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