KARISMA X 125 CC BERBAHAN BAKAR PREMIUM
TUGAS AKHIR
Disusun Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Penyelesaian Studi Strata-1 Pada Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh: GHILMAN AWALUL .M
20120130148
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
dan orang-orang yang memiliki ilmu pengetahuan.‟‟ (Al-Mujadillah:11)
“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.”
(QS. Al-Insyirah,6-8)
mengerti diri ini walau tanpa ucapan. Terima kasih , meski tidak sekarang
semoga Allah memberiku waktu dan kesempatan untuk menunjukan baktiku. Bapakku tercinta rahimahullahu, maafkan aku yang belum sempat
menunjukkan ijazah sarjanaku ketika engkau masih hidup. Aku hanya bisa
mendoakanmu agar engkau senantiasa mendapatkan rahmat dari Alloh
Subhanahu wa Ta’ala sembari aku terus memperbaiki diri agar menjadi anak yang sholeh yang bisa menjadi salah satu sebab engkau dimasukkan ke dalam
Jannah-Nya kelak.
Mba Ika, Mba Dede, Mba Ira, Mas Fahmi, Mas Mian, Mas Rizki yang selalu sabar menghadapi dan tidak lelah menasihati serta mendoakan ku.
Keponakan-keponakanku (Maisha, Khaulah, Abdulloh, Aisyah, Zia, Rara, Abid) yang selalu buat om semangat lewat tawa dan keributan kalian semua.
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN MOTTO ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
INTISARI ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah... 2
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 3
1.6. Sistimatika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5
2.2. Dasar Teori ... 14
2.2.1. Pengertian Motor Bakar ... 14
2.2.2. Siklus Termodinamika (Otto) ... 15
2.2.3. Prinsip Kerja Motor Bensin (Otto)... 16
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Pengujian ... 33
3.2. Tempat Penelitian... 41
3.3. Bahan Dan Alat Penelitian ... 42
3.4. Persiapan Pengujian ... 52
3.5. Tahap Pengujian ... 52
3.6. Skema Alat Uji... 55
3.7. Prinsip Kerja Alat Uji. ……… 55
3.8. Metode Pengambilan Data………..……… 56
3.9. Metode Perhitungan Torsi, Daya, dan Konsumsi Bahan Bakar……….. 57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Percikan Bunga Api Busi……….. 58
4.2. Hasil Pengujian Kinerja Mesin ... 62
4.3 Perhitungan ... 73
4.4 Perbandingan Hasil Pengujian Karakteristik Percikan Bunga Api dengan Hasil Pengujian Kinerja Mesin ... 74
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 78
5.2. Saran ... 79
DAFTAR PUSTAKA
Gambar 2.3 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Variasi 3 Busi ... 8
Gambar 2.4 Hasil Pengujian Torsi Variasi Tingkat Panas Busi ... 10
Gambar 2.5 Hasil Pengujian Daya Variasi Tingkat Panas Busi ... 11
Gambar 2.6 Hasil Pengujian Torsi Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band 12 Gambar 2.7 Hasil Pengujian Daya Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band 13 Gambar 2.8 Diagram siklus Otto ... 15
Gambar 2.9 Skema Gerakan Torak 4 langkah ... 17
Gambar 2.10 Skema Gerakan Torak 2 Langkah ... 19
Gambar 2.11 Skema Sistem Pengapian ... 21
Gambar 2.12 Konstruksi baterai ... 22
Gambar 2.13 CDI (Capasitor Discharge Ignition) ... 23
Gambar 2.14 Koil Pengapian ... 23
Gambar 2.15 Konstruksi busi ... 25
Gambar 2.16 Busi Standar ... 26
Gambar 2.17 Busi Platinum ... 26
Gambar 2.18 Busi Resistor ... 27
Gambar 2.19 Busi Iridium... 27
Gambar 2.20 Busi TwinIridium ... 27
Gambar 2.21 Grafik Suhu Warna... 28
Gambar 3.1. Diagram alir pengujian percikan bunga api pada busi ... 33
Gambar 3.6. CDI ( Capacitor Discharge Ignition)………... 44
Gambar 3.7. Koil (Ignition Coil)………...……… 45
Gambar 3.8. Busi Denso Standar ...………..……… 46
Gambar 3.9. Busi Autolite ...………...……… 46
Gambar 3.10. Busi Resistor CPR6 …...……….……… 46
Gambar 3.11. Busi Resistor CPR9 ...……… 47
Gambar 3.12. Busi NGK Platinum ………...… 47
Gambar 3.13. Busi TDR 065 ... 47
Gambar 3.14. Busi Racing Bee ... 48
Gambar 3.15. Busi Denso Iridium ... 48
Gambar 3.16. Alat Percikan Bunga Api ... 49
Gambar 3.17 Tachometer ... 49
Gambar 3.18. Kamera casio exilim……… 50
Gambar 3.19. Dynamometer……… 50
Gambar 3.20. Personal Computer……… 50
Gambar 3.21. Gelas Ukur 50 ml………....……… 51
Gambar 3.22. Stopwatch……… 51
Gambar 3.23. Skema alat uji daya motor……….………. 55
Gambar 4.1. Hasil pengujian percikan bunga api kondisi standar (Busi Denso Standar-CDI Standar) ... 59
Gambar 4.2. Percikan Bunga Api 8 Busi-CDI BRT.………. 59
Lampiran 3. Kuisioner Penilaian Warna Karakteristik Percikan Bunga Api
Lampiran 4. Kuisioner Penilaian Ukuran Karakteristik Percikan Bunga Api
Lampiran 5. Kuisioner Penilaian Kestabilan Karakteristik Percikan Bunga Api
Lampiran 6. Hasil pengujian konsumsi bahan bakar variasi 8 busi-CDI BRT
"]VD
PERCIKAN BI]NGA API DAX
XIN'E.'A
SEPEDA MOTOTEOITDA XA{ISMII X I25 CC
R'PI4EAiIBAIQUI
Dh$
Ot.n:Talr!
DtFrge
dr
lri'drjn
OLL :Doe
PabiEbirgn
z4yry
IlioE
dUAIIE SriL& Sl-
i[T.
NIla r97r0221:mo!rorE
e
P6grji
.
lh.la
nlr. Errlnl
S&li
sT-
Mle
Nrrc ,959r22n d3ro u:r rE
Tuga.ldniniErrIdidr6iesfi
*-!.s.ii&tEl!p6tE
&'d&
xiv INTISARI
Setelah dilakukan penelitian ini dapat diketahui bahwa setiap jenis busi memiliki pengaruh terhadap karakteristik percikan bunga api, torsi, daya dan konsumsi bahan bakar yang berbeda-beda. Dalam dunia otomotif pengembangan terhadap komponen-komponen sistem pengapian terus dilakukan, salah satunya adalah pengembangan busi dan diciptakannya CDI digital hyper band. Busi dapat dibedakan dari dua sisi, sisi yang pertama dilihat dari tingkat panas busi (panas, sedang, dingin) dan sisi kedua dilihat dari material elektroda (nikel, platinum dan iridium).
Untuk mengetahui pengaruh penggunaan variasi jenis busi terhadap karakteristik percikan bunga api dan kinerja motor Honda Karisma X 125 cc perlu dilakukan penelitian yang akurat. Pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan bakar Premium. Pengujian ini untuk mencari unjuk kerja mesin 4 langkah meliputi torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa percikan bunga api yang paling baik dihasilkan oleh busi Denso Iridium IU27-CDI BRT. Nilai torsi tertinggi dihasilkan oleh busi Denso Iridium IU27-CDI BRT yaitu sebesar 10,54 N.m pada putaran mesin 4547 rpm. Nilai daya tertinggi dihasilkan oleh busi NGK CPR6EAGP-9-CDI BRT yaitu sebesar 9,0 HP pada putaran mesin 6758 rpm. Busi Denso Iridium IU27-CDI BRT memiliki konsumsi bahan bakar yang paling efisien dimana dengan 1 liter premium dapat menempuh jarak sejauh 70,42 km. Mengacu pada hasil pengujian tersebut maka busi Denso Iridium IU27 adalah busi yang paling tepat digunakan untuk sepeda motor Honda Karisma X 125 cc.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan dunia otomotif yang semakin pesat pada era ini yang juga
diikuti dengan pengembangan dan penyempurnaan berbagai komponen sepeda
motor. Salah satu komponen yang dikembangkan adalah sistem pengapian
sepeda motor. Sistem pengapian konvensional (platina) kini sudah banyak
ditinggalkan dan beralih ke sistem pengapian CDI (Capasitor Discharge
Ignition).
Sistem pengapian memiliki peranan penting dalam proses pembakaran
dalam ruang bakar. Sistem pengapian yang baik maka akan baik pula
pembakaran dalam ruang bakar karena kemungkinan adanya campuran bahan
bakar dan udara yang tidak terbakar akan semakin kecil.
Dalam sistem pengapian busi memiliki peranan penting. Busi berfungsi
untuk memercikkan bunga api sehingga dengan pemakaian desain busi dan
material elektroda busi yang lebih baik diharapkan percikan bunga api yang
dihasilkan busi akan semakin sempurna. Banyaknya jenis busi mulai dari jarak
kerenggangan elektroda yang bervariasi, berbagai macam material yang
digunakan untuk membuat elektroda busi mulai dari nikel,platinum dan
iridium hingga busi yang memiliki lebih dari 1 elektroda bahkan pada saat ini
ada pula busi yang ditanami resistor di dalamnya yang diperuntukkan untuk
motor bersistem injeksi.
Rohman (2016) telah meneliti pengaruh penggunaan 3 jenis busi terhadap
karakteristik percikan bunga api dan kinerja motor Honda Blade 110 CC
berbahan bakar premium. Penelitian terdahulu yang dilakukan Rohman (2016)
baru menggunakan variasi 3 jenis busi yang terdiri dari busi jenis standar
(berbahan nikel), busi jenis platinum dan busi jenis double iridium. Oleh
seperti busi resistor, busi tiga elekroda dan busi single iridium untuk
mengetahui pengaruh dari masing-masing jenis busi tersebut terhadap
karakteristik percikan bunga api dan kinerja mesin sepeda motor untuk
mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik percikan bunga api dan
kinerja mesin sepeda motor.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang akan diteliti pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penggunaan variasi busi terhadap karakteristik
percikan bunga api pada sepeda motor Honda Karisma-X 125 cc dengan
menggunakan variasi 8 busi yang terdiri dari dua merk busi standar
(Denso standar dan Autolite), dua busi resistor (R CPR6 dan
NGK-R CPNGK-R9), dua merk busi platinum (NGK CPNGK-R6GP dan TDNGK-R 065), satu
merk busi tiga elektroda (Racing Bee) dan satu merk busi iridium (Denso
Iridium seri IU27)?
2. Bagaimana perbandingan torsi dan daya yang dihasilkan dari pemakaian 8
busi tersebut pada sepeda motor Honda Karisma X 125 CC?
3. Bagaimana perbandingan konsumsi bahan bakar dengan variasi 8 busi
pada sepeda motor Honda Karisma X 125 CC?
4. Bagaimana memilih busi yang paling tepat untuk digunakan pada sepeda
motor Honda Karisma X 125 CC?
1.3 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini masalah yang akan diteliti dibatasi dalam lingkup
sebagai berikut:
1. Motor bensin yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor bensin 4
langkah dengan volume silinder 125 CC dengan merk Honda Karisma X
125 CC.
2. Pengujian mengguakan Dynamometer untuk mengukur torsi dan daya
mesin.
4. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah Premium.
5. Motor yang digunakan dalam pnelitian ini adalah motor yang masih
standar pabrikan Honda Karisma X 125 CC.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi penggunaan 8 busi terhadap
karakteristik percikan bunga api busi pada sepeda motor Honda Karisma
X 125 CC.
2. Untuk mengetahui pengaruh penggunaan 8 busi terhadap kinerja sepeda
motor Honda Karisma X 125 CC yang meliputi torsi dan daya.
3. Untuk mengetahui perbandingan konsumsi bahan bakar dari penggunaan
8 busi pada sepeda motor Honda Karisma X 125 CC.
4. Untuk mengetahui penggunaan busi yang tepat digunakan pada sepeda
motor Honda Karisma X 125 CC dengan mengacu pada hasil pengujian 8
busi tersebut yang meliputi torsi, daya dan konsumsi bahan bakar.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Memperoleh data karakteristik percikan bunga api pada masing-masing
busi yang digunakan pada sepeda motor Honda Karisma X 125 CC.
2. Memperoleh data perbandingan kinerja yang meliputi torsi dan daya pada
sepeda motor Honda Karisma X 125 CC yang menggunakan variasi 8
busi.
3. Memperoleh data perbandingan konsumsi bahan bakar pada sepeda motor
Honda Karisma X 125 CC yang menggunakan variasi 8 busi.
4. Sebagai masukan bagi pemilik sepeda motor Honda Karisma X 125 CC
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika laporan Tugas Akhir ini memuat tentang isi bab yang dapat
diuraikan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah
manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang hasil penelitian terdahulu yang dapat diambil dari
jurnal, disertasi, tesis dan skripsi yang aktual. Selain itu juga berisi tentang
landasan teori yang meliputi konsep-konsep yang relevandengan permasalahan
yang akan diteliti.
BAB II METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram alurpenelitian, alat dan bahan yang
digunakan dalam penelitian. Menjelaskan juga kendala-kendala yang dihadapi
selama penelitian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang data hasil penelitian, analisa serta pembahasan.
BAB V PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran yang bisa
berguna bagi pembaca maupun penliti selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Rohman (2016) meniliti tentnag pengaruh penggunaan variasi 3 jenis busi
(Denso Standar, NGK Platinum, DURATION Double Iridium) terhadap
karakteristik percikan bunga api dan kinerja mesin sepeda motor Honda Blade
110 cc. Hasil Penelitian tersebut menunjukkan karakteristik percikan bunga api
yang bebeda-beda dimana busi NGK Platinum memiliki percikan bunga api yang
paling baik dibanding dua jenis busi lainnya. Selain itu perbedaan jenis busi dapat
menghasilkan torsi yang berbeda. Busi Denso standar memiliki nilai torsi
maksimal sebesar 9,99 N.m pada putaran mesin 5457 rpm, busi NGK Platinum
memiliki nilai torsi maksimal sebesar 10,18 N.m pada putaran mesin 5486 rpm
dan busi DURATION Double iridium memiliki nilai torsi maksimal sebesar 10,26
N.m pada putaran mesin 5747 rpm. Sedangkan daya maksimal yang dihasilkan
dari ketiga jenis busi ini sama besar yaitu 9,3 HP, tetapi pada putaran mesin yang
berbeda. Busi NGK Platinum mencapai daya maksimal pada putaran mesin 7029
rpm, busi Denso standar mencapai daya maksimal pada putaran mesin 7325 rpm
dan busi DURATION Double Iridium pada putaran mesin 7209 rpm. Sedangkan
dari hasil pengujian konsumsi bahan bakar diperoleh hasil busi NGK Platinum
adalah busi yang paling efisien dalam konsumsi bahan bakar dibanding dua busi
Tabel 2.1 Hasil Pengujian Torsi Variasi 3 Busi
(Rohman,2016)
RPM Torsi (N.m)
Denso Standar NGK Platinum Duration Double Iridium
5000 9,58 9,71 9,98
5457 9,99 10,07 10,15
5486 9,98 10,18 10,15
5747 9,81 10,01 10,26
6000 9,85 9,99 9,91
7000 9,32 9,41 9,25
8000 7,94 7,9 7,82
9000 6,37 6,4 6,41
Gambar 2.1 Hasil Pengujian Torsi Variasi 3 Busi
(Rohman,2016) 3 4 5 6 7 8 9 10 11
4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
T ors i (N m )
Putaran Mesin (rpm)
Torsi ( N.m ) DENSO Standar
Torsi ( N.m ) NGK Platinum
Tabel 2.2 Hasil Pengujian Daya Variasi 3 Busi
(Rohman,2016)
RPM Torsi (N.m)
Denso Standar NGK Platinum Duration Double Iridium
5000 6,7 6,8 7,0
6000 8,3 8,5 8,4
7000 9,2 9,3 9,1
7029 9,2 9,3 9,2
7209 9,2 9,3 9,3
7325 9,3 9,2 9,2
8000 9,0 8,9 8,8
9000 8,1 8,2 8,2
Gambar 2.2 Hasil Pengujian Daya Variasi 3 Busi (Rohman,2016) 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
D
aya (
H
P
)
Putaran Mesin (rpm)
DENSO Standar
Tabel 2.3 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Variasi 3 Busi
(Rohman,2016)
Jenis Busi Volume BB ( l )
Jarak Tempuh (km)
Konsumsi BB (km/l)
DENSO Standar 0.0745 4 53.69
NGK Platinum 0.0735 4 54.42
DURATION
Duoble iridium 0.0765 4 52.28
Gambar 2.3 Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Variasi 3 Busi
(Rohman,2016) 51 51,5 52 52,5 53 53,5 54 54,5 55
Selain dari jenis material elektroda yang berpengaruh terhadap torsi, daya
dan konsumsi BBM, tingkat panas busi juga berpengaruh terhadap kinerja mesin.
Nurdianto (2015) meneliti tentang pengaruh variasi panas busi terhadap performa
mesin motor 4 tak. Pada penelitian ini menggunakan busi merk Denso dan NGK.
Masing-masing merk busi diambil dua jenis busi yang memiliki tingkat panas
berbeda. Pada busi Denso diambil satu busi panas dengan kode U16FS-U dan satu
busi sedang dengan kode U22FS-U, sedangkan merk NGK diambil satu busi
panas dengan kode C6HSA dan satu busi sedang dengan kode C7HSA. Dari hasil
penelitian diperoleh hasil bahwa penggunaan busi sedang pada motor 4-langkah
dapat menaikkan performa mesin dan menurunkan emisi gas buang pada
kendaraan tersebut. Sebaliknya jika menggunakan busi panas pada motor secara
terus menerus akan menyebabkan performa mesin menurun dan emisi gas buang
meningkat. Hal ini disebabkan karena karakteristik dari busi panas tersebut.
Karakteristik dari busi panas adalah lambat untuk melepaskan kalor.
Tabel 2.4 Hasil Pengujian Torsi Variasi Tingkat Panas Busi
(Nurdianto,2015)
Putaran mesin
(RPM)
Torsi (Kgf.m)
Denso
(U22FS-U)
Denso
(U16FS-U) NGK C6HSA NGK C7HSA
4000 0,78 0,79 0,83 0,80
5000 0,79 0,80 0,81 0,82
6000 0,84 0,85 0,86 0,86
7000 0,78 0,78 0,80 0,82
8000 0,66 0,66 0,70 0,69
Gambar 2.4 Hasil Pengujian Torsi Variasi Tingkat Panas Busi
(Nurdianto,2015)
Tabel 2.5 Hasil Pengujian Daya Variasi Tingkat Panas Busi
(Nurdianto,2015)
Putaran mesin
(RPM)
Daya (PS)
Denso
(U22FS-U)
Denso
(U16FS-U) NGK C6HSA NGK C7HSA
4000 4,36 4,46 4,56 4,46
5000 5,48 5,58 5,68 5,78
6000 6,79 6,70 6,70 7,10
7000 7,71 7,81 7,81 8,01
8000 7,50 7,20 7,91 7,81
Gambar 2.5 Hasil Pengujian Daya Variasi Tingkat Panas Busi
(Nurdianto,2015)
Komponen kelistrikan lain yang berpengaruh terhadap kinerja motor salah
satunya adalah penggunaan variasi CDI. Purnomo,dkk (2012) meneliti tentang
penggunaan CDI standar dan CDI digital jenis hyper band terhadap torsi dan
daya sepeda motor Yamaha Jupiter MX tahun 2008. Kedua CDI ini sama-sama
menghasilkan torsi maksimal sebesar 10,18 Nm pada putaran 590 rpm. Sedangkan
daya maksimal yang dihasilkan CDI standar sebesar 10,07 HP pada putaran 9050
rpm dan daya maksimal yang dihasilkan CDI digital jenis hyper band sebesar
10,04 HP pada putaran 9100 rpm. Penggunaan CDI digital jenis hyper band tidak
memberikan peningkatan torsi dan daya maksimal dibanding penggunaan CDI
standar. Penggunaan CDI Hyper Band dapat meningkatkan putaran maksimal
mesin dikarenakan tidak menggunakan limiter. Putaran mesin maksimal yang
dapat dicapai ketika menggunakan CDI standar sebesar 9100 rpm. Sedangkan
putaran mesin yang dapat dicapai ketika menggunakan CDI Hyper Band sebesar
10600 rpm atau lebih tinggi 1500 rpm dari putaran mesin maksimal yang dapat
dicapai CDI Standar. Meningkatnya putaran mesin akan meningkatkan kecepatan
Tabel 2.6 Hasil Pengujian Torsi Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band
(Purnomo dkk,2012)
Putaran Mesin
(RPM)
Torsi (ft.lbs)
CDI Standar CDI Hyper Band
4000 7,2 7,2
5000 7,4 7,4
6000 7,5 7,5
7000 7,02 7,02
8000 6,2 6,4
9000 5,8 5,8
Gambar 2.6 Hasil Pengujian Torsi Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band
Tabel 2.7 Hasil Pengujian Daya Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band
(Purnomo dkk,2012)
Putaran Mesin
(RPM)
Torsi (ft.lbs)
CDI Standar CDI Hyper Band
4000 5,4 5,4
5000 7 7
6000 8,5 8,5
7000 9,2 9,2
8000 9,3 9,5
9000 10 9,5
9500 - 10
Gambar 2.7 Hasil Pengujian Daya Variasi CDI Standar dan CDI Hyper Band
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Pengertian Motor Bakar
Motor bakar adalah mesin kalor atau mesin konversi energi yang
mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik berupa kerja.
Sebelum menjadi energi mekanik, energi kimia bahan bakar diubah terlebih
dahulu menjadi energi termal melalui pembakaran bahan bakar dengan udara.
Pada dasarnya pembakaran yang terjadi pada motor bakar dikategorikan menjadi
dua (2), yaitu:
a) Motor pembakaran luar atau External Combustion Engine (ECE) yaitu
suatu mesin yang mempunyai sistem pembakaran yang terjadi di luar
dari mesin itu sendiri sehingga untuk melakukan pembakaran
digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar
tidak langsung diubah menjadi tenaga mekanis. Salah satu contohnya
adalah turbin uap.
b) Motor pembakaran dalam atau Internal Combustion Engine (ICE)
yaitu suatu mesin yang proses pembakaran bahan bakarnya terjadi di
dalam mesin itu sendiri sehingga panas yang dihasilkan pembakaran
bahan bakar dapat langsung diubah menjadi energi mekanik. Salah
satu contohnya adalah motor bakar pada torak.
Sedangkan jika ditinjau dari penggunaan bahan bakarnya, motor bakar
dibedakan menjadi dua macam yaitu motor bensin (otto) dan motor diesel. Bahan
bakar yang digunakan pada motor bensin diantaranya adalah Premium, Pertalite
dan Pertamax. Sedangkan pada motor diesel bahan bakar yang digunakan
diantaranya adalah Solar dan Pertamina Dex. Perbedaan lain dari motor bensin
dan motor diesel adalah sistem penyalaannya dimana pada motor bensin
menggunakan busi sebagai sistem penyalaannya dimana loncatan bunga api dari
busi berfungsi untuk membakar bahan bakar. Sedangkan pada motor diesel
2.2.2 Siklus Termodinamika
Siklus udara-konstan (Otto) dapat digambarkan pada gambar berikut :
Gambar 2.8 Diagram siklus Otto
(Arismunandar, 2002)
Keterangan gambar :
P = Tekanan fluida kerja (kg/cm2)
v = Volume spesifik (m2/kg)
qm = Jumlah kalor yang dimasukkan (kcal/kg)
qk = Jumlah kalor yang dikeluarkan (kcal/kg)
VL = Volume langkah torak (m3) atau (cm3)
Keterangan siklus :
1. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang
konstan.
2. Langkah isap (0-1) merupakan proses tekanan konstan.
3. Langkah kompresi (1-2) merupakan proses isentropik.
4. Pada proses (2-3) adalah proses pemasukan kalor pada volume
konstan.
5. Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropik.
6. Pada proses (4-1) dianggap sebagai proses pembuangan atau proses
pengeluaran kalor pada volume konstan.
7. Langkah buang (1-0) adalah proses tekanan-konstan.
8. Siklus dianggap ‘tertutup’ yang artinya siklus ini belangsung dengan
fluida kerja yang sama; atau, gas yang berada di dalam silinder
padatitik 1 dapat dikeluarkan dari dalam silinder pad awaktu langkah
buang, tetapi pada langkah isap berikutnya akan masuk sejumlah fluida
kerja yang sama.
2.2.3 Prinsip Kerja Motor Bensin (Otto) A. Motor Bensin (Otto) Empat Langkah
Motor empat langkah adalah motor yang mnyelesaikan satu siklus
pembakaran dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol. Yang
dimaksud adalah dalam satu siklus kerja motor bakar jenis ini mengadakan proses
pengisian (langkah hisap), langkah kompresi, langkah kerja atau ekspansi dan
langkah pembuangan. Pada motor empat langkah itik atas yang mampu dicapai
oleh gerakan torak disebut titik mati atas (TMA). Sedangkan titik terendah yang
mampu dicapai torak pada silinder disebut titik mati bawah (TMB). Siklus kerja
Gambar 2.9 Siklus kerja motor bakar empat langkah
(Arismunandar, 2002)
Keterangan :
a) Langkah Hisap:
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB.
2. Katup masuk terbuka dan katup buang tertutup.
3. Campuran bahan bakardengan udara yang telah tercampur di dalam
karburator masuk ke dalam ruang silinder melalui katup inlet.
4. Saat torak berada di TMB katup masuk akan tertutup.
b) Langkah Kompresi:
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB.
2. Katup masuk dan katup buang kdua-duanya tertutup sehingga gas
yang telah dihisap tidak keluar pada waktu ditekan oleh torak yang
mengakibatkan tekanan gas naik.
3. Beberapa saat sebelum torak mncapai TMB busi mengeluarkan
bunga api listrik.
4. Gas bahan bakar yang telah mencapai tekanan tinggi akan terbakar.
5. Akibat pembakaran bahan bakar, tekanan akan naik menjadi
c) Langkah Kerja/Ekspansi:
1. Kedua katup yaiu katup masuk dan katup buang sama-sama dalam
keadaan tertutup.
2. Gas terbakar dengan tekanan yang tinggi akan mengembang
kemudian menekan torak agar turun ke bawah dari TMA ke TMB.
3. Tenaga ini disalurkan melalui batang penggerak dan selanjutnya
diubah menjadi energi gerak berputar (rotasi) oleh poros engkol.
d) Langkah Buang:
1. Katup masuk dalam keadaan tertutup sedangkan katup buang
dalam keadaan terbuka.
2. Torak bergerak dari TMA ke TMB.
3. Torak mendorong gas sisa hasil pembakaran keluar ke lingkungan
melalui katup buang.
B. Motor Bensin Dua Langkah
Motor bensin dua langkah merupakan mesin yang memiliki proses
pembakaran dilakukan pada satu kali putaran poros engkol yang mengakibatkan
piston bergerak dua kali.
Gambar 2.10 Skema Gerakan Torak Dua Langkah
(Arismunandar, 1988)
Siklus kerja motor dua langkah dapat dipaparkan sebagai berikut:
a) Langkah Hisap:
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB.
2. Pada saat saluran pembersih masih tertutup olh torak maka di
dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap campuran bensin dan
udara.
3. Gas sisa pembakaran dari hasil pembakaran sebelumnya sudah
mulai terbuang melalui saluran buang. Proses ini terjadi di atas
torak.
4. Saat saluran pembersih sudah terbuka maka campuran antara
bensin dengan udara akan mengalir melalui saluran pembersih lalu
b) Langkah Kompresi:
1. Torak bergerak dari TMA ke TMB.
2. Rongga saluran pembersih dan rongga saluran buang dalam
keadaan tertutup, terjadi langkah kompresi dan setelah mencapai
tekanan tinggi busi memercikkan bunga api listrik untuk membakar
campuran antara bensin dengan udara.
3. Pada saat yang bersamaan di dalam bak mesin, bahan bakar dan
udara yang baru akan masuk ke dalam bak mesin melalui saluran
masuk.
c) Langkah Kerja/Ekspansi:
1. Torak kembali dari TMA ke TMB yang diakibatkan adanya
tekanan besar yang terjadi pada saat pembakaran bahan bakar.
2. Saat itu torak bergerak turun sekaligus mengkompresi bahan bakar
baru yang ada di dalam bak mesin.
d) Langkah Buang:
1. Menjelang torak mencapai TMB, saluran buang dalam kondisi
terbuka dan gas sisa pembakaran mengalir terbuang keluar.
2. Pada saat yang sama, bahan bakar dan udara baru akan masuk k
dalam ruang bakar mlalui rongga pembersih.
3. Setelah mencapai TMB kembali, torak mencapai TMB untuk
mengadakan langkah sebagai pengulangan dari yang dijelaskan
sebelumnya.
2.2.4 Sistem Pengapian
Sistem pengapian merupakan suatu sistem yang penting dalam setiap
motor bensin dimana fungsi dari sistem pengapian ini adalah untuk membakar
campuran bahan bakar dan udara yang ada didalam ruang bakar motor bensin.
penyediaan dan penyimpanan energi listrik di baterai, menghasilkan tegangan
tinggi kemudian menyalurkan tegangan tinggi tersebut ke busi, untuk selanjutnya
busi melepaskan bunga api pada elektrodanya. Tanpa adanya tahapan tersebut
maka pembakaran yang terdapat di dalam sebuah motor bensin tidak akan terjadi.
Gambar 2.11 Skema Sistem Pengapian (Jalius Jama, 2008)
Sistem pengapian memiliki komponen-komponen penting di dalamnya
yang dapat dijabarkan sebagai berikut:
1. Baterai
Baterai merupakan komponen yang menjadi sumber arus bagi lampu-lampu
pada kendaraan. Selain itu, baterai memiliki peranan dalam menyediakan arus
pada sistem pengapian. Prinsip kerja dari baterai adalah ketika kutub positif dan
kutub negatif bereaksi dengan larutan elektrolit yang berupa asam sulfat maka
akan terjadi pelepasan muatan elektron. Elektron yang bergerak dari kutub negatif
Gambar 2.12 Konstruksi baterai
(PT Toyota Astra Motor, 1995)
2. CDI (Capasitor Discharge Ignition)
CDI memiliki fungsi untuk mengatur waktu kapan munculnya percikan bunga
api di busi yang akan membakar bahan bakar yang telah dipadatkan oleh
piston pada ruang bakar. Kerja CDI didukung oleh pulser sebagai sensor
posisi piston dimana sinyal dari pulser akan memberikan arus pada SCR
(Silicon Controller Rectifier) yang akan membuka sehingga arus yang ada di
dalam kapasitor di dalam CDI dilepaskan. Selain didukung oleh pulser, kinerja
CDI juga didukung oleh baterai (pada CDI DC) atau spul (pada CDI AC)
dimana sebagian sumber arus diolah oleh CDI. Tentunya CDI didukung oleh
Gambar 2.13 CDI (Capasitor Discharge Ignition)
3. Koil Pengapian
Dalam sistem pengapian koil memiliki peranan untuk mengubah arus yang
diterima dari CDI menjadi tega-ngan tinggi agar dapat menghasilkan percikan
bunga api pada elektroda busi. Arus listrik yang datang dari baterai kemudian
masuk ke dalam koil. Arus yang masuk ke dalam koil memiliki tegangan
sekitar 12 volt yang kemudian tegangan ditingkatkan menjadi sekitar 10.000
volt oleh koil. Koil mempunyai dua kumparan yaitu kumparan primer dan
sekunder yang dililitkan pada plat besi tipis yang bertumpuk. Pada gulungan
primer terdapat lilitan kawat berdiameter 0,6 sampai 0,9 mm dengan jumlah
lilitan sebanyak 200 lilitan. Sedangkan pada kumparan sekunder terdapat
lilitan kawat berdiameter 0,5 sampai 0,8 mm dengan jumlah lilitan sebanyak
20.000 lilitan. Karena perbedaan pada jumlah lilitan kawat pada kumparan
primer dan sekunder maka pada kumparan sekunder akan timbul tegangan
kurang lebih sebesar 10.000 volt. Arus dengan tegangan tinggi ini timbul
diakibatkan tegangan induksi pada kumparan sekunder.
4. Busi
Busi (spark plug) merupakan salah satu komponen di dalam sistem pengapian
pada motor bensin. Busi memiliki dua elektroda yakni tengah dan elektroda
negatif (massa). Dalam sistem pengapian busi berfungsi untuk memercikkan
bunga api yang diperlukan untuk membakar campuran bahan bakar dan udara
yang telah dikompresi sehingga terjadi langkah usah.
Setelah arus listrik dibangkitkan oleh koil pengapian (ignition coil) menjadi
arus listrik tegangan tinggi yang kemudian arus tersebut mengalir menuju
distributor lalu menuju kabel tegangan tinggi dan akhirnya ke busi. Loncatan
bunga api yang terjadi di celah elektroda busi memiliki tegangan sekitar 10.000
volt. Karena busi mengalami tekanan, temperatur tinggi dan getaran yang sangat
keras maka material yang digunakan untuk pembuatan busi haruslah tahan
terhadap hal-hal tersebut. Pada setiap mesin biasanya sudah ditentukan oleh
pabrik busi yang disarankan untuk dipakai padamesin tersebut. Pada umumnya
perancangan busi diperuntukkan untuk keadaan panas (temperatur tinggi) dalam
ruang bakar motor bensin. Secara garis besar jenis busi ada 3 macam yaitu busi
panas, busi sedang (medium type) dan busi dingin.
Busi panas merupakan busi yang menyerap dan melepaskan panas dengan
lambat. Busi panas hanya diperuntukkan pada mesin yang memiliki temperatur
yang rendah di dalam ruang bakarnya. Busi dingin dapat diartikan sebagai busi
yang menyerap serta melepaskan panas dengan sangat cepat. Pemakaian jenis busi
ini pada mesin yang memiliki temperatur tingi di dalam ruang bakarnya.
Gambar 2.15 Konstruksi Busi Keterangan gambar:
1. Mur terminal busi;
2. Ulir terminal busi;
3. Barrier;
4. Insulator;
5. Seal Penghantar khusus;
6. Batang terminal;
7. Bodi;
8. Gasket;
9. Isolator;
10.Elektroda tengah;
11.Elektroda massa.
Walaupun konstruksi dari busi bisa dibilang sederhana tetapi kerja dari busi
tersebutsangatlah berat, temperatur pada elektroda busi pada saat langkah
pembakaran bisa mencapai suhu sekitar 2000ºC. Setelah temperatur tinggi
kemudian temperatur turun drastis pada saat langkah hisap (bahan bakar dan udara
seriap 1 siklus langkah kerja. Selain itu busi juga menerima tekanan yang tinggi
terutama pada saat langkah pembakaran yang bisa mencapai 45 atm.
Busi sendiri memiliki berbagai macam jenis, jenis-jenis busi dapat dilihat pada
pemaparan di bawah ini:
1. Busi Standar
Busi standar adalah jenis busi yang dianjurkan oleh pabrik untuk setiap
kendaraan. Kedua elektroda busi ini berbahan nikel dengan diameter
[image:37.595.228.418.278.406.2]elektroda rata-rata 2,5 mm.
Gambar 2.16 Jenis busi standar 2. Busi Platinum
Busi jenis ini elektroda tengahnya terbuat dari platinum sedangkan ujung
elektrodanya terbuat dari nikel. Diameter elektroda tengah sekitar 0,5-0,8
mm. Ujung elektroda tengah busi ini berbentuk mengerucut yang dapat
membuat busi platinum ini mudah melepaskan elektron.
Gambar 2.17 Jenis busi Platinum 3. Busi Resistor
Busi ini biasa dipakai pada motor yang menggunakan sistem injeksi bahan
bakar. Cirinya adalah kode huruf R (Resistor) pada busi. Resistor 5 kilo
[image:37.595.249.414.536.640.2]elektromagnetik yang ditimbulkan oleh loncatan bunga api di busi yang
[image:38.595.250.410.416.511.2]dapat mempengaruhi ECU (Electronic Control Unit).
Gambar 2.18 Jenis busi Resistor 4. Busi Iridium
Busi ini memiliki ujung elektroda yang terbuat dari nikel sedangkan
elektroda tengahnya terbuat dari iridium alloy berwarna platinum buram.
Diameter elektroda tengahnya sekitar 0,4 mm dan berbentuk lebih kecil
dibanding busi standar dan busi platinum. Ukuran elektroda tengah pada
busi iridium mempengaruhi output tegangan yang dihasilkan dari koil
untuk melakukan proses pembakaran pada langkah akhir kompresi.
Gambar 2.19 Jenis busi Iridium 5. Busi Twin Iridium
Busi jenis ini merupakan pengembanmgan dari busi single iridium. Pada
busi twin iridium kedua elektrodanya terbuat dari bahan iridium sehingga
membuat busi menjadi lebih tahan lama dan pengapian lebih baik.
[image:38.595.254.406.622.698.2]Hal-hal yang dipaparkan di atas merupakan berbagai jenis busi yang ada
pada saat ini dan busi yang sedang dikembangkan oleh para ilmuwan.
Pada tiap jenis busi mempunyai kemampuan tersendiri dalam
menghasilkan besar dan warna bunga api tergantung pada celah busi, jenis bahan
elektroda dan bentuk elektroda busi. Bunga api yang dihasilkan busi mempunyai
warna masing-masing dan mempunyai temperatur yang berbeda pada tiap warna
yang dihasilkan. Beberapa warna dan temperatur yang dihasilkan pada busi adalah
sebagai berikut :
Gambar 2.21 Grafik Suhu Warna
(Sumber : www.pinterest.com)
Pada penggunaan sebuah busi selain perlu mengetahui jenis-jenis busi
masih terdapat pula hal lain yang harus diperhatikan yakni bagaimana cara
merawat busi karena busi adalah salah satu komponen yang memiliki tugas
penting pada sistem pengapian motor bensin. Di bawah ini adalah
langkah-langkah untuk merawat busi:
1. Sediakan kunci busi, kemudian bukalah busi. Sediakan pula sikat
kawat dan bensin. Jangan membersihkan dengan menggunakan amplas
pada bagian elektroda busi karena akan memperpendek umur busi.
2. Bersihkan kotoran yang menumpuk pada kepala busi dengan
3. Setel jarak celah busi, namun hal ini tergantung dari jenis kendaraan
yang digunakan.
4. Tes pengapiannya. Caranya dengan meletakkan ujung kepala busi
kemudian start. Apabila bunga apinya sudah normal maka sudah cukup
baik saat dibersihkan.
5. Periksa juga kabel busi. Apabila kabel busi sudah berumur dapat
mengakibatkan hantaran listrik jadi berkurang.
6. Lakukan hal-hal di atas secara berkala.
2.2.5 Bahan Bakar A. Premium
Premium merupakan salah satu bahan bakar fosil yang sering digunakan
sebagai bahan bakar kendaraan motor bensin. Bahan bakar ini sering juga disebut
dengan gasoline atau petrol. Melihat dari sisi lingkungan, premium masih
memiliki banyak kandungan logam berat atau yang sering disebut timbal yang
berbahaya bagi kesehatan. Sedangkan bila dillihat dari sisi teknologi, penggunaan
premium didalam mesin yang berkompresi tinggi akan menyebabkan mesin
mengalami knoking, premium di dalam mesin kendaraan akan terbakar dan
meledak tidak sesuai dengan gerakan piston.
Tabel 2.8 Spesifikasi Premium
(Keputusan Dirjen Migas No. 3674K/24/DJM/2006)
No Sifat Batasan
Min Max
1 Angka oktan riset 88
2 Kandungan pb (gr/lt) 0,03
3 DESTILASI
-10% VOL.penguapan (˚C) 74
-50% VOL.penguapan (˚C) 88 125
Tabel 2.7 Spesifikasi Premium (lanjutan)
(Keputusan Dirjen Migas No. 3674K/24/DJM/2006)
No Sifat Batasan
Min Max
-Titik didih akhir (˚C) 205
-Residu (%vol) 2
4 Tekanan Uap Reid pada 37,8 ˚C (psi) 9,0
5 Getah purawa (mg/100ml) 4
6 Periode induksi (menit) 240
7 Kandungan Belerang (% massa) 0,02
8 Korosi bilah tembaga (3jam/50˚C) No.1
9 Uji doktor atau alternative belerang mercapatan (% masa) 0,00
10 Warna Kuning
B. Angka Oktan Bahan Bakar
Angka oktan pada bensin termasuk suatu bilangan yang menunjukan
sifat anti berdetonasi, yaitu makin tinggi angka oktan maka semakin berkurang
kemungkinanya untuk terjadi detonasi (knocing). Dengan kurangnya intensitas
untuk berdetonasi akan berakibat bahan bakar dengan udara yang dikompresikan
didalam ruang bakar yang menjadi tenaga motor akan semakin besar dan lebih irit
dalam konsumsi bahan bakar.
Besarnya angka oktan dalam bahan bakar itu tergantung oada
presentase iso-oktan (C8H18) dan normal hepta (C7H16) yang terkandung. Bahan
bakar yang cenderung ke sifat heptane normal itu bernilai oktan rendah, karena
lebih mudah berdetonasi, sebaiknya bahan bakar yang bagus yaitu cenderung ke
Tabel 2.9 Angka Oktan Bahan Bakar
2.2.6 Parameter Performa Mesin
Hal-hal yang dijadikan sebagai parameter performa mesin adalah analisa
terhadap Torsi, Daya dan Konsumsi Bahan Bakar. Ketiga parameter tersebut
dapat digambarkan seperti di bawah ini:
1. Torsi
Torsi dapat didefinisikan sebagai daya yang bekerja pada jarak momen
dan apabila dihubungkan dengan kerja dapat ditunjukkan dengan
persamaan:
T = F x b ...(2.1)
Keterangan:
T = Torsi (N.m)
F = Gaya yang terukur pada Dynamomter (kgf)
b = Panjang langkah pada Dynamometer (m)
1 kgf.m = 9,807 N.m = 7,233 lbf.ft
2. Daya
Daya merupakan besar usaha yang dihasilkan oleh mesin tiap satuan waktu, didefinisikan sebagai laju kerja mesin, ditunjukkan dengan persamaan:
Ne =
………...…(2.2)
Ne =
Jenis Bahan Bakar Angka Oktan
Bensin 88
Pertalite 90
Pertamax 92
Keterangan:
Ne = Daya poros (PS)
n = Putaran Mesin (rpm)
T = Torsi (N.m)
1 PS = 0.9863 HP
1 PS = 0,7355 kW
3. Konsumsi Bahan Bakar
Untuk mengetahui besarnya konsumsi bahan bakar dapat dicari dengan
cara uji jalan yaitu dengan mengganti tangki motor dengan buret ukuran
tertentu lalu buret diisi penuh dan digunakan untuk jalan hingga bahan
bakar yang ada di dalam buret habis. Lalu dapat dirumuskan sebagai
berikut:
Kbb =
………..(2.3)
Keterangan:
Kbb = Konsumsi bahan bakar ( V = Volume bahan bakar (ml)
33
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Pengujian
Proses pengambilan data yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari 3
bagian yang dapat ditunjukkan pada gambar-gambar di bawah ini:
A. Diagram alir pengujian percikan bunga api pada busi
Proses yang pertama dilakukan adalah dengan meneliti percikan
bunga api pada busi untuk mengetahui karakteristik percikan bunga api
yang meliputi warna bunga api,kestabilan dan besarnya bunga api yang
dihasilkan dimana proses pengambilan datanya sebagai berikut:
Gambar 3.1 Diagram alir pengujian percikan bunga api pada busi Persiapan bahan pengujian:
1. Busi Denso Standar 6. Busi Platinum TDR 065 2. Busi Autolite 7. Busi Racing Bee
3. Busi NGK-R CPR6 8. Busi Denso Iridium IU27 4. Busi NGK-R CPR9 9. CDI BRT Hyper Band 5. Busi Platinum NGK CPR6GP
Persiapan alat pengujian:
1. Alat percikan bunga api 3. Kamera 2. Tachometer
Gambar 3.1 Diagram alir pengujian percikan bunga api pada busi (lanjutan)
A
Kondisi 1 sampai dengan 8:
1. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso standar;
2. Mesin standar, CDI BRT, Busi Autolite; 3. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R
CPR6;
4. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R CPR9;
5. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum NGK CPR6GP;
6. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum TDR 065;
7. Mesin standar, CDI BRT, Busi Racing Bee;
8. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso
Menghidupkan Mesin
Pengaturan putaran mesin percikan bunga api
N = 2800 rpm
Pengambilan hasil pengujian:
Gambar dan video
Tidak
Ya
Gambar 3.1 Diagram alir pengujian percikan bunga api pada busi (lanjutan)
A
Penggantian Busi
Semua kondisi sudah dilakukan pengujian
B
Analisa dan perbandingan hasil pengujian percikan bunga api
Kesimpulan
B. Diagram alir pengujian torsi dan daya
Langkah-langkah pengujian terhadap torsi dan daya menggunakan dynamometer dapat digambarkan melalui diagram alir berikut:
Gambar 3.2 Diagram alir pengujian torsi dan daya Persiapan bahan pengujian:
1. Busi Denso Standar 6. Busi Platinum TDR 065 2. Busi Autolite 7. Busi Racing Bee
3. Busi NGK-R CPR6 8. Busi Denso Iridium IU27 4. Busi NGK-R CPR9 9. CDI BRT Hyper Band 5. Busi Platinum NGK CPR6GP
Mulai
Persiapan alat pengujian:
1. Honda Karisma-X 125 cc 2. Bahan bakar (Premium) 3. Kunci busi
Kondisi 1 sampai dengan 8:
1. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso standar;
2. Mesin standar, CDI BRT, Busi Autolite;
3. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R CPR6;
4. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R CPR9;
5. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum NGK CPR6GP;
6. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum TDR 065;
7. Mesin standar, CDI BRT, Busi Racing Bee;
8. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso Iridium IU27.
Gambar 3.2 Diagram alir pengujian torsi dan daya (lanjutan) Menghidupkan Mesin
Posisi transmisi gigi 1-3
Pengambilan hasil pengujian:
Data output (daya dan torsi) didapat dari komputer pada
dynamometer
Mematikan mesin
Penggantian Busi
A
B
Semua kondisi sudah dilakukan pengujian
A
Gambar 3.2 Diagram alir pengujian torsi dan daya (lanjutan)
C. Diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar
Pengujian konsumsi bahan bakar dari penggunaan 8 busi dilakukan
dengan penggunaan jarak pengujian sejauh 1,5 km dan menggunakan
gelas ukur ukuran 50 ml untuk mengetahui besarnya bahan bakar yang
digunakan. Proses pengujian tersebut dapat digambarkan pada diagram alir
di bawah ini:
Gambar 3.3 Diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar Analisa hasil pengujian torsi dan
daya
Mulai
A
Persiapan bahan pengujian:
1. Busi Denso Standar 6. Busi Platinum TDR 065 2. Busi Autolite 7. Busi Racing Bee
3. Busi NGK-R CPR6 8. Busi Denso Iridium IU27 4. Busi NGK-R CPR9 9. CDI BRT Hyper Band 5. Busi Platinum NGK CPR6GP
A
KesimpulanGambar 3.3 Diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar (lanjutan)
A
Persiapan alat pengujian:
1. Honda Karisma-X 125 cc 2. Bahan bakar (Premium) 3. Kunci busi
4. Buret ukuran 50 ml 5. Stopwatch
Kondisi 1 sampai dengan 8:
1. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso standar;
2. Mesin standar, CDI BRT, Busi Autolite;
3. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R CPR6;
4. Mesin standar, CDI BRT, Busi NGK-R CPR9;
5. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum NGK CPR6GP;
6. Mesin standar, CDI BRT, Busi Platinum TDR 065;
7. Mesin standar, CDI BRT, Busi Racing Bee;
8. Mesin standar, CDI BRT, Busi Denso Iridium IU27.
Menghidupkan Mesin
A
Posisi transmisi gigi 1-3
Gambar 3.3 Diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar (lanjutan)
A
B
Pencatatan hasil pengujian:
Waktu dan konsumsi bahan bakar
Mematikan mesin
Penggantian Busi
Semua kondisi sudah
dilakukan pengujian
Analisa dan pengolahan hasil pengujian konsumsi bahan bakar
Kesimpulan
3.2 Tempat Penelitian
Tempat penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut:
a. Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta;
b. Mototech Yogyakarta, Jalan Ringroad Selatan, Banguntapan, Yogyakarta;
c. Pengujian konsumsi bahan bakar di Jalan Ringroad Selatan, Tamantirto,
Yogyakarta.
3.3 Bahan dan Alat Penelitian A. Bahan Penelitian
1. Sepeda Motor
Sepeda motor yang digunakan sebagai bahan dalam penelitian ini
adalah Honda Karisma-X 125 cc tahun 2004. Kondisi mesin masih standar
pabrikan dan menggunakan bahan bakar premium dengan spesifikasi
sebagai berikut:
a. Spesifikasi mesin
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC, 1 Silinder
Kapasitas mesin : 125 cc
Diameter x langkah : 52,4 x 57,9 mm
Rasio kompresi : 9,0:1
Daya maksimal : 9,3 PS @ 7500 rpm
Torsi maksimal : 10,1 N.m @ 4000 rpm
Pendingin : Udara
Pengapian : CDI-DC, Baterai
Baterai/accu : MF 12V-3,5 Ah
Busi : ND U20EPR9, NGK CPR6EA-9
Transmisi : 4 kecepatan (N-1-2-3-4-N) rotary
Kopling : Otomatis, basah, ganda.
b. Dimensi
Panjang x lebar x tinggi : 1901 x 708 x 1078 mm
Jarak sumbu roda : 1246 mm
Jarak ke tanah : 137 mm
Kapasitas oli mesin : 0,70 liter
Tangki BBM : 3,7 liter
Berat : 102,2 kg
c. Suspensi
Depan : Teleskopik
Belakang : Swing arm, double shockbreaker
d. Ban
Depan : 2,50 - 17 38L
Belakang : 2,75 – 17 41P
e. Rem
Depan : Cakram hidrolis
Belakang : Tromol
2. Baterai
Baterai yang digunakan pada sepeda motor Honda Karisma-X 125 cc
merupakan baterai yang sesuai dengan pabrikan berfungsi sebagai sumber arus
lampu-lampu dan sistem pengapian. Apabila mesin sudah hidup tugas dari
baterai digantikan oleh kumparan pengisian. Kondisi baterai haruslah selalu
dijaga karena memiliki peranan penting.
Spesifikasi Baterai :
- Merk : GS Astra
- Seri : GTZ5S
- Kapasitas : 3,5 Ah (Ampere Hour)
[image:55.595.181.452.364.583.2]- Tegangan : 12 Volt
Gambar 3.5 Baterai
3. CDI (Capasitor Discharge Ignition)
CDI yang digunakan pada penelitian ini terhadap Honda Karisma-X 125
cc bukanlah CDI standar pabrik akan tetapi menggunakan CDI digital jenis
hyper band merk BRT yang tidak memiliki limiter dengan harapan dapat
Spesifikasi CDI BRT Hyper Band:
- Merk : Bintang Racing Team(BRT)
- Model : Power Max Hyper Band
- Type : Karisma/Supra X 125
- Tegangan : 8-18 Volt
[image:56.595.139.408.134.446.2]- Putaran Mesin : 400-20.000 RPM
Gambar 3.6 CDI digital hyper band merk BRT
4. Koil pengapian (Ignition coil)
Koil yang digunakan dalam penelitian ini merupakan koil standar pabrik
untuk Honda Karisma X 125 CC yang memiliki performa terbatas untuk
operasional sehari-hari dengan harapan dapat menunjang kenyamanan
berkendara.
Spesifikasi Koil Standar Honda Karisma X 125 CC:
- Kode : 300500KPH900
- Input : 100 Volt
Gambar 3.7 Koil pengapian (Ignition coil)
5. Busi (Spark plug)
Busi yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari 8 busi yang
dipaparkan sebagai berikut:
a. Busi standar pabrikan (Denso U20EPR9)
Busi standar pabrikan merk Denso merupakan busi yang
direkomendasikan oleh pabrikan sepeda motor Honda. Elektroda
tengah dan elektroda ujung dari busi jenis ini berbahan nikel.
Gambar 3.8 Busi standar merk Denso
b. Busi standar merk Autolite
Busi merk Autolite seri 4303 merupakan busi standar dengan kedua
[image:57.595.259.419.524.629.2]sepeda motor Honda karena pihak Honda sendiri bekerja sama dengan
[image:58.595.251.427.154.270.2]Denso untuk penyediaan busi sepeda motor pabrikannya.
Gambar 3.9 Busi standar merk Autolite
c. Busi resistor NGK CPR6EA-9
Busi resistor ini kedua elektrodanya berbahan nikel akan tetapi di
dalam busi ini ditanami resistor yang berfungsi untuk meminimalisir
gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh mesin. Busi resistor
merk NGK seri CPR6EA-9 merupakan busi tipe panas.
Gambar 3.10 Busi resistor NGK CPR6EA-9
d. Busi resistor NGK CPR9EA-9
Busi resistor ini kedua elektrodanya berbahan nikel akan tetapi di
dalam busi ini ditanami resistor yang berfungsi untuk meminimalisir
gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh mesin. Busi resistor
[image:58.595.261.419.420.525.2]Gambar 3.11 Busi resistor NGK CPR9EA-9
e. Busi platinum NGK CPR6EAGP-9
Busi platinum ini memiliki perbedaan dengan busi standar. Yaitu pada
bahan elektroda tengahnya yang menggunakan material platinum.
[image:59.595.259.421.340.449.2]Akan tetapi, elektroda massanya tetap berbahan nikel.
Gambar 3.12 Busi platinum NGK CPR6EAGP-9
f. Busi platinum TDR 065
Busi platinum TDR 065 ini memiliki persamaan dengan busi platinum
NGK CPR6EAGP-9 pada bahan elektroda tengahnya yang
menggunakan material platinum dan elektroda massanya tetap
berbahan nikel.
[image:59.595.258.421.602.711.2]g. Busi tiga elektroda (Racing Bee RR8EI3)
Busi Racing Bee RR8EI3 memiliki 3 elektroda massa. Ketiga
elektroda massa tersebut berbahan nikel dan elektroda tengahnya juga
[image:60.595.269.408.197.285.2]berbahan nikel.
Gambar 3.14 Busi 3 elektroda Racing Bee RR8EI3
h. Busi Iridium Denso IU27
Busi Denso IU27 merupakan jenis busi Iridum power (single iridium).
Perbedaan busi ini dengan busi yang lain terletak pada elektroda
tengahnya yang berbahan material iridium sedangkan pada elektroda
massanya tetap menggunakan material nikel.
Gambar 3.15 Busi Iridium Denso IU27
B. Alat Pengujian
Alat yang digunakan sebagai pendukung dalam penelitian ini akan
dipaparkan sebagai berikut:
1. Alat pengujian percikan bunga api pada busi
Alat uji perikan bunga api pada busi merupakan alat yang digunakan untuk
[image:60.595.252.408.445.547.2]Karakteristik dari percikan bunga api pada busi sendiri meliputi warna api,
kestabilan dan kefokusan percikan bunga api. Alat uji percikan bunga api
pada busi ini memiliki putaran rendah sekitar 900-1000 rpm dan memiliki
[image:61.595.245.416.198.332.2]putaran maksimal 3400 rpm.
Gambar 3.16 Alat percikan bunga api pada busi 2. Tachometer
Pada penelitian ini tachometer berfungsi untuk mengukur putaran mesin
alat percikan bunga api pada busi. Putaran mesin yang digunakan yaitu
pada posisi putaran 2800 rpm pada saat pengujian percikan bunga api busi.
Gambar 3.17 Tachometer
3. Kamera Casio Exilim
Percikan bunga api yang dihasilkan busi memiliki gerakan yang cepat.
Oleh karena itu agar karakteristik percikan yang dicari dapat terbaca maka
harus menggunakan kamera yang memiliki kecepatan shutter yang tinggi.
Kamera Casio Exilim memiliki spesifikasi kamera sebesar 16,1 megapixel
[image:61.595.243.415.443.581.2]shutter minimumnya adalah 15 detik. Kamera ini mampu mencatat 1280 x
[image:62.595.244.415.154.259.2]720 video pada 30 frame per detik.
Gambar 3.18 Kamera Casio Exilim
4. Dynamometer
Fungsi Dynamometer adalah untuk mengukur torsi dan daya yang
dihasilkan oleh mesin.
Gambar 3.19 Dynamometer
5. Personal Computer (PC)
Fungsi dari PC adalah untuk mengakuisisi data dari Dynamometer
[image:62.595.249.410.612.727.2]6. Gelas ukur 50 ml
Fungsi dari gelas ukur ini adalah untuk mnggantikan peranan dari tangki
sepeda motor. Penggunaan gelas ukur ini dimaksudkan agar pembacan
konsumsi bahan bakar yang digunakan oleh masing-masing penggunaan
[image:63.595.245.416.214.417.2]busi dapat terbaca lebih akurat.
Gambar 3.21 Gelas ukur 50 ml
7. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu yang digunakan dalam
pengujian konsumsi bahan bakar.
[image:63.595.246.415.528.651.2]3.4 Persiapan Pengujian
Persiapan yang dilakukan sebelum pelaksanaan penelitian ini adalah
memastikan setiap bahan dan alat penelitian dalam kondisi yang baik agar data
yang diperoleh dari peneletian ini akurat. Persiapan yang harus diperhatikan
meliputi:
1. Sepeda Motor
Sepeda motor yang dijadikan bahan pengujian harus dalam kondisi
yang baik. Pemeriksaan sepeda motor meliputi kondisi mesin, komponen
pengapian dan oli yang masih dalam keadaan baik. Dalam pengujian
mesin harus dalam keadaan steady.
2. Alat ukur
Alat ukur penunjang yang dipakai dalam penelitian ini adalah gelas
ukur, stopwatch dan tachometer haruslah berfungsi dengan baik.
3. Bahan bakar
Dalam penelitian ini bahan bakar yang digunakan adalah premium.
Premium diisi terlebih dahulu pada gelas ukur yang digunakan sebagai
pengganti tangki bahan bakar.
3.5 Tahapan Pengujian
A. Pengujian percikan bunga api pada busi
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengujian percikan bunga api busi
adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan peralatan pendukung dalam proses pengujian seperti
baterai dan tachometer;
2. Melakukan pemeriksaan terhadap alat pengujian percikan bunga api;
3. Menyiapkan bahan pengujian seperti 8 busi, CDI BRT dan koil
4. Menempatkan busi, CDI BRT dan koil standar pada rangkaian alat
pengujian;
5. Melakukan pengujian dan pengambilan data berupa gambar dan video
percikan bunga api dengan menggunakan kamera berkecepatan tinggi;
6. Melakukan pemeriksaan ulang terhadap alat pengujian untuk
memastikan alat pengujian tetap dalam kondisi baik;
7. Membersihkan dan merapikan tempat pengujian agar kondisinya
kembali seperti sebelum dilaksanakannya pengujian.
B. Pengujian Daya dan Torsi
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengujian rosi dan daya adalah
sebagai berikut:
1. Mempersiapkan sepeda motor Honda Karisma X 125 cc.
2. Melakukan service terhadap sepeda motor Honda Karisma X 125 cc
agar dalam kondisi baik ketika pengujian dan menjaga kondisi mesin
agar tidak overheat.
3. Memastikan sarana pendukung yaitu rangkaian alat Dynamometer
dalam keadaan siap untuk dilaksanakannya pengujian.
4. Mempersiapkan bahan yang berupa 8 busi yang akan diuji dan CDI
BRT.
5. Mempersiapkan bahan bakar Premium pada tangki kendaraan sebelum
melaksanakan pengujian.
6. Menempatkan sepeda motor pada unit Dynamometer.
7. Melakukan pengujian dan pengambilan data torsi dan daya sesuai
prosedur.
8. Membersihkan dan merapikan tempat setelah dilaksanakannya
C. Pengujian Bahan Bakar
Langkah-langkah dalam pengujian dan pengambilan data konsumsi bahan
bakar adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan sepeda motor Honda Karisma X 125 cc.
2. Memasang gelas ukur pada sepeda motor Honda Karisma X 125 cc
untuk menggantikan peranan tangki kendaraan.
3. Mempersiapkan bahan pengujian berupa 8 busi yang akan diuji dan
CDI BRT dan bahan bakar berupa Premium.
4. Mempersiapkan stopwatch untuk menghitung waktu yang digunakan
pada setiap pengujian.
5. Memasang CDI BRT pada sepeda motor.
6. Melakukan penggantian variasi 8 busi.
7. Mengisi premium pada gelas ukur sebelum dilaksanakannya
pengujian.
8. Melakukan pengujian dengan mengendarai sepeda motor di jalur yang
sudah ditentukan.
9. Melakukan pengambilan data konsumsi bahan bakar sesuai dengan
prosedur.
3.6 Skema Alat Uji Dynamometer
[image:67.595.173.493.167.370.2]Skema alat uji Dynamometer dapat dilihat pada gambar 3.23 di bawah ini:
Gambar 3.23 Skema alat uji dynamometer
Keterangan gambar:
1. Personal Computer (PC) 5. Penahan motor
2. Torsimeter 6. Sepeda motor
3. Tachometer 7. Dynamometer
4. Monitor PC
3.7 Prinsip Kerja Alat Uji
A. Prinsip Kerja Alat Penguji Percikan Bunga Api pada Busi
Prinsip kerja dari alat ini mengambil prinsip kerja dari sistem pengapian
DC pada motor bensin. Hanya saja alat ini memiliki perbedaan dibanding sistem
pengapian DC padamotor bensin yang terleatk pada penggunaan motor listrik
sebagai flywheel magneto-nya. Magnet pada flywheel tersebut menyentuh pulser,
kemudian pulser akan mengirimkan sinyal ke CDI. Selanjutnya CDI mengalirkan
arus menuju koil, kemudian koil menaikkan tegangan listrik dan menaglirkannya
B. Prinsip Kerja Dynamometer
Dynamometer terdiri dari suaturotor yang digerakkan oleh motor yang
akan diukur dan berputar dalam medan magnet. Kekuatan medan magnetnya
dikontrol dengan mengubah arus sepanjang susunan kumparan yang ditempatkan
pada kedua sisi rotor. Rotor ini berfungsi sebagai konduktor yang memotong
medan magnet. Karena pemotongan medan magnet tersebut maka terjadi arus dan
arus diinduksikan dalam rotor sehingga rotor menjadi panas.
3.8 Metode Pengambilan Data
1. Metode pengambilan data torsi dan daya
Metode pengambilan data torsi dan daya dilakukan dengan pengujian
secara gas spontan. Yaitu sepeda motor Honda Karisma-X 125 cc dihidupkan
terlebih dahulu dan transmisi dimasukkan dari gigi 1 sampai gigi 3 sebelum
mencapai putaran mesin 4000 rpm. Ketika putaran mesin sudah mencapai 4000
rpm maka gas ditarik secara spontan dan gas ditarik sampai penuh. Putaran mesin
yang dipakai8 untuk mengambil data torsi dan daya mulai dari 4250 rpm sampai
9750 rpm. Pengujian ini dilakukan secara berulang-ulang sampai ada perintah
berhenti dari operator. Selain itu, perlunya menjaga kondisi sepeda motor agar
tidak mengalami overheating dengan cara memberikan jeda sekitar 5-10 menit
dari masing-masing pengujian busi.
2. Metode pengambilan data konsumsi bahan bakar
Metode pengambilan data konsumsi bahan bakar menggunakan
perbandingan antara waktu tempuh dan konsumsi bahan bakar. Sedangkan untuk
jarak tempuh sudah ditentukan yaitu sepanjang 1,5 km. Pada saat start bahan
bakar diisikan ke dalam gelas ukur ukuran 50 ml. Ketika sudah mencapai finish
dapat diketahui berapa banyak bahan bakar yang dihabiskan dan waktu tempuh
yang dibutuhkan. Dari masing-masing sampel busi diuji dua kali yang kemudian
3.9 Metode Perhitungan Torsi, Daya dan Konsumsi Bahan Bakar
Dari pengujian Dynamometer didapatkan besarnya torsi dan daya yang
dihasilkan oleh sepeda motor Honda Karisma-X 125 cc. Data tersebut diolah
menggunakan komputer dan hasilnya dikeluarkan dalam bentuk print out tabel
dan grafik. Sedangkan data konsumsi bahan bakar diperoleh dengan metode uji
jalan dan menggunakan gelas ukur sebagai pengganti tangki kendaraan agar
58
Pada bab ini akan dipaparkan data hasil dari percobaan yang dilakukan
dalam penelitian ini. Data yang diperoleh tersebut meliputi data spesifikasi obyek
penelitian dan hasil percobaan. Selanjutnya data tersebut diolah dengan
perhitungan untuk mendapatkan variabel yang diinginkan. Berikut ini adalah data
hasil percobaan yang dilakukan dalam penelitian dan data perhitungan yang
dilakukan untuk mengetahui kinerja mesin berdasarkan percobaan penggunaan 8
busi terhadap sepeda motor Honda Karisma X 125 cc dengan kondisi mesin yang
masih standar pabrikan:
4.1 Hasil pengujian percikan bunga api busi
Hasil pertama yang didapat dalam penelitian ini adalah hasil dari
pengujian karakteristik percikan bunga api yang dihasilkan oleh masing-masing
busi dari kombinasi 8 busi-CDI BRT yang diuji. 8 busi yang diuji terdiri dari 1
busi Denso Standar, 1 busi Autolite, 2 busi Resistor yaitu NGK CPR6 dan NGK
CPR9, 2 busi platinum yaitu NGK CPR6GP dan TDR 065, 1 busi dengan 3
elektroda massa yaitu Racing Bee serta 1 busi iridium merk Denso Iridium IU27.
Parameter yang dijadikan acuan pada pengujian karakteristik bunga api busi
adalah warna bunga api, kestabilan dan besarnya bunga api yang dihasilkan oleh
masing-masing busi. Untuk parameter warna percikan bunga api akan
dibandingkan dengan grafik suhu warna untuk mengetahui temperatur dari bunga
api tersebut. Dari 8 busi yang diuji terdapat perbedaan karakteristik pada warna,
kestabilan dan ukuran bunga api yang dihasilkan oleh masing-masing busi
tersebut. Berikut ini adalah perbedaan dari warna dan ukuran percikan bunga api
Gambar 4.1 Hasil pengujian percikan bunga api kondisi standar (Busi Denso Standar-CDI Standar)
Gambar 4.2 Hasil pengujian percikan bunga api 8 busi-CDI BRT
A
B
C
D
[image:71.595.114.475.334.722.2]
Gambar 4.2 Hasil pengujian percikan bunga api 8 busi-CDI BRT (lanjutan)
(A) Denso Standar (E) NGK CPR6GP (B) Autolite (F) TDR 065 (C) NGK-R CPR6 (G) Racing Bee
(D) NGK-R CPR9 (H) Denso Iridium IU27
Tabel 4.1 Hasil pengujian percikan bunga api variasi 8 busi-CDI BRT
No Busi Peringkat Karakteristik Bunga Api Warna Ukuran Kestabilan
1 Denso Standar 7 2 7
2 Autolite 8 6 6
3 NGK-R CPR6 4 3 5
4 NGK-R CPR9 5 5 4
5 NGK CPR6GP 2 4 3
