BAB II
Landasan Teori
Salah satu penggerak mula yang banyak dipakai adalah mesin kalor, yaitu mesin yang menggunakan energi termal menjadi energi mekanik. Energi itu sendiri dapat diperoleh dengan proses pembakaran, proses fisi bahan bakar nuklir, atau proses lain-lain. Ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini mesin kalor dibagi menjadi dua golongan, yaitu motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
Pada motor pembakaran luar proses pembakaran terjadi diluar mesin, energi termal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui beberapa dinding pemisah. Contohnya mesin uap. Semua energi yang diperlukan oleh mesin itu mula-mula meninggalkan gas hasil pembakaran yang tinggi temperaturnya. Melalaui dinding pemindah kalor, atau ketel uap, energi itu kemudian masuk ke dalam fluida kerja yang kebanyakan terdiri dari air atau uap.
Motor pembakaran dalam (Internal combustion engine) adalah motor bakar yang fluida kerjanya dihasilkan dari dalam pesawat itu sendiri. Motor jenis ini banyak digunakan sebagai sumber tenaga untuk menggerakan kendaraan darat, laut, dan udara.
Motor pembakaran dalam jika dilihat dari siklus kerjanya dibagi menjadi dua yaitu motor 2 langkah (2Tak) dan motor 4 langkah (4Tak). Motor 4 langkah paling banyak digunakan karena lebih efisien jika dibanding dengan motor 2 langkah.
Prinsip kerja motor pembakaran dalam yaitu menghasilkan tenaga dari pembakaran bahan bakar di dalam silineder. Pada saat langkah kompresi campuran bahan bakar dan udara dibatasi oleh dinding silinder dan torak, sehingga walaupun gas itu ingin mengembang tetapi karena ruangnya dibatasi menyebabkan suhu dan tekanan di dalam silinder akan naik.
Pada kondisi tersebut bunga api dipercikan oleh busi sehingga terjadi proses pembakaran. Pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder akan menyebabkan panas yang akan mempengaruhi gas yang ada di dalam silinder untuk mengembang. Dari pembakaran tersebut terjadi tekanan ke dinding silinder dan torak, karena dibuat tetap dan hanya torak yang bisa bergerak maka tekanan hasil pembakaran itu akan mendorong torak dan menghasilkan tenaga gerak. Tenaga gerak inilah yang digunakan untuk menggerakan motor. Gerakan pada piston berupa gerak translasi yang kemudian menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crankshaft).
2.1. Pengertian 4 Tak
Proses pembakaran di dalam motor bakar torak terjadi secara periodik, sebeelum terjadi proses pembakaran berikutnya terlebih dahulu gas pembakaran yang sudah tidak dapat dipergunakan harus dikeluarkan dari dalam silinder. Kemudian silinder diisi kembali dengan campuran bahan bakar dan udara segar yang berlangsung ketika torak didalam silinder bergerak dari TMA ke TMB.
Gambar 2.1 : Skema dan prinsip kerja mesin empat langkah (4 Tak)
Sumber :http://abadimotor-losari.blogspot.com
Four Strouke Engine atau Motor bensin empat langkah adalah motor yang pada setiap empat langkah torak/piston (dua putaran engkol) sempurna menghasilkan satu tenaga mesin.
Proses kerja yang terjadi pada motor 4 langkah adalah: 1. Langkah Hisap
Langkah hisap adalah langkah dimana campuran bahan bakar dan udara dihisap ke dalam silinder. Proses yang terjadi pada langkah hisap adalh posisi katup hisap terbuka sedangkan katup buang tertutup, torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB). Gerakan torak menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga campuran bahan bakar dan udaramasuk kedalam silinder.
2. Langkah Kompresi
Langkah kompresi adalah langkah dimana campuran bahan bakar dan udara dikompresikan atau ditekan di dalam silinder. Proses yang terjadi pada langkah hisap adalah posisi kedua katup yaitu katup hisap dan katup buang tertutup, torak bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) menuju ke Titik Mati Atas (TMA). Karena gerakan torak volume ruang bakar menajdi sempit dang mengecil sehingga membuat tekanan dan temperatur campuran bahan bakar dan udara di dalam silinder naik. Pada saat torak mencapai titik mati atas (TMA) busi memercikan bunga api sehingga terjadi pembakaran.
3. Langkah Kerja (Ekspansi)
Langkah kerja adalah langkah yang dihassilkan dari energi pembakaran campuran bahan bakar dan udara didalam silinder. Posisi kedua katup tertutup, beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi memercikan bunga api pada campuran bahan bakar dan udara yang telah dikompresi dan terjadi pembakaran. Terjadinya pembakaran menyebabkan gas didalam silinder mengembang, tekanan dan temperatur naik. Tekanan pembakaran mendorong torak bergerak ke TMB, gerakan inilah yang menggerakan poros engkol sehingga terjadi putaran mesin. Gerakan pada torak berupa gerak translasi yang kemudian menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crankshaft).
4. Langkah Buang
Langkah buang adalah langkah dimana gas sisa pembakaran dikeluarkan dari silinder. Katup hisap tertutup dan katup buang terbuka, torak bergerak dari TMB menuju ke TMA, gas sisa pembakaran akan terdorong keluar dari dalam silinder melalui katup buang dan disalurkan ke knalpot. Saat torak mencapai TMA poros engkol sudah berputar dua kali.
2.2. Pengertian EFI (Electric Fuel Injection) atau Injeksi Bahan Bakar
EFI (Electric Fuel Injection) atau Injeksi bahan bakar adalah sebuah teknologi yang digunakan dalam mesin pembakaran dalam untuk mencampur bahan bakar dengan udara sebelum dibakar. Penggunaan injeksi bahan bakar akan meningkatkan tenaga mesin bila dibandingkan dengan penggunaan karburator, karena injektor membuat bahan bakar tercampur secara homogen. Hal ini menjadikan injeksi bahan bakar dapat mengontrol pencampuran bahan bakar dan udara yang lebih tepat baik dalam proporsi dan keseragaman.
Injeksi bahan bakar dapat berupa mekanikal, elektronik atau campuran dari keduanya. Sistem awal berupa mekanikal, namun sekitar tahun 1980-an mulai banyak menggunakan sistem elektronik. Sistem elektronik modern menggunakan banyak sensor untuk memonitor kondisi mesin, dan sebuah unit kontrol elektronik menghitung jumlah bahan bakar yang diperlukan. Oleh karena itu, injeksi bahan bakar dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar dan mengurangi polusi, dan juga memberikan tenaga keluaran yang lebih.
Sistem EFI (Electric Fuel Injection) menentukan jumlah bahan bakar yang optimal disesuaikan dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin, posisi katup trhotle pengembunan oksigen didalam exhaust pipe dan kondisi penting lainnya.
2.2.1 Tujuan Injeksi Bahan Bakar
Tujuan utama pemakaian sistem injeksi sangatlah beragam. Beberapa tujuan pemakaian itu antara lain:
Keluaran tenaga kendaraan
Efisiensi bahan bakar
Kemampuan untuk memakai bahan bakar alternatif
Daya tahan
Penggunaan kendaraan yang halus
Biaya awal
Biaya perawatan
Kemampuan untuk didiagnosa
Kemampuan dioperasikan di mana dan kapan saja
Kepraktisan penyetelan mesin
2.2.2 Kelebihan sistem injeksi bakar
1. Emisi gas buang rendah
Terjadinya pembakaran yang sempurna pada ruang bakar, sehingga emisi gas buang yang dihasilkan relatif lebih sedikit apalagi knalpot dilengkapi catalic converter.
2. Daya lebih besar
Konstruksi injektor tepat pada intake manifold sehingga pencampuran bahan bakar lebih homogen.
3. Lebih hemat bahan bakar
Air-fuel ratio sangat mempengaruhi kesempurnaan pembakaran pada mesin. Standar AFR pada motor adalah 14,7:1 yang artinya 14,7 udara dan 1 bensin. AFR dapat berubah-ubah, misalnya pada saat kondisi mesin dingin AFR 5:1, pada saat idle AFR 11:1, akselerasi 8:1, dan pada saat pemakaian ekonomis 40-60 km/jam AFR 16-18:1. Sehingga konsumsi bahan bakar pada motor injeksi lebih irit dibandingkan karburator.
Injeksi bahan bakar dilengkapi sensor temperatur yang akan melaporkan suhu mesin ke engine control module (ECM) yang akan memerintahkan injektor untuk memperkaya campuran bensin pada suhu mesin dingin.
5. Perawatan yang lebih praktis
Teknologi injeksi bahan bakar berkonsep bebas perawatan. Pada saat servis, pembersihan dilakukan hanya pada bagian penyaring udara, busi, dan pengaturan klep.
2.2.3 Kekurangan sistem injeksi bahan bakar
1. Akselerasi kurang responsif
Terjadinya proses yang panjang dari sensor pengatur jumlah udara dan laporan dari sensor-sensor lainnya, sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama untuk berakselerasi.
2. Kurangnya tenaga ahli
Injeksi bahan bakar termasuk teknologi baru, tidak semua bengkel umum mampu memperbaiki di saat terjadi permasalahan pada kendaraan.
3. Sensitif terhadap benturan/guncangan
Semua perangkat terutama engine control module menggunakan elektronik, sehingga rentan mati apabila mengalami guncangan atau benturan keras. Pada saat terjadi hal tersebut, kendaraan berpeluang tidak bisa dihidupkan kembali, karena mengalami kerusakan pada engine control module. Biaya perbaikan membutuhkan biaya yang relatif masih mahal.
Ujung injektor berukuran mikro, sehingga sistem injeksi bahan bakar mudah terjadi penyumbatan karena bahan bakar yang kotor. Hal ini akan mempengaruhi kinerja kendaraan.
5. Sensitif kelistrikan
Kondisi kendaraan dilaporkan oleh sensor, dan sensor terhubung menggunakan kabel berkonektor. Konektor sering menjadi penyebab pelaporan sensor ke engine control module menjadi kacau. Pengiriman laporan sensor ke engine control module menggunakan sistem pengaman. Apabila konektor kabel terjadi korosi, hal ini akan meningkatkan sistem pengamanan sehingga laporan dari sensor mengakibatkan engine control module berfungsi dengan tidak tepat dan dapat mengakibatkan kerusakan yang disebabkan aliran listrik yang tidak stabil.
2.2.4 Bagian dan fungsi secara mendetail
Catatan: Contoh di bawah ini berlaku pada mesin bensin injeksi elektronik modern. Bahan bakar selain bensin mungkin cocok, tapi hanya secara konsep saja.
Gambar 2.2 : Komponen sebuah injeksi elektronik
Gambar animasi dari penampang melintang sebuah injektor bahan bakar.
Injektor
Fuel Pump/Pompa bahan bakar
Fuel Pressure Regulator
Engine Control Module (ECM) termasuk sebuah komputer digital dan untaian untuk berkomunikasi dengan sensor dan control output.
Wiring Harness
Berbagai macam Sensor (Beberapa yang penting dicantumkan disini.)
- Crank/Cam Position: Hall effect sensor - Airflow: Sensor MAF, dan Sensor MAP
- Exhaust Gas Oxygen: Sensor oksigen, Sensor EGO, Sensor UEGO
Deskripsi :
Bagian utama dari sebuah sistem injeksi elektronik (EFI) adalah Unit Kontrol Mesin (Engine Control Unit/ECU), yang akan memonitor kegiatan mesin melalui berbagai sensor. Sensor-sensor ini akan dipergunakan oleh ECU untuk menghitung jumlah bahan bakar yang diinjeksikan dan mengontrol mesin dengan cara memanipulasi jumlah air dan udara yang masuk. Jumlah bahan bakar yang diinjeksikan tergantung dari beberapa faktor seperti suhu mesin, kecepatan rotasi mesin, dan komposisi gas buang. Injektor bahan bakar ini biasanya tertutup, dan terbuka untuk menginjeksikan bahan bakar ketika ada listrik yang mengalir di gulungan solenoid.
Gambar 2.3 : Sistem injeksi bahan bakar (EFI)
Sumber : http://bengkelsepedamotor.files.wordpress.com/2008/03/efi2.jpg
2.3 Teknologi Injeksi YMJET-FI
YMJet-FI adalah kepanjangan dari Yamaha Mixture JET-Fuel Injection, YMJET-FI adalah sistem pengontrol bahan bakar secara elektronik yang di terapkan pada motor Yamaha. Cara kerja YMJET-FI secara teknis mengatur konsumsi bahan bakar lebih akurat sesuai kebutuhan mesin motor Yamaha.
Gambar 2.4 : YMJET_FI
Sumber : http://www.onomotor.com/teknologi-injeksi-ymjet-fi/
Rincian Teknologi Injeksi YMJET-FI adalah dengan adanya sistem ECU (Engine Controlunit) yang menerima informasi perputaran RPM mesin seperti TPS (Throttle Position Sensor), IATS (Intake Air Sensor), IAPS (Intake Air Pressure sensor), ISC (Idle Speed Sensor), O2 sensor atau sensor udara dan Crank Angle Sensor, lalu ECU (Engine Control unit) ini memberikan respon sinyal ke Yamaha Mixture JET-Fuel Injection (YMJET-FI) untuk memberikan supplay udara melalui Air Assist atau Main Air Passage. Jika perputaran mesin motor Yamaha dibawah 5.000 RPM udara akan diberikan melalui saluran Air Assist. Sedangkan jika perputaran mesin motor Yamaha di atas 5.000 RPM udara akan melalui saluran Main Air passage. Intinya dengan perputaran mesin motor atau RPM semakin sedikit udara yang diberikan semakin sedikit pula bahan bakar yang digunakan, dengan kata lain sistem YMJET-FI ini mengatur penyemprotan bensin lebih akurat sesuai kebutuhan perputaran mesin. Dengan teknologi ini supply udara dapat dilakukan on-demand sesuai kecepatan yang diinginkan pengendaranya dan membuat bahan bakar lebih efisien hemat 30
persen. Untuk situasi berkendara ekstrem, seperti percepatan, deselerasi dan beban tinggi, ECU mampu mengontrol secara imbang kebutuhan bensin dan udara tetap pada kondisi ideal. Sitem ECU (Engine Control unit) mengontrol rasio udara dan bahan bakar rinciannya Jika Throttle Position Sensor menunjukkan pedal gas ditekan lebih dalam, Mass Flow Sensor (MFS) mengukur jumlah udara tambahan yang tersedot ke dalam mesin dan ECU akan menyuntikkan lebih banyak bahan bakar ke dalam mesin. Jika cairan pendigin Engine Coolant Temperature Sensor menunjukkan mesin panas, bahan bakan akan diinjeksi lagi. Sitem ECU (Engine Control unit) mengontrol waktu pengapian rinciannya ECU mengatur waktu yang terjadinya percikan waktu pengapian untuk menyediakan daya yang lebih baik dan hemat. Jika ECU mendeteksi ketukan, suatu kondisi yang berpotensi merusak mesin, maka ECU akan menilai masih terlalu cepat memberikan percikan api dan ECU akan menunda waktu percikan. Karena ketukan cenderung terjadi lebih pada putaran mesin yang lebih lebih rendah, ECU akan otomatis mengontrol transmisi penurunan ke gigi yang lebih rendah sebagai upaya pertama untuk mengurangi ketukan.
Sitem ECU (Engine Control unit) mengontrol kecepatan mesin saat Idle rinciannya ECU terintegrasi di sistem Idle Speed Control. RPM dipantau Crankshaft Position Sensor yang memainkan peranan utama dalam fungsi mengontrol waktu injeksi bahan bakar, mengatur kapan dilakukannya percikan, dan buka tutupnya katup. Sistem idle speed control harus mengantisipasi beban mesin pada saat idle. Perubahan pada saat idle biasanya datang dari sistem HVAC, power steering systems, power brake systems, dan electrical charging dan supply systems. Temperatur mesin dan status transmisi, dan durasi dari camshaft juga mempengaruhi kinerja mesin dan atau nilai kecepatan idle yang diinginkan.
Sitem ECU (Engine Control unit) mengontrol durasi buka tutup katup dengan rincian ECU akan mengkalkulasi beban mesin pada RPM yang tepat untuk memutuskan bagaimana
membuka katup awal atau terlambat, terbuka lebar atau hanya setengah terbuka. Pembukaan katup dilakukan setepat mungkin.
Yamaha Motor Indonesia akan menghentikan produksi motor non-injeksi di tahun 2014, semua Motor Yamaha di Indonesia akan menggukan sistem Teknologi Injeksi YMJET-FI pada tahun 2014.
2.4 Teknologi Injeksi PGM-FI
PGM-FI berasal dari singkatan Programmable Fuel Injection, yang berarti seluruh system aliran bensin ini dikontrol sedemikian rupa agar tercapai pembakaran maksimal. PGM-FI telah dipatenkan oleh Honda Motor Co. dan telah digunakan baik di Roda 2 maupun Roda 4. PGM-FI ini merupakan modifikasi yang jauh lebih advance dari injeksi yang telah dibuat oleh Jonas Hesselman pada tahun 1925 di Swedia. Proses kerjanya tidak mengikuti gravitasi melainkan ada aliran naik-turun sehingga akurasi injector lebih presisi. Sistem PGM-FI ini dibuat karena adanya tuntutan masyarakat terhadap kendaraan yang ramah lingkungan. Indonesia pun sebentar lagi menginjak regulasi EURO 3 tahun 2013 yang berarti uji emisi bakal lebih ketat lagi daripada biasanya. Maka dari itu semua pabrikan bakal mencoba meratakan seluruh line up produknya, tak terkecuali Honda.
PGM-FI merupakan teknologi yang terus dikembangkan oleh Honda Motor Corp Jepang. Sejak diperkenalkan dan digunakan pada sepeda motor CC kecil dan Skuter pada 2003, PGM-FI terus disempurnakan dan dikembangkan oleh Honda Motor Corp. Jepang. Pada akhir 2011 Honda meluncurkan Supra X-125 Helm In dan Spacy Hem In yang menggunakan teknologi PGM generasi ke-4. Pada generasi ke-4 ini, sistem injeksi bahan bakar terdiri dari komponen atau sensor :
Berfungsi untuk memberikan informasi bukaan gas tangan serta perilaku pengendara dalam menjalankan sepeda motor Honda dan mengirimkan informasi ke ECM. Cara buka yang berbeda, misalnya cara buka yang dirunut atau digas secara konstan akan direspon berbeda, sehingga ECM akan memerintahkan waktu dan jumlah penyemprotan bahan bakar serta timing pengapian yang berbeda, maka engine memberikan tenaga sesuai kondisi atau gaya berkendara.
2. Pompa Bahan Bakar
Berfungsi untuk memompa bahan bakar dan memberikan tekanan sebesar 294 KPa. Dengan tekanan yang besar, maka penyemprotan dan pencampuran bahan bakar-udara terjadi dengan sempurna dan merata. Pompa bahan bakar dilengkapi dengan filter sehingga bensin sangat bersih dari kotoran.
3. ECM (Engine Control Module)
Merupakan mikro computer yang menjadi otak dari sistem injeksi. ECM menerima sinyal-sinyal dari sensor tentang kondisi engine dan memerintahkan injector dan pompa bahan bakar kapan harus bekerja, serta memerintahkan busi kapan harus memercikan api sehingga di dapat pembakaran yang sempurna, sehinga menghasilkan tenaga yang besar, ramah lingkungan serta hemat bahan bakar. di sisi lain ECM dilengkapi dengan Self Diagnostic Funtion, ECM akan memeriksa fungsi dari sensor-sensor dan memberikan peringatan ke pengendara bila terjadi malfungsi dari salah satu atau lebih sensor.
4. EOT (Engine Oil Temperatur)
Berfungsi unutuk memberikan informasi kondisi panas engine ke ECM, ECM akan memerintahkan penyemprotan bahan bakar sesuai kondisi temperature engine.
5. O2 Sensor
Sistem PGM-FI generasi ke-4 ini merupakan system close loop. O2 sensor memonitor kondisi gas buang hasil pembakaran dan menginformasikannya ke ECM. ECM akan
menyesuaikan (menambahkan jumlah bahan bakar atau bahkan mengurangi jumlah bahan bakar yang disemprotkan) pada proses berikutnya berdasarkan masukan kondisi pembakaran dari O2 Sensor.
6. Idle Air Screw atau Solenoid Valve
Merupakan perangkat yang bekerja pada saat engine dingin dengan jalan memberikan aliran udara ekstra sehingga engine mudah dihidupkan dan putaran stationernya terjaga pada putaran yang ditentukan 1400+100 pada cub/sport dan 1700 + 100 pada tipe matic. 7. Injector
Berfungsi menyemprotkan bakan bakar menjadi kabut dan mencampurkan pada udara yang mengalir di pada intake manifold, sehingga bercampur dengan sempurna. Injector bekerja secara elektronik berdasarkan perintah ECM, dengan sebuah screener pada inlet injector.
8. CKP Sensor atau Crankshaft Position Sensor
Memberikan informasi tentang posisi crankshaft atau piston (diantaranya adalah posisi langkah isap atau langkah buang). Serta kecepatan putar dari crankshaft/rpm engine. Sehingga ECM dapat menentukan berapa banyak bahan bakar dalam proses pembakaran.
Dengan berbagai sensor tersebut, teknologi PGM-FI mempunyai keunggulan :
a. Ramah lingkungan
Jumlah bahan bakar yang disemprotkan disesuaikan dengan jumlah udara yang mengalir berdasarkan sensor TP sensor, EOT sensor serta O2 sensor. Penyemprotan bahan bakar dengan tekanan tinggi, dari pompa bahan bakar membuat percampuran yang merata dan menghasilkan pebakaran terjadi secara sempurna. Di samping itu gas buang hasil pembakaran disempurnakan dengan adanya katalitic converter pada knalpot, sehingga gas buang yang dilepas ke lingkungan adalah gas
hasil pembakaran yang sempurna, yang mempunyai emisi 90 % lebih rendah dibandingkan emisi gas buang dengan mesin karburator.
b. Hemat Bahan Bakar
c. Akselerasi lebih responsif dan tenagabesar
Jumlah bahan bakar yang disemprotkan oleh injector dihitung secara akurat oleh ECM berdasarkan sensor-sensor tersebut, penyemprotan dengan tekanan tinggi membuat bahan bakar terkabutkan dalam skala ion dan bercampur secara sempurna dan merata dengan udara. Waktu pengapian yang tepat menjadikan pembakaran yang sempurna sehingga dihasilkan engine yang hemat bahan bakar, namun memiliki akselerasi yang responsive dan tenaga yang besar
d. Mudah dihidupkan pada berbagai kondisi lingkungan.
Sistem PGM-FI dilengkapi dengan Idle Air Screw (serta Solenoid Valve pada tipe Matic atau Spacy), serta adanya EOT yang memonitor kondisi temperatur engine sehingga ECM akan memerintahkan banyaknya bahan bakar yang disemprotkan. Tekanan bahan bakar yang tinggi pada penginjeksian (294 KPa), serta timing penyemprotan bahan bakar yang tepat menjadikan engine mudah dihidupkan pada berbagai kondisi cuaca alam.
e. Mudah dalam perawatan.
Secara sistem, PGM-FI tidak memerlukan perawatan berkala secara khusus. Adanya MIL akan memberikan informasi bila ada salah satu sensor atau bahkan ECM yang tidak berfungsi. Dengan adanya MIL konsumen atau pengendara awampun akan tahu bagian mana dari sistem injeksi yang tidak berfungsi secara baik. Satu-satunya perawatan yang diperlukan adalah penggantian filter pompa bahan setiap 48000 km atau sekitar 4 tahun sekali. Di sisi lain Sistem PGM-FI dilengkapi dengan DLC
Conector yang mana mekanik atau AHASS dapat memeriksa kondisi sistem injeksi PGM-FI dengan menggunakan HDS (Honda Diagnostic System).
Sistem pompa bahan bakar bekerja berdasarkan perintah ECM, pada saat konsumen kehabisan bahan bakar konsumen tidak perlu takut jika sistem rusak atau susah untuk dihidupkan. Pompa bahan bakar akan bekerja selama 2 detik setelah kontak on, sehingga tidak merusak pompa bahan bakar. Konsumen dapat langsung mengisi dan sistem PGM-FI akan bekerja normal sehingga engine dapat dihidupkan secara mudah.
2.3 Parameter Perhitungan Motor Bakar Bensin
2.3.1 Prestasi Mesin
Prestasi mesin adalah kemampuan mesin ditinjaun dari daya, torsi, dan konsumsi bahan bakar terhadap putaran mesin.
2.3.2 Torsi
Torsi atau momen puntir adalah gaya dikalikan dengan panjang lengan (Arends&Berenschot 1980:21), pada motor bakar gaya adalah daya motor sedangkan panjang lengan adalah panjang lengan torak. Bila panjang lengan diperpanjang untuk menghasilkan momen yang sama, maka dibutuhkan gaya yang lebih kecil. Juga sebaliknya bila jaraknya sama tapi jarak diperbesar maka momen yang dihasilkan akan lebih besar pula, ini berarti semakin besar tekanan yang hasil pembakaran didalam silinder maka akan semakin besar pula momen yang dihasilkan.
Torsi dapat diperoleh dari hasil kali gaya dengan jarak, (T=F x r). Torsi maksimum dengan waktuyang bersamaan. Torsi (momen) sangat erat hubungannya dengan efisiensi volumetric dari motor tersebut. Artinya momen sangat bergantung pada jumlah bahan bakar yang dapat dihisap masuk kedalam silinder dan kemudian
dibakar didlam ruang bakar. Karena semakin banyak bahan bakar yang dibakar, maka akan semakin tinggi pula gaya ynag dihasilkan untuk mendorong torak. Torsi motor akan maksimum jika efisiensi juga maksimum.
Jika daya motor angka putarannya diketahui, maka besarnya momen putar untuk motor 4 langkah dapat dihitung dengan rumus :
T=9550 . (Nm) Dimana :
T : Torsi (Nm) P : Daya motor (KW) N : Putaran Mesin (RPM)
9550 : Konstanta (Jumlah harga yang tidak bisa di ubah)
Torsi juga dapat diketahui dengan melakukan pengujian dengan alat dyno test, yang dapat dirumuskan seperti :
T = F .l
= m . g . l...(l) Dimana :
T = Momen Torsi (Nm)
m = Massa yang terukur dalam dynamometer (kg) g = Percepatan gravitasi (m/s2)
l = Panjang lengan pada dynamometer (m)
2.3.3 Daya
Daya yang dihasilkan pada motor bakar besarnya selalu tidak konstan. Besarnya daya yang dihasilkan salah satunya tergantung pada tinggi rendahnya putaran mesin. Semakin tinggi putaran mesin maka daya yang dihasilkan akan
bertambah besar, namun pada putaran tertentu (putaran maksimum) daya yang akan mencapai maksimum, dan setelah itu besarnya daya yang dihasilkan akan menurun, sedangkan power yang dihitung dengan satuan kW (Kilo watts) atau Horse Power (HP) mempunyai hubungan erat dengan torsi.
Power dapat dirumuskan dengan : Powe = Torsi x Kecepatan sudut
Rumus diatas adalah rumus dasarnya, pada engine maka rumusnya menjadi : Power = Torsi x x Putaran mesin (RPM).
Untuk mengukur Power (KW) adalah sebagai berikut :
Power (kW) = ( ) ( )
6000 dapat diartikan adalah 1 menit = 60 detik, dan untuk mendapatkan kW = 1000 watt.
Sedangkan untuk mengukur Power (HP) adalah sebagai berikut :
Power (HP) = ( ) ( )
5252 adalah nilai konstanta.
2.3.4 Konsumsi Bahan Bakar BFC = .
Keterangan :
Vf : Volune bahan bakar
t : Interval waktu habis konsumsi bahan bakar (detik) 3600 : 1 jam = 60 menit= 3600 detik
1000 : 1 liter = 1000 ml 2.3.4.1 Laju aliran massa bahan bakar ( ̇f) mf =
Keterangan :
̇f : Laju aliran massa bahan bakar (kg/s) BFC : Konsumsi bahan bakar (L/jam) : Massa jenis bahan bakar (kg/ )
(*)Massa jenis bensin (0,73 kg/liter = 730 kg )
(( ) ) 2.3.4.2 Laju aliran massa udara
̇a = Keterangan :
̇a : Laju aliran massa udara (kg/s)
AFR : Rasio massa udara – bahan bakar (kg udara / kg bahan bakar) BFC : Konsumsi bahan bakar (L/jam)
: Massa jenis bahan bakar (kg/ )
2.3.4.3 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (BSFC)
Konsumsi bahan bakar spesifik adalah jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk menghasilkan daya efektif sebesar satu kW selama satu jam, dapat dirumuskan : BSFC = . f (kg/kW.hr)...(3)
Keterangan :
BSFC : Konsumsi bahan bakar spesifik (gr/kW.h) BHP : Daya (kW)
