Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta

Tahun 2013TUGAS 2

PENELITIAN PENDIDIKAN TEKNIK

Oleh :Lala Shidiq R (K2510043)

Contoh Judul Penelitian :

1. PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR PREMIUM

MELALUI UPPER TANK RADIATOR TERHADAP KONSUMSI

BAHAN BAKAR DAN EMISI GAS BUANG PADA HONDA JAZZ

2. PERBEDAAN KONSUMSI BAHAN BAKAR DAN TEGANGAN

OUTPUT CDI PADA MESIN HONDA GL PRO ANTARA YANG

MENGGUNAKAN CDI STANDAR GL PRO DENGAN CDI SUZUKI

SHOGUN

3. ANALISA PERFORMA SEPEDA MOTOR 4 LANGKAH 1 SILINDER

FUEL INJECTION 125 CC TERHADAP VARIASI CAMPURAN

PREMIUM-ETANOL

4. HUBUNGAN PRESTASI PRAKTIK KERJA INDUSTRI TERHADAP

MINAT BERWIRAUSAHA SISWA KELAS II TEKNIK OTOMOTIF

SMK NEGERI 2 SURAKARTA TAHUN AJARAN 2013/2014

5. PENGARUH PRESTASI BELAJAR MATEMATIKA DAN PRESTASI

BELAJAR FISIKA TERHADAP KEMAMPUAN PRAKTEK

PEMESINAN SISWA KELAS II SMK N 2 SURAKARTA TH AJARAN

2013/2014

Identifikasi masalah :

Variabel terikat : KONSUMSI BAHAN BAKAR DAN EMISI GAS

BUANG

Variabel bebas : PEMANASAN BAHAN BAKAR PREMIUM

MELALUI UPPER TANK RADIATOR

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kondisi alam sekarang sudah sangat memprihatinkan karena pemanasan

global yang disebabkan oleh hasil pembakaran pada motor bakar yang tidak

sempurna. Kandungan polutan gas buang dari kendaraan bermotor paling banyak

dipengaruhi oleh kesempurnaan proses pembakaran di dalam silinder. Selain itu

menipisnya cadangan bahan bakar minyak sekarang membuat manusia untuk

berusaha mencari sumber bahan bakar alternative lain atau dengan cara

menghemat sebanyak mungkin pemakaian bahan bakar terutama untuk bahan

bakar mesin pembakaran dalam.

Tingginya konsumsi bahan bakar dan kadar polusi dari kendaraan

bermotor pada dasarnya dapat dikendalikan dan dikurangi. Salah satu cara yang

paling tepat adalah dengan cara memperbaiki proses pembakaran yang terjadi di

dalam mesin. Cara-cara yang dapat dilakukan antara lain dengan perbaikan mutu

bahan bakar, homogenitas campuran bahan bakar dan mengatur saat pembakaran

yang tepat. Salah satu syarat agar campuran lebih homogen adalah bahan bakar

harus mudah menguap. Sehingga apabila bahan bakar dipanaskan terlebih dahulu

maka diharapkan bahan bakar akan lebih mudah bercampur dengan udara yang

masuk ke dalam silinder sehingga homogenitas campuran bahan bakar dan udara

akan lebih baik. Jika homogenitas baik maka akan memperbaiki sistem

pembakaran sehingga diharapkan dapat mengurangi besar konsumsi bahan bakar

dan kepekatan asap hitam pada gas buang. Untuk memanaskan bahan bakar maka

dipilihlah bagian atas (upper tank) radiator, sehingga secara langsung dapat

membantu proses pendinginan mesin. Disini penulis ingin mengadakan penelitian

mengenai pengaruh pemanasan bahan bakar terhadap konsumsi bahan bakar dan

emisi pada gas buang.

B. Identifikasi Masalah

Konsumsi bahan bakar suatu kendaraan dapat ditentukan dari beberapa faktor

antara lain :

a) Proses pembakaran yang terjadi pada mesin.

b) Waktu pembakaran yang tepat.

c) Homogenitas campuran bahan bakar dengan air. Untuk lebih membuat

campuran bahan bakar yang lebih homogen dengan cara memanaskan

bahan bakar agar menjadi uap.

C. Pembatasan Masalah

Suatu penelitian agar tidak terjadi kesalahpahaman yang terlalu jauh haruslah

ditentukan pembatasan masalah penelitian. Adapun pembatasan masalah

dalam penelitian ini antara lain:

1. Pemanasan bahan bakar melalui upper tank radiator.

2. Honda Jazz, mobil yang banyak digunakan.

D. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, permasalahan yang akan

diungkapkan dalam penelitian ini adalah:

a) Apakah ada pengaruh pemanasan bahan bakar solar pada upper tank

radiator dengan meninjau suhu awal bahan bakar sebelum masuk ke

injektor terhadap konsumsi bahan bakar pada mesin Honda Jazz.

b) Apakah ada pengaruh pemanasan bahan bakar solar pada upper tank

radiator dengan meninjau suhu awal bahan bakar sebelum masuk ke

injektor terhadap emisi gas buang pada mesin Honda Jazz.

E. Tujuan Penelitian

Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk:

1. Mengetahui apakah ada pengaruh pemanasan bahan bakar premium

terhadap konsumsi bahan bakar pada mesin Honda Jazz.

2. Mengetahui apakah ada pengaruh pemanasan bahan bakar premium

terhadap kepekatan asap gas buang pada mesin Honda Jazz.

F. Kegunaan Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini oleh peneliti adalah sebagai

berikut :

a) Secara teoritis dapat dipakai untuk mengetahui pengaruh pemanasan bahan

bakar premium terhadap konsumsi bahan bakar dan kepekatan asap gas

buang pada mesin Honda Jazz.

b) Memberikan sumbangan pemikiran yang dapat dipakai sebagai bahan

referensi dan bahan pertimbangan dalam pengembangan di bidang

teknologi.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pusaka

1. Konsumsi Bahan Bakar

Konsumsi bahan bakar menurut Suyanto (1989 : 248), adalah ukuran

banyak sedikitnya bahan bakar yang digunakan suatu mesin untuk diubah menjadi

panas pembakaran dalam jangka waktu tertentu. Menurut Suyanto (1989 : 20),

campuran bahan bakar yang ada di dalam silinder akan mempengaruhi tenaga

yang dihasilkan karena jumlah bahan bakar yang akan dibakar akan menentukan

besar panas dan tekanan akhir pembakaran yang digunakan untuk mendorong

torak dari TMA ke TMB pada saat langkah usaha.

Menurut Soenarta (1995 : 21), kualitas bahan bakar dapat juga dipakai

untuk mengetahui prestasi unjuk kerja mesin. Pembakaran yang sempurna akan

menghasilkan tingkat konsumsi bahan bakar yang ekonomis karena pada

pembakaran sempurna campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar

seluruhnya dalam waktu dan kondisi yang tepat. Proses pembakaran tersebut

sangat berlawanan dengan pembakaran tidak sempurna. Bahan bakar yang masuk

ke dalam silinder tidak seluruhnya dapat diubah menjadi panas dan tenaga

sehingga untuk mencapai tingkat kebutuhan panas dan tekanan pembakaran yang

sama diperlukan bahan bakar yang lebih banyak. Menurut Suyanto (1989 : 249),

kualitas pembakaran bahan bakar di dalam silinder dipengaruhi oleh : 1) nilai

bahan bakar, 2) angka setane bahan bakar, 3) komposisi kimia dalam bahan bakar.

Konsumsi bahan bakar pada setiap proses penginjeksian untuk empat

silinder dapat dihitung dengan menggunakan rumus hasil konversi dari konsumsi

bahan bakar spesifik pengereman (VL. Maleev, 1991).

Besarnya daya dan torsi suatu motor merupakan hasil dari pembakaran

campuran bahan bakar dan udara dalam ruang silinder. Banyaknya bahan bakar

yang diubah menjadi daya ditunjukkan dalam satuan kilogram (Imam Kurniawan,

2005). Maka berarti banyaknya bahan bakar yang dikonsumsi oleh motor

dibandingkan daya yang dihasilkan dalam tiap satuan waktu akan diperoleh

besaran yang disebut konsumsi bahan bakar spesifik/ spesific fuel consumption

(sfc).

Keterangan :

V = konsumsi bahan bakar setiap proses penginjeksian untuk empat silinder (cc)

vt

= volume bahan bakar setiap menit (cc/menit)

n = putaran mesin (rpm)

v = volume bahan bakar yang dihabiskan setiap ‘t’ menit (20 cc)

t = waktu untuk menghabiskan 20 cc bahan bakar (menit)

Tingkat pemakaian bahan bakar dalam suatu motor ditentukan dengan

banyaknya bahan bakar yang diberikan dan daya yang dihasilkan saat itu,

sehingga akan berbeda dengan pemakaian pada saat motor berjalan. Tidak

selamanya mesin dengan volume silinder yang besar akan berarti konsumsi bahan

bakarnya boros / tinggi.

2. Emisi Gas Buang

Emisi gas buang merupakan polutan yang mengotori udara yang dihasilkan oleh

gas buang kendaraan (Wardan Suyanto,1989:345). Gas buang kendaraan yang

dimaksudkan di sini adalah gas sisa proses pembakaran yang dibuang ke udara

bebas melalui saluran buang kendaraan. Terdapat empat emisi pokok yang

dihasilkan oleh kendaraan. Adapun keempat emisi tersebut adalah senyawa

Hidrokarbon (HC), Karbon Monoksida (CO), Nitrogen Oksida (NOx), dan

partikel-partikel yang keluar dari gas buang.

1. Senyawa Hidrokarbon (HC), terjadi karena bahan bakar belum terbakar

tetapi sudah terbuang bersama gas buang akibat pembakaran kurang

sempurna dan penguapan bahan bakar. Senyawa Hidrokarbon (HC)

dibedakan menjadi dua yaitu bahan bakar yang tidak terbakar sehingga

keluar menjadi gas mentah, serta bahan bakar yang terpecah karena reaksi

panas berubah menjadi gugusan HC lain yang keluar bersama gas buang.

C8H18 → H + C + HC ................................. (1)

Timbulnya HC secara umum disebabkan oleh :

a. Api yang dihasilkan busi pada ruang pembakaran bergerak sangat

cepat tetapi temperatur di sekitar dinding ruang bakar rendah. Hal ini

mengakibatkan campuran bahan bakar dan udara di daerah yang

bertemperatur rendah tersebut gagal terbakar (quenching zone).

Campuran bahan bakar yang tidak terbakar tersebut kemudian

terdorong keluar oleh torak menuju ke saluran buang.

b. Pada saat deselerasi, katup gas (throttle valve/skep) menutup sehingga

serta terjadi engine brake padahal putaran mesin masih tinggi. Hal ini

akan menyebabkan adanya hisapan bahan bakar secara besar-besaran,

campuran menjadi sangat kaya dan banyak bahan bakar yang tidak

terbakar terbuang. (pada sistem bahan bakar karburator).

c. Langkah overlapping (katup masuk dan buang bersama-sama terbuka)

terlalu panjang sehingga HC berfungsi sebagai gas

pembilas/pembersih (terjadi khususnya pada putaran rendah, sistem

bahan bakar karburator). Senyawa HC akan berdampak terasa pedih di

mata, mengakibatkan tenggorokan sakit, penyakit paru-paru dan

kanker. Grafik hubungan antara campuran bahan bakar-udara dan HC

dapat dicermati pada gambar di bawah ini.

Gambar 1. Hubungan Antara Campuran Bahan Bakar-Udara dan HC

2. Karbonmonoksida (CO), tercipta dari bahan bakar yang terbakar sebagian

akibat pembakaran yang tidak sempurna ataupun karena campuran bahan

bakar dan udara yang terlalu kaya (kurangnya udara). Unsur Carbon di

dalam bahan bakar akan terbakar dalam suatu proses sebagai berikut :

2C + O2 → 2CO ............................ (2)

CO yang dikeluarkan dari sisa hasil pembakaran banyak dipengaruhi oleh

perbandingan campuran bahan bakar dan udara yang dihisap oleh mesin.

Untuk mengurangi CO perbandingan campuran ini harus dibuat kurus,

tetapi cara ini mempunyai efek samping yang lain, yaitu NOx akan lebih

mudah timbul dan tenaga yang dihasilkan mesin akan berkurang. CO

sangat berbahaya karena tidak berwarna maupun berbau, mengakibatkan

pusing, mual, gangguan napas, bahkan dapat mengakibatkan kematian.

Grafik hubungan antara campuran bahan bakar-udara, CO dan CO2 dapat

dicermati pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Hubungan Antara Campuran Bahan Bakar-Udara, CO dan CO2

3. Nitrogen Oksida (NOx), merupakan emisi gas buang yang dihasilkan

akibat suhu kerja yang tinggi. Udara yang digunakan untuk pembakaran

sebenarnya mengandung unsur Nitrogen 80%. Pada temperatur tinggi

(>13700C), Nitrogen bersatu dengan campuran bahan bakar dan

membentuk senyawa NOx. NOx disebabkan oleh reaksi unsur-unsur N2

dan O2 pada temperatur 1800 - 2000 oC seperti dibawah ini :

N2 + O2 → 2 NO .......................... (3)

Gas NO yang terkandung di dalam udara mudah berubah menjadi NO2.

NOx terbentuk dalam proses pembakaran pada mesin karena temperatur

saat proses pembakaran melebihi 2000 oC. Dalam motor bensin, pada

umumnya produksi NOx meningkat secara cepat mengikuti grafik kurva

melengkung bersamaan dengan meningkatnya suhu seperti terlihat pada

gambar di bawah ini.

Gambar 3. Hubungan Antara Temperatur Ruang Bakar dan NOx

NOx dalam gas buang terdiri dari 95 % NO, 3-4 % NO2, dan sisanya

N2O, N2O3 dan sebagainya. Senyawa HC, CO, dan NOx merupakan gas

beracun yang terdapat dalam gas bekas kendaraan, sedangkan gas bekas

kendaraan sendiri umumnya terdiri dari gas yang tidak beracun seperti N2

(Nitrogen), CO2 (gas karbon) dan H2O (uap air). Komposisi dari gas

buang kendaraan bermotor dengan bahan bakar bensin adalah 72% N2,

18,1% CO2, 8,2% H2O, 1,2% Gas Argon (gas mulia), 1,1% O2, dan 1,1%

gas beracun yang terdiri dari 0,13% NOx, 0,09% HC, dan 0,9% CO. Gas

buang yang beracun merupakan sebagian kecil dari volume gas bekas

kendaraan bermotor yang menyebabkan polusi udara. Polusi yang

disebabkan oleh gas buang kendaraan selain mengotori udara juga

menyebabkan peningkatan suhu udara yang dapat menyebabkan

pemanasan global atau efek rumah kaca (greenhouse effect). Efek rumah

kaca menyebabkan terserapnya pancaran gas oleh gas-gas rumah kaca

seperti uap air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) sehingga tidak terlepas

ke luar angkasa. Hal itu akan menyebabkan panas tersebut terperangkap di

troposfir dan akhirnya meningkatkan suhu troposfir dan bumi.

3. Mesin Bensin

Motor bensin merupakan salah satu jenis motor pembakaran dalam

(internal combustion engine). Motor bensin sangat banyak digunakan karena

mempunyai beberapa keuntungan, diantaranya yaitu harganya yang relatif murah,

mudah dalam hal perawatan, dan mudah dalam memodifikasi mesin (Imam

Kurniawan, 2005). Pada motor bensin, tenaga yang dihasilkan merupakan hasil

dari proses pembakaran campuran bahan bakar dan udara. Proses pembakaran

adalah proses secara fisik yang terjadi di dalam silinder selama pembakaran

terjadi. Proses pembakaran dimulai pada saat busi memercikkan bunga api hingga

terjadi proses pembakaran (Wardan Suyanto, 1989 : 252). Syarat untuk terjadinya

proses pembakaran adalah adanya api untuk membakar, adanya udara, adanya

bahan bakar, dan adanya kompresi.

Pembakaran campuran bahan bakar dan udara diperoleh dari percikan

bunga api dari busi. Bunga api dihasilkan oleh suatu rangkaian listrik yang sering

disebut sistem pengapian. Sistem pengapian ini berfungsi untuk menaikkan

tegangan primer baterai (12 volt) menjadi tegangan sekunder yang tinggi dengan

besar tegangan 10.000 - 20.000 volt atau lebih, sehingga akan terjadi loncatan

bunga api pada elektrode busi.

Kendaraan diharapkan selalu dalam performa yang tinggi dan mesin yang

optimal. Kendaraan dengan mesin bensin mempunyai beberapa keuntungan, salah

satunya adalah mudah dalam memodifikasi mesin. Modifikasi mesin dilakukan

dengan tujuan untuk meningkatkan performa kendaraan. Modifikasi dapat

dilakukan pada beberapa bagian. Biasanya dilakukan dengan cara meningkatkan

perbandingan kompresi, perbaikan sistem bahan baker, dan perbaikan system

pengapian (Imam Kurniawan, 2005).

Perbaikan pada sistem pengapian ditujukan agar terjadi proses pembakaran

sempurna di dalam silinder. Proses pembakaran sempurna akan mempengaruhi

daya dan torsi mesin. Selain itu pembakaran sempurna juga akan mempengaruhi

emisi gas.

Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi, maka banyak macam

komponen yang beredar di pasaran yang ditujukan untuk meningkatkan performa

mesin. Salah satu diantaranya adalah komponen untuk meningkatkan kinerja

sistem pengapian. Dengan menggunakan booster pengapian ada beberapa

keunggulannya yaitu: meningkatkan tenaga mesin dan torsi pada kendraan,

Meningkatkan akselerasi kendaraan, menghemat pemakaian bahan bakar, emisi

gas buang lebih rendah, dan mempermudah starting mesin (Banyak yang

menjanjikan peningkatan performa kendaraan jika konsumen menggunakan

produk tersebut dan kemudahan dalam pemasangan juga merupakan salah satu

keuntungannya. Motor bensin bekerja dengan gerakan torak bolak-balik (bergerak

naik turun).

Prinsip Kerja Motor Bensin

1. Langkah Isap

Torak bergerak ke bawah, katup masuk membuka, katup buang menutup sehingga

terjadi kevakuman pada waktu torak bergerak ke bawah. Campuran udara dan

bahan bakar mengalir ke dalam silinder melalui lubang katup masuk. Campuran

bahan bakar dan udara terisap dan karburator, masuk ke ruang bakar dalam

silinder.

2. Langkah Kompresi

Torak bergerak dari TMA ke TMB dimana kedua katup tertutup. Campuran bahan

bakar dan udara yang ada di dalam silinder dikompresikan sehingga tekanannya

meningkat.

3. Langkah Usaha

Bilamana torak suadh mencapai TMA, campuran bahan bakar dan udara yang

dikompresikan di bakar dengan bunga api dari busi sehingga mengakibatkan

tekanan naik hingga mencapai 30-40 kg/cm2 dan torak terdorong ke bawah.

4. Langkah Buang

Gas bekas hasil sisa pembakaran dikeluarkan dari silinder, pembuangan gas

berlangsung selama langkah buang bila tidak bergerak ke atas dan katup buang

terbuka.

Proses kerja di atas bekerja berulang-ulang sehingga menghasilkan tenaga putar.

Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar proses kerja motor bensin 4 langkah di

bawah ini.

Gambar 4. Prinsip Kerja Mesin Bensin

4. Proses Pembakaran Pada Motor Bensin

Pada motor bensin, energi gerak diperoleh dari proses pembakaran

campuran udara dan bahan bakar di dalam suatu ruang bakar. Proses pembakaran

campuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar akan menghasilkan panas

dan tekanan. Motor bensin yang digunakan pada umumnya adalah motor bakar

torak (motor jenis piston), dimana energi hasil pembakaran yang berupa panas dan

tekanan tinggi diubah menjadi energi gerak dengan cara menekan/mendorong

torak. Gerakan bolak-balik dari torak diteruskan melalui batang penggerak ke

poros engkol untuk diubah menjadi energi gerak putar.

Karena proses pembakaran berlangsung dalam temperatur tinggi, bahan

bakar motor bensin harus memiliki beberapa persyaratan, diantaranya : (1)

memiliki daya kalor tinggi (high caloric power), (2) tidak menimbulkan polusi

dalam jumlah yang besar, dan (3) aman, murah dan mudah didapat untuk

konsumsi umum. Bahan bakar yang digunakan pada motor bensin adalah

bensin/gasolin (C8H18). Bensin merupakan cairan yang sangat mudah terbakar,

bening dan tidak berwarna dengan baunya yang khas, sangat mudah menguap dan

mengandung campuran hydrocarbon yang esensial. Secara umum bensin

mempunyai berat jenis (specific grafity) 0,27 – 0,77, nilai kalor yang rendah

(10.400 – 11.000 kcal/kg), nilai oktan 85 – 100, titik pengapian mendekati 500oC

dan titik nyala api –25oC atau lebih.

Sifat mudah menguap dari bensin sangat diperlukan karena bensin yang

masuk kedalam silinder harus berbentuk gas untuk memudahkannya bercampur

dengan udara secara homogen. Nilai oktan adalah suatu bilangan yang

menunjukan kemampuan bertahan suatu bensin terhadap detonasi (Wardan

Suyanto, 1989:132). Bensin dengan angka oktan lebih tinggi dapat dipakai pada

motor dengan kompresi yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan tenaga yang

lebih tinggi pula. Motor dengan kompresi tinggi menggunakan bensin yang

beroktan rendah akan menyebabkan terjadinya detonasi sehingga tenaga yang

dihasilkan akan rendah disamping terjadi kerusakan pada komponen motor.

Proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar di dalam ruang bakar pada

motor bensin (4 tak) dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Campuran udara dan bahan bakar yang telah tercampur secara homogen

dimasukkan ke dalam ruang bakar dengan cara dihisap oleh gerakan torak.

2. Torak bergerak maju menekan campuran udara dan bahan bakar di dalam

ruang bakar untuk menaikkan temperatur dan tekanan di dalam ruang

bakar.

3. Proses pembakaran dimulai saat busi memercikkan bunga api di dalam

silinder yang berisi campuran udara dan bahan bakar yang telah

dimampatkan oleh gerak maju torak. Percikan bunga api oleh busi yang

dipasang pada suatu tempat pada ruang bakar terjadi dalam waktu yang

sangat singkat dan menyalakan campuran udara dan bahan bakar dalam

ruang bakar. Meskipun loncatan bunga api listrik sangat singkat dan total

energinya kecil, akan tetapi dengan tegangan yang sangat tinggi yaitu

sekitar ±15.000 volt antara elektroda busi yang mempunyai suhu sangat

tinggi akan mampu menimbulkan aliran arus listrik pada molekul-molekul

campuran udara dan bahan bakar yang kerapatannya sangat tinggi (H.

Schuring dan Alserda, 1982). Saat busi memercikkan bunga api diperlukan

waktu sesaat agar campuran udara dan bahan bakar bereaksi sehingga

terjadi penundaan pembakaran, periode tenggang waktu ini disebut

ignition delay period (keterlambatan pembakaran), setelah itu pembakaran

baru dimulai dan penyebaran apinya dilanjutkan ke seluruh bagian dari

silinder tersebut.

Menurut Obert yang dikutip oleh Wardan Suyanto (1989), daerah dimana

terjadinya tekanan pembakaran maksimal sekitar 5o sampai 10o setelah

TMA. Pada daerah tersebut kemungkinan paling efektif untuk mendorong

piston. Daerah tersebut harus dipertahankan dalam setiap keadaan, baik

pada saat motor berputar lambat maupun saat berputar cepat.

4. Campuran udara dan bahan bakar terbakar di dalam ruang bakar sehingga

menghasilkan lonjakan temperatur dan tekanan yang sangat tinggi. Gas

hasil pembakaran yang bertemperatur dan bertekanan tinggi akan menekan

ke segala arah namun satu-satunya dinding penahan yang memungkinkan

dapat bergerak hanyalah torak, maka gas hasil pembakaran akan

mendorong torak. Gerakan bolak-balik dari torak diteruskan melalui

batang penggerak ke poros engkol untuk diubah menjadi energi gerak

putar.

5. Gas sisa hasil pembakaran akan dibuang keluar dari ruang bakar (ke udara

bebas) melalui saluran pembuangan sehingga menghasilkan emisi gas

buang. Gambar berikut ini menunjukkan proses pembakaran di dalam

siklus kerja motor bensin 4 tak.

Gambar 5. Proses Pembakaran di dalam Siklus Kerja Motor Bensin 4 Tak.

(Heywood, John B., 1988: 18)

5. Bahan bakar bensin

Bensin,atau Petrol (biasa disebut gasoline di Amerika Serikat  dan Kanada) adalah cairan bening, agak kekuning-kuningan, dan berasal dari pengolahan minyak bumi yang sebagian besar digunakan sebagai bahan bakar di mesin pembakaran dalam. Bensin juga dapat digunakan sebagai pelarut, terutama karena kemampuannya yang dapat melarutkan cat. Sebagian besar bensin tersusun dari hidrokarbon alifatik yang diperkaya dengan iso-oktana atau benzena untuk menaikkan nilai oktan. Kadang-kadang, bensin juga dicampur denganetanol sebagai bahan bakar alternatif.

Kini bensin sudah hampir mejadi kebutuhan pokok masyarakat dunia yang semakin dinamis. Bahkan orang Amerika menggunakan 1,36 miliar liter bensin setiap hari.

Karena merupakan campuran berbagai bahan, daya bakar bensin berbeda-beda menurut komposisinya. Ukuran daya bakar ini dapat dilihat dari Oktan setiap campuran. Di Indonesia, bensin diperdagangkan dalam dua kelompok besar: campuran standar, disebut premium, dan bensin super.

Analisa Kimia Bensin

Bensin diproduksi di kilang minyak. Material yang dipisahkan dari minyak mentah lewatdistilasi, belum dapat memenuhi standar bahan bakar untuk mesin-mesin modern. Material ini nantinya akan menjadi campuran hasil akhir.

Semua bensin terdiri dari hidrokarbon, dengan atom karbon berjumlah antara 4 sampai 12 (biasanya disebut C4 sampai C12).

Cara Kerja Bensin dalam Mesin

Bensin bekerja di dalam mesin pembakaran yang ditemukan oleh Nikolaus

Otto. Mesin pembakaran dikenal pula dengan nama Mesin Otto. Cara kerja bensin

di dalam mesin pembakaran:

Bensin dari tangki masuk ke dalam karburator. Kemudian bercampur

dengan udara. Pada mesin modern, peran karburator digantikan oleh

sistem injeksi. Sebuah sistem pembakaran baru yang bisa

meminimalisir emisi gas buang kendaraan.

Campuran bensin dan udara kemudian dimasukkan ke dalam ruang bakar.

Selanjutnya, campuran bensin dan udara yang sudah berbentuk gas,

ditekan oleh piston hingga mencapai volume yang sangat kecil.

Gas ini kemudian dibakar oleh percikan api dari busi.

Hasil pembakaran inilah yang menghasilkan tenaga untuk menggerakkan

kendaraan.

Dalam kenyataannya, pembakaran gas di dalam mesin tidak berjalan

dengan sempurna. Salah satu masalah yang sering muncul adalah “ketukan di

dalam mesin”, atau disebut sebagai "mesin ngelitik" atau knocking. Jika

dibiarkan, knocking dapat menyebabkan kerusakan pada mesin. Knocking terjadi

karena campuran udara dan bahan bakar terbakar secara spontan karena tekanan

tinggi di dalam mesin, bukan karena percikan api dari busi.

Penyebab knocking ada beberapa macam, yaitu:

Pemakaian bensin yang tidak sesuai dengan spesifikasi mesin.

Ruang bakar sudah kotor dan berkerak.

Penyetelan pengapian yang kurang tepat.

Nama Produk Bensin

Bensin memiliki berbagai nama, tergantung pada produsen dan Oktan.

Beberapa jenis bensin yang dikenal di Indonesia diantaranya:

Premium, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 88. 

Pertamax, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 92.

Pertamax Plus, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 95.

Pertamax Racing, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 100. Khusus

untuk kebutuhan balap mobil.

Primax 92, produksi Petronas yang memiliki Oktan 92.

Primax 95, produksi Petronas yang memiliki Oktan 95.

Super 92, produksi Shell yang memiliki Oktan 92.

Super Extra 95, produksi Shell yang memiliki Oktan 95. 

Performance 92, produksi Total yang memiliki Oktan 92.

Performance 95, produksi Total yang memiliki Oktan 95.

6. Radiator

Radiator mendinginkan cairan pendingin yang telah menjadi panas setelah

melalui saluran water jacket. Radiator terdiri dari tangki air bagian atas (upper

water tank). Tangki air bagian bawah (lower bagian jacket) dan radiator core

bagian tengahnya. Cairan pendingin masuk ke upper tank dari selang atas (upper

hose). Upper tank dilengkapi dengan tutup radiator untuk menambah air

pendingin. Selain itu juga dihubungkan dengan selang reservoir tank sehingga air

pendingin atau uap yang berlebihan dapat ditampung. Lower tank dilengkapi

outlet dan kran penguras.

Inti radiator (radiator core) terdiri dari pipa-pipa yang dapat dilalui air

pendingin dari upper tank ke lower tank. Selain itu juga dilengkapi dengan sirip-

sirip pendingin untuk menyerap panas dari cairan pendingin. Radiator letaknya

didepan kendaraan, sehingga radiator dapat didinginkan oleh gerakan dari

keadaan itu sendiri.

Gambar 6. Radiator

Alat ini mempunyai tugas untuk menyalurkan panas yang diserap oleh

bahan pedingin dari motor kembali pada udara luar. Dengan demikian maka suhu

bahan pendingin di dalam radiator akan menurun, sedangkan udara di sekitarnya

akan meningkat suhunya. Panas yang diserap oleh bahan pendingin dari motor itu

tergantung dari:

- jumlah yang dialirkan, dinyatakan dalam m3/h

- kepadatan dari bahan pendingin

- peningkatan suhu dari air pendigin di dalam motor

- panas jenis dari bahan pendingin.

Upper tank dilengkapi dengan selang yang dihubungkan ke reservoir tank

sehingga air pendingin atau uap yang berlebihan dapat ditampung. Lower tank

dilengkapi dengan outlet dan keran penguras. Inti radiator terdiri dari pipa-pipa

yang dapat dilalui air pendingin dari upper tank ke lower tank dan sirip-sirip

pendingin yang fungsinya untuk menyerap panas.

B. Kerangka Pemikiran

Ketepatan saat terjadinya pembakaran pada motor Diesel merupakan

faktor yang sangat menentukan baik buruknya performa mesin yang dihasilkan.

Indikasinya adalah berpengaruh terhadap daya dan kemampuan torsi serta

besarnya konsumsi bahan bakar dan kepekatan asap hitam gas buang. Pembakaran

yang sempurna akan menghasilkan tingkat konsumsi bahan bakar yang ekonomis

dan berkuranganya besar kepekatan asap hitam gas buang karena pada

pembakaran sempurna campuran bahan bakar dan udara dapat terbakar

seluruhnya dalam waktu dan kondisi yang tepat. Agar terjadi pembakaran yang

sempurna maka perlu diperhatikan kualitas bahan bakar sesuai dengan

karakteristiknya sehingga homogemitas campuran bahan bakar dengan udara

dapat terjadi secara sempurna. Viskositas bahan bakar adalah salah satu

karakteristik bahan bakar yang sangat menentukan kesempurnaan proses

pembakaran. Viskositas yang tinggi menyebabkan aliran solar terlalu lambat.

Tingginya viskositas menyebabkan beban pada pompa injeksi menjadi lebih besar

dan pengkabutan saat injeksi kurang sempurna sehingga bahan bakar sulit

terbakar.

Pemanasan untuk menaikkan suhu bahan bakar adalah salah satu cara

untuk mengubah karakteristik suatu bahan bakar. Pemanasan pada solar

mengakibatkan turunnya viskositas dan bertambahnya volume yang menyebabkan

butir-butir bahan bakar akan lebih mudah menguap dan mempengaruhi proses

pengkabutan saat penyemprotan. Butiran bahan bakar yang disemprotkan sangat

berpengaruh terhadap proses pembakaran sehingga tekanan penyemprotan

divariasikan untuk mempercepat dan memperbaiki proses pencampuran bahan

bakar dengan udara. Langkah ini dilakukan dengan tujuan untuk dapat diperoleh

homogenitas campuran yang lebih sempurna sehingga pembakaran yang

sempurna dapat tercapai. Dengan langkah ini diharapkan besar konsumsi bahan

bakar dan kepekatan asap hitam gas buang dapat dikurangi.

C. Hipotesis

Dari kerangka berfikir di atas maka rumusan hipotesis yang diajukan oleh

peneliti adalah ada pengaruh pemanasan bahan bakar melalui uppertank radiator

terhadap konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang pada mesin Honda Jazz.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada:

Tanggal : 20 Mei – 10 Juni 2013

Tempat : Bengkel Otomotif

Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Negeri Sebelas Maret

B. Metode Penelitian

1. Pendekatan Penelitian

Metode penelitian adalah suatu cara mengadakan penelitian agar

pelaksanaan dan hasil penelitian dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah.

Penelitian ini menggunakan suatu metode pendekatan yaitu metode eksperimen.

Metode eksperimen adalah suatu cara untuk mencari hubungan sebab akibat

(hubungan kausal) antara dua faktor yang sengaja ditimbulkan oleh peneliti

dengan menyisihkan faktor-faktor lain yang bisa mengganggu penelitian

(Suharsimi Arikunto, 1998 :4).

2. Unit dan Obyek Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada mesin Honda Jazz sedangkan obyek

penelitian ini adalah pemanasan bahan bakar premium melalui upper tank radiator

dengan meninjau suhu awal bahan bakar sebelum masuk injektor.

3. Variabel Penelitian

a) Variabel Bebas

Variabel bebas adalah yang berpengaruh terhadap suatu gejala.

Variabel bebas pada penelitian ini adalah suhu awal bahan bakar

sebelum masuk injektor dengan pemanasan bahan bakar premium

melalui upper tank radiator dengan variasi panjang pipa 0.45 m,

0.90m, 1.35 m.

b) Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh suatu gejala.

Variabel terikat dari penelitian ini adalah konsumsi bahan bakar dan

emisi gas buang.

c) Variabel Kontrol

Variabel kontrol dari penelitian ini adalah besarnya putaran mesin

1000, 1500, 2000, 2500, 3000 rpm.

4. Alat dan Bahan Penelitian

Alat – alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah :

a) Stopwatch dipakai untuk mengukur waktu konsumsi bahan bakar.

b) Smoke tester dipakai untuk mengukur kepekatan asap dalam gas buang.

c) Tachometer dipakai untuk mengukur putaran mesin.

d) Compression Tester dipakai untuk mengetahui besar kompresi.

e) Water/oil temperatur gauge untuk mengukur temperatur air radiator.

f) Thermocople dipakai untuk mengukur suhu bahan bakar

g) Gelas ukur dipakai untuk mengukur volume bahan bakar .

h) Tool set.

i) Lembar observasi.

Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah :

a) Satu unit mesin Honda Jazz dengan spesifikasi mesin sebagai berikut:

Tipe Mesin 1.5L SOHC, 4 silinder segaris, 16 katup i-VTEC + DBW + Torque Boost Resonator

Isi Silinder 1497 cc

Daya Maximum 88(120)/6.600

Torsi Maksimum 14,8(145)/4.800

Kapasitas Tangki 42 l

Panjang 3920 mmLebar 1695 mm

Tinggi 1525 mmJarak Poros Roda 2500 mm

Jarak Pijak Depan 1475 mmJarak Pijak Belakang 1460 mm

Berat Kosong -TRANSMISI

Tipe 5 Speed A/TSistem Kemudi Rack & Pinion dengan Electric Power

Streering (EPS)SUSPENSI

Suspensi Depan MacPherson StrutSuspensi Belakang H Shape Torsion Beam

Rem Depan Ventilated DiscRem Belakang Disc

VELG / BAN

Ukuran Ban Depan 185 / 55 R16Ukuran Ban Belakang 185 / 55 R16

b) Bahan bakar premium dengan nilai oktan 88.

c) Radiator yang bagian upper tanknya telah dipasangi tiga pipa tembaga

dengan panjang dan diameter masing-masing pipa 45 cm dan 6 mm.

Gambar 7. Rancangan saluran pemanasan bahan bakar.

5. Desain Ekperimen

Desain eksperimen adalah langkah-langkah atau kegiatan yang perlu

dipersiapkan sebelum eksperimen dilakukan agar data yang didapat bisa

memberikan hasil analisis yang obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk

persoalan yang akan dibahas. Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah

eksperimental dengan pendekatan menggunakan satu kali pengumpulan data pada

suatu saat (Suharsimi Arikunto, 1998 :36).

a. Tahap Persiapan

Langkah-langkah yang perlu dilakukan antara lain adalah;

1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan dipergunakan saat

penelitian.

2. Melakukan Tune Up sesuai dengan spesifikasi mesin.

b. Tahap Pelaksanaan.

Langkah-langkah yang perlu dilakukan antara lain adalah;

1. Menghidupkan mesin hingga mencapai suhu kerja mesin.

2. Pemanasan bahan bakar. Pemanasan bahan bakar dilakukan dengan

mengatur panjang saluran pipa di dalam upper tank radiator pada

setiap pengaturan tekanan injeksi nosel. Pemanasan ini dilakukan

dengan mengontrol suhu air dalam upper tank radiator pada 80-90

0C.

3. Pengaturan Rpm. Pengaturan rpm dilakukan setiap pengaturan

panjang saluran pemanasan bahan bakar. Setiap pengaturan rpm

diukur suhu output bahan bakar sebelum masuk pompa injeksi.

4. Pengujian konsumsi bahan bakar. Pengujian konsumsi bahan bakar

dilakukan setiap 20 cc bahan bakar dengan menghitung waktu

untuk menghabiskan bahan bakar tersebut. Setiap pengujian

dilakukan sebanyak tiga kali yang kemudian diambil rata-ratanya.

Pengujian dilakukan setiap variasi rpm.

5. Pengujian kepekatan asap gas buang. Untuk pengujian emisi gas

buang digunakan Smoke Tester. Pengujian dilakukan saat

akselerasi pada putaran mesin 800 rpm hingga mencapai kisaran

2500 rpm. Setiap pengujian dilakukan tiga kali dan untuk satu kali

pengujian terdiri dari empat kali akselerasi.

6. Pengaturan kembali pemanasan bahan bakar pada saluran 2 dan 3

yang diikuti langkah-langkah berikutnya.

7. Lakukan kembali pengaturan pada variasi tekanan injeksi nosel

yang jugailanjutkan dengan langkah-langkah berikutnya.

C. Populasi dan Sampel Penelitian

1. Populasi

Sutrisno Hadi ( 1989 : 220 ) berpendapat bahwa : seluruh penduduk yang

dimaksudkan untuk diselidiki disebut populasi atau universum. Populasi dibatasi

sebagai sejumlah penduduk atau individu yang paling sedikit mempunyai satu

sifat yang sama. Dalam penelitian ini yang di teliti adalah kendaraan niaga jadi

populasi nya adalaha kendaraan penumpang Honda Jazz.

2. Sampel

Sampel adalah bagian dari populasi yang diteliti. Sesuatu hal yang harus

diperhatikan untuk menentukan sampel adalah sampel tersebut harus zepresentatif

yaitu dapat mewakili keseluruhan populasi atau dapat mencerminkan atau

diberlakukan begi seluruh poulsi. Sampel yang digunakan adalah Mitsubushi Colt

Diesel PS120 tahun 2006

D. Teknik Pengumpulan Data

Tabel Format Pengambilan Data

Konsumsi Bahan Bakar dan Emisi Gas Buang

Putaran Mesin (rpm)Tanpa

pemanasanSaluran 1 Saluran 2 Saluran 3

T D R T D R T D R T D R

1000

1500

2000

2500

3000

Keterangan :

T = suhu bahan bakar pada tiap saluran

D = data hasil pengujian

R = rerata data hasil pengujian

E. Teknik Analisis Data

Analisis data adalah cara yang digunakan untuk mengolah data-data yang

didapatkan dari pengumpulan data dari hasil penelitian yang dilakukan. Penentuan

teknik analisis data disesuaikan dengan permasalahan yang ada, desain

eksperimen dan jenis data yang telah didapatkan. Penelitian ini menggunakan

analisis deskriptif sebagai teknik analisis data.

Analisis deskriptif digunakan untuk mengetahui pengaruh pemanasan

bahan bakar solar terhadap konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang pada

mesin Honda Jazz. Analisis data ini dilakukan dengan menggambarkan hasil

penelitian secara grafis dalam histogram atau polygon frekuensi yang

menggambarkan hubungan antara variasi pemanasan bahan bakar terhadap

konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang. Perhitungan analisis selanjutnya

dilakukan apabila dibutuhkan penegasan atau penjelasan yang lebih spesifik dari

hasil analsis deskriptif sebelumnya.