Pengaruh Penggunaan Busi Terhadap Prestasi Genset Motor Bensin Ma ruf Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemakaian busi terhadap prestasi genset mesin bensin yang meliputi konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi mesin bensin. Pembebanan menggunakan lampu 200 watt sampai 16000 watt dengan variasi berbagai busi. Dari hasil penelitian diketahui bahwa tidak ada perbedaan signifikan antara ketiga variasi busi tersebut terhadap konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesfik dan effisiensi genset mesin bensin. Effisiensi tertinggi didapatkan pada beban 1600 Watt Kata kunci: Busi, genset, prestasi PENDAHULUAN Motor Bensin termasuk motor pembakaran dalam jenis mesin dengan penyalaan busi (spark ignition engine). Mula-mula campuran udara-bahan bakar dihisap oleh piston masuk kedalam silinder. Sesaat sebelum piston sampai titik mati atas (TMA), busi memercikan bunga api sehingga terjadi pembakaran. Akibat pembakaran ini terjadi kenaikan suhu dan tekanan yang besar didalam silinder, sehingga piston akan menerima gaya dorong yang besar pula. Pada motor bensin, yang dihisap masuk ke dalam silinder adalah campuran udara dan bahan bakar, maka sebelum terjadinya pembakaran, suhu gas di dalam silinder tidak boleh terlalu tinggi. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya detonasi dan pembakaran sendiri (self ignition). Banyak cara mengetahui kondisi mesin. Salah satunya adalah dari hasil pembakaran yang terjadi dikepala busi (spark plug). Cermati lebih lanjut agar langkah preventif dapat dilakukan. Busi memiliki peranan penting dalam proses pembakaran pada mesin bensin, jika pembakarannya sempurna maka tenaga motor yang dihasil relatif besar. Busi yang baik mampu bekerja dalam suhu 4000 o C dalam tekanan 100 bar. Meski keawetan busi utamanya ditentukan setting mesin yang mencakup sistem pengapian dan campuran bahan bakar, namun saat penggantian busi bisa dilihat pula bagaimana kondisi mesin sesugguhnya. Staf Pengajar PS Teknik Mesin, Universitas Lambung Mangkurat Email: teknik.masina@gmail.com 59
50 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 9, No. 1, Pebruari 2012 (59 65) Busi merupakan suku cadang yang dipasang pada mesin pembakaran dalam dengan ujung elektroda pada ruang bakar. Busi dipasang untuk membakar bensin yang telah dikompres oleh piston. Percikan busi berupa percikan elektrik. Pada bagian tengah busi terdapat elektroda yang dihubungkan dengan kabel ke koil pengapian (ignition coil) di luar busi, dan dengan ground pada bagian bawah busi, membentuk suatu celah percikan di dalam silinder. Gambar 1. Busi (http://fuadmje.wordpress.com/2012/01/14/busi/) Genset merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Genset dapat digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau off-grid (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset sering digunakan oleh rumah sakit dan industri yang mempercayakan mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas. Menurut Badrawada (2008) perubahan sudut pengapian terhadap prestasi mesin motor empat langkah memberikan pengaruh terhadap peningkatan prestasi motor bakar. Penelitian tentang prestasi motor bakar perlu ditingkatkan dengan memberikan pengujian yang memberikan pengaruh terhadap peningkatan prestasi motor bakar tersebut. Salah satu hal yang berpengaruh dalam proses pembakaran pada motor bensin adalah busi. Kuantitas bunga api yang dipercikan busi akan mempengaruhi proses pembakaran yang berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan pembakaran. Untuk perhitungan prestasi motor bakar yang berhubungan dengan daya output, konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik dan effisiensi dapat menggunakan persamaan 1 hingga persamaan 5. Daya output adalah daya yang dihasilkan oleh generator, dengan persamaan: P out = E. I (Watt) (1) Daya input adalah daya yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar, dengan persamaan :
Ma ruf, Pengaruh Penggunaan Busi... 61 P in = Q b. b. C b (Watt) (2) Debit bahan bakar berdasarkan waktu yang diperlukan untuk pemakaian bahan bakar pada gelas ukur: ) (3) Efisiensi: (4) Konsumsi bahan bakar spesifik:. (5) Diagram Alir dalam pelaksanaan penelitian ini pada Gambar 2 yang mengilustrasikan langkah-langkah yang akan dilakukan dalam proses penelitian, mulai dari mempersiapkan peralatan sampai dengan pengambilan data serta kesimpulan. MULAI INSTALASI PERALATAN PENGUJIAN Busi ND DATA Waktu (detik) Tegangan (Volt) Kuat Arus (Ampere) Putaran mesin (rpm) VARIASI BUSI: NGK Champion ANALISA KESIMPULAN SELESAI Gambar 2. Diagram alir penelitian
62 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 9, No. 1, Pebruari 2012 (59 65) METODE PENELITIAN Pelaksanaan penelitian ini menggunakan beberapa kondisi dan peralatan sebagai berikut: 1. Generator set yang digunakan berbahan bakar bensin, 220 volt dengan umur pemakaian empat tahun. 2. Pembenanan berupa lampu yang digunakan sebanyak delapan buah dengan daya masing-masing 200 Watt dan tegangan 220 Volt. 3. Peralatan ukur yang digunakan: AVO meter, gelas ukur, stop watch dan tachometer. 4. Busi yang digunakan adalah busi standar merk: ND, NGK, Champion. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian berupa pengaruh pemakaian busi terhadap prestasi mesin bensin (genset) yang meliputi konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik, efisiensi mesin bensin ditunjukkan pada Tabel 1.
Ma ruf, Pengaruh Penggunaan Busi... 63 Gambar 3. Grafik hubungan konsumsi bahan bakar dengan daya output Gambar 3 adalah hubungan konsumsi bahan bakar dengan daya output. Gambar tersebut memperlihatkan hubungan antara busi ketiga busi NGK, Champion dan ND yang terbentuk liner dan berimpit antara ketiga busi tersebut. Hal ini menunjukan bahwa penggunaan merk busi tidak berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar dan daya output. Gambar 4. Grafik hubungan konsumsi bahan bakar spesifik dengan daya output
64 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 9, No. 1, Pebruari 2012 (59 65) Gambar 4 merupakan hubungan konsumsi bahan bakar spesifik dengan daya output memperlihatkan antara busi ketiga busi NGK, Champion dan ND tidak memperlihatkan perbedaan. Garis yang terbentuk memperlihatkan hubungan terbalik, dimana kenaikan daya output berbanding terbaik dengan konsumsi bahan bakar spesifik dan garis berimpit antara ketiga busi tersebut. Penggunaan merk busi yang berbeda tidak berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar dan daya output. Gambar 5. Grafik hubungan effisiensi dengan daya output Gambar 5 merupakan hubungan konsumsi bahan bakar dengan effisiensi, yang memperlihatkan antara busi ketiga busi NGK, Champion dan ND tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan. Garis terbentuk liner kecuali pada busi NGK ada penyimpangan dari garis linear. Effisiensi tertinggi didapatkan dengan menggunakan busi NGK. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian pengaruh merk busi terhadap prestasi genset mesin bensin dapat disimpulkan bahwa penggunaan merk busi standar tidak berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar, konsumsi bahan bakar spesifik dan effisiensi genset mesin bensin. Effisiensi tertinggi pada busi NGK pada beban 1600 Watt.
Ma ruf, Pengaruh Penggunaan Busi... 65 SARAN Perlu dilakukan penelitian lanjutan pada busi, untuk pengaruh celah/clearance busi terhadap prestasi motor bakar, pengaruh type busi terhadap unjuk kerja motor bakar. Sehingga hal-hal yang berpengaruh terhadap prestasi motor bakar dapat menambah pengetahuan bagi pembaca. DAFTAR PUSTAKA Arends, BPM, 1980, Motor Bensin, Erlangga, Jakarta. Badrawada, I Gusti Gde, 2008 Pengaruh Sudut Pengapian terhadap Prestasi Mesin Motor Empat Langkah Forum Teknik Majalah Ilmiah Teknologi, Vol. 32 No.3 Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta. Heywood, John B, 1992, Internal Combution Engine Fundamentals, Intermediate Technology Publications, London. http://fuadmje.wordpress.com/2012/01/ 14/busi/ http://id.wikipedia.org/wiki/busi Keating, Eugene L, 1993 Applied Combution, Marcel Decker Inc, New York Krenz, Igor J.,1976 Energy convertion and Utilization, Allyn And Bacon Inc., Boston. Mathur, ML., Sharma, RP., 1980 A Course In Internal Combution Engines, 3 rd ed., Dhanpat Rai & Sons, New Delhi. Nursuhud, Djati, 2006 Mesin Konversi Energi, Andi Offset, Yogyakarta.