korosi sebagai hasil
reaksi kimia tersebut. karena adanya aksi mekanisme dari peralatan itu sendiri
seperti bergesekan. Partikel logam seperti Fe juga dihasilkan oleh proses
keausan tipe ini selain itu adanya uap yang ikut menyelusup pada celah – celah
antara piston ring dan cylinder liner, dugaan ini diperkuat dengan adanya
kandungan air yang lebih besar pada minyak pelumas pada motor diesel dengan
menggunakan biodiesel sebagai bahan bakarnya. Pada tabel 4.1 dapat dilihat
kandungan airnya sebesar 0.9193 %. Dalam tabel 4.1 logam Fe dihasilkan oleh
komponen seperti : piston dan silinder liner. Pada uji properties bahan bakar,
JME memiliki water content sekitar 0,9867 % tentu saja apabila bahan bakar
memiliki water content sebesar itu pasti akan memberikan efek korosi terhadap
komponen motor, kandungan air yang ada dalam JME akan terbakar menjadi uap
didalam ruang pembakaran dan uap tersebut akan ikut menyelusup pada celah -
celah ring piston dan silinder liner sehingga akan bersifat korosi pada silinder
liner yang ditandai dengan lebih tingginya kandungan Fe dalam pelumas ketika
mesin menggunakan bahan bakar JME.
4.4 Analisa Hasil Pengujian Properties Minyak Pelumas.
Dari
hasil pengujian kimia pada laboratorium yang dapat diihat pada tabel
Analisa akan dilakukan pada setiap karakteristik dari minyak pelumas
tersebut antara lain : viskositas 40°C dan 100°C, Total Base Number (TBN) dan
Flash point, kemudian dilakukan juga analisa dari kontaminan antara lain : kadar
air, sediment kandungan abu (ash kontent) dan kandungan sulfur dan melakukan
juga analisa Sebagai parameter untuk mengetahui kalitas pelumas bekas maka
digunakan batasan dari Mesran SAE
40B. Mesran SAE 40B dijadikan sebagai acuan karena merupakan minyak
pelumas yang dianjurkan untuk dipakai pada motor diesel yang digunakan untuk
eksperiment ini.
4.4.1 Viskositas
Viskositas minyak pelumas baru pada 40 C untuk SAE 40 adalah 140 cSt setelah
dioperasikan selama 200 jam dengan menggunakan bahan bakar solar naik menjadi
174,6 cSt, sedangkan viskositas pada 100 C yang awalnya memiliki viskositas
14,34 naik menjadi 29,45 cSt.
Untuk viskositas pelumas bekas pada 40 C dengan menggunakan bahan bakar
JME memiliki nilai 154,8 atau mengalami kenaikan dari viskositas awalnya yaitu
140 cSt. Sedangkan viskositas 100 C pada pelumas bekas dengan menggunakan
bahan bakar JME memiliki nilai 24,7 atau dengan kata lain mengalami kenaikan
dari nilai awal yaitu 14,34 cSt.
Pada Grafik 4.5 dapat dilihat bahwa Viskositas minyak pelumas bekas suhu 400
C yang menggunakan bahan bakar solar sebesar 174,6 cSt dan Viskositas
minyak pelumas bekas yang menggunakan bahan bakar Jelantah Methyl Esther (JME)
sebesar 154,8 cSt. Viskositas pada suhu 400 C untuk penggunaan
bahan bakar solar tidak melampaui batas atas yang diijinkan oleh standart SAE
yaitu maksimal sebesar 169.8 cSt. Sedangkan untuk pelumas dengan menggunakan
bahan bakar Jelantah Methyl Esther (JME) masih berada dibawah batas
maksimum yang diijinkan oleh standart SAE yang karena nilai pengujian akhirnya
154,8 cSt masih dibawah angka batasan maksimum yaitu 169,8 cSt
Pada grafik 4.5 diatas dapat dilihat bahwa pelumas bekas dengan bahan bakar
solar mengalami peningkatan viskositas setelah dioperasikan selama 200 jam,
sebesar 34,6 cSt, sedangkan untuk pelumas bekas dengan bahan bakar JME
mengalami kenaikan juga sebesar 14,8 cSt.
Pada Grafik 4.6 dapat dilihat bahwa Viskositas minyak pelumas bekas suhu 1000
C yang menggunakan bahan bakar solar sebesar 29,45 cSt dan Viskositas
minyak pelumas bekas yang menggunakan bahan bakar Jelantah Methyl Esther (JME)
sebesar 24,7 cSt. Viskositas pada suhu 1000 C untuk penggunaan
bahan bakar solar melampaui batas atas yang diijinkan oleh standart SAE yaitu
maksimal sebesar 16,3 cSt. Sedangkan untuk pelumas dengan menggunakan
bahan bakar Jelantah Methyl Esther (JME) juga melampaiu batas maksimum
yang diijinkan oleh standart SAE yang karena nilai pengujian akhirnya
24,7 cSt masih diatas angka batasan maksimum yaitu 16,3 cSt
Pada Grafik 4.6 diatas dapat dilihat bahwa viskositas pelumas bekas pada 100
C dengan menggunakan bahan bakar solar mengalami peningkatan viskositas sebesar
15,11 cSt. Sedangkan pelumas bekas dengan bahan bakar JME juga mengalami
peningkatan viskositas sebesar 10,36 cSt. Kedua pelumas bekas tidak memenuhi
standart SAE terbukti masing-masing pelumas memiliki viskositas yang lebih besar
dari batas yang diijinkan SAE yaitu 16,3 cSt.
Kenaikan viskositas dari masing-masing pelumas disebabkan oleh penguapan
minyak pelumas yang berlebihan pada mesin.
4.4.2
Total Base Number (TBN)
Pengujian
angka Total Base Number (TBN) sangat penting pada analisa umur pakai minyak
pelumas. TBN merupakan nilai yang menunjukkan jumlah miligram potassium
hidroksida yang mampu untuk menetralisir keasaman yang terjadi pada satu gram
minyak pelumas. Minyak pelumas baru SAE B 40 mempunyai nilai TBN sebesar 10,26
mg.Koh/g. Angka TBN pada minyak pelumas dengan bahan bakar solar adalah 9,7925
sedangkan pelumas dengan bahan bakar JME 10.6369
Kenaikan nilai TBN pada minyak pelumas bekas yang telah dioperasikan
akibat reaksi awal zat aditif terhadap oksidasi hasil pembakaran pada motor
diesel, reaksi ini nantinya akan menurunkan nilai dari TBN karena bereaksi
untuk menetralisir sifat asam dari oksidasi, penurunan nilai TBN tidak boleh
kurang dari setengah jumlah nilai awal. Jumlah TBN yang tinggi pada proses
treatment akan menimbulkan timbulnya kerak hitam dinding sebelah dalam
frame/crank case, karena senyawa calsium / barium / magnesium akan menempel
pada dinding sebelah dalam frame/crank case. TBN yang besar pada minyak pelumas bekas karena sifat bahan
bakarnya yang basa sehingga sifat ini menambah kebasaan dari TBN yang
terkandung dalam minyak pelumas bekas ketika mesin menggunakan bahan bakar JME.
4.4.3
Flash Point
Titik nyala (flash point) pelumas SAE B 40 adalah 244 C setelah
dioperasikan dengan bahan bakar solar flash pointnya naik menjadi 267 C atau
naik sekitar 23 C, sedangkan
setelah diopersikan dengan bahan bakar JME turun menjadi
204 C atau turun sekitar 40 C. Penurunan titik nyala tercampurnya
minyak pelumas oleh bahan bakar. Penurunan tersebut masih berada diatas
batas SAE yang diijinkan, jadi jika dilihat titik nyala pada kedua sample
maka kedua pelumas masih layak untuk dipakai lebih lama.
4.4.4
Water Content (Kadar Air)
Kadar
air pada minyak pelumas bekas dengan bahan bakar solar adalah sebesar 0,8711
sedangkan dengan bahan bakar JME sebesar 0,9193. Data ini sangat jauh diatas
batas yang diijinkan yaitu 0,2 %.
Kadar
air dalam pelumasan disebabkan antara lain oleh pengembunan uap air dalam
karter, kebocoran air pendingin dan dapat juga disebabkan lamanya waktu
pengambilan sample minyak pelumas dari karter. Jika sample terlalu lama
didiamkan didalam karter sebelum diambil, maka terjadi pengembunan air pada
saat mesin mengalami pendinginan setelah dioperasikan. Lamanya waktu yang
diijinkan untuk pengambilan sample adalah maksimal 6 jam setelah mesin
dioperasikan. Jika dilihat dari data diatas dapat disimpulkan terjadi
kebocoran pada sistem pendingin selain itu kadar air dari Jelantah Methyl
Esther (JME) yang tinggi yaitu sekitar 0,9867 % menjadi salah satu penyebab
tingginya kadar air dalam minyak elumas bekas ketika mesin diesel menggunakan
bahan bakar JME. Tingginya kadar air yang ada pada
minyak pelumas dapat mengakibatkan emulsi, sehingga air susah dipisahkan dan
akan membentuk endapan lumpur. Tingginya kadar air bisa menyebabkan komponen
motor diesel mengalami kerusakan,
kerusakan ini diakibatkan komponen mengalami proses korosi yang disebabkan
pengaruh tingginya kadar air dalam minyak pelumas. Sehingga apabila tidak
segera dilakukan penggantian minyak pelumas komponen motor diesel bisa
mengalami kerusakan
4.4.5
Kadar Abu
Kadar abu pada miyak pelumas dengan bahan bakar solar adalah 0,5132 dan
kadar abu pada minyak pelumas bahan bakar JME adalah 0,6504 kedua hasil
tersebut masih berada dibawah batas yang diijinkan oleh SAE yaitu 1.
Kandungan
abu merupakan kontaminan yang larut dalam minyak pelumas sehingga pada
pengujian laboratorium proses pemisahannya dengan jalan dibakar sampai menjadi
abu, maka dari itu disebut kandungan abu. Abu yang terbentuk tsb kemudian
dihitung prosentasenya dari sample yang diambil. Beberapa kontaminan yang
larut dalam dalam minyak pelumas dapat meningkatkan viskositas minyak dan
dapat membentuk deposit/kotoran pada piston. Deposit yang ada pada piston
tersebut dapat mengeras akibat temperatur yang tinggi dalam waktu yang
relative lama sehingga untuk mermbersihkannya harus dengan cara mekanik atau
digosok.
4.4.6
Zat Tak Larut Benzena (Sedimen)
Kandungan
zat tak larut benzena adalah kontaminan yang tidak larut dalam minyak pelumas.
Jika
dilihat hasil pengujian dari kedua minyak pelumas dimana pelumas dengan bahan
bakar solar memiliki nilai sedimen 0,6942 dan pelumas dengan bahan bakar JME
0,8237. Kontaminan berasal dari hasil oksidasi pembakaran yang tidak
bisa larut dalam minyak pelumas, debu dan kikis dan karat. Kadar air
yang terkandung dalam pelumas bahan bakar JME cukup besar hal ini menyebabkan
karat yang terjadi lebih banyak yang menyebabkan pelumas tersebut tidak
memiliki ketahan terhadap oksidasi (oksidasi stability) yang baik. Proses
oksidasi dalam minyak pelumas dimana oksigen bereaksi dengan minyak pelumas
pada suhu tinggi akan menimbulkan kotoran. Dari analisa ini maka diduga
kotoran yang terjadi pada pelumas dengan bahan bakar JME lebih banyak sehingga
pada pemeriksaaan laboratorium zat tidak larut benzena lebih banyak. Kandungan
zat tak larut benzena yang tinggi akan menggangu kerja dari minyak pelumas
disebabkan karena banyaknya kandungan kontaminan dalam minyak pelumas
tersebut. Kandungan zat tak larut benzena juga dapat menyebabkan keausan pada
komponen yang akan dilumasi.
4.4.7
Kandungan Sulfur
Kandungan
sulfur dalam minyak pelumas bekas karena adanya keausan yang menyebabkan bahan
bakar ikut tercampur dalam minyak pelumas. Kandungan sulfur dalam minyak
pelumas bekas dengan bahan bakar solar adalah 0,5633 sedangkan kandungan
sulfur dalam minyak pelumas bekas dengan bahan bakar JME adalah 0,3677 hal ini
menandakan bahwa kebocoran yang terjadi pada pemakaian bahan bakar solar lebih
besar dari pada pemakaian bahan bakar JME. Analisa ini didukung oleh data
kandungan logam dalam pelumas solar rata-rata lebih besar dari kandungan logam
pada minyak pelumas ketika mesin menggunakan JME.
4.5 Pembahasan.
4.5.1
Uji Ketahanan Mesin
Diesel.
Uji
Ketahanan ini dilakukan pada mesin standart yaitu Mesin Diesel Merk Dong Feng
tipe R-180. Sebelum dilakukan pengujian ketahanan terlebih dahulu teknik
pencampuran dipelajari dimana didapatkan hasil bahwa pencampuran antara JME
dan solar adalah campuran yang homogen dan dapat digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel dengan komposisi pencampuran yang beragam. Sistem start mesin
diesel sedikit mengalami perubahan dimana ketika menggunakan bahan bakar solar
mesin sangat mudah untuk di start tetapi hal agak sedikit berbeda dengan
ketika mesin menggunakan campuran JME dan solar. proses start mesin diesel
agak sedikit mengalami kesulitan ketika waktu operasi mencapai 150 jam keatas
dimana mesin diesel memerlukan 2-3 kali proses start. Hal ini juga dialami Baranescu
dan Lusco (1982), Kauman dan
Ziejewski (1984). Kedua peneliti diatas menggunakan sun flower sebagai
pembuat methyl esthernya, kedua peneliti tersebut mengalami kesulitan pada
saat start dingin. Sun flower
methyl esther memilik angka setana indek yang lebih rendah dari pada minyak
solar sama dengan bahan bakar yang digunakan dalam uji ketahanan ini yaitu
Jelantah Methyl Esther (JME) yang memiliki angka setana index relatif lebih
rendah dari solar yaitu sekitar 53. Kesulitan pada saat proses start mesin
diesel dikarenakan pada injektor terdapat banyak karbon deposit sehingga bahan
bakar yang masuk dalam ruang pembakaran tidak mengalami proses pengabutan
secara sempurna. Hal ini dapat dijelaskan ketika dilakukan pembongkaran mesin
kemudian dilakukan pemeriksaan didapati dengan banyaknya deposit yang
terbentuk pada injektor nozzle lihat gambar 4.4 (C), hal ini juga terjadi pada
Baranescu dan Lusco (1982), dimana
kedua peneliti ini mengalami heavy deposit ( kandungan deposit yang banyak)
pada semua nozzle bahan bakarnya, deposit yang terbentuk sifatnya sangat keras
dan memerlukan proses scrap untuk membersihkannya.
Daya
tahan mesin sangat bagus, engine dapat durable dalam kondisi berbagi macam,
dimana pengkondisian tersebut menurut standart EMA yang terdiri dari 4
tahapan. Low idle yaitu mesin diesel dioperasikan tanpa beban dimana
kecepatannya adalah kecepatan minimum mesin dapat hidup langkah ini dilakukan
selama 30 menit.High idle yaitu mesin diesel dioperasikan dengan besarnya
beban 25% dari maksimum torsi dan kecepatan diatur sebesar 90% dari rated
power speed. Langkah ini dilakukan selama 30 menit.Rated power speed yaitu
pengoperasian mesin diesel pada kecepatan maksimum sesuai dengan spesifikasi
motor tersebut kemudian beban diatur pada beban maksimum. langkah ini
dilakukan selama 60 menit. Peak torque speed yaitu pengoperasian kecepatan dan
beban mesin diesel pada saat
mengalami torsi maksimum langkah ini dilakukan selama 60 menit. Dengan
mengikuti 4 tahapan diatas Mesin tidak mengalami kesulitan untuk mencapai
tahapan rated condition dan tahapan
peak torsi dan juga konsumsi bahan bakar dari kedua tahapan ini tidak jauh
berbeda dengan mesin diesel yang menggunakan bahan bakar solar. Hal ini juga
dialami oleh Zuhdi (2003), dimana mesin diesel yang digunakan untuk uji
durability sangat durable dan
tidak mengalami kesulitan untuk menempuh berbagai kondisi jalan meskipun ada
sedikit perbedaan konsumsi bahan bakar. Metode pengujian yang digunakan oleh Zuhdi
(2003) adalah on-road durability test.
4.5.2
Unjuk Kerja Mesin
Diesel
Pada
putaran mesin yang menghasilkan daya
maksimum hampir tidak ada perbedaan daya yang dikeluarkan antara kedua jenis
bahan bakar seperti pada grafik 4.1. Tetapi terjadi sedikit peningkatan daya
yang dikeluarkan oleh mesin diesel ketika menggunakan 50/50 JME + solar dan
peningkatan daya tersebut tidaklah besar yaitu sekitar 0.21% dari daya solar.
Sedangkan konsumsi bahan bakarnya ketika
mesin menggunakanan solar mengalami penurunan sekitar 3.9 % ketika mesin
menggunakan JME. Tetapi jika secara keseluruhan konsumsi bahan bakar antara
keduanya tidaklah jauh berbeda. Dapat dilihat di grafik 4.2 bahwa rata-rata
konsumsi bahan bakar ketika mesin menggunakan JME lebih bagus karena selalu
berada dibawah garis rata – rata ketika mesin menggunakan bahan bakar solar.
karena injeksi bahan bakar dilakukan dalam jumlah tertentu, maka perbedaan
berqt jenis akan mempengaruhi daya yang dihasilkanoleh suatu mesin dieselyang
disebabkan perbedaan massa bahan bakar yang diinjeksikan
Ahadiat(1994).
Pada
torsi maksimum, mesin menghasilkan torsi lebih bagus ketika menggunakan solar
sebagai bahan bakarnya. Tetapi pada saat menggunakan bahan bakar JME, mesin
mengalami penurunan torsi yang dihasilkan yaitu sebesar 8.8%. dapat dilihat
pada grafik 4.3 memang rata-rata pada garis hitam yang mewakili Peak Torsi JME
selalu berada dibawah garis merah yang mewakili peak torsi solar.
sedangkan untuk konsumsi
bahan bakarnya, ketika mesin menggunakan bahan bakar JME justru
mengalami peningkatan sebesar 9% dibanding konsumsi bahan bakar ketika
mesin menggunakan solar murni. Dapat dilihat pada grafik 4.4 dimana garis
hitam yang mewakili SFOC bahan bakar JME selalu berada diatas rata-rata SFOC ketika
mesin menggunakan bahan bakar solar. peningkatan konsumsi bahan bakar
disebabkan viskositas dari JME dan campurannya yaitu solar lebih tinggi dari
viskositas solar murni. Viskositas bahan bakar yang relatif tinggi membuat
bahan bakar tidak mudah mengalir melalui sistem pompa dan injeksi yang
memasukkan bahan bakar kedalam ruang pembakara, dengan demikian akan
berpengaruh pada durasi injeksi dan spray atomisasi Fort
(1997), La pupung (1986) selain itu meningkatnya konsumsi ini diperkirakan
banyaknya unburn dari bahan bakar. Viskositas yang tinggi memberikan
ketidaksempurnaan dalam proses atomisasi bahan bakar dan juga evaporasi.
Ketidaksempunaan dalam pembakaran juga
menurunkan temperatur pembakaran sehingga untuk melawan beban yang dihadapai
diperlukan bahan bkar yang lebih banyak Zuhdi
(2003).
Unjuk
kerja mesin diesel berhubungan langsung dengan jumlah kalor yang diberikan
selama pembakaran yaitu nilai panas dari pembakaran bahan bakar atau nilai
kalori. Untuk bahan bakar yang memiliki nilai panas rendah dibutuhkan bahan
bakar yang lebih banyak untuk menghasilkan tenaga sebesar satu daya kuda
dibanding dengan bahan bakar yang memiliki nilai panas yang lebih tinggi, atau
dengan kata lain bahan bakar yang memiliki nilai panas yang rendah konsumsi
bahan bakarnya akan lebih tinggi dari pada bahan bakar yang memiliki nilai
panas yang tinggi. La pupung (1986).
4.5.3
Tingkat Kerusakan
Untuk
mengevalusai tingkat kerusakan motor diesel, telah diamati dengan secara
visual serta uji laboratorium. Engine check up dilakukan dengan pembongkaran
mesin dan memeriksa komponen-komponen utama pada sistem pembakaran. Data-data
visual komponen-komponen utama seperti pada piston, cylinder head, intake dan
exhaust valve serta nozzel telah pula dibandingkan. Dari sini kita melihat
perbedaannya. Pelumas juga merupakan pembanding dalam menguji tingkat
kerusakan mesin dengan melihat sifat fisika dan kimia serta unsur-unsur logam
yang terkandung didalamnya maka kita bisa membandingkan tingkat kerusakan
mesin.
Setelah
dilakukan engine check up dari komponen, pada waktu uji durability dengan
bahan bakar biodiesel tidak sama sekali memberi permasalahan pada komponen.
Injektor dalam keadaan baik sekalipun pada nozzle ada penumpukan deposit
karbon namun injektor dapat berfungsi dengan baik. Ali
dan Hanna (1996) misalnya dalam uji durability dengan menggunakan
tallowate methyl esther telah mengalami kerusakan tiga injektor pada jam ke
148, 159 dan 197. Ali dan Hanna
dalam uji ketahanan dengan teknik pengujian standart 200 jam Engine Manufaktur
Association (EMA).
Deposit
karbon juga menjadi ukuran sebagai parameter kerusakan komponen sekalipun
komposit karbon ini dapat dibersihkan dalam periode waktu tertentu. Penumpukan
karbon ini dapat dilihat dalam visualisasi atau pengamatan pada nozzle,
piston, cylinder liner serta inlet dan exhaust valve. Foto-foto dari deposit
di piston nozzle, intake dan exhaust valve dapat dilihat dalam sub-bab 4.3.
Pada
piston, kedua permukaan piston menunjukkan adanya deposit yang terbentuk
deposit pada gambar 4.3 (C) yaitu deposit pada permukaan piston ketika mesin
menggunakan bahan bakar JME 50 terlihat bersifat ‘basah’ dan kelihatan
sedikit berminyak tidak seperti pada gambar 4.3 (B) yang menunjukkan timbunan
deposit ketika mesin menggunakan bahan bakar solar murni yang kelihatan lebih
‘kering’. Diduga karakteristik bahan bakarnya lah yang mempengaruhi
penampakan deposit pada permukaan piston tersebut. Unburn bahan bakar selama
pembebanan yang rendah kemungkinan besar yang membentuk deposit tersebut. Hal
ini juga terjadi pada Baranescu dan
Lusco (1987), dimana semua pistonnya menunjukkan heavy deposit pada
permukaan piston, semua deposit tersebut menunjukkan sifat basah dan lebih
berminyak ketika mereka menggunakan bahan bakar biodiesel.
Silinder
liner mesin tidak menunjukkan tanda-tanda keausan secara visual tetapi anailsa
pelumas menunjukkan bahwa silinder liner ketika menggunakan JME 50 sedikit
mengalami korosi dan aus terbukti pada kandungan logan Fe yang terbentuk,
besar nilainya.
Pada
silinder head penumpukan deposit yang cukup banyak terlihat pada exhaust valve
dan area penyemprotan bahan bakar, gambar 4.1 (C) adalah gambar silinder head
ketika menggunakan bahan bakar JME 50, terlihat bahwa deposit yang terbentuk
lebih berminyak dan basah seperti pada permukaan piston. Berbeda dengan gambar
4.1 (B) deposit yang terbentuk terlihat lebih kering dan deposit terlihat
sedikit lebih keras. Hal ini juga dialami Baranescu
dan Lusco (1987). Penampakan basah dan berminyak tersebut diduga berasal
dari bahan bakar JME yang memiliki water content yang tinggi sehingga
mempengaruhi sifat deposit yang terbentuk pada komponen-komponen yang
berhubungann dengan ruang bakar.
Tingkat
kerusakan mesin diesel juga dapat dilihat dari unsur-unsur logam yang aus. Ada
tiga macam keausan yaitu keausan adhesif, keausan karena korosif dan keausan
karena debu (keuasan gesekan) Sunarto
dan Furuhama (1985). Keausan adhesif disebabkan oleh lapisan minyak
pelumas, keausan korosif disebabkan oleh deposit karbon, uap air dan asam,
sedangkan partikel debu menyebabkan keausan gesekan. Dalam kasus penelitian
yang dikembangkan ini kerusakan logam akibat lapisan minyak pelumasan
sekalipun ada tetapi tidak perlu dibandingkan, karena kedua eksperimen
menggunakan jenis pelumasan yang sama (Variabel dijaga tetap). Kemunduran
kualitas mesin (terutama pada ruang bakar yaitu cylinder liner, piston, piston
ring, cylinder head, valve dll) yang bisa dibedakan adalah akibat korosif dan
gesekan. Kedua jenis kerusakan ini bisa diakibatkan karakteristik bahan bakar
dan proses pembakarannya Zuhdi (2003).
Unsur
– unsur logam yang terkandung dalam minyak pelumas dapat dilihat pada tabel
4.1. Secara umum logam yang terkandung dalam pelumasan seperti Na, Cu, Cr, Al
dan Pb dari bahan bakar yang mengandung biodiesel menghasilkan angka yang
lebih kecil. Tetapi ada pula yang memiliki angka sama dengan pelumas bahan
bakar solar yaitu : Si dan Sn yaitu untuk Si memiliki angka 0,2 dan Sn
memiliki angka 0,01. Satu- satunya logam yang lebih besar adalah Fe. Dalam
bahan bakar minyak solar, Fe yang terkandung adalah 10,1 ppm sedangkan dalam
JME, Fe yang terkandung adalah 10,4. Dari kondisi yang ada, keausan akibat
korosif adalah yang paling dominan, keuasan akibat korosif diakibatkan uap
yang ikut menyelusup pada celah – celah antara piston ring dan cylinder
liner, dugaan ini diperkuat dengan adanya kandungan air yang lebih besar pada
minyak pelumas pada mesin diesel dengan menggunakan biodiesel sebagai bahan
bakarnya. Pada tabel 4.2 dapat dilihat kandungan airnya sebesar 0.9193 %.
4.5.1
Properties Minyak
Pelumas
Viskositas
dari masing-masing pelumas dengan menggunakan bahan bakar yang berbeda
sama-sama mengalami kenaikan untuk pelumas bekas dengan bahan bakar solar pada
suhu 40 C mengalami kenaikan sebesar 34,6 cst sedangkan pada suhu 100 C
mengalami kenaikan sebesar 15,11 cst, sedangkan untuk pelumas bekas dengan
bahan bakar JME 50 pada suhu 40 C mengalami kenaikan sebesar 14,8 cst
sedangkan pada suhu 100 C mengalami kenaikan sebesar 10,36 cst. Kenaikan
viskositas minyak pelumas ini disebabkan oleh banyaknya penguapan minyak
pelumas yang terjadi. Selain itu adanya aditif yang bersifat mempertahankan
viskositas juga memiliki andil dalam peningkatan viskositas. (Garnida, www.plnkc.or.id)
TBN
dari pelumas bekas menunjukkan hasil yang bertentangan. Ketika mesin
menggunakan solar murni TBN dari pelumas mengalami penurunan sebesar 0,4675
mg.Koh/g sedangkan ketika menggunakan bahan bakar JME 50 nilai TBN justru
mengalami kenaikan sekitar 0,3769 mg.Koh/g. Penurunan TBN disebabkan oleh
pelumas bereaksi untuk menetralisir sifat asam dari hasil oksidasi, batas
penurunan TBN adalah 60% dari angka awalnya, jika sudah melampaui batasan
tersebut minyak pelumas disarankan untuk diganti (Garnida,
www.plnkc.or.id). Sedangkan kenaikan
nilai TBN pada pelumas dengan bahan bakar JME 50 diduga disebabkan oleh sifat
basa yang berlebihan dari bahan bakar itu sendiri karena dalam proses
pembuatan JME tersebut ada penambahan KOH yang bersifat basa kuat, sehingga
sifat tersebut memiliki andil untuk meningkatkan nilai TBNnya.
Flash
point dari masing-masing minyak pelumas berbeda, ketika menggunakan solar
flash pointnya justru naik sekitar 23 C sedangkan ketika menggunakan JME 50
flash pointnya turun sekitar 40 C, penurunan ini dikarenakan adanya fuel
dilution yang efeknya menurunkan flash point dari pelumas sedangkan kenaikan
FlashPoint mengindikasikan adanya air pendingin yang tercampur dalam minyak
pelumas sehingga efeknya menaikkan flash Point minyak pelumas. Jika melihat
kadar air yang cukup tinggi dari masing-masing pelumas, maka hasil test titik
nyala tersebut tidak menunjukkan angka yang sebenarnya, dimana batas kandungan
air untuk pengujian titik nyala yang layak adalah 0,5%. Kandungan air atau
water content pada masing-masing minyak pelumas menunjukkan angka yang sangat
besar, dimana pada grafik 4.9 melebihi batasan yang diijinkan, hal ini
disebabkan oleh Kadar air dalam pelumasan disebabkan antara lain oleh
pengembunan uap air dalam karter, kebocoran air pendingin dan dapat juga
disebabkan lamanya waktu pengambilan sample minyak pelumas dari karter. Jika
sample terlalu lama didiamkan didalam karter sebelum diambil, maka terjadi
pengembunan air pada saat mesin mengalami pendinginan setelah dioperasikan.
Lamanya waktu yang diijinkan untuk pengambilan sample adalah maksimal 6 jam
setelah mesin dioperasikan (Garnida,
www.plnkc.or.id)
Kadar
sulfur pada pelumas bekas ketika motor menggunakan bahan bakar solar
disebabkan oleh terjadinya blow-by yaitu masuknya bahan bakar kedalam karter
minyak pelumas. Karakteristik solar itu sendiri mengandung yang sulfur lah
yang menyebabkan kandungan sulfur lebih banyak dari pelumas bekas
ketika menggunakana bahan bakar JME. Karakteristik JME
memiliki kandungan sulfurnya sangat rendah.
Kadar
abu, kandungan sedimen dari masing-masing pelumas rata rata masih dibawah
standart maksimum yang diijinkan, sehingga kualitas pelumas untuk dua
parameter ini dinilai masih layak untuk digunakan lebih lama.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari
uji ketahanan motor diesel, analisa unjuk kerja, analisa tingkat kerusakan
yang ditunjukkan oleh kandungan logam dalam pelumas serta uji properties dari
masing-masing pelumas bekas maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai
berikut :
-
Ketahanan
motor diesel tidak mengalami perubahan meskipun menggunakan bahan bakar
JME 50. Motor diesel mampu mengatasi 4 tahapan dari EMA dimana disetiap
tahapan memiliki beban dan putaran yang berbeda.
-
Motor
diesel tidak mengalami penurunan prestasi kerja yang signifikan mulai dari
daya maksimum, torsi maksimum serta SFOCnya, pada daya maksimum motor
diesel ketika menggunakan JME 50 justru mengalami peningkatan daya sebesar
0.21%, sedangkan SFOC pada daya maksimum ketika motor menggunakan JME 50
lebih rendah sebesar 3.9%. Torsi yang dihasilkan oleh motor ketika
menggunakan JME 50 lebih rendah 8.8% tetapi SFOCnya lebih tinggi sekitar
9%.
-
Tingkat
kerusakan motor diesel tidak terlalu tinggi karena tumpukan deposit yang
tinggi hanya ditemukan pada injektor serta dari hasil uji pelumas hanya
kandungan logam Fe saja yang lebih tinggi dari pelumas bekas yang
menggunakan bahan bakar solar. logam Fe mengindikasikan silinder liner
sedikit mengalami keausan.
-
Dari
hasil pengujian properties minyak pelumas, kualitas pelumas bagus hanya
terjadinya kebocoran disistem pendingin mesin yang perlu diperbaiki karena
pelumas bekas yang memiliki kadar air yang tinggi yang tidak baik untuk
pengoperasian mesin lebih lanjut.
5.2 Saran
-
Sering
melakukan pembersihan injektor apabila menggunakan bahan bakar JME 50
karena dalam waktu 200 jam sudah terbentuk deposit.
-
Melakukan
perbaikan pada sistem pendingin motor agar tidak mempengaruhi sifat kimia
dari minyak pelumas.
DAFTAR PUSTAKA
Ahadiat
N, [1994], “Pengaruh Kualitas Minyak Solar pada Proses Pembakaran”, Lembaga Publikasi Lemigas
No.1. pp 69-73
Adryan
FT, [2002], “Unjuk Kerja Motor Diesel Dengan Bahan Bakar Jelatah Methyl
Ester”, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan – Fakultas Teknologi Kelautan ITS.
ArisMunandar,
W dan Tsuda, K [1997], “Motor Diesel Putaran Tinggi”, Cetakan Ke
8, Pradnya Paramitha, Jakarta.
Baranescu R A., dan Lusco J J., [1997], “Performance,
Durability, And Low Temperature Evaluation Of Sun Flower Oil As Diesel Fuel
Extender”, American Society of
Agricultural Engineer Publication, pp.312-328.
Engine
Manufacturers Association, “Technical Statement On The Use Of Biodiesel Fuel
In Compression Ignition Engines”, www.enginemanufacturers.org
Dikunjungi Tahun 2003.
Fort E F., dan Blumberg. P M. [1997], “Performance And
Durability Of A Turbocharged Diesel Fuelled With Cottonseed Oil Blend”,
American Society of Agricultural Engineer Publication.
Fahruri,
S [2003], “Studi Eksperimen Unjuk Kerja Motor Diesel Menggunakan Bahan Bakar
Jelantah Ethyl Esther”, Tugas Akhir Jurusan
Teknik Sistem Perkapalan – Fakultas Teknologi Kelautan ITS.
Garnida,
“ Pelumas dan Pelumasan Mesin Diesel ”, www.plnkc.or.id,
dikunjungi tahun 2004
La
Puppung P, [1986], “Penggunaan Minyak Kelapa Sebagai Bahan Bakar Motor
Diesel ”, Lembaga Publikasi Lemigas No. 1, pp 39-54
Subiyanto
[1989], “Jenis-Jenis Logam Yang Terdapat Minysk Lumas Bekas dan Sumber
Asalnya”, Lembaran Publikasi LEMIGAS No. 1, pp 32-37
Trianto,
N [2004], “Studi Pengujian Secara Kimia Terhadap Minyak Jarak Dengan
Penambahan Zat Aditif Polimer Sebagai Pelumas Pada Motor Diesel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Sistem
Perkapalan – Fakultas Teknologi Kelautan ITS.
Wartawan,
Anton L [1985], “Teknologi Pelumas”, Lembaran Publikasi LEMIGAS No. 2, pp
3-52
Wartawan,
Anton L [1985], “Fungsi Minyak Lumas Pada Mesin”, Lembaran Publikasi
LEMIGAS No. 4, pp 73-81
Zuhdi
A., Asianto, Tjoek, S.,[1996] "Reduksi NOx dengan metode Perlambalan
penginjeksian pada motor diesel putaran tinggi”., Jurnal IPTEK‑ITS
Vol. 7 No.2 November 1996 Hal.164‑173
Zuhdi
A. [2002], “Aplikasi Penggunaan Waste Methyl Ester Pada High Speed Marine
Diesel Engine”, Seminar Nasional Teori Aplikasi Teknologi Kelautan 2002
FTK ITS.
Zuhdi
A. [2003], “Biodiesel Sebagai Alternatif Pengganti Bahan Bakar Fosil Pada
Motor Diesel”, Laporan Riset, Riset Unggulan Terpadu VIII bidang
teknologi Industri, Kementrian Riset dan Teknologi RI Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia.
Zuhdi
A [2004], “Uji Ketahanan Motor Diesel Dengan Bahan Bakar Komposisi Castor
Methyl Esther, Palm Methyl Esther dan Minyak Solar”, Prosiding Seminar
Nasional Pasca Sarjana IV, Program Pasca Sarjana ITS