TUGAS AKHIR KAJI EKSPERIMEN PERBANDINGAN KONSUMSI BAHAN BAKAR SISTEM INJEKSI DAN KARBURATOR DENGAN VARIABEL BOBOT PENGENDARA
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
BUDI SANTOSO NIM : D 200 060 049
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
i
MOTO 成人 不自 在 ，自在 不成人 Ceng Ren Bu Zi
Zai, Zi
Zai
Bu
Ceng Ren
"Orang sukses tidak santai, orang santai tidak sukses"
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” ( Q.S. Al – Insyiroh : 6 )
“Sesungguhnya tidak ada seorangpun yang dapat mengetahui ilmu Allah SWT, kecuali atas kehendaknya” (Q.S. Al -- Baqarah :235)
v
KAJI EKSPERIMEN PERBANDINGAN KONSUMSI BAHAN BAKAR SISTEM INJEKSI DAN KARBURATOR DENGAN VARIABEL BOBOT PENGENDARA
Budi Santoso, Ir. Tri Tjahjono, MT Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta J;. A. Yani Tromol Pos 1 Pabela, Surakarta Email :
[email protected] ABSTRAKSI Sistem suplai bahan bakar pada sistem pembakaran pada mesin 4 langkah merupakan hal yang paling mendasar dalam penentuan sebuah rangkaian kerja motor penggerak. Munculnya sistem Injeksi yang menggantikan penggantian sistem karburator dengan EFI bertujuan agar kendaraan menjadi irit. Dilemanya ukuran perbandingan irit antara EFI dan karburator tersebut masih sulit dipahami oleh pengguna dalam sekala luas khususnya sepeda motor Mio Fino (EFI) 2014 yang dalam kesempatan ini menjadi alat uji. Dengan mengunakan variabel bobot pengendara maka perbandingan irit yang dimaksudkan akan dapat terukur dengan pasti. Penelitian dilakukan dengan cara mengendarai kedua macam tipe pengkabutan baik karburator maupun EFI di jalan yang relatif lurus dan perbedaan elevasi ketinggianya tidak terlalu besar. Penelitian diawali dengan memberikan bahan bakar premium sebanyak 100 cc kedalam tangki dan kemudian motor beserta pengendara di dorong hingga kecepatan 30 km/jam kemudian motor dihidupkan. Pada saat ini dimulai pencatatan lama waktu dan jarak tempuhnya dengan variabel jumlah putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, hingga 6000 rpm dan pada variabel bobot pengendara 40 kg, 60 kg, dan 80 kg yang dilakukan sebanyak minimal 3 kali dalam tiap macam variabel. Hasil experimen didapat kesimpulan bahwa bobot pengendara juga mempunyai andil bagian sebagai tolok ukur seberapa irit sistem pengkabutan tersebut dan sistem pengkabutan injeksi lebih sedikit konsumsinya pada setiap satu siklus kerja. Dan capaian terbaik pada pengendara dengan bobot 40 kg yang menghabiskan bahan bakar premiun 100 cc dengan waktu konsumsi 5,27 menit yang dapat menempuh jarak 4,3 km dengan kecepatan rata-rata 45,8 km/jam. Dengan demikian maka dapat disimpulkan bahwa sistem pengkabutan injeksi lebih irit dari sistem pengkabutan karburator. Hal ini dikarenakan sistem pengkabutan injeksi dapat memecah partikel bahan bakar lebih baik dan lebih kecil daripada sistem pengkabutan karburator. Sehingga permukaan partikel bahan bakar semakin luas dan udara yang melekat pada bahan bakar akan semakin banyak. Sehingga perbandingan Air Fuel Ratio (AFR) akan lebih sempurna tercampur dalam pengaplikasianya pada proses pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar. Kata kunci : EFI, Injeksi, Karburator, Perbandingan, Bahan Bakar, Mio Fino 2014
vi
REVIEW OF EXPERIMENTAL COMPARISON CONSUMPTION OF FUEL INJECTION SYSTEM AND CARBURETOR WITH VARIABLE WEIGHT OF THE RIDERS Budi Santoso, Ir. Tri Tjahjono, MT Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta J;. A. Yani Tromol Pos 1 Pabela, Surakarta Email :
[email protected] ABSTRACTION Fuel supply system on the combustion system on the engine 4 stroke is the most fundamental in the determination of a series of work the motor. The emergence injection system that replaced the carburetor system replacement by EFI aims to be a vehicle to be frugal. The dilemma size economical comparison between EFI and carburetor is still difficult to understand by the user in broad scale, especially motorcycles Mio Fino (EFI) in 2014 that in this occasion becomes the test device. By using variable rider weight, the ratio of the intended economical will be measured with certainty. Research done by driving both types pengkabutan both carburetor and EFI in a relatively straight path and the elevation difference is not too big ketinggianya. The study begins by providing premium fuel into the tank as much as 100 cc motorcycle and its rider and then driven up to speeds of 30 km / h then the motor is turned on. At this time started recording the length of time and the distance with a variable number of revolutions of 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, up to 6000 rpm and the variable rider weight 40 kg, 60 kg and 80 kg made of at least three times in each of variables. Results of experiments concluded that the weight of the rider also contribute part as a measure of how efficient these misting systems and misting systems injection less consumption at any one work cycle. And the best achievements in the rider weighing 40 kg which spent fuel premium 100 cc with a consumption of 5.27 minutes to cover a distance of 4.3 km with an average speed of 45.8 km / h. Thus it can be concluded that the misting system more efficient injection of carburetor misting system. This is because the injection misting system can break down particles of fuel is better and smaller than the carburetor misting system. So that the particle surface more extensive fuel and air are attached to the fuel will be more and more. So the comparison Air Fuel Ratio (AFR) will be perfectly mixed in pengaplikasianya in the combustion process that occurs in the combustion chamber. Keywords: EFI, Injection, Carburetor, Comparison, Fuel, Mio Fino 2014
vii
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh. Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah danra hmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul “KAJI EKSPERIMEN PERBANDINGAN KONSUMSI BAHAN BAKAR SISTEM INJESKI DAN KARBURATOR DENGAN VARIABEL BOBOT PENGENDARA “, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST., M.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT. Selaku pembimbing utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 4. Bapak ,Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, semangat dan kasih sayang serta motivasi. 5. Teman-teman dan sahabat saya yang selalu memberikan support pada saya selama ini Ogien, Andi Sidik, Pak Sugiyarto, Pak Amin Sulistyanto 6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin UMS 7. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain. Wassalamu' alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh. Surakarta, 28 Juli 2016
Budi Santoso
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ......................................................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ..................................................................................................
ii
Halaman Persetujuan ............................................................................................................ iii Halaman Pengesahan ............................................................................................................ iv Lembar Motto .......................................................................................................................
v
Abstrak .................................................................................................................................. vi Kata Pengantar ..................................................................................................................... viiI Daftar Isi ............................................................................................................................... ix Daftar Gambar ...................................................................................................................... xi Daftar Tabel .......................................................................................................................... xii Daftar Grafik ......................................................................................................................... xiv Dafar Lampiran ...................................................................................................................... xv BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ........................................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ....................................................................................................
2
C. Tujuan .....................................................................................................................
3
D. Batasan masalah.......................................................................................................
3
E. Metodologi ..............................................................................................................
3
F. Manfaat ....................................................................................................................
4
G. Sistematika Penulisan .............................................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA A. Tinjauan Pustaka ....................................................................................................
6
B. Prinsip Kerja Motor Bensin ....................................................................................
8
C. Sistem Bahan Bakar ................................................................................................ 14 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Desain Penelitian ..................................................................................................... 32 B. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................................. 33 C. Variabel penelitian ................................................................................................... 34 D. Metode Pengambilan Data ....................................................................................... 35 E. Alat dan Bahan Penelitian ....................................................................................... 36 F. Prosedur Penelitian .................................................................................................. 40 G. Lembar Observasi .................................................................................................... 45 ix
H. Alur Penelitian ......................................................................................................... 47 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL PERCOBAAN ............................................................................................ 49 1. Pengujian iddle............................................................................................... 49 2. Pengujian Test Drive 1 ................................................................................... 53 3. Pengujian Test Drive 2 ................................................................................... 58 4. Pengujian Test Drive 3 ................................................................................... 64 B. Keterbatasan penelitian ............................................................................................ 70 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan .............................................................................................................. 71 B. Saran ....................................................................................................................... 71 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar .2.1 Langkah Hisap (Jama, 2008) ............................................................................ 11 Gambar 2.2 Langkah Kompresi (Jama, 2008) ....................................................................... 12 Gambar 2.3 Langkah Kerja (Jama, 2008) .............................................................................. 13 Gambar 2.4 Langkah Buang (Jama, 2008) ............................................................................ 14 Gambar 2.5 Siklus Aktual Mesin Otto (Cengel & Boles, 1994) .......................................... 14 Gambar 2.6 Prinsip Kerja Karburator (AHM buku pedoman reparasi Honda, 2009) ........... 16 Gambar 2.7 Pandangan Skematik Sistem Bahan Bakar Konvensional (Soenarta & Furuhama, 2002) ............................................................................................... 17 Gambar 2.8 Konstruksi Karburator (AHM buku pedoman reparasi Honda, 2009)............... 20 Gambar 2.9 Skematik Sistem Bahan Bakar EFI (Ryan, 2011) .............................................. 24 Gambar 2.10 Sensor suhu mesin ETS ................................................................................... 25 Gambar 2.11 Posisi bypass valve (ISC /idle switch control) ................................................. 26 Gambar 2.12 Bentuk komponen elektrik TPS (throttle position sensor) .............................. 27 Gambar 2.13 Bentuk TPS (throttle position sensor) ............................................................. 27 Gambar 2.14 Posisi TPS (throttle position sensor) pada Throtel Body ................................. 28 Gambar 2.15 Katup Kupu-kupu pada Throtel Body (AHAS Spare Part) .............................. 29 Gambar 2.16 Skema komposisi stoichiometric (AFR=14.7) ................................................. 30 Gambar 2.17 bentuk dari injektor .......................................................................................... 30 Gambar .3.1 CDI Mio Fino 2015 ........................................................................................... 37 Gambar .3.2 Magnet Mio Fino 2015 ..................................................................................... 38 Gambar .3.3 Kumparan Mio Fino 2015 ................................................................................. 38 Gambar .3.4 Kabel instalasi CDI Mio Fino 2015 .................................................................. 38 Gambar .3.5 Tachometer merek Type R ................................................................................ 39 Gambar .3.6 Gelas ukur / buret 100ml ................................................................................... 39 Gambar .3.7 Compression tester ............................................................................................ 40
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Korelasi Suhu dengan Hambatan dan Voltase pada ECU ..................................... 26 Tabel 3.1 Contoh tabel catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat iddle.pada sistem pengkabutan EFI dan Karburator ............................................. 45 Tabel 3.2 Contoh tabel catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 40kg .................................................................... 45 Tabel 3.3 Contoh tabel catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg ................................................................... 46 Tabel 3.4 Contoh tabel catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg ................................................................... 46 Tabel 4.1. Tabel hasil percobaan pencatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat iddle ........................................................................................................... 50 Tabel 4.2. Catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat iddle ....................... 50 Tabel 4.3 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus saat iddle .......................................... 52 Tabel 4.4 Hasil percobaan Pencatatan Waktu konsumsi Bahan Bakar Premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg ................................................ 54 Tabel 4.5 Hasil Pencatatan Waktu konsumsi Bahan Bakar Premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg ............................................................................ 55 Tabel 4.6 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg................................................................................................... 57 Tabel 4.7 Jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 40kg ................................ 58 Tabel 4.8 Kecepatan saat test drive dengan bobot pengendara 40kg .................................... 60 Tabel 4.9 Hasil percobaan pencatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg ............................................................................. 62 Tabel 4.10 Hasil pencatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg ............................................................................ 63 Tabel 4.11 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg................................................................................................... 65 Tabel 4.12 Tabel jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg ................... 66 Tabel 4.13 Kecepatan saat test drive dengan bobot pengendara 60kg .................................. 68 Tabel 4.14 Hasil percobaan Pencatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg ............................................................ 70
xii
Tabel 4.15 Hasil pencatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg ............................................................................ 71 Tabel 4.16 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg................................................................................................... 73 Tabel 4.17 Jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg ............................. 74 Tabel 4.18 Kecepatan saat test drive dengan bobot pengendara 80kg .................................. 75
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Korelasi Suhu dengan Hambatan dan Voltase pada ECU .................................... 25 Grafik 2.2 Signal tegangan yang dikirim ke ECU berdasar sudut bukaan katup .................. 28 Grafik 4.1 Cacatatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat iddle.................... 51 Grafik 4.2 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus pembakaran saat iddle .................... 52 Grafik 4.3 Perbandingan lama waktu dengan konsumsi bahan bakar terhadap putaran mesin saat iddle ................................................................................................... 53 Grafik 4.4 Catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg ...................................................................................... 56 Grafik 4.5 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus pembakaran saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg ...................................................................................... 57 Grafik 4.6 Perbandingan lama waktu dengan konsumsi bahan bakar terhadap putaran mesin saat test drive dengan bobot pengendara 40kg ......................................... 58 Grafik 4.7 Jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 40 kg.............................. 59 Grafik 4.8 Kecepatan rata-rata saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg .................... 61 Grafik 4.9 Perbandingan jarak dengan kecepatan terhadap putaran mesin saat test drive dengan bobot pengendara 60kg........................................................................... 61 Grafik 4.10 Catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg ...................................................................................... 64 Grafik 4.11 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus pembakaran saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg.......................................................................... 65 Grafik 4.12 Jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg............................ 67 Grafik 4.13 Kecepatan rata-rata saat test drive dengan bobot pengendara 60 kg .................. 69 Grafik 4.14 Perbandingan jarak dengan kecepatan terhadap putaran mesin saat test drive dengan bobot pengendara 60kg........................................................................... 69 Grafik 4.15 Catatan waktu konsumsi bahan bakar premium 100 cc saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg ...................................................................................... 72 Grafik 4.16 Konsumsi bahan bakar premium tiap siklus pembakaran saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg.......................................................................... 73 Grafik 4.17 Jarak tempuh saat test drive dengan bobot pengendara 80kg............................. 74 Grafik 4.18 Kecepatan rata-rata saat test drive dengan bobot pengendara 80 kg .................. 76 Grafik 4.19 Perbandingan jarak dengan kecepatan terhadap putaran mesin saat test drive dengan bobot pengendara 80kg........................................................................... 76 xiv
DAFTAR LAMPIRAN
1. TABEL PENCATATAN SAAT PENELITIAN 2. BIOGRAFI DRIVER 1 3. BIOGRAFI DRIVER 2 4. BIOGRAFI DRIVER 3 5. SPEK YAMAHA MIO FINO KARBURATOR 6. SPEK YAMAHA MIO FINO INJEKSI
xv
