Profil Indek Bias Oli Mesran dan Oli Top-1 terhadap Variasi Jarak Tempuh
Alex Nurwidiyanto dan Moh. Toifur
e-mail : alexnurwidiyanto@yahoo.co.id
Program Magister Pendidikan Fisika Universitas Ahmad Dahlan
Abstrak - Telah dilakukan penelitian indek bias oli Mesran dan TOP-1 pada variasi jarak tempuh sepeda motor dari 100 – 900 km dengan tujuan untuk mengetahui profil indek bias kedua oli. Sebagai sampel diambil kedua jenis oli yang memiliki angka kekentalan sama SAE 20W-50, sepeda motor yang digunakan adalah Honda Supra X125 2006. Eksperimen dilakukan menggunakan prinsip pembiasan cahaya pada kaca planparalel berukuran 75x25x10 mm3. Sebagai sumber cahaya digunakan laser HeNe merah, 1 mW, 630 nm. Sudut datang divariasi dari 30° - 70° dan sudut bias diamati. Nilai indek bias ditentukan melalui slope grafik antara sin i dan sin r hasil fitting menurut garis lurus. Parameter kualitas kedua oli ditentukan dari besarnya slope grafik. Oli yang baik yang memiliki indek bias relatif stabil terhadap variasi jarak. Hasil penelitian secara umum menunjukan bahwa kedua oli memiliki indek bias semakin kecil terhadap pertambahan jarak. Indek bias oli TOP-1 relatif sama dengan indek bias oli Mesran. Pada jarak 0 s.d. 400 km, indek bias oli Mesran relatif lebih stabil dibandingkan dengan minyak pelumas Top-1, sementara pada jarak 400 s.d. 900 km terjadi keadaan yang sebaliknya yaitu indek bias oli Top-1 relatif lebih stabil dari oli Mesran. Dengan demikian kedua oli memiliki keunggulan masing-masing.
I. PENDAHULUAN
Pelumas adalah bahan penting bagi kendaraan bermotor. Memilih dan menggunakan pelumas yang baik dan benar untuk kendaraan bermotor, merupakan langkah tepat untuk merawat mesin kendaraan agar tidak cepat rusak[1]. Berbagai merek dan jenis oli bermunculan di pasaran dengan menawarkan beragam kualitas dan harga. Mulai dari oli mineral sampai oli sintetis. Fungsi oli diantaranya memperlancar kinerja mesin pada saat berputar dan saling bergesekan, menjaga agar gesekan-gesekan yang ada dapat diredam, memberi lapisan pelindung pada onderdil-onderdil yang saling bergesekan sehingga keausan dan kerusakan yang mungkin terjadi dapat dicegah seminimal mungkin, dan sebagai pendingin [2].
Kebanyakan oli sintetis merupakan produk impor dan proses pembuatannya cukup rumit, sehingga harga oli sintetis jauh lebih mahal daripada oli mineral. Oli sintetis pada umumnya mempunyai titik tuang yang rendah dibandingkan dengan oli jenis mineral dan kebanyakan dipergunakan untuk kendaraan yang sering dipacu dengan kecepatan yang cukup tinggi seperti balap, cocok digunakan untuk kondisi yang ekstrim misalnya pada musim dingin, motor akan mudah di start. Kondisi di Indonesia merupakan daerah tropis yang memiliki temperatur udara bervariasi sepanjang tahun antara 22o C – 28o C [3]. Hal ini menunjukan suhunya cukup stabil, tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin. Penggunaan oli mineral dirasa sudah cukup atau sesuai dengan standar yang diterapkan oleh pabrikan. Sebab bila kondisi mengemudi normal, menggunakan oli sintetis sangat disayangkan akan melakukan pemborosan.
Penelitian yang telah dilakukan oleh Moh.toifur menyatakan bahwa jika dilihat dari fungsi dan kualitasnya, oli mineral tidak jauh berbeda dengan oli sintetis. Pelumas mineral dan pelumas sintetis memiliki kemampuan untuk mendisipasi energi yang hampir sama. Secara lebih detail, pada rentang frekuensi 1–100 kHz, minyak pelumas Top-1 memiliki permitivitas riil sedikit di atas minyak pelumas Mesran, namun pada rentang frekuensi 100–1000 kHz minyak pelumas Mesran memiliki permitivitas riil sedikit di atas minyak pelumas Top-1 [4].
Penelitian ini membandingkan profil indekbias oli mineral dengan menggunakan sampel oli Mesran dan oli sintetis dengan sampel Top-1 yang banyak beredar di Indonesia dengan angka kekentalan yang sama yaitu SAE 20W-50, berdasarkan fariasi jarak tempuh penggunaan. Kualitas oli dapat dilihat dari tingkat kekentalanya. Tingkat kekentalan oli adalah ukuran kekentalan dan kemampuan pelumas untuk mengalir pada temperatur tertentu. Kekentalan oli akan memengaruhi indekbias oli tersebut. Perubahan indekbias yang kecil akibat panas yang telah diberikan, dapat dijadikan indikator bahwa oli tersebut memiliki tingkat kekentalan yang lebih baik.
II. DASAR TEORI
A. Hubungan Viskositas dengan Indek Bias
Viskositas (kekentalan) merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Hubungan antara viskositas dengan indek bias cairan adalah berbanding lurus. Jika viskositas(kekentalan) zat cair naik, maka indek bias juga akan mengalami kenaikan. Indek bias minyak pelumas akan turun jika temperatur naik, dan akan naik apabila temperaturnya turun. Perubahan ini tidak akan sama untuk semua pelumas. Pelumas yang baik apablia memiliki nilai perubahan indek bias relatif kecil ketika mendapatkan panas.
B. Indek Bias
Indek bias suatu medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan kecepatan cahaya dalam medium [5]. Indek bias oli ditentukan berdasarkan hukum Snellius tentang pembiasan.
(1)
dengan n1 = Indek bias udara (=1)
n2 = Indek bias oli
i = sudut sinar datang
r = sudut sinar bias
Jika sinar datang dari udara maka n1=1 dan n2=n merupakan indek bias medium kedua[6], sehingga persamaan (1) menjadi:
(2)
III. PROSEDUR EKSPERIMEN
A. Alat Dan Bahan
1 Wadah persegi panjang terbuat dari kaca tipis sebagai planparalel yang diberi oli untuk mengukur indekbiasnya berukuran 75x25x10 mm3, ketebalan kaca 0,96mm.
2 Laser HeNe merah, 1 mW, 630 nm digunakan untuk sinar datang menuju planparalel
3 Busur derajat digunakan untuk mengukur sudut datang dan sudut bias.
4 Penggaris
5 Oli Mesran dan Oli TOP – 1
6 Motor Supra X-125 tahun produksi 2006
B. Prosedur Pengambilan Data
1 Mengisi kotak uji dengan oli mesran yang masih baru (Gbr. 1).
2 Menentukan sudut sinar datang sinar laser dari 30° dan mencatat sebagai i.
3 Mengamati sudut bias pada oli dan mencatat sebagai r.
4 Mengulangi langkah b dan c untuk sudut-sudut 40°, 50°, 60° dan 70°.
5 Mengulangi langkah a sampai d untuk oli mesran setelah digunakan menempuh jarak 100km, 200km, 300km, 400km, 500km, 600km, 700km, 800km, dan 900km.
6 Mengulangi langkah a sampai dengan e untuk oli Top-1
Gbr. 1. Skema pembiasan cahaya pada oli
Keterangan gambar:
1 = planparalel yang diisi dengan oli
2 = Laser HeNe merah
i = sudut sinar datang
r’ = sudut sinar bias
C. Prosedur Pengolahan Data
Persamaan (2) dapat ditulis dalam bentuk
(3)
(3)
Karena sudut i divariasi maka akan menghasilkan pasangan sudut r. Dengan memisalkan x = sin i dan y = sin r maka dapat diplot grafik y vs x. Dengan mencocokan set data (xi, yi) menurut persamaan garis lurus
(4)
Maka slope grafik a bersesuaian dengan 1/n. Dengan demikian maka diperoleh indek bias n:
(5)
IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil eksperimen pada tabel 1 indek bias untuk oli Mesran dan oli TOP-1 menunjukan penurunan angka indek bias berdasar jarak tempuh penggunaan.
TABEL 1. INDEK BIAS BIAS OLI MESRAN DAN TOP-1
| Jarak(km) | Indek Bias | |
| Mesran | Top-1 | |
| 0 | 1,242±0,014 | 1,292±0,022 |
| 100 | 1,241±0,010 | 1,282±0,027 |
| 200 | 1,238±0,008 | 1,277±0,027 |
| 300 | 1,233±0,017 | 1,271±0,042 |
| 400 | 1,226±0,028 | 1,266±0,036 |
| 500 | 1,220±0,033 | 1,263±0,042 |
| 600 | 1,214±0,044 | 1,261±0,045 |
| 700 | 1,208±0,067 | 1,259±0,045 |
| 800 | 1,202±0,068 | 1,258±0,045 |
| 900 | 1,193±0,062 | 1,256±0,047 |
Gbr 2. Grafik indek bias oli Mesran dan Top-1 berdasar variasi jarak tempuh.
Pada Gbr. 2 ditampilkan kurva indek bias kedua oli. Secara umum semakin besar jarak tempuh, maka semakin kecil indek biasnya. Berdasar nilai indek bias terlihat bahwa oli Mesran memiliki indek bias yang relatif sama dengan Top-1.
Untuk jarak tempuh 0 s.d. 400 km, pada oli top-1 dipotong membentuk grafik tersendiri diperoleh persamaan garis lurus y = -6E-05x + 1,2903 dengan R²=0,981. Persamaan tersebut memperlihatkan penurunan yang lebih tajam bila dibandingkan dengan perubahan setelahnya pada jarak 400 s.d. 900 km dengan persamaan garis lurus y = -2E-05x + 1,270; dengan R²=1. Hal ini dapat dijelaskan bahwa penurunan tersebut kemungkinan berkaitan dengan bahan dasar oli yang diperoleh dari proses kimia yang memerlukan proses penyetabilan kimiawi, dalam arti stabil menuju penurunan indek bias yang menurun secara landai berdasar jarak tempuh. Keadaan ini perlu adanya kajian yang lebih mendalam tentang bagaimana proses pembuatan oli sintetis yang diproses secara kimia. Pada jarak 400 s.d. 900 km memberi gambaran bahwa pada jarak ini Top-1 relatif stabil.
Oli mesran pada jarak 0 s.d 400 km, diperoleh persamaan garis lurus y = -4E-05x + 1,244 dengan R²= 0,927. Persamaan tersebut menunjukan penurunan yang stabil, berbeda ketika jarak yang ditempuh antara 400 s.d 900 km dengan persamaan garis lurusnya y = -6E-05x + 1,251; R²=0,9951 yang berarti mengalami penurunan yang lebih tajam. Keadaan ini mengindikasikan semakin jauh jarak yang ditempuh semakin berkurang kualitas oli secara tajam, sehingga oli ini dapat dikatakan kurang tahan lama bila dibandingkan oli Top-1.
V. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa
1. Indek bias oli secara umum semakin kecil terhadap pertambahan jarak.
2. Indek bias oli Mesran relatif stabil untuk jarak tempuh pendek dan sebaliknya indek bias oli TOP-1 relatif stabil untuk jarak tempuh yang lebih pajang.
VI. SARAN
1. Perlu adanya kajian yang lebih mendalam yang berkaitan dengan proses secara kimia pembuatan oli sintetis dengan harapan dapat diperoleh hubungan antara proses kimia dengan penurunan yang tajam diawal penggunaan oli top-1.
2. Penggunaan oli hendaknya sesuai dengan saran dari pabrik pembuat mesinya. Pemakaian oli mineral (Mesran) agar sering mengganti oli sesuai jarak tempuh yang ditetapkan oleh pabrik atau teknisi.
PUSTAKA RUJUKAN
[1] http://duniabengkel.com/oli-sintetik-atau-mineral.asp
[2] Yusep, Teknik-Teknik Mudah Merawat & Memperbaiki Speda Motor, Jogjakarta: Flash Books, 2010.
[3] Nurdin. dkk, Mari Belajar Ilmu Pengetahuan Sosial (IPS) Untuk SMP Kelas VII, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
[4] Moh. Toifur dan Setiawan Ariwibowo, “Profil Rugi Dielektrik Minyak Pelumas Mesran dan Minyak Pelumas Top-1 Pada Rentang Frekuensi 1 – 1000 Khz, Prosiding Seminar Nasional Fisika, ITB Bandung, 2010.B. Foster, Terpadu Fisika SMU, Jakarta: Erlangga, 2003.
[5] Zemansky. S, Fisika untuk Universitas 3 Optika dan Fisika Modern, Jakarta: Binacipta, 1994.
[6] P.A. Tipler, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta: Erlangga, 1998.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar