MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol...

91
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA) PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Ahli Madya Oleh : SHOPAN PANGESTU NIM. I 8609031 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

Transcript of MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol...

Page 1: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI

SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR ELEKTRONIK PADA

TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA)

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

Untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Oleh :

SHOPAN PANGESTU

NIM. I 8609031

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

Page 2: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

Proyek Akhir dengan Judul ” Modifikasi Mesin Sistem Konvensional Menjadi

Sistem Injeksi Bahan Bakar Elektronik Pada Toyota Kijang 5K (Sistem Udara) ”

ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir

Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Pada Hari :

Tanggal :

Pembimbing I Pembimbing II

Wibawa Endra Juana, S.T., M.T.

NIP. 197009112000031001

Tri Istanto, S.T., M.T.

NIP. 197308202000121001

Page 3: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Proyek Akhir ini telah dipertahankan dihadapan Tim penguji Proyek

Akhir Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat

gelar Ahli Madya.

Pada Hari :

Tanggal :

Tim Penguji Proyek Akhir

1. Ketua / Penguji I

………………………………………….

NIP.

( )

2. Penguji II

.................................................................

NIP.

( )

3. Penguji III

.................................................................

NIP.

( )

4. Penguji IV

…………………………………………

NIP.

( )

Disahkan,

Mengetahui,

Ketua Program DIII Teknik Mesin Koordinator Proyek Akhir

Heru Sukanto, S.T., M.T. Jaka Sulistya Budi, S.T.

NIP. 197207311997021001 NIP. 19671019 199903 1 001

Page 4: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dalam penyusun laporan Proyek Akhir ini

dapat diselesaikan dengan baik. Sholawat dan salam senantiasa tercurah kepada

uswah dan pemimpin kita Nabi Muhammad SAW, keluarga, para sahabat dan

kepada semua pengikut sunnah beliau hingga akhir zaman.

Laporan Proyek Akhir dengan judul “MODIFIKASI MESIN SISTEM

KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR

ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA)” disusun

sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan

Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Berkat bantuan dari berbagai pihak, Proyek Akhir dan Laporan Proyek

Akhir ini dapat terselesaikan tepat waktu. Oleh karena itu, kami mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Bapak dan Ibu penulis, yang selalu memberi motifasi dalam kehidupan

sehari-hari;

2. Bapak Wibawa Endra Juana, S.T., M.T., selaku pembimbing I Proyek Akhir;

3. Bapak Tri Istanto, S.T., M.T., selaku pembimbing II Proyek Akhir;

4. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T., selaku ketua Program Studi Diploma III

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta;

5. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir;

6. Anwar Nasyrudin dan Fama Aqiftiar Falah sebagai teman satu kelompok,

terima kasih atas kekompakkan dan kerja samanya dalam menyelesaikan

Proyek Akhir;

7. Bapak Cipto dan Bapak Bambang, selaku pengelola Bengkel Sendang 4x4

yang telah memberikan banyak bimbingan kepada penulis selama

mengerjakan Proyek Akhir;

8. Bapak Aryoto, S.T., selaku pengelola Bengkel Pro Mekanik Globalindo yang

telah memberikan banyak bimbingan kepada penulis selama mengerjakan

Proyek Akhir;

Page 5: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

9. Bapak Dimyadi, guru SMK Ma’arif Kudus yang menempuh jenjang S2 di

Universitas Sebelas Maret dan telah memberikan bimbingan kepada penulis

selama mengerjakan Proyek Akhir;

10. Bapak Solikhin, Bapak Rohmad, dan Bapak Sariyanto selaku laboran Motor

Bakar terima kasih atas bimbingan dan bantuannya;

11. Teman-teman Diploma III Teknik Mesin Otomotif angkatan 2009;

12. Teman-teman PMPA Ajusta Brata Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam

penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat

membangun sangat diharapkan demi sempurnanya laporan ini. Akhir kata penulis

hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri

khususnya dan pembaca baik dari kalangan akademis maupun lainnya.

Surakarta, Juni 2012

Shopan Pangestu

I8609031

Page 6: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL

MENJADI SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR ELEKTRONIK

PADA TOYOTA KIJANG 5K

(SISTEM UDARA)

Oleh

SHOPAN PANGESTU

ABSTRAK

Proyek Akhir ini bertujuan untuk memodifikasi sistem konvensional

(karburator) pada engine 5K TOYOTA KIJANG menjadi EFI (Electronic Fuel

Injection)dengan mengadopsi sistem injeksi engine 7K-E, yang difokuskan pada

sistem udara, serta mengetahui perbedaan konsumsi bahan bakar dan gas buang

mesin setelah dimodifikasi.

Proses modifikasi tersebut dilaksanakan melalui beberapa tahapan yaitu

pembuatan perencanaan proses modifikasi, pengujian awal, pelepasan komponen

konvensional dan injeksi, membersihkan komponen, analisa perbedaan

komponen, survei harga komponen, pemasangan komponen sistem injeksi dan

modifikasi, finishing, trouble and shooting, pengujian hasil akhir.

Pengujian konsumsi bahan bakar menunjukkan mesin injeksi lebih boros

pada rpm rendah, cenderung sama pada putaran menengah, dan lebih irit pada

putaran tinggi. Sedangkan hasil pengujian gas buang menunjukkan penurunan

kadar HC dan CO yang dihasilkan. Kadar HC sebelum modifikasi adalah 896

ppm sedangkan setelah dimodifikasi adalah 369 ppm. Kadar CO mengalami

penurunan dari 4,75% menjadi 0,5%. Sehingga mesin setelah dimodifikasi gas

buangnya menjadi lebih ramah lingkungan.

Page 7: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

KATA PENGANTAR .................................................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................1

1.1 Latar Belakang Masalah ..............................................................1

1.2 Perumusan Masalah .....................................................................3

1.3 Batasan Masalah ..........................................................................3

1.4 Tujuan Proyek Akhir....................................................................3

1.5 Manfaat Proyek Akhir..................................................................3

1.6 Metode Penulisan .........................................................................3

1.7 Sistematika Penulisan ..................................................................4

BAB II DASAR TEORI..................................................................................5

2.1 Sistem Udara Karburator .............................................................5

2.1.1 Saringan Udara ...................................................................7

2.1.2 Sistem Pemasukan Udara Panas .........................................9

2.1.3 Karburator ........................................................................10

2.1.4 Intake Manifold ................................................................12

2.2 Sistem Udara Pada EFI (Electronic Fuel Injection) ..................12

2.2.1 Sistem Induksi Udara .......................................................14

2.2.2 Silinder .............................................................................17

2.2.3 Exhaust Manifold .............................................................19

2.2.4 Pipa Buang .......................................................................20

2.2.5 Catalytic Converter ..........................................................21

2.2.6 Muffler ..............................................................................21

2.3 Sistem Kontrol Elektronik .........................................................22

2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik ..........................22

2.3.2 Sensor ...............................................................................23

2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) ........................................31

2.3.4 Aktuator ............................................................................32

2.4 Emisi Gas Buang .......................................................................36

2.4.1 Ambang Batas Uji Emisi ..................................................36

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR ................................................38

3.1 Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir ....................................38

3.2 Gambar Komponen Sistem Udara .............................................41

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN ...........................................44

4.1 Spesifikasi Engine .......................................................................44

Page 8: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

4.2 Pengujian Awal ...........................................................................45

4.2.1 Konsumsi Bahan Bakar ....................................................45

4.2.2 Emisi Gas Buang ..............................................................47

4.3 Persiapan Sistem Injeksi Pada Engine 7K-E .............................49

4.3.1 Memeriksa Kondisi Engine Stand ....................................49

4.3.2 Menghidupkan Engine Stand ............................................50

4.4 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 7K-E ...........50

4.4.1 Penandaan Wiring Konektor .............................................50

4.4.2 Pelepasan Wiring ..............................................................50

4.4.3 Pelepasan Komponen Sistem Udara .................................51

4.4.4 Membersihkan Komponen ................................................53

4.5 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 5K ...............53

4.5.1 Pelepasan Komponen ........................................................54

4.5.2 Analisa Persamaan dan Perbedaan Komponen .................55

4.6 Pengadaan Komponen (Sparepart) Pada Sistem Udara ............56

4.7 Pemasangan dan Modifikasi ......................................................57

4.7.1 Membersihkan Komponen ................................................57

4.7.2 Modifikasi dan Pemasangan Komponen Sistem Udara ....57

4.7.3 Pemasangan Kontrol Elektronik .......................................63

4.8 Finishing ....................................................................................69

4.9 Pengujian Akhir .........................................................................70

4.9.1 Konsumsi Bahan Bakar Akhir ..........................................70

4.9.2 Emisi Gas Buang ..............................................................73

4.10 Pembahasan ...............................................................................74

4.10.1 Konsumsi Bahan Bakar .................................................74

4.10.2 Emisi Gas Buang ............................................................76

BAB V PENUTUP.........................................................................................80

5.1 Kesimpulan .................................................................................80

5.2 Saran ...........................................................................................80

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 9: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 Sistem Pemasukan dan Pembuangan .......................................5

2. Gambar 2.2 Perbandingan Kompresi ...........................................................6

3. Gambar 2.3 Saringan Udara Tipe Kertas .....................................................7

4. Gambar 2.4 Saringan Udara Tipe Kertas Axial Flow ..................................8

5. Gambar 2.5 Pre Air Cleaner .........................................................................8

6. Gambar 2.6 Filter Udara Tipe Oil Tube .......................................................9

7. Gambar 2.7 Filter Udara Tipe Cyclon .........................................................9

8. Gambar 2.8 Sistem HAI ...............................................................................10

9. Gambar 2.9 Venturi .....................................................................................11

10. Gambar 2.10 Venturi Karburator .................................................................11

11. Gambar 2.11 Intake Manifold ......................................................................12

12. Gambar 2.12 Sistem EFI ..............................................................................13

13. Gambar 2.13 Sistem D-EFI dan L-EFI ........................................................13

14. Gambar 2.14 Tipe Filter Udara ....................................................................14

15. Gambar 2.15 Saluran Bypass .......................................................................15

16. Gambar 2.16 Throttle Body .........................................................................15

17. Gambar 2.17 Air Intake Chamber ................................................................16

18. Gambar 2.18 Intake Manifold ......................................................................16

19. Gambar 2.19 Langkah Hisap (Intake Stroke) ..............................................17

20. Gambar 2.20 Langkah Kompresi (Compression Stroke) .............................18

21. Gambar 2.21 Grafik Pembakaran.................................................................18

22. Gambar 2.22 Langkah Usaha (Power Stroke) .............................................19

23. Gambar 2.23 Langkah Buang (Exhaust Stroke) ..........................................19

24. Gambar 2.24 Exhaust Manifold ...................................................................20

25. Gambar 2.25 Sensor Oksigen.......................................................................20

26. Gambar 2.26 Pipa Buang .............................................................................20

27. Gambar 2.27 Catalitic Converter .................................................................21

28. Gambar 2.28 Muffler ...................................................................................21

29. Gambar 2.29 Sistem Kontrol Elektronik pada EFI ......................................22

30. Gambar 2.30 Prinsip Kerja Sistem control Elektronik ................................23

31. Gambar 2.31 Intake Air Temperature Sensor ..............................................23

32. Gambar 2.32 IAT Circuit .............................................................................24

33. Gambar 2.33 Air Flow Meter .......................................................................24

34. Gambar 2.34 Air Flow Meter Circuit ..........................................................25

35. Gambar 2.35 MAP sensor ............................................................................25

36. Gambar 2.36 MAP Sensor Circuit ...............................................................26

37. Gambar 2.37 Throttle Position Sensor .........................................................26

38. Gambar 2.38 Throttle Position Sensor Circuit .............................................26

39. Gambar 2.39 Water Temperature Sensore Circuit .......................................27

40. Gambar 2.40 Sensor pendeteksi camshaft ...................................................27

41. Gambar 2.41 Sensor pendeteksi crankshaft .................................................28

42. Gambar 2.42 Starter signal...........................................................................28

43. Gambar 2.43 Sensor pendeteksi knocking ...................................................29

44. Gambar 2.44 Oxigen sensor .........................................................................23

45. Gambar 2.45 Oxigen Sensor Circuit ............................................................30

Page 10: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

46. Gambar 2.46 Vehicle Speed Sensor .............................................................31

47. Gambar 2.47 ECU 7K-E ..............................................................................31

48. Gambar 2.48 Injector ...................................................................................32

49. Gambar 2.49 Fuel pump ..............................................................................33

50. Gambar 2.50 Idle speed control ...................................................................33

51. Gambar 2.51 Exhaust gas recirculating (EGR) ............................................34

52. Gambar 2.52 Relay ......................................................................................34

53. Gambar 2.53 Data Trouble Code .................................................................35

54. Gambar 2.54 Check engine ..........................................................................35

55. Gambar 2.55 Igniter .....................................................................................36

56. Gambar 2.56 Check conector .......................................................................35

57. Gambar 3.1 Air Filter ...................................................................................41

58. Gambar 3.2 Throttle Body ...........................................................................41

59. Gambar 3.3 Air Intake Chamber ..................................................................42

60. Gambar 3.4 Air Intake Manifold..................................................................42

61. Gambar 3.5 Exhaust Manifold .....................................................................43

62. Gambar 3.6 Exhaust Pipe .............................................................................43

63. Gambar 4.1 Pemasangan selang bensin pada input filter.............................45

64. Gambar 4.2 Gelas ukur yang diisi bensin ....................................................46

65. Gambar 4.3 Selang input dimasukkan pada gelas ukur ...............................46

66. Gambar 4.4 Pemasangan tachometer ..........................................................46

67. Gambar 4.5 Grafik Fuel Comsumtion .........................................................47

68. Gambar 4.6 Gas Analizer .............................................................................48

69. Gambar 4.7 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler ............................48

70. Gambar 4.8 Perbaikan Pada Map Sensor .....................................................49

71. Gambar 4.9 Melepaskan Throttle Body .......................................................51

72. Gambar 4.10 Melepaskan Intake Chamber ..................................................51

73. Gambar 4.11 Melepaskan Sistem Bahan Bakar ...........................................51

74. Gambar 4.12 Melepaskan front pipe ............................................................52

75. Gambar 4.13 Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold .............52

76. Gambar 4.14 Melepaskan Wiring ................................................................53

77. Gambar 4.15 Membersihkan Komponen .....................................................53

78. Gambar 4.16 Melepaskan Filter Udara ........................................................54

79. Gambar 4.17 Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold............54

80. Gambar 4.18 Persamaan permukaan intake dan exhaust manifold .............55

81. Gambar 4.19 Perbedaan Sambungan front pipe ..........................................56

82. Gambar 4.20 Permukaan Dudukan Manifold ..............................................57

83. Gambar 4.21 Dudukan oxygen sensor .........................................................58

84. Gambar 4.22 Baut yang akan dipindah ........................................................58

85. Gambar 4.23 Pemasangan Intake dan Exhaust Manifold ............................59

86. Gambar 4.24 Pemasangan Intake Chamber .................................................59

87. Gambar 4.25 Pemasangan Throttle Body ....................................................60

88. Gambar 4.26 Pemasangan Air conector pipe ...............................................60

89. Gambar 4.27 Dudukan Filter House ............................................................61

90. Gambar 4.28 Pemasangan dan Modifikasi Air Filter ..................................61

91. Gambar 4.29 Front pipe satu saluran ...........................................................62

92. Gambar 4.30 Front pipe dua saluran ...........................................................62

93. Gambar 4.31 Penyesuaian sudut front pipe .................................................63

Page 11: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

94. Gambar 4.32 Front pipe yang telah terpasang .............................................63

95. Gambar 4.33 ECU 7K-E dan ECU 5A-FE ..................................................64

96. Gambar 4.34 Perakitan wiring baru .............................................................64

97. Gambar 4.35 Letak Intake Air Temperature Sensor ....................................65

98. Gambar 4.36 Letak Sensor Throttle Position ...............................................65

99. Gambar 4.37 Letak Sensor Mass Absolute Pressure ...................................66

100. Gambar 4.38 Letak Sensor Oxygen .............................................................66

101. Gambar 4.39 Letak Sensor water temperature .............................................67

102. Gambar 4.40 Letak Sensor NE ....................................................................67

103. Gambar 4.41 Letak Idle Speed Control .......................................................67

104. Gambar 4.42 Letak Injector .........................................................................68

105. Gambar 4.43 Letak Fuel Pump ....................................................................68

106. Gambar 4.44 Check Engine Lamp ...............................................................69

107. Gambar 4.45 OBD Conector ........................................................................69

108. Gambar 4.46 Wiring Finshing .....................................................................70

109. Gambar 4.47 Letak ECU ..............................................................................70

110. Gambar 4.48 Pemasangan pompa bensin pada gelas ukur ..........................71

111. Gambar 4.49 Pemasangan Tachometer ........................................................71

112. Gambar 4.50 Grafik Fuel Comsumtion .......................................................72

113. Gambar 4.51 Gas Analizer ...........................................................................73

114. Gambar 4.52 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler ..........................73

115. Gambar 4.52 Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar ..........................75

Page 12: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan teknologi di bidang industri otomotif sekarang ini semakin

maju dan berkembang pesat sesuai dengan perkembangan zaman. Seiring

berkembangnya teknologi tersebut, kebutuhan manusia akan sarana transportasi

juga semakin meningkat untuk memenuhi aktivitas kehidupan sehari-hari. Hal itu

dapat dilihat dengan semakin bertambahnya jumlah kendaraan pribadi, kendaraan

umum maupun kendaraan niaga yang beroperasi dan kadang menimbulkan

kemacetan di jalan raya. Selain menyebabkan kemacetan, gas buang yang

dihasilkan kendaraan menjadi penyumbang pencemaran udara terbesar pada saat

ini.

Kendaraan yang beroperasi tersebut tidak semuanya memiliki teknologi

yang secanggih kendaraan zaman sekarang. Awal mula kendaran memakai sistem

konvensional yang kurang efisien pada tenaga maupun gas buang yang dihasilkan.

Semakin canggih teknologi yang diterapkan pada kendaraan akan dapat

meningkatkan efisiensi pada tenaga dan gas buang sisa hasil pembakaran bahan

bakar. Terdapat beberapa kandungan gas pada gas sisa hasil pembakaran,

diantaranya adalah CO (karbon monoksida), HC (hidro karbon), NO (nitrogen

monoksida), SO2 (sulfur oksida), CO2 (karbon dioksida), O2 (oksigen), Pb (timbal).

Dari beberapa gas yang terkandung pada gas buang tersebut yang paling bersifat

perusak adalah karbon monoksida (CO). Kendaraan yang masih menggunakan

sistem konvensional (karburator) akan menghasilkan kandungan gas CO yang

lebih tinggi dibandingkan dengan kendaran dengan teknologi zaman sekarang atau

yang sering disebut dengan EFI (Electronic Fuel Injection).

Meningkatnya kandungan gas CO pada udara akan mengakibatkan

menurunnya sistem saraf sentral, perubahan fungsi jantung dan paru-paru,

mengantuk, koma, sesak nafas dan yang paling membahayakan dapat

menimbulkan kematian. Bahkan dapat menimbulkan kerusakan pada tanaman,

bangunan, dan bahan lainnya. Selain itu gas CO dapat menimbulkan terjadinya

pemanasan global (global warming issues). Pemanasan global sebagai salah satu

Page 13: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

penyebab perubahan iklim yang tidak menentu, pencairan es dikutub, abrasi

pantai, dan masih banyak lagi kerusakan alam sebagai dampak pemanasan global.

Oleh karena itu perlu adanya tindakan untuk mengurangi pemanasan global,

karena dalam jangka waktu yang panjang dapat mengancam kelangsungan hidup

manusia.

Pemakaian kendaraan yang berteknologi EFI (Electronic Fuel injection)

merupakan salah satu upaya pengurangan terjadinya pemanasan global dengan

menggunakan teknologi yang ramah lingkungan. Dengan penerapan teknologi

tersebut pada kendaraan, kandungan gas CO pada gas hasil pembakaran akan

lebih sedikit dibanding dengan kendaraan sistem konvensional (karburator).

Selain itu, kendaraan yang berteknologi EFI mempunyai beberapa keuntungan di

antara lain :

a. Memungkinkan pembentukan campuran homogen pada tiap silinder.

b. Perbandingan campuran bahan bakar dan udara yang akurat pada setiap putaran

mesin menjadikan sempurnanya pembakaran, sehingga dapat mengurangi

emisi gas buang.

c. Meningkatkan tenaga mesin. Ketepatan takaran campuran pada masing-masing

silinder, dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar.

d. Lebih baik ketika dioperasikan pada semua kondisi temperatur. Adanya sensor

yang mendeteksi temperatur, pengontrolan penginjeksian bahan bakar menjadi

lebih baik.

e. Perawatan yang lebih mudah.

Pada sistem EFI juga terdapat kekurangannya, seperti biaya perawatan dan suku

cadang yang lebih mahal.

Terdapat banyak keunggulan dengan penggunaan teknologi EFI, namun

masih ada pula kendaraan dengan sistem konvensional yang beroperasi. Hal

tersebut menjadi kajian pada proyek akhir ini, yaitu mengubah sistem

konvensional (karburator) pada TOYOTA KIJANG engine 5K menjadi sistem

EFI (Electronic Fuel Injection) dengan mengadopsi sistem EFI pada engine 7K.

Dengan harapkan di perolehnya performance yang bagus dengan gas buang yang

lebih ramah lingkungan.

Page 14: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah pada Proyek Akhir ini adalah memodifikasi sistem

konvensioal (karburator) pada mesin Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi

dengan mensubtitusikan sistem injeksi bahan bakar elektronik engine 7K-E.

1.3 Batasan Masalah

Berdasarkan perumusan masalah diatas, maka dalam laporan Proyek Akhir

ini secara garis batasan-batasan masalah adalah sebagai berikut :

1. Sistem udara pada modifikasi sistem konvensional (karburator) pada engine

Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi dengan mensubtitusikan sistem

injeksi bahan bakar elektronik engine 7K-E.

1.4 Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dalam pelaksanaan Proyek Akhir ini adalah :

1. Memodifikasi kendaraan sistem konvensional (karburator) menjadi sistem EFI;

2. Membandingkan gas buang yang dihasilkan dan konsumsi bahan bakar pada

setiap sistem;

3. Mampu menggambar komponen-komponen sistem udara secara tiga dimensi

dengan menggunakan software Solid Work.

1.5 Manfaat Proyek Akhir

Manfaat dari pelaksanaan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Menambah pengetahuan dan kemampuan dalam bidang memodifikasi

kendaraan yang memakai sistem konvensional (karburator) menjadi sistem

EFI;

2. Menambah referensi mengenai cara memodifikasi sistem konvensional

(karburator) menjadi sistem EFI.

1.6 Metode Penulisan

Metode yang digunakan pelaksanaan dan pengumpulan bahan dalam

pembuatan laporan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Metode observasi

Metode ini dilakukan dengan cara mengadakan pengamatan langsung dan

mencatat secara langsung segala spesifikasi dan performance pada engine

Toyota 5K sebelum dan sesudah dimodifikasi.

Page 15: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

2. Metode wawancara

Metode ini dilakukan dengan mengajukan pertanyaan secara langsung kepada

narasumber atau kepada pihak-pihak lain yang dapat memberikan informasi

sehingga membantu dalam penulisan laporan ini.

3. Konsultasi

Penulis melakukan konsultasi untuk memperoleh bimbingan serta arahan dari

pembimbing Proyek Akhir.

4. Metode literatur

Metode ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang berasal dari buku-

buku dan dari internet yang ada kaitannya dengan sistem udara pada kedua

sistem.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang dipakai dalam penyusunan laporan Proyek

Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini memaparkan tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah,

tujuan dan manfaat proyek akhir, metode penulisan, serta sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini memaparkan perbedaan sistem udara pada kedua sistem dan

penjelasan sistem injeksi.

BAB III PERENANAAN DAN GAMBAR

Pada bab ini berisi perencanaan yang akan dilakukan pada proses modifikasi

engine sistem konvensional menjadi engine sistem injeksi (EFI) dan hasil gambar

tiga dimensi komponen-komponen sistem udara dengan software Solid Work.

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi tentang proses pengerjaan modifikasi engine sistem

konvensional menjadi engine sistem injeksi (EFI) dan pembahasan hasil

pengujian engine sebelum dimodifikasi dengan engine setelah dimodifikasi.

BAB VI PENUTUP

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 16: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sistem Udara Pada Karburator

Sistem pemasukan (intake system) terdiri dari saringan udara (air cleaner),

karburator dan intake manifold. Saringan udara membersihkan kotoran udara

sebelum masuk ke silinder untuk bercampur dengan bensin. Karburator berfungsi

mencampur udara dan bahan bakar dengan perbandingan sesuai beban pada

mesin. Intake manifold menyalurkan campuran bahan bakar dan udara kedalam

silinder untuk proses kompresi. Udara tersebut dapat mengalir melewati sistem

pemasukan (intake sistem) karena kevakuman pada silinder yang disebabkan

gerakan piston ke TMB (Titik Mati Bawah) ketika kedua katub dalam posisi

menutup. Udara mengalir dari saringan udara masuk ke karburator, dan campuran

udara dan bahan bakar yang disiapkan dalam karburator dipanaskan didalam

intake manifold. Intake manifold dibuat sedemikian rupa sehingga dapat

membagikan campuran udara dan bahan bakar sama rata ke semua silinder.

Gambar 2.1 Sistem Pemasukan dan Pembuangan

Page 17: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

Campuran udara dan bahan bakar yang masuk kedalam silinder akan akan

dikompresi didalam silinder oleh piston dalam posisi kedua menutup, yang

disebut dengan langkah kompresi. Pada saat langkah kompresi terdapat

perbandingan kompresi yang merupakan perbandingan dari volume silinder

dengan volume ruang bakar. Volume silinder dengan torak pada posisi TMB (V2)

dan volume ruang bakar dengan torak pada posisi TMA (V1). Dengan nilainya

dapat dihitung sebagai berikut :

Gambar 2.2 Perbandingan Kompresi

V1 : Volume ruang bakar

V2 : Volume langkah piston

Jadi perbandingan kompresi : V1 + V2

V1

Contoh :

V1 + V2 32 cc + 315 cc 10,8

V1 32 cc

Selanjutnya perbandingan kompresi yang lebih tinggi menghasilkan tekanan gas

pembakaran lebih besar pula, menghasilkan output yang lebih besar. Pada

umumnya perbandingan kompresi ialah antara 8 : 1 sampai 11 : 1 dalam mesin

bensin.

Sistem pembuangan (exhause system) terdiri dari exhause manifold, exhause

pipe (knalpot) dan muffler. Exhause manifold menampung gas bekas pembakaran

dari silinder dan mengeluarkan ke udara melalui knalpot. Muffler menyerap bunyi

yang disebabkan oleh keluarnya gas bekas. Sistem exhause termasuk juga

catalytic converter, dimana gas bekas pembakaran dibersihkan sebelum

Page 18: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

dikembalikan ke udara. Untuk penambahan ini ada beberapa perlengkapan

emission control lainnya.

2.1.1 Saringan Udara (Air filter)

Udara luar biasanya mengandung debu. Apabila debu masuk kedalam

silinder-silinder bersama udara yang dihisap, hal ini akan mempercepat keausan

dan mengotori oli pelumas. Akibatnya masa penggunaan mesin menjadi pendek.

Oleh karena itu, debu harus dibersihkan dari udara yang masuk sebelum sampai

ke silinder-silinder. Pada kendaraan, udara yang masuk dibersihkan oleh saringan

udara. Saringan udara juga dapat mengurangi kecepatan udara dan mengurangi

suara-suara berisik udara. Saringan udara harus diperiksa dan dibersihkan secara

rutin, sebab elemennya berangsur-angsur akan tersumbat dengan debu dan tidak

dapat memberikan udara yang cukup pada mesin. Hal itu akan menyebabkan

tenaga mesin menjadi turun.

Ada beberapa tipe saringan udara yang digunakan pada kendaraan, tipe

saringan udara yang dipakai pada kendaraan ini termasuk saringan udara tipe

kertas. Saringan udara lainnya ada yang elemennya terbuat dari baja wool yang

direndam minyak (oil bath type), tipe siklon dan sebagainya. Pada umumnya

banyak digunakan tipe elemen kertas. Sedangkan pre-air cleaner tipe siklon

direncanakan khusus untuk daerah yang berdebu, berpasir.

1. Saringan Udara Tipe Kertas

Saringan udara ini terdiri dari elemen yang dibuat dari kertas atau kain.

Elemen diletakkan didalam rumah saringan udara (air cleaner case), pada

beberapa saringan udara yang menggunakan elemen ini dapat dicuci dengan air.

Gambar 2.3 Saringan Udara Tipe Kertas

Page 19: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

Belakangan ini beberapa saringan udara menggunakan elemen tipe axial

flow seperti diperlihatkan pada gambar 2.4 dibawah ini. Saringan udara tipe

axial flow elemen-elemennya dapat dibuat lebih kompak dan ringan.

Gambar 2.4 Saringan Udara Tipe Kertas Axial Flow

2. Pre-Air Cleaner

Pre-air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran. Dengan efesiensi

udara yang tinggi dan mempunyai bagian sirip yang memisahkan kotoran dari

udara dengan adanya gaya sentrifugal. Debu ditampung dalam penampung

khusus (dus trap). Tipe saringan udara ini sering kali tidak diperlukan

penggantian elemen yang terlalu sering dibanding dengan tipe saringan udara

lainnya.

Gambar 2.5 Pre Air Cleaner

3. Saringan Udara Tipe Oil Bath

Saringan udara tipe ini berisikan oli di bagian bawah rumah saringan,

seperti pada gambar. Elemen dibuat dari baja wool. Partikel-partikel debu yang

besar, kotoran-kotoran, pasir dan sebagainya jatuh di dalam genangan

Page 20: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

(rendaman oli). Udara yang dihisap melalui elemen saringan telah dibersihkan

oleh elemen yang terbuat dari baja wool tadi sebelum mencapai mesin.

Gambar 2.6 Filter Udara Tipe Oil Tube

4. Saringan Udara Tipe Siklon

Saringan udara tipe siklon (cyclone type air cleaner) ini adalah salah satu

saringan udara tipe kertas yang menggunakan kertas sebagai elemen. Elemen

ini berbentuk sirip-sirip untuk menghasilkan pusaran udara. Sebagian partikel-

partikel, kotoran, pasir dan lain-lain ditampung dalam kotak saringan oleh gaya

sentrifugal dari pusaran udara. Partikel-partikel yang kecil diserap oleh elemen

kertas. Perencanaan ini tujuannya untuk mengurangi tersumbatnya elemen

saringan dan tidak dibutuhkannya perawatan yang terlalu sering seperti tipe

lainnya.

Gambar 2.7 Filter Udara Tipe Cyclon

2.1.2 Sistem Pemasukan Udara Panas (Hot Air Intake)

Campuran udara dan bahan bakar lebih dingin dibandingkan dengan udara

luar, hal tersebut disebabkan karena udara kehilangan panas saat terjadinya

Page 21: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

penguapan pada bensin. Dengan alas an ini, campuran udara dan bahan bakar

tidak mudah menguap atau menjadi kristal dalam udara dingin, tidak seperti

apabila dalam udara panas. HAI (Hot AirIntake) suatu sistem yang dibuat untuk

memanaskan udara yang dihisap dengan memanfaatkan panas dari gas bekas.

Sejak adanya perlengkapan tambahan ini tidak ada masalah dalam pemanasan

yang dapat berlaku secara manual atau otomatis. Pada sistem otomatis terdiri

sistem otomatis terdiri dari wax atau elemen bimetal, yang mendeteksi temperatur

udara yang masuk dan menggerakkan sistem pada on atau off sesuai dengan

keadaan temperatur.

Sistem Automatic HAI tipe bimetal mempunyai katup termostat (elemen

bimetal) didalam rumah saringan udara dan vakum diafragma pada saluran

masuknya. Vakum diafragma bekerja dengan kevakuman dalam intake manifold

dan mengontrol switch udara panas atau dingin.

Belakangan ini sistem HAI juga termasuk sebuah katup wax (wax valve)

dan katub HIC (Hot Idle Compensation). Sebagai tambahan pada switch otomatis

udara panas atau dingin, digunakan untuk mengatur temperatur udara yang ke

intake manifold dalam tingkat yang sesuai dengan temperatur bagian dalam mesin.

Dengan kata lain, tipe sistem HAI baru ini memainkan peranan pada katup-katup

HIC dengan baik.

Gambar 2.8 Sistem HAI

2.1.3 Karburator

Karburator adalah sebuah alat yang mencampur udara dan bahan bakar

untuk sebuah mesin pembakaran dalam, perbandingan campuran udara dan bahan

bakar sesuai beban pada mesin. Udara tercampur dengan bahan bakar ketika

Page 22: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

udara melewati venturi pada karburator. Prinsip kerja pada venturi adalah

perbedaan tekanan yang terjadi. Udara yang mengalir dengan kecepatan tetap

kedalam ruang bakar yang ditunjukkan pada gambar 2.9 akan melewati venturi,

maka udara yang masuk dan keluar dari venturi kecepatannya sama. Udara yang

melalui venturi harus lebih besar kecepatannya dibanding dari tempat lainnya,

sebab venturi menyempit. Hal ini juga bertujuan agar tekanan udara dalam venturi

lebih rendah dibanding dengan bagian lainnya.

V1 < V2 V2 > V3

P1 > P2 P2 < P3

V1,P1 V2,P2 V3,P3

Gambar 2.9 Venturi

Pada karburator bahan bakar disalurkan oleh main nozzle ke venturi. Pada

saat udara terhisap melewati venturi, maka tekanan pada venturi menjadi rendah.

Dengan kecepatan udara yang bertambah maka bahan bakar akan terhisap melalui

main nozzle dan bercampur dengan udara yang kemudian mengalir menuju ruang

bakar. Banyaknya bahan bakar yang tercampur akan bertambah sesuai dengan

kecepatan udara yang dihisap. Besarnya kecepatan aliran udara diatur oleh katup

throttle, yang gerakannya diatur oleh pedal akselerator.

Gambar 2.10 Venturi Karburator

Page 23: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

2.1.4 Intake Manifold

Intake manifold mendistribusikan campuran udara bahan bakar yang

diproses oleh karburator ke silinder-silinder. Intake manifold dibuat dari paduan

aluminium, yang dapat memindahkan panas lebih efektif dibandingkan logam

lainnya. Intake manifold diletakkan sedekat mungkin dengan sumber panas yang

memungkinkan campuran udara dan bensin cepat menguap. Pada beberapa mesin,

intake manifold letakknya dekat dengan exhaust manifold. Ada juga mesin yang

water jacketnya ditempatkan didalam intake manifold untuk memanaskan

campuran udara bensin dengan adanya panas dari air radiator.

Gambar 2.11 Intake Manifold

2.2 Sistem Udara Pada EFI (Electronic Fuel Injection)

Sistem EFI menentukan jumlah bahan bakar yang optimal (tepat)

disesuaikan dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin,

temperatur air pendingin, posisi katup throttle, pengembunan oksigen didalam

exhaust pipe, dan kondisi penting lainnya. Electronic Control Unit (ECU)

mengatur jumlah bahan bakar untuk dikirim ke mesin pada saat penginjeksian

dengan perbandingan udara dan bahan bakar yang optimal berdasarkan kepada

karakteristik kerja mesin. Sistem EFI menjamin perbandingan udara dan bahan

bakar yang ideal dan efisiensi bahan bakar yang tinggi pada setiap saat.

Sistem EFI dirancang untuk mengukur jumlah udara yang dihisap. Udara

bersih dari saringan udara (air cleaner) melalui throttle body kemudian masuk ke

intake chamber. Besarnya jumlah udara yang masuk ke dalam intake chamber

ditentukan oleh lebarnya katup throttle yang terbuka oleh tarikan pedal gas. Aliran

udara akan masuk melalui intake manifold kemudian ke ruang bakar (combustion

chamber).

Page 24: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

Gambar 2.12 Sistem EFI

Ada dua sistem untuk mendeteksi jumlah udara yang masuk, yaitu sistem

airflow meter (L-EFI) dan sistem manifold pressure sensor (D-EFI). Dengan

demikian sensor-sensor tersebut akan mengirim signal ke ECU untuk mengontrol

penginjeksian bahan bakar yang sesuai.

1. Sistem D-EFI (Manifold Pressure Control Type)

Sistem D-EFI Mengukur Tekanan udara dalam intake manifold dan

kemudian melakukan perhitungan jumlah udara yang masuk. Sistem D-EFI

tidak begitu akurat dibandingkan dengan sistem L-EFI dalam mendeteksi

jumlah udara yang masuk ke dalam intake manifold.

Gambar 2.13 Sistem D-EFI dan L-EFI

Page 25: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

2. Sistem L-EFI (Airflow Control Type)

Dalam sistem L-EFI, airflow meter langsung mengukur jumlah udara

yang mengalir ke dalam intake manifold. Airflow meter mengukur jumlah

udara dengan sangat akurat. Sistem L-EFI dapat mengontrol penginjeksian

bahan bakar lebih tepat dibandingkan dengan sistem D-EFI.

2.2.1 Sistem Induksi Udara (Air Induction System)

Sistem induksi udara (air induction system) menyalurkan sejumlah udara

yang diperlukan untuk pembakaran. Sistem ini terdiri atas : air cleaner, throttle

body, air valve, intake chamber dan intake manifold.

1. Saringan Udara (Air Cleaner)

Saringan udara adalah komponen yang berfungsi menyaring udara bebas

dari luar yang akan masuk ke ruang pembakaran agar selalu dalam keadaan

bersih. Fungsi ini sangat berperan penting terhadap umur dan keawetan dari

mesin. Udara yang masuk ke dalam silinder masih banyak mengandung

debu yang akan terhisap dan menempel pada dinding silinder dan akan

mengotori minyak pelumas, yang pada akhirnya dapat merusak mesin.

Selain berfungsi sebagai penyaring, saringan udara ini juga berfungsi

menghilangkan suara desis udara yang masuk dengan cara mengurangi

kecepatan masuknya udara. Ada dua jenis saringan udara yang beredar, yaitu

elemen kertas dan jenis saringan minyak.

Gambar 2.14 Tipe Filter Udara

Untuk menghubungkan air filter dengan throttle body diperlukan air

conector. Air conector biasanya terbuat dari karet yang fleksibel dengan tujuan

untuk meredam getaran mesin, karena sebagian besar air filter dipasang pada

body kendaraan. Pada sistem L-EFI terdapat air flow meter pada air conector

Page 26: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

ini. Pada air conector juga terpasang sensor suhu udara (Intake Air

Temperature Sensore) yang akan mendeteksi suhu udara yang terhisap.

2. Throttle Body

Throttle body terdiri dari throttle valve yang mengontrol volume udara

masuk selama mesin bekerja normal, saluran bypass yang melewati udara saat

idling, dan throttle position sensor yang mendeteksi sudut pembukaan throttle.

Pada saat putaran lambat, katup throttle ditutup dan udara mengalir

melalui bypass ke ruang udara masuk. Menyetel sekrup putaran lambat searah

jarum jam akan mempengaruhi aliran udara pada bypass dan rpm akan turun,

sebaliknya apabila disetel berlawanan dengan arah jarum jam akan menambah

jumlah aliran udara yang melalui bypass, sehingga rpm naik.

Gambar 2.15 Saluran Bypass

Apabila bypass sirkuit tersumbat oleh kotoran dan sebagainya, maka

jumlah udara yang masuk akan berkurang, akibatnya rpm selalu di bawah

putaran lambat (idle) dan putaran lambat kasar.

Gambar 2.16 Throttle Body

Pada throtlle body terdapat dua komponen yaitu throtlle valve dan

throtlle position sensor (TPS). Throtlle valve digerakan langsung oleh

Page 27: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

acceleration pedal gas yang berfungsi sebagai pengatur pemasukan udara.

Sedangka throtlle position sensor berfungsi mendeteksi sudut pembukaan

throtlle valve. Komponen ini dilengkapi dengan tahanan geser yang selanjutnya

akan dikirim ke ECU sebagai input untuk koreksi perbandingan udara dan

bensin.

3. Air Intake Chamber dan Intake Manifold

Air Intake Chamber (AIC) berfungsi sebagai ruang penampung udara

sebelum dialirkan ke masing-masing intake manifold. Pada sistem D-EFI

terdapat dudukan pressure sensor pada AIC untuk mendeteksi tekanan udara di

dalam AIC.

Gambar 2.17 Air Intake Chamber

Setelah dari air intake chamber udara masuk ke dalam intake manifold

sesuai dengan silinder yang sedang mengalami langkah hisap. Penginjeksian

bahan bakar (bensin) terjadi pada intake manifold oleh injektor yang terpasang

pada intake manifold.

Gambar 2.18 Intake Manifold

Page 28: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

2.2.2 Silinder

Udara dan bahan bakar yang telah tercampur di dalam intake manifold

terhisap karena adanya piston yang bergerak didalam silinder. Gerakan piston

yang sesuai dengan mekanisme katup akan terjadi empat langkah gerakan piston

untuk menghasilkan satu tenaga atau dua putaran poros engkol. Langkah yang

terjadi adalah langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang.

Adapun penjelasan dari langkah-langkah tersebut sebagai berikut :

1. Langkah hisap

Disebut langkah hisap karena langkah pertama adalah menghisap uadara

dan bahan bakar ke dalam silinder. Pasokan bahan bakar tidak cukup hanya

dari semprotan injektor. Cara kerjanya adalah sebagai berikut :

Piston pertama kali berada pada posisi TMA (Titik Mati Atas).

Kemudian piston bergerak menuju TMB (Titik Mati Bawah) bersamaan

dengan membukanya katub masuk (intake valve). Karena gerakan piston

tersebut, maka didalam silinder mengalami kevakuman, sehingga udara akan

terhisap ke dalam silinder. Pada saat udara melewati intake manifold, injektor

akan menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah dan waktu penginjeksian

yang tepat sesuai dengan jumlah udara yang masuk dan kondisi mesin.

Kemudian udara dan bahan bakar tercampur dan masuk ke dalam silinder

untuk dikompresi.

Gambar 2.19 Langkah Hisap (Intake Stroke)

2. Langkah kompresi

Langkah ini adalah lanjutan dari langkah di atas. Setelah piston mencapai

TMB di tahapan langkah hisap, kemudian intake valve tertutup dan dilakukan

proses kompresi. Yakni, campuran udara dan bahan bakar yang sudah ada di

Page 29: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

dalam silinder dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve

(intake dan exhaust) tertutup, sedangkan piston kembali bergerak menuju TMA.

Campuran udara dan bahan bakar yang terkompresi, suhu dan tekanannya naik,

sehingga akan mudah terbakar. Pada saat akhir langkah kompresi, busi

memercikkan bunga api untuk proses pembakaran campuran udara dan bahan

bakar yang telah terkompresi.

Gambar 2.20 Langkah Kompresi (Compression Stroke)

3. Langkah usaha

Pada saat akhir langkah kompresi (±8o sebelum TMA), busi

memercikkan bunga api. Penyalaan percikan bunga api dilakukan sebelum

TMA dikarenakan untuk mendapatkan tekanan pembakaran maksimum yaitu

pada saat piston telah mencapai TMA. Pembakaran campuran udara dan bahan

bakar memerlukan waktu, seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 2.21 Grafik Pembakaran

Page 30: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

Tekanan tertinggi pembakaran pada titik 3 setelah TMA, sehingga

dorongan yang terjadi pada piston di titik tersebut sangat kuat. Piston bergerak

menuju ke TMB karena ledakan dari pembakaran, gerakan inilah sebagai

sumber awal gerakan motor. Pada saat itu juga kedua valve (intake dan

exhaust) tertutup. Exhaust valve terbuka ketika akhir langkah usaha (piston di

TMB).

Gambar 2.22 Langkah Usaha (Power Stroke)

4. Langkah buang

Langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat

pembakaran akan terdorong hingga ke TMB (Titik Mati Bawah). Setelah itu,

piston akan mendorong gas sisa hasil pembakaran ke TMA dan exhaust valve

membuka sementara intake valve tertutup. Oleh karena itu, gas buang akan

terdorong ke luar menuju lubang Exhaust Manifold. Setelah gas buang bersih,

kemudian mengulangi langkah ke 1 (langkah hisap) dan seterusnya.

Gambar 2.23 Langkah Buang (Exhaust Stroke)

2.2.3 Exhaust Manifold

Exhaust Manifold menampung gas bekas dari semua silinder dan

mengalirkan gas tersebut ke pipa buang (exhaust pipe). Exhasut manifold dibaut

Page 31: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

pada kepala silinder, saluran manifold disambungkan langsung pada lubang gas

bekas (exhaust port) pada silinder.

Gambar 2.24 Exhaust Manifold

Terdapat oksigen sensor pada pipa buang, yang berfungsi untuk mendeteksi

kandungan oksigen pada gas sisa pembakaran.

Gambar 2.25 Sensor Oksigen

2.2.4 Pipa Buang

Pipa buang (exhaust pipe) adalah pipa baja yang mengalirkan gas bekas dari

exhaust manifold ke udara bebas. Pipa itu sendiri dibagi beberapa bagian, pipa

bagian depan (front pipe), pipa bagian tengah (center pipe), pipa bagian belakang

(tail pipe). Susunan dibuat sedemikian rupa untuk mempermudah saat

penggantian catalytic converter atau muffler tanpa melepas keseluruhan.

Gambar 2.26 Pipa Buang

Page 32: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

2.2.5 Catalytic Converter

Catalytic converter merupakan komponen muffler dari emission control

system. Bertujuan untuk mengurangi jumlah CO (karbon monoksida), HC

(hidrokarbon) dan NOx (nitrogen oksida) yang terkandung dalam gas sisa hasil

pembakaran. Sebuah catalytic converter terdapat platinum, paladium dan rhodium

yang dapat mengurangi CO , HC, dan NOx.

Gambar 2.27 Catalitic Converter

2.2.6 Muffler

Gas sisa hasil pembakaran (exhaust gas) dikeluarkan dari mesin dengan

tekanan yang tinggi (kira-kira 3-5 kg/cm2) dan temperaturnya sekitar 600-800

oC.

Besarnya panas ini kira-kira 34 % dari energi panas yang dihasilkan oleh mesin.

Apabila gas buang dengan panas dan tekanan yang tinggi seperti ini

langsung ditekan keudara luar, maka gas tersebut akan mengembang dengan cepat

sekali dan menyebabkan timbulnya suara ledakan yang keras. Muffler digunakan

untuk mencegah terjadinya hal tersebut. Gas buang dikurangi tekanannya dan

didingikan saat melalui muffler.

Gambar 2.28 Muffler

Page 33: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

2.3 Sistem Kontrol Elektronik

ECS (Elektronik Control System) berfungsi agar sistem injeksi bahan bakar

dapat bekerja dengan baik, tepat dan selalu sesuai dengan kondisi operasional

mesin, sehingga diperoleh engine dengan performansi yang tinggi, efisien

terhadap pemakaian bahan bakar dan gas buang yang dihasilkan ramah

lingkungan (tingkat polusinya rendah).

Gambar 2.29 Sistem Kontrol Elektronik pada EFI

Pada dasarnya ECS (Elektronik Control System) terdiri dari tiga bagian

utama, yaitu :

Sensor : berfungsi untuk mendeteksi kondisi dan kerja mesin. Sensor-sensor ini

mengukur jumlah udara yang dihisap, beban mesin, temperatur air pendingin,

temperatur udara, dan lain-lain. Sensor juga sebagai sistem koreksi air fuel

ratio dan juga sebagai ignition control system.

ECU : berfungsi sebagai processor atau pengolah data dari semua masukan

sensor, yang selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk kesimpulan yang akan

dilaksanakan actuator.

Actuator : berfungsi melaksanakan semua kesimpulan atau perintah ECU

dalam bentuk kerja.

2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik

Pada sistem kontrol elektronik menggunakan sensor untuk mendeteksi nilai-

nilai fisik menjadi nilai listrik, sehingga ECU menerima nilai tersebut sebagai data

masukan. Dimana masukan tersebut pada range voltage 0 - 5 volt. ECU akan

Page 34: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

mengolah data berdasarkan masukan dari sensor-sensor tersebut. Oleh karena itu

aktuator akan bekerja berdasarkan masukan yang telah diolah oleh ECU.

Gambar 2.30 Prinsip Kerja Sistem control Elektronik

2.3.2 Sensor

Sensor merupakan bentuk dari pendeteksi atau pengindra (berpresisi tinggi)

suatu keadaan. Hasil deteksi oleh sensor tersebut akan mengeluarkan bentuk

sinyal tertentu, dimana sensor tersebut bekerja dalam satu kesatuan sistem sensor

dan dapat mengontrol suatu kerja sistem yang lebih besar.

Dalam istilah mesin, kesatuan sistem sensor ini sering disebut ECU, dimana

di dalam ECU ini terdapat micro computer yang berfungsi untuk mengontrol

seluruh sistem kerja mesin berdasarkan sinyal-sinyal dari sensor yang mendeteksi

kondisi dan kerja mesin tersebut. Dengan menggunakan metode sensor ini

tentunya kerja mesin semakin efisien, karena mesin akan bekerja sesuai dengan

segala bentuk kondisi dan kerja yang terjadi.

Sensor-sensor yang terdapat pada sistem injeksi adalah sebagai berikut :

a) Intake Air Temperature Sensor (IAT)

Gambar 2.31 Intake Air Temperature Sensor

Page 35: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

Sensor temperatur udara masuk (Intake air temperature) merupakan

sensor koreksi yang biasanya terletak pada air cleaner atau hose antara air

cleaner dengan throttle body. Sensor ini berupa thermistor dengan bahan

semikonduktor yang mempunyai sifat semakin panas temperatur maka nilai

tahanannya semakin kecil.

Sensor Intake air temperature memiliki 2 kabel yang keduanya dari

ECU. ECU akan mensuplai tegangan maksimal sebesar 5 volt dan memberi

ground untuk sensor. Karena nilai tahanan pada sensor bervariasi akibat

perubahan temperatur maka tegangan yang mengalir dari ECU juga bervariasi.

Variasi tegangan inilah yang dijadikan dasar bagi ECU untuk menentukan

temperatur udara masuk yang tepat sebagai input untuk menentukan koreksi

jumlah bahan bakar yang disemprotkan oleh injektor.

Gambar 2.32 IAT Circuit

b) Air Flow Meter Sensor (untuk sistem L-EFI)

MAF (Massa Air Flow Meter) salah satu jenis sensor dengan tipe

measuring plate, yang terdiri atas plat pengukur, pegas pengembali, dan

potensiometer.

Gambar 2.33 Air Flow Meter

Udara yang masuk ke intake air chamber akan dideteksi dengan gerakan

membuka dan menutup plat pengukur. Plat pengukur ini ditahan oleh sebuah

Page 36: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

pegas pengembali. Plat pengukur dan potensiometer bergerak pada poros yang

sama sehingga sudut membuka plat pengukur ini akan diubah nilai tahanan

potensiometer. Variasi nilai tahanan ini akan dirubah menjadi tegangan output

sensor ke ECU sebagai dasar untuk menentukan jumlah udara yang masuk ke

intake air chamber.

Gambar 2.34 Air Flow Meter Circuit

c) Manifold Absolute Pressure Sensor (untuk sistem D-EFI)

Manifold Absolute Pressure (MAP) adalah sensor yang mendeteksi

tekanan udara yang masuk ke intake air chamber sebagai dasar penghitungan

jumlah udara melalui IC (integrated circuit) yang terdapat di dalam sensor ini.

MAP sensor menghasilkan sinyal tegangan yang segera dikirim ke ECU. Oleh

ECU sinyal tegangan ini digunakan untuk menentukan koreksi penginjeksian

bahan bakar.

Gambar 2.35 MAP sensor

MAP sensor terdiri dari semi konduktor tipe pressure converting element

yang berfungsi merubah fluktuasi tekanan manifold menjadi perubahan

tegangan dan IC yang memperkuat perubahan tegangan. Pada MAP sensor

juga terdapat 3 jenis kabel yaitu input 5 volt (reverence voltase) dari ECU,

ground dan output dari sensor ke ECU bervariasi antara 0- 5 volt.

Page 37: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

Gambar 2.36 MAP Sensor Circuit

d) Throttle Position Sensor

Throttle Position Sensor (TPS) adalah sensor pada sistem EFI yang

berfungsi mendeteksi besarnya pembukaan throttle valve dengan menggunakan

potensiometer.

Gambar 2.37 Throttle Position Sensor

Throttle position sensor terletak menempel pada throttle body dan

wujudnya adalah potensiometer (variable resistor) yang dihubungkan dengan

poros throttle valve, untuk mendeteksi besarnya pembukaan katup gas (throttle

valve) tersebut secara akurat, dengan keluarannya adalah tegangan 0 – 5 volt

yang dikirim ke electronic control unit (ECU).

Gambar 2.38 Throttle Position Sensor Circuit

Page 38: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

e) Water Temperatur Sensor (THW)

Cairan pendingin pada radiator dideteksi oleh sensor ini, kemudian

sensor ini mengirim sinyal ke ECU dan ECU memerintahkan untuk mengatur

pembukaan katup by pass (ISC – Idle Speed Control) agar putaran idle tetap

terjaga. Selain itu, suhu cairan pendingin juga menentukan banyaknya bahan

bakar yang diinjeksikan.

Gambar 2.39 Water Temperature Sensore Circuit

f) Cam Position Sensor (Sensor G)

Gambar 2.40 Sensor pendeteksi camshaft

Cam Position Sensor disebut juga dengan sensor G, karena sinyal yang

dihasilkan adalah G signal. Pada beberapa sensor ini berfungsi untuk

mengontrol Variable Valve Timing System (VVT-I), ECU akan mengubah

kedudukan camshaft dengan cara mengrimkan sinyal ke OCV (oil control

valve) untuk mengatur tekanan oli yang akhirnya camshaft akan berubah

posisinya yang diinginkan oleh ECU.

Page 39: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

g) Crankshaft Position Sensor (Sensor NE)

Gambar 2.41 Sensor pendeteksi crankshaft

Crankshaft Position Sensor disebut juga dengan Sensor NE, karena

sinyal yang dihasilkan adalah NE signal. Sensor ini berfungsi untuk

mendeteksi posisi crankshaft, dan kecepatan putaran (rpm) mesin. Sinyal NE

dikombinasikan dengan sinyal G akan menunjukkan silinder yang sedang

melakukan langkah kompresi dan dari itu ECU dapat memprogram engine

firing order (pengapian).

Beberapa tipe kendaraan konstruksi CKP (Crankshaft Position Sensor)

terdapat di dalam distributor.

h) Starter Signal (STA)

Gambar 2.42 Starter signal

Signal STA ini digunakan jika poros engkol mesin diputar oleh starter

motor. Pada saat awal mesin dinyalakan, aliran udara lambat dan suhu udara

rendah, sehingga penguapan bahan bakar tidak baik (campuran akan kurus).

Untuk meningkatkan kemampuan start mesin (agar mesin mudah hidup)

Page 40: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

diperlukan campuran mesin yang kaya. Signal STA akan digunakan untuk

menambah volume injeksi selama start engine.

i) Knock Sensor

Gambar 2.43 Sensor pendeteksi knocking

Knock sensor dipasang pada cylinder block dan berfungsi mendeteksi

getaran pada cylinder block untuk mencegah terjadinya knocking. Knocking

terjadi ketika campuran udara dan bahan bakar yang terkompresi terbakar

dengan sendirinya karena panas yang tinggi didalam ruang bakar, dan biasanya

terjadi pada putaran tinggi. Bila terjadi knocking, ECU akan mengeluarkan

perintah untuk mengundurkan timing pengapian agar tidak terjadi knocking.

Bila knocking berhenti, ECU akan memajukan timing pengapian kembali pada

posisi semula. Pada koreksi ini saat pengapian dimundurkan maksimum ± 100,

Ketika terjadi knocking pembakaran yang terjadi tidak sempurna dan

menghasilkan kadar NOx yang tinggi pada gas buang. Sehingga ECU

memerintahkan EGR (Exhaust Gas Recirculation) untuk menyirkulasikan

kembali gas buang ke dalam intake manifold. Kandungan oksigen pada gas

buang tesebut adalah rendah, sehingga dapat mengurangi panas pada kompresi

dan pembakaran untuk menghindari terjadinya knocking.

j) Oxygen Sensor

Setiap mesin yang memiliki efisiensi tinggi harus mampu menghasilkan

asap pembuangan yang sebersih mungkin. Untuk menghasilkan asap

pembuangan tersebut perbandingan udara dan bahan bakar perlu dijaga agar

mendekati pembakaran sempurna (stoichiometric). Dalam hal ini, sensor

Page 41: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

oksigen mendeteksi apakah perbandingan udara dan bahan bakar terlalu gemuk

atau terlalu kurus. Sensor ini terletak pada exhaust manifold.

Gambar 2.44 Oxigen sensor

Cara Kerja :

Sifat titania tahanannya akan berubah sesuai dengan konsentrasi pada gas

buang. Tahanan ini berubah secara tiba-tiba pada batas antara perbandingan

teoritis gemuk dan kurus. Tahanan titania berubah apabila temperaturnya

berubah. Oleh karena itu, pemanas (heater) pada sensor berfungsi agar

temperatur pada tahanan titania konstan. Pemanas berhubungan dengan

terminal HT dan +B pada ECU.

ECU selalu mensuplai tegangan keterminal OX, karena perubahan

tahanan titanius, tegangan tersebut akan berubah dikisaran tegangan reverensif

±0,45 volt. ECU akan mengolah perubahan tegangan tersebut. Apabila hasilnya

menunjukan tegangan diatas 0,45 volt, yaitu bila tahanan sensor oksigen

rendah, ECU menyimpulkan bahwa perbandingan campuran adalah kaya. Bila

tegangan OX kurang dari 0,45 volt (tahanan sensor oksigen besar), ECU

menyimpulkan bahwa perbandingan campurannya kurus.

Gambar 2.45 Oxigen Sensor Circuit

Page 42: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

k) Vehicle Speed Sensor (VSS)

Vehicle Speed Sensor dipasang pada output transmisi dan berfungsi

mendeteksi kecepatan putar poros output transmisi/transaxle atau kecepatan

roda. Sensor ini terdiri dari magnet permanen, koil, dan core. Sinyal yang

dihasilkan dalam bentuk tegangan AC yang kemudian dikirim ke ECU. Pada

beberapa tipe kendaraan hasil sinyal Vehicle Speed Sensor digunakan untuk

menggerakkan speedometer. Pada beberapa kendaraan lainnya yang dilengkapi

anti-lock brake system (ABS), sinyal yang dihasilkan akan dikirim ke ECU

untuk mengontrol kerja rem pada kendaraan tersebut.

Gambar 2.46 Vehicle Speed Sensor

2.3.3 ECU (Electronic Control Unit)

ECU menerima dan mengelola seluruh informasi atau data yang diterima

dari masing-masing sinyal sensor yang ada dalam mesin. Informasi yang

diperoleh dari sensor antara lain berupa informasi tentang suhu udara, suhu oli

mesin, suhu air pendingin, tekanan atau jumlah udara masuk, posisi katup throttle

atau katup gas, putaran mesin, posisi pengapian, dan informasi yang lainnya.

Gambar 2.47 ECU 7K-E

Pada umumnya sensor bekerja pada tegangan antara 0 volt sampai 5 volt.

Selanjutnya ECU menggunakan informasi-informasi yang telah diolah tadi untuk

Page 43: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

menentukan timing injektor menyemprotkan bahan bakar dengan mengirimkan

tegangan listrik ke solenoid injektor. Disamping mengontrol injektor, ECU juga

mengontrol sistem pengapian, dan aktuator lainnya.

2.3.4 Aktuator

Aktuator berfungsi melaksanakan atau mengaktualisasikan semua

kesimpulan atau perintah ECU dalam bentuk kerja. Signal-signal sensor yang

diterima oleh ECU akan diolah untuk memberikan perintah pada actuator,

sehingga actuator akan melaksanakan kerjanya sesuai dengan kondisi engine.

Berikut ini adalah beberapa actuator yang terdapat pada engine :

a) Injector

Injector adalah nosel elektro magnet yang akan menginjeksi bahan bakar

sesuai dengan sinyal dari Electronic Control Unit (ECU). Injektor-injektor

dipasang melalui insulator ke intake manifold atau cylinder head dekat lubang

pemasukan (intake port) dan dijamin oleh delivery pipe.

Gambar 2.48 Injector

Bila sinyal dari Electronic Control Unit (ECU) diterima, coil solenoid

bekerja membentuk medan magnet, sehingga plunger akan tertarik melawan

pegas. Karena needle valve dan plunger merupakan satu unit, needle valve juga

tertarik dari kedudukan dan bahan bakar akan diinjeksikan. Volume bahan

bakar yang diinjeksikan sesuai dengan perintah dari Electronic Control Unit

(ECU).

b) Fuel Pump

Pompa bahan bakar elektronik (electronic fuel pump) digunakan untuk

mnsuplai bahan bakar dalam tekanan tinggi pada kendaraan dengan sistem

Page 44: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

injeksi. Pompa bahan bakar dipasang dengan saringan bahan bakar, regulator

tekanan, fuel sender gauge, dan lain-lain. Pump impeller diputar oleh motor

untuk mengkompresi bahan bakar, agar dapat mengalir dengan tekanan yang

tinggi. Check valve tertutup saat pompa dihentikan untuk menjaga tekanan

dalam jalur bahan bakar dan memudahkan start ulang mesin. Relief valve

terbuka saat tekanan pada sisi outlet terlalu tinggi untuk mencegah tekanan

bahan bakar menjadi terlalu tinggi.

Gambar 2.49 Fuel pump

c) Idle Speed Control (ISC)

Idle Speed Control (ISC) mengontrol kecepatan idle dengan cara

mengubah volume udara yang masuk melalui saluran by pass throttle valve dan

menyetel putaran idle sesuai perintah dari ECU.

Gambar 2.50 Idle speed control

Apabila suhu cairan pendingin masih relatif dingin, maka katup ISC akan

membuka lebih besar, sehingga putaran idle tetap terjaga. Apabila suhu cairan

pendingin mulai mencapai panas yang standar minimum, maka putaran mesin

semakin turun. ECU kembali memerintah untuk mengecilkan pembukaan

Page 45: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

katup ISC sehingga putaran idle tetap terjaga. Hal tersebut berlaku sama ketika

air conditioner (AC) dinyalakan, katup ISC akan membuka lebih besar,

sehingga putaran idle tetap terjaga.

d) Exhaust Gas Recirculation (EGR)

Exhaust Gas Recirculation (EGR) berfungsi membantu menekan

kandungan polutan pada gas buang, terutama kandungan NOx yang dihasilakan

selama beroperasi dalam temperatur pembakaran yang tinggi.

Exhaust Gas Recirculation (EGR) mengurangi NOx dengan menyirkulasi

gas buang kedalam intake manifold yang kemudian dicampur dengan udara dan

bahan bakar. Dengan kondisi campuran tersebut, tekanan dan temperatur

pembakaran yang tinggi akan turun, sehingga kandungan NOx pada gas buang

berkurang.

Gambar 2.51 Exhaust gas recirculating (EGR)

e) Main Relay

Main relay menjamin besar tegangan (agar tidak turun) pada sebuah

rangkaian kelistrikan. Pada sistem injeksi main relay digunakan untuk

mensuplai arus yang dibutuhkan oleh ECU dan ful pump.

Gambar 2.52 Relay

Page 46: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

f) Malfunction Indicator Lamp (MIL)

Malfunction Indicator Lamp (MIL) akan mendeteksi kerusakan pada

sensor-sensor yang mengalami gangguan atau rusak. Kerusakan (malfungtion)

akan diperlihatkan oleh indicator lamp pada dash board dalam bentuk data

trouble code (DTC) dengan kedipan lampu.

Data trouble code pada kendaraan berbeda-beda. Contoh pembacaan

DTC pada sistem injeksi 7K-E :

Gambar 2.53 Data Trouble Code

Dalam manual service angka 2*4 menunjukkan trouble pada Circuit

Intake Air Temperature Sensor.

Gambar 2.54 Check engine

g) Igniter Unit

Memicu timbulnya letikan api pada busi.

Gambar 2.55 Igniter

h) Data Link Connector (DLC)

Sebagai interface ke Engine scanner tool.

ON

OF

Page 47: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

36

Gambar 2.56 Check conector

2.3 Emisi Gas Buang

Pada beberapa mesin mobil dapat diatur CO% nya, tetapi banyak mobil

keluaran baru yang tidak bisa lagi diatur CO% nya karena sudah secara otomatis

diatur oleh ECU (Engine Control Unit). Untuk itu kondisi komponen mesin

lainnya akan berpengaruh besar pada kualitas pembakaran pada mesin yang

berdampak pada emisi gas buang.

2.4.1 Ambang Batas Uji Emisi

Untuk mobil berbahan bakar bensin dapat diukur adalah unsur CO, HC, O2,

CO2 dan Lambda (beberapa jenis alat dapat mengukur kadar NOx).

Namun untuk syarat kelulusan uji emisi, yang dilihat hanya unsur CO (karbon

monoksida) dan HC (hidrokarbon) saja.

Mobil Sistem Karburator:

Tahun Produksi sebelum 1985

CO max: 4.0 %

HC max: 1000 ppm.

Tahun Produksi 1986-1995:

CO max: 3.5%

HC max: 800ppm

Tahun Produksi di setelah 1996:

CO max: 3.0%

HC max: 700ppm

Page 48: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

Mobil Sistem Injeksi (EFI – Electronic Fuel Injection):

Tahun Produksi 1986-1995:

CO max: 3.0%

HC max: 600ppm

Tahun Produksi di setelah 1996:

CO max: 2.5%

HC max: 500ppm

Untuk mobil bermesin diesel (bahan bakar solar), yang disyaratkan untuk

kelulusan uji emisi adalah nilai Opasitas (kepekatan) asap saja.

Tahun Produksi sebelum 1985:

Opasitas max: 50%

Tahun Produksi 1986-1996:

Opasitas max: 45%

Tahun Produksi di setelah 1996:

Opasitas max: 40%

(Sumber : Pemprov. DKI Jakarta, Februari 2006).

Page 49: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

38

BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1 Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir

Perencanaan dalam Proyek Akhir adalah suatu rencana yang disusun untuk

proses pengerjaan Proyek Akhir dengan tujuan agar dalam pengerjaan sesuai

dengan rencana yang telah dibuat. Apabila menemui kesalahan, untuk perbaikan

tidak jauh dari proses yang telah direncanakan. Oleh karena itu sebelum

melaksanakan proyek akhir dibuat perencanaan pengerjaan modifikasi engine

Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi sebagai berikut :

1. Pengujian awal engine 5K;

- Tes fuel consumption

- Uji emisi

2. Persiapan sistem injeksi pada engine 7K;

- Memeriksa kondisi engine stand injeksi (engine 7K)

- Repair dan replace komponen abnormal

- Menghidupkan engine stand injeksi (engine 7K)

- Standarisasi wiring

3. Pelepasan Komponen Injeksi dan pengapian engine 7K;

- Prepare pelepasan komponen

- Penandaan wiring dan konektor

4. Pelepasan komponen sistem bahan bakar dan pengapian engine 5K;

- Pelepasan komponen

- Analisa perbedaan dengan komponen engine 7K

- Modifikasi atau penyesuaian perbedaan komponen 7K dengan 5K

5. Pengadaan komponen yang dibutuhkan dalam modifikasi;

6. Pemasangan dan modifikasi komponen injeksi engine 7K pada engine 5K;

- Pembersihan pada engine 5K dan komponen yang akan dipasang

- Modifikasi dan pemasangan komponen engine 7K pada engine 5K

a. Sistem bahan bakar

b. Sistem udara masuk

c. Sistem pengapian

Page 50: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

39

- Standarisasi pemasangan komponen sistem bahan bakar, udara masuk, dan

pengapian

7. Finishing pengerjaan pemasangan komponen injeksi engine 7K pada engine

5K;

- Pemeriksaan bagian atau komponen yang kurang sempurna

- Perbaikan atau improve pemasangan dan penyetelan

8. Pengetesan dan pengujian akhir engine modifikasi;

- Tes engine

- Tes fuel consumption

- Uji emisi

9. Penyelesaian Laporan Proyek Akhir;

Untuk lebih jelasnya program kerja atau perencanaan pengerjaan proyek

akhir tersebut dibuat sebuah bagan sebagai berikut :

Page 51: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

40

baik tidak

baik

tidak

Bagan perencanaan :

Persiapan sistem

injeksi engine 7K Pemeriksaan engine

Repair & replace

komp

Test engine

Standarisasi wiring

Pelepasan sistem

injeksi 7K Prepare pelepasan

komponen

Penandaan wiring &

conector

OK

OK Pelepasan sistem

bahan bakar dan

pengapian engine 5K

Pelepasan komponen

Analisa perbedaan dengan

komponen engine 5K dg 7K

Modifikasi Pemasangan & modifikasi

komponen injeksi 7K pada

engine 5K

Pembersihan engine 5K

dan komponen injeksi

OK

OK Modifikasi

Finishing Pengerjaan Pemeriksaan

kelengkapan komponen

Pengetesan dan

pengujian akhir engine Pemeriksaan engine

Repair & replace

Test engine

Pengujian fuel consumption

OK

Uji emisi

Penyetingan Akhir

Penyelasaian laporan

Proyek Akhir

Pengujian awal

Pemasangan & Standarisasi

Perbaikan dan Penyetelan

OK

Pengadaan Sparepart

Page 52: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

41

3.2 Gambar Komponen Sistem Udara

Gambar teknik merupakan media komunikasi dalam bidang otomotif,

sehingga seseorang akan dapat dengan mudah mengetahui dan memahami

komponen otomotif melalui gambar. Berikut ini adalah gambar komponen yang

menyangkut sistem udara dan digambar dalam bentuk tiga dimensi dengan

software Solid Work.

a) Air Filter

Gambar 3.1 Air Filter

b) Throttle Body

Gambar 3.2 Throttle Body

Page 53: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

42

c) Air Intake chamber

Gambar 3.3 Air Intake Chamber

d) Air Intake

Gambar 3.4 Air Intake Manifold

Page 54: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

43

e) Exhaust Manifold

Gambar 3.5 Exhaust Manifold

f) Exhaust Pipe

Gambar 3.6 Exhaust Pipe

Page 55: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

44

BAB IV

MODIFIKASI DAN PEMBAHASAN

4.1 Spesifikasi Engine

Pengerjaan modifikasi engine 5K Toyota Kijang Rover pada bagian sistem

bahan bakar karburator menjadi sistem bahan bakar injeksi beserta sistem

elektroniknya diperlukan data spesifikasi standar dari kedua jenis engine tersebut.

Engine yang akan di modifikasi adalah engine 5K Toyota Kijang Rover tahun

1989, sedangkan engine yang akan menjadi substitusi adalah Engine Stand Toyota

Kijang 7K-E sumbangan dari Nasmoco.

Terdapat beberapa kesamaan dan perbedaan yang begitu besar pada kedua

engine ini, baik yang akan di modifikasi maupun engine substitusi. Dengan

demikian untuk pengujian awal pelru diketahui spesifikasi dari kedua engine ini.

Berikut ini adalah data spesifikasi untuk engine Kijang Rover dengan engine

stand sumbangan dari Nasmoco :

Tabel 4.1 Spesifikasi Engine

Spesifikasi Engine Kijang Rover 89 Engine Substitusi

Jenis engine 5K 7K

Serial number EG 5K 03421 7K 0419608

Kapasitas engine 1500 cc 1800 cc

Diameter piston (STD) 80,450 – 80,460 mm 80,358 – 80,368 mm

Jumlah silinder 4 4

Tekanan kompresi

(pada 250rpm)

Std : 1.235 kPa

Min : 931 kPa

Std : 1.186 kPa

Min : 882 kPa

Sistim pengapian Konvensional

(platina)

ESA (Electronic Spark

Advancer)

Sistim bahan bakar Karburator EFI (Electronic Fuel

Injection)

Sumber : Pedoman Reparasi Mesin 5K,7K,7K-E (Toyota)

Dari data diatas terlihat jelas perbedaan antara engine yang akan di

modifikasi dengan engine substitusi. Dengan demikian perlu dilakukan

Page 56: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

45

penyesuaian khusus sehingga komponen-komponen injeksi pada engine substitusi

dapat diaplikasikan pada engine yang akan di modifikasi.

4.2 Pengujian Awal

Pengujian awal pada kendaraan dilakukan untuk memperoleh data yang

berupa jumlah konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang. Sehingga diperoleh

data ketika engine belum dimodifikasi dan setelah engine selesai dimodifikasi.

Pengujian awal pada engine dibagi menjadi 2 bagian yaitu :

4.2.1 Konsumsi Bahan Bakar

Sebelum melakukan modifikasi diperlukan data mengenai efisiensi sistem

bahan bakar. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan konsumsi bahan

bakar dari pemasangan sistem bahan bakar injeksi dibandingkan dengan sistem

bahan bakar jenis karburator. Dengan demikian data hasil konsumsi bahan bakar

ini dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa keuntungan dan kerugian

mengenai proyek akhir ini.

Untuk melakukan pengujian konsumsi bahan bakar tersebut diperlukan

beberapa alat dan proses sebagai berikut :

1. Melepaskan selang bensin input dari saringan bensin yang menuju ke tangki

bensin. Kemudian pada input saringan bensin tersebut dipasangi selang bensin

yang panjangnya kurang lebih 2 meter.

Gambar 4.1 Pemasangan selang bensin pada input saringan

2. Menyiapkan gelas ukur dengan kapasitas 2 liter, kemudian mengisinya dengan

bensin. Gelas ukur ditempatkan pada tempat datar, agar nilai volume bensin

yang terdapat didalamnya bisa terbaca dengan baik guna meminimalkan

ketidakakuratan ketika pengujian.

Page 57: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

46

Gambar 4.2 Gelas ukur yang diisi bensin

3. Memasukkan selang input saringan bensin ke dalam gelas ukur sehingga

memungkinkan bensin di dalam gelas ukur dapat terhisap oleh pompa bensin.

Gambar 4.3 Selang input dimasukkan pada gelas ukur

4. Memasang analog tachometer untuk mengetahui kecepatan putar engine

(RPM) ketika melakukan pengujian pada kecepatan putar mesin yang

bervariasi.

Gambar 4.4 Pemasangan tachometer

5. Pengujian dilakukan dengan mengukur waktu pengurangan 100cc bensin

dengan keadaan mesin tanpa beban (AC off), suhu kerja mesin tercapai (80oC),

dan divariasikan dalam berbagai RPM. Pengambilan data dilakukan dua kali di

setiap putaran mesin dan diambil waktu rata-rata dari hasil data tersebut.

Page 58: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

47

Dari pengujian konsumsi bahan bakar (bensin) tersebut diperoleh beberapa

hasil pada variasi putaran yang berbeda antara 900 – 3400 rpm. Hasil data tersebut

adalah sebagai berikut:

Tabel 4.2 Tabel Fuel Consumption

Putaran mesin (rpm) Waktu (menit/100 ml) Fuel Consumption (ml/s)

900 6.13’ 0,2677

1400 4.01’ 0,4249

1900 2.57’ 0,5659

2400 2.14’ 0,7435

2900 1.48’ 0,9216

3400 1.31’ 1,0989

Dari data pengujian tersebut dapat dibuat grafik fuel consumption terhadap

kecepatan putar engine. Grafik fuel consumption engine 5K pada beberapa variasi

putaran tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 4.5 Grafik Fuel Comsumtion

4.2.2 Emisi Gas Buang

Pengujian pada emisi gas buang dilakukan untuk mengetahui kadar udara

yang terapat pada gas buang. Pada sistem konvensional dibandingkan dengan

sistem injeksi, tentu berbeda kadar udara yang dihasilkan. Oleh karena itu

Page 59: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

48

pengujian emisi gas buang perlu dilakukan untuk membandingkan ketika engine

sebelum dimodifikasi dengan setelah engine dimodifikasi.

Untuk melakukan pengujian emisi gas buang tersebut diperlukan beberapa

alat dan pemasangan sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat uji emisi dan melakukan penyetingan untuk penggunaan pada

motor bensin, karena alat uji emisi ini juga dapat digunakan untuk melakukan

uji emisi pada motor diesel.

Gambar 4.6 Gas Analizer

2. Memasang pipa sensor alat uji emisi pada muffler mobil Toyota Kijang Rover.

Gambar 4.7 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler

3. Melakukan record data komposisi gas buang yang dihasilkan oleh engine,

dengan pengukuran pada keadaan idle tanpa beban. Kemudian melakukan print

out hasilnya.

Pengujian dilakukan di Bengkel Nasmoco Solo Baru. Pengujian dilakukan

pada saat mesin putaran idle. Hasil uji emisinya adalah sebagai berikut :

- Oli : -

- CO : 4,75 % Volume

- CO2 : 11,1 % Volume

- HC : 896 ppm Volume

- O2 : 1,27 % Volume

- Lambda : 0,888

Page 60: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

4.3 Persiapan Sistem Injeksi Pada Engine 7K-E

Setelah pengujian dilakukan pada mobil Kijang Rover selesai, maka perlu

dilakukan persiapan pada engine stand , untuk mengetahui apakah sistem injeksi

yang akan digunakan dalam kondisi baik dan dapat disubtitusikan atau tidak.

Untuk mempermudah modifikasi, engine stand harus dinyalakan terlebih dahulu

untuk mengetahui kemungkinan troueble yang muncul ketika engine hidup.

Langkah-langkah persiapan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

4.3.1 Memeriksa Kondisi Engine Stand

Pemeriksaan secara menyeluruh dilakukan pada engine stand untuk

mengetahui kondisi mesin, sebelum dihidupkan. Pemeriksaan dilakukan pada

komponen dan sistem diantaranya sebagai berikut :

1. Pemeriksaan sistem bahan bakar

Pemeriksaan dilakukan dengan memerikasa komponen-komponen dalam

sistem dan menambahkan bensin dalam tangki bensin.

2. Pemeriksaan sistem kontrol elektronik

Pemeriksaan dilakukan pada sensor-sensor, ECU, kondisi dan jalur wiring,

serta kelengkapan lampu indikator. Pemeriksaan pada sensor dilakukan

berdasarkan buku manual pedoman reparasi mesin 7K. Pemeriksaan dengan

menggunakan multi meter untuk mengukur hambatan dan tegangan yang sesuai

spesifikasi pada setiap terminal sensor, dengan cara sesuai dengan buku

pedoman reparasi.

Hasil dari pemeriksaan :

- Kerusakan pada MAP sensor, kemudian dilakukan perbaikan dengan

memberikan plastic steel untuk menyambung konektornya.

Gambar 4.8 Perbaikan Pada MAP Sensor

Page 61: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

50

- ECU yang digunakan tidak sesuai dengan ECU yang seharusnya digunakan

pada sistem injeksi 7K.

3. Pemeriksaan sistem pengapian dan starter

Memeriksa kondisi busi, kabel tegangan tinggi dan Coil. Membersihkan gap

pada busi dengan amplas halus untuk menghilangkan terak.

4. Pemeriksaan oli mesin

5. Pemeriksaan air radiator

4.3.2 Menghidupkan Engine Stand

Setelah pemeriksaan selesai, kemudian memasangkan baterai sebagai

sumber arus pada engine stand. Start engine dapat dilakukan untuk menghidupkan

mesin. Setelah engine hidup, didapatkan trouble sebagai berikut :

- Pada saat posisi putaran gas konstan, putaran mesin tidak stabil.

- Lampu indikator check engine walaupun sudah dihubungkan terminal E1-TE1,

lampu menyala terus dan tidak menunjukkan kedipan mallfunction.

- Gas buang hitam pekat.

Ternyata trouble tersebut dikarenakan ECU yang tidak compatible dan

rusaknya resistor pada rangkaian ECU yang menuju lampu check engine (terminal

W). Sehingga ECU harus diganti dengan ECU 7K-E yang compatible dengan

sistem injeksi tersebut.

4.4 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 7K-E

Persiapan yang dilakukan sebelum palepasan komponen adalah

menyediakan peralatan dan tempat yang diperlukan selama pelepasan. Adapun

langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

4.4.1 Penandaan Wiring Konektor

Penandaan setiap konektor pada wiring dilakukan dengan tujuan agar

mempermudah dalam pemasangan nantinya, agar tidak terbalik maupun tertukar.

Penandaan dilakukan dengan tulisan pada kertas dan ditempel pada wiring di

setiap konektor.

4.4.2 Pelepasan Wiring

Wiring pada engine 7K nantinya dipakai pada engine 5K, ketika sistem

injeksi dipasang. Sehingga wiring harus dilepas dan distandarisasikan. Karena

ECU diganti dengan ECU 7K-E maka wiring harus dibuat ulang.

Page 62: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

51

Gambar 4.9 Melepaskan Wiring

4.4.3 Pelepasan Komponen Sistem Udara

Pelapasn komponen harus dilakukan dengan hati-hati dan memastikan

terlebih dahulu semua kabel konektor sudah terlepas dari komponen. Adapun

urutan dari pelepasan komponen adalah sebagai berikut :

1. Melepaskan Throttle Body

Melepaskan baut yang mengikat throttle body dengan intake chamber.

Gambar 4.10 Melepaskan Throttle Body

2. Melepaskan Intake Chamber

Melepaskan baut yang mengikat intake chamber dengan intake manifold dan

head cylinder. Melepas saluran yang terhubung dengan intake chamber yaitu

saluran untuk PCV dan saluran untuk boster rem.

Gambar 4.11 Melepaskan Intake Chamber

Page 63: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

52

3. Melepaskan Komponen Sistem Bahan Bakar

Melepaskan pressure regulator, delivery pipe, dan injector. Pelepasan harus

dilakukan dengan hai-hati karena terdapat seal sebagai perapat bahan bakar

pada komponen tersebut.

Gambar 4.12 Melepaskan Sistem Bahan Bakar

4. Melepaskan pipa buang

Melepaskan pipa buang terlebih dahulu bertujuan untuk mempermudah untuk

pelepasan Intake manifold dan exhaust manifold. Karena posisi kedua manifold

tersebut terikat menjadi satu dan harus dilepaskan secara bersamaan.

Gambar 4.13 Melepaskan front pipe

5. Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold

Melepaskan mur pengikat manifold dengan head cylinder. Posisi kedua

manifold saling terikat, sehingga pelepasan harus dilakukan secara bersamaan.

Setelah terlepas dari head cylinder barulah kedua manifold tersebut dapat

dilepas dengan melepas baut pengikatnya.

Page 64: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

53

Gambar 4.14 Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold

4.4.4 Membersihkan Komponen

Komponen-komponen yang sudah terlepas, sebelum dibersihkan harus

memastikan bahwa semua sensor sudah terlepas dari komponen. Pembersihan

komponen intake chamber, intake manifold, dan exhaust manifold dapat dicuci

dengan menggunakan air sabun, untuk kerak dibersihkan dengan sekrap dan

diamplas permukaan yang terdapat bekas perpak dengan amplas halus. Sedangkan

throttle body dapat dibersihkan dengan bensin. Setelah dicuci komponen dapat

dikeringkan dengan menggunakan udara bertekanan tinggi kompresor.

Gambar 4.15 Membersihkan Komponen

4.5 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 5K

Pada engine 5K komponen sistem udaranya masih konvensional, yaitu

masih menggunakan karburator untuk melayani sistem bahan bakarnya. Sebelum

pelepasan komponen, menyiapkan dahulu peralatan dan tempat yang akan

digunakan. Adapun langkah pelepasan komponen-komponen sistem udara pada

engine 5K adalah sebagai berikut :

Page 65: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

54

4.5.1 Pelepasan Komponen

Sebelum pelepasan komponen dilakukan, wiring dan saluran-aluran selang

yang terhubung pada sistem harus terlepas semuanya. Langkah-langkah

pelepasannya adalah sebagai berikut :

1. Melepaskan Saringan Udara

Saringan udara terletak diatas karburator, sehingga harus dilepas terlebih

dahulu untuk mempermudah pelepasan komponen dibawahnya. Pelepasan

hanya dengan melepaskan baut yang mengikatnya dengan karburator.

Gambar 4.16 Melepaskan Saringan Udara

2. Melepaskan front pipe

Front pipe terikat dengan exhaust manifold, sehingga front pipe harus dilepas

terlebih dahulu untuk pelepasan exhaust dan intake manifold. Bentuk front pipe

pada engine 5K juga berbeda dengan bentuk front pipe pada engine 7K,

sehingga nantinya perlu modifikasi dalam pemasangannya.

3. Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold

Posisi karburator, intake dan exhaust manifold terikat menjadi satu. Sehingga

pelepasan dapat dilakukan secara bersamaan dengan melepaskan baut pengikat

pada cylinder head.

Gambar 4.17 Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold

Page 66: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

55

4.5.2 Analisa Persamaan dan Perbedaan Komponen

Analisa persamaan dan perbedaan antara kedua komponen bertujuan untuk

mempermudah proses modifikasi yang akan dilakukan pada komponen tersebut.

Pemeriksaan terutama dilakukan pada permukaan yang langsung berhubungan

dengan engine. Pada kedua komponen dapat dilihat secara visual dari luarnya,

tentunya terdapat beberapa persamaan dan perbedaan. Pada komponen yang jelas

berbeda tentunya harus diadakan modifikasi untuk menyesuaikan komponen yang

lainnya. Pada komponen yang sekiranya sama, harus dilakukan pengukuran atau

pengemalan untuk mengetahui apakah kedua komponen tersebut benar-benar

sama. Adapun pemeriksaan persamaan dan perbedaan kedua komponen yang

diakukan adalah sebagai berikut :

1. Dudukan Intake dan exhaust manifold

Pada intake dan exhaust manifold terdapat permukaan yang rata dan nantinya

langsung terhubung dengan cylinder head sesuai dengan saluran hisap dan

saluran buang.

Gambar 4.18 Persamaan permukaan intake dan exhaust manifold

Pemeriksaan tersebut dilakukan pada permukaan kedua komponen dengan

mengemalkan kedua komponen pada cylinder head. Hasil dari pengemalan

diperoleh permukaan yang sama, sehingga dalam pemasangannya nanti tidak

memerlukan modifikasi dan langsung dapat dipasang

2. Saluran pipa buang

Bentuk dari kedua ujung pipa buang (front pipe) berbeda, hal tersebut

dikarenakan konstruksi dari exhaust manifold juga berbeda. Tipe exhaust

manifold pada engine 5K adalah tipe 4-1, yaitu empat exhaust port menjadi

satu, sehingga pada sambungan front pipe hanya terdapat satu saluran buang.

Tetapi tipe exhaust manifold pada engine 7K adalah tipe 4-2-1, yaitu empat

Page 67: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

56

exhaust port menjadi dua saluran, sehingga pada sambungan front pipe

terdapat dua saluran gas buang. Kemudian di front pipe, dua saluran tersebut

menjadi satu. Modifikasi dilakukan dengan mengubah sambungan pada front

pipe yang tadinya satu saluran menjadi dua saluran dengan cara dilas.

Gambar 4.19 Perbedaan Sambungan front pipe

3. Dudukan Distributor

Dudukan distributor pada engine 5K sama dengan distributor engine 7K,

sehingga pemasangan dapat langsung dilakukan tanpa modifikasi.

4.6 Pengadaan Komponen Pada Sistem Udara

Pada komponen sistem injeksi 7K yang akan dipasang pada engine 5K,

terdapat beberapa komponen yang belum ada maupun rusak. Sehingga perlu

pembelian komponen untuk melengkapi bagian yang kurang maupun mengganti

komponen yang rusak tersebut. Komponen tersebut antara lain :

1. Gasket

Terdapat beberapa gasket yang rusak dan perlu diganti, gasket tersebut antara

lain :

- Gasket intake dan exhaust manifold

- Gasket muffler

2. Saringan Udara

Pada engine 7K yang terdapat pada engine stand tidak dilengkapi dengan

saringan udara, sehingga perlu pengadaan komponen saringan udara

antaralain :

- Filter casing

- Filter element

- Air conector pipe

Page 68: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

57

3. Sensor

Terdapat beberapa sensor yang kurang pada sistem injeksi, sehingga perlu

pengadaan sensor tersebut agar nantinya engine normal, yakni tidak terdapat

nyala lampu pada check engine. Sensor tesebut antara lain :

- Air Temperature Sensor (sensor suhu udara)

- Oxygen Sensor (sensor oksigen)

4. ECU

ECU yang dipakai pada engine stand tidak compatible, yang menyebabkan

nyala engine abnormal. Sehingga perlu pengadan ECU 7K-E yang compatible

terhadap sistem injeksi yang akan dipasang.

4.7 Pemasangan dan Modifikasi

Setelah perencanaan, pelepasan kedua komponen, dan analisa perbedaan

komponen selesai, maka proses pemasangan dan modifikasi dapat dilakukan

untuk menyubsitusikan komponen sistem udara pada engine injeksi 7K-E ke

engine 5K. Adapun pemasangan dan modifikasi dilakukan pada komponen-

komponen berikut ini :

4.7.1 Membersihkan Komponen

Pembersihan terutama dilakukan pada permukaan cylinder head tempat

dudukan manifold, yaitu membersihkan terak dengan menggunakan skrap dan

amplas halus.

Gambar 4.20 Permukaan Dudukan Manifold

4.7.2 Modifikasi dan Pemasangan Komponen Sistem Udara

Komponen-komponen pada sistem udara ada yang dapat langsung dipasang

pada engine dan ada yang tidak dapat langsung dipasang pada engine, sehingga

harus dimodifikasi terlebih dahulu, komponen-komponen tersebut antara lain :

Page 69: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

58

1. Dudukan oxygen sensor

Pada sistem injeksi 7K-E ini harus terdapat oxygen sensor sebagai pengoreksi

gas buang hasil pembakaran. Apabila tidak ada oxygen sensor, maka lampu

check engine akan membacanya, dan jika E1 dan TE dihubungkan lampu check

engine akan menyala menunjukkan data trouble code (DTC) 2*1 yaitu oxygen

sensor.

Gambar 4.21 Dudukan oxygen sensor

Letak dari oxygen sensor ini harus sedekat mungkin dengan gas buang yang

baru keluar dari silinder agar pengoreksian sensor lebih akurat, oleh karena itu

oxygen sensor ini terletak pada exhaust manifold.

Pada exhaust manifold harus dimodifikasi dengan membuat ulir dengan

diameter 18 mm untuk dudukan oxygen sensor.

2. Intake dan exhaust manifold

Intake dan exhaust manifold dipasang pada permukaan cylinder head. Untuk

pemasangan Intake dan exhaust manifold harus memakai baut pengikat yang

terdapat pada engine 7K, sehingga baut pengikat tersebut harus dipindah ke

engine 5K.

Gambar 4.22 Baut yang akan dipindah

Page 70: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

59

Setelah baut dipindah, perpak dapat dipasang terlebih dahulu sebagai perapat

dan untuk mengurangi gesekan langsung dari kedua komponen, kemudian

barulah intake dan exhaust manifold di pasang pada cylinder head.

Gambar 4.23 Pemasangan Intake dan Exhaust Manifold

3. Intake chamber

Intake chamber adalah sambungan dari intake manifold, sehingga komponen

tersebut dapat langsung dipasang tanpa proses modifikasi. Antara intake

manifold dan intake chamber diberi perpak sebagai perapat dan untuk

mengurangi gesekan antar kedua komponen. Intake chamber dipasang dengan

mengencangkan baut yang mengikatnya dengan intake manifold.

Gambar 4.24 Pemasangan Intake Chamber

4. Throttle body

Throttle body terletak pada intake chamber, sehingga pemasangan throttle body

tanpa proses modifikasi. Setelah perpak dipasang, barulah throttle body

dipasang dan mengencangkan baut yang mengikatnya dengan intake chamber.

Page 71: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

60

Gambar 4.25 Pemasangan Throttle Body

5. Modifikasi Saringan Udara

Sistem injeksi pada engine stand tidak terdapat komponen saringan udara.

Karena pada kendaraan fungsi saringan udara sangat penting, maka saringan

udara harus dibuat dan harus menyesuaikan tempat yang ada pada kendaraan.

Saringan uadara terdiri dari filter house, filter element, air conector pipe.

Komponen-komponen tersebut dibeli di toko sparepart, kemudian dilakukan

modifikasi untuk menyesuaikan tempat yang tersedia pada kendaraan.

- Air conector pipe dapat dipasang dengan memberikan pengunci di ujung,

yang nantinya berkaitan dengan throttle body dan filter house. Pada air

conector pipe terdapat dudukan sensor intake air temperature. Karena air

conector pipe terbuat dari bahan karet, maka pembuatan dudukan dapat

dilakukan dengan mudah dengan melubanginya dengan cutter. Setelah air

conector pipe terpasang, di sekitar dudukan perlu diberi sealer (treebond)

agar udara luar tidak masuk (bocor).

Gambar 4.26 Pemasangan Air conector pipe

Page 72: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

61

- Filter house dipasang pada body, sehingga perlu dibuatkan dudukan pada

body dengan cara melubangi body sesuai lubang pada dudukan filter dengan

mata bor 10 mm. Setelah lubang jadi, filter house dan filter element dapat

dipasang dengan mengikatnya dengan baut M12.

Gambar 4.27 Dudukan Filter House

- Pada permukaan filter house terdapat sedikit tonjolan-tonjolan, oleh karena

itu dilakukan penggerindaan untuk meratakan permukaan kemudian

diamplas. Selain itu didekat saluran keluaran udara diberi pipa T berlubang

± 3mm untuk saluran idle up AC. Setelah permukaan filter house rata,

pengecatan dapat dilakukan untuk finishing.

- Memasang komponen-komponen saringan udara pada kendaran sesuai

dengan tempat yang tersedia.

Gambar 4.28 Pemasangan dan Modifikasi Air Filter

6. Modifikasi front pipe

Front pipe yang akan dipasang harus dimodifikasi terlebih dahulu, karena front

pipe yang terdapat pada kendaraan yang akan dimodifikasi mempunyai satu

saluran pada front pipe (tipe 4-1). Sedangkan front pipe yang dipasang harus

Page 73: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

62

mempunyai dua saluaran (tipe 4-2-1), karena saluran keluaran dari exhaust

manifold juga dua saluran. Oleh karena itu, front pipe pada kendaraan yang

hanya satu saluran harus dimodifikasi dengan mengganti ujung front pipe yang

memiliki dua saluran.

- Pengerjaan pertama adalah memotong ujung dari front pipe yang akan

didimodifikasi menjadi 2 saluran dengan panjang yang disesuaikan dengan

ujung front pipe yang akan dipakai.

Gambar 4.29 Ujung front pipe satu saluran

- Memotong ujung front pipe yang akan digunakan dengan panjang sesuai

dengan ujung front pipe yang sudah dipotong. Terdapat kebocoran pada

sambungan front pipe, sehingga perlu dilakukan pengelasan untuk

menambal front pipe tersebut. Setelah dilas, untuk finishing dengan

meratakan hasil pengelasan maka harus digerinda dengan menggunakan

gerinda tangan.

Gambar 4.30 Front pipe dua saluran

- Untuk penyambungan front pipe harus pada posisi yang tepat agar front pipe

dapat dipasang pada exhaust manifold. Oleh karena itu, harus dilakukan

penyesuaian pada saluran front pipe yang telah dipotong, yaitu besar sudut

sambungan antara potongan front pipe harus tepat agar front pipe dapat

Page 74: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

63

dipasang pada exhaust manifold. Penyesuaian sudut tersebut dilakukan

dengan mengemalkan potongan front pipe pada exhaust manifold, kemudian

diberi tanda dengan tipe-x untuk alur pemotongan.

Gambar 4.31 Penyesuaian sudut front pipe

Setelah sudut sudah tepat, proses pengelasan dapat dilakukan. Pengelasan

awal untuk menyambung front pipe adalah las titik, baru kemudian

dimalkan lagi. Apabila posisi front pipe sudah dapat dipasang maka

pengelasan menyeluruh pada sambungan dapat dilakukan. Las yang

digunakan adalah las karbit

- front pipe dipasang dengan memberikan gasket yang baru pada setiap

sambungan agar gas buang tidak bocor.

Gambar 4.32 Front pipe yang telah terpasang

4.7.3 Pemasangan Kontrol Elektronik

Kontrol elektronik sangat berperan penting pada sistem injeksi ini, yakni

mengontrol kerja seluruh komponen sistem injeksi. Kontrol elektronik dibagi

menjadi tiga bagian, yaitu sensor, electronic control unit (ECU), dan actuator.

Pada awalnya ECU yang digunakan pada engine stand adalah ECU 5A-FE,

sedangkan ECU yang dipakai pada sistem injeksi 7K seharusnya ECU 7K-E.

sehingga perlu penyesuaian ECU 7K-E agar sistem dapat bekerja secara normal.

Page 75: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

64

Gambar 4.33 ECU 7K-E dan ECU 5A-FE

1. Pembuatan Wiring

Dengan penggantian ECU maka wiring yang dipakai pada engine stand harus

dirubah total untuk menyesuaikan wiring dengan ECU 7K-E. Wiring berfungsi

untuk menghubungkan sensor-sensor ke ECU dan ECU ke aktuator serta

komponen lainnya. Oleh karena itu wiring harus dibongkar total, kemudian

dirangkai kembali dengan panjang sesuai jangkauan ECU yang berada dalam

kendaraan dengan sensor-sensor dan aktuator yang terpasang pada engine.

Pembuatan wiring harus berdasarkan data yang dapat menunjukkan nama-

nama terminal disetiap konektor. Dengan data tersebut maka perangkaian

wiring yang baru akan lebih mudah dan resiko kesalahan lebih kecil. Adapun

panjang kabel baru disesuaikan dengan mengemalnya pada wiring yang lama.

Perakitan wiring harus serapi mungkin agar tidak terjadi hubungan singkat.

Gambar 4.34 Perakitan wiring baru

Setelah wiring sudah jadi, maka pemasangan sensor-sensor, actuator, dan

komponen kelistrikan lainnya pada engine dapat dilakukan. Sensor-sensor

Page 76: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

65

yang digunakan pada sistem injeksi 7K-E antara lain sensor intake air

temperature, sensor throttle position, sensor mass absolute pressure, sensor

oxygen, sensor water temperature, sensor NE. sedangkan aktuator yang

dipasang antara lain injector, idle speed control, fuel pump. Selain sensor dan

aktuator wiring juga mencakup sistem pengapian, indicator lamp, charger,

starter dan lain sebagainya.

2. Pemasangan sensor-sensor pada engine :

- Sensor intake air temperature

Sensor intake air temperature terpasang pada air conector pipe. Dudukan

sudah dibuat, sehingga sensor dapat langsung dipasang. Adapun terminal

yang terdapat pada sensor intake air temperature adalah E2 dan THA.

Gambar 4.35 Letak Intake Air Temperature Sensor

- Sensor throttle position

Sensor throttle position terpasang pada samping throttle body yang langsung

berhubungan dengan throttle valve. Terminal yang terdapat pada sensor

throttle position sensor adalah VTA, VC, dan E2.

Gambar 4.36 Letak Sensor Throttle Position

Page 77: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

66

- Sensor manifold absolute pressure

Sensor manifold absolute pressure terletak pada intake chamber, MAP

sensor mengindra tekanan uadara dalam chamber. Terminal yang terdapat

pada sensor manifold absolute pressure adalah VC, PIM, dan E2.

Gambar 4.37 Letak Sensor Manifold Absolute Pressure

- Sensor oxygen

Sensor oxygen dipasang pada exhaust manifold. Sehingga exhaust manifold

cover harus dilubangi untuk penempatan sensor oxygen. Terminal yang

terdapat pada sensor oxygen adalah OX, E2, HT, dan B IG.

Gambar 4.38 Letak Sensor Oxygen

- Sensor water temperature

Sensor water temperature terletak pada sistem pendingin dekat thermostat

valve. Sehingga pada waktu suhu kerja engine tercapai, sensor water

temperature mengindra suhu air pendingin dan mengirimkan sinyal ke ECU

untuk menurunkan putaran engine. Terminal yang terdapat pada sensor

water temperature adalah THW, dan E2.

Page 78: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

67

Gambar 4.39 Letak Sensor water temperature

- Sensor NE

Sensor NE terletak pada pada distributor pengapian, sehingga untuk

pemasangannya harus memasang dahulu distributor dari engine 7K pada

mesin 5K yang dimodifikasi. Sensor NE menghasilkan signal NE untuk

mengontrol timing pengapian dan penginjeksian bahan bakar. Terminal

yang terdapat pada sensor NE adalah NE+, dan NE-.

Gambar 4.40 Letak Sensor NE

3. Pemasangan aktuator pada engine :

- Idle speed control

Idle speed control terletak pada throttle body yang mengatur pembukaan

saluran bypass agar dapat diperoleh putaran idle. Terminal yang terdapat

pada idle speed control adalah E2, RSO, dan B IG.

Gambar 4.41 Letak Idle Speed Control

Page 79: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

68

- Injector

Injector dipasang pada intake manifold dan dihimpit oleh delivery pipe.

Terminal dari injector adalah B IG dan #10 atau #20.

Gambar 4.42 Letak Injektor

- Fuel pump

Pada sistem injeksi 7K-E ini fuel pump dipasang di dalam fuel tank.

Sehingga dalam pemasangan fuel pump harus menurunkan fuel tank terlebih

dahulu. Posisi fuel pump terendam oleh bahan bakar. Terminal dari ECU

yang mengontrol fuel pump adalah FP yang mengeluarkan massa (-) dan

dirangkai dengan relay untuk mengontrol fuel pump.

Gambar 4.43 Letak Fuel Pump

4. Pemasangan komponen lainnya pada engine :

- Warning lamp

Warning lamp terdapat pada dashboard, dan terhubung dengan sensor yang

membaca kondisi mesin diantara lain tekanan oli, suhu air radiator, sistem

pengisian, indikator rem parkir, lampu check engine, dan lain sebagainya.

Pemasangan wiring harus dapat menghubungkan antara warning lamp

Page 80: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

69

dengan sensor. Pada engine yang dimodifikasi terdapat check engine lamp

pada dashboard, sehingga harus dibuatkan dudukan pada dashboard. Check

engine berfungsi membaca malfungtion engine ketika terjadi trouble. Check

engine lamp memakai sinyal W (massa) dari ECU dan B IG, lampu yang

dipakai pada check engine adalah lampu LED.

Gambar 4.44 Check Engine Lamp

- OBD conector

OBD conector dipasang pada wiring untuk dihubungkan dengan scan tool

pada saat pemeriksaan engine. Pada OBD conector terdapat terminal E1,

TE1, TE2, VF, dan W.

Gambar 4.45 OBD Conector

- Starter dan charger

Memasang wirring untuk sistem starter dan charger.

- Memasang wiring pada kunci kontak, sebagai saklar uatama pada kendaraan.

4.8 Finishing

Proses finishing terutama dilakukan pada wiring, karena wiring yang sudah

terpasang belum terbungkus dengan rapi. Wiring dirapikan dengan memberikan

selubung pelindung kabel di sepanjang rangkaian, kemudian diisolasi. Agar lebih

rapi, wiring ditali dengan tali kabel pada engine dan body.

Page 81: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

70

Gambar 4.46 Wiring Finshing

Membuat dudukan ECU dibawah dashboard dan terlindung dari air, karena

ECU sangat riskan dengan air.

Gambar 4.47 Letak ECU

Setelah fnishing selesai, kemudian memeriksa volume air radiator dan oli

sebelum start engine. Apabila volume sudah tepat, engine dapat di starter.

4.9 Pengujian Akhir

Pengujian akhir pada kendaraan dilakukan untuk memperoleh data yang

berupa jumlah konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang. Sehingga diperoleh

data ketika engine belum dimodifikasi dan setelah engine selesai dimodifikasi.

Perbedaan dari kedua data tersebut merupakan kajian yang menjadi bahasan

dalam laporan proyek akhir ini. Pengujian akhir pada engine dibagi menjadi 2

bagian yaitu :

4.9.1 Konsumsi Bahan Bakar

Setelah engine selesai dimodifikasi, diperlukan data mengenai efisiensi

bahan bakar. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan konsumsi bahan

bakar dari sebelum dimodifikasi dan setelah dimodifikasi. Dengan demikian

kedua data hasil konsumsi bahan bakar tersebut dapat dianalisa dan mengetahui

boros tidaknya dalam penggunaan bahan bakar.

Page 82: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

71

Untuk melakukan pengujian konsumsi bahan bakar tersebut diperlukan

beberapa alat dan proses sebagai berikut :

1. Melepaskan selang bensin input saringan bensin dan selang return yang

menuju tangki bensin. Kemudian pada input saringan bensin tersebut

disambung dengan selang bensin yang panjangnya kurang lebih 2 meter dan

dipasang pompa bahan bakar. Kemudian menyiapkan gelas ukur dengan

kapasitas 2 liter yang ditempatkan pada tempat yang datar dan diisi dengan

bensin.

2. Memasang terminal pompa bensin dan kemudian memasukkan pompa bensin

tersebut bersama selang return ke dalam gelas ukur yang telah terisi dengan

bensin.

Gambar 4.48 Pemasangan pompa bensin pada gelas ukur

3. Memasang analog tachometer untuk mengetahui kecepatan putaran engine

pada kecepatan putar (RPM) yang bervariasi. Terminal analog tachometer

dipasang pada – coil dan + bateray.

Gambar 4.49 Pemasangan Tachometer

Page 83: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

72

4. Menghidupkan engine dan menunggu sampai engine mencapai suhu kerja,

kemudian melakukan pengujian dengan mengukur waktu pengurangan 100cc

bensin dengan keadaan mesin tanpa beban (v-belt untuk AC dan power

steering dilepas), dan divariasikan dalam berbagai RPM. Pengambilan data

dilakukan dua kali di setiap putaran mesin dan diambil waktu rata-rata dari

hasil data tersebut.

Dari pengujian konsumsi bahan bakar (bensin) tersebut diperoleh beberapa

hasil data sebagai berikut:

Tabel 4.3 Tabel Fuel Consumption

Putaran mesin (rpm) Waktu (menit/100 ml) Fuel Consumption (ml/s)

900 5.58’ 0,2985

1400 3.85’ 0,4329

1900 2.82’ 0,5899

2400 2.23’ 0,7462

2900 1.84’ 0,9049

3400 1.57’ 1,0582

Dari data pengujian tersebut dapat dibuat grafik fuel consumption terhadap

kecepatan putar engine. Grafik fuel consumption engine 5K yang sudah

dimodifikasi pada beberapa variasi putaran tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 4.50 Grafik Fuel Comsumption

Page 84: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

73

4.9.2 Emisi Gas Buang

Pengujian pada emisi gas buang dilakukan untuk mengetahui kadar udara

yang terapat pada gas buang. Pada sistem konvensional dibandingkan dengan

sistem injeksi, tentu berbeda kadar udara yang dihasilkan. Oleh karena itu

pengujian emisi gas buang perlu dilakukan untuk membandingkan ketika engine

sebelum di modifikasi dengan setelah engine di dimodifikasi.

Untuk melakukan pengujian emisi gas buang tersebut diperlukan beberapa

alat dan pemasangan sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat uji emisi dan melakukan penyetelan untuk penggunaan pada

motor bensin, karena alat uji emisi ini juga dapat digunakan untuk melakukan

uji emisi pada motor diesel.

Gambar 4.51 Gas Analizer

2. Memasang pipa sensor alat uji emisi pada muffler mobil Toyota Kijang Rover.

Gambar 4.52 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler

3. Melakukan record data komposisi gas buang yang dihasilkan oleh engine,

dengan pengukuran pada keadaan idle tanpa beban. Kemudian melakukan print

out hasilnya.

Page 85: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

74

Pengujian dilakukan di Bengkel Nasmoco Solo Baru, dengan hasil sebagai

berikut :

- Oli : -

- CO : 0,50 % Volume

- CO2 : 13,9 % Volume

- HC : 369 ppm Volume

- O2 : 1,18 % Volume

- Lambda : 1,027

4.10 Pembahasan

Dari data yang diperoleh dari pengujian awal dan pengujian akhir dapat

dilakukan analisa perbedaan engine sebelum dimodifikasi dengan engine setelah

dimodifikasi. Analisa pembahasan tersebut dibagi menjadi 2 yaitu mengenai

perbandingan konsumsi bahan bakar dan perbandingan emisi gas buang.

4.10.1 Konsumsi Bahan Bakar

Perbandingan konsumsi bahan bakar dapat dilihat dari Tabel 4.4 di bawah

mengenai konsumsi bahan bakar ketika mesin 5K menggunakan sistem

konvensional dan setelah menggunakan sistem injeksi bahan bakar elektronik.

Tabel 4.4 Perbandingan konsumsi bahan bakar kedua sistem

Putaran mesin

(rpm)

Konsumsi bensin sistem

konvensional (ml/s)

Konsumsi bensin sistem

injeksi (ml/s)

900 0,2678 0,2985

1400 0,4149 0,4329

1900 0,5659 0,5899

2400 0,7435 0,7462

2900 0,9216 0,9049

3400 1,0989 1,0582

Dari tabel diatas terlihat tidak terdapat perbedaan konsumsi bahan bakar

yang signifikan dari beberapa variasi putaran mesin antara 900 – 3400 rpm

sehingga untuk lebih jelasnya dapat dilihat dengan menggunakan grafik

perbandingan konsumsi bahan bakar sebelum dan setelah modifikasi.

Page 86: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

75

Gambar 4.53 Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar

Pada gambar di atas, grafik warna coklat menunjukkan konsumsi bensin

sebelum mesin dimodifikasi, sedangkan grafik warna biru menunjukkan konsumsi

bensin setelah mesin dimodifikasi. Pada putaran 900 - 1900 rpm konsumsi bahan

bakar mesin dengan sistem injeksi (setelah modifikasi) sedikit lebih tinggi dari

pada mesin dengan sistem konvensional (sebelum modifikasi), hal ini dikarenakan

sistem injeksi elektronik yang digunakan adalah sistem injeksi mesin 7K yang

dirancang untuk mesin berkapasitas 1800 cc sehingga jumlah bahan bakar yang

disuplai lebih banyak. Namun pada putaran 2400 rpm konsumsi bahan bakar

sistem injeksi dengan sistem konvensional hampir sama, hal tersebut dikarenakan

sistem kontrol elektronik selalu melakukan pengoreksian terhadap kondisi mesin.

Sedangkan pada putaran tertinggi yang diukur yaitu pada 3400 rpm konsumsi

bahan bakar mesin injeksi lebih sedikit dari pada mesin konvensional karena pada

putaran tinggi, meski sistem konvensional didesain untuk mesin yang lebih kecil

(1500 cc) namun perbandingan bahan bakar dan udara tidak sebaik pada saat

putaran idle, sehingga pada putaran ini terlihat jelas karakteristik mesin

konvensional yang kurang baik dalam pengaturan perbandingan bahan bakar dan

udara pada putaran tinggi. Sedangkan pada sistem injeksi perbandingan bahan

bakar dan udara dapat ditakar dengan tepat pada setiap putaran oleh ECU

berdasarkan kondisi mesin.

Page 87: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

76

4.10.2 Emisi Gas Buang

Emisi gas buang adalah perbandingan kedua yang dapat dibahas

berdasarkan data hasil pengujian awal dan akhir. Dengan membandingkan emisi

gas buang dari sistem konvensional dengan sistem injeksi, maka akan dapat

diketahui keuntungan maupun kerugian dari sistem konvensional dan sistem

injeksi dilihat dari emisi gas buang yang dihasilkan. Dari pengukuran kandungan

emisi gas buang mesin sistem konvensional dengan sistem injeksi dapat dilihat

pada Tabel 4.6 di bawah.

Tabel 4.5 Perbandingan emisi gas buang pada kedua sistem

Kandungan Engine 5K Engine Modifikasi (7K)

Oli - -

CO 4,75 % Volume 0,50 % Volume

CO2 11,1 % Volume 13,9 % Volume

HC 896 ppm Volume 369 ppm Volume

O2 1,27 % Volume 1,18 % Volume

Lamda 0,888 1,027

Karbon monoksida (CO) merupakan partikel terpenting yang harus

diperhatikan pada gas buang kendaraan bermotor. Terlihat perbedaan antara mesin

ketika menggunakan sistem konvensional dengan mesin ketika menggunakan

sistem injeksi elektronik. Kandungan CO turun menjadi 0,50 % dari sebelumnya

yang menunjuk pada angka 4,75 % dari volume total gas buang. Hal ini tentu

sesuai dengan teori bahwa sistem injeksi mampu membakar bahan bakar dengan

lebih sempurna dibanding dengan sistem konvensional. Pembakaran sempurna

akan menghasilkan gas CO dengan prosentase yang lebih kecil. Selain kadar CO

kadar HC yang merupakan zat berbahaya juga mengalami penurunan. Pada mesin

dengan sistem konvensional terdapat gas HC sebesar 896 ppm dan ketika telah

menggunakan sistem injeksi elektronik HC turun menjadi 369 ppm.

Keberadaan karbondioksida (CO2) berkebalikan dengan karbon monoksida

(CO). Pembakaran yang sempurna menghasilkan hanya CO2 dan H2O (uap air)

tanpa gas CO. Semakin menurunnya kandungan CO maka kandungan CO2 akan

semakin meningkat. Pada Tabel 4.5 terlihat prosentase CO2 pada mesin dengan

Page 88: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

77

sistem injeksi adalah 13,9 % dari volume total gas buang, ini berarti lebih tinggi

dari pada mesin dengan sistem bahan bakar konvensional yang prosentasenya

adalah 11,1 %. Kesimpulannya sistem bahan bakar injeksi elektronik lebih baik

dari pada sistem bahan bakar konvensional karena pembakarannya lebih

mendekati pembakaran yang sempurna karena kadar CO2 meningkat.

Pada mesin ketika menggunakan sistem konvensional, nilai lamda adalah

0,888 sedangkan menggunakan sistem injeksi nilai lamda adalah 1,027 (lebih

besar dari pada lamda sistem konvensional). Lamda menunjukan perbandingan

AFR aktual dengan AFR stoikiometrik. Apabila AFR aktual lebih besar maka

nilai lamda akan lebih besar 1. Namun apabila AFR aktual lebih kecil maka nilai

lamda akan kurang dari 1. Lamda lebih dari 1 menunjukkan lebih irit karena

mesin diberikan kelebihan udara dari pada yang dibutuhkan sehingga

kecenderungan terjadi pembakaran sempurna akan lebih besar. Sedangkan lamda

kurang dari 1 menunjukkan mesin boros karena udara yang dibutuhkan oleh mesin

tidak terpenuhi sehingga pembakaran terjadi tidak sempurna. Dengan hasil lamda

lebih dari 1 maka dapat disimpulkan mesin dengan sistem bahan bakar injeksi

lebih irit dari pada sistem konvensional.

Dari data hasil uji emisi maka diperoleh reaksi pembakaran sebagai beikut :

- Reaksi pembakaran sebelum mesin dimodifikasi

CO = 4,75 %

CO2 = 11,1 %

O2 = 1,27 %

Lamda = 0,888

HC = 896 ppm (karena jumlahnya sangat kecil maka diabaikan)

a.C8H18 + a.0,888.12,5(O2 + 3,76N2) b.H2O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2

+ a.0,888.12,5.3,76N2

a.C8H18 + a.11,1(O2 + 3,76N2) b.H2O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2 +

a.41,74N2

Atom C Atom H

a. 8 = 11,1 + 4,75 a. 18 = 2b

8a = 15,85 1,98 . 18 = 2b

a = 1,98 b = 17,83

Page 89: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

78

Sehingga reaksinya adalah :

1,98C8H18 + 1,98.11,1(O2 + 3,76N2) 17,83H2O + 11,1CO2 + 4,75CO +

1,27O2 + 1.98.41,74N2

1,98C8H18 + 21,97(O2 + 3,76N2) 17,83H2O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2

+ 82,63N2

Hasil dibagi dengan 1,98 :

C8H18 + 11,09 (O2 + 3,76 N2) 9,01 H2O + 5,6 CO2 + 2,39 CO + 0,64 O2 +

41,73 N2

- Reaksi pembakaran setelah mesin dimodifikasi

CO = 0,5 %

CO2 = 13,9 %

O2 = 1,18 %

Lamda = 1,027

HC = 369 ppm (karena jumlahnya sangat kecil maka diabaikan)

a.C8H18 + a.1,027.12,5(O2 + 3,76N2) b.H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 +

a.1,027.12,5.3,76N2

a.C8H18 + a.12,84(O2 + 3,76N2) b.H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 +

a.48,26N2

Atom C Atom H

b. 8 = 13,9 + 0,5 a. 18 = 2b

8a = 14,4 1,8 . 18 = 2b

a = 1,8 b = 16,2

Sehingga reaksinya adalah :

1,8C8H18 + 1,8.12,84 (O2 + 3,76N2) 16,2H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2

+ 1,98.48,26N2

1,8C8H18 + 23,11(O2 + 3,76N2) 16,2H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 +

86,8N2

Hasil dibagi dengan 1,8 :

C8H18 + 12,8 (O2 + 3,76 N2) 9 H2O + 7,72 CO2 + 0,27 CO + 0,65 O2 +

48,22 N2

Page 90: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

79

Dari kedua reaksi pembakaran di atas dapat disimpulkan bahwa pada proses

pembakaran 1 mol bensin (C8H18) menghasilkan jumlah mol gas buang yang

berbeda antara mesin sebelum dimodifikasi (konvensional) dan setelah

dimodifikasi (injeksi). Sebelum mesin dimodifikasi pembakaran 1 mol bensin

menghasilkan 2,39 mol karbon monoksida (CO), sedangkan setelah mesin

dimodifikasi pembakaran 1 mol bensin menghasilkan 0,27 mol karbon monoksida

(CO). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pembakaran pada mesin

dengan sistem bahan bakar injeksi lebih baik dari pada pembakaran pada mesin

dengan sistem bahan bakar konvensional, hal ini ditunjukkan dengan jumlah mol

gas CO yang lebih sedikit. Jumlah mol gas CO yang lebih sedikit juga berarti

bahwa mesin sistem bahan bakar injeksi lebih ramah lingkungan dari pada mesin

sistem bahan bakar konvensional.

Page 91: MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI …... · 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik.....22 2.3.2 Sensor .....23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) .....31 2.3.4

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

80

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah menyelesaikan proyek akhir dengan judul Modifikasi Mesin Sistem

Konvensional Menjadi Sistim Bahan Bakar Injeksi Elektronik Pada Toyota

Kijang 5K, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut ini :

1. Dalam proses modifikasi diperlukan beberapa penyesuaian pada komponen

induksi udara, exhaust manifold, pipa buang, dan sistem kontrol elektronik.

2. Setelah dilakukan modifikasi, emisi gas buang pada sistem injeksi lebih ramah

lingkungan.

3. Pada kedua sistem, konsumsi bahan bakar hampir sama.

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat penulis sampaikan agar hasil Proyek Akhir

tersebut lebih baik adalah sebagai berikut :

1. Dalam melakukan pemeriksaan sistem yang dikontrol ECU harus dengan

langkah yang benar sesuai petunjuk pada buku reparasi TOYOTA KIJANG

7K-E, agar tidak tejadi hubungan singkat yang dapat menyebabkan kerusakan

pada ECU.

2. Pemberian Vehicle Speed Sensor yang diapsang pada transmisi, agar warning

lamp check engine tidak menyala saat kendaraan digunakan. Dengan adanya

Vehicle Speed Sensor, dashboard harus dirubah, karena setelah diberi Vehicle

Speed Sensor, speedometer harus diganti. Speedometer yang digunakan

inputannya adalah voltage AC yang dihasilkan oleh Vehicle Speed Sensor.

3. Untuk pemakaian mobil hasil modifikasi ini diharapkan selalu menjaga dan

merawat kebersihan mobil serta sistem-sistem yang ada pada mobil ini.