02/11
MENGENAL LEBIH DEKAT SUPERCHARGER DAN TURBOCHARGER Oleh: Auliya Harditio
Supercharger maupun Turbocharger saat ini memang belum banyak dipakai pada mobil yang beredar di Indonesia. Namun, kedua komponen ini sudah tidak asing di dunia otomotif dan merupakan teknologi yang sangat sederhana serta sudah lama sekali digunakan pada jenis mobil yang membutuhkan daya yang besar. Selain itu, kedua komponen sederhana ini memiliki keunggulan yang luar biasa pada kualitas pembakaran mesin sehingga berpengaruh pada kenaikan performa mesin. Dan perlu dipahami pula, meskipun fungsi utamanya sama yaitu meningkatkan daya mesin namun pada keduanya terdapat perbedaan yang sebagian besar orang awam belum ketahui. Prinsip kerja supercharger.
LATAR BELAKANG PENGGUNAAN
Supercharger besar yang terpasang diatas engine mobil.
Sebelumnya kita sudah tahu bahwa kualitas pembakaran dipengaruhi oleh beberapa hal, salah satunya yaitu kuantitas oksigen yang terkandung dalam udara. Secara sederhana, semakin banyak massa oksigen dalam suatu pembakaran, maka kualitas pembakaran akan semakin baik dan daya yang dihasilkan mesin pun menjadi maksimal. Permasalahannya, untuk mendapatkan massa oksigen yang besar pada kondisi udara standar (T = 250 C dan P = 1 atm)maka dibutuhkan pula volume udara yang cukup banyak untuk masuk ke dalam ruang bakar. Sedangkan ruang bakar yang terlalu besar dianggap tidak menguntungkan karena membutuhkan material yang berat yang justru akan menambah beban mesin. Oleh karena itu, para insinyur berpikir bagaimana caranya untuk memasukkan lebih banyak massa
oksigen tanpa mengubah volume udara. Jawabannya hanya satu yaitu dengan menaikkan massa jenis udara.
PRINSIP DASAR DAN CARA KERJA Untuk menaikkan massa jenis udara ada dua cara, yaitu dengan meningkatkan tekanan udara atau dengan menurunkan temperatur udara. Sedang Supercharger dan Turbocharger merupakan komponen yang berfungsi meningkatkan tekanan udara, mirip dengan kompresor yang meningkatkan kompresi udara menggunakan turbin. Untuk menggerakkan turbin tentu saja dibutuhkan daya lain yang harus dimasukkan. Supercharger dan Turbocharger memanfaatkan sedikit daya dari mesin untuk meningkatkan daya yang lebih besar. Pemasangan Turbocharger atau Supercharger dapat meningkatkan total daya mesin sampai 40% tanpa perlu menambah kapasitas mesin. Meskipun prinsip kerjanya sama namun Supercharger dan Turbocharger memiliki perbedaan besar pada cara kerja pengambilan daya untuk menggerakkan turbinnya. Supercharger memanfaatkan langsung putaran dari crankshaft yang ditransmisikan melalui belt, sedangkan Turbocharger memanfaatkan tekanan sisa gas buang pada exhaust untuk dialirkan melalui turbin penggerak untuk menggerakkan turbin lainnya pada Turbocharger.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN Karena langsung mengambil daya dari crankshast, maka Supercharger memiliki keunggulan yaitu tersedianya tenaga tambahan sejak putaran rendah dan kompresi udara akan terus bertambah seketika saat putaran crankshaft bertambah. Akibatnya tidak ada jeda saat pedal gas diinjak karena
Supercharger langsung aktif seketika. Namun hal ini tentu memiliki kekurangan yaitu saat mesin dalam keadaan idle tenaga yang dihasilkan cenderung sia-sia dan akan lebih boros bahan bakar karena daya yang diambil dari crankshaft tentu akan menambah beban mesin. Sementara pada Turbocharger, karena dayanya diambil dari tekanan gas buang maka tidak membebani mesin sama sekali. Pada kondisi idle pun bahan bakar tidak banyak yang terbuang. Turbocharger memiliki kekurangan besar, yaitu ‘turbo-lag’. Di mana tenaga tambahan tidak didapatkan seketika saat pedal gas diinjak, namun ada jeda sampai tekanan gas buang cukup untuk memutar turbin penggerak. Masalah lainnya yaitu panas yang berlebih pada Turbocharger, karena berhubungan langsung dengan gas buang yang memiliki temperatur tinggi. Hal tersebut mengakibatkan temperatur udara yang melewatinya pun ikut menjadi tinggi sehingga kualitas udara pun menurun. Namun hal tersebut dapat diatasi dengan menambahkan komponen intercooler yang dipasangkan sebelum udara mengalir ke dalam ruang bakar.
Sisa gas buang digunakan kembali untuk menggerakkan turbin penggerak pada turbocharger.
Sumber: http://sigitnugroho.wordpress.com/turbocharger-atausupercharger/ http://auto.howstuffworks.com
Penambahan intercooler sebagai kompensasi panas berlebih pada turbocharger.
BIODIESEL
MAMPUKAH KITA? Oleh: Niken N. T. M. V.
Kepentingan penggunaan biodiesel meningkat dengan ditingkatkannya kewajiban minimal pemanfaatan biodiesel di seluruh sektor oleh pemerintah. Ketika kepentingan penggunaan biodiesel bukan lagi hanya demi alasan kelestarian lingkungan, namun juga demi kesejahteraan negara, mampu dan maukah Indonesia berubah? Riwayat Mandatori Penggunaan Biodiesel 1. Tahun 2008, penahapan kewajiban minimal pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Etanol, Biodiesel, dan Minyak Nabati Murni) sebagai campuran bahan bakar pada berbagai sektor, termasuk biodiesel untuk transportasi, diatur pertama kali oleh Peraturan Menteri ESDM No. 32 tahun 2008. 2. Tahun 2014, dikeluarkan Peraturan Menteri ESDM No. 20 untuk mengubah Peraturan Menteri ESDM No. 32 Tahun 2008. Perubahan ini berefek pada percepatan dan peningkatan target pemanfaatan BBN termasuk biodiesel pada sektor transportasi.
Penahapan kewajiban minimal pemanfaatan untuk biodiesel pada seluruh sektor lebih tinggi dibandingkan untuk bahan bakar nabati lainnya. Pada tahun 2025, kewajiban penggunaan biodiesel untuk sektor transportasi ditargetkan mencapai minimal 30% sedangkan bioetanol dan minyak nabati murni hanya ditargetkan mencapai minimal 20%.
Haruskah Biodiesel? Ketersediaan bahan bakar minyak untuk kebutuhan masyarakat selalu menjadi isu hangat setiap tahunnya. Bertambahnya jumlah penduduk, meningkatnya kebutuhan akan transportasi untuk mendukung pembangunan, dan perkembangan perindustrian menyebabkan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan bahan bakar minyak. Selain itu, distribusi BBM dari sumber pengolahan ke depot BBM yang memakan biaya dan waktu juga menjadi penyebab naiknya harga BBM yang tidak merata bagi beberapa daerah terpencil. Produksi dalam negeri sudah tidak mencukupi kebutuhan rakyatnya lagi, sehingga Indonesia perlu mengeluarkan dana impor BBM sebesar 1,2 Triliun Rupiah untuk menutupi kekurangan 450 ribu barel bahan bakar minyak setiap harinya.
Tahapan Kewajiban Minimal Pemanfaatan Biodiesel Sebagai Campuran Bahan Bakar Pada Sektor Transportasi PSO dan Non-PSO Sesuai Peraturan Menteri ESDM No. 32 tahun 2008
Target Baru dalam Penahapan Kewajiban Minimal Pemanfaatan Biodiesel Pada Sektor Transportasi PSO Maupun Non-PSO Sesuai Peraturan Menteri ESDM No. 20 tahun 2014
Kekurangan persediaan bahan bakar minyak ini juga terjadi pada bahan bakar minyak jenis diesel fuel. Diesel fuel atau biasa dikenal sebagai bahan bakar solar merupakan salah satu jenis bahan bakar dengan dengan peningkatan konsumsi yang cukup tinggi dalam negeri yaitu 5% per tahunnya. Padahal, produksi dalam negeri hanya 75% dari total kebutuhan masyarakat dengan cadangan yang kian menipis. Konsumsi bahan bakar minyak jenis solar pun harus dikurangi untuk menyelamatkan perekonomian nasional. Untuk mengurangi konsumsi tersebut, salah satu hal yang diupayakan oleh Kementerian ESDM adalah dengan penggunaan bahan bakar substitusi atau bahan bakar campuran solar dengan biodiesel. Campuran biodiesel dengan solar ini biasa disebut dengan nama dagang biosolar. Saat ini biosolar telah dipasarkan di SPBU seluruh Indonesia, dengan kadar biodiesel hingga 10% (B10). Bahan bakar nabati adalah satusatunya sumber bahan bakar cair yang bersih dan terbarukan untuk menggantikan bahan bakar minyak saat ini. Walaupun saat ini produksi massal biodiesel Indonesia baru berasal dari kelapa sawit, namun pada tahun 2013 total penghematan devisa negara dari pemanfaatan B10 bisa mencapai 831 juta USD (Kementrian ESDM, 2014). Padahal, Indonesia sebagai negara tropis dengan biodiversitas yang kaya, masih punya banyak jenis tanaman lain yang belum diteliti lebih lanjut dan berpotensi menghasilkan biodiesel. Pada tahun 2016, saat diwajibkannya penggunaan minimal 20% campuran biodiesel (B20), diperkirakan penghematan devisa negara bisa mencapai dua kali lipatnya.
Menghapus Keraguan Penggunaan Biodiesel Saat ini masih banyak paradigma lama mengenai buruknya kualitas biodiesel yang beredar di masyarakat. Misalnya, adanya isu jika biodiesel dapat membuat rusak mesin karena kotor dan mengandung banyak deposit (endapan) yang membuat filter tersumbat. Isu ini dibantah oleh Pak Iman K Reksowardojo, Ketua Ikatan Ahli Bahan Bakar Indonesia.
“Rantai karbon yang mengandung oksigen akan bersifat seperti alkohol, memiliki kemampuan melarutkan, sama seperti biodiesel yang mengandung oksigen. Jadi saat pertama kali biodiesel digunakan, kotoran yang sudah bertahun-tahun dan menempel di tangki akan terlarut oleh biodiesel dan menyumbat filter. Ini yang bisa menyebabkan mogok karena bahan bakar tidak bisa lewat,� ujar beliau saat diwawancara oleh Mx Magazine. “Sebenarnya sudah diberitahu sejak dulu jika mobil sebelumnya sudah lama menggunakan solar biasa, dua minggu setelah menggunakan biodiesel filter harus diganti. Apalagi, kualitas solar bersubsidi di Indonesia yang kotor dan mengandung sulfur berkali-kali lipat dari solar lain di dunia, solar Indonesia sekitar 3500 ppm, solar di negara lain hanya 50 ppm,� tambah beliau. Isu buruknya kualitas biodiesel itu juga terbantahkan dengan fakta tidak adanya keluhan yang berarti selama penggunaan biodiesel B10 oleh masyarakat. Untuk menambah keyakinan masyarakat dalam penggunaan biodiesel, Kementrian ESDM juga melakukan uji jalan kendaraan dengan bahan bakar B20 dan bahan bakar B0 (solar murni) dengan target jarak tempuh 40000 km. Hasil tes menyatakan pada kendaraan yang menggunakan B20 menunjukkan adanya pengurangan emisi CO, HC, partikulat, dan penurunan opasitas (asap) jika dibandingkan dengan kendaraan dengan B0. Hasil lainnya menyatakan jika kendaraan dengan B20 akan mengalami kenaikan daya pada 10000 km sementara untuk kendaraan B0 dayanya cenderung rendah.
Wawancara dengan Bapak Iman K. Reksowardojo, Ketua Ikatan Ahli Bahan Bakar Indonesia (IABI), Kepala Laboratorium Motor Bakar dan Sistem Propulsi FTMD ITB, Dosen Teknik Mesin ITB, 7 Oktober 2014 / Mengapa pada Peraturan Menteri biodiesel ditargetkan lebih ambisius secara persentase penggunaan dibandingkan bahan bakar nabati lain? Indonesia punya banyak sumber daya kelapa sawit, selain itu kelapa sawit Indonesia nomor satu secara kualitas di dunia. Dalam setahun Indonesia dapat menghasilkan 25 juta ton kelapa sawit dan hanya sekitar 7 juta ton yang digunakan untuk keperluan pangan. / Apakah hanya kelapa sawit yang saat ini dikembangkan dan diteliti untuk biodiesel? Kelapa sawit sekarang sudah efisien dari hulu
(perkebunan, pengolahan –red) sampai hilir (pengangkutan, penyampuran, penyimpanan dan distribusi –red). Yang lainnya baru mulai, misalnya seperti jarak pagar pada tahun 2000-an. Pengembangan dari hulu, bibit unggul, dan bijinya harus dipikirkan sampai jadi produknya bukan hanya bahan bakar, tapi juga produk yang lain. Misalnya kelapa sawit, bisa menghasilkan produk lain seperti oleochemical seperti sabun dan lain-lain. Kalau hanya menghasilkan bahan bakar saja susah secara ekonomi, karena tuntuntannya harus murah, banyak jumlahnya, dan available. Kalo cuma ditanam dan dijual secara murah kan susah, jadi supaya ekonomis harus ada produk lain. Harusnya (tanaman) yang lain selain kelapa sawit juga sambil diriset. Jarak pagar sekarang masih diteliti Balitri, Balai Penelitian Tanaman Industri di Bogor. Jadi sekarang sedang dicari mulai dari bibit sampai nanti penanamannya bagaimana dan panennya bagaimana, supaya efisien dan ekonomis. Problemnya di situ, kalo minyak fosil kan sudah ada dari dulu, manusia tinggal memanen apa yang ditanam Tuhan. Tinggal bor dan kilang. Sekarang kita harus mulai dari depan, mulai dari menanam. / Masih adakah pesimisme mengenai biodiesel di masyarakat? Pentingnya sosialisasi di situ. Mesin dirancang untuk kepentingan tertentu, sekarang kebanyakan desain mesin kan untuk bahan bakar fosil. Apakah parameter mesin sesuai dengan karakteristik bahan bakar yang baru? Kalau tidak cocok desain dengan parameter bahan bakar, ada dua kemungkinan yang harus dipilih, entah bahan bakarnya diubah atau mesinnya yang diubah. Biodiesel itu sudah dirancang supaya mendekati bahan bakar dengan karakteristik yang semula dirancang untuk mesin. Jadi sebenarnya tak ada masalah, namun pasti sesempurna-sesempurnanya masih akan ada perbedaan dengan bahan bakar fosil. Misalnya ada perbedaan viskositas, nilai viskositas biodiesel yang sedikit lebih tinggi, namun justru itu membantu lubrikasi pada mesin. Cetane number (nilai oktan untuk bahan bakar gasoline –red) biodiesel juga lebih tinggi. Sosialisasi harus ditingkatkan. B10 Indonesia pertama kali yang besar-besaran. Sempat berantem sama perusahaan-perusahaan mobil, karena mereka kan pasti melindungi produknya. Biodiesel itu mudah dibuat, kalau orang sembarangan membuatnya tidak mengikuti standar karakteristik mesinnya bisa rusak. Biodiesel ada akreditasinya, kalau
membeli biodiesel harus diminta ke pembelinya bukti kalau biodiesel yg dijual sesuai dengan SNI. / Apakah ada efek yang diakibatkan dengan adanya mandat oleh ESDM ini? Negara-negara lain yang memproduksi minyak nabati takut tersaingi sawit. Satu hektar kelapa sawit bisa menghasilkan enam ton minyak. Sementara soybean atau rapseed oil atau bunga matahari paling banyak hanya bisa menghasilkan satu ton per hektarnya. Mereka takut sekali, maka dari itu banyak diisukan kelapa sawit memotong hutan. Saat ini jumlah produksi di dunia paling tinggi masih soybean oleh Amerika, jika dilihat perbandingan potensinya tadi (per ton hasil per hektar) satu banding enam, berarti Amerika sudah lebih banyak enam kali lipat memotong hutan kan? Ini sangat politis dan bisnis, ada juga isu minyak kelapa sawit jelek karena mengandung lemak jenuh dan sebagainya. Kemudian dibuat juga standar bahan mentah yang bisa masuk ke Amerika hanya yang dari Amerika, bahan mentah yang bisa masuk Eropa hanya yang dari Eropa. Mereka memproteksi negara masing-masing dan itu hal yang lumrah. / Jika dinyatakan dalam jumlah barrel, seberapa potensialkah biodiesel? Pak Tatang (Ketua Ikatan Ahli Bioenergi Indonesia –red) pernah bilang kalo semua minyak sawit yang ada di Indonesia ini dibuat, bisa menggantikan sekitar 500 ribu – 600 ribu barrel, dan saat ini Indonesia mengimpor kurang lebih segitu. Itu baru dari kelapa sawit, sedang Indonesia masih punya potensi minyak-minyak yang lain, seperti jarak pagar, minyak kelapa, minyak kemiri sunan, minyak klenteng, juga minyak rubberseed. Indonesia itu luar biasa. Asia Tenggara itu Timur Tengahnya biofuel. Indonesia punya potensi 50 lebih tanaman yang potensial untuk jadi biofuel dan harus dieksplor lagi. / Menurut Bapak, apakah PR terbesar untuk pemerintah dan masyarakat untuk membantu menyukseskan pelaksanaan mandat ini agar, setidaknya, terlaksana 20% pada tahun 2016?
Koordinasi antar departemen jangan sulit, antara migas dan EBTKE (energi baru terbarukan –red) saja sulit. Manusianya masih jadi masalah. Untuk masyarakat Indonesia yang paternalistik, harus diberi contoh yang baik. Harusnya kita bisa seperti Brazil. Tiga puluh tahun lalu Brazil mengalami problem energi akibat embargo minyak oleh Arab. Energi untuk pembangunan dan ekonomi, semakin banyak pembangunan semakin butuh banyak energi. Presiden Brazil saat itu adalah mantan Presiden Petrobraz, ia melihat potensi industri gula, yang jika difermentasi menjadi etanol, kemudian membuat program Proalcohol. Sekarang Brazil setelah tiga puluh tahun, dengan infrastruktur dan budaya menanam yang baik mereka bisa bikin harga perliter etanol lebih rendah dari perliter bensin. Mereka bisa memaksa industri otomotif untuk menggunakan etanol, mesin didesain menyesuaikan – flexible fuel vehicle, bisa sampe 100%. Punya otoritas jika mobil ingin masuk ke pasar Brazil maka mobil harus sesuai dengan bahan bakarnya. Brazil berhasil membuktikan menggunakan bahan bakar yang sustain yaitu bioetanol dari industri gulanya. / Jika membandingkan dengan perkembangan bioetanol Brazil, bagaimana keadaan biodiesel Indonesia? Brazil saat ini etanolnya bisa ekspor ke Jepang dan ke Amerika. Indonesia masih impor 60% bahan bakar fosil. Kan konyol. Impor ini mempengaruhi valuta asing juga, makanya saat ini harga dollar mencapai 12.000 Rupiah karena defisit. Kenapa kita enggak pakai resources kita? Selain bisa menghemat, yang diuntungkan dari pakai biofuel bukan Arab dan Singapura yang hasil kilangnya kita beli, tapi petani kita sendiri. Kita enggak perlu mengeluarkan dollar, petani kita senang. Sebenarnya yang merusak juga bangsa kita sendiri. Sudah banyak orang yang diuntungkan menikmati impor (bahan bakar minyak) ini, bisa dapet komisi, dapat uang dari menyelundupkan, dan sebagainya. / Seberapa optimis Bapak akan keberjalanan biodiesel di Indonesia? Ya harus optimis, walaupun dengan perjuangan. Contohnya saya mulai riset biofuel awal 2000an, baru 2006 masuk Pertamina, baru sekarang ditindak lanjuti, itu sudah berapa belas tahun. Jadi ya memang harus optimis, kalau tidak, siapa lagi yang bisa optimis? Sumber: Direktorat Bioenergi, Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konversi Energi, Kementerian ESDM, 2014. Informasi Teknis Biodiesel. Jakarta: ESDM Peraturan Menteri ESDM no 32 tahun 2008, diambil dari http://prokum.esdm. go.id/permen/2008/ Peraturan Menteri ESDM no 20 tahun 2014, diambil dari http://prokum.esdm. go.id/permen/2014/ Presentasi Seminar Uji B20 di FTMD ITB oleh Ditjen EBTKE tanggal 23 September 2014
REDAKSI MECHANICAL EXPRESS PIMPINAN REDAKSI Ridho Fidiantowi KOORDINATOR LIPUTAN Niken Noor Triastuti M. V. JURNALIS Adi Widya P. Auliya Harditio Fikri Hakim M. Rifky Akbar KEPALA REDAKTUR Heri I. Wibowo EDITOR Akbar Januari Fadlih Joel Ezra Takwarif
ART DIRECTOR Firas Pradickto ARTISAN Elmo Tuwaidan Naufan Yuqa S. Kristofora Alvin V. KEPALA PEMASARAN Harish Zulfikar MARKETING Rama Primadi P.
SEKRETARIAT
Jalan Ganesha 10 Gedung Labtek II Himpunan Mahasiswa Mesin 40132 Institut Teknologi Bandung 2014