Download - PERBANDINGAN ANTARA PENGGUNAAN KOIL STANDARD …lib.unnes.ac.id/27709/1/5202412051.pdf · data menggunakan analisis ... spesifikasi sepeda motor Vario Techno ... sedangkan sepeda

PERBANDINGAN ANTARA PENGGUNAAN

KOIL STANDARD DAN KOIL RACING DENGAN

VARIASI CELAH ELEKTRODA BUSI TERHADAP

PERFORMA MESIN VARIO TECHNO 110 CC

SKRIPSI

Skripsi ini ditulis sebagai salah satu

syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Teknik Otomotif

oleh

Kukuh Adityo Prastowo

5202412051

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

ii

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul “Perbandingan antara Penggunaan Koil Standard dan Koil

Racing dengan Variasi Celah Elektroda Busi terhadap Performa Mesin Vario

Techno 110 cc” telah dipertahankan di depan sidang Panitia Ujian Skripsi

Fakultas Teknik UNNES pada tanggal 8 Desember 2016.

Oleh

Nama : Kukuh Adityo Prastowo

NIM : 5202412051

Program Studi : Pendidikan Teknik Otomotif S1

Panitia

Ketua Sekretaris

Rusiyanto, S.Pd., M.T Dr. Dwi Widjanarko, S.Pd., ST., MT

NIP.197403211999031002 NIP.196901061994031003

Penguji Utama Penguji II/ Pendamping I Penguji III/ Pendamping II

Dr. Abdurrahman, M.Pd Dr. Hadromi, S.Pd., MT Drs. Masugino, M.Pd

NIP.196009031994031002 NIP.196908071994031004 NIP.195207211980121001

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknik UNNES

Dr. Nur Qudus, M.T

NIP.196911301994031001

iii

PERNYATAAN KEASLIAN

Yang bertanda tangan di bawah ini

Nama Mahasiswa : Kukuh Adityo Prastowo

NIM : 5202412051

Program Studi : Pendidikan Teknik Otomotif S1

Fakultas : Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang

Dengan ini menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Perbandingan antara

Penggunaan Koil Standard dan Koil Racing dengan Variasi Celah Elektroda Busi

terhadap Performa Mesin Vario Techno 110 cc” ini merupakan hasil karya saya

sendiri dan belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di

suatu perguruan tinggi manapun dan sepanjang pengetahuan saya dalam skripsi

ini tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh

orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan

dalam daftar pustaka.

Semarang,

Yang membuat Pernyataan


NIM. 5202412051

iv

ABSTRAK

Kukuh Adityo Prastowo (2016) “Perbandingan antara Penggunaan Koil

Standard dan Koil Racing dengan Variasi Celah Elektroda Busi terhadap

Performa Mesin Vario Techno 110 cc”. Skripsi. Pendidikan Teknik Otomotif S1.

Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang.

Kata Kunci: Performa, Racing, Torsi, Daya dan Celah Elektroda

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui performa mesin

dengan membandingkan sistem pengapian antara penggunaan koil standard dan

koil racing dengan variasi celah elektroda busi.

Metode penelitian yang dipergunakan adalah eksperimen. Teknik analisis

data menggunakan analisis deskriptif yaitu mengamati dan mencatat hasil

pengujian kemudian menyimpulkan dalam bentuk tabel dan grafik. Pengujian

torsi dan daya dilakukan pada mesin Vario Techno 110 cc tahun 2010

menggunakan dynamometer dan alat ukur buret digunakan untuk pengujian

konsumsi bahan bakar. Pengambilan data dilakukan pada putaran 4000 rpm, 6000

rpm, dan 8000 rpm.

Hasil pengujian menunjukkan adanya perbedaan torsi, daya, dan konsumsi

bahan bakar spesifik (sfc). Torsi tertinggi menggunakan koil standard mencapai

11,21 Nm pada celah elektroda busi 0,7 mm, sedangkan menggunakan koil racing

mencapai 11,50 Nm pada celah busi 0,9 mm. Daya tertinggi menggunakan koil

standard mencapai 8,21 PS pada celah elektroda busi 0,9 mm, sedangkan

menggunakan koil racing mencapai 8,43PS pada celah busi 1,3 mm. Secara rata-

rata, konsumsi bahan bakar spesifik terendah menggunakan koil standard

mencapai 0,098 Kg/PS Jam pada celah elektroda busi 0,9 mm, sedangkan

menggunakan koil racing mencapai 0,090 Kg/PS Jam pada elektroda 1,1 mm.

Hasil pengujian ini dapat disimpulkan koil racing memiliki performa yang lebih

baik dari koil standard dengan variasi celah elektroda di atas spesifikasi pabrikan.

.

v

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat,

rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan

judul “Perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil racing dengan

variasi celah elektroda busi terhadap performa mesin Vario Techno 110 cc”

Skripsi ini disusun dalam rangka menyelesaikan Studi Strata 1 yang

merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan pada

Jurusan Teknik Otomotif Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Penulis

menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis dengan senang

hati menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Dr. Nur Qudus, M.T. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

2. Rusiyanto, S.Pd., M.T. Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang

3. Dr. Dwi Widjianarko, S.Pd., S.T., M.T. Ketua Program Studi Pendidikan

Teknik Otomotif S1

4. Dr. Hadromi, S.Pd., MT. Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan, arahan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

5. Drs. Masugino, M.Pd. Dosen Pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan, arahan dan motivasi kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

6. Kedua Orang Tua yang selalu memberikan semangat dan bimbingan.

7. Teman-teman PTO 2012 dan semua pihak tanpa terkecuali yang senantiasa

membantu dalam penyusunan skripsi

vi

Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi

kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, dengan tangan terbuka dan tanpa

mengurangi makna serta esensial skripsi ini, semoga apa yang ada dalam skripsi

ini dapat bermanfaat bagi semuanya.

Penulis, 8 Desember 2016


vii

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................................ iii

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

PRAKATA .............................................................................................................. v

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

DAFTAR TABEL .................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii

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

A. Latar Belakang ............................................................................................. 1

B. Identifikasi Masalah ..................................................................................... 4

C. Pembatasan Masalah .................................................................................... 4

D. Rumusan Masalah ........................................................................................ 5

E. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 5

F. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA .................................................................................. 7

A. Kajian Teori ................................................................................................. 7

1. Proses Pembakaran ................................................................................... 7

2. Sistem Pengapian ................................................................................... 11

3. Koil Pengapian ....................................................................................... 15

4. Busi ......................................................................................................... 19

5. Torsi ........................................................................................................ 26

6. Daya ........................................................................................................ 28

7. Konsumsi Bahan Bakar .......................................................................... 30

B. Kajian Penelitian yang Relevan ................................................................. 31

viii

C. Kerangka Pikir Penelitian .......................................................................... 33

D. Pertanyaan Penelitian ................................................................................. 35

BAB III METODELOGI PENELITIAN .............................................................. 36

A. Bahan Penelitian......................................................................................... 36

B. Alat dan Skema Penelitian ......................................................................... 37

C. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 38

1. Proses Penelitian ................................................................................. 38

b. Diagram Alir Pelakasanaan Penelitian ............................................... 38

2. Data Penelitian .................................................................................... 41

3. Analisis Data ....................................................................................... 42

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 44

A. Hasil Penelitian .......................................................................................... 44

B. Pembahasan ................................................................................................ 58

C. Keterbatasan Penelitian .............................................................................. 74

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 75

A. Simpulan .................................................................................................... 75

B. Saran ........................................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 77

LAMPIRAN .......................................................................................................... 80

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3. 1. Instrumen Uji Berdasarkan Torsi Koil Racing dan Standard ............. 41

Tabel 3. 2. Instrumen Uji Berdasarkan Daya Koil Racing dan Standard ............. 42

Tabel 3. 3. Instrumen Uji Berdasarkan Laju Konsumsi Bahan Bakar Koil Racing

dan Standard ...................................................................................... 42

Tabel 3. 4. Instrumen Rata-rata Torsi Koil Racing dan Standard ........................ 43

Tabel 3. 5. Instrumen Rata-rata Daya Koil Racing dan Standard ........................ 43

Tabel 3. 6. Instrumen Konsusmsi Bahan Bakar Spesifik ...................................... 43

Tabel 4. 1. Hasil Pengujian Berdasarkan Torsi Koil Racing ................................ 44

Tabel 4. 2. Hasil pengujian Berdasarkan Torsi Koil Standard ............................. 45

Tabel 4. 3. Hasil Pengujian Berdasarkan Torsi Rata-rata ..................................... 45

Tabel 4. 4. Hasil Pengujian Berdasarkan Daya Menggunakan Koil Racing ........ 49

Tabel 4. 5. Hasil Pengujian Berdasarkan Daya Menggunakan Koil Standard ..... 49

Tabel 4. 6. Hasil Pengujian Berdasarkan Daya Rata-rata ..................................... 50

Tabel 4. 7. Hasil Pengujian Berdasarkan Laju Konsumsi pada Koil Racing ........ 53

Tabel 4. 8. Hasil Pengujian Berdasarkan Laju Konsumsi pada koil Standard ..... 54

Tabel 4. 9. Hasil Pengujian Berdasarkan Bahan Bakar Spesifik .......................... 54

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2. 1. Proses Pembakaran Motor 4 Langkah ............................................... 7

Gambar 2. 2 Tiga Fase Pembakaran Motor Bensin ................................................ 9

Gambar 2. 3. Kurva Timing Pengapian ................................................................ 10

Gambar 2. 4. Cara Kerja CDI-AC ......................................................................... 13

Gambar 2. 5. Sirkuit Pengapian CDI-DC dengan Arus DC .................................. 14

Gambar 2. 6 Koil Pengapian Tipe Moulded .......................................................... 16

Gambar 2. 7. Koil Standard Vario Techno 110 cc ................................................ 18

Gambar 2. 8. Koil Racing Yz 125 .......................................................................... 18

Gambar 2. 9. Kontruksi Busi................................................................................. 20

Gambar 2. 10. Busi Panas dan Busi Dingin .......................................................... 21

Gambar 2. 11. Celah Elektroda Busi ..................................................................... 23

Gambar 2. 12. Proses Percikan Bunga Api .......................................................... 26

Gambar 2. 13. Skema Pengukuran Torsi .............................................................. 27

Gambar 2. 14. Prinsip Kerja Dynamometer .......................................................... 28

Gambar 2. 15. Kerangka Pikir Penelitian.............................................................. 35

Gambar 3. 1. Skema Penelitian ............................................................................. 37

Gambar 3. 2. Alur Penelitian................................................................................. 38

Gambar 4. 1 Diagram Grafik Perbandingan Torsi pada Celah Elektroda Busi 0,5

mm Menggunakan Koil Standard dan Koil Racing ........................ 46



xi







Gambar 4. 6 Diagram grafik Perbandingan Torsi ................................................. 48

Gambar 4. 7 Diagram Grafik Perbandingan Daya pada Celah Elektroda Busi 0,5










Gambar 4. 12 Diagram Grafik Perbandingan Daya .............................................. 53

Gambar 4. 13 Diagram Grafik Perbandingan SFC pada Celah Elektroda Busi 0,5






xii





Gambar 4. 18. Diagram Grafik Perbandingan SFC .............................................. 57

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data Hasil Penelitian ........................................................................ 81

Lampiran 2. Pengukuran Tegangan Koil .............................................................. 91

Lampiran 4. Persentase Kenaikkan Nilai Torsi..................................................... 92

Lampiran 5. Persentase Kenaikkan Nilai Daya..................................................... 92

Lampiran 6. Persentase Penurunan Sfc ................................................................. 92

Lampiran 7. Dokumentasi ..................................................................................... 93

Lampiran 8. Surat keterangan telah melaksanakan penelitian .............................. 97

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini sarana transportasi memiliki peranan penting bagi masyarakat

luas. Sepeda motor merupakan salah satu sarana transportasi darat yang paling

banyak digunakan masyarakat secara umum, karena sepeda motor memiliki nilai

yang lebih ekonomis dibandingkan dengan mobil atau kendaraan umum lainnya.

Hal ini dapat dilihat proporsi peningkatan pada tahun 2014 sepeda motor lebih

besar dibandingkan dengan kendaraan lain yaitu 81,41%, diikuti mobil 11,03%,

dan bis 2,01% (Badan Pusat Statistika, 2014). Suara Merdeka (2015) peningkatan

sepeda motor itu sendiri, didominasi motor matic yang semakin populer karena

mudah, nyaman dan lebih praktis digunakan dibandingkan dengan sepeda motor

manual. Produsen sepeda motor seperti Honda, sudah mengantisipasi populernya

motor matic di Indonesia. Berdasarkan Wikipedia (2015) riwayat perkembangan

produsen Honda memproduksi sepeda motor matic dari tahun 2006 dengan

kapasitas silinder 110 cc generasi pertamanya yaitu Vario 110 cc dan generasi

keduanya Vario Techno 110 cc. Semakin pesatnya perkembangan teknologi,

mendorong Honda terus berinovasi untuk meningkatkan performa motor matic

dengan memproduksi beberapa sepeda motor matic di tahun 2012, 2014, dan

2015. Tahun 2014 Honda memproduksi produk sepeda motor matic injeksi Vario

110 cc dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection) dengan kapasitas

silinder yang sama yaitu 110 cc.

2

Perbandingan antara Vario Techno 110 cc dengan Vario PGM-FI

(Programmed Fuel Injection) 110 cc terletak pada performa mesin. Performa

mesin itu mencakup daya, torsi, dan konsumsi bahan bakar. Berdasarkan data dari

Wikipedia (2015) spesifikasi sepeda motor Vario Techno hanya mencapai torsi

maksimum 8,428 Nm pada 6.500 rpm, sedangkan sepeda motor Vario PGM-FI

mencapai torsi maksimum 8,722 Nm pada 6.500 rpm dengan kapasitas silinder

sama yaitu 110 cc. Liputan6 (2015) disisi lain kelemahan motor bersistem

karburator terletak pada konsumsi bahan bakar yang kurang efisien dibandingkan

menggunakan sistem injeksi yang lebih efisien. Hal ini menunjukkan performa

mesin Vario Techno kurang maksimal karena masih menggunakan karburator.

Ditambah masa penggunaan sepeda motor yang sudah mencapai jangka waktu 6

tahun karena diproduksi tahun 2010. Sehingga perlu adanya upaya untuk

mengembalikan performa mesin seperti semula atau bahkan dapat meningkatkan

performa mesin. Sedangkan performa mesin dipengaruhi oleh tiga elemen

pembakaran yaitu tekanan kompresi yang tinggi, saat pengapian yang tepat dan

bunga api yang kuat, dan campuran bahan bakar-udara yang sesuai. Oleh karena

itu perlu adanya perbaikan setidaknya satu dari tiga elemen tersebut. Salah

satunya dengan memperbaiki sistem pengapian, diharapkan selain mampu

meningkatkan tenaga dan torsi, juga dapat menurunkan konsumsi bahan bakar.

Jika peningkatan konsumsi bahan bakar terus meningkat seiring dengan

jumlah kendaraan yang meningkat, akan berdampak pada menipisnya

ketersediaan bahan bakar fosil di dalam perut bumi. Sehingga perlu adanya solusi

untuk mengurangi konsumsi bahan bakar fosil. Salah satu solusi alternatif dengan

meminimalkan penggunaan bahan bakar dan mengoptimalkan pembakaran di

3

ruang bakar. Sistem pengapian yang menghasilkan loncatan bunga api yang tepat

dan kuat mampu membakar campuran bahan bakar-udara secara cepat dan tepat

sehingga menghasilkan kinerja mesin yang optimal.

Penelitian Subroto (2009) tentang “Pengaruh Penggunaan Koil Racing

Terhadap Unjuk Kerja pada Motor Bensin” didapatkan hasil penelitian bahwa

penggunaan koil racing memperoleh hasil unjuk kerja lebih baik yaitu torsi dan

daya yang besar dengan konsumsi bahan bakar lebih irit dibandingkan dengan

koil standard pabrikan. Penelitian ini sebagai dasar untuk mengembangkan

penelitian lanjutan tentang penggunaan koil racing terhadap performa mesin

dengan variasi celah elektroda busi.

Penelitian Nuramal dan Ahmad (2014) tentang “Analisis Pengaruh Jarak

Celah Elektroda Busi Terhadap Performa Motor Bakar 4 Langkah Studi Kasus

pada Motor Bakar Honda GX-160” didapatkan bahwa jarak celah elektroda busi

0,7 mm – 0,8 mm pada mesin Honda GX-160 menghasilkan nilai daya, torsi dan

bahan bakar spesifik (sfc) yang lebih baik dibandingkan dengan jarak elektroda

lainnya, hal ini dikarenakan jarak celah elektroda busi sesuai dengan spesifikasi

dari mesin Honda GX-160. Hasil penelitian ini menunjukkan jika kendaraan

bermotor dalam kondisi standard tanpa ada modifikasi khususnya di sistem

pengapian maka celah busi yang baik masih dalam spesifikasi pabrikan. Namun

jika kendaraan telah dimodifikasi pada sistem pengapian dengan menggunakan

koil racing dengan output tegangan tinggi lebih dari koil standard pabrikan,

memungkinkan perlu adanya penyetelan celah elektroda busi untuk mendapatkan

kinerja yang optimal dari koil. Karena celah elektroda busi mempengaruhi

loncatan bunga api antara elektroda pusat dan elektroda massa.

4

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang di atas masalah yang timbul terkait

peningkatan performa sepeda motor, sebagai berikut:

1. Sarana transportasi menjadi peranan penting bagi masyarakat sehingga

meningkatnya jumlah kendaraan bermotor.

2. Seiring pesatnya inovasi teknologi terbaru, performa mesin motor matic

Vario Techno 110 cc kurang maksimal.

3. Penggunaan bahan bakar yang semakin meningkat mengakibatkan

menipisnya ketersedian sumber bahan bakar fosil.

4. Memperbaiki sistem pengapian dengan menggunakan koil racing mampu

meningkatkan performa mesin motor.

5. Celah elektroda busi mempengaruhi performa kendaraan.

C. Pembatasan Masalah

Penelitian ini dibatasi pada masalah-masalah yang terkait dengan judul

penelitian, sebagai berikut.

1. Pengujian dilakukan pada satu jenis kendaraan yaitu Vario Techno 110 cc

tahun 2010.

2. Menggunakan koil racing yang dapat digunakan harian dan race.

3. Performa sepeda motor mencakup torsi, daya dan konsumsi bahan bakar

spesifik.

4. Menggunakan busi standard pabrikan dengan variasi celah elektroda.

5

D. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini, sebagai berikut:

1. Bagaimana perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil

racing dengan variasi celah elektroda busi terhadap torsi mesin Vario

Techno 110 cc?


racing dengan variasi celah elektroda busi terhadap daya mesin Vario

Techno 110 cc?


racing dengan variasi celah elektroda busi terhadap konsumsi bahan bakar

spesifik mesin Vario Techno 110 cc?

E. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui:

1. Perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil racing dengan

variasi celah elektroda busi terhadap torsi mesin Vario Techno 110 cc.


variasi celah elektroda busi terhadap daya mesin Vario Techno 110 cc.


variasi celah elektroda busi terhadap konsumsi bahan bakar spesifik mesin

Vario Techno 110 cc.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini, sebagai berikut:

6

1. Manfaat Teoritis

a. Sebagai bahan pustaka di lingkungan Universitas Negeri Semarang,

Khususnya Program Studi Pendidikan Teknik Otomotif.

b. Sebagai bahan referensi bagi penelitian di masa yang akan datang.

2. Manfaat Praktis

a. Memberikan alternatif solusi untuk meningkatkan performa mesin

pada motor matic, khususnya Vario Techno 110 cc.

b. Mengoptimalkan sistem pengapian dengan penggunaan koil racing

dan variasi celah busi elektroda terhadap performa pada mesin Vario

Techno 110 cc.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori

1. Proses Pembakaran

Mesin empat langkah memerlukan 2 putaran poros engkol (4 gerakan torak)

untuk menyelesaikan satu siklus di dalam silinder. Proses pembakarannya sebagai

berikut:

Gambar 2. 1. Proses Pembakaran Motor 4 Langkah

(Jama & Wagino, 2008a: 70-73)

Sepanjang langkah hisap, udara dan bahan bakar mengalir ke area

bertekanan rendah yang diciptakan oleh gerakan turun torak di dalam silinder,

selanjutnya saat torak bergerak ke atas sepanjang langkah kompresi, tekanan di

dalam silnder meningkat dengan cepat dan memanaskan campuran bahan bakar-

udara sehingga temperatur meningkat menjelang akhir langkah kompresi

campuran dinyalakan oleh percikan api dari busi, selanjutnya setelah campuran

bahan bakar menyala di dalam ruang bakar, medan nyala api mulai menyebar

melalui campuran untuk menghasilkan gaya dan memberikan tenaga melalui

8

poros engkol, selanjutnya setelah campuran terbakar dan torak mencapai titik mati

bawah (TMB), langkah buang dimulai ketika katup buang terbuka dan torak mulai

kembali ke titik mati atas (TMA) (Kristanto, 2015: 121).

Menurut Tjatur (2013: 45) menjelaskan persyaratan pembakaran yang baik

ditentukan oleh rasio campuran yang sesuai, kompresi yang cukup dan percikan

bunga api yang kuat. Proses pembakaran sangat dipengaruhi sistem pengapian,

karena kuatnya percikan bunga api dipengaruhi oleh besar kecilnya tegangan

pengapian. Menurut Kristanto, (2015: 166) proses pembakaran pada motor bensin

berlangsung dalam tiga fase atau periode yaitu

a. Periode penundaan (Ө1)

Periode ini juga disebut periode pengapian dan pengembangan nyala api

lebih awal. Merupakan fase pertama yaitu mulai dari saat percikan api tegangan

tinggi lewat elektroda busi kemudian menyalakan uap bahan bakar udara di

sekitar elektroda sampai terbentuknya nyala api untuk melepaskan energi kalor

fiksi uap bahan bakar yang terbakar. Durasi periode ini bergantung pada

temperatur nyala api yang lewat di antara elektroda busi, sifat alami bahan bakar,

temperatur tekanan dan campuran bahan bakar-udara. Periode ini juga disebut

periode pengapian dan pengembangan nyala api lebih awal.

b. Periode kenaikkan tekanan dengan cepat (Ө2)

Periode ini dikenal sebagai periode perambatan nyala api. Merupakan fase

kedua yaitu waktu antara permulaan medan nyala api dan dimulainya kenaikkan

tekanan ke satu titik pada saat medan nyala api yang tidak rata telah menyebar ke

dinding silinder dan tekanan silinder telah mencapai nilai puncaknya.

9

c. Periode setelah pembakaran (Ө3)

Setelah medan nyala api mencapai dinding silinder, masih terdapat 25%

muatan yang belum dengan sepenuhnya terbakar. Sisa oksigen di dalam muatan

menjadi lebih sulit untuk bereaksi dengan uap bahan bakar hingga laju

pembakaran melambat. Selama fase terakhir ini proporsi dari kalor yang hilang

melalui dinding silinder, kepala silinder dan cincin torak akan lebih besar dan

secara bersamaan, torak yang turun meningkatkan volume clearance dengan

konsekunsi muatan mulai berkurangnya tekanan silinder dengan cepat.

Gambar 2. 2 Tiga Fase Pembakaran Motor Bensin

(Kristanto, 2015: 167)

Setelah campuran bahan bakar-udara dibakar oleh loncatan bunga api, maka

diperlukan waktu tertentu bagi api untuk merambat di dalam ruang bakar.

Kecepatan rata-rata api merabat di dalam ruang bakar umumnya kurang dari l0-30

m/detik (Soenarto & Shoici, 2002: 26). Agar tidak terjadi keterlambatan antara

awal pembakaran dengan pencapaian tekanan pembakaran maksimal 10° setelah

TMA dan memperoleh output maksimal pada mesin, maka periode perambatan

api harus diperhitungkan pada saat menentukan saat pengapian (timing ignition).

Bila pengapian dimajukan terlalu jauh, maka tekanan pembakaran maksimum

10

akan tercapai sebelum 10° setelah TMA. Karena tekanan di dalam silinder akan

menjadi lebih tinggi dari pada pembakaran dengan waktu yang tepat, yang

menimbulkan knocking. Knocking yang berlebihan akan mengakibatkan katup,

busi, dan torak rusak. Sedangkan jika saat pengapian dimundurkan terlalu jauh,

maka tekanan maksimum akan terjadi setelah 10° sesudah TMA (saat dimana

torak turun cukup jauh). Sehingga tekanan di dalam silinder rendah dan output

mesin turun, yang terjadi pemborosan bahan bakar. Menurut Soenarto & Shoici,

(2002: 27) keterlambatan waktu pengapian akan menurunkan efisiensi hal ini

disebabkan rendahnya tekanan akibat pertambahan volume dan waktu penyebaran

api terlalu lambat, sedangkan penyalaan yang cepat dapat menurunkan efisiensi

sekalipun tekanannya tinggi akibat langkah kompresi, jadi harus mempunyai

waktu penyalaan yang tepat. Pembakaran sempurna setelah penyalaan dimulai, api

menjalar dari busi dan menyebar keseluruh arah dalam waktu yang sebanding

dengan 20° atau lebih untuk membakar campuran sampai mencapai tekanan

maksimum pada 10°-20° setelah TMA.

Gambar 2. 3. Kurva Timing Pengapian

(Tjatur, 2013: 66)

11

2. Sistem Pengapian

Sistem pengapian berfungsi untuk membangkitkan bunga api yang dapat

membakar campuran bahan bakar-udara di dalam silinder (Toyota, 1994: 1).

Menurut Jama dan Wagino (2008b: 165) hal-hal yang diperlukan pada sistem

pengapian agar berfungsi optimal, sebagai berikut:

a. Loncatan bunga api yang kuat

Saat campuran bahan bakar-udara dikompresi di dalam silinder, maka

kesulitan utama yang terjadi adalah bunga api meloncat di antara celah elektroda

busi sangat sulit, hal ini disebabkan udara merupakan tahanan listrik dan

tahanannya akan naik pada saat dikompresikan. Tegangan listrik yang diperlukan

harus cukup tinggi, sehingga dapat membangkitkan bunga api yang kuat di antara

celah elektroda busi. Terjadinya percikan bunga api yang kuat antara lain

dipengaruhi oleh pembentukan tegangan induksi yang dihasilkan oleh sistem

pengapian. Semakin tinggi tegangan yang dihasilkan, maka bunga api yang

dihasilkan bisa semakin kuat.

b. Saat pengapian yang tepat

Saat pengapian dari campuran bahan bakar-udara adalah saat terjadinya

percikan bunga api busi beberapa derajat sebelum titik mati atas (TMA) pada

akhir langkah kompresi. Pengapian harus sesuai dengan kondisi kecepatan motor,

beban dan bahan bakar. Saat terjadinya percikan waktunya harus ditentukan

dengan tepat supaya dapat membakar dengan sempurna campuran bahan bakar-

udara agar dicapai energi maksimum. Setelah campuran bahan bakar dibakar oleh

bunga api, maka diperlukan waktu tertentu bagi api untuk merambat di dalam

ruangan bakar untuk mencapai tekanan pembakaran maksimum.

12

c. Kekuatan yang cukup

Sistem pengapian harus kuat dan tahan terhadap perubahan yang terjadi

setiap saat pada ruang mesin, harus tahan terhadap getaran, panas, atau tahan

terhadap tegangan tinggi yang dibangkitkan oleh sistem pengapian itu sendiri.

Sistem pengapian yang diterapkan pada sepeda motor ada tiga macam yaitu

sistem pengapian baterai, pengapian magnet, dan sistem pengapian elektronik,

seperti contohnya CDI (Capacitor Discharge Ignition). Unjuk kerja sistem

pengapian CDI jauh lebih baik dibandingkan dengan pengapian konvensional,

terutama pada kestabilan tegangan tinggi yang dihasilkan pada semua putaran

mesin. Karena sistem pengapian elektronik jenis CDI (Capacitor Discharge

Ignition) bekerja berdasarkan prinsip pengisian dan pengosongan kapasitor

(Sutiman, 2013: 15). Sistem pengapian CDI banyak diaplikasikan untuk mesin

putaran tinggi karena mampu bekerja pada frekuensi yang tinggi terutama pada

sepeda motor. Menurut Suratman (2002: 52) secara umum beberapa kelebihan

sistem pengapian CDI dibandingkan dengan sistem pengapian konvensional,

antara lain: (1) Tidak memerlukan penyetelan saat pengapian, karena saat

pengapian terjadi secara otomatis yang diatur secara elektronik. (3) Mesin mudah

distart, karena tidak tergantung pada kondisi platina. (2) Lebih stabil pada

kecepatan rendah, karena tidak ada loncatan bunga api seperti yang terjadi pada

breaker point (platina) sistem pengapian konvensional. (4) Unit CDI dikemas

dalam kotak plastik yang dicetak sehingga tahan terhadap air dan goncangan. (5)

Pemeliharaan lebih mudah, karena kemungkinan aus pada titik kontak platina

tidak ada.

13

Berdasarkan sumber arus, sistem CDI dibagi menjadi dua yaitu sistem CDI-

AC (arus bolak-balik) dan CDI-DC (arus searah).

a. Sistem CDI-AC

Sistem CDI-AC pada umumnya terdapat pada sistem pengapian

elektronik yang suplai tegangannya berasal dari source coil (koil

pengisi/sumber) dalam flywheel magnet (flywheel generator).

Gambar 2. 4. Cara Kerja CDI-AC

(Jama & Wagino, 2008b: 211)

Cara kerja sistem pengapian CDI-AC ketika magnet berputar sehingga spull

pengapian menghasilkan AC (100–400 V) menuju CDI, kemudian arus diubah

menjadi DC ½ gelombang oleh diode dan disimpan di kapasitor. Ketika reluctor

magnet berpapasan dengan tonjolan pulser terjadi induksi menghasilkan signal

dikirim ke trigger sehingga SCR (silicon-controlled rectifier) aktif. Kapasitor

akan mengosongkan muatan listrik menuju kumparan primer sehingga terjadi

induksi di kumparan sekunder koil dan terjadi loncatan bunga api di celah busi.

b. Sistem CDI-DC

Cara kerja sistem pengapian CDI-DC menggunakan arus yang bersumber

dari baterai. Baterai memberikan suplai tegangan 12 Volt DC ke sebuah inverter

14

yang berfungsi menaikkan tegangan menjadi 220 Volt AC, selanjutnya

disearahkan oleh dioda untuk disimpan sementara pada kondensor/ kapasitor,

ketika reluctor magnet berpapasan dengan tonjolan pulser terjadi induksi

menghasilkan signal dikirim ke trigger sehingga (silicon-controlled rectifier)

SCR aktif. Kapasitor akan mengosongkan muatan listrik menuju kumparan

primer sehingga terjadi induksi di kumparan sekunder koil dan terjadi loncatan

bunga api di celah busi.

Gambar 2. 5. Sirkuit Pengapian CDI-DC dengan Arus DC


Sepeda motor Vario Techno 110 cc menggunakan sistem pengapian CDI-

DC, sehingga pengapiannya dipengaruhi oleh sistem pengisian dan kondisi

baterai. Jika sistem pengisian buruk mengakibatkan pengisian tidak optimal,

sehingga membuat kondisi baterai tidak normal karena input baterai tidak

sebanding dengan output yang dibutuhkan kendaraan. Disisi lain jika kondisi

baterai yang tidak normal maka akan mengganggu kinerja sistem pengapian

karena tidak optimal menyuplai tegangan 12 Volt ke CDI. Tegangan output CDI-

DC Vario Techno 110 cc mencapai 220 Volt AC.

15

3. Koil Pengapian

Koil pengapian merubah sumber tegangan rendah dari baterai 12 Volt

menjadi tegangan tinggi ribuan volt yang diperlukan untuk menghasilkan

loncatan bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian (Jama &

Wagino, 2008b: 174). Jadi koil pengapian hanya dapat merubah tegangan dari

baterai 12 Volt menjadi tegangan tinggi 10000 Volt, prinsipnya sama seperti

transformator. Transformator itu sendiri ialah alat untuk merubah tegangan dalam

nilai lebih tinggi “step up” atau rendah “step down” pada arus listrik bolak balik

atau arus putar (Kokelaar, 1978: 89). Koil termasuk dalam tranformator step up

karena jumlah lilitan primer kurang dari lilitan sekunder dan kawat yang dipakai

lebih tebal daripada lilitan sekunder. Koil tidak dapat membangkitkan tenaga,

tetapi hanya merubah tenaga. Jadi tenaga yang diberikan pada kumparan primer

adalah sama dengan tenaga pada kumparan sekunder, sehingga arus primer kali

tegangan primer sama dengan arus sekunder kali tegangan sekunder

persamaannya Ip.Vp = Is.Vs, jika tegangan sekunder lebih besar dari tegangan

primer, maka untuk memenuhi perbandingan arus primer harus lebih besar dari

arus sekunder. Menurut Jama & Wagino (2008b: 177) untuk memperbesar

tegangan yang dibangkitkan kumparan sekunder, maka arus yang masuk pada

kumparan primer harus sebesar mungkin dan pemutusan arus primer harus secepat

mungkin. Kumparan primer harus dibuat lebih berat daripada kumparan sekunder

karena arus lebih besar.

Koil pada sepeda motor sama kerjanya namun terdapat pemutus arus listrik

yang mengalir melalui kumparan primer membentuk medan magnet pada

16

sekeliling inti koil, dengan tiba-tiba arus listrik diputus, maka inti koil akan hilang

kemagnetannya sehingga menyebabkan terbangkitnya listrik tegangan tinggi.

a. Kontruksi

Umumnya sistem pengapian sepeda motor menggunakan koil tipe moulded.

Tipe koil ini inti besi di bagian tengahnya dikelilingi oleh kumparan primer,

sedangkan kumparan sekunder berada di sisi luarnya. Koil tipe ini dibungkus

dalam resin agar tahan terhadap getaran.

Gambar 2. 6 Koil Pengapian Tipe Moulded


b. Mekanisme kerja koil

Arus yang dilepaskan dari kapasitor, kemudian arus mengalir ke kumparan

primer koil untuk menghasilkan tegangan sebesar 100-400 volt sebagai tegangan

induksi sendiri. Kemudian terjadi induksi dalam kumparan sekunder karena

perbandingan kumparan sekunder lebih banyak dibandingkan kumparan primer

maka tegangan sekunder mencapai 10 KV. Tegangan tinggi tersebut selanjutnya

mengalir ke busi dalam bentuk loncatan bunga api yang akan membakar

17

campuran bahan bakar. Menurut Jama & Wagino (2008b: 177) besarnya arus

primer yang mengalir tidak segera mengalir pada kumparan primer, karena

adanya tahanan dalam kumparan tersebut, mengakibatkan perubahan garis gaya

magnet yang terjadi juga secara bertahap. Jadi semakin besar arus pada kumparan

primer akan semakin cepat perubahan garis gaya magnet yang dibentuk pada

kumparan, maka semakin tinggi tegangan yang dibangkitkan kumparan sekunder.

Tegangan tinggi yang terinduksi pada kumparan sekunder terjadi pada waktu

yang sangat singkat namun mampu membakar campuran bahan bakar. Menurut

Soenarto & Shoici (2002: 24) sekalipun loncatan bunga api yang sangat singkat

dan total tenaganya kecil, tetapi dengan tegangan 10.000 Volt antara elektroda

yang mempunyai suhu ribuan derajat Celsius, mampu menimbulkan aliran arus

listrik pada molekul-molekul dari campuran udara yang kerapatannya tinggi. Jadi

tegangan mempengaruhi loncatan bunga api dalam membakar campuran bahan

bakar.

c. Koil standard

Koil standard merupakan koil original bawaan dari produsen motor. Koil

ini mentransformasikan tegangan baterai 12 Volt menjadi tegangan tinggi lebih

5000 Volt (Tjatur, 2013: 55). Hasil pengukuran koil standard motor Honda Vario

Techno memiliki tahanan kumparan primer koil pengapian 0,4 Ω, sedangkan

tahanan kumparan sekunder sebesar 6,2 KΩ. Output tegangan tertinggi pada

putaran mesin 1500 RPM mencapai 9,2 KV.

18

Gambar 2. 7. Koil Standard Vario Techno 110 cc

(Dokumen Peneliti)

d. Koil racing

Menurut Jama & Wagino (2008b: 201) koil tersebut menaikkan tegangan

tinggi mencapai lebih 10 KV. Menurut Oetomo dkk (2014: 48) perbedaan antara

koil standard dan koil racing yaitu kumparan primer dan sekunder pada koil

racing lebih lebih banyak daripada koil standard. Hal ini yang menyebabkan

tegangan yang dihasilkan koil racing lebih besar dibandingkan koil standard.

Gambar 2. 8. Koil Racing Yz 125

(Dokumen peneliti)

Menurut Kokelaar (1978: 90) jika tegangan sekunder lebih besar dari

tegangan primer maka untuk memenuhi arus primer harus lebih besar

dibandingkan arus sekunder. Hasil pengukuran koil racing Yz 125 tahanan

19

kumparan primer 0,2 Ω dan tahanan kumparan sekunder 9,05 KΩ. Output

tegangan tertinggi pada putaran mesin 1500 RPM mencapai 12,8 KV.

4. Busi

Busi berfungsi untuk meloncatkan bunga api listrik tegangan tinggi

sehingga mampu menyalakan campuran bahan bakar dan udara yang

dimampatkan di ruang bakar (Kristanto, 2015: 181). Busi menerima tegangan

listrik lebih dari 10.000 Volt, pada saat terjadi pembakaran di dalam mesin.

Menurut Toyota (n.d: 163) harus ada tegangan listrik yang tinggi, agar terjadi

loncatan bunga api yang kuat pada elektroda busi, loncatan api inilah yang disebut

tenaga pembakar pada campuran bahan bakar. Jadi tegangan listrik yang tinggi,

menentukan tenaga untuk membakar campuran bahan bakar secara sempurna.

Syarat-syarat busi yang baik, antara lain: (1) Harus dapat merubah tegangan

tinggi menjadi loncatan bunga api pada elektroda tengahnya. (2) Harus tahan

terhadap suhu pembakaran gas yang tinggi sehingga elektroda busi tidak

terbakar. (3) Self cleaning action untuk menjaga kondisi busi tetap bersih dari

endapan karbon.

a. Konstruksi busi

Toyota, (n.d: 6-19) komponen utama busi yaitu insulator, casing dan

elektroda tengah, sebagai berikut penjelasannya:

1) Insulator keramik

Insulator keramik berfungsi untuk memegang elektroda tengah dan berguna

sebagai insulator antara elektroda tengah dan casing. Gelombang yang dibuat

pada permukaan insulator keramik berguna untuk memperpanjang jarak

20

permukaan antara terminal dan casing untuk mencegah terjadinya loncatan

bunga api tegangan tinggi. Insulator terbuat dari porselen almunium murni yang

mempunyai daya tahan panas yang sangat baik.

2) Casing

Casing berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga mounting busi

terhadap mesin.

Gambar 2. 9. Kontruksi Busi


3) Elektroda

Elektroda terdiri dari komponen-komponen: (1) Sumbu pusat (center shaft)

mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang ditimbulkan oleh elektroda. (2)

Seal sebagai perapat antara center shaft dan elektroda tengah. (3) Resistor

mengurangi suara pengapian untuk gangguan frekuensi radio. (4) Coppercore

(inti tembaga) sebagai media merambatkan panas dari elektroda dan ujung

insulator agar cepat dingin. (5) Elektroda tengah untuk membangkitkan loncatan

bunga api ke massa. (6) Elektroda massa sebagai media loncatnya bunga api

dari elektroda tengah, elektroda massa dibuat sama dengan elektroda tengah

21

alur U (U-groove, Alur V (V-groove) dan bentuk khusus lainnya. Tujuan

pembuatan alur pada elektroda untuk memudahkan loncatan bunga api agar

menaikkan kemampuan pengapian.

b. Nilai panas

Nilai panas busi adalah kemampuan meradiasikan sejumlah panas oleh busi.

Busi yang dapat meradiasikan panas lebih banyak disebut busi dingin, sedangkan

busi yang meradiasikan panas lebih sedikit disebut busi panas, karena menahan

panas (Toyota, 1994: 30).

Gambar 2. 10. Busi Panas dan Busi Dingin


Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira 2000°C (3632°F) selama

langkah pembakaran, tetapi kemudian turun secara drastis pada langkah hisap

karena didinginkan oleh campuran bahan bakar-udara (Toyota, n.d: 6-19). Batas

operasional terendah dari busi adalah self-cleaning temperatur, sedangkan batas

tertinggi adalah pre-ignition temperatur.

1) Self cleaning temperature

S e l f cleaning temperature adalah temperatur elektroda busi lebih dari

450 °C (842 °F) yang diperlukan untuk menyempurnakan proses pembakaran

terhadap sisa endapan karbon pada insulator nose. Pembakaran tidak

22

sempurna apabila temperatur elektroda tengah kurang dari 450°C (842°F)

karbon akan menempel pada permukaan penyekat (insulator) porselen,

yang akhirnya akan mengurangi tahanan penyekat antara insulator dan

casing (massa). Akibatnya terjadi misfiring, dimana tegangan tinggi yang

diberikan ke elektroda akan langsung ke casing (massa) tanpa terjadi loncatan

bunga api pada celah busi (Toyota, n:d: 6-20).

2) Pre-Ignition

Pre-Ignition adalah temperatur elektroda tengah lebih dari 950°C (1742°F),

maka elektroda akan menjadi sumber panas yang dapat menimbulkan

terjadinya penyalaan sebelum busi bekerja memercikan bunga api (Toyota

n.d: 6-20).

c. Celah elektroda busi

Celah elektroda busi adalah celah antara elektroda pusat dengan elektroda

massa. Menurut Kristanto (2015: 181) celah busi berpengaruh terhadap kinerja

mesin, celah yang terlalu sempit menghasilkan percikan yang lemah untuk

membakar campuran bahan bakar-udara, sedangkan celah yang terlalu lebar

dimungkinkan gagal untuk menghasilkan percikan dan mesin sulit dihidupkan.

Loncatan bunga api sangat singkat dengan tegangan lebih dari 10.000 Volt antara

elektroda busi yang mempunyai suhu ribuan derajat Celsius, akan mampu

menimbulkan aliran arus listrik pada molekul-molekul dari campuran bahan

bakar-udara yang kerapatannya cukup tinggi. Karena pembakaran dari campuran

bahan bakar-udara adalah berupa reaksi ion, maka sistem penyalaan listrik sangat

sesuai untuk mendapatkan suhu yang tinggi dan dapat berlangsungnya proses

ionisasi (Soenarto & Shoici, 2002: 24). Semakin kecil celah antara elektroda

23

pusat dan massa maka semakin singkat daerah yang dapat diionisasi oleh

tegangan tinggi dan semakin rendah juga kebutuhan tegangan yang dibutuhkan

(api semakin kecil) (Tjatur, 2013: 75). Menurut Jama dan Wagino (2008b: 188)

celah elektroda yang terlalu kecil akan mengakibatkan bunga api lemah,

sedangkan celah elektroda yang terlalu lebar akan mengakibatkan tegangan untuk

meloncatkan bunga api lebih besar dan kelemahnya isolator-isolator bagian

tegangan tinggi cepat rusak karena dibebani tegangan pengapian yang luar biasa

tingginya.

Gambar 2. 11. Celah Elektroda Busi


Umumnya celah antara elektroda pusat dan elektroda massa pada busi

sekitar 0,7 mm sampai 0,9 mm, sedangkan untuk campuran sangat miskin pada

umumnya celah ditingkatkan sampai 1,2 mm (Kristanto, 2015: 182). (Honda, nd:

1-9) busi standard Honda Vario Techno 110 cc menggunakan busi CR7EH-9

(NGK) dan U22FER9 (Denso) dengan ukuran celah elekroda yaitu 0,80 mm –

0,90 mm.

d. Tegangan penyalaan busi

Menurut Kristanto (2015: 183) besar tegangan aktual yang dibutuhkan

memiliki beberapa faktor berikut:

24

1) Tekanan kompresi

Rasio kompresi yang meningkat, kerapatan udara di antara elektroda busi

meningkat sedemikian hingga dibutuhkan tegangan ekstra untuk menghasilkan

percikan bunga api di antara elektroda busi.

2) Sifat campuran

Rasio campuran bahan bakar-udara membutuhkan tegangan minimum untuk

menciptakan percikan bunga api di elektroda busi.

3) Celah elektroda

Tegangan yang dibutuhkan untuk ionisasai pada celah elektroda sebanding

secara langsung dengan lebar celah. Jadi celah elektroda yang lebar menuntut

tegangan yang lebih besar untuk menghasilkan percikan.

4) Perubahan beban dan kecepatan

Kebutuhan tegangan busi untuk menghasilkan percikan elektroda di atas lebar

kisaran kecepatan mengikuti kurva karakteristrik torsi motor. Kebutuhan

tegangan juga bergantung pada bukaan trothlle karena dipengaruhi tekanan

kompresi.

e. Faktor-faktor yang mempengaruhi percikan bunga api

Menurut Toyota (1994: 27) ada beberapa faktor yang mempengaruhi busi

memercikan bunga api, faktor-faktor itu sebagai berikut:

1) Bentuk elektroda dan kemampuan discharge

Elektroda yang bulat akan mempersulit discharge sehingga menyebabkan

misfiring, sedangkan jika elektroda runcing atau persegi akan mempermudah

discharge.

2) Celah busi dan tegangan yang dibutuhkan

25

Discharge akan menjadi sulit dan kebutuhan tegangan bertambah bila celah busi

lebar, jika tegangan tidak mencukupi loncatan bunga api menjadi susah dan

menyebabkan misfiring.

3) Tekanan kompresi dan tegangan yang dibutuhkan

Bila tekanan kompresi meningkat, maka discharge akan menjadi sulit dan

tegangan yang dibutuhkan semakin tinggi. Suhu campuran bahan bakar yang

semakin menurun membutuhan tegangan yang tinggi untuk melakukan

pembakaran.

4) Suhu elektroda dan tegangan yang dibutuhkan

Suhu elektroda akan naik bila kecepatan mesin bertambah. Tetapi tegangan

yang diperlukan semakin menurun.

f. Mekanisme percikan bunga api

Menurut Toyota (1994: 29) saat bunga api melalui campuran bahan bakar

dari elektroda pusat ke elektroda massa, sepanjang loncatan bunga api diaktifkan

dan terjadi inti api (flame nucleus). Molekul-molekul campuran bahan bakar di

sekitar flame nucleus menjadi aktif oleh perambatan panas dari loncatan api dan

terdorong keluar dari nucleus. Kemudian molekul-molekul tersebut menjadi

bagian dari flame nucleus yang mempunyai energi yang cukup untuk melanjutkan

perambatan api dengan sendirinya. Namun perambatan api itu ditahan oleh suhu

elektroda yang rendah dapat menyerap panas yang dihasilkan bunga api dan

cenderung memadamkan flame nucleus sering dikenal electrode quenching. Bila

flame nucleus terlalu kecil, akan padam dan campuran bahan bakar tidak aktif

mengakibatkan misfiring. Oleh karena itu untuk menyempurnakan pembakaran

campuran bahan bakar, perlu adanya pengurangan electrode quenching dan

26

membuat flame neclues dapat berkembang akan mempertinggi pembangkitan

panas serta perambatan api, dengan demikian akan menyempurnakan pembakaran

campuran bahan bakar dan udara.

Gambar 2. 12. Proses Percikan Bunga Api

(Toyota, 1994: 29)

5. Torsi

Menurut Rizal, (2013: 81) torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk

melakukan kerja, jadi torsi adalah suatu energi. Besaran torsi adalah besaran

turunan yang biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari

27

benda yang berputar pada porosnya (Raharjo dan Karnowo, 2008: 98). Sehingga

torsi adalah ukuran kemampuan mesin dari benda yang berputar pada porosnya.

Apabila suatu benda berputar dan mempunyai besar gaya sentrifugal sebesar F,

benda berputar pada porosnya dengan jari-jari sebesar b, dengan data tersebut

torsinya adalah

T = F x b (Nm)

Dimana :

T = Torsi benda berputar (Nm)

F = Gaya sentrifugal dari benda yang berputar (N)

b = Jarak benda ke pusat rotasi (m)

(Raharjo dan Karnowo, 2008: 98)

Gambar 2. 13. Skema Pengukuran Torsi


Menurut Kristanto (2015:22) torsi akan meningkat dengan meningkatnya

kecepatan motor, saat motor ditingkatkan lebih lanjut, torsi mencapai maksimum

dan kemudian berkurang, karena motor tidak mampu menambah muatan udara

yang sudah maksimal. Cara untuk mengetahui menghitung torsi dan daya

menggunakan alat yang dinamakan dynamometer. Prinsip kerja dari alat ini

adalah dengan memberikan beban yang berlawanan terhadap arah putaran sampai

mendekati 0 rpm. Beban ini nilainya sama dengan torsi poros. Menurut Kristanto,

(2015: 21) jika torsi menyatakan kemampuan motor untuk melakukan kerja,

28

maka daya menyatakan seberapa besar kerja yang dapat dilakukan dalam satu

periode waktu tertentu.

Gambar 2. 14. Prinsip Kerja Dynamometer

(Rizal, 2013: 82)

6. Daya

Menurut Arends & Berenschot (1980: 19) daya efektif adalah daya untuk

roda penerus. Sedangkan menurut Rizal, (2013: 83) daya mesin adalah jumlah

energi yang dihasikan mesin setiap waktunya, sedangkan daya yang diukur pada

poros mesin dayanya maka disebut daya poros. Sehingga daya adalah jumlah

energi yang dikeluarkan untuk melakukan kerja dalam satu periode waktu

tertentu. Menurut Kristanto (2015: 30) bahwa semakin tinggi putaran mesin,

semakin banyak langkah kerja yang dilakukan maka daya akan meningkat secara

linier terhadap putaran mesin. Sedangkan menurut Arends & Berenschot (1980:

23) sebuah kurva daya semakin meningkat sebanding frekuensi putar, hal ini

disebabkan semakin banyak langkah kerja yang dialami pada waktu yang sama,

namun semakin frekuensi putar ditingkatkan kurva daya akan menurun, hal ini

disebabkan frekuensi putar lebih tinggi kecepatan piston terhadap lama putaran

katup terbuka terlalu besar, sehingga tekanan efektif menurun karena pengisian

silinder tidak optimal. Jadi semakin tinggi torsi dan putaran mesin, maka semakin

29

tinggi daya yang dihasilkan, jika putaran mesin ditingkatkan lebih tinggi maka

dayanya akan turun karena tekanan efektif menurun karena pengisian silinder

tidak optimal.

Daya yang didapat oleh motor dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

a. Daya indikator merupakan daya yang dihasilkan di dalam silinder pada

proses pembakaran. Untuk menghitung daya indikator perlu ditentukan

terlebih dahulu tekanan indikator rata-rata yang dihasilkan dari proses

pembakaran satu siklus kerja putarannya (Rizal, 2013: 84).

b. Daya efektif atau daya poros adalah daya yang diperoleh dari pengukuran

torsi pada poros yang dikalikan kecepatan sudut putarannya (Rizal, 2013:

97).

Dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut:

Ne = Txω Nm/s

= Tx2πn

Dimana Ne = Daya poros Nm/s (kW)

T = Torsi Nm

ω = Kecepatan sudut putar

n = Putaran mesin (1/min)


Penelitian ini menggunakan satuan daya PS (Pferderstaerke) bertujuan

untuk memudahkan analisis data karena spesifikasi hasil perhitungan daya dengan

dynamometer GSF Dyno V0.1.19 adalah PS (Pferderstaerke). Converter nilai

kilowatt ke nilai PS dikalikan 0,7355 (Kristanto, 2015: 22).

30

7. Konsumsi Bahan Bakar

Menurut Kristanto, (2015: 26) konsumsi bahan bakar diukur sebagai laju

aliran massa bahan bakar per satuan waktu, maka untuk ukuran bagaimana motor

menggunakan secara efisien untuk menghasilkan kerja disebut konsumsi bahan

bakar spesifik. Sedangkan menurut Raharjo dan Karnowo (2008:115) konsumsi

bahan bakar spesifik atau Spesific Fuel Consumtion (SFC) adalah jumlah bahan

bakar (kg) perwaktunya untuk menghasilkan daya. Jadi SFC adalah ukuran

ekonomi pemakaian bahan bakar untuk mengasilkan daya mesin, semakin kecil

nilai bahan bakar spesifik maka mesin dikatakan efisien atau irit.

Perhitungan untuk mengetahui SFC sebagai berikut:

Dimana:

= Laju pemakaian bahan bakar spesifik (kg/PS jam)

= massa jenis bahan bakar (kg/l)

= konsumsi bahan bakar (kg/h)

b = volume burret yang dipakai dalam pengujian (cc)

t = waktu yang diperlukan untuk mengosongkan burret (s)

= daya poros atau daya efektif (PS)


Menurut Kristanto (2015: 32) konsumsi bahan bakar meningkat pada

kecepatan tinggi karena kerugian gesekkan bertambah besar, sedangkan pada

kecepatan rendah, waktu yang dibutuhkan per siklus menjadi lebih panjang

31

sehingga memungkinkan kerugian kalor lebih besar dan konsumsi bahan bakar

meningkat. Sedangkan menurut Toyota (167) saat kecepatan mesin sama,

campuran bahan bakar masuk ke dalam silinder berubah-ubah bergantung dengan

membukanya throttle, sedangkan saat throttle membuka, banyaknya campuran

yang dihisap akan berubah-ubah bergantung dengan kecepatan mesin. Jadi

konsumsi bahan bakar dipengaruhi oleh kecepatan mesin dan pembukaan

throttle. Penelitian ini menggunakan bahan bakar pertamax RON 92. (Pertamina,

2007: 5) berat jenis bahan bakar pertamax pada suhu terendah (15°C) yaitu 0,715

kg/l, sedangkan suhu maksimal 0,770 kg/l.

B. Kajian Penelitian yang Relevan

Beberapa penelitian yang relevan dengan bahan penelitian yang berbeda

atau sama antara lain:

1. Penelitian yang dilakukan Siswanto dan Yosep (2015) yang berjudul

peningkatan performa sepeda motor dengan variasi CDI programmable.

Menyimpulkan adanya perbedaan performa mesin dengan menggunakan CDI

genuine dan CDI programmable, daya tertinggi dicapai hampir semua variasi

CDI programmable, yaitu sebesar 8,2 hp sedangkan torsi tertinggi dicapai

dengan memajukan timming CDI programmable 2° mencapai 10,33 Nm pada

putaran mesin 4670 rpm. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa

menggunakan CDI programmable lebih baik dari CDI genuine, karena kurva

pengapian berupa ignition timing dapat diatur sesuai dengan perubahan

spesifikasi mesin. Pengaturan dilakukan dengan menggunakan

program/software pada PC (personal computer) dan dihubungkan ke unit

32

CDI dengan koneksi kabel USB to serial converter. Di dalam programmable

CDI terdapat IC memori EEPROM (electrical erasable progammed memory)

sehingga data kurva pengapian dapat disimpan dan dihapus kembali.

Sedangkan pada CDI genuine kurva pengapian berupa ignition timing sudah

diatur oleh produsen dan tidak dapat diubah (fixed). Menjadikan penelitian

ini sebagai acuan untuk mengembangkan penelitian lanjutan meningkatkan

performa mesin dengan meng-upgrade sistem pengapian melalui komponen

lain seperti koil racing. Karena loncatan bunga api pengapian yang kuat

dihasilkan dari besarnya tegangan output yang dihasilkan koil dan timing

pengapian yang tepat dihasilkan dari CDI pengapian berdasarkan kecepatan,

beban, dan campuran bahan bakar.

2. Penelitian yang dilakukan oleh Subroto (2009) yang berjudul pengaruh

penggunaan koil racing terhadap unjuk kerja pada motor bensin.

Menyimpulkan penggunaan koil racing memperoleh hasil unjuk kerja lebih

baik yaitu daya dan torsi lebih besar dengan konsumsi bahan bakar lebih irit

dibandingkan dengan koil standard pabrikan. Penelitian ini menunjukkan

bahwa menggunakan koil racing lebih baik dari koil standard. Faktor

penyebabnya terletak pada kinerja koil itu sendiri. Kinerja koil dipengaruhi

oleh radiasi panas yang diakibatkan dari tegangan listrik. Koil yang

sedemikian itu tidak dapat dibuat dengan ukuran yang lebih besar untuk

memberikan permukaan radiasi lebih. Namun untuk mengatasi masalah itu

pada koil racing penghambat penyekat primer dikurangi lewat penggunaan

kumparan tembaga yang lebih besar sehingga dapat mengurangi beban panas

pada koil. Penelitian ini dapat menjadi dasar untuk meningkatkan performa

33

mesin menggunakan koil racing. Namun untuk lebih meningkatkan performa

mesin dan mengembangkan penelitian lanjutan ini ditambah dengan variasi

celah elektroda busi.

3. Penelitian yang dilakukan oleh Markus (2013) yang berjudul pengaruh gap

elektroda busi terhadap kinerja mesin sepeda motor satu silinder 4 langkah

berbahan bakar bensin. Menyimpulkan pada celah elektroda busi 0,7 mm

torsi mesin mencapai puncak tertinggi sebesar 6,68 Nm dan daya mesin

mencapai puncak tertinggi sebesar 5,8 hp dibandingkan dengan jarak celah

elektroda busi lainnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pengapian

standard pabrikan tanpa variasi, celah elekroda busi yang optimal sesuai

spesifikasi pabrikan yaitu 7,0 mm - 8,0 mm. Menjadikan penelitian ini

sebagai acuan dasar bahwa celah elektroda busi yang sesuai mempengaruhi

performa mesin, semakin besar output tegangan koil racing maka loncatan

bunga api yang besar, maka harus ditentukan celah elektroda busi yang sesuai

ketika menggunakan koil racing. Penelitian lanjutan ini menggunakan koil

racing dengan variasi celah elektroda busi dari 0,5 mm hingga 1,3 mm.

C. Kerangka Pikir Penelitian

Pesatnnya kemajuan teknologi di bidang otomotif menghasilkan banyak

inovasi terbaru untuk memperbaharui teknologi yang telah ada, bahkan dapat

menggantikan teknologi yang telah ada. Latar belakang penelitian ini terletak pada

performa mesin motor matic Vario Techno 110 cc yang kurang maksimal

dibandingkan dengan teknologi yang terbaru saat ini, sehingga untuk

menyeimbangkan perlu adanya upaya untuk meningkatkan performa motor matic

34

Vario Techno 110 cc. Jika tidak ada upaya untuk meningkatkan performa mesin

akan berdampak pada konsumsi bahan bakar kurang efisien. Semakin meningkat

penggunaan bahan bakar mengakibatkan menipisnya ketersedian sumber bahan

bakar fosil.

Salah satu solusi alternatif dengan memperbaiki sistem pengapian, karena

sistem pengapian merupakan salah satu dari tiga elemen yang mempengaruhi

kinerja mesin. Memperbaiki sistem pengapian dengan memodifikasi komponen di

dalamnya dapat meningkatkan performa mesin. Dalam penelitian ini upaya yang

dilakukan dalam sistem pengapian yaitu pertama, mengganti koil standard

menggunakan koil racing dengan tujuan membandingkan performa dari koil

standard dan koil racing. Kedua, memvariasi celah elektroda dengan tujuan

membandingkan celah elektroda yang optimal pada masing-masing koil. Menurut

teori output tegangan koil racing lebih tinggi dari koil standard, sehingga tidak

menutup kemungkinan perlu adanya penyetelan celah elektroda busi untuk

menghasilkan performa yang optimal.

Hasil yang diharapkan dalam upaya meningkatkan performa mesin adanya

perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil racing dengan variasi

celah elektroda busi terhadap meningkatnya performa mesin dari segi daya, torsi,

dan konsumsi bahan bakar.

35

Gambar 2. 15. Kerangka Pikir Penelitian

D. Pertanyaan Penelitian

1. Adakah perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil racing

dengan variasi celah elektroda busi terhadap torsi mesin Vario Techno

110 cc?

2. Adakah perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil racing

dengan variasi celah elektroda busi terhadap daya mesin Vario Techno

110 cc?

3. Adakah ada perbandingan antara penggunaan koil standard dan koil

racing dengan variasi celah elektroda busi terhadap konsumsi bahan bakar

spesifik mesin Vario Techno 110 cc?

75

BAB V

PENUTUP

A. Simpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan yang telah dilakukan, terdapat

perbedaan daya, torsi, dan konsumsi bahan bakar spesifik pada motor Honda

Vario Techno 110 cc tahun 2010 antara penggunaan koil standard dan koil racing

dengan variasi celah elektroda busi, dapat disimpulkan bahwa:

1. Torsi yang dihasilkan koil racing lebih tinggi dibandingkan dengan koil

standard pada setiap putaran mesin dan kondisi celah elektroda busi yang

sama. Torsi tertinggi terjadi pada putaran mesin 4000 rpm, koil standard

torsinya mencapai 11,21 Nm pada celah elektroda busi 0,7 mm, sedangkan

koil racing mencapai 11,50 Nm pada celah busi 0,9 mm.

2. Daya yang dihasilkan koil racing lebih tinggi dibandingkan dengan koil

standard pada setiap putaran mesin dan kondisi celah elektroda busi yang

sama. Daya tertinggi pada putaran mesin 8000 rpm, koil standard dayanya

mencapai 8,21 PS pada celah elektroda busi 0,9 mm, sedangkan

menggunakan koil racing mencapai 8,43 PS pada celah busi 1,3 mm.

3. Konsumsi bahan bakar yang dihasilkan koil racing lebih rendah

dibandingkan dengan koil standard pada setiap putaran mesin dan kondisi

celah elektroda busi yang sama. Secara rata-rata, konsumsi bahan bakar

spesifik terendah menggunakan koil standard mencapai 0,098 Kg/PS Jam

pada celah elektroda busi 0,9 mm, sedangkan menggunakan koil racing

mencapai 0,090 Kg/PS Jam pada elektroda 1,1 mm.

76

B. Saran

1. Pengguna Sepeda motor Honda Vario Techno 110 cc tahun 2010 apabila

mengharapkan power pada kecepatan tinggi hendaknya menggunakan koil

racing dengan variasi celah elektroda busi 1,3 mm.

2. Peneliti di masa yang akan datang dapat meneliti kandungan emisi antara

penggunaan koil standard dan koil racing dengan variasi celah elektroda

busi.

77

DAFTAR PUSTAKA

Adnyana, IWB. 2009. Upaya Peningkatan Unjuk Kerja Mesin dengan

Menggunakan Sistem Pengapian Elektronis pada Kendaraan Bermotor.

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CakraM Vol. 3 No. 1, April 2009 hal 87-92

Arends, BMP dan Berenschot H. 1980. Motor Bensin. Jakarta: Erlangga

Badan Pusat Statistika. 2014. Statistika Transportasi Darat. http:

//www.bps.go.id/website/pdf_publikasi/Statistik-Transportasi--Darat--

2014.pdf. diakses hari Rabu, 24 februari 2016 14.36 WIB

Badrawada, IGG. 2008. Pengaruh Perubahan Sudut PcngapianTcrhadap Prestasi

Mesin Motor 4 Langkah. Jurnal Forum Teknik Vol. 32, No.3, September

2008. Hal 221-231

Hermanto, SD. 2015. Analisa Penggunaan koil racing terhadap daya pada

sepeda motor Honda Supra X 100 cc. Skripsi. Fakultas Teknik UNPKediri.

Honda. (n.d). Buku Pedoman Reparasi Honda Vario. Jakarta: P.T. Astra Honda

Motor

Jama, J dan Wagino. 2008a. Teknik Sepeda Motor Jilid 1. Jakarta: Direktorat

Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.

Jama, J dan Wagino. 2008b. Teknik Sepeda Motor Jilid 2. Jakarta: Direktorat



Kokelaar, PH. J. 1978. Teknik Listrik Jilid II. Jakarta: Pradnya Paramita.

Kristanto, P. 2015. Motor Bakar Torak. Yogyakarta: CV. Andi Offest.

Liputan6. 2015. Kelebihan dan Kekurangan Motor Karburator. Online.

http://otomotif.liputan6.com/read/2284388/kelebihan-dan-kekurangan-

motor-karburator. diakses Kamis 18 Februari 2016

Machmud, S dan Yokie GI. 2011. Dampak Kerenggangan Celah Elektroda Busi

Terhadap Kinerja Motor Bensin 4 Tak. Jurnal Teknik Vol.1 No. 2 / Oktober

2011

Markus. 2013. Pengaruh Gap Elektroda Busi Terhadap Kinerja Mesin Sepeda

Motor Satu Silinder 4 Langkah Berbahan Bakar Bensin. Jurnal Refrigerasi,

Tata Udara dan Energi Race. Vol 7 No. 1, Maret 2013, hal 749-752

Nuramal, A dan Ahmad FS. 2014. Analisa Pengaruh Jarak Celah Elektroda Busi

Terhadap Performa Motor Bakar 4 Langkah Studi Kasus Pada Motor

http://www.bps.go.id/website/pdf_publikasi/Statistik-Transportasi--Darat--2014.pdf



http://otomotif.liputan6.com/read/2284388/kelebihan-dan-kekurangan-motor-karburator

http://otomotif.liputan6.com/read/2284388/kelebihan-dan-kekurangan-motor-karburator

78

Bakar Honda GX-160. Jurnal Ilmiah Bidang Sains-Teknologi Murni

Disiplin dan Antar Disiplin Vol. 1 No.14. TahunVIII maret 2014

Oetomo, JAS dkk. 2014. Analisis Penggunaan Koil Racing Terhadap Daya Pada

Sepeda Motor. Jurnal Teknik Mesin, Tahun 22, No. 1, April 2014, hal 46-56

Pertamina. 2007. Material Safety Data Sheet Gasoline 92. Jakarta: PT. Pertamina

(Persero)

Raharjo, WD dan Karnowo. 2008. Mesin Konversi Energi. Semarang: UNNES

PRESS

Rizal, MS. 2013. Konversi Energi. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah

Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan

Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.

Sarwono, E dkk. 2013. Study Experimental Pengaruh Spark Plug Clearance

Terhadap Daya Dan Efisiensi Pada Motor Matic. Jurnal Proton Vol. 5 No

1/Hal 18-22.

Siswanto, I dan Yosep E. 2015. Peningkatan Performa Sepeda Motor Dengan

Variasi CDI Programmable. Jurnal Science Tech LP2M UST Yogyakarta

Vol. 1 No.1 Agustus 2015, 1-12.

Soenarto, N dan Shoici F. 2002. Motor serba guna. Jakarta: Pradnya Paramita.

SuaraMerdeka. 2015. Pasar Motor Matic Melejit. Online.

http://berita.suaramerdeka.com/smcetak/pasar-motor-matic-melejit/. diakses

Selasa 23 November 2016

Subroto. 2009. Pengaruh Penggunaan Koil Racing Terhadap Unjuk Kerja Motor

Bensin. Jurnal MEDIA MESIN, Vol. 10, No. I, Januari 2009, 8-14.

Suratman, M. 2002. Servis dan Teknik Reparasi Sepeda Motor. Bandung:

CV.Pustaka Grafika.

Sutiman. 2013 . Sistem pengapian elektronik. Yogyakarta: PT. Citra Aji Parama

Tjatur, A. 2013. Pemeliharaan Kelistrikan Sepeda Motor. Jakarta: Direktorat



Toyota. n.d. Dasar-Dasar Automobil. Jakarta: P.T. Toyota-Astra Motor

Toyota.n.d. New Step 1 Manual Training Toyota. Jakarta: Toyota Astra Motor

Toyota. 1994. New Step 2 Manual Training Toyota. Jakarta: Toyota Astra

Motor.

http://berita.suaramerdeka.com/smcetak/pasar-motor-matic-melejit/

79

Widodo, ES dan Zephini A. 2016. Pengaruh Kualiatas Transformator Step Up

Pengapian Terhadap Emisi gas Buang dan Performa Motor satu Silinder 4-

Tak. Jurnal. Prosiding SNATIF Ke 3 Tahun 2016

Wikipedia. 2015. Honda Vario.Online. https://id.wikipedia.org/wiki/Honda_Vario

. diakses Kamis 18 Februari 2016

https://id.wikipedia.org/wiki/Honda_Vario