Ahmad Fauzan

95Achmad Fauzan HS, Disain Converter Kits Modifikasi Sistem Bahan Bakar Motor Bensin MenjadiBerbahan Bakar Gas

DISAIN CONVERTER KITS MODIFIKASI SISTEMBAHAN BAKAR MOTOR BENSIN MENJADI

BERBAHAN BAKAR GAS

Achmad Fauzan HS1

1 Fakultas Teknik, Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah MalangAlamat Korespondensi :Perum Pondok Bestari Indah Landungsari Dau Malang

Telpon : 0341-463323, Hp: 08123390591, E-mail: [email protected]

ABSTRACT

In an effort to suppress the release of methane gas from garbage to atmostfir which contributingto the greenhouse effect and global warming then conducted too studies for methane gas captureand methane gas to use for the purposes of this engine with a converter kit. This research is dedicatedto obtain a set of tools used to convert gasoline into motor fuel gas. The study of several possiblemodels of fuel gas distribution, is applied by maintaining fuel consumption of gasoline (hybrid).

Outcome to design a set of tools used to convert gasoline motor fuel gas into the form ofdrawings, specifications of equipment and components, work systems, prototypes and guidelines.

PENDAHULUAN

Telah diketahui bahwa gas metan merupakanbagian utama dari gas alam sedangkan penggunaaangas alam untuk mesin kerja berat menunjukkanpengurangan hingga 90 % emisi gas CO daripemakaian bahan bakar minyak. (http:/ /www.eere.energy. gov/ afdc/ altfuel/ natural_gas.html).

Bahan Bakar Gas atau BBG mulaidiperkenalkan sebagai bahan bakar kendaraanbermotor di Indonesia pada tahun 1986. Pada tahun1989 BBG mulai dipasarkan secara komersialdengan target pemasaran angkutan publik sepertimikrolet, bis kota dan taksi. Setelah berlangsungkurang lebih 13 tahun, pemasaran BBG di Indonesiatidak berkembang sebagaimana diharapkan. riUSA, standarisasi SPBG dapat menurunkan biayaSPBG hingga 50 persen atau lebih. Secara historisbiaya terpasang untuk SPBG yang berkapasitasantara 100 300 scfm berkisar antara

Menurut perkiraan Gas Research Institute da1.400 - 2.000 dolar AS per scmf. Saat ini BBG telahterbukti sebagai pilihan yang lebih baik di bidangtransportasi. Data menunjukkan bahwa BBG yangmulai dicoba oleh pemerintah melalui pertaminapada tahun 1987 memiliki beberapa keuntungan

diantaranya lebih murah dari BBM, lebih ringandari udara, usia mesin lebih lama, perawatan lebihmurah dan tidak mencemari lingkungan. Tapimasalahnya adalah perkembangan BBG dimasyarakat sangatlah lambat. Hal ini disebabkanantara lain karena harga BBG tidak kompetitifdibanding BBM, harga konversi kit yang masihterlalu mahal, dan pemikiran masyarakat yangcenderung untuk selalu menggunakan BBM.

Salah satu contoh pemakaian bahan bakar gasadalah pada Isuzu yang memadukan mesin dieselberbahan bakar solar dengan CNG (CompressedNatural Gas). Keduanya langsung diinjeksikan keruang bakar kemudian dipampatkan dan terjadipembakaran. Proses pergantian antara solar danCNG bisa dilakukan dengan memutar tuaspengganti. Cara kerja praktis tersebut diatursepenuhnya oleh ECU. (14 Juni 2006www.beritaatpm.com ) Mesin komersial berbahanbakar gas atau setidaknya hibrid jugadikomersialisasikan China Zhejiang WanhaoMachine Science and Technology Co Ltd., yangmemasarkan dan mempatenkan power generatorsdengan daya dari 2.6Hp hingga 13.5Hp (HTTP://www. china-power- generator. com)


96 GAMMA, Volume IV, Nomor 2, Maret 2009: 95 - 101

Sistem Kit Konversi

tekanan tinggi (sekitar 200 bar), regulator gas,mixer, pipa, switch BBG/BBM dan pressuregauge). Lalu, dimulailah pengisian BBG kekendaraan yang dilakukan pada tekanan sekitar 200bar. Sistem kerja kit konversi adalah sebagaiberikut: Bahan bakar gas dimasukkan ke tabungBBG melalui kerangan pengisian BBG padatekanan tinggi melalui pipa tekanan tinggi,kemudian gas disalurkan ke mesin. Tekanan gasditurunkan ke atmosfir (LK.1) oleh penuruntekanan. Kemudian dicampur dengan udara olehpencampur udara dan gas dan selanjutnya masukke ruang bakar untuk dibakar. Kendaraan bermotordapat dioperasikan memakai bahan bakar gas ataubensin. Pengaturan operasinya diatur oleh sakelarpemilih yang menutup atau membuka keranganotomatis dan untuk gas atau bensin. Banyaknyavolume gas yang tersimpan di tangki dapat dilihatdi manometer.

Dalam pemakaian BBG untuk kendaraan tidakada perubahan-perubahan pada mesin kendaraan,yang ada hanya penambahan peralatan kit konversi.

Bila prosedur pemasangan dan pemeliharaan alatini dilaksanakan dengan baik maka penggunaannyaakan aman. (Purnomo,2006)

Banyaknya volume gas yang tersimpan ditangki dapat dilihat di manometer (4). Dalampemakaian BBG untuk kendaraan tidak adaperubahan-perubahan pada mesin kendaraan, yangada hanya penambahan peralatan kit konversi. Bilaprosedur pemasangan dan pemeliharaan alat inidilaksanakan dengan baik maka penggunaannyaakan aman. (Tulus Burhanuddin, 2002). Sedangkanpada mobil volvo digunakan dua bahan bakar yaitugas dan gasolin. Menggunakan converter kits terdiridari tabung gas, perpipaan, sakalr pemindah, relay,kran pemindah, regulator tekanan rendah microprocessor. dll. Fred Hammond, DanielJohnstonApril 3, 1996.

Prinsip Dasar Kit Konversi BBG

Peralatan kit konversi terdiri dari tabung BBGtekanan tinggi (sekitar 200 bar), regulator gas,mixer, pipa, switch BBG/BBM dan pressure gauge.Berikut adalah skema dari Kit Konversi untuk BBG.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 1. Instalasi Kit Konversi Eksperimental model 1

Cara injeksi gas ke mesin dapat diadaptasi darisistem pemasangan NOS (Nitero Oxyd System)yang merupakan gas katalis reaktor pembakaranpada mesin. Sistem itu antara lain: (1) . Wet system:Pemasangan diantara manifold dan throttle body.atau single nozzle di saluran intake. Pemasanganini mencampurkan gas dan bahan bakar di nozzlesehingga dinamakan wet system. Pemasangan inirelatif paling simple dan setingan lebih mudah. (2).Dry system: Pemasangan ini membutuhkan ekstrainjektor untuk bahan bakar. Pemasangan nozzle disaluran intake. nitrous akan bercampur denganbensin di extra injektor ini, lalu kemudianbercampur lagi dengan injektor bahan bakar, barumasuk ke chamber. Pemasangan dan settingan lebihrumit karena setting air-fuel ratio lebih susah.Caranya bisa dengan mengakali MAF sensor.Nozzle ini biasanya diset pada sudut 90 derajad.(3) . Direct port system: Pemasangan yang langsungke intake port mesin. prinsipnya mirip dengan wetsystem. Cuma nozzle yang bercampur bahan bakar+ gas ini disalurkan secara mandiri ke tiap cylinderAda lagi jenis direct system yang multi point Inimenghasilkan tenaga paling menghadapi-mesin-overheating- Mengenal Gas Nitrous pada Mesin,Selasa, 15 Mei 2007

Penelitian yang dilakukan oleh Sitoru yangmengatakan bahwa Alat konversi bahwa kitkonversi yang diimpor oleh beberapa penjual(vendor) di Indonesia masih memerlukan beberapaperbaikan. Beberapa penelitian yang telah diadakanuntuk mencari penyebabnya, menyimpulkan bahwamasalah utama dari gangguan ini adalahketidakstabilan dan respon transien yang kurangbaik dari satu atau lebih mekanisme pegasmassayang terdiri dari restriksi katup, pegas, diafragma,saluran orifis, dan ruang dari regulatortekanan.(Burhanudin,Harmen 2001 )

Kinerja motor bakar yang padanya digunakanbahan bakar gas diamati beberapa variabel kinerjayaitu: Daya, Efiseiensi Mekanik, Tekanan Efektifrata rata, dan Pemakaian Bahan Bakar spesifik.(Arend, 1994.) .

Pada motor pembakaran dalam, energi Panasuntuk kerja mekanik dihasilkan dari reaksi kimiaantara bahan bakar dan oksigen pada saatpembakaran. Bahan baklar yang digunakan harusmemenuhi berbagai persyaratan yang sesuai dengan

metode pembentukan campuran dan bagaimanareaksi kimia berlangsung. Pada motor denganpembentukan campuran Diluar (karburator) bahanbakar harus mudah menguap dan dengan segerabercampur dengan udara yang lewat Venturi. Padapemakaian bahan bakar gas, fungsi karburatorsebagai pengkabut menjadi tidak penting lagimengingat sudah berbenttuk gas dan mudahbercampur dengan udara. (BPH Migas 2007).Bahan Bakar Gas atau BBG merupakan gas alamyang telah dimampatkan. Secara umum lebih dari80% komponen gas bumi yang dipakai sebagaiBBG merupakan gas metana, 10%-15% gas etana,dan sisanya adalah gas karbon dioksida, dan gas-gas lain. Susunan BBG yang dipakai di Jakarta 93%terdiri dari gas metana, 3,2% gas etana, dan 3,8%sisanya adalah gas nitrogen, propana, dan karbondioksida (Atok Setiyawan. Ir. MEng,2000).

Salah satu resiko penggunaan elpiji adalahterjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gassehingga bila terkena api dapat menyebabkankebakaran. Pada awalnya, gas elpiji tidak berbau,tapi bila demikian akan sulit dideteksi apabilaterjadi kebocoran pada tabung gas. Menyadari ituPertamina menambahkan gas mercaptan, yangbaunya khas dan menusuk hidung. Langkah itusangat berguna untuk mendeteksi bila terjadikebocoran tabung gas. Tekanan elpiji cukup besar(tekanan uap sekitar 120 psig), sehingga kebocoranelpiji akan membentuk gas secara cepat danmerubah volumenya menjadi lebih besar. Padapenelitian ini digunakan beberapa pengamananyaitu dengan 2 regulator berpengaman, safetyflexible hoss, Tabung standar.

METODELOGI PENELITIAN

Mesin yang digunakan Memiliki spesifikasisebagai berikut: Merk motor : Type : FD 110 /4langkah OHC,Pendingin udara. Diameter Silinder/ Bore : 53.5 mm ;Langkah Piston / Stroke : 48.8mm ;Jumlah silinder : 1 (tunggal) ;Isi Piston /PistoDisplacement: 109 cc ;Perbandingan Kompresi :9.3 : 1 ;Daya maksimum : 9.8 Hp / 9000 Rpm ;TorsiMaksimum : 1.0 kg-m / 7000 Rpm ;Bahan Bakar :Premium.



Keterangan gambar :

a Tabung LPGb Regulator penurun tekanan I (regulator LPG

tekanan tinggi)c Regulator penurun tekanan IId Kran mimbrane Kran pembagif Pencampur (Mixer)g Mesin satu silinder empat langkah

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasar pada tujuan penulisan dan hasilpembahasan konsep perancangan yang diperolehdengan metode desain Pahl dan Beitz, maka di dapathasil perancangan kit konversi eksperimemtal untukmesin satu silinder 110 cc empat langkah berupasystem pencampur bahan bakar (mizer) denganmenggunakan main jet dan pilot jet sebagaikomponen inti dan instalasi kit konversieksperimental sebagai berikut:

Gambar 3. Instalasi Kit yang disarankan Konversi

Keterangan gambar :

a Tabung LPGb Regulator LPG tekanan Tinggic Regulator asetelind Kran Mimbrane Kran Pembagif Pencampur (mixer)g Mesin Satu Silinder Empat Langkah

Cara Kerja:

Bahan bakar gas LPG yang berada dalamtabung bertekanan tinggi (1) dikeluarkan denganmenurunkan tekanannya menggunakan regulator

LPG tekanan tinggi (2) dan kembali diturunkantekanannya sesuai dengan kebutuhan konsumsibahan bakar dengan menggunakan regulatorasetelin (3). Gas yang sudah diturunkan tekanannyadialirkan melalui selang gas ke kran mimbran (4).Kevakuman yang terjadi di ruang bakar yangdiakibatkan oleh langkah isap piston dari TMA keTMB mengakibatkan pegas kran mimbran tertarikdan membuka aliran gas dan gas akan mengalir kekran pembagi (5) untuk kemudian dialirkan ke mainjet dan pilot jet di dalam pencampur (mixer) (6).Udara yang masuk karena kevakuman dalam ruangbakar akan bercampur dengan gas LPG dankemudian masuk ke dalam ruang bakar mesinsatu silinder empat langkah (7).

Keterangan Gambar:a Tabung LPGb Regulator pengatur tekanan Ic Regulator Pengatur tekanan IId Kran mimbrane Kran pembagif Pencampur (Mixer)g Mesin satu silinder empat langkah

Sistem kerja kit konversi adalah sebagaiberikut:

Bahan bakar gas LPG yang berada dalamtabung bertekanan tinggi (1) dikeluarkan denganmenurunkan tekanannya menggunakan regulatorLPG tekanan tinggi (2) dan kembali diturunkantekanannya sesuai dengan kebutuhan konsumsibahan bakar dengan menggunakan regulatorasetelin (3). Gas yang sudah diturunkan tekanannyadialirkan melalui selang gas ke kran mimbran (4).Kevakuman yang terjadi di ruang bakar yangdiakibatkan oleh langkah isap piston dari TMA keTMB mengakibatkan pegas kran mimbran tertarikdan membuka aliran gas dan gas akan mengalir kekran pembagi (5) untuk kemudian dialirkan ke mainjet dan pilot jet di dalam pencampur (mixer) (6).Udara yang masuk karena kevakuman dalam ruangbakar akan bercampur dengan gas LPG dankemudian masuk ke dalam ruang bakar mesin satusilinder empat langkah (7).

Dalam pemakaian BBG untuk kendaraan tidakada perubahan-perubahan pada mesin kendaraan,

yang ada hanya penambahan peralatan kit konversi.Bila prosedur pemasangan dan pemeliharaan alatini dilaksanakan dengan baik maka penggunaannyaakan aman. Sesuai dengan rekomendasi beberapapercobaan yang dilalui maka pada pengujianinstalasi ini digunakan regulator LPG tekanantinggi. Dengan asumsi regulator ke dua bakar suplaibahan bakar yang sama pada saat tabung bahanbakar dalam kondisi penuh dan kondisi hampirhabis. Tujuan :Tekanan bahan bakar yang mengalirkedalam sistem bisa diatur sesuai dengan kebutuhankonsumsi bahan bakar pada saat RPM tinggi danpada saat stasioner. Target :Targetan pada uji cobaketiga adalah mesin bisa menyala dengan RPMtinggi dan langsam pada saat stasioner serta dapatmelakukan variasi tekanan bahan bakar denganmemaksimalkan fungsi kedua regulator. Sehinggasuplai bahan bakar pada saat RPM tinggi dapatterpenuhi. Hasil yang diperoleh adalah:

Kondisi mesin hidup dengan normal pada saatRPM tinggi dan langsam pada saat stasioner.Diasumsikan bahwa supalai bahan bakar terpenuhipada saat RPM tinggi dan saat stasioner. Regulatorpenurun tekanan dapat berfungsi dengan baiksehingga tekanan gas dapat diatur sesuai dengankebutuhan bahan bakar mesin. Hal yang palingpenting adalah suplai bahan bakar tetap konstanpada saat kondisi tabung yang sudah hampir habis.hal ini bisa dilihat ketika mesin dinyalakan lamadan terlihat bahwa tekanan gas di manometer tetapmenunjukkan nilai yang sama.

Gambar 2. Instalasi Metode Ke III



Wikipedia, “Diving regulator diaphragm.PNG”http//wikipedia/regulatot wiki\ImageDiving_regulator_diaphragm.PNG.htm.Herlambang H. “Teori Karburator SepedaMotor MXRider Community, KnowledgeDevelopment Dept ” http://www.motocross.com/ motoprof/moto/mcycle/carb101/ carb101.html

B. Hasil analisa bahan bakar menunjukkan bahwakandungan CO cukup besar (14%) pada

tekanan bahan bakar diatas 0.15 kg/cm 2sehingga bahan bakar tetap mengalir meskipuntidak terjadi kevakuman di ruang bakar.

Dari hasil uji coba kit konversi eksperimental,ditemukan bahwa kran mimbran tidak berfungsisecara maksimal, sehingga untuk menjadikan alatini bisa digunakan, maka perlu adanya pendisainankembali kran mimbran tersebut.

DAFTAR PUSTAKAhttp:/ /www.eere. energy. gov/ afdc/ altfuel/

natural_gas.html

14 Juni 2006 www.beritaatpm.com

HTTP:// www. china-power- generator. com

http://boorsa.co.id/tips-kiat/perawatan-perbaikan/cara-menghadapi-mesinoverheating-Mengenal Gas Nitrous pada Mesin, Selasa,15 Mei 2007

Aris Munandar, Pengerak Mula Motor bakarTorak

Arend. BPM, 1994. hal: 19

BPH Migas 2007

Iswandi, 2003. Kajian Sistem Pengisian BahanBakar Gas Untuk Kendaraan BermotorPustaka Iptek, Jurnal Saint dan TeknologiBPPT.

Suara Karya, Jumat,03 Mei 2002 09:17. BPPTKembangkan Bahan Bakar AlternatifPengganti LPG

http://boorsa.co.id/tips-kiat/perawatan-perbaikan/cara-menghadapi-mesin-overheating- ,Mengenal Gas Nitrous pada Mesin, Selasa,15 Mei 2007

Leifer 2003; bubble measurement system ;Bubble Hydrodynamics.

Leifer 2000, bubble rise velocity , BubbleHydrodynamics.

Fred Hammond, Daniel JohnstonApril 3, 1996,V6-04, Volvo 850 Bi-FuelsoundEnvironmental Solution To Vehicle Exhaust

Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT, TinjauanPengembangan Bahan Bakar Gas SebagaiBahan Bakar Alternatif, Fakultas Teknik ,Jurusan Teknik Mesin Universitas SumateraUtara

Tulus B.S., ”Tinjauan Pengembangan BahanBakar Gas Sebagai Bahan Bakar Alternatif”,Mesin FT. Universitas Sumatera Utara.2002.

Tulus B.S., Pemodelan Penurun Tekanan UntukKendaraan Berbahan Bakar Gas DenganSimulasi 3-D (Studi Kasus : KorelasiPerubahan Posisi pada Penurun Tekananterhadap Tekanan dan Laju Aliran Massa )”Mesin FT. Universitas Sumatera Utara.2002.

Tulus B.S.,”Simulasi Regulator Tekanan UntukKendaraan Berbahan Bakar Gas DenganProgram Fire”. Mesin FT. UniversitasSumatera Utara.2002.

Fred H. & Daniel J., “Volvo 850 Bi-Fuel SoundEnvironmental Solution To Vehicle Exhaust”Volvo Cars of North America, Inc.Rockleigh, New Jersey 07647, 1996. PesertaMata Kuliah Teknik Pembakaran, ”PortfolioBahan Bakar Cair”, Teknik Kimia FakultasTeknik Universitas Indonesia, Depok, 2001.

Joko Sulistyono, ”Urban Air QualityImprovement (UAQ-i) Project NationalStrategy Action Plan Draft Working PaperBidang Energi dan Bahan Bakar” KonsultanUAQ-i untuk Energi dan Bahan Bakar

©UNEP,Pedoman Efisiensi Energi untuk Industridi Asia, Bahan Bakar & Pembakaran, http//www.energyefficiencyasia.org

Ahmad Fauzan

Documents

Transcript of Ahmad Fauzan