PENGARUH PENGGUNAAN STABILISER TEGANGAN ELEKTRONIK DAN VARIASI BUSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA YAMAHA MIO SOUL TAHUN 2010 SKRIPSI Oleh: Agung Murdianto K2508091 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Desember 2012
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama NIM Jurusan/Program Studi : Agung Murdianto : K2508091 : PTK/Pendidikan Teknik Mesin Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul PENGARUH PENGGUNAAN STABILISER TEGANGAN ELEKTRONIK DAN VARIASI BUSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA YAMAHA MIO SOUL TAHUN 2010 ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya. Surakarta, Desember 2012 Yang membuat pernyataan Agung Murdianto NIM. K2508091 ii
PENGARUH PENGGUNAAN STABILISER TEGANGAN ELEKTRONIK DAN VARIASI BUSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA YAMAHA MIO SOUL TAHUN 2010 Oleh: Agung Murdianto K2508091 Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Desember 2012 iii
PERSETUJUAN Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada : Hari : Tanggal : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Drs. Karno MW, ST NIP. 19520224 197603 1 002 Ngatou Rohman, S.Pd, M.Pd. NIP.19800701 200501 1 001 iv
PENGESAHAN Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan. Hari : Senin Tanggal : 10 Desember 2012 Tim Penguji Skripsi : Nama Terang Ketua Sekretaris Anggota I Anggota II : : : : Drs. C. Sudibyo, MT Drs. Ranto, M.T. Drs. Karno Mw, ST Ngatou Rohman, S.Pd., M.Pd. v
ABSTRAK Agung Murdianto. PENGARUH PENGGUNAAN STABILISER TEGANGAN ELEKTRONIK DAN VARIASI BUSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA YAMAHA MIO SOUL TAHUN 2010. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Desember: 2012. Tujuan penelitian ini adalah: (1) Menyelidiki pengaruh penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010. (2) Menyelidiki pengaruh variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010, (3) Menyelidiki interaksi penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010. Penelitian ini dilakukan di Bengkel Otomotif Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Jenis penelitian ini deskriptif kualitatif dengan menggunakan metode eksperimen. Penelitian ini menggunakan sepeda motor Yamaha Mio Soul Tahun 2010 dengan nomor mesin 2S6439296. Teknik Analisa data dalam penelitian ini menggunakan analisis data deskriptif yaitu mengamati secara langsung hasil eksperimen kemudian dianalisis dan menyimpulkan hasil penelitian. Sebagai parameter input pada penganalisisan data meliputi : penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik, variasi busi standart, platinum, iridium dan konsumsi bahan bakar. Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik pada Yamaha Mio Soul tahun 2010 terhadap konsumsi bahan bakar dengan busi standard sebesar 9,2 ml/menit, busi platinum 9,2 ml/menit, busi iridium 8,73 ml/menit. (2) Tanpa menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010 terhadap konsumsi bahan bakar dengan busi standard sebesar 9,66 ml/menit, busi platinum 9,33 ml/menit, busi iridium 8,93 ml/menit (3) Interaksi terbaik antara penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan variasi busi yaitu pada penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dengan penggunaan busi iridium yaitu 8,73 ml/menit. namun dalam penggunaan variasi ini perlu diperhatikan biaya pengeluarannya. Kata Kunci: Stabiliser Tegangan Elektronik, variasi busi, putaran mesin, konsumsi bahan bakar. vi
ABSTRACT Agung Murdianto. EFFECT OF USING ELECTRONIC VOLTAGE STABILIZER AND VARIATION OF SPARK PLUGS TO FUEL CONSUMPTION ON YAMAHA MIO SOUL 2010. Skripsi. Faculty of teacher training and Education Science Sebelas Maret University of Surakarta, December: 2012 The purposes of this research are: (1) To explore the use effect of Electronic Voltage Stabilizer against consumption fuel Yamaha Mio Soul 2010. (2) To explore the effect of the variation of spark plugs against consumption fuel on Yamaha Mio Soul 2010. (3) To explore the interaction effect of Electronic Voltage Stabilizer and variation spark plugs against consumption fuel on Yamaha Mio Soul 2010. This research was conducted in the Workshop of Mechanical Engineering, Faculty of Teacher Training and Education. Sebelas Maret University of Surakarta. Type of this research is descriptive qualitative uses experimental methods. The Object in this research used a motorcycle Yamaha Mio Soul 2010 with engine number 2S6439296. Techniques of data analysis in this research using descriptive data analysis that is directly observed experimental results are then analyzed and summing up the results of the research. As an input parameter in analyzing the data include: the use of Electronic Voltage Stabilizer, a variation of the standard spark plugs, platinum, iridium and fuel consumption. The research can be conclude that: (1) The use of Electronic Voltage Stabilizer on Yamaha Mio Soul 2010 to fuel consumption with standard plug of 9.2 ml/minute, platinum spark plug 9.2 ml/minute, iridium spark plug 8.73 ml/minute. (2) Without the use of Electronic Voltage Stabilizer on Yamaha Mio Soul 2010 against the consumption of fuel by standard spark plug of 9.66 ml/minute, platinum spark plug 9.33 ml/minute, iridium spark plug 8.93 ml/minute. (3) The best interaction between the use of Electronic Voltage Stabilizer and variation of spark plugs that is on the use of Electronic Voltage Stabilizer to the spark plug with the use of iridium which is 8.73 ml/minute, but the use this variation must attention the total cost. Keywords: Electronic Voltage Stabilizer, variation of spark plugs, RPM (Rotation Per Minute), fuel consumption vii
M O T T O Barang siapa menginginkan kebahagian di dunia ia harus berilmu, barang siapa menginginkan kebahagiaan akherat ia harus berilmu dan barang siapa menginginkan keduanya ia harus berilmu. (Al-Hadist) Lakukan apapun yang kamu bisa untuk mengubah masa depanmu saat ini Atau tidak sama sekali Cara untuk menjadi di depan adalah memulai sekarang. Jika memulai sekarang, tahun depan Anda akan tahu banyak hal yang sekarang tidak diketahui, dan Anda tak akan mengetahui masa depan jika Anda menunggu-nunggu Optimisme yang tidak disertai dengan usaha hanya merupakan pemikiran semata yang tidak menghasilkan buah. "Jangan berhenti berupaya ketika menemui kegagalan. Karena kegagalan adalah cara Tuhan mengajari kita tentang arti kesungguhan." viii
PERSEMBAHAN Teriring syukurku padamu, kupersembahkan karya ini untuk : Ibunda & Ayahanda Terima kasih atas kasih sayang, bimbingan, pengorbanan, dan do a beliau berdua., yang selalu dekat di hati Adikku Tercinta Terimakasih atas do a, dukungan, bantuan yang selalu menjadi motivasiku Kekasihku Terimakasih atas do a, semangat dan motivasinya. Gopar, Ilham, Cenggoh, Gajah, Mas Peng, Si Kent, Si Temb, Didik, Amin, Mas Seet, Mas Ady terima kasih telah menjadi sahabat-sahabat terbaikku serta ikut mendukung sampai selesai Sahabat-sahabatku PTM 08 Terima kasih atas duka citanya selama ini Almamater Selama 4 tahun ini sebagai kebanggaanku ix
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Pengaruh Penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan Variasi Busi terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010. Banyak hambatan yang menimbulkan kesulitan dalam penyelesaian penulisan skripsi ini, namun berkat bantuan dari berbagai pihak akhirnya kesulitan yang timbul dapat teratasi. Untuk itu atas segala bentuk bantuannya, disampaikan terima kasih kepada yang terhormat: 1. Dekan FKIP UNS yang telah memberikan ijin menyusun skripsi. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS. 3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Teknik Mesin JPTK FKIP UNS. 4. Drs. Karno Mw, ST selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran memberikan pengarahan dan bimbingan. 5. Ngatou Rohman, S.Pd, M.Pd. selaku Dosen Pembimbing II, dengan penuh semangat memberikan pengarahan dan bimbingan. 6. Teman-teman PTM FKIP UNS Angkatan Tahun 2008. 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih ada kekurangan, sehingga kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Surakarta, Desember 2012 Penulis x
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERNYATAAN... ii HALAMAN PENGAJUAN... iii HALAMAN PERSETUJUAN... iv HALAMAN PENGESAHAN... v HALAMAN ABSTRAK... vi HALAMAN ABSTRACT... vii HALAMAN MOTTO... viii HALAMAN PERSEMBAHAN... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah.... 1 B. Identifikasi Masalah... 3 C. Pembatasan Masalah... 3 D. Perumusam Masalah... 4 E. Tujuan Penelitian... 4 F. Manfaat Penelitian... 4 BAB II LANDASAN TEORI A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan... 6 1. Kajian Teori... 6 a. Penjelasan Umum Motor Bensin... 6 b. Bahan Bakar... 9 c. Pembakaran... 10 xi
d. Sistem Pengapian... 14 e. Aki... 21 f. Busi (Spark Plug)... 22 g. Ignition Booster... 30 h. Putaran mesin... 37 i. Konsumsi Bahan Bakar... 39 2. Hasil Penelitian yang Relevan... 40 B. Kerangka Berpikir... 42 C. Hipotesis... 43 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian... 44 1. Tempat Penelitian... 44 2. Waktu Penelitian... 44 B. Rancangan/Desain Penelitian... 44 C. Obyek dan Unit Penelitian... 45 D. Identifikasi Variabel... 45 1. Variabel Bebas... 45 2. Variabel Terikat... 46 3. Variabel Kontrol... 46 E. Teknik Pengumpulan Data... 47 1. Persiapan Alat dan Bahan Penelitian... 47 2. Langkah Eksperimen... 48 F. Teknik Analisis Data... 50 BAB IV HASIL PENELITIAN A. Deskripsi Data... 52 1. Hasil Perhitungan Konsumsi Bahan (ml/menit) Bakar Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik... 52 2. Hasil Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Dengan Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik... 54 xii
B. Pembahasan... 55 1. Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010... 55 2. Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Dengan Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010... 58 3. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Dengan Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Yamaha Mio Soul Tahun 2010... 60 BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Simpulan... 64 B. Implikasi... 64 C. Saran... 65 DAFTAR PUSTAKA... 67 LAMPIRAN... 69 xiii
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 4.1 Data Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010... 52 4.2 Hasil Pengamatan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik... 53 4.3 Hasil Pengamatan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) dengan Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik... 54 4.4 Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010 Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Putaran Mesin 5000 Rpm... 55 4.5 Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010 dengan Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Putaran Mesin 5000 Rpm... 58 4.6 Hasil Rata-Rata Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010 Pada Putaran Mesin 5000 Rpm... 60 xiv
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Siklus Pembakaran Motor Bakar 4 Tak... 7 2.2 Pembakaran Campuran Udara-Bensin dan Perubahan Tekanan didalam Silinder... 11 2.3 Komponen-Komponen CDI AC... 16 2.4 Cara Kerja CDI AC... 17 2.5 Prinsip Dasar CDI... 18 2.6 Sirkuit Sistem Pengapian CDI dengan Arus DC... 19 2.7 Susunan Sel Aki... 21 2.8 Konstruksi Busi... 23 2.9 Busi NGK C7HSA(Standart)... 27 2.10 Bentuk Elektroda Busi NGK C7HSA (Standart)... 27 2.11 Busi NGK C7HVX (Platinum)... 28 2.12 Bentuk Elektroda Busi NGK C7HVX(Platinum)... 28 2.13 Busi NGK CR7HX (Iridium)... 29 2.14 Bentuk Elektroda Busi NGK CR7HX (Iridium)... 29 2.15 XCS HURRICANE (Electronic Voltage Stabilizer)... 31 2.16 Rangkaian XCS HURRICANE (Electronic Voltage Stabilizer)... 31 2.17 Kapasitor... 32 2.18 Pengisian Kapasitor... 35 2.19 Pengosongan Kapasitor... 36 2.20 Pemasangan XCS HURRICANE (Electronic Voltage Stabilizer).. 37 2.21 Grafik Kecepatan Dan Konsumsi Bahan Bakar... 40 3.1 Bagan Aliran Proses Eksperimen... 50 4.1 Histogram Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010 Tanpa Menggunakan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Putaran Mesin 5000 Rpm... 56 4.2 Histogram Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Yamaha (ml/menit) Mio Soul Tahun 2010 dengan Menggunakan xv
Stabiliser Tegangan Elektronik Pada Pada Putaran Mesin 5000 Rpm... 58 4.3 Histogram Perbandingan Penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik Pada dan Variasi Busi Pada Putaran Mesin 5000 Rpm Terhadap Konsumsi Bahan Bakar (ml/menit) Yamaha Mio Soul Tahun 2010... 61 xvi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Pengajuan Judul Skripsi... 69 2. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi... 70 3. Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi... 73 4. Surat Permohonan Ijin Research... 74 5. Surat Keputusan Dekan FKIP UNS... 76 6. Surat Keterangan Laboratorium PTM... 77 7. Surat keterangan penelitian... 78 8. Spesifikasi sepeda motor Yamaha Mio Soul tahun 2010... 79 9. Foto Penelitian... 84 xvii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Pemakaian sepeda motor dewasa ini mengalami peningkatan, hal ini dapat kita lihat dengan semakin banyaknya sepeda motor yang beroperasi dijalan, sehingga sering menimbulkan kemacetan lalu lintas di kota-kota besar dan juga dengan meningkatnya jumlah kendaraan maka mengakibatkan meningkatnya konsumsi bahan bakar yang digunakan. Dari data AISI (Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia) tahun 2011 menunjukan pertumbuhan kendaraan bermotor di Indonesia selama 3 tahun terakhir mengalami peningkatan, pada tahun 2009 pertumbuhan kendaraan bermotor di Indonesia mencapai 5.884.021 unit, pada tahun 2010 pertumbuhan kendaraan bermotor di Indonesia mencapai 7.395.390 unit, pada tahun 2011 pertumbuhan kendaraan bermotor di Indonesia mencapai 8.006.293 unit. Sepeda motor Yamaha Mio Soul Tahun 2010 adalah jenis sepeda motor 4 tak, dengan sistem transmisi otomatis (matic) yang merupakan motor bensin satu silinder dengan kapasitas mesin 113,7 cm 3 yang masih menggunakan karburator dalam sistem pemasukan campuran bahan bakar dan udara. Sistem pengapian standar yang digunakan pada sepeda motor ini adalah DC-CDI. Yamaha Mio Soul Tahun 2010 memiliki keunggulan yaitu sistem pengoprasiannya secara otomatis, sehingga sangat cocok digunakan di daerah perkotaan yang sering dihadang kemacetan. Namun, pada segi konsumsi bahan bakar, Yamaha Mio Soul Tahun 2010 lebih boros dibandingkan sepeda motor dengan system transmisi manual ataupun jenis motor matic lain dikelasnya. Jika dibandingkan dengan motor manual, sebagai contoh Supra X dengan kapasitas volume silinder yang sama yaitu 113,7 cc, mampu mencapai jarak 62 km/liter, lalu jika dibandingkan dengan motor matic lain, seperti Honda Beat mampu mencapai jarak 45 km/liter, sedangkan Mio Soul hanya 40 km/liter. Menurut pengamatan yang telah di lakukan pada setiap kendaraan bermotor terutama pada sepeda motor Yamaha Mio Soul, bahwasannya pada 1
2 Yamaha Mio Soul bahan untuk membuat komponen-komponen tidaklah sebagus pada saat pertama kali motor tersebut diproduksi, sehingga untuk memaksimalkan kinerja dari komponen-komponen tersebut perlu dibutuhkan arus yang disuplay stabil. Dengan arus yang disuplay kesemua komponen-komponen stabil terutama untuk meningkatkan kualitas sistem pengapian pada sepeda motor maka akan terjadi pembakaran yang sempurna dengan itu maka konsumsi bahan bakar yang dihasilkan akan mengalami penurunan. Untuk meningkatkan kualitas sistem pengapian dibutuhkan suatu alat yang dapat menstabilkan arus yang disuplay kebusi dan juga jenis busi yang bagus sehingga menghasilkan percikan bunga api pada busi sehingga pembakaran menjadi lebih sempurna. Alat tersebut adalah Stabiliser Tegangan Elektronik Stabiliser Tegangan Elektronik adalah salah satu macam dari Ignition booster. Ignition booster ini pemakaiannya disambungkan pada kutup positif dan kutub negatif pada baterai. Alat tersebut berfungsi untuk menstabilkan arus listrik yang disuplay dari batarai untuk disalurkan ke koil dan busi sehingga akan memperbesar bunga api pada busi. Pemasangan Stabiliser Tegangan Elektronik pada aki motor, maka setiap arus yang masuk ke aki yang berlebihan akan disimpan di Stabiliser Tegangan Elektronik, sehingga arus yang disuplay akan selalu stabil. Suplai arus listrik yang stabil, maka api di koil akan stabil dan besar sehingga pembakaran di motor akan sempurna dan pemakaian BBM menjadi lebih irit. Cara lain untuk menurunkan konsumsi bahan bakar adalah dengan memperbaiki sistem pengapiannya. Sistem pengapian memiliki fungsi yang penting, tanpa adanya sistem tersebut mesin sepeda motor tidak akan hidup. Komponen yang mempunyai peranan pada sistem pengapian sepeda motor adalah busi. Busi berfungsi untuk menghasilkan loncatan / percikan bunga api, sehingga dengan desain busi yang lebih baik diharapkan percikan bunga api yang dihasilkan busi akan semakin sempurna. Nyala bunga api yang baik nantinya didapat pembakaran yang sempurna pada proses pembakaran. Berdasarkan jenis bahan pada pusat elektrodanya, busi dibagi menjadi busi standard, busi platinum
3 dan busi iridium. Busi standard pusat elektrodanya terbuat dari nikel, busi platinum pusat elektrodanya terbuat dari platinum, sedangkan busi iridium pusat elektrodanya terbuat dari iridium. Mengacu pada latar belakang diatas, maka penulis bermaksud untuk melakukan suatu penelitian dengan judul PENGARUH PENGGUNAAN STABILISER TEGANGAN ELEKTRONIK DAN VARIASI BUSI TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA YAMAHA MIO SOUL TAHUN 2010. B. Identifikasi Masalah Berdasarkan atas uraian latar belakang di atas timbul suatu masalah yang terkait dengan penghematan tingkat konsumsi bahan bakar sebagai berikut: 1. Meningkatnya jumlah kendaraan bermotor. 2. Konsumsi bahan bakar Mio Soul boros. 3. komponen sistem kelistrikan pada Mio Soul. 4. Perlu adanya modifikasi agar dihasilkan kinerja dari komponen sistem pembakaran dapat bekerja secara maksimal. 5. Penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik belum banyak dipakai untuk menghemat konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) pada kendaraan. 6. Jenis busi (busi standard, busi platinum dan busi iridium). C. Pembatasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada masalah-masalah yang terkait dengan judul penelitian, yaitu terbatas pada penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik, Variasi busi (busi standart, busi platinum dan busi iridium), dan konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010.
4 D. Perumusan Masalah Berdasarkan Identifikasi masalah dan pembatasan masalah di atas, agar penelitian dapat dilaksanakan dan mengarah pada tujuan yang sebenarnya, maka penulis rumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimanakah pengaruh penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010? 2. Bagaimanakah pengaruh variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010? 3. Bagaimanakah pengaruh interaksi penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010? E. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menyelidiki pengaruh penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010. 2. Menyelidiki pengaruh variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010. 3. Menyelidiki interaksi penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan variasi busi terhadap konsumsi bahan bakar pada Yamaha Mio Soul tahun 2010. F. Manfaat Penelitian Dari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat praktis dan teoritis, manfaat itu adalah: 1. Manfaat Teoritis Secara teoritis, hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat : a. Untuk memberikan sumbangan ilmiah yang berguna dalam rangka pengembangan ilmu di dunia teknologi otomotif. b. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menambah wawasan dan pengetahuan kepada peneliti khususnya dan para pembaca pada umumnya mengenai penggunaan Stabiliser Tegangan Elektronik dan variasi busi
5 dalam pengaruhnya terhadap konsumsi bahan bakar pada kendaraan bermotor, khususnya Yamaha Mio Soul tahun 2010. c. Memberikan sumbangan pemikiran & referensi bagi penlitian-penelitian yang sejenis. 2. Manfaat Praktis Secara praktis atau aplikasinya, penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat: a. Memberi alternatif solusi untuk menurunkan tingkat konsumsi bahan bakar pada sepeda motor, khususnya Yamaha Mio Soul tahun 2010. b. Dapat digunakan sebagai acuan bagi masyarakat dalam upaya menurunkan tingkat konsumsi bahan bakar pada kendaraannya
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori a. Penjelasan Umum Motor Bensin Motor bakar adalah salah satu jenis dari mesin kalor yang mengubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis dan pengubahan itu dilakukan dalam mesin itu sendiri (Yaswaki Kiyaku dan DM. Murdhana, 2003: 5). Namun sebelum menjadi tenaga mekanis, tenaga kimia bahan bakar diubah dulu menjadi tenaga thermal melalui pembakaran. Pembakaran ini ada yang dilakukan di dalam mesin kalor itu sendiri dan ada juga pula yang dilakukan di luar mesin kalor. Dengan demikian mesin kalor terdiri atas mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) dan mesin pembakaran luar (external combustion engine). Mesin Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine) adalah motor bakar yang proses pembakarannya berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakarannya juga berfungsi sebagai fluida kerja. Misal motor bakar torak, sistem turbin gas, dan propulsi pancar gas. Mesin pembakaran luar (External Combustion Engine) adalah motor bakar yang proses pembakarannya berlangsung diluar mesin, sehingga untuk melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dahulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik. Sebagai contoh adalah pada ketel uap dan turbin uap. Motor bakar torak menggunakan beberapa silinder yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak translasi (bolak-balik). Gerak translasi ini menyebabkan gerak rotasi pada poros engkol demikian juga sebaliknya. 6
7 1) Motor Bensin Empat Langkah Motor empat langkah (4 tak) adalah motor yang menyelesaikan satu siklus dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol (crankshaft). Jadi, dalam empat langkah itu telah mengadakan proses pengisian, kompresi dan penyalaan, ekspansi serta pembuangan. Titik paling atas yang dicapai oleh gerakan torak pada silinder disebut Titik Mati Atas (TMA). Sedangkan titik terendah yang dicapai oleh ujung atas torak pada silinder disebut Titik Mati Bawah (TMB). Bila torak bergerak dari TMA sampai ke TMB atau sebaliknya, dikatakan bahwa torak melakukan satu langkah. Untuk setiap siklus, pada motor 4 langkah terdapat 4 langkah torak. Prinsip kerja motor empat langkah dapat dilihat pada Gambar 2.1 berikut: Gambar 2.1. Prinsip Kerja Motor Empat Langkah (4 Tak) (Sumber: Jama, 2008: 70) Dari Gambar 2.1 memperlihatkan prinsip kerja motor bensin empat langkah, adapun prinsip kerja tersebut adalah seperti berikut: a) Langkah Hisap Pada langkah hisap, torak bergerak ke bawah dimulai dari TMA sampai ke TMB. Torak yang bergerak dari TMA ke TMB mengakibatkan terjadi kehampaan (vacuum) di dalam silinder. Selama langkah torak ini katup hisap akan membuka dan katub buang menutup. Dengan demikian campuran udara dan bensin dihisap ke dalam silinder.
8 b) Langkah Kompresi Dalam gerak ini campuran udara dan bensin yang di dalam silinder dimampatkan oleh torak yang bergerak ke atas dari TMB ke TMA, kedua katup hisap dan katup buang akan menutup. Selama gerakan ini tekanan serta suhu campuran antar udara dan bensin menjadi naik. Akibatnya campuran udara dan bensin akan mudah terbakar. Sampai langkah ini poros engkol berputar satu kali. c) Langkah Usaha Pada langkah usaha, mesin menghasilkan tenaga untuk menggerakkan kendaraan. Sesaat sebelum torak mencapai TMA pada langkah kompresi, busi memercikkan loncatan api pada campuran udara dan bensin yang telah dikompresi. Dengan terjadinya pembakaran ini, dihasilkan tekanan yang dapat mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin (engine power). Selama langkah usaha ini katup hisap dan buang masih tertutup, torak telah melakukan tiga langkah dan poros berputar satu setengah putaran. d) Langkah Buang Ketika torak berada di dekat TMB, katub buang terbuka dan katup hisap tertutup. Torak bergerak ke atas dan mendorong gas sisa pembakaran ke luar silinder melalui katub buang dan saluran pembuangan. Motor telah melakukan 4 langkah penuh yaitu hisap, kompresi, usaha dan buang. Poros engkol berputar 2 putaran penuh dan menghasilkan satu tenaga. Sesudah langkah buang selesai (yaitu torak berada di TMA), katup hisap dibuka dan katup buang ditutup. Torak akan bergerak lagi untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah hisap.
9 Sedangkan untuk sepeda motor empat tak adalah sepeda motor yang setiap dua putaran poros engkol atau empat langkah piston dihasilkan satu kali langkah usaha. Sepeda motor empat tak memiliki ciri-ciri umum yaitu: 1) Menggunakan dua buah katup, yaitu katup hisap dan katup buang 2) Menggunakan satu pelumasan, yaitu minyak pelumas yang diisikan pada bak engkol (karter) 3) Gas buang tidak berwarna. b. Bahan Bakar Bahan bakar diartikan sebagai bahan yang apabila dibakar dapat meneruskan proses pembakaran tersebut dengan sendirinya, disertai dengan pengeluaran kalor. Bahan bakar dibakar dengan tujuan untuk memperoleh kalor tersebut, untuk digunakan secara langsung maupun tak langsung. Ditinjau dari segi bahan bakar, dalam hal ini bahan bakar minyak (BBM), yang harus diingat bahwa kinerja optimal yang diperoleh seorang pengemudi dari bekerjanya mesin kendaraan adalah bergantung pada dua sifat utama bahan bakar minyak, yaitu (1) Dapat memberikan campuran bahan bakar-udara dalam perbandingan yang benar (yang biasanya diatur oleh karburator atau injektor), (2) Dapat memberikan pembakaran secara normal pada saat yang tepat didalam siklusnya. (Anton L,Wartawan 2002: 22). Sehubungan dengan sifat utama yang harus dimiliki tersebut dapat diharapkan bahwa bahan bakar dapat memberikan beberapa keuntungan, yaitu: (1) Memberikan kemudahan menghidupkan mesin disaat keadaan mesin dingin, (2) Memberikan kemudahan menghidupkan mesin kembali disaat mesin panas, (3) Cepat di dalam memanaskan mesin, (4) Memberikan percepatan atau akselerasi yang baik, (5) Memberikan penghematan bahan bakar yang baik, (6) Tidak menimbulkan suara yang aneh atau getaran yang aneh yang berhubungan dengan kualitas pembakaran dari bahan bakar, (7)
10 Dapat memenuhi batasan-batasan pencemaran udara yang ditentukan oleh peraturan negara (terutama negara maju). (Anton L. Wartawan 2002: 22). Beberapa keuntungan tersebut diatas berhubungan dengan ketertipan peranan beberapa sifat yang dimiliki oleh bahan bakar. Sifat-sifat yang dimiliki oleh bahan bakar itu adalah : (1) Destinasi dan gravitasi jenis, (2) Penguapan atau volatilitas, (3) Viskositas, (4) Panas latin dan penguapan (Anton L. Wartawan 2002: 23). Ada tiga syarat yang harus dipenuhi oleh motor bensin, agar tenaga yang dihasilkan dapat tercapai dengan baik, yaitu : (1) Tekanan kompresi yang tinggi, (2) Waktu pengapian yang tepat dan percikan bunga api busi yang kuat, (3) Campuran udara bahan bakar yang sesuai. ( New Step 1, Toyota Training Manual: 3-51). c. Pembakaran Di dalam proses pembakaran oksidasi tenaga panas bahan bakar diubah menjadi tenaga mekanik melalui pembakaran bahan bakar di dalam motor. Proses pembakaran adalah suatu reaksi kimia cepat antara bahan bakar (hidrokarbon) dengan oksigen di udara (Wiranto Arismunandar, 1973: 110). Dalam pembakaran hidrokarbon yang biasa tidak akan terjadi gejala apabila memungkinkan untuk proses hidrolisasi. Hal ini hanya akan terjadi bila pencampuran pendahuluan antara bahan bakar dengan udara mempunyai waktu yang cukup sehingga memungkinkan masuknya oksigen ke dalam molekul hidrokarbon. (Yaswaki. K, 1994) Bila oksigen dan hidrokarbon tidak bercampur dengan baik maka terjadi proses cracking dimana akan menimbulkan asap. Pembakaran semacam ini disebut pembakaran tidak sempurna. Ada 2 (dua) kemungkinan yang terjadi pada pembakaran mesin bensin, yaitu : a) Pembakaran Sempurna Pembakaran sempurna merupakan proses pembakaran di mana komponen-komponen pembakarannya dapat bereaksi secara sempurna
11 atau habis bereaksi pada saat dan kondisi yang dikehendaki (Toyota Astra Motor, 1993 : 2-2). Reaksi kimia pembakaran sempurna + 12,5 8 + 9 (Sumber :Buchari&widodo: 2011 ) Mekanisme pembakaran normal dalam motor bensin dimulai pada saat terjadinya loncatan bunga api pada busi. Selanjutnya api membakar gas yang ada disekelilingnya dan menjalar ke seluruh bagian sampai semua partikel gas terbakar habis. Dalam pembakaran normal pembagian nyala pada waktu pengapian terjadi di seluruh bagian. Pada keadaan yang sebenarnya pembakaran bersifat komplek, yang mana berlangsung pada beberapa phase. Dengan timbulnya energi panas, maka tekanan dan temperatur naik secara mendadak, sehingga piston terdorong menuju TMB. Pembakaran normal pada motor bensin dapat ditunjukkan pada (gambar grafik 2.2) dibawah sebagai berikut : Gambar 2.2. Pembakaran Campuran Udara-Bensin dan Perubahan Tekanan didalam Silinder (Sumber : PT. Toyota Astra Motor, 1995:2-3) Gambar grafik diatas dengan jelas memperlihatkan hubungan antara tekanan dan sudut engkol, mulai dari penyalaan sampai akhir pembakaran. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, busi memberikan percikan bunga api sehingga mulai terjadi pembakaran, sedangkan lonjakan tekanan dan
12 temperatur mulai point 2, sesaat sebelum piston mencapai TMA, dan pembakaran point 3 sesaat sesudah piston mencapai TMA. b) Pembakaran Tidak Sempurna Pembakaran tidak sempurna merupakan proses pembakaran di mana sebagian komponen pembakaran tidak dapat bereaksi secara sempurna atau habis. Ada tiga macam pembakaran tidak sempurna yaitu detonasi, preignition dan diseling. (1) Detonasi Detonasi terjadi apabila temperatur di dalam ruang pembakaran berlebihan. Busi membakar campuran secara normal. Secara tiba-tiba setelah pembakaran pertama, campuran dibakar oleh titik panas pada sisi lain ruang bakar. Hal-hal yang menyebabkan terjadinya detonasi antara lain sebagai berikut : (a) Perbandingan kompresi yang tinggi, tekanan kompresi, suhu pemanasan campuran dan suhu silinder yang tinggi. (b) Masa pengapian yang cepat. (c) Putaran mesin rendah dan penyebaran api lambat. (d) Penempatan busi dan konstruksi ruang bakar tidak tepat, serta jarak penyebaran api terlampau jauh. (sumber: Wiranto Arismunandar, 2002) (2) Pembakaran Awal (Pre-ignition) Pembakaran awal adalah pembakaran dimana bahan bakar terbakar dengan sendirinya sebagai akibat tekanan dan cukup tinggi sebelum terjadinya percikan api pada busi. Tekanan dan suhu tadi cukup dapat membakar gas bakar tanpa pemberian api pada busi. Dengan demikian pre-ignition merupakan peristiwa yang terjadi sebelum sampai pada saat yang dikehendaki.sesuai dengan nama yang diberikan adalah pembakaran yang terjadi sebelum waktunya.
13 (3) Dieseling Dieseling adalah masih berputarnya mesin secara berlebihan setelah kunci kontak diposisikan off. Kasus ini terjadi pada mesin berbahan bakar bensin. Gejala ini tergolong kondisi yang tidak normal. Secara teknis, mesin seharusnya langsung mati ketika kunci kontak kita posisikan off. Sebab, pada saat itu supply bensin terputus dan percikan api dari busi padam. Artinya, pembakaran di ruang bakar terhenti dan mesin tak mendapat energi untuk berputar. Selama ini banyak pengendara yang menganggap ringan bila mendapati mesin bensin yang masih berputar meskipun telah dimatikan. Seolah, kasus semacam ini tidak terlalu berpengaruh pada kenyamanan dan keselamatan berkendara. Padahal, kalau kita perhatikan baik-baik, dampak-dampak dieseling sebenarnya sangat banyak. Memperpendek usia busi. Ini akan terjadi karena busi motor yang mengalami dieseling cenderung basah. Kondisi yang basah ini memudahkan terjadinya hubungan singkat (korsleting) pada busi. Bila sudah seperti ini, busi akan cepat panas yang kemudian akan mempercepat retaknya busi atau putusnya resistant (tahanan) pada busi. Dieseling juga menunjukkan bahwa pembakaran tidak sempurna. Ini berarti dieseling akan dapat mempercepat timbulnya kerak karbon pada ruang bakar. Efek berikutnya, mempercepat keausan pada mesin (piston, silinder mesin, ring piston). c) Pembakaran Tidak Lengkap Pembakaran yang normal pada motor bensin adalah mulai pada loncatan bunga api pada busi dan pembakara sempurna hidrogen dan oksigen yang terkandung dalam campuran bahan bakar. Tetapi dalam pembakaran yang tidak lengkap, yaitu pembakaran yang kekurangan atau kelebihan hidrogen dan oksigen adalah:
14 Reaksi kimia kelebihan oksigen diruang bakar engine CH + 3O CO + 2H 0 + O Jadi di dalam persamaan hasil reaksi di atas jelas ada kelebihan O2 (Oksigen). Contoh hasil reaksi kekurangan oksigen diruang bakar engine. 2CH + 3,5 O CO + CO + 4H O Jadi di dalam persamaan hasil reaksi di atas masih ada CO yang tidak terbakar dan keluar bersama-sama dengan gas buang. Hal tersebut disebabkan karena kekurangan oksigen. (sumber: Riman Sipahutar, 2011) d. Sistem Pengapian Sistem pengapian adalah suatu sistem yang ada dalam setiap motor bensin, digunakan untuk membakar campuran bahan bakar dan udara yang ada di dalam ruang bakarnya. Motor pembakaran dalam ( Internal Combustion Engine ) menghasilkan tenaga dengan jalan membakar campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder. Pada motor bensin, loncatan bunga api dari busi diperlukan untuk menyalakan campuran bahan bakar yang telah dikompresikan oleh torak di dalam silinder. ( STEP 2, TOYOTA, 1995: 6-12). 1) Sistem Pengapian Capacitor Discharge Ignition (CDI) Capacitor Discharge Ignition (CDI) merupakan sistem pengapian elektronik yang sangat populer digunakan pada sepeda motor saat ini. Sistem pengapian CDI terbukti lebih menguntungkan dan lebih baik dibanding sistem pengapian konvensional (menggunakan platina). Dengan sistem CDI, tegangan pengapian yang dihasilkan lebih besar (sekitar 40 kilovolt) dan stabil sehingga proses pembakaran campuran bensin dan udara bisa berpeluang semakin sempurna. Dengan demikian, terjadinya endapan karbon pada busi juga bisa dihindari. Selain itu, dengan sistem CDI tidak memerlukan penyetelan seperti penyetelan pada platina. Peran platina telah digantikan oleh oleh thyristor sebagai saklar elektronik dan pulser coil atau pick-up coil (koil pulsa generator) yang dipasang dekat flywheel generator atau rotor alternator (kadang-kadang pulser coil menyatu sebagai bagian
15 dari komponen dalam piringan stator, kadang-kadang dipasang secara terpisah). Secara umum beberapa kelebihan sistem pengapian CDI dibandingkan dengan sistem pengapian konvensional adalah antara lain : a) Tidak memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat pengapian terjadi secara otomatis yang diatur secara elektronik. b) Lebih stabil, karena tidak ada loncatan bunga api seperti yang terjadi pada breaker point (platina) sistem pengapian konvensional. c) Mesin mudah distart, karena tidak tergantung pada kondisi platina. d) Unit CDI dikemas dalam kotak plastik yang dicetak sehingga tahan terhadap air dan goncangan. e) Pemeliharaan lebih mudah, karena kemungkinan aus pada titik kontak platina tidak ada. Pada umumnya sistem CDI terdiri dari sebuah thyristor atau sering disebut sebagai Silicon Controlled Rectifier (SCR), sebuah kapasitor (kondensator), sepasang dioda, dan rangkaian tambahan untuk mengontrol pemajuan saat pengapian. SCR merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar elektronik. Sedangkan kapasitor merupakan komponen elektronik yang dapat menyimpan energi listrik dalam jangka waktu tertentu. Dikatakan dalam jangka waktu tertentu karena walaupun kapasitor diisi sejumlah muatan listrik, muatan tersebut akan habis setelah beberapa saat. Dioda merupakan komponen semikonduktor yang memungkinkan arus listrik mengalir pada satu arah (forward bias) yaitu, dari arah anoda ke katoda, dan mencegah arus listrik mengalir pada arah yag berlawanan/sebaliknya (reverse bias). Berdasarkan sumber arusnya, sistem CDI dibedakan atas sistem CDI-AC (arus bolak balik) dan sistem CDI DC (arus searah). (1) Sistem Pengapian CDI-AC Sistem CDI-AC pada umumnya terdapat pada sistem pengapian elektronik yang suplai tegangannya berasal dari source coil (koil pengisi/sumber) dalam flywheel magnet (flywheel generator).
Contoh ilustrasi komponen-komponen CDI-AC seperti gambar: 2.3 dibawah ini. 16 (a) Cara Kerja CDI AC Gambar 2.3. Komponen-Komponen CDI AC (Sumber: Jama, 2008:210) Akibat induksi dari kumparan primer, kemudian terjadi induksi dalam kumparan sekunder dengan tegangan sebesar 15-20 kilovolt. Tegangan tinggi tersebut selanjutnya mengalir ke busi dalam bentuk loncatan bunga api yang akan membakar campuran bensin dan udara dalam ruang bakar. Terjadinya tegangan tinggi pada koil pengapian adalah saat koil pulsa dilewati oleh magnet, ini berarti waktu pengapian (Ignition Timing) ditentukan oleh penetapan posisi koil pulsa, sehingga sistem pengapian CDI tidak memerlukan penyetelan waktu pengapian seperti pada sistem pengapian konvensional. Pemajuan saat pengapian terjadi secara otomatis yaitu
17 saat pengapian dimajukan bersama dengan bertambahnya tegangan koil pulsa akibat kecepatan putaran motor. Selain itu SCR (thyristor) pada sistem pengapian CDI bekerja lebih cepat dari contact breaker (platina) dan kapasitor melakukan pengosongan arus (discharge) sangat cepat, sehingga kumparan sekunder koil pengapian teriduksi dengan cepat dan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi untuk memercikan bunga api pada busi. Gambar 2.4. Cara Kerja CDI AC (Sumber: Jama, 2008:212)
18 (2) Sistem Pengapian CDI-DC Sistem pengapian CDI ini menggunakan arus yang bersumber dari baterai. Prinsip dasar CDI-DC adalah seperti gambar dibawah ini: Gambar 2.5. Prinsip Dasar CDI (Sumber: Jama, 2008:213) Berdasarkan gambar di atas dapat dijelaskan bahwa baterai memberikan suplai tegangan 12 volt ke sebuah inverter (bagian dari unit CDI). Kemudian inverter akan menaikkan tegangan menjadi sekitar 350 volt. Tegangan 350 volt ini selanjutnya akan mengisi kondensor/kapasitor. Ketika dibutuhkan percikan bunga api busi, pickup coil akan memberikan sinyal elektronik ke switch (saklar) S untuk menutup. Ketika saklar telah menutup, kondensor akan mengosongkan (discharge) muatannya dengan cepat melalui kumparan primaer koil pengapian, sehingga terjadilah induksi pada kedua kumparan koil pengapian tersebut. Jalur kelistrikan pada sistem pengapian CDI dengan sumber arus DC ini adalah arus pertama kali dihasilkan oleh kumparan pengisian akibat putaran magnet yang selanjutnya disearahkan dengan menggunakan kiprok (Rectifier) kemudian dihubungkan ke baterai untuk melakukan proses pengisian (Charging System). Dari baterai arus ini dihubungkan ke kunci kontak, CDI unit, koil pengapian dan ke busi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :
19 Gambar 2.6. Sirkuit Sistem Pengapian CDI dengan Arus DC (Sumber: Jama, 2008:214) (a) Cara Kerja Sistem Pengapian CDI Dengan Arus DC pada saat kunci kontak di ON-kan, arus akan mengalir dari baterai menuju sakelar. Bila sakelar ON maka arus akan mengalir ke kumparan penguat arus dalam CDI yang meningkatkan tegangan dari baterai (12 volt DC menjadi 220 volt AC). Selanjutnya, arus disearahkan melalui dioda dan kemudian dialirkan ke kondensor untuk disimpan sementara. Akibat putaran mesin, koil pulsa menghasilkan arus yang kemudian mengaktifkan SCR, sehingga memicu kondensor/kapasitor untuk mengalirkan arus ke kumparan primer koil pengapian. Pada saat terjadi pemutusan arus yang mengalir pada kumparan primer koil pengapian, maka timbul tegangan induksi pada kedua kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder dan menghasilkan loncatan bunga api pada busi untuk melakukan pembakaran campuran bahan bakar dan udara.
20 e. Aki Aki mempunyai komponen atau bagian-bagian yang bersatu menjadi sebuah sistem aki. Bagian-bagian aki tersebut adalah : 1) Kutub kutub Aki Kutub aki terdiri dari kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Kutub kutub ini terbuat dari Pb (+) dan PbO2 (-). Kutub-kutub aki tersebut terletak dalam setiap sel-sel aki yang berisi plat positif dan plat negatif yang dipisahkan oleh separator atau bentuk dari bejana aki. Plat-plat tersebut terdiri atas campuran timah dengan antimon yang berbentuk kerangka kisi-kisi. Kerangka kisi-kisi diisi dengan bahan aktif. Bahan aktif untuk plat positif adalah brown lead peroxide sedangkan bahan aktif untuk plat negatif adalah gray sponge lead. Plat-plat tersebut menyerap elektrolit sehingga menimbulkan tegangan 2,1 volt tiap selnya. (Buntarto,1996:70) Karena setiap sel menghasilkan tegangan 2,1 volt maka untuk menghasilkan aki dengan tegangan 12 volt memerlukan 6 buah sel aki yang dipasang secara seri. 2) Larutan Elektrolit Adalah larutan senyawa dalam air yang dapat menghantarkan arus listrik dan menghasilkan ion-ion positif dan negatif. Larutan asam belerang ( ). adalah elektrolit yang digunakan pada aki. Larutan ( ). di dalam air dapat menghasilkan ion positif hidrogen (2H+) dan ion negatif sulfat (SO 4 - ). Berat jenis larutan yang dibutuhkan untuk pengisian ke dalam sel aki adalah 1,190 gr/cm³ pada temperatur 15 C (59 F). Berat jenis (BD) larutan dalam sel aki kondisi terisi penuh adalah antara 1,205 sampai dengan 1,215 gr/cm³ pada temperatur 15 C (59 F). Larutan ini diisikan ke dalam susunan sel aki hingga memenuhi batas tertinggi pengisian larutan dari sebuah sistem aki.
21 3) Bejana Karet Bejana karet ini berfungsi sebagai tempat dari elektrolit dan elektroda-elektroda aki. 1 3 2 Keterangan : 1. Negatif dan positif terminal. 2. Separator. 3. Batteray case. Gambar 2.7. Susunan Sel Aki ( Sumber : New STEP 1. 1995: 6-12) Aki berfungsi sebagai sumber arus berbagai macam alat kelistrikan yang ada dalam sebuah motor. Maka, apabila daya yang ada pada aki dipakai terus menerus, maka daya aki akan berkurang. Oleh karena itu, aki digunakan, perlu diperoleh suplai arus yang cukup, untuk mempertahankan daya aki. Untuk itu, diperlukan sebuah sistem pengisian (charging system) yang dapat mensuplay arus tersebut. Arus akan keluar dari koil pengisian aki akan disearahkan dan dibatasi agar bisa mengisi aki dengan baik. Arus ini akan disimpan kedalam aki dengan melalui proses kimia yang terjadi karena adanya hubungan antara sel-sel aki yang dihantarkan oleh larutan elektrolit. Pada proses digunakan reaksi yang terjadi pada aki adalah: PbO + 2H SO + Pb Pb O + 2H O + PbSO Sedangkan reaksi pada waktu pengisian aki adalah : PbO + 2H O + PbSO PbO + 2H SO + Pb
22 4) Kelebihan-kelebihan aki Aki mempunyai berbagai kelebihan yang menjadi alasan utama untuk digunakan yaitu : (1) Arus yang dihasilkan stabil. (2) Dapat diisi ulang. (3) Arus yang dihasilkan DC murni. f. Busi (Spark Plug) Busi (Spark Plug) adalah komponen sistem pengapian yang berfungsi untuk memercikan bunga api sehingga gas campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar sesuai waktu pengapian. Mengutip dari Toyota Step 2 (1993: 7-24) agar busi dapat berfungsi dengan baik maka busi harus mempunyai sifatsifat, antar lain: 1) Harus dapat merubah tegangan tinggi menjadi loncatan bunga api pada elektroda tengahnya. 2) Harus tahan terhadap suhu pembakaran gas yang tinggi sehingga elektroda busi tidak terbakar. 3) Harus tetap bersih dari endapan arang karbon dengan melakukan proses swabersih (self cleaning action). Busi harus bisa menjaga kemampuan penyalaan untuk jangka waktu yang lama, meskipun mengalami temperatur tinggi dan perubahan tekanan dan menjaga tahanan insulator dari tegangan tinggi antara 10 sampai 30 kilovolt. 1) Konstruksi Busi Komponen utama busi adalah insulator, casing elektroda massa (katoda) dan elektroda tengah (anoda). Lihat gambar di bawah ini:
23 a) Insulator Keramik Gambar 2.8. Konstruksi Busi (Sumber : Najih. 2010) Insulator keramik berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna sebagai insulator antara elektroda tengah dan casing. Gelombang yang dibuat pada permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang jarak permukaan antara terminal dan casing untuk mencegah terjadinya loncatan bunga api tegangan tinggi. Insulator tersebut terbuat dari porselin aluminium murni yang mempunyai daya tahan panas yang sangat baik, kekuatan mekanikal, kekuatan dielektrik pada temperatur tinggi. b) Casing (massa) Casing berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai mounting atau dudukan busi terhadap mesin. c) Elektroda Massa Elektroda massa dibuat sama dengan elektroda tengah alur U (U-groove), V (V-groove) dan bentuk khusus dari elektroda yang lain
24 dibuat dengan tujuan agar memudahkan loncatan api agar menaikan kemampuan pengapian. d) Elektroda Tengah Elektroda tengah pada konstruksi busi dari komponenkomponen sebagai berikut: (1) Sumbu pusat (Center Shaft) yang berfungsi mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang dibutuhkan oleh elektroda. (2) Kaca (Seal Glas) yang berfungsi membuat kerapatan (merapatkan) untuk menghindari kebocoran udara, antara center shaft dan insulator keramik serta mengikat antara center shaft dan elektroda tengah. (3) Inti tembaga (Copper Core) yang berfungsi merapatkan panas dari elektroda dan ujung insulator agar cepat radiasi / dingin. (4) Elektroda tengah yang berfungsi membangkitkan loncatan bunga api ke massa. Menurut Toyota New Step I (1995: 6-19) Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-kira 2000 C (3632 F) selama langkah pembakaran (kerja), tetapi kemudian akan turun drastis pada langkah hisap karena didinginkan oleh campuran bahan bakar dan udara. Perubahan yang sangat cepat dari panas kedingin terjadi berulang kali setiap satu putaran poros engkol. 2) Self Cleaning Temperatur Self cleaning temperatur adalah temperatur yang diperlukan untuk menyempurnakan pembakaran terhadap sisa (endapan) carbon pada insulator nose. Bila temperatur elektroda tengah kurang dari 450 C ( 842 F) karbon akan terbentuk disebabkan adanya pembakaran yang tidak sempurna yang menempel pada permukaan penyekat (insulator) porselen, yang akhirnya akan mengurangi tahanan penyekat antara insulator dan casing (massa).
25 Akibatnya tegangan tinggi yang diberikan ke elektroda akan langsung ke casing (massa) tanpa terjadinya loncatan bunga api pada celah busi dan disebut misfiring. Self cleaning temperature merupakan batas operasional terendah dari busi. 3) Pre Ignition Temperature Bila temperatur elektroda tengah lebih dari 950 C (1742 F), maka elektroda sendiri akan merupakan sumber panas yang dapat menimbulkan terjadinya penyalaan sebelum busi bekerja, peristiwa ini disebut dengan pre-ignition. 4) Jenis Busi Menurut Tingkat Kemampuan Melepas Panasnya a) Busi Panas Busi panas adalah busi yang memiliki kemampuan menyerap serta melepas panas kepada sistem pendinginan lebih lambat dari pada busi standarnya. Busi panas ini akan bekerja pada temperatur ruang bakar yang tinggi, namun apabila temperatur ruang bakar mencapai atau melebihi 850 C, maka akan terjadi proses pre-ignition, dimana bahan bakar akan menyala dengan sendirinya sebelum busi memercikkan bunga api.busi panas biasanya dipakai pada kendaraan harian. Busi standart, busi platinum, busi iridium, busi resistor dan busi alur V tergolong busi panas. (Sumber: Hermanu Kusbandono) b) Busi Dingin Busi dingin adalah busi yang memiliki kemampuan menyerap serta melepas panas kepada sistem pendinginan lebih cepat dari pada busi standarnya. Busi dingin ini akan bekerja pada temperatur ruang bakar yang lebih rendah, namun apabila temperatur ruang bakar terlalu rendah hingga dibawah 400 derajad celcius, maka akan terjadi proses carbon fouling, dimana bahan bakar tidak mampu terbakar habis sehingga bahan bakar yang tidak terbakar habis tersebut akan menumpuk pada busi. Apabila suhu ruang bakar semakin rendah maka
26 akan tejadi mis fire atau ketidak mampuan membakar bahan bakar akibat suhu ruang bakar tidak ideal. (Sumber: Hermanu Kusbandono) 5) Faktor Dalam Memilih Tingkat Panas Busi Memilih tingkat panas busi dipengaruhi oleh beberapa faktor, beberapa faktor yang paling dominan dalam dalam memilih tingkat panas busi adalah: a) Suhu lingkungan tempat mesin atau sepeda motor berada. Untuk daerah dengan cuaca iklim yang lebih dingin, seperti daerah pegunungan, dataran tinggi. Maka direkomendasikan memakai tingkat panas busi yang lebih panas. Pemakaian busi dingin akan menyebabkan terjadinya carbon fouling (penumpukan karbon), menyebabkan mesin akan susah hidup. Untuk daerah dengan cuaca iklim yang lebih panas, seperti dataran rendah, perkotaan dengan tingkat populasi tinggi, maka direkomendasikan menggunakan tingkat panas busi yang lebih dingin. Memakai busi panas pada kondisi ini dapat menyebabkan pre ignition (pembakaran dini) dapat menyebabkan part mesin jadi cepat aus. b) Besarnya kapasitas silinder (cc), untuk mesin dengan kapasitas silinder besar (> 160 cc), direkomendasikan menggunakan busi dingin. c) Besarnya rasio kompresi dan tekanan kompresi, mesin high performance dengan rasio kompresi tinggi (diatas 10:1) dan tekanan kompresi tinggi (> 1500 kpa) direkomendasikan menggunakan busi tipe dingin. d) Desain high performance & high speed engine, mesin yang dirancang untuk kebutuhan balap, kompetisi sangat direkomendasikan memakai busi dingin. Pemakaian busi panas akan menyebabkan pre ignition, detonasi berat yang dapat menyebabkan kerusakan serius pada katub, piston, connecting rod dan crankshaft.