JUDUL PENELITIANPENGARUH PENGGUNAAN BAHAN BAKAR PERTAMAX DAN VARIASI WAKTU PENGAPIAN (TIMING IGNITION) TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR MESIN TOYOTA KIJANG 5K

Tim Peneliti:Didik Prasetyo(5202412058)Sahrirudin(5202412061)Ima Abdul Aziz(5202412066)Taat Priyadi(5202412068)Muhammad Nur Akhsan(5202412069)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIFJURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015BAB IKAJIAN TEORITIS

1. Latar BelakangPemakaian kendaraan bermotor dari tahun ke tahun semakin meningkat, sehingga mengakibatkan penggunaan bahan bakar minyak bumi juga semakin meningkat. Hal ini sangat mengkhawatirkan, karena dengan peningkatan penggunaan bahan bakar minyak bumi menyebabkan cadangan minyak bumi akan semakin berkurang, sedangkan kebutuhan terhadap minyak bumi terus bertambah. Lebih lanjut, hal ini mengakibatkan pemenuhan terhadap kebutuhan minyak bumi di pasaran akan mengalami kesulitan dan akhirnya akan mempengaruhi harga yang semakin mahal.Peningkatan jumlah kendaraan bermotor juga menimbulkan pencemaran udara yang semakin meningkat. Tidak adanya pepohonan yang berada di jalan raya dan penghijauan di kota-kota besar membuat udara tidak dapat bersirkulasi. Gas buang dari kendaraan bermotor mengandung senyawa beracun, diantaranya karbon monoksida (CO) dan hidro karbon (HC) yang sangat berbahaya bagi lingkungan. Karbon monoksida (CO) menurut Sastrawijaya (2000:176) adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau, tetapi amat berbahaya. Kadar 10 bpj CO dalam udara menyebabkan manusia sakit. Dalam waktu setengah jam, 1300 ppm dapat menyebabkan kematian. Data dari kementerian lingkungan hidup menyebutkan bahwa polusi udara dari kendaraan bermotor terutama bahan bakar bensin (spark ignition engine) menyumbang 70% karbon monoksida (CO) dan 60% hidro karbon (HC). Peningkatan jumlah kendaraan membuat dunia prihatin karena pengaruh yang ditimbulkan telah merusak lingkungan. Pemanasan global terjadi karena pencemaran udara, hal ini membuat semua lapisan masyarakat berupaya untuk membantu mengurangi persentase gas beracun yang ditimbulkan oleh kendaraan bermotor dengan cara pengurangan penggunaan bahan bakar fosil. Negara maju seperti Eropa mengeluarkan regulasi baru untuk mengembangkan teknologi otomotif yang ramah lingkungan. Indoesia sendiri berupaya memberlakukan regulasi baru dengan standard EURO 2 yang berarti gas buang yang timbul dari pembakaran kendaraan bermotor harus memiliki nilai CO dan HC serendah mungkin.Cara yang bisa dilakukan untuk mengurangi resiko pemborosan bahan bakar dan emisi yang buruk pada kendaraan adalah dengan menyetel sistem pengapian (Pratama dan Grummy, 2014). Penyetelan yang bisa dilakukan salah satunya dengan mengatur timing pengapian. Bila saat pengapian dimajukan terlalu jauh, maka tekanan pembakaran maksimum akan tercapai sebelum 10 sesudah TMA. Tekanan di dalam silinder akan menjadi lebih tinggi daripada pembakaran dengan waktu yang tepat, hal ini menyebabkan pembakaran campuran bahan bakar yang spontan akan terjadi knocking. Knocking yang berlebihan akan mengakibatkan katup, busi dan piston terbakar. Bila saat pengapian dimundurkan terlalu jauh, maka tekanan pembakaran maksimum akan terjadi setelah 10 setelah TMA (saat dimana piston telah turun cukup jauh). Maka tekanan di dalam silinder agak rendah sehingga output mesin menurun, terjadi pemborosan bahan bakar, dan masalah yang lain pun dapat terjadi.Waktu pengapian yang pas, tidak terlalu maju dan tidak terlalu mundur akan menghasilkan tenaga maksimal, efisiensi bahan bakar, serta pembakaran yang lebih sempurna. Berdasarkan latar belakang di atas, penulis merasa perlu melakukan penelitian dengan judul Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Pertamax dan Variasi Waktu Pengapian (Timing Ignition) terhadap Konsumsi Bahan Bakar Mesin Toyota Kijang 5K.2. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang penelitian maka permasalahan dalam penelitian ini adalah apakah ada pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax dan variasi waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan bakar mesin Toyota Kijang 5K ?

3. TujuanTujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk mengertahui pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax dan variasi waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan bakar mesin Toyota Kijang 5K.

4. ManfaatPenelitian ini memiliki beberapa manfaat, antara lain:1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.4.1. Manfaat TeoritisMemberikan sumbangan positif bagi pengembangan ilmu pengetahuan dalam bidang otomotif tentang pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax dan variasi waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan bakar mesin Toyota Kijang 5K.1.4.2. Manfaat PraktisSebagai sumbangan karya ilmiah untuk Jurusan Teknik Mesin tentang pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax dan variasi waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan bakar mesin Toyota Kijang 5K.

5. Tinjauan Pustaka1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.5.1. Bahan BakarBahan bakar adalah bahan-bahan yang dapat digunakan dalam proses pembakaran. Tanpa adanya bahan bakar tersebut, pembakaran tidak akan mungkin dapat berlangsung. Ada berbagai jenis bahan bakar yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari. Bahan bakar nabati, mineral, dan fosil merupakan bahan bakar yang digolongkan berdasarkan asalnya. Bila dilihat dari bentuknya, bahan bakar ada tiga jenis, yaitu: padat, cair, dan gas.Bahan bakar memiliki karakteristik dan nilai pembakaran yang berbeda-beda. Karakteristik inilah yang menentukan sifat-sifat dalam proses pembakaran, dimana sifat yang kurang menguntungkan dapat disempurnakan dengan jalan menambahkan bahan-bahan kimia ke dalam bahan bakar tersebut dengan harapan akan mempengaruhi daya anti knocking atau daya letup dari bahan bakar dan dalam hal ini menunjuk apa yang dinamakan dengan bilangan oktan.Bilangan oktan adalah prosentase volume iso-oktana di dalam campuran antara iso-oktana dengan normal-heptana yang menghasilkan intensitas knocking atau daya ketukan dalam proses pembakaran. Iso-oktana sangat tahan terhadap ketukan atau dentuman yang diberi bilangan oktan 100, heptana yang sangat sedikit tahan terhadap dentuman diberi bilangan 0. Bilangan oktan untuk bensin adalah setara dengan banyaknya prosentase iso-oktana dalam campuran itu.Secara sederhana, bensin tersusun dari hidrokarbon rantai lurus dengan rumus kimia CnH2n+2, mulai dari C7 (heptana) sampai dengan Cn. Dengan kata lain, bensin terbuat dari molekul yang hanya terdiri dari hydrogen dan karbon saling terikat satu dengan lainya sehingga membentuk rantai.Di Indonesia terdapat beberapa bahan bakar jenis bensin yang memiliki nilai mutu pembakaran berbeda. Nilai mutu jenis BBM bensin ditemukan berdasarkan nilai RON (Reserch Octane Number). Ada beberapa jenis bensin berdasarkan RON. Pertama, Premium (RON 88) adalah bahan bakar minyak jenis distilat berwarna kuning jernih. Warna tersebut akibat adanya zat pewarna tambahan (dye). Umumnya, premium digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan motor tempel. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol. Kedua, Pertamax (RON 92) ditujukan untuk kendaraan yang mensyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi tanpa timbel (unleaded). Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi di atas tahun 1990, terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan Electronic Fuel Injection dan catalytic converters. Ketiga, Pertamax Plus (RON 95), jenis BBM ini mempunyai nilai oktan tinggi (95). Pertamax dan pertamax plus dipasarkan sejak 10 Desember 2002. Pertamax Plus ditujuka untuk kendaraan berteknologi mutakhir yang mensyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan ramah lingkungan. Pertamax Plus sangat direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki perbandingan kompresi lebih besar dari 10,5 dan menggunakan teknologi Electronic Fuel Injection (EFI), Variable Valve Timing Intelligent (VVT-I pada Toyota, VVT pada Suzuki, VTEC pada Honda dan VANOS/Valvetronic pada BMW), turbochargers, serta catalic converters.

1.5.2. Sistem PengapianSistem pengapian ialah sistem pada kendaraan yang berguna untuk membangkitkan bunga api yang dapat membakar campuran bahan bakar-udara di dalam silinder. Pembakaran dimulai dengan sistem pengapian memasok suatu bunga api listrik yang akan melompati celah di pinggir ruang pembakaran pada busi. Panas dari busi akan menyalakan campuran udara-bahan bakar yang terkompresi. Campuran yang terbakar akan menaikkan tekanan di dalam silinder sehingga mendorong torak ke bawah silinder, untuk selanjutnya mesin dapat menyala. Apabila bunga apinya lemah (tidak cukup panas) atau terjadi pada saat yang salah, tekanan pembakaran maksimum tidak terbentuk di dalam ruang pembakaran. Tiga elemen yang sangat penting untuk operasi engine yang efektif, diantaranya: tekanan kompresi yang tinggi, saat pengapian yang tepat dan bunga api yang kuat, serta campuran bahan bakar yang baik..

Untuk memperoleh output mesin yang semaksimal mungkin, maka tekanan pembakaran maksimum harus tercapai pada sekitar 10 setelah TMA. Sudut poros engkol yang terjadi pada saat ini disebut basic crankshaft angel yaitu waktu pada tahap tertentu dimana pada silinder 1 terjadi pengapian diakhir langkah kompresi. Pada saat pengapian pendahuluan berbeda-beda pada masing-masing model mesin karena perambatan pembakaran yang terjadi tergantung pada volume langkah dan bentuk ruang bakar.Bila saat pengapian dimajukan terlalu jauh, maka tekanan pembakaran maksimum akan tercapai sebelum 10 sesudah TMA. Tekanan di dalam silinder akan menjadi lebih tinggi daripada pembakaran dengan waktu yang tepat, hal ini menyebabkan pembakaran campuran bahan bakar yang spontan akan terjadi knocking. Knocking yang berlebihan akan mengakibatkan katup, busi dan piston terbakar. Bila saat pengapian dimundurkan terlalu jauh, maka tekanan pembakaran maksimum akan terjadi setelah 10 setelah TMA (saat dimana piston telah turun cukup jauh). Maka tekanan di dalam silinder agak rendah sehingga output mesin menurun, terjadi pemborosan bahan bakar, dan masalah yang lain pun dapat terjadi.

1.5.3. Konsumsi Bahan BakarKonsumsi bahan bakar adalah banyaknya pemakaian bahan bakar tiap satuan waktu. Satuan yang digunakan adalah cc/s. Pengukuran konsumsi bahan bakar dilakukan dengan menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan sejumlah bahan bakar. Menghitung bahan bakar per detik digunakan rumus sebagai berikut:Konsumsi bahan bakar = V/tDimana, V = volume bahan bakar (cc), dan t = waktu (s).1.5.4.

BAB IIPROSES EKSPERIMEN

1. 2. 2.1. Mesin dan Alat yang DigunakanMesin: Engine Stand Toyota Kijang 5KAlat: tool box, digital tachometer, timing light, digital thermometer, stop watch, buret.

2.2. Prosedur Eksperimen2. 2.1. 2.2. 2.2.1. Menyiapkan alat dan bahan2.2.2. Mengkondisikan mesin dalam kondisi standar dan memastikan semua sistem bekerja dengan baik.2.2.3. Memanaskan mesin sampai mencapai suhu kerja (80 90 C).2.2.4. Menyetel waktu pengapian 8 sebelum TMA, kemudian menyetel RPM sebesar 1000 Rpm, selanjutnya mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar 20cc. Proses ini diulang sebanyak 2 kali uji coba, dan kemudian mencatat hasilnya di dalam lembar pengujian.2.2.5. Melakukan proses sama seperti pada bagian 2.2.4, tetapi dengan variasi RPM sebesar 1500 Rpm dan 2000 Rpm.2.2.6. Menyetel waktu pengapian 15 sebelum TMA, kemudian menyetel RPM sebesar 1000 Rpm, selanjutnya mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar 20cc. Proses ini diulang sebanyak 2 kali uji coba, dan kemudian mencatat hasilnya di dalam lembar pengujian.2.2.7. Melakukan proses sama seperti pada bagian 2.2.6, tetapi dengan variasi RPM sebesar 1500 Rpm dan 2000 Rpm.2.2.8. Menyetel waktu pengapian 10 sebelum TMA, kemudian menyetel RPM sebesar 1000 Rpm, selanjutnya mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar 20cc. Proses ini diulang sebanyak 2 kali uji coba, dan kemudian mencatat hasilnya di dalam lembar pengujian.2.2.9. Melakukan proses sama seperti pada bagian 2.2.8, tetapi dengan variasi RPM sebesar 1500 Rpm dan 2000 Rpm.2.2.10. Menyetel waktu pengapian 5 sebelum TMA, kemudian menyetel RPM sebesar 1000 Rpm, selanjutnya mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar 20cc. Proses ini diulang sebanyak 2 kali uji coba, dan kemudian mencatat hasilnya di dalam lembar pengujian.2.2.11. Melakukan proses sama seperti pada bagian 2.2.10, tetapi dengan variasi RPM sebesar 1500 Rpm dan 2000 Rpm.2.2.12. Menyetel waktu pengapian 0 sebelum TMA, kemudian menyetel RPM sebesar 1000 Rpm, selanjutnya mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar 20cc. Proses ini diulang sebanyak 2 kali uji coba, dan kemudian mencatat hasilnya di dalam lembar pengujian.2.2.13. Melakukan proses sama seperti pada bagian 2.2.12, tetapi dengan variasi RPM sebesar 1500 Rpm dan 2000 Rpm.

2.3. Hasil EksperimenData Hasil Pengujian:IG Timing (BTDC)1000 RPM1500 RPM2000 RPM

Konsumsi (Time/20cc)Konsumsi (Time/20cc)Konsumsi(Time/20cc)

12Rata-rata12Rata-rata12Rata-rata

8788179,543,044,443,72624,025,0

15767575,547,846,447,13432,233,1

1063656443,541,542,529,430,129,8

562646339,737,638,726,326,626,5

058545637,836,937,423,327,725,5

Data Rata-rata:IG Timing (BTDC)1000 RPM1500 RPM2000 RPM

Konsumsi/20ccKonsumsi/20ccKonsumsi/20cc

Rata-rataRata-rataRata-rata

879,543,725

1575,547,133,1

106442,529,8

56338,726,5

05637,425,5

Diagram Perbandingan Konsumsi 1 dan 2 Pada Setiap Putaran RPM1. Perbandingan Konsumsi 1 dan 2 Pada Putaran 1000 RPM Terhadap IG Timing

2. Perbandingan Konsumsi 1 dan 2 Pada Putaran 1500 RPM Terhadap IG Timing

3. Perbandingan Konsumsi 1 dan 2 Pada Putaran 2000 RPM Terhadap IG Timing

Diagram Perbandingan Konsumsi Rata-rata 1000, 1500, dan 2000 RPM Terhadap IG Timing

10

4

BAB IIIPEMBAHASAN

Berdasarkan diagram di atas, pada putaran mesin 1000 Rpm pemakaian konsumsi bahan bakar merupakan yang paling irit dibandingkan pada putaran mesin 1500 dan 2000 Rpm dengan pengaturan timing pengapian yang sama. Hal ini disebabkan karena putaran mesin yang rendah mengakibatkan kebutuhan bahan bakar yang dikonsumsi juga semakin rendah. Begitu pula sebaliknya, putaran mesin yang semakin tinggi mengakibatkan kebutuhan bahan bakar yang dikonsumsi juga semakin tinggi (Pratama dan Grummy, 2014).Berdasarkan diagram di atas, dengan menggunakan bahan bakar pertamax (RON 92) pada rentang 1000 sampai dengan 2000 Rpm, konsumsi bahan bakar yang paling irit terdapat pada timing pengapian 8 sebelum TMA pada putaran 1000 Rpm yaitu sebesar 79,5 detik/20cc. Sedangkan konsumsi bahan bakar yang paling irit terdapat pada timing pengapian 15 sebelum TMA pada putaran 1500 Rpm dan 2000 Rpm yaitu masing-masing sebesar 47,1 detik/20cc dan 33,1 detik/20cc. Pada putaran 1500 Rpm dan timing pengapian 15 sebelum TMA terjadi penurunan konsumsi bahan bakar dari 43,7 detik/20cc menjadi 47,1 detik/20cc atau turun sekitar 7,78% dibanding dengan timing pengapian 8 sebelum TMA. Pada putaran 2000 Rpm dan timing pengapian 15 sebelum TMA terjadi penurunan konsumsi bahan bakar dari 25,0 detik/20cc menjadi 33,1 detik/20cc atau turun sekitar 32,4% dibanding dengan timing pengapian 8 sebelum TMA.Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa penggunaan bahan bakar pertamax (RON 92) dan memajukan waktu pengapian dapat menurunkan konsumsi bahan bakar pada mesin Toyota Kijang 5K dibadingkan dengan pengapian standar. Dari semua variasi pengapian, konsumsi bahan bakar yang paling irit dihasilkan dari pengapian 15 sebelum TMA pada putaran 1500 2000 Rpm yaitu masing-masing sebesar 47,1 detik/20cc dan 33,1 detik/20cc.

BAB IVPENUTUP

1. 2. 3. 4. 4.1. SimpulanDari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan tentang pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax dan variasi waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan bakar mesin Toyota Kijang 5K dapat disimpulkan sebagai berikut: penggunaan bahan bakar pertamax (RON 92) dan memajukan waktu pengapian dapat menurunkan konsumsi bahan bakar pada mesin Toyota Kijang 5K dibadingkan dengan pengapian standar. Dari semua variasi pengapian, konsumsi bahan bakar yang paling irit dihasilkan dari pengapian 15 sebelum TMA pada putaran 1500 2000 Rpm yaitu masing-masing sebesar 47,1 detik/20cc dan 33,1 detik/20cc. Jadi, terdapat pengaruh penggunaan bahan bakar pertamax (RON 92) dan memajukan waktu pengapian terhadap penurunan konsumsi bahan bakar pada mesin Toyota Kijang 5K.

4.2. SaranBerdasarkan hasil penelitian tersebut, peneliti memberikan saran agar masyarakat pengguna kendaraan bermotor khususnya mobil dengan mesin Toyota Kijang 5K dan berbahan bakar pertamax (RON 92) agar menyetel timing pengapian pada posisi 15 sebelum TMA. Karena penelitian menunjukkan pada timing pengapian tersebut merupakan posisi yang paling irit dari semua sample pengujian yang ada.

DAFTAR PUSTAKA

Pratama, Rizki Y.N, & A. Grummy W. (2014). PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN BAKAR PERTAMAX DAN WAKTU PENGAPIAN (IGNITION TIMING) TERHADAP PERFORMA MESIN DAN EMISI GAS BUANG SEPEDA MOTOR SUPRA X 125CC TAHUN 2008. JTM, 3(2), 244252.Sastrawijaya, A.T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Jakarta: PT. Rineka Cipta.8