A A SO SIA $II'O I.fm CN II( IN D O NE SIA .
JURNAL
ep, Jurn Jurnal al P 8: PT Vol. Vol. IV, No.
K A J I E K SP S P ER E R IM IM EN E N TA TA L
1 (2006) (2006)
214-222 214-222
P RE RE ST S T A SI S I M O TO TO R
A K IB A T P E R U B A H A N TE TE M PE PE RA RA T UR UR
PURNAWAR PURNAWARMAN MAN
BAKAR
U DA DA R A H IS IS A P
GINTI GINTING NG
Polite Politekni knik k Negeri Negeri Kupang
A B S T R A K
Kend Kendar araa aan n berm bermot otor or diop dioper eras asik ikan an di daer daerah ah yang yang berbe berbeda da-b -bed eda a temp temper erat atur urny nya. a. Oleh Oleh seba sebab b itu itu perl perlu u dila dilaku kuka kan n eksp eksper erim imen en untu untuk k meng menget etah ahui ui peng pengar aruh uh peru peruba baha han n temp temper erat atur ur udar udara a hisa hisap p terh terhad adap ap pres presta tasi si dan dan emis emisii gas gas buang mesin. Pad Pada a peneli peneliti tian an ini ini mesi mesin n yang yang dipa dipaka kaii adal adalah ah mesin mesin Toyota Toyota Kijang Kijang tipe tipe 5K. Temper Temperatu aturr atmosf atmosfer er rerata rerata saat penguj pengujian ian (Tatm) 27,9 °Gdan °G dan Patm mmHg,, kemu kemudi dian an Tatm Tatm ters terseb ebut ut sebe sebelu lum m ma mas s uk ke ke karb karbur urat ator or dipa dipana nask skan an deng dengan an air air = 748 mmHg heat heater er atau atau didi diding ngin inka kan n deng dengan an cold cold box terl terleb ebih ih dahu dahulu lu agar agar densi densita tas s udar udara a hisa hisap p (T) (T) berva berva-rias riasi. i. Hasi Hasill peng penguj ujia ian n pada pada semua semua vari varias asii buka bukaan an trot trotle le memp memper erli liha hatk tkan an bahw bahwa a daya daya efek efekti tif f (N J maksi maksima mall dan dan emisi emisi norm normal al dipe dipero role leh h pada pada temp temper erat atur ur 14,7 14,7°G °G dan dan konsu konsums msii baha bahan n baka bakar r spesif spesifik ik efekti efektiff (SFG)e (SFG)emin minima imall dipero diperoleh leh pada pada temperat temperatur ur 18,5°G. Secara Secara keselu keseluruh ruhan an bila bila tempera peratu turr udar udara a hisa hisap p mend mendek ekat atii harg harga a temp temper erat atur ur udar udara a stan standa darr (/eb (/ebih ih rendah rendah dari dari temper temperat atur ur atmo atmosf sfer er)) pada pada teka tekana nan n kons konsta tan, n, pres presta tasi si moto motorr sema semaki kin n baik baik dan kadar kadar gas beracu beracun n pada pada ga gas s buang buang semaki semakin n rendah rendah dan sebal sebalikn iknya. ya. Kata Kata kunci: kunci: Temper Temperatu atur, r, Densit Densitas, as, Efisie Efisiensi nsi Volume Volumetri tris s
A B S T R A C T
Moto Motorr vehi vehicl cle e are are oper operat ated ed in diff differ eren entt area area and temp temper erat atur ure e vari varies es acco accord rdin ingl gly. y. Expe Experi rime ment nt needs to to undertake undertake to determ determina inate te influe influence nce such such as air temper temperatu ature re change changes s to the power and engine engines s exhaus exhaustt emissi emission. on. In thi this s rese resear arch ch engi engine ne from from Toyo Toyota ta Kija Kijang ng type type 5 K wa was s used as model. model. Averag Average e ambien ambientt temtemperatu perature re during during experi experimen mentt wa was s (Tatm) 27,9°G and 27,9°G and P is hea heate ted d befo before re it is = 748 mm Hg. T atm injected to the the carb carbur uret etor or with with air air heat heated ed or coo coole led d with with cold cold box to produc produce e air sucti suction on densit density y vari variat atio ion n (T). (T). The The resul resultt shows that that all all thrott throttle le vari variat atio ion, n, effe effect ctiv ive e powe power r (N) max maxim imum um and and norm normal al emis emissi sion on is obta obtain ined ed at 14,7 14,7 °G and and fuel fuel spec specif ific ic fuel fuel cons consum umpt ptio ion n (SFG (SFG), ), maxi maximu mum m is gained at 18,5 18,5 °G. °G. In gene genera ral, l, if air air sucti suction on temp temper erat atur ure e clos close e to standa standard rd air tempe temperat rature ure (lower (lower than atmosp atmospher here e temperature) at cons consta tant nt pres pressu sure re,, the the outp output ut of of wat water er incr increa ease se and and pres pressu sure red d gas gas resulted from from exha exhaus uste ted d air air beca becaus use e lowe lowerr and and vice vice versa versa.. atm
Keywor Keyword: d: Temper Temperatu ature, re, densit density, y, volume volumetri tric c effici efficienc ency y
•
2 14
•
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Vol. IV, NO.1, Juni 2006
PENDAHULUAN
langkah
hisap Ta
(310 - 350) K dan Tres di
=
dalam silinder (900 - 1000) K. Temperatur Kupang
udara
pada
rerata maksimum
siang
had
di Kota
bisa mencapai
34,6
dalam Angka, 2005), sehingga
°C (Kota Kupang
Premium akan menguap
10%pada temperatur
maks 74°C ; 50% pada temperatur
min 88°C
densitas udara hisap motor menjadi lebih kecil
dan maks 125°C serta 90% pada temperatur
dibanding
maks 180°C (Pertamina, 2001).
bila mobil tersebut
beroperasi
saat
temperatur
udara lebih rendah. Selain masalah
perbedaan
ketinggian
daerah
Proses
operasi, temperatur udara hisap juga dipengaruhi
terjadi
oleh desain
yang
dan temperatur
motor, dimana
manifol biasanya
exhaust
atau berseberangan.
berada
Perbedaan
atas akan memengaruhi sedangkan
untuk
gas beracun
posisi intake dan pada satu sisi dan masalah di
densitas
mengurangi
agar tidak dibuang
awal penguapan di
karburator,
masuk
uap
ke
namum
Penguapan
awal
bahan
kadar
melalui mainjet
langsung
ke
bakar
katup PCV (positive crankcase ventilation) untuk
bilan
mengalirkan
dicapai
crankcase ketika kevacuman
oli dad
pada intake manifol
Suatu
motor
dapat
menghasilkan
terbaik bila dioperasikan standar,
dimana
DIN adalah
Ts
udara
20°C dan Ps
hisap standar 760 mmHg,
=
60°F = 15,55"C ; NACA = 59"F = 15°C dan
ASME = 68°F = 20°C dan harga Ps = 29,92 inHg = 759,968 mmHg (Maleev, VL. 1945). Umumnya kendaraan kondisi
bermotor atmosfer
temperatur
beroperasi
standar,
udara lebih rendah
dari tekanan
akan
Dengan
temperatur tersebut, pengaruh sebelum
bawah tekanan
standar
dan
udara lebih tinggi dari temperatur
juga
standar.
di
dimana
udara standar, dengan demikian motor
lebih rendah adanya
antara perubahan
dari prestasi
selisih
kondisi
maka penulis masuk
maka pre stasi tekanan
ideal
dan
melakukan temperatur
karburator
dan
aktual
penelitian udara, hisap
terhadap
prestasi
dan emisi gas buang. Menurut minimum
Khovakh,
=
M. (1979)
I I
Temperatur
udara hisap yang masuk ke karbu-
rator agar bahan (Ti min)
data,
bakar
menguap
sempurna,
6,2 "C".Pada motor bensin 4 langkah
yang menggunakan charger, temperatur
karburator campuran
tanpa superpada akhir
masih
rendah.
bisa terjadi karena ke dalam silinder
primer karburator,
kecepatan harga
sedangkan
14,7 °C sehingga
p =
!R
penguapan
bisa terjamin
bisa
bahan
sempurna
Ti adalah 6,2 D c .
berarti, massa dan densitas
udara akan berubah atau massa dad
yang
gas ideal, PV = mRT atau m = ~ ~
Persamaan atau
suara. Saat pengam-
Ti minimum
bakar dalam silinder
udara
SAE & US Buereau of 5tandar
harga Ts menurut =
pada kondisi
kondisi =
prestasi
berbentuk
tersebut
karena syarat minimal
tinggi.
silinder
dalam
kecepatan udara hisap pada venturi karburator bisa mencapai
uap
sudah
campuran
yang dihisap
udara bebas, pada cover cylinder head dipasang blow by gas dan
bakar
sehingga
temperaturnya
udara hisap, emisi
bahan
bila temperatur
dan densitas
temperatur,
berubah,
merupakan
dim ana
V dan
fungsi
R adalah
konstan (Reynols, W. c., dkk. 1983). Berdasarkan
pernyataan
di
bukaan trotle dan putaran temperatur
atas,
pada
poros tertentu,
bila
udara hisap (T) berubah maka laju
massa udara hisap aktual (Ga Akt) juga berubah karena
debit
Karena adalah
laju m_,!ssa udara hisap ideal (Ga Ideal) konstan, maka efisiensi volumetris
( 1 1 v
)
udara
hisap
akan berubah
hisap berubah.
adalah
bila temperatur
Karena
Ga
Akt
AFR aktual juga akan berubah perubahan
temperatur,
kelebihan
udara
temperatur
berubah
konstan.
berubah,
( e x ) akan
juga konstan.
Dengan
AFR Akt' dan
merupakan
maka
dengan adanya
sehingga
karena
udara
koefisien
berubah
bila
AFR stochiometri
demikian
maka, Ga
A
k' t
fungsi densitas.
Maleev, VL. (1945) mengatakan, "Umumnya kendaraan
beroperasi
standar ", dim ana Po
<
di
bawah
Ps dan To
>
Jurnal
http://www.univpancasila.ac.id
kondisi Ts maka
paPT • 21 5
7/29
Purnawarm G an intingK - a E ji ksperimenP ta rlesta M si oto B r akar------------------
Nc > No' dan hasil pengujian memperlihatkan hubungan antara P dan T terhadap daya dari P
persamaan N
=N
~
cOp
$ f
turun hisap
demikian
T
konstan
semakin efisiensi
besar
juga bertambah
atau,
tekanan
juga
maka
bertambah
s
pada
maka
densitas udara akan naik, sehingga laju massa udara
~
o
hisap
besar,
dengan
volumetris
sehingga
daya
akan
indikator
besar dan pada akhirnya daya
efektif motor akan bertambah
besar dan seba-
liknya.
dimana:
= daya observasi,
No
koreksi
(diukur
diatas
Po dan To = tekanan observasi,
permukaan
air laut),
dan temperatur
atmosfer
Hal yang sarna juga berlaku
r '
dilakukan
pada
permukaan pada
ketinggian
air laut, maka
temp at tersebut
temperatur
atmosfer
observasi oleh
tertentu
konstan.
berubah,
maka
bila kondisi
karena
Dengan
pengujian
daya
e
---
~
M ""nen
f6 0 :; kg m
I
lb .
Oay&
gRsckan
~
,-
I
20 00
I
I
"
::SO D a400 0
t s o ~
2 4 0
30 / '
V 0,6
I Y::V"a -,
'"
•..
::: j4 0 ~
p ~ l t : • _ . .
N I
V I
~
.
"l...
fat" .•..;,tll
10 00
..
I~ I I I I
.,-
J.
maka
P5 dan T5 maka selisih antara Nc dan No akan semakin kecil.
yang bisa dicapai
p
daya
kondisi
hasilan
o
..
I
-
1/
1 6 0
Bila
Po dan To mendekati
Pre stasi motor adalah indikasi
V 12
.
po rOll
'T
dipengaruhi
demikian
I
1/1
200
atmosfer
adalah
akan berubah
temperatur.
tekanan
di atas
. -- t . . - H - - : _ : ~ D"y" _ L _
~ ~' "
.0
f -I-b..y~in~ ik2,o,1
1 6
di atas berarti bila pengujian
merupakan
fungsi dari densitas udara hisap.
atmosfer standar.
Dari persamaan
pada emlSl gas
buang karena Ga Akt' AFR Akt, dan
P5 dan T5 = tekanan dan
sedangkan
temperatur
= daya
Nc
"
-
0.5 .-
I50I00
O,A
~
F : : ~1 : 0.22
1 o .1 U
0,14
Put",.-an (rpm)
Gambar 1. Hasil pengujian motor otto pada fulltrotle (r =9) Sumber : Arismunandar, W 1994
ppm
derajat keber-
Kaya
15
+ -
Ideal
-
Miskin
suatu motor yaitu:
efektif
(Nc)' konsumsi bahan bakar spesifik efektif (5FC)c' tekanan efektif (P), dan emisi gas buang. dengan
emisi
pembakaran
5edangkan
gas buang yang
yang dimaksud adalah
dikeluarkan
10
2
sisa hasil
dari silinder
ke udara bebas melalui pipa gas buang yaitu:
°
HC, CO, CO2, partikellain. Tujuan
dan
mengetahui udara
penelitian
pengaruh
perubahan
motor.
prestasi
Penelitian
perbaikan
Politeknik
Hp,
lingkup
dilakukan
dan
NOx , 50x '
hisap terhadap
buang data
2,
ini
Negeri
Kupang
perawatan
Teknik
selama
Mesin
tiga bulan
sebagai pendekatan
BAHAN
Pada
masuk
diharapkan
bila
menerima
udara
ini,
ke dalam panas
silinder, dari
gas sisa. 5elanjutnya
216
•
Jurnal
sebelum
pengambilan
data, motor dipanaskan lebih dulu sampai temperatur operasi, sehingga ketika campuran
masalah dan hasil yang temperatur
DAN METODA
penelitian
untuk menyelesaikan adalah:
kelebihan udara
dengan komposisi gas buang Sumber : Swisscontact. 2000
pengambilan
(Juni--Agustus 2005). Hipotesa yang digunakan
Gambar 2. Hubungan antarafaktor
dan emisi gas
dan
Jurusan
a.
untuk
temperatur
di laboratorium pada
N2, Pb, dan
motor
dinding
campuran
langsung
sHinder tersebut
dan akan
PEtPT
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Vol. IV, NO.1, Juni 2006
dipanaskan sampai
lagi
akibat
mencapai
temperatur
tetapi campuran sempurna
tersebut
karena
sulit tercapai.
tekanan
pembakaran
katup,
udara
nyala.
Akan
tidak akan terbakar
pembakaran
Penyebabnya
waktu
kompresi
sempurna
antara lain karena
sang at singkat, overlaping
yang masuk
ruang
bakar
tidak
4 m3; Diameter Orifice (dJ: 26 mm; Luas Orifice (A): 5,309291585 x 10-4 m2; Putaran maksimum (n):
5000
(hJI531,4
rpm;
Beda
tekanan
mm; Temperatur
manometer
Atmosfer (Tatm): 27,9
°C 300,9 K; Densitas udara (p): 1,1742 kg / m3; =
Laju massa udara ideal (Ga
I de al
261,7292 kg /
):
h; Laju massa udara aktual (Ga A kt
):
215,4165 kg
murni oksigen, bahan bakar yang masuk tidak
/ h dan Effisiensi Volume ( 1 1 vol ): 82,305 %.
murni CH H1H' kompressi tidak rapat sempurna, dan masalah konstruksi.
Dimensi
air
dengan Spesifikasi sebagai
motor
uji yang digunakan
berikut.
Merk/tahun
TOYOTA/1992; model/tipe langkah
praduksi:
mesin: Kijang 5 K/4
8 katup; jumlah
sHinder (i): 4 sHinder
Bore x Stroke:
80,5 mm x 73 mm;
(segaris);
(VL) : 371,5 cc; volume total
volume persilinder
(VT ): 1486 cc; perbandingan daya maksimum maksimum bahan
adalah
kompresi
(N): 63 kW/6000 rpm; torsi
karburator;
menggunakan
V, dimana
V adalah
menentukan
dimensi
sesuai
faktor
tak berdimensi
besaran
untuk
dan orifice
motor.
Mathur, M.L dan Sharma, R.P. (1988) V >
: harga
acuan
kotak udara
yang sesuai dengan spesifikasi Menurut
ditentukan
2,5
(r): 9,0;
(T): 115 Nm / 3000 rpm;
bakar:
box yang
sistem
sistem
pengapian:
yang
direkomen-
dimana V -
1
40,94.105
platina. I
Spesifikasi
servis
standar
dasikan
pabrik (Toyota
berikut:
Putaran
Astra), adalah
[
40,94.10
sebagai
idling (n): 750i:50 rpm; Timing
12 3 BTDC (selang vakum terhubung); putaran
tanpa penyalaan
bahan
250 rpm: 4 kgf/cm2
11 kgf/cm2
(minimum);
0,13 mm (masuk)
Tekanan
bakar
(maksimum)
Celah katup
pada dan
(dingin):
dan 0,23 mm (buang); Dwell
angle idle: 52 6 ( ° ); Celah busi: 0,8 mm; Main jet: 94 (Primer) dan 105 (Sekunder). Spesifikasi
servis
pengujian
adalah:
rpm; Timing terhubung); bahan
yang
idle: 15° BTDC (selang
maka: V= 2,933022396
syarat V > 2,5
-.memenuhi
cm (rata-rata); (masuk)
(n):
(dingin):
0,2 mm
52 0; Celah busi: 0,8 mm; Tipe busi (panas):
Spesifikasi Dimensi:
dan
adalah:
0,60 x 0,60 x 0,60 (m); Volume air box
(Vab): 0,216 m3; Vol per silinder
adalah:
Tune Up Tester, digunakan untuk menentukan putaran mesin, breaker point dan kevakuman intake manifold; Timing Light, digunakan untuk menentukan saat pengapian; Manometer, digunakan
untuk
mengukur
beda
tekanan
pada air box; Gas Analyzer, digunakan
untuk
mengukur
(Eddy
(N);
emisi gas buang; Torsimeter
(VL): 3,715 x 10-
Brake), digunakan
Termometer
nakan
untuk
air pendingin, besarnya
untuk
(digital,
udara
tekanan
temperatur
hisap,
udara
pengujian; mengukur kompressi
bakar; Carburator membuka
dan gas buang;
didalam
ruang; Stop
untuk menentukan
Gelas
ukur,
pemakaian tanpa
SST,
ruang,
mengukur
Compression tester, digunakan tekanan
digu-
untuk
Watch (digital), digunakan waktu
mengukur
1 desimal),
mengukur
Barome ter, digunakan
untuk
air box yang digunakan
digunakan
momen torsi (T) dan daya efektif poras engkol
vakum
; Main jet: 96 (Primer)
yang
Current
dan 0,3 mm (buang); Dwell angle idle:
Toyota (WI6EX-V) 106 (Sekunder)
pendukung
800
250 rpm: 12,8 kg/
Celah katup
Alat
saat
Tekanan kompresi tanpa penyalaan
bakar pada putaran
2
digunakan
Putaran idling
2
300,9.(0,026)4.4
idle: 5 i: 2 ° BTDC (Selang vakum dilepas) dan kompresi
).50002.42]
0,82305.0,216.(3,715.10--1 5
digunakan
bahan
bakar;
untuk mengukur penyalaan
digunakan
atau merakit karburator
bahan untuk
dan Jangka
Jurnal PEtPT. 21 7
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Purnawarm G ai n ntingK - a E ji ksperimenP ta rlesta M sioto B r akar-----------------
sorong, pipet ukur, serta alat penunjang yang dibutuhkan.
lain
heater yang dihubungkan box melalui ameter
Cold
h
"
..•..
,
:
....
.•
i.:"'"
•
tersebut
yang
dan
temperatur
pemanas
terpasang Gambar 3. Instalasi penelitian
untuk
yang diterapkan
dengan
atmosfer
(22,2; 18,5 dan 14,7) "c.
IY) dan waktu pengujian kontrol:
(I, II, III dan
tiap titik
Putaran
(46,3
poras
=
1 menit.
engkol (1000,
1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 dan 5000) rpm.
ini untuk
tukan
Sebelum
harga
U pada
dan menurunkan kipas
angin
berdiameter
(kipas
mm dengan
plat
dengan
besi
berbagai
ketebalan
ukuran.
1,5
Pada sisi atas
air box dipasang termometer dan disisi orifice air box dipasang manometer, pipa penghubung ke karburator digunakan 2 inei (Gambar 3).
pipa PYC berdiameter
hasil
uji
dibuat
Pada
lubang
alumunium sukkan
kedua
sisi yang
dengan
diameter
yang
dengan
berdiameter
ketebalan
kedua lubang tersebut. menampung temperatur dihubungkan
yang
3 inei, sama
0.15 mm
pipa dima-
melalui
Setiap cold box mampu
14,8 kg batu
box disesuaikan
berhadapan
dengan
es.
interval
direncanakan
Jumlah cold perubahan kemudian
coba
218
pemanas
udara
hisap
digunakan
air
untuk menaikkan terlebih dahulu
pendingin
komputer) berdasarkan semua
alat
dan motor terlebih
dahulu
disetel
agar
standar
pabrik
1. Memastikan spesifikasi mudian
pembuatnya
penyimpangan
Pengambilan data dilakukan sebagai berikut:
dengan
hasil
metode
terlebih dahulu bahwa semua servis
motor
memanaskan
kondisi
sudah
benar,
motor, setelah
operasi,
putaran
ke-
men-
dinaikkan
2000 rpm dan dipertahankan
kon-
stan selama 2 menit. 2. Mematikan saringan
me sin, kemudian
melepaskan
udara beserta kotaknya.
3. Memasang
pipa inlet (PYC) dari air box yang dengan cold box atau air
telah dihubungkan
heater ke saluran masuk karburator, dian
menguatkan
memberikan
klam
auto
dan memastikan
kemu-
pengikatnya
dan
sealer disekelilingnya
agar tidak ada keboeoran ngan poros input
Untuk
atmosfer,
maka
4. Menghubungkan
ke orifice air box.
menen-
tersebut,
eapai
dari gabus dengan ketebalan
data,
untuk
Setelah dianggap memungkinkan
hingga
Cold box terbuat
yang
3 inei sebagai udara hisap motor.
pengujian.
silinder. Orifice
data
diuji air heater (hair dryer) dan cold box dengan
balan 1,5 mm, volume air box berkisar
antara
metode
temperatur
temperatur,
meminimalkan
dari
atmosfer
pengambilan
U > 2,5. Sedangkan
untuk
per
udara
mendapatkan
yaitu, air box dibuat dari besi plat dengan kete-
yang digunakan
volume
air box
menggunakan
dengan
600 kali
harus
ke dalam air box.
sesuai
alat penelitian
udara
dahulu orifice diuji
terlebih
ukur Peraneangan
direncanakan.
pendingin
keboeoran
akan dianalisis.
dimana
Bukaan throtle
terikat:
=
atm
=
hisap (T j) < Tatrn
dan 36,8) °C serta Temperatur
Yariabel
(T atrn)
hisap (T) > T
27,9 °C ; Temperatur
dengan
adalah eksperimen
2,5 em.
ujungnya
rapat pada dinding
meneegah
Penelitian
Yaribel bebas: Temperatur
yang
dan
yang ikut terhisap Rancangan penelitian sebagai berikut:
dibuat
satu
air heater disesuaikan
jumlah
interval Pipa
500 -
salah
kedalam
menempel pada orifice air box. Jarak penyemprotan
Ai r Hea ter
Yariabel
berdi-
60 em. Udara
dari air heater dihembuskan
pipa
r -;
=
oriffice air
pipa aluminium
3 inei dan panjangnya
panas
, ,
sebatang
dengan
udara hisap.
poras output motor
de-
torsimeter dengan benar bahwa torsimeter tersebut
• Jurna{ P E tP T
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Vol. IV, NO.1, Jun; 2006
tidak
berubah
lakukan
posisi/terlepas
pengereman
pada putaran
Hal ini perlu diperhatikan hubungan yang
ketika
di-
dari
peeah bila pemasangannya 5. Melakukan sebelum
digunakan
untuk
gan terminal
1.
ujungnya
temperatur
ke gelas
interval
beberapa
pada air box
udara
temperatur
temperatur
9. Membuka throtle pada stabil
yang
ruang.
titik
I,
melakukan
seeara perlahan
setelah penger-
lahan dengan
me-
mutar tombol torsimeter
searah jarum jam,
hal ini dilakukan
mesin
mendadak pIing
eakar
mesin turun beberapa
agar
pada
putaran
tidak
j idak
tinggi
peeah.
Setelah
dan
mati ko-
putaran
hingga 1000 rpm, menunggu
saat hingga
pembaeaan
putaran
me sin, torsi dan daya efektif stabil, kemumengunei handle bukaan
dian
putaran
katup
agar
konstan.
10.Memasukkan
probe gas analyzer sedalam 40
em dari ujung pipa gas buang dan memastikan bahwa tidak ada keboeoran
pada pipa
gas buang agar udara luar tidak memengaruhi
komposisi
14. Sebelum
gas buang,
poros,
1 menit,
temperatur luar
meneatat
temperatur
temperatur
air box, beda ketinggian konsumsi
aktifkan stop-
masuk udara
dan ke-
hisap pada
air manometer
dan
Beberapa
tom-
bol torsimeter berlawanan
arah jarum
jam
rpm, kemudian
yang
menentukan
motor dapat menghasilkan antara
lain:
kondisi
prestasi
atmosfer,
agar
yang baik,
kualitas
oli,
assy, lift dan timing valve, tahanan
karburator
kabel primer
dan sekunder,
koil, platina
kondisi timing
kondensor,
chain
dan
dan gear,
kondisi bearing, eelah ring oli dan kompresi,
camshaft, kualitas dan eelah busi, serta delco. Efisiensi
volumetris
diperaleh
pada
(11 v) dan
poras
poros 5000
%. Hasil penelitian
bahwa harga 11vpada putaran
yang sarna, bila Ti mendekati
nilainya
yang
fu lltro tie, pada
putaran
rpm yaitu sebesar 84,651 memperlihatkan
maksimal
kondisi
temperatur 14,7°C
bertambah
besar
Ts maka
sebagaimana
hasil
yang diperoleh saat pengujian (Gambar 5), hasil pengujian
sesuai
munandar,
W. (1994),: "Daya efektif (Nc) dan
dengan
pernyataan
tekanan efektif ( P C > bergantung harga
efisiensi
Aris-
pada besarnya
( 1 1 \ ,) " (Gambar
volumetris
4.
dan Gambar 6.). 28
'" ~
24
20
~
18
•
.•
T. = 4 6 .3
• Tr = 36.8
:
22 ~
"':
'"
~
26
Ti = 27.9
.• '"
Ti
'"
=
22.2
;:K Ti = 18.5
• Ti
16
=
14.7
14
1 5 0 0
memutar
mesin
variabel
12
bahan bakar.
putaran
untuk
HASIL DAN PEMBAHASAN
torsi dan daya
12. Setelah semua data tereatat, hingga
pengujian
dan bukaan throtle.
serta emisi gas buang,
air pendingin
motor,
melakukan
motor agar tetap sarna pada semua temperatur
wacth dan eatat volume awal bahan bakar. 11. Setelah
tiap titik temperatur
terlebih dahulu spesifikasi servis
mesin, menunggu
mesin
udara hisap yang lain agar kon-
memeriksa
akan di uji, meneatat putaran
untuk
kabel Tune Up Tester den-
masukkan
dengan
pengujian
dan bukaan throtle yang lain,
ukur yang berisi bahan bakar. saat hingga
memulai
mendinginkan
temperatur
selang bahan bakar dari tang-
8. Menghidupkan
putaran 2000 rpm
tetap sarna.
serta kabel timing light den-
ki, kemudian
untuk
emisi.
gan kabel busi nomor 7. Melepaskan
meminimalkan
data
tertentu,
disi awal pengujian
(+) dan (-) akki dan ke termi-
nal distributor
temperatur
temperatur
bisa
pada gas analyzer
pembaeaan
6. Menghubungkan
yang
pengambilan
mesin sebelum
tidak tepat.
pemanasan
penyimpangan
eman
pada
karena alat peng-
aluminium
selesai
bukaan throtle I sampai
tinggi.
kedua poros berupa kopling eakar
terbuat
sesuai
13. Setelah
naik menjadi 1500
mengulangi
langkah
pada
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
4 5 0 0
5 0 0 0
Gambar 4, Grafik hllbllngan antw'a Ne
Menurut
Rizki, (Indoto.eom),
efisiensi
volumetrik
berarti
5 5 0 0
vs
"Makin makin
n (rpm )
n
besar banyak
nomor 10 dan 11.
Jurnal paPT.
http://www.univpancasila.ac.id
219
7/29
Purnawarman
Ginting - Kaji Eksperimental
Prestasi Motor Bakar -------
campuran udara-bahan bakar yang masuk kedalam silinder sehingga tenaga yang dihasilkan motor makin besar". Hal yang sarna juga diungkapkan oleh Roy Oaroyni, Fl (Indonesia.com)," Makin tinggi efisiensi columetrik, tentu makin baik karena tenaga engine akan meningkat". Oi dunia Fl, banyak usaha para engineer untuk meningkatkan efisiensi volumetrik, diantaranya mendinginkan temperatur udara sebelum masuk ke silinder. Usaha ini bertujuan meningkatkan massa jenis udara. Caranya dengan memasang heat exchanger pada intake manifol atau menginjeksikan air ke dalam silinder. Pada saat berkendaraan di tengah cuaca dingin (misalnya saat hujan), akan terasa mobil menjadi lebih powerfull.
90,000 -,---------
--,
t ; , , , ~ j
85,000
::
~75,OOO
x
.
x .
Ti = 36.8
. T i= 2 7 . 9 x Ti = 22.2
, "
c70,OOO
x Ti = 18.5 -Ti=14 .7
65,000 60,000
+-----.:=--------
-/
55,000 +--~-,--_,_-~__,_-_,_-,..___-.j 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 n (rpm)
Gambar
5.
600
~
575
.
. 1
550
~
• T1 = 46.3
• T1= 36.8
:
~525
a::
500
.Ti=27.9
:
=
22.2
Ti
=
18.5
<
475
T 1 = 1 4 .7
:
450
xTi
! 425 1500 2000 2500
3000 3500
4000 4500 5000
55 00
n (rpm )
Konsumsi bahan bakar spesifik efektif (SFC)e pada fulltrotle diperoleh harga minimum yaitu pada temperatur 18,SoC,hal ini menunjukkan bahwa pada temperatur tersebut konsumsi bahan bakarnya lebih efektif dibanding pada T j =14,7°C(Gambar 7.).Atau dengan kata lain, untuk harga (SFC)eyang sarna maka harga T dan Ne pada T j = 14,7 akan lebih rendah dari yangterbacasaatpengujian.
, - . = . , , - _ - -: - 4 6 ,- -. 3 , 1
x
BO,OOO
_
Grafik hubungan antara
YJVS
n
Pada penelitian ini diperoleh bahwa harga tekanan efektif rata-rata (Pe) akan semakin besar bila T j mendekati Ts pada setiap variasi bukaan trotle dan putaran yang sarna atau bila T j makin rendah maka harga Pe makin besar dan sebaliknya (Gambar 7.). Fenomena hasil penelitian ini sarna dengan hasil pengujian Domkundwar, Y.M. (2001), "efek penurunan densitas dengan kenaikan T j akan mengurangi Pe, dimana Pe :::::: l/-YT j". Efek ini berlaku bila variasi temperaturnya besar, sebagaimana terjadi pada musim panas suhu udara di India Utara bisa mencapai 45°C dan efeknya akan menurun mendekati nol pada musim dingin. Hal yang sarna juga diungkapkan oleh Taylor, C. F. (1976), "Hasil pengujian pengaruh temperatur atmosfer (TJ terhadap Pe , diperoleh perbandingan harga Pe sangat mendekati l/-YT j•
Prestasi suatu motor tidak hanya memperhitungkan daya efektif saja, tetapi aspek lain juga perlu diperhitungkan, misalnya nilai ekonomi operasi. Pada akhirnya akan diperhitungkan untung rugi pada tenmperatur mana sebaiknya suatu motor dioperasikan. Oengan adanya fenomena di atas, maka suatu lembaga standadisasi menetapkan harga temperatur udara standar yang berbeda-beda susai dengan pernyataan(Maleev,V.L.,1945). 0.55
. . ~ . ~ . ;
0.5
3:
0.45
~ fi !!l.
• Ti "" 46.3 • Ti = 36.8
..Ti = 27.9
0.4
0.35
:
. •
•
Gambar
7. Grafik
xTi = 18.5
•
0.3 1500 2000 2500 3000 3500
xTI :::22.2
4000
-T j:::14 .7
4500
5000
5500
n (rpm)
hubungan antara (SFC)e vs n
Emisi gas buang (HC, CO, CO2 dan O2) Penyimpangan karakter grafik hasil pengukuran pada Gambar 8.-11. ( a vs emisi ) yang tidak linear seperti grafik referensi (Gambar 2.), karena unterval T j pada penelitian ini juga tidak linear, sedangkan grafik referensi diukur pada temperatur yang sarna (konstan). Perubahan harga pada grafik referensi hanya dipengaruhi oleh variasi putaran poros. Fenomena hasH pengujian menunjukkan bahwa kadar
220 • Jurnal paPT
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Vol. IV, NO.1, Juni 2006
emisi
gas beraeun
(HC dan
bila T j lebih rendah Gambar
55() 500
I
.
:
~
. ._
400
:
300
"
_ .. . _ _ . _ -
-- - - - "-
13
-.-
•
.- .
12
.
Ti"'22.2
x Ti=
a
Gambar 10. Grafik hubungan antara C02 vs a
18.5
• Ti::: 14.7
.
--" a
1.2
'i:
1,8
$
1.5
.
.
0.9
,.
.. .
..
.Tl=46,3 •
.-
.. _ .
•
TI=46.3
•
TI= 36. 8
TI =27.9
x TI"18.5
•
TI"14.7
-
•....
a
Gambar 11. Grafik hubungan antara 02 vs a
Ti =27.9 Ti =22.2
"-
-
09
'" TI=
18.5
•
14 .7
TI=
KESIMPULAN
DAN SARAN
iii ••
Pada
a
1.2
semua
mendekati
Gambar 9. Grafik hubungan antara CO vs a
variasi
CO2 dan
02
akan semakin
18,5°C.
temperatur
dan Gambar 11.). Mathur,
temperatur
trotle,
T
bila
Ne semakin
s
Hal
besar bila T lebih rendah dari Tatm (Gambar 10.
bukaan
T, maka harga
harga minimum kadar
TI=36.6
TI"22.2
'.2
-
8
••16.5
• TI"'14.7
1.2
Gambar 8. Grafik hubungan antara HC vs a
sedangkan
TI=27.9
Ti =36.8
1i=22.2
..
-
0.9
2.5
TI= 36.8
xTl
2.1
~
•
"
Ti =27.9
150
-.
-
• TI:4 6.3
-~
_.
200
-
...
• Tl:::46.3
250
0.6
~
6'
_ . .
350
8. dan
:
--_._--_._~ --------
450
"' "
Gambar
,
_ . . . . . .
600
(
9.).
_ ~ _
650
dari Tatm
CO) berkurang
baik
I
'
(SFC\. yaitu pada temperatur
ini
menunjukkan
udara
hisap
lebih
bahwa
bila
rendah
dari
I
R.P. (1988) mengatakan, dipengaruhi
motor".
Domkundwar,
gas
juga menurut
perubahan,
operasi".
Dari
emisi merupakan
desain
emisi _gas
fungsi AFR
a
k
t
dimana
harga Ts maka kandungan
ini, jika
dan 02 naik (Gambar
akt
juga mengalami
bila harga
emisi akan berkurang,
dan AFR
4. sampai Gambar 7.).
emisi gas buang
dan
motor
pernyataan
atmosfer maka prestasi motor akan
semakin baik (Gambar Komposisi
v'M. (2001), "Jumlah pada
buang
saat pengapian
Demikian
bergantung
kondisi
"Emisi
oleh AFR aktual,
dan desain buang
M.L. dan Sharma,
Ti mendekati
HC dan CO pada
sedangkan
harga CO 2
8. sampai Gambar
11.).
Hal ini terjadi karena harga AFR a k t ua 1 semakin
merupakan fungsi densitas, maka emisi dipengaruhi
besar, sehingga
oleh T.
udara
kandungan
hisap semakin
oksigen (02) pada
besar, sehingga
proses
I
pembakaran Dari persamaan
dimana
ex
ex
dahan penelitian
oksigen akan bereaksi dan H20.
kepada
ada dim ana harga emisi harga e x (Gambar 2.).
baik,
membentuk
hasil
yang
dim ana CO,2
lebih
°
2,
baik,
kondisinya masih baru dengan spesifikasi servis standar serta menggunakan
fungsi Ti. Untuk kemu-
menganalisa
ini merujuk
mendapatkan
lebih
sebaiknya pengujian dilakukan pada motor yang
/ kg bahan bakar )
merupakan dalam
Untuk
AFR akt AFRsto
AFR akt = ( kg udara
berarti
=
menjadi
em lSI, hasil referensi
bergantung
yang pada
alat uji yang presisi.
Spesifikasi servis saat pengujian harus konstan, karena perbedaan spesifikasi akan memengaruhi prestasi
dan emisi gas buang. Pembaeaan alat
ukur,
terutama
waktu
harus
konsumsi
bahan
bakar
dan
teliti agar tidak terjadi penyim-
pangan, karena hal ini akan memengaruhi
hasil
secara keseluruhan, Pengukuran emisi gas buang
Jurnal PEtPT. 22 1
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
Purnawarman
Ginting - Kaji Eksperimental
Prestasi Motor Bakar --
sebaiknya mengikuti prosedur yang direkomendasikan pabrik agar hasH yang diperoleh tidak menyimpang dan bisa digunakan untuk menganalisa indikasi kerusakan pada motor. Disarankan untuk dilakukan pengujian pada interval temperatur yang konstan dan waktu uji yang lebih lama, ketersediaan udara hisap yang mencukupi agar temperatur relatif konstan selama rentang waktu uji. UCAPAN
TERIMA
KASIH
Penulis dengan hati yang tulus mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir.Yusuf Siahaya, M.S,M.E., Prof. Dr. Ir. H. Syukri Himran, M.S, M.E., Dr. Ir .Effendi Arief, M.Eng., Dr. Ing. Ir.Wahyu H. Piarah, M.S, ME., Ir. Lidya Salam, M.Eng.,M.E.,Mitra Bestari ASPI,Direktur Politeknik Negeri Kupang serta semua rekan dan keluarga atas semua bantuan dan sarannya, kiranya Tuhan selalu memberkati. DAFTAR
PUSTAKA
Arismunandar,
W. (1994).Penggerak Mula Motor Bakar Torak, Bandung: ITB. Arismunandar, W.,Tsuda, K. (1988). Motor Diesel Putaran Tinggi, Jakarta: Pradnya Paramita. Daroyni, Roy (2003). Ejisiensi Volumetrik. Diakses 27 Juli 2005 pada http://www.FIIndonesia.com. Domkundwar,VM. (2001). Internal tion Engines. Delhi: Dhanpat Rai Sarak.
222
• Jurnal
_
Heywood,
John B. (1988). Internal Combustion Engine Fundamental, McGraw-Hill Book Company. Khovakh, M. (1979). Motor Vehicle Engines. Moskow,USSR:Mir Publishers. Maleev, VL. (1945). Internal Combustion Engines, Kogakusha: McGraw Hill, LTD. Mathur, M.L., Sharma, R.P. (1988). Internal Combustion Engine, India: University of Jodhpur. Pertamina (2001,Desember). Bahan Bakar Minyak, Elpiji dan BBG, Jakarta Reynols, W. c., Perkins, H. c., Harahap, F, Silaban, P. 1983. Termodinamika Teknik, Edisi Kedua , Erlangga, Jakarta Rizki (2001). Efisiensi Volumetrik. Diakses 5Agustus 2005pada http://www.Indoto.com. Swisscontact (2000). Analisa Kinerja Mesin Bensin Berdasarkan Hasil Uji Emisi. Jakarta: Clean Air Project. Taylor, C. F (1976).The Internal Combustion Engine in Theory and Practice, Vol. I, Massachusetts: The M.LT.Press, Massachusetts Institute Of Technology Cambridge. Toyota Astra Motor (1992). Pedoman Reparasi Mesin 5K. Jakarta. White, Frank M., Hariandja, M. (1988). Mekanika Fluida, Edisi Kedua Jilid I, Jakarta: ~rlangga.
Combus& Co, Nai
PEtPT
http://www.univpancasila.ac.id
7/29
