Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel
Wednesday, June 17, 2009
Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel (Bensin-BBG) (Philip Kristanto et al.) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/1 Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap MotorDual Fuel (Bensin-BBG) Philip Kristanto, Willyanto Dosen Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin – Universitas Kristen Petra Djoko Wahyudi Alumnus Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin – Universitas Kristen Petra Abstrak Selain dapat menggunakan bahan bakar bensin, motor bensin juga dapat menggunakanbahan bakar gas. Namun unjuk kerja dari motor bensin menurun ketika menggunakan bahanbakar gas. Penurunan unjuk kerja ini karena mesin tersebut memang dirancang untuk bahanbakar bensin, kecuali kalau mesin itu memang dirancang untuk berbahan bakar gas. Penurunanunjuk kerja motor ini disebabkan oleh adanya perbedaan karakteristik penyalaan dari keduabahan bakar tersebut.Salah satu cara untuk meningkatkan unjuk kerja dari motor bensin yang menggunakanbahan bakar gas adalah dengan mengatur pemajuan penyalaan secara elektronik sehingga waktupengapiannya menjadi lebih tepat.Kata kunci: kontrol otomatis, BBG, sudut pengapian. Abstract A Fuel gasoline engine can also use gas fuel beside gasoline. Nevertheless, if thisgasoline angine uses gas fuel, the performance of the engine will decrease, because theengine is designed for gasoline as its fuel. This performance reduction is caused by thedifferent characteristics of the two fuels.One way to improve the performance of a gasoline engine that used gas fuel bycontrolling the firring time with electronic controller to make the firring time moreaccurate. Keywords: Automatic Control, Gas Fuel, Flash Angle. 1. Pendahuluan Dewasa ini industri kendaraan bermotortelah berkembang pesat. Sebagian besar darikendaraan bermotor tersebut menggunakanbahan bakar minyak sebagai sumber energipenggerak. Akibat penggunaan bahan bakarminyak yang cukup besar ini persediaanminyak bumi semakin menipis.Bahan bakar gas adalah gas bumi yangmempunyai cadangan cukup besar di Indonesiadan banyak ditemukan disemua tempat penge-boran minyak baik di daratan maupun dilepaspantai. Dengan adanya pemanfaatan bahanbakar gas diharapkan masalah kebutuhanenergi serta pencemaran energi dapat teratasi. Catatan : Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1Juli 2001. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan padaJurnal Teknik Mesin Volume 3 Nomor 2 Oktober 2001. Yang menjadi masalah disini yaitu karak-teristik antara bahan bakar bensin dan bahanbakar gas tidak sama. Jika bahan bakar gasdigunakan pada motor bakar dual-fuel akibat-nya unjuk kerja dari motor bakar tersebutmenjadi menurun karena desain motor bakardual-fuel untuk bahan bakar bensin bukanbahan bakar gas. Mengingat kecepatan pem-bakaran bahan bakar gas lebih lambat daribensin, maka salah satu cara untuk memper-baikinya adalah dengan melakukan modifikasipada centrifugal advance serta vacuum advance,dengan tujuan memperbaiki sudut pengapianyaitu dengan mempercepat saat penyalaansehingga unjuk kerja dari motor meningkat.Penelitian yang pernah dilakukan yaitudengan cara memodifikasi pegas yang terdapatpada centrifugal advance dan vacuum advancedengan merencanakan konstanta pegasnya.Untuk motor bakar dual-fuel, hal ini sulitdilakukan pada saat motor sedang berjalan.Cara lain yang dapat dilakukan untuk
Page 2
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/2mempercepat saat penyalaan adalah denganmemutar distributor untuk membantu centri-fugal advance dan vacuum advance untukmemajukan saat penyalaan.Untuk itu maka dalam penelitian ini akandibahas perbandingan unjuk kerja motorDaihatsu CB-23 yang menggunakan bahanbakar gas dengan pemasangan ElectronicControl Module (ECM) dan tanpa menggunakanECM dengan bahan bakar bensin sebagaipembanding. 2. Alat Percobaan “Daihatsu”, Automotive Petrol Engine, FourStroke:Tipe Motor: CB – 23Silinder: 3 in – lineBore X Stroke: 76 X 73Compression ratio : 9,5 : 1Compression pressure : 12,5 kg/cm 2 (350 rpm)Max output: 38 kW/ 5600 rpmMax torque: 75,5 Nm/ 3200 rpmIdling speed: 850 ± 50 rpmSistem penyalaan :Tegangan : 12vType: Battery ignition systemWaktu penyalaan : BTDC 5° ± 2°Urutan penyalaan : 1-2-3Type distributor: Convensional typeType braker: Contact point typeDynamometerMerk: zollner/ 3n19aMx performance: 120 kWMax speed: 7500 rpmMax torque: 525 nmPengatur beban: sluice gateJumlah impeler: 1Arah pengaturan rem : 1 arahSuhu air inlet min.: 2,5 bar (20°c)3,0 bar (30°c)2,5 bar (40°c)Panjang tuas teoritis : 0,9549 m 3. Teori Dasar 3.1 Komposisi BBGPada dasarnya komposisi BBG adalahmetana (CH 4 ). Berbeda dengan LNG ( gas bumiyang dicairkan) ataupun LPG (dimana kompo-nen utamanya Propana dan butana), BBG yangdimasud disini adalah Compressed Natural Gas(CNG) merupakan gas yang bertekanan.3.2 Keuntungan dan Kerugian BBGBahan bakar gas merupakan bahan bakaryang bersih. Bila pengaturan campuranudaranya baik maka hasil pembakarannyatidak menimbulkan asap hitam dan tidakberbau. Mengingat BBG sudah berada dalamfase gas maka dengan mudah dapat bercampurdengan udara dalam ruang bakar dan dapatmemberikan pembakaran yang lebih sempurnadibandingkan bahan bakar minyak (BBM).BBG mempunyai nilai oktan yang lebihtinggi dibanding dengan BBM yaitu 120-130.Dengan tingginya angka oktan tersebut makapada ratio kompresi yang lebih tinggi tidakakan terjadi knocking.Titik nyala dari BBG adalah 650°C sehinggakecepatan pembakaran BBG dibanding bensinmenjadi lambat sehingga sudut pengapianharus dimajukan dan juga convertion kitmenjadi lebih mahal.3.3 Sistem Penyalaan KonvensionalDalam sistem penyalaan konvensional ter-dapat dua sirkuit yang terpisah yaitu sirkuitprimer dan sirkuit sekunder. Sirkuit primermerupakan sirkuit dengan tegangan rendah,yaitu input yang berasal dari accu 12 V sedangsirkuit sekunder merupakan sirkuit dengantegangan tinggi dengan output tegangan 5 – 50kW.Sistem penyalaan konvensional terdiri dariaccu switch penyala, Resistor Ballast, Resistorbypass, coil, breaker point, condenser, kumparansekunder koil, cap distributor dan rotor, kabelbusi, busi, distributor housing.Gambar 1. Sistem Penyalaan Konvensional3.4 Prinsip Kerja KontrollerSistem yang dipakai untuk mengatur sudutpengapian menggunakan Electronic ControlModule (ECM). Motor listrik untuk memutardistributor dan sepasang limit switch yang akanmembantu ECM. Apabila saklar pemilih bahanbakar berada pada posisi bahan bakar bensin,ECM akan melakukan diagnosa posisidistributor apakah pada posisi yang benar (14°sebelum TMA melalui sinyal yang diberikan
Page 3
Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel (Bensin-BBG) (Philip Kristanto et al.) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/3limit switch). Hal ni berlaku juga apabila saklarpemilih bahan bakar berada pada posisi BBG.Bahasa program yang digunakan pada ECMdisini adalah MCS-51TM buatan Intel,sedangkan IC yang digunakan adalah Type IC-W78E51 (8031 dengan internal PEROM 4 KB)buatan WINBOND. Diagram alir dan blokdiagram dari sistem kontrol ini dapat dilihatpada gambar berikut ini:Gambar 2. Diagram Alir Sistem KontrolGambar 3. Blok Diagram Pemilihan Bahan Bakar3.5 Daya MotorBesarnya daya motor merupakan fungsi daritorsi yang terukur oleh dinamometer dan besarputaran poros motor yang dinyatakan denganmenggunakan persamaan:602RPNBHP d ××××=π wattatau dapat juga dinyatakan dengan hasilkalibrasi dinamometer :10000RPNBHP d ××= kwattdimana:BHP = Brake Horse Power (HP)P= Gaya yang terbaca pada dinamometer(N)R= Panjang lengan dinamometer = 0,9549mN d = Putaran motor (rpm)3.6 TorsiTorsi yang dihasilkan oleh motor dapatdihitung dengan persamaan :Torsi = P x Rdimana: P = gaya aksi dinamometer (N)3.7 Tekanan Efektif Rata–RataTekanan efektif rata–rata (Brake MeanEffective Pressure) yang merupakan tekananrata–rata yang bekerja pada piston selamalangkah kerja dapat dihitung berdasarkanrumus: d NiLAZNBmep ×××××= 45,0 dimana :N= tenaga kuda poros (HP)A= luas penampang torak (m 2 )L= panjang langkah torak (m)i= jumlah silinderN d = putaran motor (rpm)Z=jumlah putaran poros engkol menyelesai-kan satu siklus kerja3.8 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik(specific fuel consumption)Specific Fuel Consumption adalah jumlahpemakaian bahan bakar yang dikonsumsi olehmotor yang menghasilkan daya satu dk selamasatu jam. Sfc dapat dihitung dengan mengguna-kan rumus : )jam.Hpbakarbahan.kg(tBHPM3600Sfc b ××= dimana :Sfc = specific fuel consumptionM b = masssa bahan bakar yang dikonsumsi(kg) selama t (detik)BHP= daya yang dihasilkan motor (HP)T= waktu yang dibutuhkan oleh motoruntuk mengkonsumsi bahan bakarsebanyak M b kg (detik)
Page 4
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/4 4. Prosedur Percobaan Prosedur yang digunakan dalam pengam-bilan data pada putaran berubah adalahsebagai berikut:1. Menghidupkan motor pada putaran idle.2. Mengatur sudut pengapian motor dengantiming light sedemikian rupa sehinggadidapatkan beban tertinggi pada dinamo-meter. Untuk percobaan ini didapatkansudut 14°(untuk bensin), 20°(untuk BBG)dan dicoba 14°(untuk BBG) .3. Menghidupkan pompa air dinamometer lalumembuka kran pemasukan air ke dinamo-meter agar tekanan air masuk sebesar 2,5 ± 0,5 bar dengan posisi pengereman 0% danputaran motor idle.4. Menaikkan putaran motor sampai 4000 rpmdengan kondisi tanpa beban (0%) danmelakukan pencatatan setelah keseimbang-an tercapai.5. Memberikan beban pada motor denganmeningkatkan pembebanan supaya didapat-kan putaran motor sebesar 4500 rpm, 4000rpm, 3500 rpm, 3000 rpm, 2500 rpm, 2000rpm, 1500 rpm, 1000 rpm, 500 rpm. Men-catat perubahan beban pada dinamometer,kelembaban udara, temperatur dalam ruang,temperatur air radiator, tekanan pelumas,tekanan udara yang keluar dari kompresor,waktu konsumsi bahan bakar tiap 50 cc.6. Membebaskan beban dengan mengembali-kan posisi pembebanan ke 0% setelahpercobaan selesai.7. Mengulang langkah 2 sampai 6 sebanyakdua kali, setelah kondisi awal percobaanyang pertama sehingga didapatkan tiga datapercobaan. 5. Data Percobaan Tabel 1. Tabel Data Percobaan untuk SudutPengapian 14 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Gas (Beban BerubahPutaran BerubahTabel 2. Tabel Percobaan untuk SudutPengapian 20 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Gas (Beban Berubahputaran Berubah)Tabel 3. Tabel Data Percobaan untuk SudutPengapian 14 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Bensin (BahanBerubah Putaran Berubah) 6. Analisa Hasil Percobaan Gambar 4. Torsi Fungsi Putaran
Page 5
Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel (Bensin-BBG) (Philip Kristanto et al.) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/5Gambar 5. BHP Fungsi PutaranGambar 6. BMEP Fungsi PutaranHasil yang didapat menunjukkan bahwadengan merubah sudut pengapian dapatmeningkatkan performanse pada motor ber-bahan bakar BBG baik pada beban 0%, 2,5%,5%, 7.5% maupun 10%. Bahkan terlihat padapembebanan 10%, dengan menggunakan sudutpengapian standar (14° sebelum TMA) motorhanya dapat mencapai 2400 rpm, sedangkanmenggunakan sudut pengapian 20° sebelumTMA motor dapat mencapai 2600 rpm. Hal initerlihat bahwa dengan pembebanan yang cukupbesar dibutuhkan pemajuan sudut pengapianyang cukup besar agar bahan bakar dapat habisterbakar tepat pada waktunya dan meng-hasilkan daya yang maksimum. Apabila tidakdilakukan pemutaran pada distributor untukmemajukan sudut penyalaan, kerja centrifugaladvance tidak dapat memenuhi kebutuhan,karena pegas yang terdapat pada centrifugaladvance didesain untuk motor bensin bukanuntuk bahan bakar gas.Pada grafik percobaan beban berubahputaran berubah terlihat bahwa torsi dan bmepmaksimum terletak pada putaran 1800 rpmsedangkan BHP terletak pada putaran 2800rpm. Pada putaran sebelum 2000 rpm, torsi,BHP, dan bmep yang dihasilkan olehpembakaran BBG dengan sudut pengapian 20%sebelum TMA lebih besar bila dibandingkandengan pembakaran bahan bakar bensin. Halini disebabkan karena kecepatan pembakaranBBG lebih lambat dari pada bensin dan padaputaran sebelum 2000 rpm BBG dapat terbakarsempurna, sedangkan semakin tinggi rpmdibutuhkan kecepatan pembakaran yangsemakin cepat. Disini komponen untukpemajuan penyalaan fungsi rpm didisain untukmotor bensin, jadi kemampuan untuk menye-suaikannya terbatas.Dari percobaan yang telah dilakukan denganmenggunakan BBG dengan sudut pengapian14° sebelum TMA mesin tidak dapat distarttanpa menyemprotkan bensin kedalamkarburator terlebih dahulu, sedangkan sudutpengapian 20° sebelum TMA mesin dapatlangsung distart. Hal ini menunukkan bahwasudut pengapian sangat berpengaruh terhadapunjuk kerja motor bakar. 7. Kesimpulan dan Saran - Sudut pengapian optimal mesin DAIHATSUCB-23 dengan menggunakan bahan bakarbensin adalah 14° sebelum TMA.- Penggunaan ECM dapat meningkatkanunjuk kerja motor bensin yang meng-gunakan bahan bakas gas.- Dengan BBG torsi maksimum dan BHPmaksimum dapat dicapai pada kecepatanyang lebih rendah. Disamping itu denganbahan bakar BBG menggunakan ECM unjukkerja motor lebih baik pada putaran sebelum2000 rpm bila dibandingkan denganmenggunakan bahan bakar bensin. Selainitu pengunaan BBG, torsi dan bmepmaksimum dicapai pada putaran 1800 rpm
Page 6
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/6sedangkan BHP maksimum dicapai padaputaran 2800 rpm. Dengan menggunakanbahan bakar bensin torsi dan bmepmaksimum dicapai pada putaran 2400 rpmsedangkan BHP maksimum dicapai padaputaran 3600 rpm. Hal ini disebabkankarena karakteristik kedua bahan bakardiatas adalah berbeda.- Dengan penambahan ECM perlu adanyasetting ulang besar sudut pengapian. Daftar Pustaka 1. Arismunandar, Wiranto. Motor Bakar Torak,ed IV. Bandung : ITB,1994.2. Arends, B.P.M and H. Berenschot. MotorBensin. Jakarta : Erlangga, 1992.3. Course, William.H. Automotive ElecricalEquipment, 4 th ed. New York : McGraw – HillBook Co, Inc, 1959.4. Heywood, Jhon.B.Internal CombustionEngine Fundamentals. Singapore : Mcgraw –Hill Book Co, Inc, 1989.5. Kristanto, Pihlip. Buku Pedoman PraktikumMotor Bakar. Surabaya : U.K. PETRA.6. Maleev, M.L. Internal Combustion Engine,2 nd ed. Singapore : McGraw – Hill Book Co,Inc, 1973.7. Santini, Al.Automotive Electrical andElectronics. New York : Delmar PurlishersInc, 1998.8. Tirtoatmodjo, Rahardjo, Penggerak Mula, ed1. Surabaya : CV. Citra Media, 2000.9. Wijaya, Barata. Perencanaan Pegas Centri-fugal Advance Dari Daiharsu CB-23 JikaMenggunakan Bahan Bakar Gas. Surabaya:Universitas Kristen Petra, 1996.
Page 2
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/2mempercepat saat penyalaan adalah denganmemutar distributor untuk membantu centri-fugal advance dan vacuum advance untukmemajukan saat penyalaan.Untuk itu maka dalam penelitian ini akandibahas perbandingan unjuk kerja motorDaihatsu CB-23 yang menggunakan bahanbakar gas dengan pemasangan ElectronicControl Module (ECM) dan tanpa menggunakanECM dengan bahan bakar bensin sebagaipembanding. 2. Alat Percobaan “Daihatsu”, Automotive Petrol Engine, FourStroke:Tipe Motor: CB – 23Silinder: 3 in – lineBore X Stroke: 76 X 73Compression ratio : 9,5 : 1Compression pressure : 12,5 kg/cm 2 (350 rpm)Max output: 38 kW/ 5600 rpmMax torque: 75,5 Nm/ 3200 rpmIdling speed: 850 ± 50 rpmSistem penyalaan :Tegangan : 12vType: Battery ignition systemWaktu penyalaan : BTDC 5° ± 2°Urutan penyalaan : 1-2-3Type distributor: Convensional typeType braker: Contact point typeDynamometerMerk: zollner/ 3n19aMx performance: 120 kWMax speed: 7500 rpmMax torque: 525 nmPengatur beban: sluice gateJumlah impeler: 1Arah pengaturan rem : 1 arahSuhu air inlet min.: 2,5 bar (20°c)3,0 bar (30°c)2,5 bar (40°c)Panjang tuas teoritis : 0,9549 m 3. Teori Dasar 3.1 Komposisi BBGPada dasarnya komposisi BBG adalahmetana (CH 4 ). Berbeda dengan LNG ( gas bumiyang dicairkan) ataupun LPG (dimana kompo-nen utamanya Propana dan butana), BBG yangdimasud disini adalah Compressed Natural Gas(CNG) merupakan gas yang bertekanan.3.2 Keuntungan dan Kerugian BBGBahan bakar gas merupakan bahan bakaryang bersih. Bila pengaturan campuranudaranya baik maka hasil pembakarannyatidak menimbulkan asap hitam dan tidakberbau. Mengingat BBG sudah berada dalamfase gas maka dengan mudah dapat bercampurdengan udara dalam ruang bakar dan dapatmemberikan pembakaran yang lebih sempurnadibandingkan bahan bakar minyak (BBM).BBG mempunyai nilai oktan yang lebihtinggi dibanding dengan BBM yaitu 120-130.Dengan tingginya angka oktan tersebut makapada ratio kompresi yang lebih tinggi tidakakan terjadi knocking.Titik nyala dari BBG adalah 650°C sehinggakecepatan pembakaran BBG dibanding bensinmenjadi lambat sehingga sudut pengapianharus dimajukan dan juga convertion kitmenjadi lebih mahal.3.3 Sistem Penyalaan KonvensionalDalam sistem penyalaan konvensional ter-dapat dua sirkuit yang terpisah yaitu sirkuitprimer dan sirkuit sekunder. Sirkuit primermerupakan sirkuit dengan tegangan rendah,yaitu input yang berasal dari accu 12 V sedangsirkuit sekunder merupakan sirkuit dengantegangan tinggi dengan output tegangan 5 – 50kW.Sistem penyalaan konvensional terdiri dariaccu switch penyala, Resistor Ballast, Resistorbypass, coil, breaker point, condenser, kumparansekunder koil, cap distributor dan rotor, kabelbusi, busi, distributor housing.Gambar 1. Sistem Penyalaan Konvensional3.4 Prinsip Kerja KontrollerSistem yang dipakai untuk mengatur sudutpengapian menggunakan Electronic ControlModule (ECM). Motor listrik untuk memutardistributor dan sepasang limit switch yang akanmembantu ECM. Apabila saklar pemilih bahanbakar berada pada posisi bahan bakar bensin,ECM akan melakukan diagnosa posisidistributor apakah pada posisi yang benar (14°sebelum TMA melalui sinyal yang diberikan
Page 3
Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel (Bensin-BBG) (Philip Kristanto et al.) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/3limit switch). Hal ni berlaku juga apabila saklarpemilih bahan bakar berada pada posisi BBG.Bahasa program yang digunakan pada ECMdisini adalah MCS-51TM buatan Intel,sedangkan IC yang digunakan adalah Type IC-W78E51 (8031 dengan internal PEROM 4 KB)buatan WINBOND. Diagram alir dan blokdiagram dari sistem kontrol ini dapat dilihatpada gambar berikut ini:Gambar 2. Diagram Alir Sistem KontrolGambar 3. Blok Diagram Pemilihan Bahan Bakar3.5 Daya MotorBesarnya daya motor merupakan fungsi daritorsi yang terukur oleh dinamometer dan besarputaran poros motor yang dinyatakan denganmenggunakan persamaan:602RPNBHP d ××××=π wattatau dapat juga dinyatakan dengan hasilkalibrasi dinamometer :10000RPNBHP d ××= kwattdimana:BHP = Brake Horse Power (HP)P= Gaya yang terbaca pada dinamometer(N)R= Panjang lengan dinamometer = 0,9549mN d = Putaran motor (rpm)3.6 TorsiTorsi yang dihasilkan oleh motor dapatdihitung dengan persamaan :Torsi = P x Rdimana: P = gaya aksi dinamometer (N)3.7 Tekanan Efektif Rata–RataTekanan efektif rata–rata (Brake MeanEffective Pressure) yang merupakan tekananrata–rata yang bekerja pada piston selamalangkah kerja dapat dihitung berdasarkanrumus: d NiLAZNBmep ×××××= 45,0 dimana :N= tenaga kuda poros (HP)A= luas penampang torak (m 2 )L= panjang langkah torak (m)i= jumlah silinderN d = putaran motor (rpm)Z=jumlah putaran poros engkol menyelesai-kan satu siklus kerja3.8 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik(specific fuel consumption)Specific Fuel Consumption adalah jumlahpemakaian bahan bakar yang dikonsumsi olehmotor yang menghasilkan daya satu dk selamasatu jam. Sfc dapat dihitung dengan mengguna-kan rumus : )jam.Hpbakarbahan.kg(tBHPM3600Sfc b ××= dimana :Sfc = specific fuel consumptionM b = masssa bahan bakar yang dikonsumsi(kg) selama t (detik)BHP= daya yang dihasilkan motor (HP)T= waktu yang dibutuhkan oleh motoruntuk mengkonsumsi bahan bakarsebanyak M b kg (detik)
Page 4
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/4 4. Prosedur Percobaan Prosedur yang digunakan dalam pengam-bilan data pada putaran berubah adalahsebagai berikut:1. Menghidupkan motor pada putaran idle.2. Mengatur sudut pengapian motor dengantiming light sedemikian rupa sehinggadidapatkan beban tertinggi pada dinamo-meter. Untuk percobaan ini didapatkansudut 14°(untuk bensin), 20°(untuk BBG)dan dicoba 14°(untuk BBG) .3. Menghidupkan pompa air dinamometer lalumembuka kran pemasukan air ke dinamo-meter agar tekanan air masuk sebesar 2,5 ± 0,5 bar dengan posisi pengereman 0% danputaran motor idle.4. Menaikkan putaran motor sampai 4000 rpmdengan kondisi tanpa beban (0%) danmelakukan pencatatan setelah keseimbang-an tercapai.5. Memberikan beban pada motor denganmeningkatkan pembebanan supaya didapat-kan putaran motor sebesar 4500 rpm, 4000rpm, 3500 rpm, 3000 rpm, 2500 rpm, 2000rpm, 1500 rpm, 1000 rpm, 500 rpm. Men-catat perubahan beban pada dinamometer,kelembaban udara, temperatur dalam ruang,temperatur air radiator, tekanan pelumas,tekanan udara yang keluar dari kompresor,waktu konsumsi bahan bakar tiap 50 cc.6. Membebaskan beban dengan mengembali-kan posisi pembebanan ke 0% setelahpercobaan selesai.7. Mengulang langkah 2 sampai 6 sebanyakdua kali, setelah kondisi awal percobaanyang pertama sehingga didapatkan tiga datapercobaan. 5. Data Percobaan Tabel 1. Tabel Data Percobaan untuk SudutPengapian 14 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Gas (Beban BerubahPutaran BerubahTabel 2. Tabel Percobaan untuk SudutPengapian 20 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Gas (Beban Berubahputaran Berubah)Tabel 3. Tabel Data Percobaan untuk SudutPengapian 14 Drajat sebelum TMABerbahan Bakar Bensin (BahanBerubah Putaran Berubah) 6. Analisa Hasil Percobaan Gambar 4. Torsi Fungsi Putaran
Page 5
Pengaruh Perubahan Pemajuan Waktu Penyalaan Terhadap Motor Dual Fuel (Bensin-BBG) (Philip Kristanto et al.) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/5Gambar 5. BHP Fungsi PutaranGambar 6. BMEP Fungsi PutaranHasil yang didapat menunjukkan bahwadengan merubah sudut pengapian dapatmeningkatkan performanse pada motor ber-bahan bakar BBG baik pada beban 0%, 2,5%,5%, 7.5% maupun 10%. Bahkan terlihat padapembebanan 10%, dengan menggunakan sudutpengapian standar (14° sebelum TMA) motorhanya dapat mencapai 2400 rpm, sedangkanmenggunakan sudut pengapian 20° sebelumTMA motor dapat mencapai 2600 rpm. Hal initerlihat bahwa dengan pembebanan yang cukupbesar dibutuhkan pemajuan sudut pengapianyang cukup besar agar bahan bakar dapat habisterbakar tepat pada waktunya dan meng-hasilkan daya yang maksimum. Apabila tidakdilakukan pemutaran pada distributor untukmemajukan sudut penyalaan, kerja centrifugaladvance tidak dapat memenuhi kebutuhan,karena pegas yang terdapat pada centrifugaladvance didesain untuk motor bensin bukanuntuk bahan bakar gas.Pada grafik percobaan beban berubahputaran berubah terlihat bahwa torsi dan bmepmaksimum terletak pada putaran 1800 rpmsedangkan BHP terletak pada putaran 2800rpm. Pada putaran sebelum 2000 rpm, torsi,BHP, dan bmep yang dihasilkan olehpembakaran BBG dengan sudut pengapian 20%sebelum TMA lebih besar bila dibandingkandengan pembakaran bahan bakar bensin. Halini disebabkan karena kecepatan pembakaranBBG lebih lambat dari pada bensin dan padaputaran sebelum 2000 rpm BBG dapat terbakarsempurna, sedangkan semakin tinggi rpmdibutuhkan kecepatan pembakaran yangsemakin cepat. Disini komponen untukpemajuan penyalaan fungsi rpm didisain untukmotor bensin, jadi kemampuan untuk menye-suaikannya terbatas.Dari percobaan yang telah dilakukan denganmenggunakan BBG dengan sudut pengapian14° sebelum TMA mesin tidak dapat distarttanpa menyemprotkan bensin kedalamkarburator terlebih dahulu, sedangkan sudutpengapian 20° sebelum TMA mesin dapatlangsung distart. Hal ini menunukkan bahwasudut pengapian sangat berpengaruh terhadapunjuk kerja motor bakar. 7. Kesimpulan dan Saran - Sudut pengapian optimal mesin DAIHATSUCB-23 dengan menggunakan bahan bakarbensin adalah 14° sebelum TMA.- Penggunaan ECM dapat meningkatkanunjuk kerja motor bensin yang meng-gunakan bahan bakas gas.- Dengan BBG torsi maksimum dan BHPmaksimum dapat dicapai pada kecepatanyang lebih rendah. Disamping itu denganbahan bakar BBG menggunakan ECM unjukkerja motor lebih baik pada putaran sebelum2000 rpm bila dibandingkan denganmenggunakan bahan bakar bensin. Selainitu pengunaan BBG, torsi dan bmepmaksimum dicapai pada putaran 1800 rpm
Page 6
JURNAL TEKNIK MESIN Vol. 3, No. 1, April 2001: 1 – 6 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petrahttp://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/6sedangkan BHP maksimum dicapai padaputaran 2800 rpm. Dengan menggunakanbahan bakar bensin torsi dan bmepmaksimum dicapai pada putaran 2400 rpmsedangkan BHP maksimum dicapai padaputaran 3600 rpm. Hal ini disebabkankarena karakteristik kedua bahan bakardiatas adalah berbeda.- Dengan penambahan ECM perlu adanyasetting ulang besar sudut pengapian. Daftar Pustaka 1. Arismunandar, Wiranto. Motor Bakar Torak,ed IV. Bandung : ITB,1994.2. Arends, B.P.M and H. Berenschot. MotorBensin. Jakarta : Erlangga, 1992.3. Course, William.H. Automotive ElecricalEquipment, 4 th ed. New York : McGraw – HillBook Co, Inc, 1959.4. Heywood, Jhon.B.Internal CombustionEngine Fundamentals. Singapore : Mcgraw –Hill Book Co, Inc, 1989.5. Kristanto, Pihlip. Buku Pedoman PraktikumMotor Bakar. Surabaya : U.K. PETRA.6. Maleev, M.L. Internal Combustion Engine,2 nd ed. Singapore : McGraw – Hill Book Co,Inc, 1973.7. Santini, Al.Automotive Electrical andElectronics. New York : Delmar PurlishersInc, 1998.8. Tirtoatmodjo, Rahardjo, Penggerak Mula, ed1. Surabaya : CV. Citra Media, 2000.9. Wijaya, Barata. Perencanaan Pegas Centri-fugal Advance Dari Daiharsu CB-23 JikaMenggunakan Bahan Bakar Gas. Surabaya:Universitas Kristen Petra, 1996.
bagus... pak.