Studi tentang kinerja mesin dan penurunan emisi gas buang mesin diesel dengan bahan bakar emulsi pada berbagai tekanan injeksi

MANGALLA, Lukas Kano, Ir. I Made Suardjaja, M.Sc.,Ph.D

2005 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh kenaikan tekanan injeksi terhadap kinerja mesin dan emisi gas buang dari mesin diesel berbahan bakar emulsi. Emisi gas buang mesin diesel seperti Nitrogen oksida (NOx), karbon monoksida (CO), Hidrokarbon (HC) yang tidak terbakar dan jelaga, dapat dikendalikan melalui terjadinya pembakaran sempurna dan penurunan temperatur puncak pembakaran dalam silinder. Hal ini dapat dilakukan dengan penggunaan bahan bakar emulsi solar-air pada tekanan injeksi yang tinggi supaya menghasilkan pengabutan (atomisasi) dan pencampuran yang baik dalam ruang bakar. Penelitian ini dilakukan pada mesin diesel satu silinder empat langkah, dengan diameter silinder 75mm dan panjang langkah 80mm. Bahan bakar yang digunakan terdiri dari solar murni dan bahan bakar emulsi 10%, 20% dan 30% W/O. Bahan bakar emulsi menggunakan ABS (Alkylbenzene Sulfonate) sebagai bahan pengemulsi solar air dengan konsentrasi 0,22% volume. Dalam operasinya mesin divariasikan pada pembukaan throttle dari 20%, 40%, 60%, 80% dan 100%. Setiap pembukan throttle tersebut diukur putaran mesin, beban, konsumsi bahan-bakar, tekanan udara masuk, temperatur gas buang, CO dan HC, dan opasitas. Dalam pengujian tersebut tekanan injeksi bahan bakar divariasikan dari 145, 170 dan 195 kg/cm2. Dari hasil pengujian terlihat bahwa dengan meningkatnya tekanan injeksi, torsi dan daya yang dihasilkan mesin tidak berubah secara signifikan namun terjadi penurunan yang cukup signifikan pada emisi CO, HC dan opasitas. Pada kondisi wide-open-throttle dengan meningkatnya tekanan injeksi dari 145 kg/cm2 menjadi 195 kg/cm2 emisi CO, HC dan opasitas turun masing-masing sebesar 73%, 60% dan 26,4%.

The aim of this research is to examine the effect of increasing injection pressure on engine performance and exhaust emission of emulsified fueled diesel engine. The diesel exhaust emission such as nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC) and soot, can be controlled through complete combustion and lower peak combustion temperature. This phenomenon occurred by utilizing fuelwater emulsion at high injection pressure to obtain good atomization and perfect mixing of fuel-air in combustion chamber. The engine employed in this research was four stroke single cylinder diesel engine, with bore of 75 mm and stroke 80 mm. The concentration of water in emulsion fuel was varied of 0%, 10%, 20% and 30%W/O. ABS (Alkyl benzene Sulfonate) was used as emulsifier of water and diesel fuel with 0,22% volume. Engine was operated at varied throttle position from 20%, 40%, 60%, 80% and 100%. At each throttle position rpm, load, fuel consumption, inlet pressure, exhaust temperature, Carbon monoxide, unburned hydrocarbon and opacity were measured. The injection pressure of fuel was varied at 145, 170 and 195 kg/cm2. The result of the research show that torque and power of diesel engine was relatively constant with increasing injection pressure but emission of CO, HC and opacity reduced significantly. Increasing of injection pressure from 145 to 195kg/cm2 resulted in reducing emission of CO, HC and opacity by 73 %, 60 % and 26.4 % respectively at wide-open-throttle.

Kata Kunci : Tekanan Injeksi,Kinerja Mesin,Emisi Gas Buang,Bahan Bakar Emulsi, Emulsion fuel, exhaust emission, engine performance,injection pressure.