Top Banner
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi pembakaran normal (sempurna) dan pembakaran tidak normal. Pembakaran normal adalah bahan bakar yang dapat terbakar seluruhnya pada saat berada pada keadaan yang dikehendaki. Pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran pembakaran dimana nyala api dari pembakaran ini tidak menyebar secara teratur dan merata, sehingga menimbulkan masalah atau bahkan kerusakan pada bagian-bagian motor (Daryanto,2003). 2.2 Motor Bakar 4 Langkah Motor bakar 4 langkah adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu kali siklus pembakaran akan mengalami empat langkah piston. Empat langkah tersebut meliputi langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang. Yang secara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol (crankshaft) per satu siklus pada bensin atau mesin diesel. (sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Motor_bakar_empat_langkah) diakses pada tanggal 15 Maret 2017. 2.2.1 Cara Kerja Motor 4 Langkah a. Langkah Hisap Pada langkah hisap ini piston bergerak dari titik mati atas menuju ke titik mati bawah. Posisi katup mesuk membuka sedangkan katup buang menutup. Karena piston bergerak turun maka ruang pembakaran dan silinder menjadi hampa,
17

BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

Nov 28, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pembakaran Mesin

Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi pembakaran normal

(sempurna) dan pembakaran tidak normal. Pembakaran normal adalah bahan bakar

yang dapat terbakar seluruhnya pada saat berada pada keadaan yang dikehendaki.

Pembakaran tidak sempurna adalah pembakaran pembakaran dimana nyala api dari

pembakaran ini tidak menyebar secara teratur dan merata, sehingga menimbulkan

masalah atau bahkan kerusakan pada bagian-bagian motor (Daryanto,2003).

2.2 Motor Bakar 4 Langkah

Motor bakar 4 langkah adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu

kali siklus pembakaran akan mengalami empat langkah piston. Empat langkah

tersebut meliputi langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang.

Yang secara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol (crankshaft) per

satu siklus pada bensin atau mesin diesel.

(sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Motor_bakar_empat_langkah) diakses pada

tanggal 15 Maret 2017.

2.2.1 Cara Kerja Motor 4 Langkah

a. Langkah Hisap

Pada langkah hisap ini piston bergerak dari titik mati atas menuju ke titik mati

bawah. Posisi katup mesuk membuka sedangkan katup buang menutup. Karena

piston bergerak turun maka ruang pembakaran dan silinder menjadi hampa,

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

5

akibatnya campuran udara dan bahan bakar masuk ke ruang silinder melalui katup

masuk.

Gambar 2.1 : Langkah Hisap motor 4 langkah

(sumber : http://info-tekniksepedamotor.blogspot.co.id/2014/07/perbedaan-motor-

2-langkah-dan-motor-4.html) diakses pada tanggal 15 Maret 2017.

b. Langkah kompresi

Pada saat langkah kompresi, torak atau piston bergerak dari titik mati bawah

menuju titik mati atas. Posisi kedua katup yaitu katup masuk dan katup buang sama-

sama tertutup. Karena piston bergerak ke atas maka campuran bahan bakar dan

udara tadi dimampatkan atau dikompresikan oleh piston, sehingga tekanan dan

suhunya naik. Lalu beberapa derajat sebelum piston sampai di titik mati atas, spark

plug akan memercikkan bunga api yang membakar udara yang telah tercampur

bahan bakar.

Gambar 2.2 Langkah kompresi motor 4 langkah

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

6

(sumber : http://info-tekniksepedamotor.blogspot.co.id/2014/07/perbedaan-motor-

2-langkah-dan-motor-4.html) diakses pada tanggal 15 Maret 2017.

c. Langkah usaha

Langkah ini disebut juga langkah kerja, pada langkah usaha piston atau

torak bergerak dari titik mati atas menuju titik mati bawah. Posisi katup masuk dan

katup buang masuh tertutup.

Gambar 2.3 : Langkah usaha motor 4 langkah

(sumber : http://info-tekniksepedamotor.blogspot.co.id/2014/07/perbedaan-motor-

2-langkah-dan-motor-4.html) diakses pada tanggal 15 Maret 2017.

Pada langkah usaha ini, campuran bahan bakar dan udara terbakar dengan

cepat dan menimbulkan tekanan yang sangat kuat sehingga mendorong piston turun

ke bawah. Lalu piston memutar poros engkol melalui batang piston. Sehingga

energi dari hasil pembakaran tersalurkan ke poros engkol.

d. Langkah Buang

Pada langkah buang ini, piston bergerak dari titik mati bawah menuju ke

titik mati atas. Proses pembuangan gas hasil sisa pembakaran sebenarnya dimulai

sebelum piston mencapai titik mati bawah pada langkah usaha di atas. Adapun

ketika piston naik ke titik mati atas maka pistonhanya mendorong gas sisa

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

7

pembakaran yang masih tertinggal di dalam silinder untuk selanjutnya dibuang

keluar melalui katup buang.

Gambar 2.4 : langkah buang motor 4 langkah

(sumber : http://info-tekniksepedamotor.blogspot.co.id/2014/07/perbedaan-motor-

2-langkah-dan-motor-4.html) diakses pada tanggal 15 Maret 2017.

Siklus tersebut terjadi berulang-ulang sehingga motor akan terus hidup.

2.3 Bahan Bakar

Bahan bakar adalah setiap bahan yang dapat digunakan untuk menghasilkan

energi untuk menghasilkan kerja mekanik secara terkendali. Dengan kata lain, ini

adalah zat yang menghasilkan energi, terutama panas yang dapat digunakan.

2.3.1 Bahan Bakar Minyak

Pertalite merupakan suatu bahan bakar cair yang mudah disimpan dan

mudah dipindahkan. Pertalite merupakan pengembangan dari bahan bakar bensin

yang memiliki RON 90.

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

8

a. Karakteristik Pertalite

Tabel 2.1 Karakteristik Pertalite (www.pertamina.com)

Untuk mendapatkan rasio pembakaran secara teoritis dari komponen Pertalite

adalah sebagai berikut:

C8H18 + 12,5O2 8CO2 + 9H2O + Energi

- Berat atom C adalah 12,011 g/mol

- Berat atom H adalah 1,008 g/mol. (lihat tabel periodik).

Persamaan pembakarannya adalah:

No. Kandungan Keterangan

1. Kadar oktan 90-91

2.

Kandungan sulfur

maksimal

0,05% m/m (setara dengan 500 ppm)

3. Kandungan timbal tidak ada

4. Kandungan logam tidak ada

5. Residu maksimal 2,0%

6. Berat jenis

maksimal 770 kg/m3, minimal 715

kg/m3(pada 15°C)

7. Warna hijau

8. Penampilan visual jernih dan terang

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

9

- C + O2 =- CO2

- 2H2 + O2 = 2H2O

Untuk membakar 12,011 g Carbon diperlukan 1 mol O2, dan untuk membakar

4,032 g (2 x 1,008 x 2) Hydrocarbon diperlukan 1 mol O2.

Volume setiap 1 mol gas apapun pada kondisi 0ºC (273 K) dan 760 mm Hg (1

atm) adalah 22,41 Liter. Udara terdiri atas 21% volume O2 dan 79% volume N2,

lainnya 1%. Maka volume minimum udara yang diperlukan untuk membakar

sempurna bahan bakar tersebut diatas adalah:

(komposisi atom C : berat atom C) x volume setiap 1 kmol gas x (voleme

udara total : volume oksigen)

((0,86/12,011) +( 0,14/4,032)) x 22,41x 100/21 = 11,35 .

Oleh karena berat 1 liter udara setara dengan 1.293 g, maka perbandingan

campuran teoritis udara-bahan bakar menjadi: 11,35 x 1,293 = 14,68 g udara/g

bahan bakar, artinya secara teoritis untuk membakar 1 g bahan bakar secara

sempurna diperlukan 14,68 g udara, atau secara teoritis 1 gram bahan bakar

memerlukan 14,68 gram udara agar bisa terbakar secara sempurna.

2.3.2 Liquid Petroleum gas (LPG)

Liquid Petroleum Gas atau yang biasa disebut dengan LPG adalah gas

minyak bumi yang dicairkan. Dengan menambah tekanan dan menurunkan

suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi Propana (C3H8)

dan Butana (C4H10). LPG juga mengandung hidrokarbon ringan daam jumlah

kecil, misalnya etana (C2H6) dan Pentana (C5H12).

Dalam kondisi tekanan atmosfer, LPG akan berbentuk gas. Volume LPG

dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

10

sama. Karena itu LPG dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabun-tabung logam

bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion)

dari cairan yang dikandungnya, tabung LPG tidak diisi secara penuh, hanya sekitar

80-80% dari kapasitasnya. Rasio antara gas bila menguap dengan gas dalam

keaadan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur.

Apabila terjadi kebocoran pada udara yang tenang, gas akan dengan mudah

tersebar secara perlahan. Untuk membantu pendeteksian kebocoran ke atmosfer,

LPG ditambahkan bahan yang berbau yaitu Pentana (C5H12). LPG yang

dipasarkan Pertamina merupakan campuran antara 29,3% Propana, 69,7% Butana,

dan 1% Pentana. Kandungan energy LPG sebesar 46.23 MJ/kg dan 26 MJ/l,

sedangkan kandungan energy bensin sebesar 44.4 MJ/kg dan 34,8 MJ/l.

Dibandingkan dengan bensin, LPG memiliki kandungan energy per satuam massa

relative lebih tinggi, tetapi kandungan persatuan volumenya rendah. Volume LPG

lebih besar dari bensin sekitar 15% sampai dengan 20%. LPG memiliki nilai oktan

110. Nilai oktan 110 memungkinkan untuk diterapkan pada mesin dengan

perbandingan kompresi yang lebih tinggi (Romandoni, 2012). Untuk mendapatkan

rasio pembakaran secara teoritis dari komponen LPG dengan menggunakan

perhitungan sebagai berikut:

a. Propana

C3H8 + 5 (O2 + 3.76 N2) →3CO2 + 4 H2O + 18.8 N2

Mr C3H8 : 3(12) + 8(1) = 44

Massa atom relative (Mr) dari propane adalah 44 maka setiap kilogram propana

membutuhkan udara sebanyak:

=5 (𝐴𝑟 𝑂2 + 3.76 𝑁2)

𝑀𝑟 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑎

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

11

=5((16𝑥2) + (3.76𝑥14𝑥2))

44= 15.6 𝑘𝑔

Maka udara yang dibutuhkan untuk membakar 1 kg propane adalah : 15.6 kg

b. Butana

C4H10 + 6.5(O2 + 3.76 N2) 4 CO2 + 5 H2O + 24.4 N2

Mr C4H10 = 4(12) + 10(1) = 58

Massa atom relatif (Mr) dari butane adalah 58 maka setiap kilogram butane

membutuhkan udara sebanyak :

=6.5 (𝐴𝑟 𝑂2 + 3.76 𝐴𝑟 𝑁2)

𝑀𝑟 𝑏𝑢𝑡𝑎𝑛𝑎

=6.5 ((16𝑥2) + (3.76𝑥14𝑥2))

58= 15.4 𝑘𝑔

Maka udara yang dibutuhkan untuk membakar 1 kg butane adalah 15.4

c. Pentana

C5H12 + 8 (O2 + 3.76 N2) 5CO2 + 6 H20 + 30.08 N2

Mr C5H12 = 5 (12) + 12 (1) = 72

Massa atom relative (Mr) dari pentane adalah 72, maka setiap kilogram pentane

membutuhkan udara sebanyak :

=8 (𝐴𝑟 𝑂2 + 3.76 𝐴𝑟 𝑁2)

𝑀𝑟 𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑎

=8 ((16 𝑥 2) + (3.76 𝑥 14 𝑥 2))

72= 15.25 𝑘𝑔

Maka udara yang dibutuhkan untuk membakar 1 kg pentane adalah 15.25 kg.

Jadi untuk membakar 1 kg LPG yang terdiri dari 29.3 % propana, 69.7 % butana

dan 1% pentana dibutuhkan udara sebanyak :

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

12

=(29.3 % x jumlah udara untuk membakar 1 kg propana) + (69.7 % x jumlah udara

untuk membakar 1 kg butana) + (1 % x udara yang dibutuhkan untuk membakar 1

kg pentana)

= (29.3 % x 15.6) + (69.7 % x 15.4) + (1 % x 15.25)

= 4.57 + 10.73 + 0.15

= 15.45 kg udara

Jadi rasio udara dan LPG secara teoritis adalah 1:15.45

2.4 Kompresi

Kompresi pada motor bakar adalah dimana terjadinya tekanan tinggi pada

ruang bakar yang dihasilkan oleh gerakan torak/piston dari titik mati bawah sampai

titik mati atas pada kondisi katup masuk dan keluar pada posisi tertutup. Dengan

adanya kompresi yang tinggi, bahan bakar akan mudah terbakar dan menghasilkan

suatu tenaga yang besar. Kompresi dalam motor bakan dapat ditentukan melalui

rasio kompresi. Rasio kompreso menunjukkan bahan bakar yang tepat untuk

digunakan untuk bahan bakar mesin tersebut.

2.4.1 Rasio Kompresi

Rasio kompresi pada mesin pembakaran dalam atau mesin pembakaran luar

adalah nilai yang mewakili rasio volume ruang pembakaran dari kapasitas terbesar

ke kapasitas terkecil. Ini adalah spesifikasi mendasar bagi hamper semua motor

bakar. Dalam motor bakar, rasio yang dimaksud adalah rasio antara volume silinder

dan ruang bakar ketika piston berada di titik mati bawah dan volume pada saat

piston berada pada titik mati atas. Misalnya silinder dan ruang bakar dengan piston

di bawah berisi 1000 cc. Ketika piston telah pindah ke atas silinder dan volume

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

13

tersisa dalam kepala atau ruang bakar menjadi 100 cc, maka rasio kompresi

proporsional disebutkan 100:1000 atau dengan pecahan pengurangan menjadi 1:10.

Rasio kompresi tinggi diinginkan karena memungkinkan mesin untuk

mengekstrak energy mekanis lebih dari massa campuran udara-bahan bakar karena

lebih tinggi efisiensi thermalnya. Hal ini terjadi karena mesin pembakaran internal

adalah mesin panas dan efisiensi yang lebih tinggi tercipta karena rasio kompresi

yang lebih tinggi memungkinkan suhu pembakaran yang sama dicapai dengan

sedikit bahan bakar, sementar menciptakan siklus ekspansi lebih panjang dan

menciptakan output daya mekanik lebih besar.

Nilai dari rasio kompresi berhubungan dengan nilai Research Octane

Number (RON) dari bahan bakar yang akan digunakan. RON atau angka oktan

merepresentasikan ketahanan bahan bakar terhadap kompresi di dalam mesin tanpa

meledak sendiri. Maka mesin dengan kompresi yang tinggi membutuhkan bahan

bakar dengan angka oktan yang tinggi. Pada operasi normal mesin bensin,

Campuran bahan bakar dan udara baru meledak setelah ada percikan api busi.

Apabila nilai rasio kompresi yang tinggi namun tetap dipaksakan

mengonsumsi bahan bakar dengan RON yang rendah akan terjadi detonasi /

knocking pada waktu proses pembakaran. bahan bakar akan meledak sebelum

piston mencapai titik mati atas.

Gambar 2.5 : knocking

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

14

(sumber : https://www.apritos.com/2786/apa-itu-engine-knocking-mesin-ngelitik-

dan-penyebabnya/ ) diakses pada tanggal 15 Maret 2017.

Pada umumnya pengguna kendaraan akan memaksakan menggunakan

bahan bakar dengan oktan yang rendah karena harga bahan bakar yang relatif lebih

murah. Untuk mengatasi detonasi atau knocking dilakukan dengan mengubah

timing pembakaran menjadi lebih lambat. Hal ini dapat menghilangkan knocking

tetapi tenaga yang dihasilkan tidak dapat maksimal sehingga tetap terjadi

pemborosan dalam penggunaan bahan bakar. Detonasi atau knocking dapat

menimbulkan permasalahan yang fatal pada mesin. Salah satunya adalah

peningkatan suhu mesin yang mengakibatkan piston berlubang.

Gambar 2.6 : Efek knocking

(sumber : http://www.blogmechanical.com/2014/10/pengertian-bilangan-oktan-

ron-dan.html ) diakses pada tanggal 16 Maret 2017.

Sebaliknya, penggunaan bahan bakar dengan oktan yang tinggi terhadap

mesin dengan nilai rasio kompresi yang rendah juga akan berpengaruh pada mesin.

Penggunaan bahan bakar dengan oktan tinggi pada mesin dengan rasio kompresi

yang kecil tidak akan menimbulkan detonasi atau knocking tetapi akan berakibat

pada menurunnya akselerasi mesin. Karena semakin tinggi oktan dari bahan bakar

maka semakin sulit bahan bakar tersebut untuk terbakar. Oleh karena itu dibutuhkan

kompresi yang tinggi untuk membakar bahan bakar dengan oktan yang tingi. Selain

terjadinya penurunan akselerasi, biaya pembelian dari bahan bakar dengan oktan

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

15

tinggi cenderung lebih mahal tidak sebanding dengan tambahan tenaga yang

diberikan sehingga akan terjadi pemborosan dalam pembeliannya.

2.5 Converter Kit

Dalam penggunaan bahan bakar gas tidak dapat secara langsung digunakan

sebagai pengganti bahan bakar minyak dalam mesin kendaraan. Perlu alat tambahan

agar mesin dapat menerima gas sebagai bahan bakar yang baru. Alat tersebut biasa

disebut dengan Converter kit. Converter kit terdapat 2 varian yaitu konvensional

dan elektrik yang menggunakan electric control unit (ECU). Umumnya converter

kit konvensional menggunakan single point injection sebagai suplay gas yang

masuk ke ruang bakar, sedangkan cinverter kit yang elektrik menguunakan multi

point injection. Converter kit konvensional merupakan alat yang tersusun atas alat-

alat pendukung instalasi yang terdiri dari solenoid valve, pipa suplay gas, converter,

dan injector.

2.5.1 Converter

Converter berfungsi agar jumlah gas yang dikeluarkan sesuai dengan yang

dibutuhkan oleh mesin. Selain itu, converter juga berfungsi sebagai reducer.

Tekanan gas dari dalam tanki dikurangi oleh converter sehingga tekanan setelah

converter menuju mesin akan lebih kecil sesuai dengan konsumsi dari mesin

tersebut.

2.5.2 Selenoid Valve

Selenoid valve merupakan alat yang digunakan untuk memutus suplay gas

dari tanki menuju converter. Seleniod valve dikontrol melalui switch yang dialiri

arus listrik dari battery untuk mengaktifkan fungsinya pada kendaraan bermotor.

Ketika solenoid valve dialiri arus listrik maka suplay akan terbuka sehingga gas

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

16

akan mengalir menuju converter untuk selanjutnya dimasukkan pada ruang bakar

mesin. Sebaliknya apabila tidak digunakan, solenoid valve akan menutup saluran

gas dengan cara memutus suplay arus listrik.

2.5.3 Pipa Suplay gas

Untuk mengirimkan gas dari tanki menuju ruang bakar diperlukan media

penghantar berupa pipa. Pipa terbuat dari baja yang didesain dengan dimensi yang

kecil tetapi mampu menahan tekanan gas yang berasal dari tabung.

2.5.4 Injection gas

Injection gas adalah alat yang berfungsi sebagai pengirim gas dari converter

menuju ruang bakar. Terdapat 2 jenis injector yaitu single point injector dan multi

point injector.

Single point injector biasa digunakan untuk converter yang konvensional

yang diletakkan pada throttle body intake manifold. Suolay gas akan dihisap oleh

mesin melalui intake manifold bersamaan dengan udara yang masuk untuk proses

pembakaran. Sedangkan multi point injector biasanya digunakan untuk converter

yang memiliki ECU sebagai pengatur suplay gas. Multi point injection ditempatkan

pada intake manifold masing-masing silinder sehingga jumlah dari injector akan

disesuaikan dengan jumlah silinder pada mesin yang akan digunakan.

2.6 Dyno Test

Dyno test adalah suatu metode pengujian performa mesin kendaraan dengan

cara melihat power (tenaga) dan torque (torsi). Torsi adalah kemampuan mesin

untuk menggerakkan atau memindahkan kendaraan dari kondisi diam hingga

berjalan. Semakin cepat respom mesin maka semakin besar torsi yang diciptakan

dari mesin tersebut. Sedangkan power adalah seberapa cepat kendaraan itu

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

17

mencapai kecepatan tertentu. Gambar 2.7 menunjukkan dynamo meter merk

Dynostar.

Gambar 2.7 : Dynamo meter

Metode ini dilakukan oleh produsen kendaraan bermotor untuk pengujian performa

yang kemudian dilampirkan pada penjualan kendaraan. Selain itu digunakan juga

untuk modifikator untuk mengetahui peningkatan performa dari mesin yang telah

dimodifikasi. Pengujian Dyno test ditunjukkan oleh gambar 2.8 di bawah ini.

Gambar 2.8 : Pengujian Dyno Test

2.7 Emisi

Setiap proses pembakaran pada motor bakar pasti akan menimbulkan suatu

gas hasil pembakaran yang disebut gas emisi. Gas emisi juga dapat menunjukkan

kinerja dari mesin tersebut dilihat dari emisi yang diciptakan. Perlu dilakukan

pengujian gas emisi untuk mengetahui kandungan dari gas sisa pembakaran

tersebut.

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

18

Ada lima unsur dalam gas buang kendaraan yang diukur yaitu senyawa HC

( Hidrokarbon ), CO ( Karbon Monoksida ), CO2 ( Karbon Dioksida ), O2 ( Oksigen

) dan senyawa NOx ( Nitrogen Oksida ). Sedangkan negara – negara yang tidak

terlalu ketat emisinya hanya mengukur 4 senyawa unsur ga buang yaitu Senyawa

HC, CO, CO2, dan O2. Bensin adalah senyawa hidrokarbon, jadi setiap HC yang

didapat di gas buang kendaraan menunjukkan adanya bensin yang tidak terbakar

dan terbuang bersama sisa pembakaran. Apabila suatu senyawa hidrokarbon

terbakar sempurna (bereaksi dengan oksigen) maka hasil reaksi pembakaran

tersebut adalah karbondioksida (CO2) dan air(H2O). (Bakeri, 2012)

Ada beberapa kandungan dari sisa pembakaran pada kendaraan bermotor yaitu:

a. CO (Karbon Monoksida)

Gas CO terbentuk atas gabungan karbon dan oksigen yang tidak mencukupi

untuk membentuk karbon dioksida (CO2). CO terjadi karena pembakaran yang

tidak sempurna akibat kurangnya oksigen pada proses pembakaran (campuran

terlalu kaya). CO tidak beraroma tapi sangat beracun. Rata-rata emisi CO pada

mesin 4 langkah 1,5%-3,5% pada mesin karburator dan 0,5%-1,5% pada mesin EFI.

Pengaruh buruk pada mesin jika CO berlebihan adalah pembentukan deposit karbin

yang berlebihan pada katup, ruang bakar, kepala piston dan busi. Deposit tersebut

akan mengakibatkan fenomena self ignition dan mempercepat kerusakan mesin.

b. Nitrogen Oksida (NOx)

Dihasilkan akibat adanya N2 (Nitrogen) dalam campuran udara dan bahan

bakar serta suhu pembakaran mencapai 1800̊C sehingga terjadi pembentukan NOx.

Biasanya timbul ketika mesin bekerja dengan beban yang berat. NOx tidak

beraroma namun terasa pedih di mata. Kesalahan komposisi udara dengan bahan

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

19

bakar menjadi penyebab utamanya. Campuran yang cenderung kurus cenderung

mengakibatkan NOx meningkat. Rata-rata emisi NOx pada mesin karburator 2000-

3000 ppm sedangkan pada mesin EFI 1500-2500 ppm.

c. HC (Hidrokarbon)

Hidrokarbon adalah bahan bakar yang tidak terbakar sempurna selama

pembakaran. Emisi HC akan beraroma bahan bakar dan terasa pedih di mata serta

akan menyebabkan gangguan iritasi mata, hidung hingga paru-paru. HC yang tinggi

menyebabkan tenaga mesin berkurang dan konsumsi bahan bakar meningkat. Emisi

HC diukur satuan ppm (part per million). Hubungan antara ppm HC dan persen HC

sebagai berikut:

Jika 0,1% campuran tidak terbakar, menghasilkan 20 ppm HC

➢ Jika 1% campuran tidak terbakar, menghasilkan 200 ppm HC

➢ Jika 10% campuran tidak terbakar,menghasilkan 2.000 ppm HC

➢ Jika 100% campuran tidak terbakar, menghasilkan 20.000 ppm HC

Rata-rata emisi HC mesin karburator adalah 200-400 ppm sedangkan pada mesin

EFI 50-200 ppm.

d. CO2 (Karbondioksida)

Gas CO2 sangat berguna bagi tumbuhan pada proses asimilasi, dimana

substansi CO2 berubah menjadi O2 setelah proses asimilasi. Namun CO2 juga

bersifat panas sehingga apabila berlebihan akan meningkatkan suhu lingkungan.

Semakin tinggi CO2 dalam gas buang mengindikasikan bahwa pembakaran dalam

mesin semakin baik. Rata-rata emisi CO2 pada mesin karburator 12% - 15%

sedangkan pada mesin EFI 12% - 16%.

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/40773/3/jiptummpp-gdl-adhanghari-51021...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Proses Pembakaran Mesin Jenis pembakaran pada motor bensin meliputi

20

e. Oksigen ( O2 )

Setiap terjadi proses pembakaran bensin, selalu memerlukan udara untuk

membentuk homogenitas campuran udara dan bahan bakar sehingga mudah dibakar

dengan api busi. Besarnya nilai O2 yang diijinkan adalah maximal 2%, semakin

kecil semakin bagus, yang berarti udara yang masuk ke mesin dapat dimanfaatkan

sepenuhnya untuk pembakaran. Namun ada kalanya nilai O2 sangat extreme tinggi

( lebih besar dari 2 % ), hal ini biasanya pertanda knalpot bocor. Oleh karenanya

jika terjadi kebocoran di knalpot maka, nilai-nilai O2, Lambda, AFR dan CO2,

tidak bisa sebagai patokan kesempurnaan pembakaran

(http://pono75.blogspot.co.id/2012/01/interpretasi-hasil-uji-emisi-analisa.html).

Diakses pada tanggal 17 Maret 2017.