Pengaruh Bahan Bakar Biodiesel terhadap Performa dan Emisi Mesin Diesel

Abstrak 

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penggunaan bahan bakar biodiesel terhadap performa dan emisi mesin diesel. Dengan meningkatnya perhatian terhadap keberlanjutan energi dan pengurangan emisi gas rumah kaca, biodiesel menjadi alternatif yang menjanjikan.

Studi ini mengevaluasi kinerja mesin diesel dengan berbagai campuran biodiesel (B0, B20, B50, dan B100) dalam hal daya, efisiensi bahan bakar, dan emisi gas buang.

Hasil menunjukkan bahwa biodiesel memiliki dampak signifikan pada karakteristik performa dan emisi mesin, dengan penurunan daya kecil dan pengurangan emisi partikulat yang substansial.

Pendahuluan 

Mesin diesel telah lama digunakan dalam berbagai sektor seperti transportasi, industri, dan pertanian karena efisiensinya yang tinggi. Namun, emisi gas buang seperti karbon dioksida (CO₂), nitrogen oksida (NOx), dan partikulat (PM) dari mesin diesel menjadi perhatian lingkungan.

Biodiesel, bahan bakar yang terbuat dari minyak nabati atau lemak hewan, menjadi alternatif yang menarik karena sifatnya yang terbarukan, biodegradable, dan rendah emisi karbon.

Penelitian ini berfokus pada pengaruh campuran biodiesel terhadap performa mesin diesel, termasuk daya dan efisiensi termal, serta emisi gas buang seperti CO₂, NOx, dan PM.

Penggunaan biodiesel dalam mesin diesel memiliki potensi besar untuk mendukung upaya global dalam mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Namun, perubahan sifat kimiawi bahan bakar ini juga memengaruhi performa mesin, seperti daya, efisiensi, dan tingkat konsumsi bahan bakar.

Selain itu, sifat biodiesel seperti kandungan oksigen yang lebih tinggi dan sifat pelumasnya dapat memengaruhi pola pembakaran serta jenis dan jumlah emisi yang dihasilkan.

Penelitian tentang pengaruh biodiesel terhadap performa dan emisi mesin diesel menjadi penting untuk memahami sejauh mana bahan bakar ini dapat diintegrasikan secara efektif tanpa mengorbankan efisiensi dan keandalan mesin.

Kajian ini akan membahas lebih lanjut bagaimana karakteristik biodiesel memengaruhi parameter utama mesin diesel serta implikasinya terhadap lingkungan dan aplikasi praktis di industri transportasi dan energi.

Baca Juga: Analisis Kinerja Mesin Diesel dengan Bahan Bakar Biodiesel

Metode Penelitian 

Eksperimen dilakukan pada mesin diesel 4-silinder dengan spesifikasi standar pabrik. Campuran biodiesel yang digunakan adalah:

• B0: 100% solar murni
• B20: 20% biodiesel, 80% solar
• B50: 50% biodiesel, 50% solar
• B100: 100% biodiesel

Parameter yang diukur meliputi:

1. Performa Mesin: Daya (kW), torsi (Nm), dan konsumsi bahan bakar spesifik (BSFC).
2. Emisi Gas Buang: CO₂, CO, NOx, dan PM, diukur menggunakan alat gas analyzer.

Hasil dan Pembahasan

Performa Mesin

Penggunaan biodiesel menunjukkan penurunan daya dan torsi mesin yang kecil dibandingkan solar murni. Penurunan ini disebabkan oleh nilai kalor biodiesel yang lebih rendah dibandingkan solar. Namun, perbedaan ini tidak signifikan untuk campuran B20 dan B50, sehingga tetap layak untuk aplikasi praktis.

Konsumsi bahan bakar spesifik (BSFC) meningkat seiring dengan kenaikan proporsi biodiesel, karena energi per liter biodiesel lebih rendah. Pada B100, BSFC meningkat hingga 10% dibandingkan B0.

Emisi Gas Buang

Penggunaan biodiesel secara signifikan mengurangi emisi partikulat (PM) dan karbon monoksida (CO). Hal ini karena kandungan oksigen yang lebih tinggi dalam biodiesel membantu pembakaran lebih sempurna. Untuk campuran B20 dan B50, emisi PM berkurang hingga 30% dibandingkan B0.

Namun, emisi nitrogen oksida (NOx) meningkat seiring peningkatan proporsi biodiesel. Hal ini disebabkan oleh suhu pembakaran yang lebih tinggi akibat kandungan oksigen biodiesel.

Baca Juga: Kelebihan dan Kekurangan Mesin Diesel pada Mobil

Kesimpulan

Biodiesel terbukti memiliki potensi untuk menggantikan solar sebagai bahan bakar mesin diesel. Campuran biodiesel, khususnya B20 dan B50, memberikan keseimbangan yang baik antara performa mesin dan pengurangan emisi gas buang.

Meskipun ada peningkatan emisi NOx, hal ini dapat diatasi dengan teknologi kontrol emisi tambahan seperti sistem penangkap NOx.

Penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif pada mesin diesel memberikan dampak yang signifikan terhadap performa dan emisi mesin.

Secara umum, biodiesel menunjukkan potensi besar dalam mengurangi emisi gas rumah kaca, terutama karbon monoksida (CO), hidrokarbon (HC), dan partikel-partikel (PM) karena kandungan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan bahan bakar diesel konvensional.

Namun, penggunaan biodiesel dapat meningkatkan emisi nitrogen oksida (NOx) akibat suhu pembakaran yang lebih tinggi, yang memerlukan perhatian khusus dalam pengembangan teknologi mesin atau sistem pengendalian emisi.

Dari segi performa, biodiesel cenderung menghasilkan daya dan efisiensi yang sedikit lebih rendah dibandingkan diesel fosil, terutama pada biodiesel dengan tingkat pencampuran yang tinggi (B20 ke atas).

Hal ini disebabkan oleh nilai kalor biodiesel yang lebih rendah dan sifat viskositasnya yang lebih tinggi. Meski demikian, sifat pelumasan biodiesel yang baik memberikan manfaat bagi umur komponen mesin.

Secara keseluruhan, biodiesel adalah alternatif bahan bakar yang menjanjikan untuk mendukung keberlanjutan lingkungan dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

Dengan pengembangan teknologi mesin yang lebih adaptif terhadap biodiesel dan inovasi dalam formulasi bahan bakar, biodiesel memiliki potensi besar untuk menjadi solusi bahan bakar masa depan yang lebih ramah lingkungan tanpa mengorbankan performa kendaraan secara signifikan.

Penulis: Dhimar Setyawan Suryo Hanggoro
Mahasiswa Prodi Teknik Mesin Universitas Prof. Dr. Hamka

Editor: Ika Ayuni Lestari
Bahasa: Rahmat Al Kafi

Ikuti berita terbaru di Google News