2018 : RANCANG BANGUN DAN KARAKTERISASI UNJUK KERJA MESIN BIODIESEL 1000CC SISTEM INJEKSI BERTINGKAT YANG EFISIEN DAN RAMAH LINGKUNGAN SEBAGAI MESIN PENGGERAK KENDARAAN NASIONAL MULTI GUNA PEDESAAN

Prof. Ir. I Nyoman Sutantra M.Sc., Ph.D

Ary Bachtiar Krishna Putra ST.,MT.,PhD

Dr. Bambang Sudarmanta ST., MT.

Abstract

Penelitian ini dimaksudkan dapat menghasilkan mesin dengan bahan bakar renewable yang irit dan ramah lingkungan yang digunakan sebagai penggerak untuk kendaraan nasional multiguna pedesaan. Bahan bakar yang dipilih adalah biodiesel yang berbasiskan bahan baku lokal, seperti kelapa sawit, jarak pagar, minyak goreng bekas. Hal yang paling krusial pada pengembangan mesin biodiesel adalah pengendalian emisi NOx dan konsumsi bahan bakar spesifik. Pengendalian emisi Nox dan konsumsi bahan bakar spesifik dapat dilakukan melalui desain ruang bakar dan sistem injeksi bertingkat. Desain ruang bakar toroidal dimaksudkan untuk bisa menuntaskan proses pembakaran di ruang bakar, sedangkan sistem injeksi bertingkat dimaksudkan untuk mengatur periodenisasi injeksi supaya akumulasi injeksi bahan bakar bisa dikurangi sehingga flame propagasi diruang bakar bisa lebih terkendali. Terkendalinya flame propagasi ini menyebabkan kenaikan suhu dan tekanan diruang bakar tidak berpotensi membentuk emisi NOx dan proses pembakaran bisa menjadi lebih smooth. Hal ini diharapkan konsumsi bahan bakar spesifik bisa lebih menurun dan emisi gas buangnya lebih ramah lingkungan. Metode pengembangan yang dilakukan adalah dengan mereprove engineering mesin diesel lokal, Diamond 1257 cc, produksi PT Ratna Diesel Indonesia menjadi mesin biodiesel 1000 cc dengan putaran medium. Reprove engineering yang dilakukan dengan mengkalkulasi ulang dan optimasi dimensi ruang bakar, berupa profil toroidal piston cavity, diameter bore, stroke, diameter intake dan exhaust valve, kompresi rasio. Hasil yang didapatkan selanjutnya difabrikasi dan diuji performansinya. Selanjutnya permasalahan yang timbul akibat pemakaian bahan bakar biodiesel selanjutnya dioptimasi dengan sistem injeksi bertingkat menggunakan injektor solenoid yang diatur dengan sistem kontrol (engine control unit). Sistem ini untuk memadukan dan mensinkronkan antara putaran mesin dan periode injeksi sehingga didapatkan kondisi pembakaran yang maksimum. Pengujian dilakukan dengan putaran berubah diatas dynamometer dengan menggunakan injektor solenoid dan sistem commond rail, yaitu sistem injeksi yang mensuplai bakan bakar bertekanan secara elektronik sesuai kebutuhan pembakaran baik dari sisi volume maupun waktu penyemprotan bahan bakar. Teknologi ini dirancang untuk mengoptimasi tekanan bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar, yaitu dengan cara sebelum dialirkan ke injektor, bahan bakar terlebih dahulu disalurkan ke pipa khusus atau common rail. Dalam pipa ini terdapat alat khusus yang bisa memaksimalkan tekanan bahan bakar. Piranti injektor terletak berbaris sepanjang pipa ini dan secara elektronik diatur oleh ECU. Hasil yang didapatkan dari penelitian multi tahun ini adalah, tahun pertama adalah prototype mesin biodiesel 1000 cc dengan spesifikasi teknis mampu sebagai penggerak kendaraan nasional muti guna pedesaan yang irit dan ramah lingkungan. Tahun kedua dilanjutkan dengan fabrikasi prototype mesin sejumlah 8 unit untuk diuji durability selama 20.000 km, dengan mengevaluasi performansi, visualisasi ruang bakar dan uji properties pelumas setiap 5.000 km Kata kunci : Mesin biodiesel, sistem injeksi bertingkat, ramah lingkungan , emisi NOx dan konsumsi bahan bakar spesifik.