BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alur Penelitian Dalam bab ini menguraikan tentang alur jalannya penelitian dari perbandingan hasil nilai CO (Karbon Monoksida) dan CO2 (karbon dioksida)
dari beberapa
percobaan yaitu Uji Emisi dengan kondisi idle dan Uji Emisi kondisi di 950 Rpm, yang sebelumnya mobil sudah dilakukan pengecekan visual dari kelayakan mesin untuk di uji kadar emisi gas buangnya. Diagram alur penelitian ini diperlukan untuk mempermudah dalam melakukan tahapan-tahapan penelitian sehingga tujuan penelitian bisa tercapai dengan benar. Diagram alur penelitian ini merupakan gambaran secara umum proses penelitian dari mulai persiapan, proses pengambilan data penelitian sampai pada tahap akhir kesimpulan. Langkah-langkah Pengujian : 1. Persiapan pengujian dimana kendaraan yang akan di uji nilai kandungan Karbon monoksida (CO) nya, di siapkan di area yang sudah tersedia, tempat khusus untuk pengujian emisi gas buang serta menyiapkan alat – alat tambahan untuk melakukan penyetelan terhadap perubahan timing injeksinya.
41 http://digilib.mercubuana.ac.id/
42 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
2. Kita hidupkan alat uji emisi (Autocheck) gas buang, sambil menunggu alat uji emisi “warming up” kurang – lebih 2 menit 3. Nyalakan kendaraan yang akan di ukur dengan meng Off kan semua kelistrikan seperti (Radio, AC, Lampu dan lain-lain kecuali mesin kendaraan). 4. Lakukan pengegasan kurang-lebih 3 kali, agar kinerja mesin maksimal. Atau ukur Temperatur mesin dengan Oil Temp kurang-lebih 80 oC. 5. Cek kebocoran pada kenalpot kendaraan, jika terdapat kebocoran lakukan perbaikan
terlebih
dahulu.
Karena
dengan
kebocoran
knalpot
tidak
menghasilkan hasil emisi yang akurat. 6. Setelah pemanasan alat dan kendaraan sudah memenuhi. Pilih measurement pada alat ukur, lalu pilih bahan bakar (untuk menyesuaikan hasil ukur). 7. Cek kebocoran pada alat ukur apakah alat ukur tidak terjadi kebocoran juga. (ini juga mempengaruhi hasil ukur yang tidak maksimal). 8. Masukkan Gas Probe pada knalpot kendaraan kurang-lebih 30cm. 9. Lihat pada layar alat pergerakan angka CO, CO2, HC, O2, NOX, LAMDA/AFR. 10. Pengukuran kurang-lebih 30 detik sejak Gas Probe dimasukkan kedalam knalpot kendaraan. 11. Jika pergerakan angka tidak menunjukkan kenaikan atau penurunan yang cukup signifikan, maka pengukuran dapat diambil hasil cetaknya. Tetapi jika nilai CO dan CO2 masih di atas ambang batas maka kita perlukan tindakan khusus terhadap kendaraan tersebut seperti Tune Up.
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
43 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
12. Setelah dilakukan Tune Up dan Adjustment, kita lihat pergerakan angka CO kembali, jika sudah sesuai kita bisa eksekusi hasil tersebut agar tidak naik turun hasil yang akan diambil. 13. Sebelum mencetak hasil ukur, sesuaikan tahun kendaraan dengan BME (Baku Mutu Emisi) pada alat dan masukkan No Kend, Jenis/Model, Tahun Kendaraan. 14. Cetak hasil ukur. 15. Maka Pada hasil cetak akan menunjukkan Hasil pengukuran Baku Mutu Emisi lulus atau tidaknya pengukuran tersebut. 16. Simpan hasil pengujian untuk perbandingan dan pendataan.(minimal 2 kali
pengujian). 17. Selanjutnya dari hasil pengujian nilai kadar dari CO (Karbon monoksida) dan
CO2 (karbon dioksida) bisa kita gunakan untuk menentukan nilai flammability limit proses pembakaran. 18. Pengujian selesai.
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
44 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
Berikut adalah diagram alir penelitian yang dilakukan: Mulai
Studi Pustaka
Persiapan Alat Pengujian
Pengujian Emisi Gas Buang Standar YES
NO
Adjusment dan Tune Up
Uji Emisi saat idle
Uji Emisi saat 950 rpm
Pengambilan Data Hasil Uji Analisa Hasil Pengujian Kesimpulan Selesai Gambar 3.1 Skema Alur Penelitian
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
45 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
3.2 Peralatan Pengujian Berikut adalah peralatan yang dipakai untuk proses pengujian diantaranya: 1. Kendaraan Uji Tabel 3.1 Spesifikasi Kendaraan Avanza Tahun 2011
Type Mesin
K3-VE, 16 Valve DOHC, VVTi
Isi Silinder
1.298 cc (1300 cc)
Jumlah Silinder
4 buah
Jumlah Katup
16 buah
Diameter (B) x Langkah (S)
72 mm x 79,7 mm
Daya maksimum
92 PS @ 6000 rpm atau 67,712 KW @ 6000 rpm
Torsi maksimum
12,2 kgf-m @4400 rpm
Sistem Bahan Bakar
Elektronik Fuel Injeksi
Rasio Kompresi Jenis Bahan Bakar
11:01 Gasoline
Gambar 3.2 Kendaraan Uji Avanza 2011
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
46 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
2. Emission Gas Analyser Tabel 3.2 Spesifikasi Emission Gas Analyser
Tipe Power Max consumption Display Keyboard Printer Serial Port Port COM Parameter
STARGAS 898 270V, 50-60HzNEEDED 70 W LCD 320 x 240 Silicone rubber,coated Thermal bi-colour COM1, COM2, RS232, RS485 Ground connection Ambiant temp - 40 – (+60 0C)
Features Working temperatur
Ambiant Pressure 750 – 1060 hPa Ambiant Relative humidity 0% - 100% Clock, date & time print +5 sampai +40 oC
Size Weight
400 x 180 x 450mm 8.6 kgs
Gambar 3.3 Alat Uji Emisi Gas Buang
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
47 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
3.3 Kondisi Pengujian Tempat
: Bengkel Uji Emisi di Jalan Bojong Raya Blok B No.122, Rawa Buaya, Cengkareng. Jakarta Barat Saat pengujian mesin dalam kondisi prima,pengujian dilakukan saat idle dan di 950 rpm.
Gambar 3.4 Kondisi Pengujian 3.4 Metode Pengujian Pengujian emisi gas buang pada saat idle dibandingkan dengan pengujian saat 950 rpm dilakukan dengan praktek langsung di lokasi area pengujian, area khusus untuk
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
48 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
pengujian gas buang. Pengujian saat idle dan saat kecepatan 950 rpm dilakukan ketika mesin menyala kurang lebih 10 menit setelah warming up. Selanjutnya dilakukan pengambilan data hasil uji emisi gas buang, yang mana setelah kendaraan uji di nyatakan ada perubahan nilai di kadar CO dan nilai kadar CO2 yang mengalami penurunan, maka kita selanjutnya bisa menganalisa dan menentukan flamebility limitnya. Sehingga kita bisa dapatkan nilai Nyala Batas Atas dan Nyala Batas Bawah proses pembakaran di ruang pembakaran (combustion flame). Berikut adalah metode pengujian yang digunakan untuk menentukan nilai batas nyala diantaranya: 1. Pengujian kendaraan uji, posisi mesin idling
Gambar 3.5 Kondisi Odometer saat Pengujian Posisi Idling / 750 rpm
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
49 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
2. Pengujian Kendaraan Uji, posisi mesin di 950 rpm
Gambar 3.6 Kondisi Odometer saat Pengujian Kendaraan di 950 rpm Lakukan pengujian dengan sebenar-benarnya, kita harus fokus terhadap naikturunnya kadar nilai pengujian yaitu nilai CO ( karbon monoksida ) dan CO2 ( karbon dioksida ) sampai nilai stabil yang didapat.
Gambar 3.7 Pengujian Emisi Terhadap Nilai Parameter Gas Buang
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
50 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
Untuk menghasilkan nilai hasil pengujian gas buang yang tepat atau kondisi nilai parameter yang stabil, pastikan probe benar-benar terpasang pada lubang knalpot kendaraan uji (tidak lepas saat pengujian berlangsung).
Gambar 3.8 Posisi Probe Saat Pengujian 3.5 Ajusment atau Tune Up Dalam hal ini untuk pengujian kendaraan yang akan di uji adalah kendaraan yang sudah dipilih dan kita tentukan. Kita pilih kendaraan yang prima,dalam hal ini untuk performa mesin masih stabil dan standar pabrikan. Soalnya dengan keadaan tersebut untuk hasil pengujian akan lebih akurat. Dalam uji kelayakan ini salah satunya kita lakukan pengecekan kebocoran pipa gas buang, asap yang keluar dari knalpot, serta kita perlu melakukan penyetelan atau tune up terhadap kendaraan yang akan di uji. Untuk memastikan kendaraan dalam kondisi siap dalam pengujian,alangkah tepat dan baiknya bisa dilakukan engine tune up diantaranya: 1. Pembersihan Throttle body menggunakan cairan carbon cleaner.
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
51 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
Gambar 3.9 Pembersihan Throttle Body Kendaraan Uji
Kondisi mesin mobil yang selalu prima dan sehat harus disertai dengan perawatan dan perhatian khusus. Apalagi pemakaian jenis bahan bakar yang jelek dapat menyebabkan ruang bakar dipenuhi oleh karbon yang dapat menurunkan performa mobil dan tentunya mempengaruhi nilai parameter gas buang. Jika dirasakan keanehan pada mobil seperti tarikan yang berat pemakaian bbm atau bahan bakar yang lebih boros, mesin mbrebet, mengglitik kita juga bisa menganalisa menggunakan nilai dari uji emisi gas buangnya. Umumnya, pada gejala mesin mbrebet atau busi mati bisa disebabkan karena pada ruang bakar dipenuhi oleh penumpukan karbon sehingga pembakaran tidak optimal. Dalam keadaan mesin mati, proses membersihkannya pertama membuka kap mesin. Lalu buka kedelapan baut pada cover mesin pakai kunci 8, kemudian copot kabel busi dan lepaskan semua busi. Semprotkan carbon cleaner di semua lubang busi dan
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
52 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
tunggu minimal 10 menit. Sebelum dilakukan pembersihan, kondisi mesin mobil harus dalam keadaan mati. Setelah 10 menit, karbon yang mengotori ruang pembakaran akan rontok, lalu disedot menggunakan alat vakum . Cairan hitam akan tersedot ke tempat penampungan. Ulangi penyemprotan lagi dan vakum hingga bersih. Jika tak ada alat vakum bisa dilakukan dengan cara lain, yaitu setelah 10 menit lubang busi disemprot cabon cleaner, tutup lubang busi dengan koran, lap atau busa. Minta bantuan seseorang untuk menghidupkan mesin. Kotoran hitam yang tertekan dari dalam, karena tidak ada busi, akan menempel di penutup tadi . Bisa dilakukan berulang-ulang sampai tidak ada kotoran yang menempel di tutup tadi. Tetapi jangan lupa setiap mau disemprot lagi, matikan mesin. Setelah proses pembersihan karbon pada ruang pembakaran selesai, pasang busi kembali dan kabelnya, juga penutup busi. Jika bersih, kita bisa jamin untuk pengujian akan di dapatkan nilai kadar gas buang yang optimal.
2. Perawatan gap busi atau penggantian busi
Gambar 3.10 Perawatan Gap Busi Kendaraan Uji
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
53 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
Periksalah keadaan busi lama. Kalau terlihat ada satu busi yang basah, kemungkinan ini adalah busi yang bermasalah, karena tidak mampu membakar semua bahan bakar yang masuk. Meskipun terindikasi cuma satu busi yang rusak, lebih baik mengganti semua busi.
3. Pembersihan air filter (saringan udara) kendaraan
Gambar 3.11 Pembersihan Air Filter Kendaraan Uji
Jika terhambatnya udara yang masuk ke ruang bakar, maka akan menyebabkan pembakaran tidak sempurna sehingga tentunya sangat mempengaruhi nilai kadar parameter emisi gas buang dan tentunya membuat kendaraan menjadi boros dalam mengkonsumsi bahan bakar. Oleh sebab itu, sebagai medium penyaring, air filter harus senantiasa dijaga kebersihannya alias bebas dari kotoran.
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
54 “Perubahan CO yang Berakibat Terhadap Batas Nyala pada Mesin Avanza 1300 cc”
3.6 Hasil Pengujian Setelah dilakukannya beberapa tahap pengujian,untuk pengujian Emisi Gas Buang kendaraan Avanza 1300 cc tahun 2011 didapatkan hasil pengujian sebagai berikut:
Tabel 3.3 Data Hasil Pengujian Emisi Gas Buang dan Ambang Batas Nilai Ideal Hasil Uji Emisi Kendaraan Kondisi Idle Parameter CO CO2
Nilai Uji Nilai Uji 1 2 0,186 0,127 14,94 14,67
Kondisi 950 rpm Nilai Uji 3 0,176 14,56
Nilai Uji 1 0,035 15,35
Nilai Uji 2 0,032 15,27
Nilai Uji 3 0,028 14,92
HC
146
192
230
141
134
132
O2 λ
0,45 1,009
0,44 1,008
0,54 1,01
0,07 0,996
0,05 0,996
0,05 0,996
Laporan Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin http://digilib.mercubuana.ac.id/
Satuan % vol % vol ppm vol % vol (-)
