PENGARUH BUSI AKTIF TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR, PUTARAN MESIN SUDUT PENGAPIAN DAN SUDUT DWELL

Transkripsi

1 PENGARUH BUSI AKTIF TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR, PUTARAN MESIN SUDUT PENGAPIAN DAN SUDUT DWELL Oleh Arinda Nur Susanto Satrio Hudi Asrori Lutfi Hery Setiawan Taufik Nugroho JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016

2 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i DAFTAR ISI... ii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN... vii BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitan... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA... 4 A. Kajian Teori... 4 B. Penelitian yang Relevan... 9 BAB III METODE PENELITIAN A. Bahan dan Alat Penelitian B. Rancangan Variabel C. Prosedur Penelitian D. Skema Pengambilan Data Uji E. Instrumen Penelitian ii

3 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian B. Pembahasan BAB V PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iii

4 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Urutan pembakaran motor 4 silinder, 4 tak... 6 Tabel 2.2. Spesifikasi Pertalite... 8 Tabel 3.1. Spesifikasi Engine Stand Toyota 5K Tabel 3.2. Instrumen penelitian Tabel 4.1. Hasil pengujian rata-rata Tabel 4.2. Kondisi engine stand selama sesi uji iv

5 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Sistem pengapian konvensional... 4 Gambar 2.2. Sudut dwell dan sudut pengapian pada motor 4 silinder... 8 Gambar 3.1.Engine StandToyota 5K yang digunakan dalam Pengujian Gambar 3.2. Set tool box Gambar 3.3. Buret bahan bakar dalam sesi uji konsumsi bahan bakar Gambar 3.4.Hand tachometer Krisbow yang digunakan dalam pengujian putaran mesin Gambar 3.5. Avometer untuk alat ukur sudut dwell Gambar 3.6. Timing light untuk memeriksa ignition timing Gambar 3.7.Baterai yang digunakan dalam penelitian Gambar 3.8. Rangkaian peralatan eksperimen Gambar 3.9.Diagram skema pengambilan data uji Gambar 4.1 Grafik pengaruh variasi busi aktif terhadap putaran mesin Gambar 4.2. Konfigurasi poros engkol mesin 4 tak Gambar 4.4 Grafik pengaruh variasi busi aktif terhadap sudut pengapian Gambar 4.5. Grafik pengaruh Variasi busi aktif terhadap sudut dwell v

6 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Langkah Tune up Lampiran 2. Data busi pengujian Lampiran 3. Rangkuman diskusi, dan sesi tanya jawab Lampiran 4. Tabel pengambilan data vi

7 DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN Simbol I N V Arti Arus Listrik (Ampere) Jumlah putaran (rpm) Tegangan Listrik (Volt) Singkatan TDC HOMC EFI ml OHV Rpm V Arti top death centre High Octane Mogas Electronic Fuel Injection Mililiter Overhead Valve Rotasi per menit Volt vii

8 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Salah satu bidang keteknikan yang saat ini mengalami kemajuan pesat adalah bidang otomotif. Sebagai salah satu cabang ilmu keteknikan, bidang otomotif memiliki arti penting dalam kehidupan sehari-hari, khususnya dalam hal transportasi. Sebagai bentuk penyesuaian mobilitas manusia yang tinggisebagai pengguna, mengharuskan transportasi yang ada saat ini untuk dapat berkembang, dan mengalami perbaikan. Selain arti penting transportasi bagi kehidupan, dampak serta perkembangan yang saat ini gencar dilakukan perlu dikaji sehingga perkembangan yang ada juga bisa disesuaikan dengan kebutuhan yang nantinya berdampak pada lingkungan. Pengkajian yang ada tidak selalu diharuskan dari aspek luar seperti fasilitas dan dukungan pengembang, namun juga aspek dari dalam, seperti peninjauan sistem dan teknologi yang digunakan, yang mana dalam bidang otomotif dan transportasi dikenal sebagai sistem engine. Sistem engine secara lengkapnya dibagi menjadi beberapa proses.salah satu proses yang terpenting yaitu adalah proses pengapian (ignition). Seperti yang telah diketahui, terdapat dua jenis sistem pengapian dalam sistem engine, yaitu elektronikdankonvensional. Untuk sistem pengapian konvensional prinsip kerja sistem tersebut membutuhkan bantuan dari percikan busi pembakaran yang kemudian membakar campuran bahan bakar dan udara pada siklus pembakaran. Pada mesin mobil jumlah silinder ruang bakar dipengaruhi jumlah

9 busi sesuai dengan jumlah silindernya, yang nantinya akan mempengaruhi kinerja engine. Berdasarkan permasalahan dan penjelasan di atas, maka perlu dilakukan peninjauan pengaruh jumlah busi aktif pada sistem pengapian konvensional tehadap kinerja mesin yang pada penelitian ini akan ditinjau deri segi konsumsi bahan bakar.peninjauan pengaruh jumlah busi terhadap kinerja mesin dilakukan selain dari penejelasan di atas, namun juga dilakukan karena ditemukan fenomena busi pembakaran yang mati pada saat mesin mobil dalam kondisi menyala. Peninjauan dan simulasi pada penelitian ini dilakukan dengan perlakuan busi yang aktif pada engine stand Toyota tipe 5K.Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini adalah Pertalite (octane number 90). B. Rumusan Masalah Berdasarkanuraian latar belakang di atasmakamasalahutama yang akandikajidalampenelitianini memiliki bebrapa rumusan masalah yaitu: 1. Bagaimana pengaruhjumlah busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar,sudut pengapian, dan sudut dwell. 2. Manakah silinder yang memiliki performa terbaik. 2

10 C. Tujuan Penelitan Tujuanpenelitianiniantaralain untuk: 1. Mengetahui pengaruh busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar, putaran mesin, sudut pengapian, dansudut dwell. 2. Mengetahui performa silinder terbaik. D. Manfaat Penelitian Penelitian yang berjudul Pengaruh Busi Aktif terhadap Konsumsi Bahan Bakar, Sudut Pengapian dan Sudut Dwell dapat memberikan pemahaman lebih baik dalam bidang otomotif dan permesinan. Selain itu, dari penelitian ini diharapkan mampu menjadi pembanding dari penelitian sistem pengapian, memberikan konstribusi pada bidang pendidikan sebagai media pembelajaran bagi mahasiswa, dan pada dunia otomotif. 3

11 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori 1. Sistem Pengapian Konvensional Dalam penelitian ini mesin yang digunakan adalah mesin dengan sistem pengapian konvensional. Handoyo (2012) menyatakan, fungsi sistem pengapian adalah menghasilkan api pembakaran. Komponen-komponen sistem pengapian dapat dilihat pada gambar 2.1.berikut ini. Gambar 2.1. Sistem pengapian konvensional Keterangan : 1. Battery 2. Kunci kontak 3. Fuse 4. Koil 5. Condensator 6. Platina 7. Distributor 8. Kabel tegangan tinggi 9. Busi 4

12 Fungsi komponen pengapian: 1. Battery berfungsi sebagai penyimpan sumber arus untuk kebutuhan komponen-komponen pada kendaraan tersebut. 2. Kunci kontak berfungsi untuk memutus dan menghubungkan sumber arus dari battery ke komponen-komponen pada kendaraan. 3. Fuse berfungsi memutus sambungan arus jika terjadi konsleting atau hubungan arus pendek. 4. Coil berfungsi untuk mengubah arus 12V dari battry menjadi lebih besar 20kV. 5. Platina berfungsi untuk memutuskan dan mengalirkan arus pada kumparan primer. 6. Condensator ada 2 fungsi: a. Untuk menampung muatan listrik. b. Untuk mempercepat pemutusan arus pada platina. Cara kerja: pada saat platina mulai membuka maka sisa sisa aliran dari kumparan primer yang melewati platina masih cenderung terjadi, yaitu dalam bentuk loncatan bunga api. 7. Busi berfungsi untuk menghasilkan percikan api sehingga bahan bakar di dalam ruang bakar dapat terbakar. (Abidin, 2006) Menyatakan bahwa suatu sistem kelistrikan pada motor bensin yang berfungsi untuk menghasilkan percikan bunga api pada busi ini digunakan untuk membakar campuran bahan bakar dan udara yang ada didalam silinder. Percikan api busi terjadi pada akhir langkah kompresi,

13 dan ini merupakan awal dari proses langkah usaha pada motor. Sistem pengapian terdiri dari beberapa komponen, antara lain :switch, koil, distributor dan kelengkapannya, kabel tegangan tinggi dan busi. Distributor berfungsi untuk membagi tegangan tinggi yang dihasilkan koil ke tiap-tiap busi. Di dalam distributor terdapat platina atau contact point yang berfungsi untuk memutus dan menghubungkan arus pada kumparan primer, kabel tegangan tinggi berfungsi untuk meneruskan tegangan tinggi dari koil ke distributor dan ke busi sistem pengapian. Dalam aplikasinya kita perlu mengetahui berapa jarak celah platina yang optimal yang dapat di gunakan pada mobil untuk mendapatkan bunga api yang besar sehingga didapat pembakaran yang lebih sempurna. 2. Firing Order Firing order adalah rangkaian perpindahan daya pada sistem multicylinder mesin torak. Firing order ditujukan dari percikan bunga api busi pembakaran dalam motor bensin, atau rangkaian injeksi bahan bakar pada mesin diesel. Pada motor bensin firing order diperoleh dari penempatan busi yang tepat yang terpasang bersamaan dengan distributor. Selain itu, firing order menunjukkan perintah pengapian yang akan terbakar oleh busi setelah titik mula. Solikin (2012) menyatakan, proses pembakaran terjadi saat akhir kompresisehiggga urutan percikan api harus diberikan sesuai dengan urutan siklus kerja pada tiap silinder. Dengan demikian FO sangat erat kaitannya dengan desain motor, oleh karena itu dalam pemasangan kabel busi kita harus 5

14 mengetahui FO mesin tersebut. Contoh motor 4 tak, 4 silinder mempunyai FO : , urutan proses pembakaran dapat digambarkan sebagai berikut: Tabel 2.1 Urutan pembakaran motor 4 silinder, 4 tak Silinder Proses 1 Hisap Kompresi Usaha Buang 3 Buang Hisap Kompresi Usaha 4 Usaha Buang Hisap Kompresi 2 Kompresi Kerja Buang Hisap Kesalahan FO menyebabkan kesalahan memberi api pada busi sehingga tidak ada pembakaran pada silinder bersangkutan. Salah satu fenomena yang muncul karena kesalahan pemasang firing order adalah overlaping katup dan mesin tersendat. 3. Proses bahan bakar terbakar Lesmana (2009) menyatakan, campuran bahan bakar-udara didalam silinder motor bensin harus sesuai dengan syarat busitidak terbakar terlebih dahulu sebelum busi memercikkan bunga api, dimana busi memercikkan bunga api pada saat beberapa derajat engkol sebelum torak mencapai TMA. Campuranbahan bakar-udara disekitar percikan bunga api mula-mula terbakar. Kemudian nyala api merambat kesegala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi, menyalakan campuran yang dilaluinya sehingga tekanan gas didalam silinder naik, sesuai dengan jumlah bahan bakar yang terbakar. Sementara itu campuran dibagian yang terjauh dari busi masih menunggu giliran untuk terbakar. Akan tetapi ada kemungkinan bagian 6

15 campuran tersebut terbakar, karena terdesak oleh penekanan torak maupun oleh gerakan nyala api pembakaran yang merambat dengan cepat. 4. Sudut Dwell dan Pengapian Menurut Wahyu (2014), kemampuan pengapian ditentukan oleh kuat arus primer. Untuk mencapai arus primer maksimum, diperlukan waktu pemutusan kontak yang cukup. Devinisi sudut dwell adalah sudut yang terbentuk dari titik pertama pada saat kontak pemutus mulai menutup sampai dengan titik pada saat kontak pemutus mulai terbuka.besarsudut dwell merupakan hubungan antara pengapian dengan umur kontak pemutus, dimana jika sudut dwell terlalu kecil maka arus primer tidak mencapai maksimum, dan kemampuan pengapian kurang. Sebaliknya, jika sudut dwell terlalu besar kemampuan pengapian baik, namun waktu aliran arus terlalu lama. Hidayat (2015) menambahkan, untuk spesifikasi sudut dwell pada mesin 4 silinder 5K adalah 52 ±6 (toyota kijang). Untuk menghitung sudut dwell motor 4 silinder dapat menggunakan persamaan berikut ini. Sudut Pengapian= 3600 z Sudut dwell= 60%xSudut pengapian,dimana z adalah jumlah silinder 7

16 Gambar 2.2. Sudut dwell dan sudut pengapian pada motor 4 silinder 5. Bahan Bakar Minyak Pertalite Pertalite jenis bahan bakar keluaran terbaru oleh perusahaan minyak PT Pertamina.Oleh Purnomohadi selaku Ketua Umum Himpunan Wiraswasta Nasional Minyak dan Gas Bumi (Hiswana Migas).Bensin jenis baru Pertalite memiliki kadar oktan lebih tinggi dari premium dan lebih rendah dari Pertamax. Spesifikasi Pertalite dapat dilihat pada tabel 2.2.berikut ini. Tabel 2.2. Spesifikasi Pertalite Research Octane Number 90 (RON) Kandungan aditif Detergent, anti korosi, HOMC (High Octane Mogas Component), EcoSAVE Spesifikasi Kendaraan Untuk kendaraan dengan kompresi 9,1-10,1 Mobil yang menggunakan teknologi setara dengan Electronic Fuel Injection (EFI) dan catalytic converters (pengubah katalitik) 8

17 B. Penelitian yang Relevan Aktifasi silinder dalam pengoperasian internal combution Dalam sistem pengapian, motor bensin merupakan salah satu contoh motor pembakaran yang dikelompokkan ke dalam jenis internal combution. Dalam proses kerjanya, motor bensin membutuhkan percikan bunga api dari busi pembakaran dan mengaktifkan kerja silinder. Pada mesin mobil dengan jumlah busi disesuaikan dengan jumlah silinder, dalam kondisi kerja karena adanya pembakaran oleh bantuan busi, sehingga mesin dapat beroperasi. Pengoperasian mesin mobil ditinjau dari aktifasi silinder dilakukan selain untuk mensimulasi fenomena saat mesin digunakan dalam berkendara, namun juga untuk mengetahui performa yang dimiliki.dreymüller (2003) dalam penelitiannya pada mesin mobil 8 silinder dengan beberapa ruang silinder yang di-non-aktifkan sebagai parameter pengoperasian kerja mesin.mesin yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah mesin dengan 8 silinder, dimana dalam penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa pada emisi gas buang mengalami fluktuasi temperatur karena, bebrapa kerja silinder yang mengalami intrupsi. 9

18 BAB III METODE PENELITIAN A. Bahan dan Alat Penelitian 1. Bahan Penelitian Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah bahan bakar Pertalite yang didapatkan di SPBU Gajah Mungkur. 2. Alat Penelitian Peralatan yang digunakandalampenelitianiniantara lain: a. Engine Stand Engine stand merupakan media belajar yang berupa engine yang dirangkai diatas stand dan dalam kondisi dapat dioperasikan seperti halnya di kendaraan. Pada penelitian ini Engine Stand yang digunakan adalah Engine Stand Toyota 5K. Gambar 3.1.Engine StandToyota 5K yang digunakan dalam Pengujian Spesifikasi engine stand yang digunakan dapat dilihat dari tabel 3.1. berikut ini 10

19 Tabel 3.1. Spesifikasi Engine Stand Toyota 5K Sistem Bagian Spesifikasi Mesin Type Mesin Toyota 5K 1486 cc Diameter x langkah 72,0 mm X 79,7 mm Daya Maksimum 92 Ps / 6000 rpm Bahan bakar Bensin Kapasitas tangki 40 liter Pengisian Alternator Pendingin Radiator pendingin air Katup 8 katup OHV Susunan silinder 4 silinder segaris Torsi maksimum 12,2 Kgm / 4,400 rpm b. Set tool box Set tool box dalam penelitian ini berisi bebrapa perlengkapan yaitu: 1) 8 set kunci ring 2) 8 kunci pas 3) Obeng (plus dan minus) 5) 1 Special tool (feeler gauge) 6) Kunci T, dan 7) Tang 4) 1 palu karet Gambar 3.2. Set tool box 11

20 c. Buret Buret yang digunakan dalam penelitian ini adalah buret dengan kapasitas 50ml yang selain digunakan sebagai penampung bahan bakar, namun juga sebagai alat ukur dalam menguji konsumsi bahan bakar. Gambar 3.3. Buret bahan bakar dalam sesi uji konsumsi bahan bakar d. Tachometer Tachometer adalah sebuah alat pengujian yang didesain untuk mengukur kecepatan rotasi dari sebuah objek. Tachometer yang digunakan adalah jenis hand tachometer merk Krisbow KW Spesifikasi hand tachometer yang digunakan adalah antara lain: 1) Ketelitian (akurasi) : ± 0,05% + 1 digit 2) Range : automatic 3) Sampling time : 1 detik (over 60 rpm) Gambar 3.4.Hand tachometer Krisbow yang digunakan dalam pengujian putaran mesin 13

21 e. Dwell tester Dwell tester adalah alat yang digunakan untuk mengukur sudut dwell. Dalam penelitian ini dwell tester yang digunakan adalah dwell tester yang ada di dalam fitur Avometer digital. Triyono (2012:20) menyatakan, Avometer digital yaitu sebuah Avometer yang hasil pengukurannya ditunjukan dengan angka-angka dari tampilan digital. Avometer ini mudah dalam pembacaan hasil pengukuran karena hasil pengukurannya ditunjukan langsung dengan angka-angka dan hasil pengukurannya lebih teliti dibandingkan model analog. Pada penelitian ini Avometer yang digunakan adalah avometer merk Krisbow. Gambar 3.5. Avometer untuk alat ukur sudut dwell f. Stop watch application Untuk menghitung konsumsi bahan bakar, dalam penelitian ini menggunkan aplikasi stop watch dari Clock. g. Timing light Timing light adalah alat uang brfungsi untuk memeriksa ignition timing yang berarti saat pengapian pada mobil yang berbahan bakar bensin. 14

22 Untuk memeriksa ignition timing pada penelitian ini digunakan timing light merk SKC dengan tipe S Gambar 3.6. Timing light untuk memeriksa ignition timing h. Baterai Baterai merupakan komponen untuk memberikan sumber tenaga listrik yang cukup pada sebuah peralatan misalnya untuk menghidupkan mobil (starter) serta melayani proses pada sistem pengapian hingga melayani penerangan lampu dan kebutuhan lainnya pada mobil atau motor.pada penelitian ini aki yang digunakan adalah aki GS Astra Premium N50Z dengan spesifikasi 12V 65AH. Gambar 3.7.Baterai yang digunakan dalam penelitian 15

23 Diagram skematisperalatandapatdilihat pada Gambar 3.9.Pengujian dilakukan dengan memvariasikan busi sesuai dengan data pengujian.untuk mensimulasi busi aktif, dalam pengujian kabel busi dari distributor dicabut. Sehingga, busi yang tidak tersambung dengan kabel distributor tidak akan teraliri listrik. Dwell tester Gambar 3.8. Rangkaian peralatan eksperimen 16

24 B. Rancangan Variabel Variabel yang akandigunakandalampercobaanadalah variasi busi aktif untuk memperoleh data putaran mesin, sudut dwell, dan sudut pengapian berdasarkan kondisi kerja mesin. C. Prosedur Penelitian Langkah-langkah untuk menyusun sesi uji adalah sebagai berikut: 1. Buret bahan bakar dipasang dan diisi dengan bahan bakar yang akan diujikan, yaitu Pertalite. 2. Selanjutnya, aki dipasang untuk awal penyalaan mesin. 3. Dilanjutkan dengan mesin di-tune up dengan tahapan tune up mesindapat dilihat pada lampiran Alat ukur dipersiapkan guna meakukan pengujian terhadap konsumsi bahan bakar, putaran mesin, sudut pengapian, dan sudut dwell yaitu masing masing stop watch, tachometer, timing light, dan avometer. 5. Engine stand dinyalakan guna mengambil data busi aktif untuk masingmasing nomor variasi pengujian diambil seperti pada tabel 3.2.dengan untuk setiap variasi busi aktif diambil data konsumsi bahan bakar, putaran mesin, sudut pengapian, dan sudut dwell. 6. Untuk perlakuan me-non-aktifkan busi hanya perlu mencabut kabel aliran listrik pada disributor untuk masin-masingbusi pada setiap variasi busi aktif yang telah ditentukan. 7. Untuk setiap pergantian varisi busi aktif dilakukan tune up pada mesin, sehingga mesin dalam keadaan semula pada tingkat optimal.

25 8. Selain itu pengujian juga dilakukan pengulangan 2 kali sehigga data yang diambil lebih validdengan mengulagi langkah 1 7. Selain data-data pengambian data, selama pengujian berlangsung, tidak lupa fenomena atau reaksi yang terjadi pada mesin yang digunakan untuk dicatat, dan pastikan melakukan pengecekan dan tune up kondisi busi. 18

26 D. Skema Pengambilan Data Uji Gambar 3.9.Diagram skema pengambilan data uji 19

27 E. Instrumen Penelitian Dalam pengambilan data, instrumen penelitian yang digunakan dalam mencari setiap parameter yang dicari terhadap variasi busi aktif dituliskan pada tabel 3.2. berikut ini. Busi Aktif Semua 2,3, dan 4 1, 3, dan 4 1, 2, dan 4 1, 2, dan 3 1, dan 2 1, dan 4 1, dan 3 2, dan 3 2, dan 4 3, dan 4 Putaran Mesin (RPM) Tabel 3.2. Instrumen penelitian Konsumsi Bahan Bakar (time/20cc) Sudut Pengapian Sudut Dwell

28 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Setelah melakukan pengambilan data dengan parameter memvariasikan busi aktif terhadap parameter lainnya, seperti putaran mesin, konsumsi bahan bakar, sudut pengapian, dan sudut dwell selanjutnya data-data tersebut diolah dan dianalisis. Untuk setiap variasi busi aktif dilakukan diambi data sebanyak 2 kali dan atau disesuaikan dengan validasi data yang didapat untuk pengambilan data selanjutnya. Perlu diketahui, sebelum pengujian dipastikan terlebih dahulu bagaimana keadaan busi dan rangkaiannya terhadap distributor. Dalam penelitian ini pengcekkan kondisi busi meliputi beberapa hal diantaranya dapat dilihat pada lampiran 2. Dalam penelitian ini pendekatan yang digunakan adalah dengan menggunakan pendekatan secara deskriptif. Melalui pendekatan desktiptif ini, penelitian diarahkan untuk mengetahui nilai variabel mandiri, baik satu variabel atau lebih (independen) tanpa membuat perbandingan, atau menghubungkan dengan variabel yang lain.data yang didapatkan dari hasil penelitian kemudian dimasukkan ke dalam tabel 3.2 dan ditampilkandalam grafik yang kemudian akan diambil rata-ratanya untuk dianalisis dan ditarik kesimpulan. Data yang telah diambil dan dimasukkan tabel 3.2. ditampilkan pada tabel 4.1. dengan tambahan untuk setiap pengujian diberikan data kondisi mesin. 21

29 Busi Aktif Putaran Mesin (RPM) Tabel 4.1. Hasil pengujian rata-rata Konsumsi Sudut Bahan Bakar Pengapian (cc/m) ( 0 BTDC) Sudut Dwell Semua 1000,0 20, ,8 2,3, dan 4 962,2 20,70-53,3 1, 3, dan 4 933,8 21,25 8,5 52,8 1, 2, dan 4 959,6 21, ,3 1, 2, dan 3 942,0 20, ,2 1, dan 2 735,3 21, ,9 1, dan 4 683,3 21, ,9 1, dan 3 532,5 19, ,3 2, dan 3 710,0 21,06-52,0 2, dan 4 698,5 21,62-51,7 3, dan 4 670,5 21,24-51,6 B. Pembahasan Dari data pada tabel 4.1. tersebut untuk masing-masing rata-rata dari parameter yang ada dapat dilihat dari grafik berikut ini. Gambar 4.1 Grafik pengaruh variasi busi aktif terhadap putaran mesin Dari grafik tersebut didapatkan hasil, saat semua busi terpasang atau aktif maka rata-rata putaran mesin yang bekerja adalah yang paling besar. Selain itu,jika dibandingkan variasi busi aktif pada nomor 1,2, dan 3; 1,2, dan 4; 2,3, dan 4; dan semua, dengan busi aktif nomor 1,3, dan 4 memiliki putaran mesin paling rendah. Dengan kata lain jika busi nomor 2 dicabut/ tidak 22

30 diaktifkan maka putaran mesin menjadi kecil karena kompresi di dalam silinder nomor 2 tinggi, sedangkan karena kompresi tinggi tekanan di dalam silinder tinggi pula, sehingga kerja mesin tinggi dan berbanding lurus dengan putaran mesin. Jika busi nomor 2 dimatikan, maka putaran mesin menjadi kecil. Hal tersebut didukung dengan kondisi mesin yang muncul dan dicatat selama proses pengujian dalam tabel 4.2. berikut ini. Tabel 4.2. Kondisi engine stand selama sesi uji Busi Aktif Pengamatan Kondisi Mesin 1 2 Semua Stabil Stabil 2,3, dan 4 Mulai kurang stabil Mulai kurang stabil 1, 3, dan 4 Suara kurang stabil Suara kurang stabil 1, 2, dan 4 Suara kurang stabil Suara kurang stabil 1, 2, dan 3 Suara kurang stabil Suara kurang stabil 1, dan 2 Suara "brebet" dan getaran Suara "brebet" dan getaran mesin semakin berat mesin semakin berat 1, dan 4 Suara "brebet" dan getaran Suara "brebet" dan getaran mesin semakin berat mesin semakin berat 1, dan 3 Sangat berat Sangat berat 2, dan 3 Suara "brebet" dan getaran Suara "brebet" dan getaran mesin semakin berat mesin semakin berat 2, dan 4 Mesin pincang/ ngadat Mesin pincang/ ngadat 3, dan 4 Semakin pincang Semakin pincang Kondisi mesin pada pengamatan memberikan hasil yang berbeda-beda, karena adanya variasi aktifasi busi yang nantinya akan berpengaruh terhadap konfigurasi mesin. Konfigurasi yang dimaksud adalah adanya pengaruh tehadap urutan atau pola firing order, yang mana jika seharusnya urutan firing order untuk engine dengan 4 silinder yang digunakan dalam pengujian adalah untuk menghasilkan kerja mesin yang optimal dan sesuai dengan kerja yang dihasilkan masing-masing silinder. Jika urutan firing order ini tidak dipenuhi, maka kinerja mesin akan terganggu. 23

31 Contoh yang dapat ditemui dalam data hasil pengujian, untuk aktivasi 2 buah busi, nomor 1 dan 4, dan 1 dan 3 dimana, dari analisis yang telah dilakukan kepincangan yang terjadi pada kedua variasi busi berbeda meski jumlah silinder yang aktif sama. Selain dari konfigurasi pola firing order yang tidak terpenuhi, namun juga dikarenakan konfigurasi poros engkol yang juga tidak sesuai. Konfigurasi mesin 5k dapat diketahui dengan perhitungan dari urutan pembakaran mesin 5k, yaitu: Konfigurasi mesin = x2 jumla silinder Konfigurasi poros engkol = Konfigurasi poros engkol = Sehingga, konfigurasi mesin 5k dapat dilihat dari gambar 4.2. berikut ini. Gambar 4.2. Konfigurasi poros engkol mesin 4 tak Konfigurasi mesin dari gambar 4.2 menjelaskan jika silinder 1 melakukan langkah usaha maka silinder 3 akan melakukan langkah kompresi diikuti silinder 4 melakukan langkah hisap, dan disusul silinder 2 langkah buang dengan jeda setiap langkah adalah Sehingga, jika hanya busi 24

32 nomor 1, dan 3 yang aktif, maka setelah silinder nomor 3 melakukan langkah usaha, tidak ada langkah kompresi dan hisap dari silinder 4 dan 2 dan selama silinder nomor 4 dan 2 tidak aktif maka selama itu pula tidak ada langkah kerja. Kasus tersebut menjadikan silinder 1, dan 3 harus menunggu hingga langkah selanjutnya, sehingga dalam kerja mesin akan ada kekosongan yang panjang. Kasus yang berbeda ditemukan pada busi aktif nomor 1 dan 4, dimana kekosongan langkah yang ada tidak relatif panjang jika dibandingkan dengan busi aktif 1 dan 3. Urutan pembakaran untuk busi aktif 1 dan 4 yang menyebabkan kekosongan usaha yang relatif tidak sepanjang busi aktif 1 dan 3, maka setelah silinder 1 melakukan langkah usaha, selanjutnya tidak ada langkah kompresiyang seharusnya pada silinder 3, dan selanjutnya terjadi langkah hisap pada silinder nomor 4 dan kembali tidak ada langkah buang pada silinder nomor 2, sehingga secara tidak langsung untuk busi aktif 1 dan 4 terjadi kekosongan yang berselang 1 langkah, sedangkan untuk busi aktif 1 dan 3 terjadi kekosongan berturut-turut. Gambar 4.3 Grafik pengaruh variasi busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar 25

33 Dari grafik konsumsi bahan bakar sebagai dampak variasi busi aktif selama pengujian, memberikan rata-rata untuk busi aktif semua memiliki konsumsi bahan bakar paling hemat yaitu 20,7cc/ menit yang juga ditinjau dari kondisi mesin yang stabil serta putaran mesin yang paling besar. Selain itu,jika dibandingkan variasi busi aktif pada nomor 1,2, dan 3; 1,2, dan 4; 2,3, dan 4; dan semua, dengan busi aktif nomor 1,3, dan 4 memiliki konsumsi bahan bakar paling tinggi/ boros. Dengan kata lain jika busi nomor 2 dicabut/ di-non-aktifkan maka bahan bakar menjadi boros, karena kompresi di dalam silinder nomor 2 tinggi, dan menyebabkan silinder lain bekerja lebih berat dan konsumsi bahan bakar meningkat. Gambar 4.4 Grafik pengaruh variasi busi aktif terhadap sudut pengapian Sebelumnya, pada saat tune up sudut pengapian, untuk engine stand yang digunakan untuk pengujian ini diatur pada kondisi 10 0 BTDC melihat kondisi engine stand sendiri yang disesuaikan dengan umur mesin agar menghendaki pengaturan sudut pengapian diatur pada besaran tersebut.dari gambar 4.4.memberikan hasil bahwa, pada pengujian busi aktif semua 26

34 merupakan kondisi dimana mesin memiliki performa yang optimal, dimana pada variasi busi yang lain sudut pengapian mengalami penurunan. Gambar 4.5. Grafik pengaruh Variasi busi aktif terhadap sudut dwell Pada kajian teori, untuk standard sudut dwell sendiri berkisar 52 ± 6 pada mesin yang bisa bekerja secara optimal, dari penelitan dapat dilihat di gambar 4.4. sudut dwell yang mendekati standard adalah untuk busi aktif 1, 2, dan 3 yaitu sebesar 52,2 sedangkan busi aktif semua 55,8, namun begitu dari kondisi platina pada sesi pengujian memiliki kondisi yang kurang rata dan ditambah kondisi brake yang sudah tipis. Dari parameter grafik di atas dapat meberi hasil pada fariasi busi aktif untuk semua busi aktif memiliki performa yang paling maksimal dibanding 9 varibel lainnnya, hal disebut dikarenakan pada saat busi mati bahan bakar tidak terbakar karena tidak ada percikan bunga api dari busi pembakaran. Selanjutnya performa mesin akan menurun. Pembakran yang tidak sempurna pada akhirnya akan membebani mesin dan konsumsi bahan bakar meningkat. 27

35 Pada saat busi mati atau tidak diaktifkan dapat membebani dan dapat di buktikan pengujian putaran mesin dan menyebakan mesin pincang hal tersebut dijumpai saat sesi pengujian.dreymüller (2003) menyatakan, penemuan untuk kerja silinder yang divariasikan untuk tidak diaktifkan belum menemukan dampak yang begitu besar pada daya keluaran, namun memberikan dampak pada kondisi saat pengoperasian mesin. 28

36 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Dari penelitian dan pengamatan dapat disimpulkan bahwa: 1. Terdapat pengaruh variasi busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar, putaran mesin, sudut pengapian, dan sudut dwell. Pada saat busi mati atau tidak diaktifkan dapat membebani kinerja mesin dan dapat di buktikan dari pengujian putaran mesin dan menyebakan mesin pincang hal, tersebut juga dijumpai saat sesi pengujian. Telah diketahui bahwa fungsi busi adalah untuk membakar bahan bakar yang telah di kompresi atau telah ditekan oleh piston dan busi akan memercikan bunga api yang akan membakar bahan bakar. Jadi fungsi busi itu sendiri sangatlah penting dalam gaya dorong piston saat pembakaran dan jika busi salah satu berhenti bekerja dapat berpengaruh di sistem pembakaran dan berpengaruh terhadap performa mesin. Fenomena dalam kondisi seperti ini biasanya mesin sedikit tersendat, dikarenakan saat bahan bakar disemprotkan ke ruang bakar, dan dalam waktu yang bersamaan terjadi kompresi, namun tidak ada yang membakar dan tidak terjadi ledakan atau dorongan pembakaran diruang bakar. 2. Dapat diketahui dari data dan hasil penelitian yang didapatkan bahwa silinder nomor 2 merupakan silinder dengan kerja paling optimal, dimana dari pengecekan melalui kompresi tester memberikan data real untuk silinder nomor 2 memiliki kompresi yang paling tinggi dibandingkan silinder nomor 1, 3, dan 4. Selanjutnya, dari data real mempengaruhi data eksperimental 29

37 ditinjau dari data dan grafik variasi busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar dan putaran mesin. B. Saran Untuk mencapai tujuan yang diharapkan adapun saran dalam penelitian ini yaitu: 1. Sebelum memulai pengambilan data pastikan terlebih dahulu kondisi mesin beserta cacat atau kekurangan dalam mesin, sehingga nantinya pada saat pengambilan data dan pengujian mendapatkan data yang valid. 2. Sebelum melakukan pengambilan data, pastikan kondisi busi dan rangkaiannya seperti tahanan kabel busi dalam keadaan baik dan siap uji, sehingga data yang didapat lebih valid. 30

38 DAFTAR PUSTAKA Dreymüller Method of Operating an Internal Combution Engine. United States Patent Documents Handoyo, Arief Mengenal Komponen-Komponen Sistem Pengapian pada Mobil. Diakses melalaui pada 27 Maret Hidayat, Rahmad Pengertian Sudut Dwell dan Sudut Pengapian. Diakses melalui laman 24 Maret Lesmana, Faizal Bahan Bakar dan Pembakaran Motor Otto.Diakses melalui pada 31 Maret Pratomo, Rinto Yoga Analisa Performa Sepeda Motor. Jakarta: Universitas Indonesia. Solikin, Much Prinsip Kerja Motor dan Pengapian. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta. Triyono, Feri Komparasi hasil belajar siswa pada kompetensi dasarmenggunakanalat ukur elektronik dengan media alat sebenarnya dan mediaanimasi. Semarang: Universitas Negeri Semarang. Wahyono, Basti Sudut Dwell dan Pengapian. Diakses dari pada 31 Maret

39 LAMPIRAN Lampiran 1. Langkah Tune up Langkah-langkah tune up engine 1. Pemeriksaan radiator Pemeriksaan radiator untuk tune up mesin diantaranya pada tutup radiator dilakukan menggunakan alat radiator cap tester, selang radiator, air radiator, dan tekanan radiator diuji pada tekanan ±1 kg/cm 2 dan tidak boleh terjadi kebocoran. 2. Pemeriksaan aki Pemeriksaan aki/ baterai dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan pengamatan dan bantuan alat, secara. Pengamatan dilakukan pada dua bagian yaitu jika pada terminal aki terdapat kotoran/kerak maka harus dibersihkan, kemudian permukaan larutan elektrolit harus berada diantara garis upper dan lower. Pengecekkan menggunakan bantuan alat dilakukan untuk memeriksa tegangan aki menggunakan multitester dan pemeriksaan berat jenis elektrolit menggunakan hidrometer. Tegangan pada aki yang baik ±12 volt dan berat jenis elektrolitnya ±1, Pemeriksaan oli mesin Pemeriksaan pada oli mesin dilaksanakan berdasarkan kualitas dan kuantitasnya.pemeriksaan kuanitias menggunakan measurement stick, sedangkan untuk kualitas dari oli mesin diperiksa dari kondisi fisik oli. 32

40 4. Penyetelan busi Penyetelan busi dilakukan menggunakan feeler gauge dengan mengukur berapa ukuran celah dari busi tersebut. Ukuran standar celah busi adalah 0,7-0,8 mm. 5. Pemeriksaan kabel tahanan busi a. Periksa tahanan kabel-kabel busi dengan menggunakan sirkuit tester (multitester, ohmeter). Ukur tahanan kabel-kabel busi anatara busi anatara terminal terminal. b. Pada saat pengukuran diperiksa juga keadaan kabel busi dengan menyentuhkan kabel sirkuit tester pada terminal. Tahanan pada tiap kabelnya harus kurang 25K. Bila dari hasil pengukurannya lebih besar 25kΩ maka kabel busi harus diganti. 6. Penyetelancelah platina Penyetelan celah platina menggunakan feeler gauge. Ukuran standar pada celah platina adalah 0,45 mm. Kemudian mesin dihidupkan untuk mengetahui timing pengapian mesin menggunakan timing light, sebelumnya mesin dikondisikan pada putaran ±700 rpm (untuk mengetahui rpm mesin tersebut digunakan tachometer). Timing pengapian standar ±7-8 o sebelum TMA, untuk menyetel timing pengapian terlebih dahulu mengendorkan baut penahan distributor dan kemudian merubah posisi distributor tersebut sampai timing pengapian menunjukkan pada ±7-8 o. 33

41 7. Penyetelan celah katup a. Penyetelan celah katup dilakukan melalui bebrapa tahap yaitu, emutar poros engkol hingga tanda pada puli poros engkol tepat dengan angka 0 pada tutup rantai timing. b. Menentukan top kompresi silinder 1 atau 4, dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1) Pada saat memutar poros engkol sambil memperhatikan katup masuk silinder mana yang bergerak. Lihatlah katup masuk atau push rod katup masuk pada silinder 1 atau 4 sambil menggerak-gerakkan puli poros engkol. 2) Apabila yang bergerak push rod katup masuk silinder 4 pada saat anda menggerak-gerakkan atau memutar poros engkol, berarti ketika tanda pada puli tepat dengan tanda 0 : yang sedang mengalami top kompresi adalah silinder 1. Begitu juga sebaliknya.nok as pada silinder yang TDC posisi roker arm kondisi bebas/ renggang tidak menekan batang valve. Periksa kerengangan batang valve/conecting rod dengan membuka lubang pemasukan oli di tutup kepala silinder, kemudian memasukan jari tangan untuk memastikan memutarnya batang valve. c. Menentukan katup-katup yang boleh distel pada saat top kompresi silinder 1 atau 4. Caranya dengan melihat diagram/tabel proses kerja silinder atau bisa juga dengan menggerak-gerakkan puli poros engkol sambil melihat push rod katup yang tidak bergerak. Push rod yang tidak bergerak maka boleh disetel. d. Setel celah katup sesuai spesifikasi. Penyetelan dilakukan dengan cara: 1) Mengendorkan mur 12 menggunakan kunci ring

42 2) Menempatkan atau memasukkan feeler gauge ke dalam celah antara rocker arm dengan batang katup.stel Klep dengan menggunakan Feeler Gauge ukuran untuk intake0,20 mm, dan untuk exhaust0,30 mm 3) Melakukan penyetelan dengan mengubah (mengencangkan/ mengendorkan) baut penyetel dengan obeng. 4) Setelah celah katup telah benar/sesuai, kencangkan mur penahan sambil menahan baut penyetel agar tidak bergerak. Lalu cek kembali celah katup dengan merasakan tarikan/gesekan dari feeler gauge. e. Ulangi cara penyetelan selanjutnya dengan cara mengetopkan poros engkol lagi ke top 4. f. Putar poros engkol 1 putaran (360 ) sehingga tanda pada puli bertepatan dengan tanda 0 pada tutup rantai timing. g. Menyetel celah katup untuk katup-katup yang belum disetel sesuai spesifikasi.stel Klep dengan menggunakan Feeler Gauge ukuran untuk intake sebesar 0,20 mm, dan exhaust 0,30mm h. Menutup kembali kepala silinder, lalu memasang komponen lainnya. i. Untuk pemeriksaan kompresi pada silinder dilakukan setelah mesin mencapai temperatur kerja mesin. Pemeriksaan dilakukan menggunakan alat pengukur kompresi (compression tester). Pemeriksaan biasanya dilakukan oleh 2 orang, dimana seorang bertugas menyalakan mesin, dan seorang lainnya memasang alat ukur. Cara untuk memeriksa tekanan kompresi silinder dengan melepaskan busi dan lepaskan kabel dari koil ke ditributor untuk memutus arus sekunder. Dilanjutkan dengan memasukkan alat ukur ke lubang 35

43 kompresi ke lubang busi dan tekan alat ukur. Selanjutnya, nyalakan mesin denganmotor satrter, umumnya tidak lebih dari 250rpm. 36

44 Lampiran 2. Data busi pengujian Kompresi Nomor Tahanan Silinder Merk Busi Busi Kabel Busi Busi (kg/cm 2) 1 Denso J16BR-U11 17,14 kω 10 2 Denso W16EX-U11 1,046 kω 11 3 Denso W16EX-U11 14,13 kω 10,5 4 Denso W16EX-U11 68,6 Ω 10,5 37

45 Lampiran 3. Rangkuman diskusi, dan sesi tanya jawab 1. Penanya: Faza Fakhry Pertanyaan: Kenapa tahanan busi berbeda-beda, dan apa pengaruhnya terhadap sudut pengapian dan konsumsi bahan bakar? Jawaban: Konfirmasi, bahwa pengecekanyang dilakukan selama ppengujian adalah tahanan kabel busi, bukan tahanan busi, dan tahanan kabel busi memang bisa berbeda-beda karena dipengaruhi oleh kondisi kabel busi. Tahan busi yang disarankan dan sesuai standard adalah 25kΩ, jika melebihi maka kabel tahanan busi harus diganti. 2. Penanya: Lim Widyo B Pertanyaan: Untuk instrumen penelitian, kenapa hanya 1, dan 2 busi yang dicabut? Jawaban: Karena pada saat pengujian variasi busi aktif dilakukan pada kondisi engine menyala, oleh karena itu pengambilan hanya bisa dilakukan dengan me-non-aktifkan maksimal 2 busi, jika 3 busi yang tidak aktif atau dengan kata lain hanya 1 busi yang aktif maka mesin tidak akan mati. 3. Penanya: Rais Al Hakim Pertanyaan: Apakah merk busi berpengaruh pada konsumsi bahan bakar? Apakah jika merk busi berbeda-beda data yang diambil bisa valid? Kenapa tahanan berbeda? 38

46 Jawaban: Merk busi aktif tidak berpengaruh pada konsumsi bahan bakar, yang berpegaruh pada konsumsi bahan bakar adalah jenis busi. Dan bisa dikatakan busi valid, karena busi yang digunakan dalam oenelitian hanya berbeda seri. Tahanan yang berbeda ada di kabel busi dan dipengaruhi oleh kondisi busi itu sendiri. 4. Penanya: N. Fadhil Pertanyaan: Untuk variasi pencabutan 2 busi aktif, contohnya busi aktif 1dan 2, dan 1 dan 4, kenapa hasilnya berbeda, penyebabnya apa? Jawaban: Busi aktif nomor 1 dan 2 memiliki rpm lebih tinggi dibandingakan dengan 1 dan 4, karena silinder nomor 2 memiliki kompresi yang lebih tinggi dibandingkan silinder lainnya, jika silinder nomor 2 di-non-aktifkan maka akan berpengaruh pada tekanan silinder lainnya. Sehingga, busi aktif 1 dan 4 yang mana silinder nomor 2 dimatikan akan memeiliki rpm yang lebih kecil dibandingakan busi aktif 1 dan Penanya: Ridho Fachrur Rois Pertanyaan: Apa pengaruh tahanan kabel busi terhadap sudut pengapian?, dan kenapa silinder nomor 2 bisa disimpulkan memiliki performa paling baik, parameternya dari mana? 39

47 Jawaban: Tahanan kabel busi tidak berpengaruh pada sudut pengapian, yang berpengaruh pada sudut pengapian adalah variasi busi aktif dan celah platina. Performa silinder nomor 2 dikatakan paling baik karena dari data pengujian busi aktif terhadap putaran mesin memberikan data jika busi nomor 2 dicabut/ tidak diaktifkan maka putaran mesin menjadi kecil karena kompresi di dalam silinder nomor 2 tinggi, sedangkan karena kompresi tinggi tekanan di dalam silinder tinggi pula, sehingga kerja mesin tinggi dan berbanding lurus dengan putaran mesin. Untuk variasi busi aktif terhadap konsumsi bahan bakar memberikan hasil jika busi nomor 2 dimatikan, maka putaran mesin menjadi kecil. Dengan kata lain jika busi nomor 2 dicabut/ di-non-aktifkan maka bahan bakar menjadi boros, karena kompresi di dalam silinder nomor 2 tinggi, dan menyebabkan silinder lain bekerja lebih berat dan konsumsi bahan bakar meningkat. 6. Penanya: Bapak Wahyudi Pertanyaan: Dari data pengecekan busi, kanapa kompresi silinder diberikan tambahan oli, jika dari data kompresi masih sesuai standard? Jawaban: Ada kesalahan dalam pengecekan kompresi, pengecekan kompresi ditambahakan oli jika kompresi kurang dari 8kg/cm 2. Kami memberikan tambahan oli untuk mengetahui penyebab lemahnya kompresi silinder. Jika oli dimasukkan ke dalam silinder dan dicek dengan kompresi ester 40

48 nilai kompresinya sama, maka yang bermasalah klep silinder, sedangkan jika naik dari 9 11kg/cm 2, maka yang bermasalah yaitu ring piston atau dinding silindernya. 41

49 Lampiran 4. Tabel pengambilan data Busi Aktif Putaran Mesin (RPM) Konsumsi Bahan Bakar (cc/m) Sudut Pengapian Sudut Dwell 1 2 Rata-rata 1 2 Rata-rata 1 2 Rata-rata 1 2 Rata-rata Semua ,3, dan , 3, dan , 2, dan , 2, dan , dan , dan , dan , dan , dan , dan