Infotekmesin Vol.
No.
Juli 2025 p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 DOI: 10.
35970/infotekmesin.
2814, pp.
Uji Performa Engine Fuel Injection Berbahan Bakar Gasoline-Butanol dan Gasoline-Ethanol Firman Lukman Sanjaya1*.
Faqih Fatkhurrozak2.
Syarifudin3.
Khumaidi Usman 4.
Andre Budhi Hendrawan5, 1,2,3,4,5 Program Studi Di Teknik Mesin.
Politeknik Harapan Bersama Tegal 1,2,3,4,5 Jln.
Mataram No.
Pesurungan Lor.
Kota Tegal, 52147.
Indonesia E-mail: sanjaya.
firman51@gmail.
com1*, faqihyani14@gmail.
com2, masudinsayarif88@gmail.
khumaidioesman@gmail.
com4, andrebudhih@gmail.
Abstrak Info Naskah:
Naskah masuk: 12 Juni 2025 Direvisi: 10 Juli 2025 Diterima: 13 Juli 2025 Krisis energi karena penggunaan energi fosil secara masif.
Butanol dan ethanol dapat menggantikan sebagai energi karena karakteristiknya lebih baik dibanding gasoline seperti RON dan oxygen content.
Penelitian ini untuk menentukan pengaruh campuran gasoline-butanol dan gasoline-ethanol terhadap performa engine sehingga dapat menjadi pilihan untuk menggantikan energi fosil.
Persentase alkohol .
utanol dan ethano.
pada gasoline sebesar 5%, 10% dan 15% dengan variasi putaran engine 1000, 2000 dan 3000 rpm.
Penelitian ini menggunakan dynamometer sebagai alat ukur performa engine.
Hasil uji menunjukan bahwa E15 dapat meningkatkan torsi dan daya engine hingga 26% sedangkan B15 meningkatkan sebesar 19%.
Selain itu, ethanol mampu menurunkan BSFC lebih baik dibanding Nilai BSFC mengalami penurunan 17% pada E15, sedangkan B15 turun sebesar 15% dibandingkan gasoline murni.
Hal ini karena RON dan Oxygent content ethanol lebih tinggi sehingga torsi dan daya meningkat sedangkan BSFC turun.
Hasil tersebut membuktikan gasoline-ethanol lebih baik meningkatkan performa engine dibandingkan gasoline-butanol.
Abstract Keywords:
gasoline engine.
The energy crisis is largely attributed to the extensive use of fossil fuels.
Butanol and ethanol can be used as an alternative energy source because their characteristics are superior to those of gasoline, such as RON and oxygen content.
This study aims to determine the effect of gasoline-butanol and gasoline-ethanol mixtures on engine performance so that they can be an option to replace fossil fuels.
The percentage of alcohol .
utanol and ethano.
in gasoline is 5%, 10%, and 15% with variations in engine speed of 1000, 2000, and 3000 rpm.
This study uses a dynamometer as a tool to measure engine performance.
Test results show that E15 can increase engine torque and power by up to 26%, while B15 increases by 19%.
In addition, ethanol can reduce BSFC better than butanol.
The BSFC value decreased by 17% in E15, while B15 decreased by 15% compared to pure gasoline.
This is because ethanol's RON and oxygen content are higher, so torque and power increase while BSFC decreases.
These results prove that gasoline-ethanol is better at improving engine performance than gasoline-butanol.
*Penulis korespondensi:
Firman Lukman Sanjaya E-mail: sanjaya.
firman51@gmail.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Pendahuluan Penggunaan bahan bakar fosil setiap harinya meningkat akibat pertumbuhan masyarakat yang digunakan dalam pemenuhan kebutuhan.
Selain itu, pertumbuhan industri juga meningkat yang menyebabkan penggunakan bahan bakar fosil lebih masif.
Masalah ini dapat mengakibatkan kepanikan kekurangan energi konvensional karena menipisnya cadangan fosil untuk energi .
Oleh karena itu, dibutuhkan sumber energi lain yang dapat menggantikan fosil sebagai energi konvensional dan digantikan menjadi energi alternatif yang mengurangi ketergantungan penggunaan fosil .
Butanol memiliki peluang besar sebagai energi alternatif pengganti fosil.
Hal ini karena butanol merupakan salah satu alkohol yang terbuat dari bahan-bahan nabati yang dapat diperbaharui.
Selain itu, beberapa propertis butanol lebih baik dari gasoline seperti nilai RON dan Oxygen Content.
RON butanol mencapai nilai 98 yang dapat meningkatkan RON gasoline saat butanol Tingginya RON dapat memberikan ketahanan campuran bahan bakar saat terkompresi sehingga tekanan yang dihasilkan lebih tinggi.
Hal ini dapat menyebabkan tingginya gaya dorong piston setelah ledakan sehingga poros engkol menghasilkan gaya sentrifugal yang tinggi dan sejalan dengan peningkatan torsi engine .
Selain itu.
Oxygen Content butanol terbukti lebih tinggi dibanding gasoline yang dapat meningkatkan proses pelepasan elektron dari bahan bakar sehingga perambatan nyala api lebih cepat pada ruang bakar.
Semakin banyak elektron yang dilepas semakin mudah proses perambatan nyala api sehingga bahan bakar terbakar menyeluruh dan menghasilkan energi panas yang maksimal.
Energi panas ini dapat mengingkatkan daya engine.
Beberaoa peneliti membuktikan penggunaan butanol pada mesin dapat memberikan dampak positif.
Menurut Isam E.
Y, dkk.
, .
butanol pada gasoline dapat meningkatkan efisiensi termal mesin hingga 3,63%.
Kehadiran butanol dapat mempercepat proses pembakaran dalam silinder karena tingginya proses oksidasi yang mengurangi pendinginan pada silinder.
Selain itu, penambahan butanol tidak mengurangi secara signifikan nilai kalor campuran bahan bakar dan disisi lain butanol memberikan lebih banyak oksigen yang tersedia pada silinder yang meningkatkan kualitas pembakaran.
Menurut Tian Zhi, dkk.
, .
melakukan penelitian dengan mengobservasi karakteristik pembakaran mesin SI berbahan bakar gasoline-butanol.
Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan butanol dapat meningkatkan torsi, daya dan BTE engine.
Hal ini karena butanol memiliki RON tinggi yang dapat meningkatkan gaya sentrifugal chrankshaft sehingga mengahasilkan daya engine.
Kandungan oksigen dalam butanol juga dapat membantu perambatan nyala api dengan cepat akibat dari penyebaran elektron oksigen dalam ruang bakar sehingga membantu proses pembakaran lebih sempurna .
Selain butanol, ethanol juga merupakan salah satu energi alternatif yang dapat digunakan langsung pada Namun, perlu adanya modifikasi komponen engine agar etanol dapat digunakan secara langsung.
Penggunaan ethanol tanpa harus memodifikasi engine dapat dilakukan dengan menjadikan ethanol sebagai aditif gasoline .
Ethanol memiliki beberapa propertis yang lebih baik dari gasoline seperti viskositas.
RON dan oxygen content.
Ethanol memiliki viskositas lebih rendah dibanding gasoline yaitu sebesar 0,4 mm2/s sehingga ethanol lebih mudah diubah menjadi kabut saat proses injeksi kedalam silinder campuran bahan bakar memenuhi seluruh ruang bakar dengan cepat dan perambatan nyala api meningkat yang menghasilkan energi panas optimal .
Nilai octane number ethanol sebesar 100 RON yang jelas lebih tinggi dibanding gasoline sehingga ledakan diakhir langkah kompresi meningkat.
Hal ini menyebabkan torsi engine mengalami peningkatan .
Oksigen yang berada dalam ethanol juga membantu menyempurnakan pembakaran dalam silinder sehingga daya engine meningkat dan emisi gas buang juga lebih bersih .
Menurut syarifudin, dkk.
, .
penambahan ethanol 5% dapat meningkatan daya engine hingga 11,7% dibanding gasoline.
Nilai octane number pada bahan bakar meningkat setelah konsentrasi ethanol 5% ditambahkan sehingga tekanan puncak saat langkah kompresi meningkat.
Hal ini menyebabkan tingginya daya ledak untuk mendorong piston dari TMA ke TMB saat langkah usaha.
Sebayang.
, .
juga melakukan penelitian bioetanol sebagai campuran gasoline pada gasoline engine.
Hasil uji menunjukan bahwa bioetanol dapat meningkatkan performa mesin.
Oksigen pada bioetanol dapat meningkatkan rasio udara-bahan bakar dan kepadatan bahan bakar.
Selain itu, nilai viskositas bioetanol yang rendah mampu membantu dalam proses pengkabutan saat injeksi sehingga bahan bakar mudah terbakar dan menghasilkan energi panas yang optimal .
Butanol dan ethanol memiliki beberapa karakteristik propertis yang lebih baik dari gasoline.
Hal ini memungkinkan peningkatan performa engine saat penggunaan campuran gasoline-butanol maupun gasolineethanol .
Penelitian ini untuk menentukan pengaruh campuran gasoline-butanol dan gasoline-ethanol terhadap performa engine sehingga dapat menjadi pilihan untuk menggantikan energi fosil.
Oleh karena itu, penelitian ini dilaksanakan untuk membandingkan pengaruh penggunaan gasoline-butanol dan gasoline-ethanol pada engine fuel injection terhadap nilai performa engine.
Metode Penelitian ini dilakukan pada engine statis yang terhubung secara inline pada dynamometer.
Engine yang digunakan berkapasitas 150 CC dengan sistem EFI.
Tune up dilakukan pada engine sebelum dilaksanakan pengujian.
Hal ini bertujuan agar engine pada kondisi prima saat pengujian dan mendapatkan hasil uji baik.
Engine yang digunakan terinci pada tabel 1.
Bahan bakar yang digunakan adalah gasoline RON-92 dengan butanol dan ethanol sebagai aditif campuran.
Adapun besaran persentase volume alkohol yang dicampur adalah 5%, 10% dan 15%.
Kode bahan bakar dan persentase campuran bahan bakar dipaparkan pada tabel 2.
Karakteristik mempengaruhi proses pembakaran dalam silinder.
Karakteristik ini berbeda setiap bahan bakarnya .
Hal p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 ini juga terjadi pada bahan bakar yang digunakan dalam pengujian ini.
Gasoline, butanol dan ethanol memiliki keunggulannya masing-masing.
Blending bahan bakar diharapkan dapat menutupi kekurangan dari gasoline.
Karakteristik propertis bahan bakar ditunjukan pada tabel 3.
Tabel 1.
Detail Engine Detail Keterangan Engine Type Liquid Cooled 4-Stroke.
SOHC Cylinder Single Fuel System Fuel Injection Transmition Manual Engine Capacity 149,8 cc .
Maximum Power 11,1 kW @ 8500 rpm Maximum Torque 13,1 Nm @6500 rpm Tabel 2.
Kode Campuran Gasoline Persentase Kode Bahan Gasoline Butanol Ethanol
Bakar
(G)
(B)
(E)
G100
B10
E10
B15
E15
Tabel 3.
Karakteristik propertis Gasoline-Butanol-Etanol Propertis Octane Number Low Heating Value (LHV) Oxygent Content Density Viscosity Satuan RON Gasoline Butanol Ethanol MJ/Kg Kg/m3 1,08 2,63 Penelitian ini dimulai dengan melakukan studi pustaka untuk membuat hipotesa awal.
Blending gasoline-butanol dan gasoline-ethanol dilakukan menggunakan mixer yang bertujuan menghasilkan campuran yang homogen.
Setting engine dan alat ukur perlu dilakukan guna memastikan dapat berfungsi sebagaimana tugasnya.
Pengujian menggunakan putaran engine 1000 rpm hingga 3000 rpm dengan interval 1000.
Hasil uji performa mesin dikomparasikan antara penggunaan gasoline-butanol dan gasoline-ethanol serta analisa pengaruh karakteristik propertis bahan bakar tersebut.
Proses penelitian ini dapat ditunjukan pada gambar 1.
Dynamometer digunakan untuk mengukur beban yang terjadi selama proses pengujian engine.
Gaya putar yang dihasilkan oleh chrankshaft diteruskan melalui shaft yang terhubung dengan dynamometer.
Putaran chrankshaft akibat dari gaya dorong piston dari TMA menuju TMB pada saat langkah usaha dan memberikan gaya sentrifugal pada chrankshaft.
Langkah usaha terjadi akibat ledakan dalam silinder sesaat sebelum langkah kompresi berakhir.
Blending Gasoline:
Mulai A Gasoline RON-92 .
%) A Gasoline Butanol .
%, 10%, 15%) A Gasoline Etanol .
%, 10%, 15%) Kinerja engine Set up engine dan Tidak Uji Performa engine dengan variasi putaran Kesimpulan Analisis dan Hasil uji Torsi.
Daya dan BSFC Selesai Gambar 1.
Diagram Penelitian Besarnya ledakan dan energi panas dihasilkan Penyemprotan campuran terbentuknya kabut yang mempermudah perambatan nyala api dalam silinder .
Dynamometer mengkonversikan gaya putar chrankshaft menjadi angka pembebanan yang dianalisis menjadi nilai perfoma engine.
Waktu konsumsi bahan bakar pada proses pengujian diukur untuk mendapatkan nilai brake spesific fuel consumbtion (BSFC) .
Gambar 2.
Konfigurasi mesin dan alat uji Keterangan:
Engine ECT Sensor CKP Sensor Battery ECU Radiator Throttle Body TPS Fuel Pump Burret Mixer Fuel Mixture CMP Sensor Injector Intake Manifold Spark Ignition Tachometer Dynamometer Load Cell Display Computer Exhaust Manifold p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Hasil dan Pembahasan Gasoline-butanol dan gasoline-ethanol menjadi subjek komparasi penelitian ini terhadap performa engine fuel injection.
Secara umum, penambahan butanol dan ethanol dapat meningkatkan torsi engine.
Nilai torsi engine tertinggi adalah 4,03 N.
m untuk campuran B15 dan 4,31 m untuk campuran E15 pada putaran mesin 3000 rpm.
Nilai torsi engine terbukti mengalami peningkatan setelah penambahan konsentrasi butanol dan ethanol 15%.
Peningkatan tertinggi masing-masing campuran bahan bakar adalah 19% dan 26% dibanding gasoline murni.
Hasil uji menunjukan gasoline-ethanol dapat meningkatkan torsi engine lebih tinggi dibanding gasoline-butanol.
Tingginya octane number pada ethanol mempengaruhi peningkatan nilai octane number pada gasoline-ethanol dibandingkan peningkatan pada gasoline-butanol.
Tingginya octane number terbukti meningkatkan ketahanan bahan bakar terhadap tekanan kompresi pada silinder sehingga ledakan yang dihasilkan lebih optimal.
Hal ini mengakibatkan gaya dorong piston dari TMA ke TMB saat langkah usaha lebih tinggi sehingga berakibat besarnya gaya sentrifugal chrankshaft dan torsi engine meningkat .
Selain itu, penambahan butanol dan ethanol meningkatkan kandungan oxygen diruang bakar.
Salah satu fungsi oxygen dalam pembakaran adalah sebagai media perambatan api sehingga penambahan oxygen pada gasoline meningkatkan perambatan nyala api dan memaksimalkan pembakaran.
Hal ini meningkatkan gaya dorong piston saat langkah usaha akibat tingginya ledakan sesaat sebelum piston mencapai TMA pada langkah kompresi .
Hasil uji komparasi gasoline-butanol dan gasoline-ethanol dipaparkan pada gambar 3.
terbukti mengoptimalkan pembakaran dalam silinder sehingga daya engine meningkat.
Ethanol memiliki karakteristik oxygen conten lebih tinggi dibanding butanol sehingga proses oksidasinya lebih baik .
Pelepasan atom oksigen saat pengkabutan dalam silinder membantu mempercepat penyebaran bahan bakar pada silinder sehingga bahan bakar mudah terbakar dan perambatan nyala api lebih cepat.
Pembakaran yang baik menghasilkan energi panas optimal dan dapat dikonversikan menjadi daya engine yang tinggi .
Octane Number pada butanol dan ethanol merubah kandungan octane number gasoline dalam silinder.
Hal ini memberikan ketahanan campuran gasoline lebih tinggi terhadap tekanan sehingga bahan bakar tidak mudah terbakar saat langkah kompresi.
Hal ini meningkatkan nilai kompresi dan energi ledakan yang terjadi lebih tinggi sehingga daya mesin dapat meningkat .
Hal ini menunjukan bahwa karakteristik ethanol lebih baik dan dapat meningkatkan daya engine lebih optimal dibanding butanol.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa butanol dan ethanol dapat digunakan sebagai tambahan gasoline agar tidak ketergantungan dengan energi fosil.
Dengan membandingkan penggunaan energi alternatif tersebut menunjukan bahwa ethanol menghasilkan daya mesin lebih baik dibandingkan penambahan butanol.
Hasil uji komparasi daya engine dengan variasi campuran bahan bakar ditunjukan pada gambar 4.
Gambar 4.
Daya Engine Gambar 3.
Torsi Engine Daya engine secara umum juga terbukti mengalami peningkatan saat penambahan butanol dan ethanol pada Daya engine tertinggi pada gasoline-butanol sebesar 1,7 kW dan gasoline-ethanol sebesar 1,35 kW.
Nilai tersebut terjadi masing-masing pada konsentrasi 15% dan putaran engine 3000 rpm.
Persentase tertinggi peningkatan nilai daya engine pada campuran B15 sebesar 19% dan campuran E15 sebesar 26% dibandingkan dengan G100.
Tingginya oxygen content pada butanol dan ethanol Brake Spesific Fuel Consumbtion (BSFC) juga dianalisis sebagai salah satu indikator performa engine.
BSFC merupakan jumlah bahan bakar yang diperlukan tiap satuan waktu untuk menghasilkan daya 1kW.
BSFC juga nilai dari hasil perbandingan konsumsi bahan bakar dengan daya engine yang dihasilkan.
Hasil analisis menunjukan penambahan butanol dan ethanol dapat menurunkan BSFC Hal ini berarti konsumsi bahan bakar yang lebih hemat menghasilkan daya engine yang cukup tinggi.
Penurunan nilai BSFC terendah adalah 3,54 Kg/kW.
h pada penggunaan campuran B15 dan 2,17 Kg/kW.
h pada penggunaan campuran E15.
Persentase penurunan nilai BSFC tertinggi pada campuran B15 sebesar 15% dan pada p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 campuran E15 sebesar 17% dibandingkan dengan G100.
Gasoline-ethanol dapat menurunkan BSFC lebih baik dibanding gasoline-butanol.
Octane number dan oxygen content pada butanol dan ethanol memang lebih tinggi dibanding dengan gasoline yang menyebabkan daya engine meningkat tanpa konsumsi bahan bakar yang berlebih .
Namun, viskositas butanol tinggi sehingga mengakibatkan kurang maksimalnya proses pengkabutan didalam silinder.
Hal ini berbeda dengan ethanol yang memiliki viskositas rendah yang dapat memaksimalkan proses pengkabutan bahan bakar didalam silinder .
Semakin kecil partikel bahan bakar yang diubah menjadi kabut, maka semakin mudah pula bahan bakar menyebar keseluruh ruang Selain itu, pengkabutan yang sempurna dapat meningkatkan proses perambatan nyala api dan mempermudah bahan bakar terbakar menyeluruh sehingga daya engine yang dihasilkan optimal dengan penggunaan bahan bakar yang minimal .
Hal ini yang menyebabkan ethanol dapat menurunkan BSFC lebih baik dari butanol.
Niali BSFC dipaparkan pada gambar 5.
Gambar 5.
Brake Spesific Fuel Consumbtion (BSFC) Engine Kesimpulan Butanol dan ethanol memiliki beberapa karakteristik lebih baik dibanding gasoline.
Penambahan butanol dan ethanol dapat meningkatkan performa engine.
Penelitian ini membandingkan pengaruh penggunaan campuran gasolinebutanol dan gasoline-ethanol terhadap performa engine fuel Hasil uji menunjukan bahwa campuran E15 dapat meningkatkan torsi dan daya engine tertinggi sebesar 26% sedangkan B15 hanya dapat meningkatkan torsi dan daya engine tertinggi sebesar 19%.
Selain itu, nilai BSFC engine fuel injection juga diukur pada saat menggunakan campuran gasoline-butanol dan gasoline-ethanol.
Hasil uji menunjukan ethanol mampu menurunkan BSFC lebih tinggi dibanding butanol.
Nilai BSFC terendah sebesar 2,17 Kg/kW.
h pada E15, sedangkan campuran B15 sebesar 3,54 Kg/kW.
Hal ini karena daya engine yang dihasilkan oleh ethanol lebih tinggi sehingga BSFC juga turun lebih tinggi Hasil penambahan ethanol pada gasoline dapat lebih baik meningkatkan performa engine dibandingkan butanol.
Ucapan Terimakasih Terima kasih diberikan pada Lembaga Penelitian Dan Pengabdian Masyarakat Politeknik Harapan Bersama yang memberikan dukungan baik secara material maupun dukungan dalam bentuk lainnya.
Daftar Pustaka