PENGARUH PEMAKAIAN COOLING FAN PADA PROSES PENDINGINAN MESIN SEPEDA MOTOR MATIC HUBUNGANNYA DENGAN TINGKAT EFISIENSI BAHAN BAKAR DAN TEMPERATUR MESIN 1) Basuki Rohmad, 2) Rohmat Subodro 1) Teknik Mesin, Universitas Nahdlatul Ulama Surakarta (basukirohmad86@yahoo.co.id) 2) Teknik Mesin, Universitas Nahdlatul Ulama Surakarta (rohmadsubodro@yahoo.com) ABSTRACT The role of the cooling system on a machine is vital existence because the system acts to maintain the condition and temperature of the engine work to keep it stable, so there is no excessive heat (over heating). Data taken with the two phases of data collection is by using a standard media (cooling fan is mounted) and the modified medium (cooling fan is removed). In every medium there are two data collection, namely the amount of fuel consumption and temperature (temperature) machines, where each stage there are nine data collection consisting of three variations of the is 2000, 3000, and 4000, each variation consists of three data at 2000 the lowest fuel consumption rate is upon use standard media with the amount of fuel consumption 85 ml, at 3000 level of the lowest fuel consumption occurs during the use of the media and media standards with a number of modifications to the fuel consumption of 95 ml, and at 4000 level of consumption the lowest fuel consumption occurs when the standard media with the amount of fuel consumption 115 ml. While the engine temperature is at 2000 is the lowest temperature data when using a standard medium with a temperature of 74.3 0C, at 3000 data is the lowest temperature occurs during the use of a standard medium with a temperature of 76.8 0C, and at 4000 data is the lowest temperature occurs upon use standard media with temperature of 83.7 0C. From these data it can be concluded that the use of a cooling fan on a motorcycle matic effect on the level of fuel efficiency and temperature (temperature) engine. Keywords: Motorcycle Matic, Cooling Fan, Fuel, overheating. Pengaruh Pemakaian Cooling... 91
PENDAHULUAN Perkembangan dunia otomotif disaat sekarang sangat pesat karena didukung dengan sistem yang semakin canggih. Hal tersebut dimaksudkan agar efisiensi motor bakar tercapai sesempurna mungkin dan mengurangi faktor kerugian yang ditimbulkan dan biaya perbaikan yang mahal. Diantara sistem pendukung terpenting adalah sistem pendinginan pada mesin ( IN. Sutantra,2002). Peranan sistem pendinginan pada sebuah mesin sangatlah vital keberadaannya karena sistem tersebut berperan menjaga kondisi dan suhu kerja mesin agar selalu stabil, sehingga tidak terjadi panas yang berlebih (over heating) (Jalius Jama, 2008). Jenis pendinginan yang dikenal pada sebuah mesin dapat dikelompokkan dalam dua jenis yaitu pendinginan paksa dan sirip. Pada era generasi sekarang ini keberadaan sistem pendinginan sirip pada mesin sudah mulai ditinggalkan dikarenakan efisiensi pendinginannya yang kurang (Boentarto,2005). Dalam sistem pendinginan pada sepeda motor matic, hampir semua menggunakan teknologi yang sama yaitu menggunakan cooling fan, dimana sistem ini merupakan sistem pendinginan paksa dengan memanfaatkan udara yang di hembuskan oleh kipas pendingin (cooling fan) (Suzuki, 2007). Berikut adalah gambar konstruksi air coop dan fan cooling pada sepeda motor Suzuki Spin : Gambar 1 Kipas Pendingin (Cooling Fan) Sistem pendinginan pada motor matic merupakan proses pendinginan mesin dengan sistem tertutup karena memiliki saluran tersendiri. Dan sistem pendinginan pada motor matic sangat berbeda dengan motor dengan transmisi manual pada umumnya (Suzuki, 2007) DASAR TEORI Engine Di dalam mesin bensin bisa diketahui bagaimana mesin bensin mengubah bahan bakar menjadi tenaga, yaitu dengan jalan campuran udara dan bahan bakar dihisap ke dalam silinder, kemudian dikompresikan oleh piston saat bergerak naik (langkah kompresi). Bila campuran udara dan bahan bakar terbakar dengan adanya api dari busi yang panas sekali, maka akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di dalam silinder (Toyota New Step I,1995). Sistem bahan bakar Sistem bahan bakar terdiri dari beberapa komponen mulai dari tangki bahan bakar sampai pada charcoal canister. Bahan bakar yang Pengaruh Pemakaian Cooling... 92
tersimpan dalam tangki bahan bakar dikirim oleh pompa bahan bakar ke karburator melalui pipa-pipa dan selang-selang. Air, pasir, kotoran dan benda-benda asing lainnya dikeluarkan dari bahan bakar oleh saringan bahan bakar. (Toyota New Step I,1995). Sistem pendinginan Gas pembakaran di dalam silinder dapat mencapai temperatur ± 2500 0 C. Karena proses itu terjadi berulang-ulang, maka dinding silinder, kepala silinder, piston, katup dan beberapa komponen lainnya menjadi panas. Sebagian dari minyak pelumas, terutama yang membasahi dinding silinder, akan menguap dan akhirnya akan terbakar bersama-sama bahan bakar ( Toyota Pedoman Reparasi Mesin Seri K,1995). Berdasarkan fluida pendinginnya motor bakar itu dapat dibedakan menjadi dua sistem yaitu sistem pendinginan udara dan sistem pendinginan air. Kedua cara ini dapat menyerap 33% panas mesin ke atmosfer (udara luar) melalui atau dengan cara konveksi, yakni udara dihamburkan ke permukaan logam yang panas (Bolianto,2008). METODE PENELITIAN Diagram Alur Penelitian START PERSIAPAN PELAKSANAAN PENELITIAN ANALISIS FINISH Gambar 2. Diagram Alur Penelitian Pengujian dan penelitian yang dilakukan oleh peneliti dalam bahasan ini, adalah cover dan cooling fan pada sepeda motor Suzuki Spin 125. a. Menyiapkan Sepeda Motor Suzuki Spin 125 b. Menyiapkan peralatan yang diperlukan a. Pengambilan data dengan kondisi standart (cooling fan terpasang) b. Pengambilan data tanpa cooling fan Variabel Penelitian Tabel 1. Variable Penelitian Populasi Sampel Variabel Sub Variabel Sepeda Motor Suzuki Spin 125 Cooling fan Tanpa Cooling fan Jumlah Bensin Suhu Rentang waktu mesin opersional (10 ) Pengaruh Pemakaian Cooling... 93
1. Teknik Pengumpulan data a. Sumber Data :Data Primer b. Metode Pengumpulan Data : Data Primer (data yang diambil saat pelaksanaan penelitian) c. Alat dan bahan yang digunakan Alat-alat yang digunakan untuk mendapatkan data dalam penelitian ini adalah : 1. Tool set Tool set ini digunakan untuk membongkar dan memasang cover, cooling fan, dan bagian-bagian lain yang diperlukan. 2. Tachometer Gambar 3 Tacho meter Tachometer digunakan untuk mengukur putaran motor sesuai kebutuhan yang diinginkan, saat pengambilan data yang diperlukan. 3. Gelas Ukur Gelas ukur digunakan untuk menakar/mengukur banyaknya konsumsi bahan bakar saat pengambilan data. 4. Thermometer Digital Gambar 4 Thermometer Digital Thermometer Digital digunakan untuk mengukur dan mengetahui suhu yang dihasilkan oleh mesin dengan tingkat ketelitian yang lebih besar dibandingkan dengan thermometer biasa. b. Lembar observasi Digunakan untuk mencatat hasil pengamatan atau pengujian. c. Bahan (Kendaraan) Bahan yang digunakan untuk melakukan pengujian dan penelitian ini adalah kendaraan Suzuki Spin 125 cc. 2. Teknik Analisis Data Teknik analisis data dalam penelitian dilakukan melalui beberapa tahap sebagai berikut : Pengaruh Pemakaian Cooling... 94
STANDART (COOLING FAN TERPASANG) RP M 1 PENGKONDISIA N MESIN RP M 2 SUHU MESIN & BAHAN BAKAR MODIFIKASI (COOLING FAN DILEPAS) RP M 3 @ 3x 1 beberapa saat sampai dicapai suhu kerja mesin. 2. Dengan kondisi standart (komponen pendukung sistem pendinginan terpasang semua) mesin dihidupkan dengan rpm (2000, 3000, 4000) selama 10 menit. Setelah itu matikan mesin dan cek suhu antara blok silinder dan head cylinder mesin dengan menggunakan 3. Thermometer digital dan mengecek konsumsi bahan bakar yang terpakai kemudian mencatat hasilnya pada lembar yang tersedia dan pekerjaan tersebut dilakukan 3 kali. 4. Dengan kondisi modifikasi (sebagian komponen pendukung sistem pendingin dilepas diantaranya tutup kipas/cooling fan dan belalai) mesin dihidupkan dengan rpm (2000, 3000, 4000) selama 10 menit. Setelah itu matikan mesin dan cek suhu pada head cylinder dengan menggunakan thermometer digital dan mengecek konsumsi bahan bakar yang terpakai kemudian mencatat hasilnya pada lembar yang tersedia dan pekerjaan tersebut dilakukan 3 kali. Data Gambar 5. Teknik Analisis Keterangan : 1. Pengambilan instrument dengan menguji sebuah kendaran bermotor Suzuki spin sesuai dengan kondisi standart. Melakukan pemanasan mesin HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL 1. Deskripsi Data Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan dalam beberapa tahapan penelitian didapatkan data sebagai berikut. Data ini merupakan data primer yang dihasilkan dari penelitian ( data murni penelitian ). Pengaruh Pemakaian Cooling... 95
Tabel 2. Data konsumsi bahan bakar cooling fan terpasang (standart) Tabel 7. Data rata-rata temperatur (suhu) mesin No Waktu Bahan bakar 1 2 3 Tabel 3. Data konsumsi bahan bakar Cooling Fan Dilepas () Tabel 4. Data Temperatur (Suhu) cooling fan terpasang (standart) Rata-rata 1 2000 10 85 90 90 88.333 2 3000 10 95 105 100 100.000 3 4000 10 115 120 115 116.67 No Waktu Bahan bakar 1 2 3 Rata- rataa 1 2000 10 85 90 90 88.33 2 3000 10 100 95 110 101.67 3 4000 10 115 120 120 118.33 Suhu ( 0 C) Ratarata No Alat Waktu 2000 3000 4000 ( 0 C) 1 (cooling fan 10 75.17 78.80 85.30 79.76 terpasang) 2 (cooling fan dilepas) 10 80.97 82.47 90.73 84.72 2. Grafik Data Grafik perbandingan hubungan pemakaian cooling fan dengan tingkat konsumsi bahan bakar bensin dan suhu mesin dalam tiga variasi rpm. 120 115 110 105 100 95 90 85 Bahan Bakar 80 75 70 116.67 118.33 100 101.67 88.33 88.33 Media/Alat 2000 3000 4000 Tabel 5.. Data cooling fan dilepas () No Waktu Suhu (oc) 1 2 3 Tabel 6. Data rata-rata konsumsi bahan bakar 1 2000 10 76.6 82.4 83.9 80..97 2 3000 10 79 84.2 84.2 82..47 3 4000 10 87.8 94 90.4 90..73 Suhu ( o C) Rata-rata No Waktu 1 2 3 ( o C) 1 2000 10 74.3 75.9 75.3 75.177 2 3000 10 77.9 76.8 81.7 78.80 3 4000 10 83.7 86 86.2 85.30 Rata- (oc) rata Bahan Bakar Ratarata No Alat Waktu 2000 3000 40000 1 (cooling fan 10 88.33 100.00 116.67 101.67 terpasang) 2 (cooling fan dilepas) 10 88.33 101.67 118.33 102.78 Grafik 1. Perbandingan jumlah konsumsi bahan bakar terhadap pemakaian cooling fan Suhu Mesin (0C) 100 90 80 70 60 50 78.8 75.17 85.3 Media/Alat 80.9782.47 90.73 Grafik 2. Perbandingan temperatur (suhu) mesin terhadap pemakaian cooling fan 2000 3000 4000 Pengaruh Pemakaian Cooling... 96
PEMBAHASAN Tingkat Konsumsi Bahan Bakar Berikut ini akan disajikan data melalui grafik yang menggambarkan perbandingan atau perbedaan yang terjadi pada setiap kondisi (standart dan modifikasi) dengan tiga variasi rpm yaitu 2000, 3000, dan 4000. 120 115 110 105 100 95 90 Bahan Bakar 85 80 75 70 100 101.67 88.33 88.33 116.67 118.33 Media/Alat Grafik 3.Perbandingan jumlah konsumsi bahan bakar terhadap pemakaian cooling fan Dari grafik tersebut diatas dapat kita lihat rata-rata konsumsi bahan bakar dari pemakaian cooling fan dalam tiga variasi rpm yaitu 2000, 3000, dan 4000. Dari grafik pemakaian media standart (cooling fan terpasang) didapat hasil rata-rata pada rpm 2000 = 88,33 ml, rpm 3000 = 100 ml, dan rpm 4000 = 116,67 ml. Sedangkan dari grafik pemakaian media yang sudah dimodifikasi (cooling fan dilepas) didapat hasil rata-rata pada rpm 2000 = 88,33 ml, rpm 3000 = 101,67 ml, dan rpm 4000 = 118,33 ml dengan waktu pengujian tiap rpm 10 menit. Dari uraian hasil tersebut dapat dilihat perbedaan yang terjadi pada tiap-tiap pemakaian media standart dan modifikasi dengan tiga variasi rpm yang berbeda. Pada grafik diatas terdapat dua buah Pengaruh Pemakaian Cooling... 2000 3000 4000 grafik yang memiliki perbedaan yang menonjol mengenai konsumsi bahan bakarnya yaitu pada rpm 3000 dan 4000. Pada rpm 3000 jumlah konsumsi bahan bakar saat pemakaian media standart adalah 100 ml sedangkan saat pemakaian media yang dimodifikasi adalah 101,67 ml dan didapatkan selisih konsumsi bahan bakar sebesar 1,67 ml. Sehingga pada pemakaian media standart pada rpm 3000 lebih hemat sebesar 1,67%. Pada rpm 4000 jumlah konsumsi bahan bakar saat pemakaian media standart adalah 116,67 ml sedangkan saat pemakaian media yang dimodifikasi adalah 118,33 ml dan didapatkan selisih konsumsi bahan bakar sebesar 1,66 ml. Sehingga pada pemakaian media standart pada rpm 4000 lebih hemat sebesar 1,42 %. Dari grafik tersebut diatas bila dari setiap pemakaian media diakumulasi dan dirata-rata maka akan didapatkan hasil seperti pada tabel dibawah ini : Tabel 8. Perbandingan konsumsi bahan bakar setelah dirata-rata No Alat Waktu Bahan Bakar Ratarata 2000 3000 4000 1 (cooling fan 10 88.33 100.00 116.67 101.67 terpasang) 2 (cooling fan dilepas) 10 88.33 101.67 118.33 102.78 Pada tabel 8. setelah dilakukan akumulasi atau dirata-rata dari dua media yang berbeda dengan tiga variasi rpm dapat kita ketahui bahwa tingkat konsumsi bahan bakar terendah adalah pada saat pengambilan data dengan media standart dengan jumlah rata-rata konsumsi bahan bakar 101,67 ml. Keadaan tersebut dapat terjadi 97
karena beberapa faktor diantaranya adalah sebagai berikut : Sirkulasi udara dalam mesin Dengan kondisi posisi mesin matik yang hampir semua tertutup oleh body, maka cooling fan dalam hal ini memiliki peran yang sangat penting sekali dalam proses sirkulasi udara dan pendinginan. Dengan adanya cooling fan maka suhu panas yang dihasilkan oleh mesin dapat dibuang keluar sehingga suhu kerja mesin dapat terjaga. Apabila udara panas dalam mesin tidak disirkulasikan maka bisa terjadi panas yang berlebih (overheating) dan bahan bakar akan cenderung lebih cepat menguap sebelum terbakar. Gambar 6. Arah sirkulasi udara Kondisi suhu lingkungan sekitar (udara atmosfer) Suhu lingkungan juga berpengaruh pada kinerja mesin saat hidup. Konsumsi bahan bakar mesin pada saat suhu dingin tentu berbeda dengan konsumsi bahan bakar pada saat suhu panas. Pada saat suhu dingin efisiensi pendinginan pada mesin sangat efektif karena selain proses pendinginan yang dilakukan oleh sistem pendingin pada mesin, suhu sekitar (udara luar) secara tidak langsung juga membantu proses pendinginan sehingga tidak terjadi panas yang berlebihan (over heating). Dengan tidak terjadinya panas yang berlebihan maka tidak akan terjadi pula penguapan bahan bakar didalam sistem bahan bakar sebelum dibakar oleh bunga api dari busi. Hal ini mengakibatkan konsumsi bahan bakar cenderung lebih hemat. Berbeda pada saat suhu panas, selain sistem pendingin pada mesin harus mendinginkan mesin itu sendiri, sistem pendingin juga harus bekerja untuk mendinginkan suhu disekitar mesin yang panas. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya panas yang berlebihan pada mesin. Dengan panas yang berlebihan maka pada sistem bahan bakar akan terkena imbas atau efek dari panas tersebut sehingga didalam sistem bahan bakar akan terjadi penguapan bahan bakar sebelum dibakar oleh percikan bunga api dari busi. Hal ini mengakibatkan konsumsi bahan bakar cenderung lebih boros. Suhu Mesin Berikut ini akan disajikan data melalui grafik yang menggambarkan perbandingan atau perbedaan yang terjadi pada setiap kondisi (standart dan modifikasi) dengan tiga variasi rpm yaitu 2000, 3000, dan 4000. Pengaruh Pemakaian Cooling... 98
Suhu Mesin (0C) 100 90 80 70 60 50 85.3 78.8 75.17 Media/Alat 90.73 80.97 82.47 2000 3000 4000 Grafik 4.Perbandingan temperatur (suhu) mesin terhadap pemakaian cooling fan Dari grafik diatas dapat kita lihat rata-rata suhu yang dihasilkan dari pemakaian cooling fan dalam tiga variasi rpm yaitu 2000, 3000, dan 4000. Dari grafik pemakaian media standart (cooling fan terpasang) didapat hasil rata-rata pada rpm 2000 = 75,17 0 C, rpm 3000 = 78,80 0 C, dan rpm 4000 = 85,30 0 C. Sedangkan dari grafik pemakaian media yang sudah dimodifikasi (cooling fan dilepas) didapat hasil rata-rata pada rpm 2000 = 80,97 0 C, rpm 3000 = 82,47 0 C, dan rpm 4000 = 90,73 0 C dengan waktu pengujian tiap rpm 10 menit. Dari uraian hasil tersebut dapat dilihat perbedaan yang terjadi pada tiap-tiap pemakaian media standart dan modifikasi dengan tiga variasi rpm yang berbeda. Pada grafik diatas dari dua media yang digunakan pada tiap rpm terjadi perbedaan yang signifikan. Pada rpm 2000 suhu yang dihasilkan dari pemakaian media standart adalah 75,17 0 C sedangkan pada media yang sudah dimodifikasi suhu Pengaruh Pemakaian Cooling... No yang dihasilkan adalah 80,97 0 C dan didapatkan selisih suhu sebesar 5,80 0 C. Sehingga pada pemakaian media standart pada rpm 2000 lebih efektif dalam proses pendinginan mesin sebesar 7,71 %. Pada rpm 3000 suhu yang dihasilkan dari pemakaian media standart adalah 78,80 0 C sedangkan pada media yang sudah dimodifikasi suhu yang dihasilkan adalah 82,47 0 C dan didapatkan selisih suhu sebesar 3,67 0 C. Sehingga pada pemakaian media standart pada rpm 3000 lebih efektif dalam proses pendinginan mesin sebesar 4,65 %. Pada rpm 4000 suhu yang dihasilkan dari pemakaian media standart adalah 85,30 0 C sedangkan pada media yang sudah dimodifikasi suhu yang dihasilkan adalah 90,73 0 C dan didapatkan selisih suhu sebesar 5,43 0 C. Sehingga pada pemakaian media standart pada rpm 4000 lebih efektif dalam proses pendinginan mesin sebesar 6,37 %. Dari grafik tersebut diatas bila dari setiap pemakaian media diakumulasi dan dirata-rata maka akan didapatkan hasil seperti pada tabel dibawah ini : Tabel 9. Perbandingan temperature suhu) mesin setelah dirata- rata Alat 1 (cooling fan terpasang) 2 (cooling fan dilepas) Waktu Suhu ( 0 C) 2000 3000 4000 99 Ratarata ( 0 C) 10 75.17 78.80 85.30 79.76 10 80.97 82.47 90.73 84.72
Pada tabel 9. setelah dilakukan akumulasi atau dirata-rata dari dua media yang berbeda dengan tiga variasi rpm dapat kita ketahui bahwa suhu terendah adalah pada saat pengambilan data dengan media standart dengan jumlah rata-rata suhu mesin sebesar 79,76 0 C. Keadaan tersebut dapat terjadi karena faktor sirkulasi udara dalam mesin dan suhu udara lingkungan sekitar (udara atmosfer) dengan penjelasan yang sama pada saat pengambilan data konsumsi bahan bakar. KESIMPULAN DAN SARAN Dari pelaksanaan penelitian, pengujian dan pembahasan hasil pengujian pengaruh pemakaian cooling fan pada proses pendinginan mesin sepeda motor matic hubungannya dengan tingkat efisiensi bahan bakar dan temperatur mesin, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : Cooling fan berpengaruh signifikan terhadap proses pendinginan mesin sepeda motor, khususnya pada sepeda motor jenis transmisi otomatis (matic) Sekitar 2%. Hal ini juga didukung dengan posisi mesin yang tertutup oleh bodi, sehingga udara tidak dapat bersirkulasi sendiri didalam mesin. Dari uraian kesimpulan di atas dapat digunakan sebagai peringatan kepada pengguna kendaraan khususnya sepeda motor jenis matic akan pentingnya peran cooling fan dalam proses pendinginan mesin. Hasil dari penelitian yang telah selesai dilaksanakan, penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap ada pihak yang bersedia untuk melakukan penelitian yang sama untuk mendapatkan hasil yang lebih valid demi kesempurnaan hasil penelitian tersebut. Maka penulis mempunyai bebrapa saran sebagai berikut : 1. Mencantumkan kondisi sepeda motor yang akan digunakan dengan pernyataan yang spesifik dan jelas. 2. Menambahkan beberapa variabel yang dapat mendukung penelitian ini diantaranya jarak, beban, kondisi jalan, rpm maksimal atau variabel lain. 3. Setiap penggantian/perubahan harus memperhatikan buku manual dan standart keamanan agar tidak membahayakan pengguna kendaraan itu sendiri. DAFTAR PUSTAKA Boentarto. Mengatasi Kerusakan pada Metic. Puspa Swara, Yogyakarta : 2005. Bolianto. Cara Pemeriksaan, Penyetelan dan Perawatan Sepeda Motor. errwin Offset, Jakarta : 2008. N. Sutantra, 2002, Teknologi Otomotif Teori dan Aplikasinya, Guna Widya, Surabaya Jalius Jama dkk. Teknik sepeda motor Jilid 1. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Jakarta. 2008 Jalius Jama dkk. Teknik sepeda motor Jilid 2. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Jakarta. 2008. Jalius Jama dkk. Teknik sepeda motor Jilid 3. Direktorat Pengaruh Pemakaian Cooling... 100
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Jakarta. 2008. Materi Pelatihan Berbasis Kompetensi Sektor Otomotif Sub Sektor Sepeda Motor Departemen Tenaga Kerja Dan Transmigrasi R.I. Jakarta Selatan. 2006 Suzuki. Pedoman Perawatan Suzuki Spin 125, Jakarta: PT. Indomobil Niaga International, 2007. Team Penyusun. Dasar dasar sepeda motor. PPPGT, VEDC, Malang : 2003. Team penyusun. Hand out training mecahanic Suzuki. Jakarta. 2007 Toyota, New Step 1 Training Manual, Jakarta: PT.Toyota Astra Motor, 1995. Toyota, Pedoman Reparasi Mesin Seri K, Jakarta: PT. Toyota Astra Motor, 1995. Pengaruh Pemakaian Cooling... 101