Pengembangan HCCL stage-3 (Quad-injection) pada diesel engine untuk aplikasi pembangkit skala kecil (10 KVA) berbasis bahan bakar bio-ethanol

Adanya kebutuhan yang berasaldari minyak bumi semakin meningkat dari tahun ke tahun yang mengakibatkan adanya pemanasan global, perubahan iklim serta merusak lingkungan hidup. Dilakukan penelitian yang bermanfaat untuk penghematan bahan bakar fosil dengan menggunakan bahan bakar alternatif berbasis bioetanol pada mesin diesel. Faktor yang memengaruhi pembakaran pada mesin diesel di antaranya adalah tingkat kehomogenan campuran dari bahan bakar dengan udara, waktu injeksi bahan bakar, dan karakteristik bahan bakar. Penelitian ini ditujukan untuk: 1) meningkatkan efisiensi mesin diesel; 2) meningkatkan rasio persentase etanol sebagai bahan bakar suplemen pada motor diesel, dan mengurangi emisi gas buang menggunakan metode homogeneus charge compression ignition (HCCI). Metode penelitian dilakukan dengan pengujian pada motor diesel dua silinder 1.630 cm3 dengan sistem pengisian alamiah dan berpendingin air. Motor diesel konvensional jenis injeksi tidak langsung telah dimodifikasi sehingga dapat beroperasi sebagai motor diesel injeksi langsung. Modifikasi terhadap mesin dilakukan untuk memperoleh sistem yang sesuai dengan penelitian, juga menempatkan beberapa komponen tambahan yang diperlukan dalam pengoperasian mesin. Unjuk kerja dilakukan pada 1.500 rpm dengan pembebanan mulai dari 0 Nm (tanpa beban) sampai 60 Nm (beban penuh) dengan peningkatan beban setiap 10 Nm.Tekanan ruang bakar diukur setiap 1° sudut engkol dan direkam sebanyak 100 siklus dan pada setiap siklus berisi 720 data tekanan ruang bakar untuk siklusempat langkah. Perhitungan laju pelepasan panas menggunakan data ratarata dari 100 siklus yang direkam. Digunakan solar umum dengan nilai setara 48,6 dan bioetanol adalah fuel grade kemurnian 99,8%, ditambahkan sorbitanmetil ester (SPAN 80) sebagai surfaktan untuk meningkatkan kestabilan ikatan kimia solar dan bioetanol. Variasi bahan bakar adalah solar 100% (D100), penambahan etanol 2,5% (DE2,5), 5% (DES), 7,5% (DE7,5), dan 10% (DE10). Pada konsep HCCL ditambahkan tekanan bahan bakar sampai 700 bar pada common rail dan pengaturan waktu injeksi untuk mendapatkan titik optimal dari kerja motor. Motor uji ditempatkan pada Eddy Current Dynamometer, konsumsi bahan bakar diukur dengan AVL Fuel Balance, konsumsi udara diukur dengan hot wire anemometer. Alat uji emisi dipasang pada saluran gas buang. Hasil unjuk kerja terbaik yang diperoleh adalah terjadi peningkatan beban rata-rata ruang bakar sebesar 48% pada penambahan 5% etanol dalam solar disertai penurunan komsumsi bahan bakar sebesar 9,5%. Pada rasio campuran ini terjadi perbaikan emisi gas buang dengan emisi karbon monoksida tereduksi hingga 44% dan kadar kepekatan emisi gas buang tereduksi hingga 15,90%. Jika dibandingkan dengan motor diesel yang menggunakan bahan bakar solar 100% (D100), penambahan surfaktan berhasil memperbaiki ikatan kimia solarbioetanol khususnya pada (DE2,5) ikatan kimia dapat berlangsung selama 2 jam.