PENGARUH JENIS BAHAN BAKAR TERHADAP UNJUK KERJA SEPEDA MOTOR SISTEM INJEKSI DAN KARBURATOR

Transkripsi

1 PENGARUH JENIS BAHAN BAKAR TERHADAP UNJUK KERJA SEPEDA MOTOR SISTEM INJEKSI DAN KARBURATOR Untoro Budi Surono, Syahril Machmud, Dwi Anto Pujisemedi Jurusan Teknik Mesin, Universitas Janabadra Jalan T.R. Mataram No. 57 Yogyakarta ABSTRAK Unjuk kerja sepeda motor bensin tak bisa lepas dari jenis bahan bakar yang digunakan. Unjuk kerja sepeda motor bensin juga dipengaruhi oleh sistem suplai bahan bakarnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana perbandingan unjuk kerja pemakaian bahan bakar premium dan pertamax pada sepeda motor 125 cc tipe karburator dan injeksi. Data yang diambil dalam pengujian ini adalah daya mesin, torsi mesin, konsumsi bahan bakar pada putaran yang bervariasi dari putaran rendah sampai putaran tinggi. Dalam penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain dynotester untuk menguji daya dan torsi pada sepeda motor. Putaran mesin yang digunakan pada pengujian daya dan torsi adalah 3500 rpm sampai 9000 rpm, sedangkan untuk pengujian konsumsi bahan bakar putarannya 1500 rpm sampai 9000 rpm. Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa pada sepeda motor tipe injeksi yang menggunakan bahan bakar pertamax maupun premium menghasilkan torsi dan daya yang hampir sama. Sedangkan pada sepeda motor tipe karburator yang menggunakan bahan bakar pertamax menghasilkan torsi dan daya lebih tinggi dibanding yang menggunakan bahan bakar premium pada putaran menengah sampai tinggi. Dengan bahan bakar yang sama torsi dan daya rata-rata yang dihasilkan pada sepeda motor tipe injeksi lebih tinggi bila dibandingkan dengan motor tipe karburator. Sepeda motor injeksi lebih rendah nilai SFCnya dibanding sepeda motor tipe karburator, berarti konversi energi pada sepeda motor injeksi berlangsung lebih baik. Kata kunci : karburator, daya, injeksi, SFC, pertamax, premium, sepeda motor PENDAHULUAN Sepeda motor merupakan alat transportasi yang digerakkan oleh mesin berbahan bakar bensin. Berdasarkan jenis motor yang digunakan, sepeda motor dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu, sepeda motor empat langkah dan sepeda motor dua langkah serta berdasarkan sistem suplai bahan bakar digolongkan menjadi dua jenis yaitu sistem injeksi dan sistem karburator. Unjuk kerja sepeda motor bensin tak bisa lepas dari jenis bahan bakar yang digunakan. Bensin atau petrolium adalah campuran yang berasal dari minyak bumi dan sebagian besar tersusun dari hidrokarbon serta digunakan sebagai bahan bakar mesin pembakaran dalam. Karena merupakan campuran berbagai bahan, karakteristik pembakaran bensin berbeda-beda menurut komposisinya. Karakteristik pembakaran bensin ini dapat dilihat dari bilangan oktannya. Di pasaran saat ini terdapat dua pilihan jenis bahan bakar untuk motor bensin yaitu premium dan pertamax. Masing-masing jenis bahan bakar tersebut memiliki angka oktan yang berbeda. Angka oktan adalah angka yang menunjukkan berapa besar tekanan maksimum yang bisa diberikan di dalam mesin sebelum bensin terbakar secara spontan. Pada tekanan tertentu bahan bakar akan menyala seiring adanya kenaikan tekanan di dalam silinder. Penyalaan yang diakibatkan kenaikan tekanan ini tidak dikehendaki karena dapat menyebabkan detonasi. Penyalaan yang baik adalah penyalaan yang disebabkan oleh pengapian busi. Di dalam motor bakar pembakaran dalam suatu proses pembakaran merupakan suatu proses yang sangat berpengaruh dan penting sekali untuk diperhatikan. Proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang pembakaran merupakan suatu proses penghasil panas yang nantinya digunakan untuk menghasilkan daya yang dibutuhkan. Besarnya daya yang dapat dikeluarkan dari energi panas ini tergantung dari besarnya silinder dan ruang bakar. Daya yang ditimbulkan oleh bahan bakar yang dibakar di dalam ruang bakar nantinya akan menggerakkan torak dan torak akan menggerakkan semua mekanisme yang ada (Soenarta dan Furuhama, 2002). Menurut Arends dan Berenschot (1980), pada proses pembakaran ada beberapa hal yang dapat berpengaruh terhadap hasil dari pembakaran dan ini nantinya akan mempengaruhi dari kinerja mesin. Beberapa hal yang mempengaruhi itu adalah nilai oktan, penyetelan pengapian, panas busi, perbandingan kompresi, bentuk ruang bakar penempatan busi dan saluran buang. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Hendrawan (2003) yang melakukan penelitian terhadap tiga jenis bahan bakar, yaitu pertamax plus, pertamax dan premium, diperoleh hasil bahwa bahan bakar pertamax plus menghasilkan daya efektif tertinggi, diikuti oleh pertamax. Penelitian dengan bahan bakar yang sama juga dilakukan oleh Saragih dan Kawano (2013). Pada penelitian ini selain meneliti bahan bakar premium, pertamax dan SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 M 111

2 pertamax plus, juga diteliti bakar spiritus. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa bahan bakar spiritus mampu menghasilkan unjuk kerja dan emisi yang lebih baik dibandingkan ketiga bahan bakar lainnya. Pada penelitian ini akan dilakukan penelitian tentang penggunaan bahan bakar bensin jenis premium dan pertamax untuk mengetahui persentase perbandingan daya dan torsi yang dihasilkan, serta konsumsi bahan bakar yang diperlukan pada sepeda motor tipe karburator dan injeksi. Dari penelitian ini akan diketahui bagaimana pengaruh penggunaan bahan bakar premium dan pertamax terhadap unjuk kerja sepeda motor bensin tipe karburator dan injeksi. METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan dua tipe kendaraan yang akan diuji, yaitu sepeda motor tipe injeksi dan sepeda motor tipe karburator yang kedua-duanya dengan ukuran silinder 125 cc. Sedangkan bahan yang diperlukan adalah dua jenis bahan bakar bensin yaitu premium dan pertamax. Premium memiliki nilai oktan 88 sedangkan pertamax memiliki nilai oktan 92. Dalam penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain dynotester untuk menguji daya dan torsi pada sepeda motor, serta buret dan stop watch untuk mengukur konsumsi bahan bakar. Integrated control system transmisi sepeda motor diatur pada posisi netral. Selanjutnya atur putaran mesin pada 1500 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, 7000 rpm, 8000 rpm dan 9000 rpm secara bergantian. Pengujian konsumsi bahan bakar yang diukur dengan membaca stopwatch untuk menghabiskan berapa ml bahan bakar yang dibutuhkan dalam waktu 1 menit. Langkah tersebut dilakukan untuk semua jenis bahan bakar yaitu premium dan pertamax. Dari pengujian ini akan didapat data hasil dari pemakaian konsumsi bahan bakar. Setiap akan mengawali prosedur pengujian kembali dilakukan pengecekan ulang pada tiap bagian alat uji dan mesin yang dipakai. HASIL DAN PEMBAHASAN Hubungan Torsi dan Putaran Data hasil pengujian hubungan antara torsi dengan putaran untuk sepeda motor tipe injeksi dan tipe karburator dapat dilihat pada Gambar 1. Masing-masing tipe sepeda motor diuji dengan menggunakan bahan bakar premium dan pertamax. Operator interface Real time control system Torsi, putaran Roll dynamometer Gambar 1. Skema dynotester Untuk pengujian daya dan torsi, langkahlangkahnya yaitu dimulai dengan meletakkan motor di atas alat dynotester kemudian melakukan penyetelan putaran stasioner mesin dan pemanasan mesin selama 3-5 menit. Selanjutnya masukkan motor pada gear transmisi 3 kemudian putar gas dari kondisi idle menjadi 3000 rpm dengan melihat dynotester sampai rpm tertinggi yaitu 9000 rpm dan lepaskan gas apabila throtlle sudah terbuka penuh untuk mengetahui daya dan torsi maksimal pada mesin uji. Data dari pengujian ini akan terlihat pada display dynotester dan dapat langsung dicetak. Untuk pengujian konsumsi bahan bakar diawali dengan menghidupkan sepeda motor. Gear Gambar 2. Grafik Hubungan Torsi dan Putaran Dari Gambar 2. terlihat bahwa sepeda motor tipe injeksi yang menggunakan bahan bakar premium dan yang menggunakan bahan bakar pertamax memiliki nilai torsi yang tidak jauh berbeda. Nilai torsi rata-rata yang dihasilkan untuk masing-masing bahan bakar yaitu sebesar 9,4 Nm untuk bahan bakar premium dan sebesar 9,43 Nm untuk bahan bakar pertamax. Dari gambar di atas juga terlihat bahwa pada sepeda motor tipe karburator yang menggunakan bahan bakar premium dan pertamax ternyata menghasilkan torsi yang berbeda. Sepeda motor tipe karburator dengan bahan bakar premium menghasilkan torsi yang lebih besar pada putaran rendah sampai sedang (3500 rpm sampai 5500 rpm). Sedangkan pada putaran tinggi, sepeda motor tipe karburator dengan bahan bakar pertamax menghasilkan torsi yang lebih besar. Secara rata-rata, bahan bakar pertamax menghasilkan torsi yang lebih besar, yaitu 8,75 Nm, sementara bahan bakar premium menghasilkan SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 M 112

3 torsi 8,71 Nm. Bila dibandingkan antara kedua tipe sepeda motor, tipe injeksi menghasilkan torsi yang lebih besar, baik yang menggunakan bakar pertamax maupun premium. Hal ini disebabkan dengan sistem injeksi menghasilkan butiran-butiran bahan bakar yang lebih kecil dibanding dengan sistem karburator. Dengan butiran bahan bakar yang lebih kecil, pembakaran menjadi lebih baik. Hubungan Daya dan Putaran Dari pengujian didapatkan juga data daya terhadap putaran seperti tabel di bawah ini. yang lebih tinggi dari sepeda motor karburator. Nilai daya pada sepeda motor tipe karburator yang menggunakan bahan bakar pertamax lebih tinggi dari pada yang menggunakan bahan bakar premium. Hal ini bisa disebabkan oleh proses pembakaran yang lebih baik pada sepeda motor injeksi. Hubungan BMEP dan Putaran Dengan data daya yang diperoleh dari pengujian selanjutnya dapat dihitung besarnya BMEP, yang hasilnnya ditunjukkan seperti gambar di bawah ini. Gambar 3. Grafik Hubungan Daya dan Putaran Pada grafik diatas terlihat bahwa nilai daya pada kedua tipe sepeda motor baik yang menggunakan bahan bakar pertamax maupun premium mengalami kenaikan dari putaran rendah sampai putaran menengah, kemudian mengalami penurunan pada putaran tinggi. Penurunan daya pada putaran tinggi ini bisa disebabkan oleh gerakan piston yang semakin cepat, sehingga waktu yang tersedia untuk membakar campuran bahan bakar dan udara di ruang bakar semakin singkat. Sepeda motor injeksi dengan bahan bakar pertamax maupun premium masing-masing mencapai daya maksimum 9,7 hp dan 9,6 hp. Daya maksimum tersebut dicapai pada putaran 7000 rpm untuk yang berbahan bakar pertamax, sedangkan untuk yang berbahan bakar premium mencapai daya maksimum pada putaran 6000 rpm sampai 8000 rpm. Sepeda motor karburator dengan bahan bakar pertamax maupun premium masing-masing mencapai daya maksimum 8,9 hp dan 8,7 hp. Daya maksimum tersebut dicapai pada putaran 7000 rpm untuk kedua jenis bahan bakar. Untuk sepeda motor injeksi, antara yang berbahan bakar pertamax maupun premium menghasilkan daya yang tidak jauh berbeda, artinya jenis bahan bakar tidak mempunyai pengaruh yang signifikan. Untuk sepeda motor karburator, bahan bakar premium menghasilkan daya yang lebih tinggi pada putaran rendah sampai menengah, sedangkan pada putaran menengah sampai tinggi, sepeda motor karburator berbahan bakar pertamax yang menghasilkan daya lebih tinggi. Bila kedua tipe sepeda motor dibandingkan, dari Gambar 3 tampak bahwa menghasilkan daya Gambar 4. Grafik Tekanan Efektif Rata-Rata (BMEP) dan Putaran Mesin Gambar 4 memperlihatkan hubungan antara tekanan efektif rata-rata (BMEP) dengan putaran mesin. Dari pengolahan data hasil pengujian diketahui bahwa BMEP naik seiring dengan kenaikan putaran mesin sampai pada putaran 5500 rpm. Pada putaran lebih dari 5550 rpm, BMEP mengalami penurunan. Penurunan BMEP pada putaran menengah ke atas ini disebabkan karena gerakan membuka menutup katub yang semakin cepat, sehingga katub tidak tertutup dengan sempurna. Nilai BMEP tertinggi diperoleh pada sepeda motor injeksi dengan bahan bakar premium dengan besarnya BMEP 1108,12 kpa dikuti sepeda motor injeksi dengan bahan bakar pertamax. Sedangkan sepeda motor karburator dengan bahan bakar premium dan sepeda motor karburator dengan bahan bakar pertamax mempunyai nilai BMEP yang sama. Pada sepeda motor tipe injeksi terlihat nilai BMEP nya lebih tinggi apabila dibandingkan dengan sepeda motor tipe karburator. Nilai BMEP pada sepeda motor tipe injeksi yang menggunakan bahan bakar pertamax tidak beda jauh dengan yang menggunakan bahan bakar premium. Hal tersebut dapat dilihat dari gambar 4.3 yang menunjukkan kedua grafik hampir berimpit. Sementara untuk sepeda motor karburator, kedua jenis bahan bakar menghasilkan BMEP yang berbeda. Pada putaran di bawah 5500 rpm, nilai BMEP sepeda motor karburator yang menggunakan bahan bakar premium lebih tinggi dari yang menggunakan bahan bakar pertamax. Tetapi untuk putaran lebih dari 5500 rpm adalah sebaliknya. Hal ini menunjukkan bahwa untuk sepeda motor SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 M 113

4 Sfc (kg/kwh) mf (kg/jam) SEMINAR NASIONAL ke 8 Tahun 2013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi karburator yang berbahan bakar pertamax unjuk kerjanya baik pada putaran tinggi. Laju Konsumsi Bahan Bakar Untuk memperoleh besarnya laju konsumsi bahan bakar, dilakukan perhitungan dari data yang diperoleh dari pengujian. Hasil perhitungan laju konsumsi bahan bakar disajikan dalam Injeksi-Pertamax Injeksi-Premium Karburator-Pertamax Karburator-Premium Putaran (rpm) Gambar 5. Grafik Konsumsi Bahan Bakar dan Putaran Pada Gambar 5 terlihat bahwa laju konsumsi bahan bakar akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan putaran mesin. Besar dan kecilnya nilai laju konsumsi bahan bakar tergantung pada nilai putaran mesin dan daya, semakin tinggi putaran mesin dan daya yang dihasilkan maka semakin besar bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses pembakaran. Dengan menggunakan bahan bakar pertamax terlihat laju konsumsi bahan bakarnya lebih rendah dari pada menggunakan bahan bakar premium, baik pada sepeda motor injeksi maupun karburator. Bila dilihat dari jenis sepeda motornya, sepeda motor injeksi lebih rendah laju konsumsi bahan bakarnya. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC) Dengan menggunakan hasil perhitungan konsumsi bahan bakar dan data daya, konsumsi bahanbakar spesifik dapat dihitung Injeksi-Pertamax Injeksi-Premium Karburator-Pertamax Karburator-Premium Putaran (rpm) Gambar 6. Specific Fuel Consumtion (SFC) Pada grafik di atas terlihat bahwa konsumsi bahan bakar spesifik menunjukan kenaikan seiring dengan bertambahnya putaran mesin. Pada putaran rendah sampai menengah, kenaikan SFC tidak begitu besar, tetapi pada putaran menengah sampai putaran tinggi, SFC meningkat cukup tinggi. Hal ini berarti pada kecepatan rendah sampai menengah, konversi energi dari bahan bakar menjadi daya berlangsung lebih baik. Dari gambar tersebut juga dapat dilihat bahwa dengan bahan bakar premium konsumsi bahan bakar spesifiknya lebih tinggi dari pada bahan bakar pertamax, baik pada sepeda motor injeksi maupun karburator. Hal ini berarti bahwa bahan bakar pertamax lebih banyak yang terkonversi menjadi daya dibandingkan bahan bakar premium. Bila dilihat dari jenis sepeda motornya, sepeda motor injeksi lebih rendah nilai SFC nya. Hal ini juga berarti bahwa proses konversi bahan bakar menjadi daya pada sepeda motor injeksi berlangsung lebih baik KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan terhadap sepeda motor tipe injeksi dan sepeda motor tipe karburator dengan memakai bahan bakar premium dan pertamax dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Nilai torsi dan daya rata-rata yang dihasilkan pada sepeda motor tipe injeksi dengan bahan bakar premium dan pertamax lebih tinggi bila dibandingkan dengan motor tipe karburator dengan bahan bakar yang sama. 2. Pada sepeda motor tipe injeksi yang menggunakan bahan bakar pertamax maupun premium menghasilkan torsi dan daya yang hampir sama. Sedangkan pada sepeda motor tipe karburator yang menggunakan bahan bakar pertamax menghasilkan torsi dan daya lebih tinggi dibanding yang menggunakan bahan bakar premium pada putaran menengah sampai tinggi. 3. Nilai BMEP pada sepeda motor tipe injeksi yang menggunakan bahan bakar pertamax tidak beda jauh dengan yang menggunakan bahan bakar premium. 4. Pada putaran di bawah 5500 rpm, nilai BMEP sepeda motor karburator yang menggunakan bahan bakar premium lebih tinggi dari yang menggunakan bahan bakar pertamax. Tetapi untuk putaran lebih dari 5500 rpm adalah sebaliknya. 5. Pada sepeda motor tipe injeksi terlihat nilai BMEP nya lebih tinggi apabila dibandingkan dengan sepeda motor tipe karburator. 6. Dengan menggunakan bahan bakar pertamax terlihat laju konsumsi bahan bakarnya lebih rendah dari pada menggunakan bahan bakar premium, baik pada sepeda motor injeksi maupun karburator. Bila dilihat dari jenis sepeda motornya, sepeda motor injeksi lebih rendah laju konsumsi bahan bakarnya. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 M 114

5 7. Untuk bahan bakar premium SFCnya lebih tinggi dari pada bahan bakar pertamax, baik pada sepeda motor injeksi maupun karburator. 8. Sepeda motor injeksi lebih rendah nilai SFCnya dibanding sepeda motor tipe karburator, berarti konversi energi pada sepeda motor injeksi berlangsung lebih baik. DAFTAR PUSTAKA Arends, B.P.M. dan Bareenschoot H Motor Bensi., Erlangga, Jakarta. Soenarta, N. dan Furuhara, S Motor Serba Hendrawan, A Analisa Pengaruh Jenis Bahan Bakar (Premium, Pertamax, Pertamax Plus) dan Putaran terhadap Unjuk Kerja Motor Bensin 4 Langkah. Jurusan Teknik Mesin, Muhammadiyah Malang Saragih, R. dan Kawano, D.S Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertamax, Pertamax Plus dan Spiritus terhadap Unjuk Kerja Engine Genset 4 Langkah. Jurnal Teknik Pomits Vol. 2, No. 1, Institut Teknologi Sepuluh November SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 M 115