BAB I

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Dalam kehidupan sehari-hari, motor sangat banyak penggunaannya

mulai dari transportasi,industri, hingga ke pertanian. Setiap motor bakar

mempunyai sistem pemberian atau pemasokan bahan bakar, baik motor

diesel maupun motor otto. Sistem pembakaran berkaitan dengan sistem

pelstrikan. Pengaruh sistem bahan bakar sangatlah besar dalam kerja motor

bakar karena jika sistem bahan bakar tidak lancar maka motor bakar bisa

berhenti bekerja. Contohnya jika pada motor diesel apabila pompa injeksi

tidak mampu menyemprotkan sejumlah bahan bakar diesel ke dalam silinder

pada saat yang tepat maka mesin tidak akan bekerja.

Pada praktikum acara III, praktikan akan mempelajari komponen-

komponen sistem bahan bakar pada kedua motor tersebut serta mempelajari

sistem kerja dari masing-masing komponen dalam sistem bahan bakar.

A. TUJUAN

a. Mempelajari mekanisme kerja karburator dan bagian-bagiannya.

b. Mempelajari mekanisme kerja pompa injeksi dan nozzle serta governor

beserta bagian-bagiannya.

c. Mempelajari mekanisme kerja katup dan bagian-bagiannya.

d. Menguji kerja nozzle dengan menggunakan injector tester.

B. MANFAAT

a. Mengetahui bagian-bagian karburator beserta fungsinya.

b. Mengetahui sistem bahan bakar pada motor bakar secara umum.

c. Mengetahui mekanisme kerja katup beserta bagian-bagiannya dan juga

fungsinya.

d. Mengetahui mekanisme kerja karburator.

e. Mengetahui mekanisme kerja pompa injeksi dan nozzle.

f. Mengetahui bagian-bagian dari pompa injeksi dan nozzle beserta

fungsinya.

BAB II

DASAR TEORI

Suplai bahan bakar ke dalam sislinder diatur oleh sistem bahan bakar,

dimana campuran jumlah udara dengan bahan bakar harus tepat dengan kondisi

tertentu dari mesin. Ada beberapa kondisi mesin yang mempengaruhi jumlah

suplai bahan bakar kee dalam silinder, yaitu (Daryanto,1999),

1. Pada kondisi idle atau stasioner, jumlah campuran bahan bakar dengan

udara kecil.

2. Jika jumlah campuran semakin banyak, maka putaran atau kecepatan

mesin akan ikut bertambah.

3. Semakin besar perbandingan bahan bakar yang diperlukan untuk start

dingin, percepatan, berputar pada kecepatan tinggi, dan pada kondisi

beban berat.

Di dalam motor bakar, untuk mendapatkan kinerja motor bakar yang

optimum dibutuhkan pengaturan dan sinkronisasi yang akurat antara motor bakar

dan semua system pendukungnya. Motor bensin tidak akan bekerja baik atau tidak

bekerja sama sekali apabila system penyaluran bahan bakar tidak berfungsi, atau

apabila sistem listriknya terputus. Didalam motor bensin selalu kita harapkan

campuran antara udara dan bahan bakar sudah tercampur dengan baik sebelum

dinyalakan oleh busi. Demikian pula motor diesel tidak akan bekerja apabila

pompa injeksi tidak mampu menyemprotkan sejumlah bahan bakar diesel ke

dalam silinder pada saat yang tepat (Ibrahim, 2000).

Pada mesin diesel pembakarnnya berbeda dengan motor bensin, pembakaran

terjadi saat udara yang dikompres disemprot bahan bakar oleh nozzle. Sistem

bahan bakar pada motor diesel terbagi menjadi tiga macam yang banyak dipakai :

1. sistem pompa pribadi

2. sistem distribusi

3. sistem akumulator

Ketiga sistem ini menggunakan beberapa komponen yang sama yaitu tangki,

saringan, dan pompa penyalur. Saringan bahan bakar berfungsi untuk mencegah

masuknya kotoran kedalam pompa pompa penyalur. Pompa penyalur berfungsi

untuk mengalirkan bahan bakar ketangki pompa bertekanan. Sistem akumulator

melayani penyemprot yang ada yang ada disetiap silinder. Ketiga sistem tersebut

menggunakan pompa bertekanan tinggi. Pada sistem distribusi pompa tesebut

mengalirkan bahan bakar bertekanan tinggi kedalam distributor. Distributor

adalah alat yang berfungsi untuk membagi bahan bakar kedalam penyemprot

sesuai dengan urutan yang telah ditentukan (Wiranto Arismunandar, 1983).

Bensin dapat sampai pada karburator dengan bantuan sistem penyaluran

bahan bakar dimana di dalamnya termasuk tangki bensin, pompa bensin yang

menaikkan bensin dari tangki bensin ke bagian ruang pelampung pada karburator

dan beberapa saringan yang dipasang untuk mencegah kotoran (Northop, 1997).

Penyemprotan bahan bakar berfungsi ;

1. memasukkan bahan bakar kedalam silinder sesuai dengan kebutuhan

2. mengabutkan bahan bakar sesuai dengan derajat pengabuatan yang

diminta.

3. mendistribusikan bahan bakar untuk memperoleh pembakaran sempurna.

Persyaratan lain yang diperlukan adalah bahan bakar yang disemprotkan

harus habis terbakar sesuai dengan prestasi yang diharapkan (Wiranto

Arismunandar, 1983).

Karburator adalah bagian yang yang memegang peranan penting untuk

memudahkan mesin menjadi hidup, mengakselerasi kendaraan tanpa ragu-ragu. Pekerjaan

utama karburator adalah mencampurkan bahan bakar (bensin) dan udara dengan

komposisi yang benar sehingga bahan bakar ini dapat dinyalakan di dalam ruang

bakar. Bahan bakar yang dibawa ke ruang bakar ini bukan hanya sekedar dapat

dinyalakan saja tetapi dapat dijamin bahwa campuran bensin dan udara ini dapat

dibagikan ke setiap silinder yang ada dengan komposisi yang tepat. Proses

pengolahan bahan bakar ini bukan hanya pada karburator saja, tetapi ada factor-

faktor lainnya yang harus diperhitungkan, antara lain jarak antara karburator dan

ruang bakar, bagaimana bentuk inlet manifoldnya, bagaimana ukuran katup

masuknya dan bahkan ruang bakarnya itu sendiri memegang peranan penting di

dalam proses pencampuran antara bensin dan udara (Northop, 1997).

a. Pompa percepatan.

Gunanya untuk menjaga supaya pada pembukaan terus yang tiba-tiba dari

pemasukan gas, campuran itu tidak menjadi terlampau miskin sehingga motor

menjadi tersentak, digerakkan dengan engkol kecil pada poros tingkap gas.

Hasilnya biasanya dapat diubah dengan jalan mengikatkan batang penggerak

dalam sebuah lubang yang lain dari engkol (dalam musim panas harus

membuat langkah yang lebih kecil daripada dalam musim dingin).

b. Cuk

Digunakan untuk menutup hamper seluruh pemasukan udara ketika mengasut

(menstarter) motor sehingga motor itu mengisap campuran yang kaya melalui

percik pengasut dan percik utama dan menyebabkan mulai berputar dengan

lancer. Kita membedakan cuk yang digerakkan oleh sebuah tombol (cuk

tangan) dan cuk sendiri (otomatis), cuk yang terakhir dilayani denga sebuah

thermostat dan makin panas motornya makin bertambah terbuka ia denga cara

yang teratur.

c. Karburator pengasut :

Pada beberapa karburator dipakai karburator bantu yang kecil sebagai

pengganti cuk. Alat ini dibangun satu dengan karburator yang normal.

Pelayanan karburator penghasut sama dengan pelayanan cuk hanya saja

campuran yang cukup dan campuran yang kaya untuk dapat mengasut dengan

lancar, sedikit bahaya untuk campuran yang terlampau kaya, bila kita lupa

mematikan alat itu sesudah motor menjadi panas.

d. Percik penambah.

Karburator-karburator dengan by pass mempunyai perecik utama dengan

mana mobil dapat mencapai kira-kira 75 % dari kecepatan puncak dalam pada

itu tingkap gas akan terbuka ± 3/ 4. Dengan jalan membuka tingkap gas itu

lebih lebar, by pass dapat dikerjakan. Engkol menekan batang ke bawah

sehingga tingkap peluru dibuka dan juga dengan jalan ini bensin itu

dimasukkan ke perecik utama, sehingga campuran menjadi lebih kaya dan

daya motor akan naik.

Karburator dengan ruang pelampung (yang lazim) merupakan salah satu

jenis yang sangat sederhana jika dipandang dari segi komponennya yang tidak

banyak menggunkan bagian yang bergerak, jadi tidak memerlukan bantalan.

Injection carburator merupakan alat yang dipergunakan untuk memasukkan bahan

bakar kedalam arus udara dengan menyemprotkan bahan bakar ke arus udara

untuk memperoleh daya yang besar. Karburator yang lebih sempurna

menggunakan apa yang disebut ekonomiser. Ekonomiser akan memperkaya

campuran apabila pembebannya berat, sehingga mencapai perbandingan yang

tepat untuk menghasilkan tenaga (Arends dan Berenschot, 1996).

Sistem katup memiliki peranan yang sangat penting dalam pengapian bahan

bakar mesin empat langkah. Katup-katup ini digerakkan oleh rocker arm, yaitu

suatu bagian yang mendorong katup turun sehinggga katup membuka. Untuk

proses menutupnya katup, pegas dalam sistem katup yang bertugas menutup katup

dengan mendorong katup ke atas. Sistem kerja sistem katup ini adalah

mengkonversi gerak putar menjadi gerak linier atau gerak naik dan turun. Gerakan

putar diperoleh dari gerakan cam yang digerakkan oleh timing gear. Dimana

timing gear dihubungkan dengan cam dengan suatu poros yang disebut cam shaft.

Poros ini berputar dan mengatur naik turunnya rocker arm, dengan mengatur

sudut-sudut pada cam maka urutan membuka dan menutupnya katup dapat

dientukan (Crovse,1980).

BAB III

METODOLOGI

A. Alat dan bahan

1. karburator

2. pompa dan nozzle injeksi

3. injector tester

4. motor dengan karburator

5. alat tulis

6. buku praktikum

B. Cara Kerja

1. Menggambar dan mengamati alat peraga yang tersedia dan

menyebutkan bagaian-bagiannya.

2. Membuat dan mengisi catatan pada tempat yang telah disediakan dalam

buku praktikum.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

A. Sistem Karburasi

Bagian-bagian karburator dan fungsinya :

1 Choke utama fungsinya : Membuka atau menutup saluran udara

secara mekanik.

2 Choke otomatis fungsinya : Membuka atau menutup saluran udara

secara otomatis.

3 Ventury fungsinya : Mempercepat aliran udara masuk.

4 Pompa percepatan fungsinya : Memompa bahan bakar saat kecepatan

meningkat mendadak.

5 Katub peluru fungsinya : Mencegah bahan bakar yang dipompakan

kembali ke penampung

6 Percik utama fungsinya : Memberikan BB saat keadaan biasa

7 Percik kompensasi fungsinya : Memberikan BB saat putaran bertambah

secara tiba-tiba

8 Percik stasioner fungsinya : Memberikan bahan bakar saat mesin Idling

9 Throttle fungsinya : Mengukur BB yang masuk ke dalam

silinder

10 Saluran vakum fungsinya : Sebagai sensor saluran perbedaan tekanan

11 Dozer I fungsinya : Menghubungkan tangki BB dengan

karburator

12 Dozer II fungsinya : Memberikan BB saat kecepatan tinggi.

13 Pelampung fungsinya : Mengatur tinngi permukaan BB dari

karburator.

14 By pass economizer fungsinya : Memberikan tambahan BB pada kecepatan

tinggi.

15 Saluran udara fungsinya : Melewatkan udara ke saluran vakum

16 Saluran

kompensasi

fungsinya : Memberikan tambahan BB

17 Saluran udara fungsinya : Melewatkan udara ke ruang vakum

18 Percik percepatan fungsinya : Memberikan tambahan BB secara

mendadak

19 Katub jarum fungsinya : Mengatur keluarnya BB ke percik

percepatan

20 Katup jarum

pelampung

fungsinya : Mempertahankan tinggi muka BB dalam

karburator.

Mekanisme kerja :

Udara luar mengalir melewati saluran hisap ke dalam ruang silinder

dengan kecepatan tertentu(langkah Intake). Saat pengabutan, kecepatan aliran

meningkat dan tekanan udara menurun dibanding tekanan pada ruang pelampung .

Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan tekanan. Bensin diinjeksikan dari

mulut percik kedalam udara yang mengalir, sehinnga saluran bensin dan udara

terhisap kedalam silinder. Throttle berfungsi mengatur jumlah campuran yang

dihisap. Pelampung berfungsi untuk mengatur tinggi bensin dalam ruang

penempung dengan cara membuka dan menutup katub jarum dalam saluran

masuk.

B. Sistem Injector

Bagian-bagian pompa injeksi adalah:

1. Saluran tekan 11. Pen penutup

2. Pegas penekan 12. Rumah pasak

3. Katup 13. Bukaan katup

4. Sekrup pengatur masuknya BB 14. ruang hisap

5. Dudukan pegas 15. Silinder pompa

6. Pegas 16. Plunger

7. Silinder pegas 17. Sekrup pengeluaran

8. Pen bagian atas penutup 18. Saluran penghisap

9. Tuas pengatur jumlah BB 19. Tuas pengatur jumlah BB

10. Silinder pompa 20. Silinder pompa

21. Rumah Pompa (Housing) 22. Rumah Plunger

Mekanisme kerja:

Bahan bakar masuk ke ruang isap, kemudian masuk ke dalam silinder di

atas plunger. Pegas plunger kemudian digerakkan oleh gaya tekan ke atas pada

silinder. Sesaat setelah kepala plunger menutup lubang isap pada silinder pompa,

bahan bakar mulai masuk melalui katup tekan dengan bantuan pengabut yang ada

pada kepala silinder. Setelah plunger mencapai kedudukan paling ujung, katup

tekan akan menutup. Akibatnya, pegas yang ada di dalam silinder pegas akan

menekan plunger kembali ke bawah.

Nozzle Injeksi

Bagian-bagian nozzle injeksi adalah :

1. Jarum pemeriksa 11. Cover

2. Baut tekan 12. Pegas

3. Sekat penutup 13. Dudukan pegas

4. Saluran bocoran 14. Rumah nozzle

5. Saluran tekan 15. Jarum pengabut

6. Penutup saluran 16. Mur

7. Saringan 17. Ujung nozzle

8. Saluran BB 18. Saluran bocoran pada jarum

9. Mulut pengabut 19. Ujung jarum

10. Lubang pengabut 20. D1 = diameter jarum besar,

22. D2 = diameter jarum kecil

Mekanisme kerja:

Bahan bakar masuk ke jarum melalui saluran tekan dengan tekanan tinggi,

kemudian jarum akan terangkat karena adanya tekanan. Jarum akan melawan daya

tekan pegas dan pengabut. Pengabutan dimulai saat bahan bakar mulai ditekan.

Tekanan menurun saat pengabutan berakhir. Akibatnya, jarum kembali ke posisi

semula, sehingga tidak bisa melawan pegas dan penyemprotan berkakhir. Jarum

pemeriksa berfungsi untuk mengatur variasi buka tutup. Saat terjadi pengabutan,

pompa bakar mendesak bahan bakar melalui saluran bakar, sehingga bahan bakar

memiliki tekanan.

C. Sistem Katub

Bagian-bagian katub adalah:

1. Rocker arm 12. Pegas katub

2. Batang penekan 13. Pegas dalam

3.

Tappets

14.

Kepala

silinder

4. Cam shaft 15. Batang katup

5. Cam 16. Dudukan katup

6. Ujung cam 17. Bibir katup

7. Lingkaran dasar 18. Kepala katup

8.

Sendi peluru dan

socker

19.

20.

Adjusting

Adjusting

9. Katub clearance 21. Cam shaft

10. Penahan pegas

11. Mur penyetel

Mekanisme kerja:

Cam shaft mendapatkan putaran trusan dari timing gear saat melakukan

putaran. Hal ini mengakibatkan cam yang ada pada poros cam akan terus berputar

sehingga mendorong batang penekan ke atas dan terjadi perubahan dari gerak

putar menjadi gerak linier atau naik turun pada roker arm. Pada langkah inilah

yang akan mendorong katup ke bawah sehingga katup membuka untuk proses

penutup, katup didorong oleh pegas ke atas.

Diagram Katub

Mekanisme kerja:

Pada mesin empat tak : proses intake dilakukan 200 sebelum TMA

Mekanisme kerja:

Untuk motor 4 tak, Intake dilakukanpada sudut 200

setelah TMA dan 500

setelah TMB. Pada proses kompresi dilakukan 500 setelah TMB dan 20

0 setelah

TMA. Pada proses exhaust clase dilakukan 200 setelah TMA dan berakhir 50

0

sebelum TMB dan 500 setelah TMA.

Untuk motor 2 tak, langkah kompresi dan usaha dilakukan bersamaan

pada sudut 1200 , proses intake dan exhaust dilakukan bersamaan pada sudut 120

0.

BAB V

PEMBAHASAN

Dalam praktikum acara III praktikan dituntut untuk memahami sistem

pembakaran tersebut dengan cara mengamati komponen-komponen penyusun

sistem bahan bakar. Terdapat 3 jenis sistem bahan bakar pada motor bakar, yaitu

sistem karburasi, sistem injektor dan sistem katup.

Karburator merupakan komponen utama pada sistem karburasi.

Mekanisme kerjanya yaitu udara luar mengalir melewati saluran hisap ke dalam

ruang silinder dengan kecepatan tertentu(langkah Intake). Saat pengabutan,

kecepatan aliran meningkat dan tekanan udara menurun dibanding tekanan pada

ruang pelampung . Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan tekanan. Bensin

diinjeksikan dari mulut percik kedalam udara yang mengalir, sehinnga saluran

bensin dan udara terhisap kedalam silinder. Throttle berfungsi mengatur jumlah

campuran yang dihisap.

Pelampung berfungsi untuk mengatur tinggi bensin dalam ruang

penempung dengan cara membuka dan menutup katub jarum dalam saluran

masuk. Agar melebihi ketinggian permukaan bensin di dalam ruang pelampung,

saluran bensin dari ruang pelampung ke bagian venturi harus dibuat sedikit

panjang. Tujuannya adalah agar bahan bakar tidak tumpah saat mesin dalam

keadaan miring. Oleh karena itu, sebelum bertemu dengan aliran udara, bensin

yang berada di dalam saluran yang menuju venture harus dinaikkan dahulu. Jarak

antara ketinggian bensin di dalam saluran tersebut sampai dengan ke tempat mulut

keluarnya bensin pada lubang venturi kurang lebih sekitar ¼ inches. Bensin yang

berada didalam saluran tersebut dinaikkan sampai ke bagian atas jet oleh

kevacuman pada saluran tersebut kemudian bensin dibawa ke bagian venturi

dalam bentuk pertikel-partikel bensin.

Terdapat dua kemungkinan pengaruh kesalahan pengaturan pengapungan,

yang pertama adalah bahan bakar meluap dari karburator yang menyebabkan

karburator bocor. Penyebab utamanya adalah katup jarum tidak dapat menutup

dengan baik. Adapun kemingkinan yang kedua adalah mampet atau bahan bakar

tidak bisa mengalir ke dalam bak penampungan karburator.Penyebabnya adalah

jarum penutup tidak dapat membuka dengan baik.

Fungsi dari percik stasioner adalah memberikan bahan bakar saat mesin

dalam kondisi idling. Percik percepatan berfungsi untuk memberikan bahan bakar

saat kecepatan berubah mendadak. Percik kompensasi befungsi untuk

memberikan bahan bakar saat putaran bertambah seketika, dan fungsi dari bay

pass economizer memberikan bahan bakar pada kecepatan tinggi.

Fungsi dari Pompa injeksi adalah memompa atau memberikan tekanan

pada bahan bakar sehingga dapat naik dan dapat dikabutkan pada nozzle. Nozzle

berfungsi sebagai pengabut bahan bakar yang dilewatkan pada jarum nozzle dan

memasukkan bahan bakar ke dalam ruang bakar atau menginjeksikan bahan

bakar. Dengan luas penampang nozzle yang kecil, maka bahan bakar terpecah

menjadi partikel yang lebih halus.

Mekanisme kerja pompa injeksi adalah Bahan bakar masuk ke ruang isap,

kemudian masuk ke dalam silinder di atas plunger. Pegas plunger kemudian

digerakkan oleh gaya tekan ke atas pada silinder. Sesaat setelah kepala plunger

menutup lubang isap pada silinder pompa, bahan bakar mulai masuk melalui

katup tekan dengan bantuan pengabut yang ada pada kepala silinder. Setelah

plunger mencapai kedudukan paling ujung, katup tekan akan menutup. Akibatnya,

pegas yang ada di dalam silinder pegas akan menekan plunger kembali ke bawah.

Diagram katup adalah suatu diagram yang menjadi gambaran bagaimana

berjalannya siklus langkah dari motor bakar dalam. Melalui diagram katup kita

dapat melihat posisi dari saat intake, kompresi, usaha, dan exhaust. Keempat

langkah tersebut dapat terlihat jelas pada diagram katup untuk mesin 4 langkah.

Sedangkan pada motor 2 langkah, diagram katupnya lebih rumit. Hal ini

disebabkan karena adanya dua siklus yang terjadi secara bersamaan. Dilihat dari

diagram katup untuk motor 4 tak, dari TMA sampai intake close adalah langkah

intake, lalu langkah kedua adalah kompresi sampai TMA lagi, setelah itu terjadi

pembakaran sampai exhaust terbuka sehingga terjadi langkah ke empat yaitu

pembuangan.Pada motor 2 tak memiliki degree of rotation 1000. Dari TMA terjadi

2 proses sekaligus yaitu intake dan kompresi, lalu langkah kedua juga meliputi 2

proses yaitu pembakaran/kerja dan pembuangan. Mekasinme kerja sistem katup

ini adalah cam shaft berputar mendapat putaran terusan dari timing gear, sehingga

cam yang ada pada poros camtiming gear berputar sehingga cam shaft mendapat

putaran dan ikut berputar. Akibatnya, cam akan mendorong batang penekan

keatas dan mengakibatkan perubahan gerak, dari gerak putar menjadi gerak linier

atau naik turun pada rocker arm, atau juga dikenal dengan gerak translasi.

Gerakan inilah yang akan mendorong katup ke bawah sehingga katup terbuka.

Untuk proses menutup, katup didorong oleh pegas ke atas.

BAB VI

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Motor bakar dalam memiliki tiga sistem bahan bakar yaitu sistem

karburasi, sistem injektor , dan sistem katup.

2. Pada sistem bahan bakar karburasi, udara dan bahan bakar dicampur

diluar silinder ruang bakar.

3. Pada sistem bahan bakar injektor, udara dan bahan bakar dicampur di

dalam silinder.

4. Fungsi dari diagram katup adalah untuk mengetahui mekanisme kerja

siklus langkah pada motor bakar, baik dua tak maupun 4 tak.

5. Fungsi dari karburator yaitu mengatur pemasukan, pencampuran dan

pengabutan bahan bakar kedalam udara sehingga diperoleh

perbandingan campuran yang sesuai dengan keadaan beban dan

kecepatan poros engkol.

6. Fungsi dari nozzle yaitu sebagai pengabut bahan bakar yang akan

kedalam silinder sesuai dengan derajat yang diminta.

BAB VII

DAFTAR PUSTAKA

Arends, Berenschot.H. 1996. Motor Bensin. Erlangga: Jakarta.

Arismunandar, Wiranto. 1983. Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Institut

Teknologi Bandung. Bandung.

Crovse H. William. 1980. Automotive Mechanics 8th

edition. McGraw

Hill.USA.

Daryanto. 1999. Pengetahuan Komponen Mobil. Penerbit Bumi Aksara.

Jakarta.

Ibrahim, Irwan. 2000. Sistem Injeksi Bahan Bakar. Deputi Teknologi Industri

Rancang Bangun dan Rekayasa, BPPT: Jakarta.

Northop. 1997. Service Auto Mobil Pengantar Praktis Teknik Otomotif.

Pustaka Setia. Bandung.

LAMPIRAN

Modifikasi Cooling System pada

Oil Burner PLTU

Nozzle burner sebagai alat untuk mengalirkan bahan bakar di dalam boiler,

memiliki peranan penting untuk menghasilkan pembakaran yang sempurna.

Sejak dimodifikasi pada tahun 1998 dalam proyek gasifikasi, nozzle burner

PLTU Gresik unit 1 dan 2 dapat digunakan untuk dua jenis bahan bakar

yaitu bahan bakar minyak dan gas.

Semenjak bahan bakar gas tidak digunakan sejak 3 tahun terakhir, nozzle burner

sering mengalami kerusakan pada bagian ujungnya, padahal nozzle burner

menggunakan material AVESTA 253MA dengan temperatur kritis 1150oC.

Akibat kerusakan ini, boiler tidak siap jika beroperasi dengan bahan bakar gas.

Selain itu kegiatan pemeliharaan preventive tidak bisa dilakukan karena oil burner

tidak dapat dilepas. Kerusakan pada nozzle burner juga berakibat kurang

sempurnanya bentuk lidah api sehingga menimbulkan over heating pada satu sisi

dinding boiler dan mengakibatkan berkurangnya umur sisa pipa boiler.

Hasil analisa/uji metallography menunjukkan, kerusakan disebabkan oleh korosi

pada temperatur tinggi yang dipicu oleh pemanasan yang berlebihan (long term

overheating ). Korosi ini disebabkan oleh oksidasi karena reaksi material burner

dengan oksigen yang berasal dari udara pendingin.

Kerusakan burner tersebut diatasi dengan melakukan modifikasi cooling system

pada burner. Modifikasi ini dilakukan dengan prinsip mencegah terjadinya

oksidasi dan over heating.

Manfaat finansial dari modifikasi ini adalah penurunan biaya pemeliharaan untuk

penggantian burner sebesar ± Rp 277 juta/tahun. Manfaat lain yang didapat adalah

meningkatnya keandalan system pembakaran pada boiler.

Modifikasi Modifikasi Cooling System pada Oil Burner PLTU tersebut merupakan studi

kasus Dual Firing Burner pda PLTU Unit 1 dan 2 UP Gresik. Inovasi ini yang

dilakukan Bambang Tedjo Narsoyo dan Kurniawan Dwi Ananto dari Unit

Pembangkian Gresik ini dilatarbelakangi oleh adanya kerusakan pada nozzle

burner PLTU unit 1 dan unit 2 itu yang terjadi setiap tahun. Kerusakan ini terjadi

sejak tidak digunakannya bahan bakar gas dalam proses pembakaran dalam boiler

( saat ini PLTU 1 dan 2 Gresik beroperasi dengan bahan bakar minyak).

Kerusakan berupa pengeroposan ujung nozzle burner sehinggga bagian luar pipa

nozzle burner hancur. Hal ini mengakibatkan nozzle gas tidak siap jika sewaktu-

waktu boiler beroperasi dengan bahan bakar gas. Dengan adanya kerusakan yang

terjadi setiap tahun, memunculkan pemikiran untuk melakukan penelitian serta

melakukan perancangan ulang desain nozzle burner yang lebih tahan pada

temperatur tinggi.

Kerusakan yang terjadi setiap tahun ini berakibat pada penurunan keandalan,

efisiensi boiler dan peningkatan biaya pemeliharaan. Kerusakan itu berupa

keroposnya ujung nozzle bahkan beberapa cap nozzle tempat laluan bahan bakar

gas telah hilang. Dari hasil pengamatan, kerusakan sering terjadi pada nozzle yang

terletak pada posisi level B.

Uji material telah dilakukan di laboratorium metalurgi yang meliputi Uji

komposisi, uji metalography, uji makroskopik, uji kekerasan (hardness test) dan

uji XRF (X-Ray Fluorescence) dengan mengambil sampel potongan material

nozzle burner pada derah yang terbakar dan daerah yang tidak terbakar sebagai

pembanding.

Hasil uji metalography memperlihatkan terjadinya perubahan struktur mikro

material outer pipe berupa dekarburasi akibat oksidasi, rekristalisasi

(pertumbuhan) butiran logam dan speriodisasi karbida (carbide spheroidization)

atau grafitisasi.

Perubahan struktur mikro ini diakibatkan oleh peristiwa long-term overheating

yang ditandai dengan terbentuknya fasa sigma dan karbida dan diperkirakan

terjadi pada rentang suhu 700-950oC. Dengan terbentuknya kedua fasa tersebut

mengakibatkan material nozzle gas dan outer pipe dibagian ujung burner nozzle

menjadi sangat rentan mengalami oksidasi dan korosi sehingga mempercepat

terjadinya kerusakan dibagian ujung burner nozzle tersebut.

Dari hasil uji metalography terlihat bahwa proses korosi telah bersinergi dengan

oksidasi menyerang di bagian batas butir paduan stainless dari material nozzle gas

dan outer pipe sehingga menimbulkan intergranular oxidation and corrosion.

Demikian pula dari hasil uji XRF terhadap kerak (scale) yang terbentuk

menunjukkan adanya sejumlah oksida dan kandungan unsur korosif seperti sulfur

serta vanadium yang kemungkinan berperan terhadap terjadinya proses korosi

dibagian ujung burner nozzle .

Selain karena perubahan struktur mikro material, kondisi pemanasan yang

berlebih di area tertentu ( ujung nozzle ) / long-term overheating juga diduga

sebagai penyebab pengerasan material. Hal ini ditunjukkan dengan hasil hardness

test yang memperlihatkan rata-rata nilai kekerasan material outer tube di area

yang terbakar lebih besar dari kekerasan di area yang tidak terbakar.

Adanya pengerasan yang diakibatkan long term overheating dan adanya oksidasi

yang berlebih mengakibatkan terjadinya kerusakan dan korosi temperatur tinggi

pada area ujung nozzle.

Dari analisa ini maka penyebab terjadinya kerusakan pada nozzle bermula dari

adanya oksidasi dan long term overheating dimana kondisi overheating yang

berlangsung jangka panjang memicu terjadi oksidasi. Dengan demikian solusi

agar tidak terjadi kerusakan adalah dengan jalan mencegah/mengurangi okdidasi

dan overheating.

Kondisi overheating pada nozzle dapat terjadi jika pendinginan kurang. Seperti

dijelaskan pada Bab Landasan Teori, proses perpindahan panas dari benda

bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur lebih rendah dipengaruhi oleh

beda temperatur, luas permukaan kontak dan laju aliran massa pendingin. Oleh

sebab itu agar prose pendinginan lebih efektif maka faktor-faktor tersebut harus

diperhatikan.

Temperatur udara sealing yang masuk pada selongsong nozzle harus dikondisikan

serendah mungkin, setidaknya sama dengan temperatur udara sekitar ( ambient

temperature ). Permukaan kontak harus memiliki luasan yang cukup sementara

udara sealing harus mengalir dengan laju aliran massa yang cukup pula.

Sebagaimana diketahui dalam konstruksi boiler dan nozzle burner, udara

pendingin selain berupa udara seal ( dari seal air boster fan ) juga berasal dari

udara bakar yang berfungsi juga sebagai pendingin outer pipe nozzle. Udara bakar

ini diatur oleh air register vane damper. Laju aliran udara yang kurang

menyebabkan lidah api tidak normal dan menjilat ke belakang. Kondisi ini akan

mengakibatkan overheating pada ujung nozzle.

Jika kondisi overheating pada ujung nozzle ini berlangsung lama ( long term

overheating ), seperti dijelaskan sebelumnya, maka akan memicu terjadinya

oksidasi dan kerusakan nozzle. Kondisi permukaan outer pipe yang rusak

mengakibatkan turbulensi aliran udara dari secondary atau tertiary air karena

permukaan pipa tidak rata. Keadaan ini akan semakin memperparah overheating

bahkan arah lidah api semakin tidak beraturan dan mendekati tube boiller di

sekitar burner. Pada akhirnya tube di sekitar burner akan cepat mengalami

kerusakan karena pemanasan.

Analisa ini didukung hasil pemeriksaan sisa umur ( Remaining Life Assessment )

boiler PLTU unit 1 yang dilakukan pada bulan Maret 2006. Berdasarkan hasil

RLA tersebut diketahui bahwa kerusakan paling parah pada boiler PLTU 1 terjadi

pada tube di dekat burner.

Hal ini dapat dilihat dari sample struktur mikro pada tube no 69 yang berada di

dekat burner yang telah mengalami perubahan morphology dari ferrite–pearlite

menjadi ferit-spherodized pearlite kelas D. Secara teori, dari hasil perhitungan sisa

umur, perkiraan sisa umur teknis tube di daerah ini telah habis. Artinya kerusakan

atau kebocoran tube dapat terjadi sewaktu-waktu. Kondisi ini diperparah dengan

adanya pitting corrosion yang nampak secara visual.

Pitting corrosion ini disebabkan oleh adanya unsur sulfur (S), chlor (Cl) dan

oksigen (O) yang berlebihan saat terjadi pembakaran di ruang bakar. Unsur S, Cl,

dan O yang berlebih ini disebabkan oleh pembakaran tidak sempurna atau kualitas

bahan bahan bakar yang rendah. Akibatnya bahan bakar tidak terbakar sempurna

dan sisa pembakaran menempel pada tube dan terakumulasi menjadi kerak.

Lapisan kerak yang tebal mengakibatkan localized overheating dan dekarburasi

pada permukaan tube. Kondisi ini akan mengakibatkan penurunan kekuatan

material sehingga tube dapat mengalami penggelembungan dan akhirnya bocor.

Sementara itu proses oksidasi pada ujung nozzle berlangsung jika terjadi reaksi

antara material nozzle (Fe) dengan oksigen. Desain burner lama memanfaatkan

hembusan udara sealing sebagai pendingin nozzle. Udara ini masuk melalui ruang

bahan bakar gas keluar menuju furnace. Udara sealing yang mengandung oksigen

ini bereaksi dengan Fe dan mengasilkan fero oksida FeO. Proses ini dikenal

dengan korosi. Reaksi kimia yang terjadi dalam proses korosi tersebut adalah

sebagai berikut : Fe2+ + 2 e- + ½ O2 FeO. Tiupan udara pendingin yang keluar di

ujung cap nozzle menyebabkan proses oksidasi berlangsung lebih hebat.

Dari analisa di atas maka untuk mencegah terjadinya kerusakan atau

memperpanjang usia nozzle maka modifikasi burner sistem harus berpedoman

pada prinsip pencegahan terjadinya overheating dan oksidasi.

Agar tidak terjadi overheating maka alternatif pertama dapat dilakukan

penambahan laju massa udara pendigin dengan cara memperbesar kapasitas seal

air boster fan. Alternatif kedua adalah mengganti material tube (Avesta 253 MA)

pada bagian ujung yang terkena panas langsung dengan material yang lebih tahan

pada temperatur tinggi yaitu paduan nikel atau Incoloy 800. Alternatif ketiga

adalah melakukan pelapisan atau coating untuk melindungi permukaan ujung

nozzle dengan menggunakan lapisan coating yang tahan panas atau TBC (

Thermal Barier Coating )

Alternatif lain adalah mencegah laju oksidasi dengan mengubah desain burner

sedemikian hingga udara sealing tidak keluar dari ujung nozzle dan masuk dalam

ruang bakar.

Dalam penelitian inovasi ini, alternatif terakhir ini yang dipilih karena biayanya

relatif lebih murah dibandingkan investasi fan, menggantian material atau TBC.

Desain modifikasi ini mengacu pada konsep : (1) Udara pendingin tidak keluar

melalui ujung nozzle. (2) Udara pendingin dipastikan dapat bersirkulasi

sempurna. (3) Pipa aliran gas tidak kehilangan fungsinya sebagai tempat

mengalirnya bahan bakar.

Dalam desain modifikasi ini ruang udara seal dengan ruang bahan bakar gas

dipisahkan. Antara selongsong outer tube dengan inner tube dipasang selongsong

tambahan yang dapat disebut sebagai middle tube. Antara middle tube dengan

inner tube dihubungkan dengan dua pipa 15A pada bagian ujung nozzle untuk

laluan udara pendingin. Sedangkan antara inner tube dengan outer tube

dihubungkan dengan satu pipa 25A pada bagian tengah nozzle sisi atas untuk

sealing air outlet.

Bahan bakar gas dialirkan melewati ruang antara middle pipe dengan inner pipe

keluar melalui lubang cap nozzle. Sementara itu udara sealing masuk dari sealing

air inlet mengisi ruang antara outer pipe dengan middle pipe menuju bagian ujung

nozzle yang panas dan masuk ke inner tube lalu ke luar di area wind box.

Posisi keluarnya udara seal diletakkan di sisi atas agar mengikuti pola garis-garis

gaya fluida udara bakar di sekitar nozzle pada area wind box, yaitu dari bawah ke

atas.

Dengan mengikuti pola gaya fluida udara bakar maka udara sealing akan keluar

dengan mudah karena tidak terhambat oleh dorongan udara bakar yang

berlawanan arah, dengan demikian proses tranfer panas akan lebih efektif.

Dalam selongsong inner tube terdapat fuel oil gun burner yang terpisah dari

desain nozzle gas burner ini . Karena aliran udara seal masuk ke inner tube, maka

hal ini akan memberikan keuntungan tersendiri yaitu udara seal yang melewati

inner tube akan memindahkan panas dari ujung nozzle ke fuel oil yang ada dalam

fuel oil gun burner dalam inner tube. Dengan demikian, temperatur minyak akan

semakin panas sehingga proses pembakaran akan lebih efisien dan sempurna.

``Udara seal yang keluar dari nozzle menuju wind box akan bercampur dengan

udara bakar. Udara seal yang panas ini akan memberi dampak pada peningkatan

suhu udara bakar. Meskipun dampak peningkatan ini tidak signifikan namun

secara tidak langsung akan memberikan keuntungan pada efisiensi proses

pembakaran. q

(Tulisan ini disarikan dari makalah inovasi karya Bambang Tedjo Narsoyo dan

Kurniawan Dwi Ananto dari Unit Pembangkian Gresik, yang berhasil menjadi

Juara II Bidang Teknologi Non-Listrik pada Lomba Karya Inovasi PLN Ke-IX,

2006)

Dengan adanya kerusakan yang terjadi setiap tahun, memunculkan pemikiran

untuk melakukan penelitian serta melakukan perancangan ulang desain nozzle

burner yang lebih tahan pada temperatur tinggi.

Tanggapan

Kerusakan pada nozzle burner juga berakibat kurang sempurnanya

bentuk lidah api sehingga menimbulkan over heating pada satu sisi dinding boiler

dan mengakibatkan berkurangnya umur sisa pipa boiler.Hasil analisa/uji

metallography menunjukkan, kerusakan disebabkan oleh korosi pada temperatur

tinggi yang dipicu oleh pemanasan yang berlebihan (long term overheating

).Korosi ini disebabkan oleh oksidasi karena reaksi material burner dengan

oksigen yang berasal dari udara pendingin.Kerusakan burner tersebut diatasi

dengan melakukan modifikasi cooling system pada burner. Modifikasi ini

dilakukan dengan prinsip mencegah terjadinya oksidasi dan over heating. Manfaat

finansial dari modifikasi ini adalah penurunan biaya pemeliharaan untuk

penggantian burner sebesar ± Rp 277 juta/tahun.Manfaat lain yang didapat adalah

meningkatnya keandalan system pembakaran pada boiler.

Karburasi Pada Motor Injeksi

Berbagai macam cara dan usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar gas

buang beracun yang dihasilkan oleh mesin-mesin kendaraan bermotor seperti

penggunaan BBM bebas timbal, penggunaan katalis pada saluran gas buang, dll.

Sebagaimana mesin 2 langkah yang harus digantikan oleh mesin 4 langkah, sistem

karburasi manual akhirnya juga akan digantikan oleh sistem karburasi digital.

Sistem injeksi bahan bakar elektronik (karburasi digital) sudah mulai diterapkan

pada mesin sepedamotor, perlahan tapi pasti akan menggantikan sistem yang

sudah lama bertahan yaitu karburator (karburasi manual ).Karena mesin

sepedamotor merupakan kombinasi reaksi kimia dan fisika untuk menghasilkan

tenaga, maka kita kembali ke teori dasar kimia bahwa reaksi pembakaran BBM

dengan O2 yang sempurna adalah 14,7 bagian O2 (oksigen) berbanding 1 bagian

BBM dalam ukuran perbandingan berat, bukan volume. Teori perbandingan

berdasarkan berat jenis unsur, pada prakteknya perbandingan diatas (AFR – Air

Fuel Ratio) diubah untuk menghasilkan tenaga yang lebih besar atau konsumsi

BBM yang ekonomis.Karburator juga mempunyai tujuan yang sama yaitu

mencapai kondisi perbandingan sesuai teori kimia diatas namun dilakukan secara

manual .Karburator cenderung diatur untuk kondisi rata-rata dimana sepedamotor

digunakan sehingga hasilnya cenderung kearah campuran BBM yang lebih

banyak dari kebutuhan mesin sesungguhnya Untuk EFI karena diatur secara

digital maka setiap ada perubahan kondisi penggunaan sepedamotor ECU akan

mengatur supaya kondisi AFR ideal tetap dapat dicapai. Contohnya: Pada sistem

Karburator ada perbedaan tenaga jika sepedamotor digunakan siang hari

dibandingkan malam hari, hal ini karena kepadatan oksigen pada volume yang

sama berbeda, singkatnya jumlah O2 berubah pasokkan BBM tetap (ukuran jet

tidak berubah). Hal ini tidak terjadi pada sistem EFI karena adanya sensor suhu

udara (Inlet Air Temperature) maka saat kondisi kepadatan O2 berubah, pasokkan

BBM pun disesuaikan (waktu buka injector ditambah atau dikurangi). Jadi

sepedamotor yang menggunakan EFI digunakan siang atau malam tetap optimum

alias tenaga tetap sama. Perbedaan utama Karburator dibandingkan EFI adalah.

Karburator EFI BBM dihisap oleh mesin BBM diinjeksikan/disemprotkan ke

dalam mesin Pengapian Terpisah Sistem Pengapian menyatu Komponen-

komponen dasar EFI .Setiap jenis atau model sepedamotor mempunyai desain

masing-masing namun secara garis besar terdapat komponen-komponen berikut.

ECU – Electrical Control Unit Pusat pengolah data kondisi penggunaan mesin,

mendapat masukkan/input dari sensor-sensor mengolahnya kemudian memberi

keluaran/output untuk saat dan jumlah injeksi, saat pengapian.

Fuel Pump

Menghasilkan tekanan BBM yang siap diinjeksikan. Pressure Regulator

Mengatur kondisi tekanan BBM selalu tetap (55~60psi).

Temperature Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi suhu mesin, kondisi mesin dingin

membutuhkan BBM lebih banyak.

Inlet Air Temperature Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi suhu udara yang akan masuk ke mesin, udara

dingin O2 lebih padat, membutuhkan BBM lebih banyak.

Inlet Air Pressure Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi tekanan udara yang akan masuk ke mesin,

udara bertekanan (pada tipe sepedamotor ini hulu saluran masuk ada diantara dua

lampu depan) O2 lebih padat, membutuhkan BBM lebih banyak.

Atmospheric Pressure Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi tekanan udara lingkungan sekitar

sepedamotor, pada dataran rendah (pantai) O2 lebih padat, membutuhkan BBM

lebih banyak.

Crankshaft Sensor

Memberi masukan ke ECU posisi dan kecepatan putaran mesin, putaran tinggi

membutuhkan buka INJECTOR yang lebih cepat.

Camshaft Sensor

Memberi masukan ke ECU posisi langkah mesin, hanya langkah hisap yang

membutuhkan buka INJECTOR.

Throttle Sensor

Memberi masukan ke ECU posisi dan besarnya bukaan aliran udara, bukaan besar

membutuhkan buka INJECTOR yang lebih lama.

Fuel Injector / Injector

Gerbang akhir dari BBM yang bertekanan, fungsi utama menyemprotkan BBM ke

dalam mesin, membuka dan menutup berdasarkan perintah dari ECU.

Speed Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi kecepatan sepedamotor, memainkan gas di

lampu merah dibanding kecepatan 90km/jam, buka INJECTOR berbeda.

Vehicle-down Sensor

Memberi masukan ke ECU kondisi sepedamotor, jika motor terjatuh dengan

kondisi mesin hidup maka ECU akan menghentikan kerja FUEL PUMP,

IGNITION, INJECTOR, untuk keamanan dan keselamatan.

Electronic Fuel Injection memang lebih unggul dibanding karburator, karena

dapat menyesuaikan takaran BBM sesuai kebutuhan mesin standar. ECU

diprogram untuk kondisi mesin standar sesuai model sepedamotor, di dalam ECU

terdapat tabel BBM yang akan dikirim melalui Injector sesuai kondisi mesin

standar. Jika ada perubahan dari kondisi standar misalnya filter udara diganti atau

dilepas, walaupun ada pengukur tekanan udara (inlet air pressure sensor)

pasokkan BBM hanya berubah sedikit, akhirnya sepedamotor akan berjalan tidak

normal karena O2 terlalu banyak (lean mixture). Tabel ECU standar biasanya

tidak dapat dirubah, karena tujuan utama EFI adalah pengurangan kadar emisi gas

buang beracun.

Untuk mesin modifikasi memerlukan modifikasi tabel dalam ECU, hal dapat

dilakukan dengan: Software yang dapat masuk ke dalam memory ECU – hanya

dimiliki oleh ATPM atau dealer

Piggyback alat tambahan diluar ECU - bekerja dengan cara memanipulasi

sinyal yang dikirim ke Injector untuk membuka lebih lama (mirip tukar main jet

dengan ukuran yang lebih besar).

Ganti ECU dengan ECU aftermarket yang dapat diprogram tabel memorynya,

sesuai modifikasi, sesuai kondisi sirkuit.

Tanggapan:

Sistem karburasi pada motor injeksi lebih rumit dibandingkan dengan

motor biasa. Di dalamnya melibatkan berbagai komponen digital yang

menjadikan karburasi lebih efisien dan efektif. Electronic Fuel Injection memang

lebih unggul dibanding karburator, karena dapat menyesuaikan takaran BBM

sesuai kebutuhan mesin standar. ECU diprogram untuk kondisi mesin standar

sesuai model sepedamotor, di dalam ECU terdapat tabel BBM yang akan dikirim

melalui Injector sesuai kondisi mesin standar. Jika ada perubahan dari kondisi

standar misalnya filter udara diganti atau dilepas, walaupun ada pengukur tekanan

udara (inlet air pressure sensor) pasokkan BBM hanya berubah sedikit, akhirnya

sepedamotor akan berjalan tidak normal karena O2 terlalu banyak (lean mixture).

Tabel ECU standar biasanya tidak dapat dirubah, karena tujuan utama EFI adalah

pengurangan kadar emisi gas buang beracun.

Airbus Kembangkan Avtur Bebas Emisi

Kamis, 21 Februari 2008 | 13:26 WIB

TEMPO Interaktif, Jakarta:Produsen pesawat Perancis, Airbus,

mengembangkan penggunaan bahan bakar yang ramah lingkungan. Bulan ini,

Airbus telah berhasil menguji penggunaan sistem fuel cel, yakni sumber energi

untuk menggerakkan sistem back-up dan electric power pesawat dengan kadar

emisi nol.

"Fuel cell terbukti ramah lingkungan dan menghemat

biaya operasional.", kata Patrick Gavin Airbus

Executive Vice President Engineering dalam rilisnya kemarin.

Pengujian itu bagian upaya menjajaki kemungkinan penggunaan teknologi fuel

cell dan tenaga penggerak beremisi nol dalam penerbangan sipil.

Selama pengujian berlangsung, Patrick menjelaskan, sistem fuel cell berbasis

hidrogen dan oksigen menghasilkan tenaga listrik sebesar 20 Kilo Watts (kW).

Sistem fuel cell yang bebas emisi ini menghasilkan sekitar 10 liter air murni

sebagai produk buangan. "Pesawat menjadi lebih ringan dan efisiensi bahan bakar

meningkat," ujarnya.

Sistem ini menggerakkan electric motor pump dan backup hydraulic circuit, serta

mengoperasikan ailerons pesawat. Daya tahan sistem ini terbukti pada high

gravity loads saat pesawat melakukan <>manuver zero gravity.

Patrick mengatakan, hasil uji coba itu memungkinkan Airbus dan partnernya

untuk mengembangkan lebih lanjut penerapan teknologi fuel cell untuk mengganti

sistem pesawat lainnya, seperti sistem emergency power dan Auxiliary Power

Unit (APU).

Tanggapan

Airbus melakukan uji bahan bakar avtur yang ramah lingkungan. Hal ini

bisa dijadikan salah satu cara untuk mengurangi emisi karbondioksida yang ada di

bumi. Dengan bahan bakar baru, pesawat akan lebih ringan dan emisi yang

dikeluarkan adalah 0%. Produk buangan berupa air yang dihasilkan dari sistem

fuell cell dengan tenaga listrik 20 Kilo Watt (kW). Sistem fuell cell berbasis

hidrogen dan oksigen.

Saatnya Beralih ke Hidrogen

Raksasa pabrik pesawat Boeing berhasil membuat pesawat berbahan bakar

hidrogen. Dunia transportasi kian serius dengan bahan bakar gas itu.

No war for oil." Begitulah bunyi pelbagai spanduk dari para penentang

pendudukan Amerika atas Irak beberapa waktu lalu. Spanduk itu seperti menguliti

alasan jahat Amerika Serikat atas sebuah perang yang tak masuk akal. Sayangnya,

Presiden AS George W. Bush seakan tak sadar akan perkembangan teknologi

energi alternatif. Bahan bakar minyak (BBM) kini bukanlah segalanya. Buktinya,

pelbagai produsen transportasi massa kini gencar beralih ke hidrogen.

Tengoklah keberhasilan raksasa pabrik pesawat terbang Boeing. Pabrik yang

bermarkas di Chicago, Amerika Serikat, itu dua pekan lalu sukses saat melakukan

uji coba penerbangan pesawat berbahan bakar hidrogen. Ini adalah pesawat

terbang pertama yang berhasil terbang dengan memanfaatkan energi dari unsur

kimia hidrogen. Pesawat itu berhasil mengitari Atlanta—sebuah milestone dalam

perkembangan teknologi energi alternatif. Selama ini, pesawat terbang komersial

dan pesawat tempur selalu menggunakan hidrokarbon jenis avtur sebagai bahan

bakar.

Untuk menerbangkan pesawat Boeing bermesin tunggal, pilot memanfaatkan

energi listrik dari dua baterai (fuel cell). Yang paling sulit adalah saat pesawat

berancang-ancang untuk lepas landas. Tarikan gaya gravitasi bumi (9,8 m/detik2)

membuat pesawat harus memiliki energi yang jauh lebih besar. Boeing

menggunakan dua baterai berkekuatan 50 kilowatt untuk pesawat yang dirancang

hanya untuk satu awak itu. Kelak, "Industri penerbangan akan beralih ke

penggunaan hidrogen," ujar Judith Agar, Direktur Teknik Pabrik Pesawat Boeing.

Untuk mengembangkan sistem penyuplai energi, Boeing bekerja sama dengan

Intelligent Energy. Perusahaan pemasok energi alternatif dari Inggris itu berhasil

membuat desain fuel cell yang mendapat pasokan dari hidrogen. Hebatnya,

hidrogen hanya diperoleh dari proses elektrolisis air (H2O) dalam "tangki bahan

bakar" pesawat. Bila tak ada aral, "Kami akan benar-benar menerapkannya pada

pesawat komersial pada 2010," kata Agar.

Sebenarnya para produsen peralatan transportasi massa telah lama melirik

kemungkinan penggunaan energi hidrogen. Di dunia otomotif, misalnya, mobil

berbahan bakar hidrogen bukanlah barang yang asing. Inovasi di sana-sini

memang masih terus dilakukan untuk mendapatkan performa mesin dan

kecepatan yang memadai.

Ford Motor Corporation, misalnya. Pabrik mobil ternama di Amerika ini pada

tahun 2000 berhasil membuat prototipe mobil dengan bahan bakar hidrogen.

Mobil yang disebut Ford P2000 itu dalam uji coba mampu berlari dengan

kecepatan hingga 65 mil per jam (104 kilometer per jam). Selama 24 jam nonstop,

Ford P2000 berhasil mencapai jarak tempuh 1.390,75 mil. CEO Ford Motor, Alex

Trotman, memastikan perusahaannya akan memproduksi mobil hidrogen secara

massal. Soalnya, ujar Trotman, "Mobil hidrogen sesuai dengan tuntutan zaman."

Dari Jepang, pelbagai pabrik mobil juga tak mau ketinggalan. Toyota Motor

Corporation, misalnya, telah mengembangkan prototipe mobil FCHV yang

mampu berlari hingga 95 mil per jam. Mobil mungil dengan bahan bakar fuel cell

dari hidrogen ini bahkan telah beredar di California, Amerika Serikat. Untuk

mencoba mobil keren ini, Toyota baru mencoba dengan sistem sewa. Sebuah

mobil bisa didapat dengan tarif sewa US$ 10 ribu per bulan. Dengan kapasitas

tangki 157 liter hidrogen yang dimampatkan, mobil itu mampu menempuh jarak

hingga 350 kilometer tanpa harus mengisi bahan bakar.

Memang, untuk menerapkan teknologi energi hidrogen, dibutuhkan sistem

penyimpanan yang memadai. Maklumlah, berbeda dengan BBM, yang hanya

membutuhkan tangki penampung, gas hidrogen membutuhkan teknologi

penyimpanan yang lebih canggih. Secara teknis, ada tiga pilihan untuk storage

system: kompresi gas hidrogen, hidrogen cair, atau ikatan kimiawi hidrogen

(hidrida).

Secara teoretis, kompresi gas hidrogen merupakan pilihan yang sulit dan

berbahaya. Soalnya, hidrogen pada suhu kamar merupakan gas yang bersifat

sangat eksplosif. Tak aneh, mobil dengan bahan bakar kompresi gas hidrogen

seperti mengusung bom. Sedangkan penyimpanan hidrogen cair, meski terbilang

sangat aman, juga bukanlah pilihan yang menarik. Soalnya, hidrogen baru

mencair pada suhu minus 400 derajat Celsius. Untuk itu, dibutuhkan sistem

pendingin yang canggih. Buntutnya, sistem ini akan menghabiskan biaya yang

besar, jauh lebih mahal ketimbang menggunakan BBM biasa. Pilihan yang paling

masuk akal adalah penggunaan sistem ikatan kimia. Konsepnya seperti spons

yang menyerap dan menampung air. Kapasitas penyimpan dengan sistem ini besar

dan tingkat keamanannya tinggi.

Bisa jadi peralihan ke energi hidrogen merupakan keharusan sejarah. Soalnya,

tingkat pencemaran lingkungan akibat penggunaan BBM sungguh

mengkhawatirkan. Departemen Energi (DOE) Amerika Serikat memprediksi

penggunaan energi hidrogen untuk transportasi akan menghilangkan emisi karbon

dioksida (CO2). Pada tahun 2050, emisi CO2 di Amerika yang bisa dihilangkan

bisa mencapai 25 miliar ton. Buntutnya, pemerintah Amerika akan menghemat

biaya kesehatan akibat polusi udara sebesar US$ 100 miliar setiap tahun.

Ada hal lain. BBM yang berasal dari hidrokarbon fosil-fosil berusia jutaan tahun

merupakan sumber energi tak terbarukan (unrenewable resources). Artinya, suatu

saat kelak, BBM akan habis akibat dikonsumsi oleh umat manusia.