8 8 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan
1. Kajian Teori
a.
Sistem Pengapian
Motor bensin membutuhkan adanya nyala api listrik untuk
membakar campuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakarnya. Oleh
karena itu dibutuhkan sebuah sistem atau mekanisme yang mengatur proses
penyalaan api listrik tersebut ke dalam ruang bakar. Menurut Jalius Jama dkk,
‘‘Sistem pengapian pada motor bensin berfungsi mengatur proses
pembakaran campuran bensin dan udara di dalam silinder sesuai waktu yang
sudah ditentukan yaitu pada akhir langkah kompresi’’ (2008: 165).
Pengapian yang tepat dan percikan bunga api yang kuat dibutuhkan
untuk mendapatkan kerja motor yang efisien. Percikan bunga api yang kuat di
ruang bakar berguna agar campuran udara dan bahan bakar di ruang bakar
dapat terbakar dengan sempurna.
b. Busi
Tujuan dari adanya busi dalam sistem pengapian adalah untuk
mengalirkan arus listrik tegangan tinggi dari koil pengapian ke ruang bakar.
Pembakaran bahan bakar di ruang bakar pada motor bensin dilakukan oleh
busi yang memercikkan bunga api, selanjutnya api membakar campuran
bahan bakar dan udara dan merambat ke seluruh ruang bakar.
Api yang dihasilkan oleh busi tersebut akan membakar campuran
yang ada di sekitarnya dan kemudian bergerak meluas ke seluruh massa
campuran dalam ruang bakar. Faktor penempatan busi sangat berpengaruh
terhadap proses pembakaran di ruang bakar. Untuk menghindari daerah yang
terjauh dari busi sebagai sumber api, maka busi diletakkan di tengah-tengah
kepala silinder. Tetapi pada umumnya peletakan busi pada sepeda motor saat
to userhisap dan katup buang.
ini berada pada salah satu sisicommit
antara katup
8
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9
c.
Penggunaan Busi Ganda
Penggunaan busi ganda dalam satu silinder dewasa ini semakin
sering digunakan dan dikembangkan karena memiliki kelebihan tersendiri.
Dengan menggunakan busi ganda diharapkan dapat memberikan distribusi
pembakaran yang lebih merata sehingga diperoleh efisiensi pembakaran yang
lebih baik. Adapun keuntungan penggunaan busi ganda adalah sebagai
berikut : (Eko Setio W, 2008 : 8)
1) Mencegah Terjadinya Detonasi
Detonasi adalah terbakarnya campuran udara dan bahan bakar di ruang
bakar secara spontan saat langkah pembakaran dan setelah penyalaan.
Tekanan meningkat yang disebabkan oleh kecepatan pembakaran yang
tidak normal, menghantam dinding silinder dan kepala piston, sehingga
menimbulkan bunyi ketukan (knocking). Tekanan yang besar dan cepat ini
terjadi pada akhir pembakaran. Sebagai akibatnya tenaga mesin akan
berkurang.
Dengan menggunakan busi ganda dalam satu silinder distribusi
pembakaran menjadi lebih cepat dan lebih merata sehingga diperoleh
pembakaran yang lebih baik.
2) Mencegah Terjadinya Kegagalan Pengapian Oleh Busi Terutama
Pada Kondisi Campuran Bahan Bakar Yang Sulit Terbakar (Hard
Knocking)
Dalam ruang pembakaran konvensional dengan busi tunggal, tingkat
pembakarannya lambat. Busi yang terletak di satu ujung dari ruang
pembakaran menyalakan campuran udara dan bahan bakar. Percikan api
yang tercipta dari busi butuh beberapa waktu untuk mencapai bagian
terjauh dari ruang pembakaran. Sehingga, pembakarannya lambat dan
tidak efisien. Jalius Jama dkk (2008) menyebutkan bahwa :
Knocking merupakan ledakan yang menghasilkan gelombang kejutan
berupa suara ketukan karena naiknya tekanan yang besar dan kuat yang
terjadi pada akhir pembakaran. Knocking yang berlebihan akan
mengakibatkan katup, busi dan torak terbakar. Saat pengapian yang
terlalu maju juga bisa menyebabkan
commit to usersuhu mesin menjadi terlalu tinggi
(hlm. 168).
9
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10
Dengan menggunakan busi ganda dalam satu silinder distribusi
pembakaran menjadi lebih cepat dan lebih merata sehingga diperoleh
efisiensi pembakaran yang lebih baik.
3) Menghemat Pemakaian Bahan Bakar
Pembakaran campuran udara dan bahan bakar di ruang bakar sangat
dipengaruhi oleh peletakan busi pada kepala silinder. Untuk menghindari
daerah yang terjauh dari busi sebagai sumber api, maka busi diletakkan di
tengah-tengah kepala silinder. Tetapi pada umumnya peletakan busi pada
sepeda motor saat ini berada pada salah satu sisi antara katup hisap dan
katup buang.
Penggunaan busi ganda membuat pembakaran bahan bakar menjadi lebih
sempurna yang menjadikan kendaraan hemat bahan bakar namun tetap
memberikan torsi yang maksimal.
4) Meningkatkan Horse Power
Percikan api yang tercipta dari busi butuh beberapa waktu untuk mencapai
bagian terjauh dari ruang pembakaran. Busi ganda mengatasi tingkat
pembakaran yang lambat tersebut dengan cara yang sederhana. Kepala
silinder dilengkapi dengan busi ganda sebagai ganti dari penggunaan busi
tunggal.
Dengan membangkitkan dua busi pada tiap ujung dari ruang pembakaran,
campuran udara dan bahan bakar terbakar sehingga terdapat dua percikan
api yang tercipta sehingga tercipta pengurangan perjalanan percikan api
dalam ruang bakar. Cepatnya pembakaran mengakibatkan cepatnya
peningkatan tekanan. Dengan demikian maka akan dihasilkan torsi yang
lebih besar, efisiensi bahan bakar yang lebih baik, dan emisi yang lebih
rendah.
Dalam aplikasi penggunaan dua busi atau lebih di dalam ruang bakar
terdapat beberapa pertimbangan yang menyebabkan teknologi tersebut kurang
dipilih sebagai sistem pengapian pada motor bensin. Beberapa kekurangan
commit to user
10
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
11
yang dapat menjadi penyebabnya adalah sebagai berikut : (Eko Setio W, 2008
: 9)
1) Faktor Desain dan Produksi
Menggunakan busi yang lebih dari satu menyebabkan desain kepala
silinder menjadi lebih rumit sehingga proses produksinya menjadi lebih
sulit dan membutuhkan biaya produksi yang lebih besar sehingga untuk
mesin dengan kapasitas silinder yang kecil membuat harganya lebih mahal
dan tidak mampu diserap oleh pasar.
2) Faktor Perawatan
Biaya perawatan menjadi lebih mahal karena komponen-komponennya
menjadi lebih banyak dibandingkan dengan hanya satu busi.
3) Membutuhkan pasokan listrik yang lebih besar untuk sistem
pengapian
d. Capasitor Discharge Ignition (CDI)
Sistem pengapian CDI (Capacitor Discharge Ignition) adalah salah
satu sistem pengapian yang menggunakan relai/saklar dengan sistem
elektronik. Penggunaan saklar dengan sistem elektronik merupakan pengganti
alat pengatur arus secara mekanik (platina). Pada sistem pengapian elektronik
(CDI),
mempunyai
beberapa
kelebihan
dibandingkan
pengapian
konvensional. Kelebihan tersebut antara lain :
1.
Tidak memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat pengapian
terjadi secara otomatis yang diatur secara elektronik.
2.
Lebih stabil, karena tidak ada loncatan bunga api seperti yang terjadi
pada breaker point (platina) sistem pengapian konvensional.
3.
Mesin mudah distart, karena tidak tergantung pada kondisi platina.
4.
Unit CDI dikemas dalam kotak plastik yang dicetak sehingga tahan
terhadap air dan goncangan.
5.
Pemeliharaan lebih mudah, karena kemungkinan aus pada titik kontak
platina tidak ada.
commit to user
11
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
12
Sehingga
sistem
pengapian
konvensional
dewasa
ini
tidak
dipergunakan secara luas. Pada sistem pengapian CDI, saklar elektronik
menggunakan peralatan semi konduktor yang dapat dikontrol yaitu SCR
(Silicon Controller Rectifier). Pada proses pengapian CDI arus yang
dihasilkan oleh sumber tegangan sementara disimpan di dalam kapasitor. Bila
sebuah isyarat tegangan diberikan pada pada gate (gerbang), maka SCR
dinyalakan. Dari penyalaan tersebut muatan listrik yang disimpan di dalam
kapasitor dilepaskan ke kumparan primer pada koil pengapian. Arus ini
kemudian membangkitan tegangan yang lebih tinggi pada kumparan sekunder
(15 KV-20 KV), yang menyebabkan terjadinya loncatan bunga api pada busi.
Berdasarkan arus yang masuk ke unit CDI, sistem pengapian CDI
dibedakan menjadi dua, yaitu sistem pengapian CDI-AC dan CDI-DC. Sistem
pengapian CDI-AC digunakan pada sepeda motor-sepeda motor keluaran
lama seperti: Honda Grand, Honda Supra, Honda Supra Fit, Yamaha RXKing, dll. Sedangkan sistem pengapian CDI-DC digunakan pada sepeda
motor-sepeda motor keluaran baru, antara lain : Honda Supra X 125, Yamaha
Jupiter MX, Honda Vario, Suzuki Shogun 125 R, dll. Perubahan sistem
pengapian sepeda motor dari CDI-AC menjadi CDI-DC dilakukan karena
pada sistem pengapian CDI-AC pengapian yang terjadi kurang stabil. Hal ini
disebabkan karena sumber arus diambil dari source coil (koil eksitasi) dimana
tegangan yang dihasilkan tergantung dari putaran mesin. Sedangkan pada
sistem pengapian CDI-DC sumber arus yang dipakai adalah baterai, sehingga
pengapian yang dihasilkan akan stabil dari putaran rendah sampai dengan
putaran tinggi.
Besarnya tegangan yang didistribusikan ke busi sebagai pemercik
bunga api dipengaruhi oleh tegangan yang diterima oleh ignition coil. CDI
sebagai pendistribusi tegangan dari sumber arus ke ignition coil diharapkan
dapat mendistribusikan tegangan tersebut secara optimal.
Dengan adanya busi ganda dalam satu silinder tentunya dibutuhkan
tegangan yang lebih besar untuk didistribusikan ke ignition coil pada masingto user
masing busi. Karena apabilacommit
tegangan
yang didistribusikan besarnya sama
12
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
13
maka tegangan akan terbagi menjadi dua yaitu untuk masing-masing busi.
Penggunaan CDI ganda dalam penelitian ini adalah sebagai pendistribusi
tegangan dari sumber arus ke ignition coil pada busi kedua. Dengan
menggunakan CDI ganda dapat mengoptimalkan distribusi tegangan ke
ignition coil pada masing-masing busi. Adapun kekurangan menggunakan
CDI ganda adalah sebagai berikut :
1.
Dengan menggandakan CDI dapat memperbesar pengapian, tetapi spull
CDI dan spull pulsernya harus di paralel sehingga jarang dilakukan
karena kurang praktis.
2.
Menggandakan CDI dikhawatirkan bisa membuat korslet wiring dan
belum tentu masing-masing CDI memiliki kurva pengapian yang sama.
1) Diagram Sistem Pengapian yang Digunakan
a) Menggunakan Busi Tunggal Dengan CDI Tunggal
Gambar 2.1. Diagram Sistem Pengapian Busi Tunggal
Komponen yang digunakan dalam sistem pengapian :
1) Baterai (Accu)
2) Fuse / Sekering
3) Kiprok
4) Spull
commit to user
13
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
14
(a) Spull CDI berfungsi mengalirkan arus listrik ke CDI untuk
pengapian.
(b) Spull pulser berfungsi sebagai penghasil arus listrik untuk
sensor pengapian. Arus listrik dikirim ke CDI untuk membuka
SCR.
(c) Spull penerangan berfungsi sebagai penghasil arus listrik untuk
penerangan.
(d) Spull pengisian berfungsi sebagai sumber arus yang digunakan
untuk mengisi baterai atau accu.
5) CDI
6) Ignition Coil
7) Busi
Skema pengapian saat menggunakan busi tunggal dan CDI tunggal
adalah sebagai berikut :
Arus listrik dari baterai yang telah melewati fuse distabilkan oleh
kiprok dan kelebihan arus listriknya dialirkan ke massa. Arus listrik
yang telah distabilkan oleh kiprok akan diteruskan ke spull CDI untuk
pengapian dan juga ke spull pulser untuk mengaktifkan sensor
pengapian. Sensor pengapian akan mengirim sinyal listrik ke CDI
guna membuka SCR. Pada saat SCR memicu muatan listrik yang
disimpan di kapasitor CDI, arus dari SCR kemudian menuju primer
koil. Hubungan arus dari kapasitor CDI menimbulkan induksi pada
kumparan sekunder koil. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder
diteruskan ke busi hingga memercikkan bunga api.
commit to user
14
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
15
b) Menggunakan Busi Tunggal Dengan CDI Ganda
Gambar 2.2. Diagram Sistem Pengapian Busi Tunggal dan CDI Ganda
Skema pengapian saat menggunakan busi tunggal dan CDI ganda
adalah sebagai berikut :
Arus listrik dari baterai yang telah melewati fuse distabilkan oleh
kiprok dan kelebihan arus listriknya dialirkan ke massa. Arus listrik
yang telah distabilkan oleh kiprok akan diteruskan ke spull CDI untuk
pengapian dan juga ke spull pulser untuk mengaktifkan sensor
pengapian. Arus listrik kemudian di parallel menuju ke kedua CDI.
Sensor pengapian akan mengirim sinyal listrik ke CDI guna membuka
SCR. Pada saat SCR memicu muatan listrik yang disimpan di
kapasitor CDI, arus dari SCR kemudian menuju primer koil.
Hubungan arus dari kapasitor CDI menimbulkan induksi pada
kumparan sekunder koil. Tegangan listrik yang dihasilkan dari
memparalel arus listrik ke kedua CDI menjadi lebih besar. Tegangan
tinggi
pada
kumparan
sekunder
diteruskan
memercikkan bunga api yang lebih besar.
commit to user
15
ke
busi
hingga
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
16
c) Menggunakan Busi Ganda Dengan CDI Tunggal
Gambar 2.3. Diagram Sistem Pengapian Busi Ganda dan CDI Tunggal
Skema pengapian saat menggunakan busi ganda dan CDI tunggal
adalah sebagai berikut :
Arus listrik dari baterai yang telah melewati fuse distabilkan oleh
kiprok dan kelebihan arus listriknya dialirkan ke massa. Arus listrik
yang telah distabilkan oleh kiprok akan diteruskan ke spull CDI untuk
pengapian dan juga ke spull pulser untuk mengaktifkan sensor
pengapian. Sensor pengapian akan mengirim sinyal listrik ke CDI
guna membuka SCR. Pada saat SCR memicu muatan listrik yang
disimpan di kapasitor CDI, arus dari SCR kemudian menuju primer
masing-masing koil. Hubungan arus dari kapasitor CDI menimbulkan
induksi pada kumparan sekunder masing-masing koil. Tegangan
tinggi
pada
kumparan
sekunder
memercikkan bunga api.
commit to user
16
diteruskan
ke busi
hingga
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
17
d) Menggunakan Busi Ganda Dengan CDI Ganda
Gambar 2.4. Diagram Sistem Pengapian Busi Ganda dan CDI Ganda
Skema pengapian saat menggunakan busi ganda dan CDI ganda
adalah sebagai berikut :
Arus listrik dari baterai yang telah melewati fuse distabilkan oleh
kiprok dan kelebihan arus listriknya dialirkan ke massa. Arus listrik
yang telah distabilkan oleh kiprok akan diteruskan ke spull CDI untuk
pengapian dan juga ke spull pulser untuk mengaktifkan sensor
pengapian. Arus listrik kemudian di parallel menuju ke kedua CDI.
Sensor pengapian akan mengirim sinyal listrik ke CDI guna membuka
SCR. Pada saat SCR memicu muatan listrik yang disimpan di
kapasitor CDI, arus dari SCR kemudian menuju kumparan primer
masing-masing koil. Hubungan arus dari kapasitor CDI menimbulkan
induksi pada kumparan sekunder masing-masing koil. Tegangan
listrik yang dihasilkan dari memparalel arus listrik ke kedua CDI
menjadi lebih besar. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder
diteruskan ke busi hingga memercikkan bunga api yang lebih besar.
commit to user
17
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
18
e.
Daya
Daya motor adalah kemampuan sebuah motor bakar untuk
menghasilkan tenaga dari proses konversi energi panas menjadi energi putar.
Semakin besar daya motor yang dihasilkan semakin besar pula percepatan
yang dihasilkan untuk reduksi gigi (sistem transmisi) yang sama.
Daya motor adalah rata-rata kerja yang dilakukan dalam satuan
waktu (Toyota New Step 1, 1995: 1-7). Daya motor diperoleh dari
pembakaran bahan bakar di dalam silinder yang menghasilkan tekanan untuk
mendorong torak sehingga menghasilkan daya putar pada poros engkol.
Daya sebuah mesin dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kualitas
bahan bakar, proses pembakaran, keterlambatan pembakaran, mekanisme
katup, kualitas udara yang dimasukkan, perbandingan kompresi dan kerugian
mekanis serta tekanan efektif rata-rata, sehingga daya motor dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu daya indikator dan daya poros (efektif).
Daya indikator adalah daya yang dihasilkan oleh silinder. Dengan
kata lain daya indikator adalah daya teoritis yang belum dipengaruhi faktor
gesekan di dalam silinder motor, pada motor 2 tak untuk satu kali siklus kerja
diselesaikan selama satu putaran poros engkol. Maka mekanisme dari satu
putaran adalah :
Ni = Pi.A.L
Keterangan :
Pi = Tekanan rata-rata yang diindikasikan
A = Luas lingkaran torak =
D2 = 0,7825.D2
L = Panjang langkah torak
Daya yang dihasilkan motor selama n putaran adalah :
Ni =
Dimana :
Ni
= Daya Indikator
Pi
= Tekanan rata-rata yang diindikasikan (dalam kgf/cm2)
commit to user
= Diameter Silinder
18
D
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
19
L
= Langkah Torak
Z
= Jumlah Silinder
n
= Putaran mesin setiap menit
= jumlah langkah kerja, untuk motor 2 tak = 1 dan motor 4 tak =
1/60
= Untuk mengubah 1 menit = 60 detik
1/100
= untuk mengubah 1 meter = 100 cm
1 HP
= 0.7457 KW (Kilo Watt)
1 PS
= 0.7355 KW
Pada motor bakar daya yang digunakan adalah daya poros. Daya
poros diperoleh dari daya indikator dikurangi dengan kerugian-kerugian
gesekan. Daya poros ditimbulkan oleh bahan bakar yang dibakar dalam
silinder dan selanjutnya menggerakkan semua mekanisme.
Daya mesin sebenarnya dapat dihitung dengan menghitung daya
poros dan torsi yang dihasilkan oleh poros tersebut. Untuk menghitung daya
poros digunakan dynamometer yang dihubungkan dengan poros output
mesin, sehingga dari alat tersebut terbaca besarnya torsi yang dihasilkan.
Sedangkan untuk mengetahui besarnya putaran mesin (rpm) menggunakan
tachometer.
Setelah diketahui besarnya torsi dan putaran mesin dari pengukuran ini
kemudian dimasukkan ke dalam rumus :
N=
.T.
PS (German Horse Power)
Keterangan :
N = Daya mesin
T = Momen putar (Torsi)
n = putaran mesin per menit (rpm)
Momen mesin ialah nilai yang menunjukkan gaya putar pada out put
mesin (New Step I, 1995: 1-7). Daya mesin yang sesungguhnya dapat diukur
berdasarkan pada putaran poros dan momen torsi yang dihasilkan. Antara
commit to user
daya, momen dan torsi tersebut memiliki hubungan yang saling ketertarikan.
19
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
20
Nilai ini dinyatakan dalam satuan Newton Meter dan dihitung dengan
persamaan :
T=Pxr
Dimana :
T = Momen Putar (Torsi)
P = Gaya
r = Jarak (Distance)
Daya out put mesin merupakan rata-rata kerja yang dilakukan dalam
satu waktu. Satuan umum yang digunakan adalah Kilowatt (KW). Satuan lain
yang digunakan ialah HP dan PS. Untuk memperjelas hubungan antara Daya,
Torsi dan Putaran dapat dijelaskan sebagai berikut :
Apabila sebuah roda dengan jari-jari, padanya bekerja gaya keliling
P yang menyebabkan roda berputar sebanyak n putaran per menit maka daya
N yang bekerja adalah :
N = P.2π.R.n.
=
kgcm/detik
kgm/detik
Karena 1 HP = 75 kgm/detik, maka :
N =
HP
P x R adalah momen putar yang bekerja (Torsi), maka akan menjadi :
N =
HP atau
T =
=
= 71656
commit to user
20
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
21
f.
Spesifikasi Yamaha Jupiter Z Tahun 2009
1) Mesin
Tipe Mesin
: 4 Langkah, 2 Valve SOHC, Berpendingin
Udara
Jumlah / Posisi Silinder
: Cylinder Tunggal Miring ke Depan
Volume Silinder
: 110,3 cm3
Diameter × Langkah
: 51,0 × 54,0 mm
Perbandingan Kompresi
: 9,3 : 1
Daya maks.
: 8,8 HP pada putaran 8000 rpm
Torsi maks.
: 0,92 kgf.m pada 5000 rpm
Sistem Starter
: Motor Starter dan Starter Kaki
Sistem Pelumasan
: Basah
Kapasitas Oli Mesin
: Total : 1 Liter / Penggantian Berkala : 0,8
Liter
Sistem Bahan Bakar
: Karburator VM17 SH × 1 (Mikuni)
Tipe Kopling
: Basah, Kopling Ganda Otomatis
Tipe Transmisi
: Rotary, 4 Kecepatan
Pengoperasian Transmisi
: N-1-2-3-4-N
2) Chasis
Tipe Rangka
: Tulang Bawah / Under Bone
Suspensi Depan
: Teleskopik
Suspensi Belakang
: Lengan Ayun, Suspensi Ganda
Ban Depan
: 70/90-17M/C 38P
Ban Belakang
: 80/90-17M/C 38P
Rem Depan
: Piringan Tunggal / Single Disc Brake
Rem Belakang
: Tromol / Drum Brake
3) Kelistrikan
Sistem Pengapian
: DC. CDI
Sistem Pengisian
: AC Magneto
Battery
Voltase
: GM5Z-3B/YB 5L-B
commit
userAh
: 12 to
V 5,0
21
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
22
Busi
: NGK C6HSA / DENSO U20FS-U
Kerenggangan Busi
: 0,6-0,7 mm (0,023-0,027 in)
4) Dimensi
P×L×T
: 1910 × 680 × 1.045 mm
Jarak Sumbu Roda
: 1230 mm
Jarak Terendah ke Tanah
: 140 mm
Tinggi Tempat Duduk
: 760 mm
Berat Isi
: 102,0 kg (Dengan Bensin dan Oli)
Kapasitas Tangki
: 4,2 liter
2. Hasil Penelitian yang Relevan
Beragam eksperimen yang berhubungan dengan penggunaan 2 busi
telah banyak dilakukan sebelumnya, diantaranya yaitu :
1. Penelitian yang dilakukan oleh Eko Setio W (2008) dengan judul
‘‘Pengaruh Modifikasi Penggunaan Dua Busi Terhadap Unjuk Kerja
Mesin Bensin Honda Kharisma 125 Putaran Berubah’’. Penelitian yang
dilakukan bertujuan untuk memperkaya ilmu pengetahuan dan
teknologi tentang pengaruh penggunaan dua busi terhadap unjuk kerja
mesin berupa torsi, daya efektif, tekanan efektif rata-rata, pemakaian
bahan bakar spesifik dan efisiensi thermis serta untuk mengetahui
pengaruhnya terhadap emisi gas buang yang dihasilkan mesin bensin 4
langkah 1 silinder. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan dua
busi dapat meningkatkan unjuk kerja dengan kenaikan daya 8,15%,
kenaikan torsi 8,16%, kenaikan Bmep 8,5%, Penurunan Sfc 7,82%, dan
kenaikan Efisiensi thermal 8,52%. Untuk emisi gas buang CO turun
sebesar 25,68 % dan HC turun sebesar 21,86 %. Pada penelitian ini
digunakan Ignition coil yang mampu menghasilkan percikan api yang
sama besar dan dalam waktu yang bersamaan. Grafik hubungan daya
terhadap putaran mesin adalah sebagai berikut :
commit to user
22
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
23
Gambar 2.5. Grafik Hubungan Daya Terhadap Putaran Mesin
(Trendline)
(Sumber: Eko Setio W, 2008: 56)
Gambar 2.6. Grafik Hubungan Daya Terhadap Putaran Mesin (Point
To Point)
(Sumber: Eko Setio W, 2008: 56)
Adapun skema cylinder head yang telah di modifikasi adalah sebagai
berikut :
commit to user
23
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
24
Gambar 2.7. Skema Cylinder Head Yang Telah di Modifikasi
(Sumber: Eko Setio W, 2008: 38)
Skema peralatan yang digunakan pada saat pengujian adalah sebagai
berikut :
commit to user
24
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
25
Gambar 2.8. Skema Peralatan Pada Saat Pengujian
(Sumber: Eko Setio W, 2008: 35)
Keterangan:
1. Tangki bahan bakar.
2. Filter bahan bakar.
3. Gelas ukur.
4. Mesin Honda Karisma.
5. Karburator.
6. Kabel busi pertama.
7. Ignition coil.
8. ECM / CDI.
9. Flexibel coupling.
10. Knalpot.
11. Water brake dynamometer.
12. Katup air.
13. Pompa.
14. Tangki air.
15. Tachometer.
16. Busi dan kabel busi kedua.
17. Blower.
2. Penelitian yang dilakukan oleh Atilla Bilgin, Ismail Altin, dan Ismet
Sezer (2009) dengan judul “Investigation of the Effect of Dual Ignition
on the Exhaust Emissions of an SI Engine Operating on Different
Conditions by Using Quasi-dimensional Thermodynamic Cycle
Model”. Penelitian dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan
busi ganda dan variasi lokasi busi terhadap emisi gas buang mesin SI
yang beroperasi dalam kondisi yang berbeda. Penelitian dilakukan
secara teoritis menggunakan siklus termodinamika model quasidimensional dengan dua-zona. Bertujuan untuk menentukan konsentrasi
CO2, CO, dan NO pada emisi gas buang. Hasil yang diperoleh
commit to user
menunjukkan bahwa terdapat pengaruh penggunaan pengapian ganda
25
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
26
dan variasi lokasi busi terhadap emisi gas buang. Dengan menggunakan
pengapian ganda terjadi penurunan emisi gas buang terutama dengan
memperpendek perjalanan api dan meminimalkan durasi pembakaran.
Model yang digunakan dalam penelitian adalah siklus termodinamika
model quasi-dimensional dengan dua-zona. Kompresi dalam silinder,
proses pembakaran, suhu gas yang terbakar dan lain-lain ditentukan
dengan memecahkan persamaan diferensial secara bersamaan. Pada
gambar ditunjukkan lokasi busi yang digunakan dalam penelitian. Titiktitik yang digambarkan dengan angka 1, 2, dan 3 dalam gambar
mewakili titik pusat, garis tengah, dan lokasi percikan sisi masingmasing.
Gambar 2.9. Letak Busi yang Digunakan Dalam Penelitian
(Sumber : Bilgin, Altin, & Sezer, 2009 : 460)
Manfaat utama menggunakan percikan api ganda adalah untuk
mencapai pembakaran yang lebih kuat dan lebih cepat. Hal ini
memungkinkan mesin untuk beroperasi dengan campuran bahan bakar
udara ramping, yaitu dengan EGR (Resirkulasi gas buang) untuk emisi
yang lebih terkendali.
commit to user
26
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
27
Berikut kesimpulan dapat diambil dari penelitian :
a.
Jumlah busi dan lokasinya memiliki pengaruh penting pada emisi
gas buang mesin SI.
b.
Busi tunggal yang terletak di tengah dan konfigurasi busi ganda
memberikan hasil yang hampir sama berupa pembakaran terbaik
dengan emisi gas buang terendah dibandingkan dengan semua
konfigurasi lainnya. Oleh karena itu, jika busi tunggal yang terletak
di tengah tidak dapat digunakan karena ada kendala geometris
konfigurasi busi ganda dapat digunakan untuk menurunkan emisi.
c.
Konfigurasi busi ganda yang terletak di masing-masing sisi
memberikan hasil yang sama dengan konfigurasi busi tunggal yang
terletak di tengah.
d.
Peningkatan emisi CO dan NO di berbagai kondisi dapat berkurang
dengan menggunakan pengapian ganda di mesin SI.
B. Kerangka Berpikir
Upaya untuk mengembalikan atau meningkatkan performa mesin dapat
dilakukan dengan berbagai cara agar diperoleh performa mesin yang diharapkan.
Salah satu upaya tersebut adalah dengan memperbaiki kualitas pembakaran bahan
bakar di dalam ruang bakar.
Penggunaan busi ganda dalam satu silinder akan menghasilkan
pembakaran yang lebih sempurna karena dapat menjangkau daerah yang terletak
jauh dari posisi penempatan busi. Dengan menggunakan busi ganda diharapkan
dapat memberikan distribusi pembakaran yang lebih merata sehingga diperoleh
pembakaran yang lebih baik. Dengan pembakaran yang lebih baik maka diduga
performa mesin dapat meningkat sesuai yang diharapkan.
Pembakaran
yang
sempurna
di
dalam
ruang
bakar
tentunya
membutuhkan saat pengapian yang tepat dari busi. Keterlambatan atau pengapian
terlalu awal dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna sehingga untuk
tingkat lebih lanjut dapat menyebabkan kerusakan mesin. Pengaturan saat
pengapian pada kendaraan bermotor
dewasa
ini tidak lagi menggunakan sistem
commit
to user
27
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
28
pengapian secara konvensional (menggunakan platina / breaker point) melainkan
telah menggunakan sistem pengapian secara elektronik (Capacitor Discharge
Ignition / CDI). Dengan menggunakan sistem pengapian elektronik (CDI) maka
tidak lagi memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat pengapian terjadi
secara otomatis yang diatur secara elektronik.
Dengan adanya busi ganda dalam satu silinder tentunya dibutuhkan
tegangan yang lebih besar untuk didistribusikan ke ignition coil pada masingmasing busi. Karena apabila tegangan yang didistribusikan besarnya sama maka
tegangan akan terbagi menjadi dua yaitu untuk masing-masing busi. Dengan
menggunakan busi ganda dalam satu silinder, sistem pengapian membutuhkan
ignition coil dan CDI tambahan untuk mengatur dan mengoptimalkan distribusi
tegangan pada busi kedua (hasil modifikasi). Penggunaan CDI ganda dalam
penelitian ini adalah sebagai pendistribusi tegangan dari sumber arus ke ignition
coil pada busi kedua. Dengan menggunakan CDI ganda diharapkan dapat
mengoptimalkan distribusi tegangan ke ignition coil pada masing-masing busi.
Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian dengan menggunakan CDI tunggal
yang melayani busi tunggal, menggunakan CDI ganda yang melayani busi
tunggal, menggunakan CDI tunggal yang melayani busi ganda dan menggunakan
CDI ganda yang melayani busi ganda untuk memperoleh kerja atau performa
mesin kendaraan yang lebih optimal. Dengan menggunakan CDI ganda yang
melayani busi ganda diduga performa mesin mengalami peningkatan dan kualitas
pembakaran menjadi lebih baik.
Dengan distribusi pembakaran yang lebih merata dan diperoleh
pembakaran yang lebih baik saat menggunakan busi ganda serta memperoleh
kerja atau performa mesin kendaraan yang lebih optimal saat menggunakan CDI
ganda diduga performa mesin mengalami peningkatan dan kualitas pembakaran
menjadi lebih baik.
Untuk lebih jelasnya kerangka pemikiran ini dapat digambarkan dalam
paradigma sebagai berikut :
commit to user
28
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
29
X1
X1.1
X1.2
Y
X2
X2.1
X2.2
Gambar 2.10. Paradigma Penelitian
Keterangan :
X1
: Jumlah busi yang digunakan
X1.1 : Busi tunggal
X1.2 : Busi ganda
X2
: CDI yang digunakan
X2.1 : CDI tunggal
X2.2 : CDI ganda
Y
: Daya mesin yang dihasilkan pada sepeda motor Yamaha Jupiter Z
tahun 2009
C. Hipotesis
Berdasarkan landasan teori maka diajukan hipotesis penelitian sebagai
berikut :
1. Terdapat pengaruh penggunaan busi tunggal dengan menggunakan
CDI ganda terhadap daya yang dihasilkan sepeda motor Yamaha
Jupiter Z tahun 2009
2. Terdapat pengaruh penggunaan busi ganda dengan menggunakan
CDI tunggal terhadap daya yang dihasilkan sepeda motor Yamaha
Jupiter Z tahun 2009
3. Terdapat pengaruh penggunaan busi ganda dengan menggunakan
CDI ganda terhadap daya yang dihasilkan sepeda motor Yamaha
Jupiter Z tahun 2009
commit to user
29