perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA)
PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Ahli Madya
Oleh : SHOPAN PANGESTU NIM. I 8609031
PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012 i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN
Proyek Akhir dengan Judul ” Modifikasi Mesin Sistem Konvensional Menjadi Sistem Injeksi Bahan Bakar Elektronik Pada Toyota Kijang 5K (Sistem Udara) ” ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada Hari Tanggal
: :
Pembimbing I
Pembimbing II
Wibawa Endra Juana, S.T., M.T. Tri Istanto, S.T., M.T. NIP. 197009112000031001 NIP. 197308202000121001 commit to user ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
Proyek Akhir ini telah dipertahankan dihadapan Tim penguji Proyek Akhir Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Ahli Madya.
Pada Hari Tanggal
: :
Tim Penguji Proyek Akhir 1. Ketua / Penguji I …………………………………………. NIP. 2. Penguji II ................................................................. NIP. 3. Penguji III ................................................................. NIP. 4. Penguji IV ………………………………………… NIP.
(
)
(
)
(
)
(
)
Disahkan, Mengetahui, Ketua Program DIII Teknik Mesin
Koordinator Proyek Akhir
Heru Sukanto, S.T., M.T. NIP. 197207311997021001
Jaka Sulistya Budi, S.T. NIP. 19671019 199903 1 001
commit to user iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dalam penyusun laporan Proyek Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Sholawat dan salam senantiasa tercurah kepada uswah dan pemimpin kita Nabi Muhammad SAW, keluarga, para sahabat dan kepada semua pengikut sunnah beliau hingga akhir zaman. Laporan Proyek Akhir dengan judul “MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL
MENJADI
SISTEM
INJEKSI
BAHAN
BAKAR
ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA)” disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta. Berkat bantuan dari berbagai pihak, Proyek Akhir dan Laporan Proyek Akhir ini dapat terselesaikan tepat waktu. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Bapak dan Ibu penulis, yang selalu memberi motifasi dalam kehidupan sehari-hari;
2.
Bapak Wibawa Endra Juana, S.T., M.T., selaku pembimbing I Proyek Akhir;
3.
Bapak Tri Istanto, S.T., M.T., selaku pembimbing II Proyek Akhir;
4.
Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T., selaku ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta;
5.
Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir;
6.
Anwar Nasyrudin dan Fama Aqiftiar Falah sebagai teman satu kelompok, terima kasih atas kekompakkan dan kerja samanya dalam menyelesaikan Proyek Akhir;
7.
Bapak Cipto dan Bapak Bambang, selaku pengelola Bengkel Sendang 4x4 yang telah memberikan banyak bimbingan kepada penulis selama mengerjakan Proyek Akhir;
8.
Bapak Aryoto, S.T., selaku pengelola Bengkel Pro Mekanik Globalindo yang telah memberikan banyak bimbingan kepada penulis selama mengerjakan Proyek Akhir;
commit to user iv
perpustakaan.uns.ac.id
9.
digilib.uns.ac.id
Bapak Dimyadi, guru SMK Ma’arif Kudus yang menempuh jenjang S2 di Universitas Sebelas Maret dan telah memberikan bimbingan kepada penulis selama mengerjakan Proyek Akhir;
10. Bapak Solikhin, Bapak Rohmad, dan Bapak Sariyanto selaku laboran Motor Bakar terima kasih atas bimbingan dan bantuannya; 11. Teman-teman Diploma III Teknik Mesin Otomotif angkatan 2009; 12. Teman-teman PMPA Ajusta Brata Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan demi sempurnanya laporan ini. Akhir kata penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan pembaca baik dari kalangan akademis maupun lainnya.
Surakarta,
Juni 2012
Shopan Pangestu I8609031
commit to user v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI BAHAN BAKAR ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM UDARA) Oleh SHOPAN PANGESTU ABSTRAK Proyek Akhir ini bertujuan untuk memodifikasi sistem konvensional (karburator) pada engine 5K TOYOTA KIJANG menjadi EFI (Electronic Fuel Injection)dengan mengadopsi sistem injeksi engine 7K-E, yang difokuskan pada sistem udara, serta mengetahui perbedaan konsumsi bahan bakar dan gas buang mesin setelah dimodifikasi. Proses modifikasi tersebut dilaksanakan melalui beberapa tahapan yaitu pembuatan perencanaan proses modifikasi, pengujian awal, pelepasan komponen konvensional dan injeksi, membersihkan komponen, analisa perbedaan komponen, survei harga komponen, pemasangan komponen sistem injeksi dan modifikasi, finishing, trouble and shooting, pengujian hasil akhir. Pengujian konsumsi bahan bakar menunjukkan mesin injeksi lebih boros pada rpm rendah, cenderung sama pada putaran menengah, dan lebih irit pada putaran tinggi. Sedangkan hasil pengujian gas buang menunjukkan penurunan kadar HC dan CO yang dihasilkan. Kadar HC sebelum modifikasi adalah 896 ppm sedangkan setelah dimodifikasi adalah 369 ppm. Kadar CO mengalami penurunan dari 4,75% menjadi 0,5%. Sehingga mesin setelah dimodifikasi gas buangnya menjadi lebih ramah lingkungan.
commit to user vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL......................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii KATA PENGANTAR .................................................................................... iv ABSTRAK ...................................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................1 1.1 Latar Belakang Masalah ..............................................................1 1.2 Perumusan Masalah .....................................................................3 1.3 Batasan Masalah ..........................................................................3 1.4 Tujuan Proyek Akhir....................................................................3 1.5 Manfaat Proyek Akhir..................................................................3 1.6 Metode Penulisan .........................................................................3 1.7 Sistematika Penulisan ..................................................................4 BAB II DASAR TEORI..................................................................................5 2.1 Sistem Udara Karburator .............................................................5 2.1.1 Saringan Udara ...................................................................7 2.1.2 Sistem Pemasukan Udara Panas .........................................9 2.1.3 Karburator ........................................................................10 2.1.4 Intake Manifold ................................................................12 2.2 Sistem Udara Pada EFI (Electronic Fuel Injection) ..................12 2.2.1 Sistem Induksi Udara .......................................................14 2.2.2 Silinder .............................................................................17 2.2.3 Exhaust Manifold .............................................................19 2.2.4 Pipa Buang .......................................................................20 2.2.5 Catalytic Converter ..........................................................21 2.2.6 Muffler ..............................................................................21 2.3 Sistem Kontrol Elektronik .........................................................22 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik..........................22 2.3.2 Sensor ...............................................................................23 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) ........................................31 2.3.4 Aktuator ............................................................................32 2.4 Emisi Gas Buang .......................................................................36 2.4.1 Ambang Batas Uji Emisi ..................................................36 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR ................................................38 3.1 Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir ....................................38 3.2 Gambar Komponen Sistem Udara .............................................41 BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN ...........................................44 commit to user 4.1 Spesifikasi Engine.......................................................................44 vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.2 Pengujian Awal ...........................................................................45 4.2.1 Konsumsi Bahan Bakar ....................................................45 4.2.2 Emisi Gas Buang ..............................................................47 4.3 Persiapan Sistem Injeksi Pada Engine 7K-E .............................49 4.3.1 Memeriksa Kondisi Engine Stand ....................................49 4.3.2 Menghidupkan Engine Stand ............................................50 4.4 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 7K-E ...........50 4.4.1 Penandaan Wiring Konektor .............................................50 4.4.2 Pelepasan Wiring ..............................................................50 4.4.3 Pelepasan Komponen Sistem Udara .................................51 4.4.4 Membersihkan Komponen ................................................53 4.5 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 5K ...............53 4.5.1 Pelepasan Komponen ........................................................54 4.5.2 Analisa Persamaan dan Perbedaan Komponen .................55 4.6 Pengadaan Komponen (Sparepart) Pada Sistem Udara ............56 4.7 Pemasangan dan Modifikasi ......................................................57 4.7.1 Membersihkan Komponen ................................................57 4.7.2 Modifikasi dan Pemasangan Komponen Sistem Udara ....57 4.7.3 Pemasangan Kontrol Elektronik .......................................63 4.8 Finishing ....................................................................................69 4.9 Pengujian Akhir .........................................................................70 4.9.1 Konsumsi Bahan Bakar Akhir ..........................................70 4.9.2 Emisi Gas Buang ..............................................................73 4.10Pembahasan ...............................................................................74 4.10.1 Konsumsi Bahan Bakar .................................................74 4.10.2 Emisi Gas Buang ............................................................76 BAB V PENUTUP.........................................................................................80 5.1 Kesimpulan .................................................................................80 5.2 Saran ...........................................................................................80 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
commit to user viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
Gambar 2.1 Sistem Pemasukan dan Pembuangan .......................................5 Gambar 2.2 Perbandingan Kompresi ...........................................................6 Gambar 2.3 Saringan Udara Tipe Kertas .....................................................7 Gambar 2.4 Saringan Udara Tipe Kertas Axial Flow ..................................8 Gambar 2.5 Pre Air Cleaner.........................................................................8 Gambar 2.6 Filter Udara Tipe Oil Tube .......................................................9 Gambar 2.7 Filter Udara Tipe Cyclon .........................................................9 Gambar 2.8 Sistem HAI ...............................................................................10 Gambar 2.9 Venturi .....................................................................................11 Gambar 2.10 Venturi Karburator .................................................................11 Gambar 2.11 Intake Manifold ......................................................................12 Gambar 2.12 Sistem EFI ..............................................................................13 Gambar 2.13 Sistem D-EFI dan L-EFI ........................................................13 Gambar 2.14 Tipe Filter Udara ....................................................................14 Gambar 2.15 Saluran Bypass .......................................................................15 Gambar 2.16 Throttle Body .........................................................................15 Gambar 2.17 Air Intake Chamber ................................................................16 Gambar 2.18 Intake Manifold ......................................................................16 Gambar 2.19 Langkah Hisap (Intake Stroke) ..............................................17 Gambar 2.20 Langkah Kompresi (Compression Stroke) .............................18 Gambar 2.21 Grafik Pembakaran.................................................................18 Gambar 2.22 Langkah Usaha (Power Stroke) .............................................19 Gambar 2.23 Langkah Buang (Exhaust Stroke) ..........................................19 Gambar 2.24 Exhaust Manifold ...................................................................20 Gambar 2.25 Sensor Oksigen.......................................................................20 Gambar 2.26 Pipa Buang .............................................................................20 Gambar 2.27 Catalitic Converter .................................................................21 Gambar 2.28 Muffler ...................................................................................21 Gambar 2.29 Sistem Kontrol Elektronik pada EFI ......................................22 Gambar 2.30 Prinsip Kerja Sistem control Elektronik ................................23 Gambar 2.31 Intake Air Temperature Sensor ..............................................23 Gambar 2.32 IAT Circuit .............................................................................24 Gambar 2.33 Air Flow Meter.......................................................................24 Gambar 2.34 Air Flow Meter Circuit ..........................................................25 Gambar 2.35 MAP sensor ............................................................................25 Gambar 2.36 MAP Sensor Circuit ...............................................................26 Gambar 2.37 Throttle Position Sensor .........................................................26 Gambar 2.38 Throttle Position Sensor Circuit .............................................26 Gambar 2.39 Water Temperature Sensore Circuit .......................................27 Gambar 2.40 Sensor pendeteksi camshaft ...................................................27 Gambar 2.41 Sensor pendeteksi crankshaft .................................................28 Gambar 2.42 Starter signal...........................................................................28 Gambar 2.43 Sensor pendeteksi knocking ...................................................29 Gambar 2.44 Oxigen sensor .........................................................................23 commit............................................................30 to user Gambar 2.45 Oxigen Sensor Circuit ix
perpustakaan.uns.ac.id
46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93.
digilib.uns.ac.id
Gambar 2.46 Vehicle Speed Sensor .............................................................31 Gambar 2.47 ECU 7K-E ..............................................................................31 Gambar 2.48 Injector ...................................................................................32 Gambar 2.49 Fuel pump ..............................................................................33 Gambar 2.50 Idle speed control ...................................................................33 Gambar 2.51 Exhaust gas recirculating (EGR) ............................................34 Gambar 2.52 Relay ......................................................................................34 Gambar 2.53 Data Trouble Code .................................................................35 Gambar 2.54 Check engine ..........................................................................35 Gambar 2.55 Igniter .....................................................................................36 Gambar 2.56 Check conector .......................................................................35 Gambar 3.1 Air Filter ...................................................................................41 Gambar 3.2 Throttle Body ...........................................................................41 Gambar 3.3 Air Intake Chamber ..................................................................42 Gambar 3.4 Air Intake Manifold..................................................................42 Gambar 3.5 Exhaust Manifold .....................................................................43 Gambar 3.6 Exhaust Pipe .............................................................................43 Gambar 4.1 Pemasangan selang bensin pada input filter.............................45 Gambar 4.2 Gelas ukur yang diisi bensin ....................................................46 Gambar 4.3 Selang input dimasukkan pada gelas ukur ...............................46 Gambar 4.4 Pemasangan tachometer ..........................................................46 Gambar 4.5 Grafik Fuel Comsumtion .........................................................47 Gambar 4.6 Gas Analizer .............................................................................48 Gambar 4.7 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler ............................48 Gambar 4.8 Perbaikan Pada Map Sensor .....................................................49 Gambar 4.9 Melepaskan Throttle Body .......................................................51 Gambar 4.10 Melepaskan Intake Chamber ..................................................51 Gambar 4.11 Melepaskan Sistem Bahan Bakar ...........................................51 Gambar 4.12 Melepaskan front pipe ............................................................52 Gambar 4.13 Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold .............52 Gambar 4.14 Melepaskan Wiring ................................................................53 Gambar 4.15 Membersihkan Komponen .....................................................53 Gambar 4.16 Melepaskan Filter Udara ........................................................54 Gambar 4.17 Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold............54 Gambar 4.18 Persamaan permukaan intake dan exhaust manifold .............55 Gambar 4.19 Perbedaan Sambungan front pipe ..........................................56 Gambar 4.20 Permukaan Dudukan Manifold ..............................................57 Gambar 4.21 Dudukan oxygen sensor .........................................................58 Gambar 4.22 Baut yang akan dipindah ........................................................58 Gambar 4.23 Pemasangan Intake dan Exhaust Manifold ............................59 Gambar 4.24 Pemasangan Intake Chamber .................................................59 Gambar 4.25 Pemasangan Throttle Body ....................................................60 Gambar 4.26 Pemasangan Air conector pipe ...............................................60 Gambar 4.27 Dudukan Filter House ............................................................61 Gambar 4.28 Pemasangan dan Modifikasi Air Filter ..................................61 Gambar 4.29 Front pipe satu saluran ...........................................................62 Gambar 4.30 Front pipe dua saluran ...........................................................62 commit user.................................................63 Gambar 4.31 Penyesuaian sudut fronttopipe x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
94. Gambar 4.32 Front pipe yang telah terpasang .............................................63 95. Gambar 4.33 ECU 7K-E dan ECU 5A-FE ..................................................64 96. Gambar 4.34 Perakitan wiring baru .............................................................64 97. Gambar 4.35 Letak Intake Air Temperature Sensor ....................................65 98. Gambar 4.36 Letak Sensor Throttle Position ...............................................65 99. Gambar 4.37 Letak Sensor Mass Absolute Pressure ...................................66 100.Gambar 4.38 Letak Sensor Oxygen .............................................................66 101.Gambar 4.39 Letak Sensor water temperature .............................................67 102.Gambar 4.40 Letak Sensor NE ....................................................................67 103.Gambar 4.41 Letak Idle Speed Control .......................................................67 104.Gambar 4.42 Letak Injector .........................................................................68 105.Gambar 4.43 Letak Fuel Pump ....................................................................68 106.Gambar 4.44 Check Engine Lamp ...............................................................69 107.Gambar 4.45 OBD Conector ........................................................................69 108.Gambar 4.46 Wiring Finshing .....................................................................70 109.Gambar 4.47 Letak ECU ..............................................................................70 110.Gambar 4.48 Pemasangan pompa bensin pada gelas ukur ..........................71 111.Gambar 4.49 Pemasangan Tachometer........................................................71 112.Gambar 4.50 Grafik Fuel Comsumtion .......................................................72 113.Gambar 4.51 Gas Analizer ...........................................................................73 114.Gambar 4.52 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler ..........................73 115.Gambar 4.52 Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar ..........................75
commit to user xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Masalah Perkembangan teknologi di bidang industri otomotif sekarang ini semakin
maju dan berkembang pesat sesuai dengan perkembangan zaman. Seiring berkembangnya teknologi tersebut, kebutuhan manusia akan sarana transportasi juga semakin meningkat untuk memenuhi aktivitas kehidupan sehari-hari. Hal itu dapat dilihat dengan semakin bertambahnya jumlah kendaraan pribadi, kendaraan umum maupun kendaraan niaga yang beroperasi dan kadang menimbulkan kemacetan di jalan raya. Selain menyebabkan kemacetan, gas buang yang dihasilkan kendaraan menjadi penyumbang pencemaran udara terbesar pada saat ini. Kendaraan yang beroperasi tersebut tidak semuanya memiliki teknologi yang secanggih kendaraan zaman sekarang. Awal mula kendaran memakai sistem konvensional yang kurang efisien pada tenaga maupun gas buang yang dihasilkan. Semakin canggih teknologi yang diterapkan pada kendaraan akan dapat meningkatkan efisiensi pada tenaga dan gas buang sisa hasil pembakaran bahan bakar. Terdapat beberapa kandungan gas pada gas sisa hasil pembakaran, diantaranya adalah CO (karbon monoksida), HC (hidro karbon), NO (nitrogen monoksida), SO2 (sulfur oksida), CO2 (karbon dioksida), O2 (oksigen), Pb (timbal). Dari beberapa gas yang terkandung pada gas buang tersebut yang paling bersifat perusak adalah karbon monoksida (CO). Kendaraan yang masih menggunakan sistem konvensional (karburator) akan menghasilkan kandungan gas CO yang lebih tinggi dibandingkan dengan kendaran dengan teknologi zaman sekarang atau yang sering disebut dengan EFI (Electronic Fuel Injection). Meningkatnya kandungan gas CO pada udara akan mengakibatkan menurunnya sistem saraf sentral, perubahan fungsi jantung dan paru-paru, mengantuk, koma, sesak nafas dan yang paling membahayakan dapat menimbulkan kematian. Bahkan dapat menimbulkan kerusakan pada tanaman, bangunan, dan bahan lainnya. Selain itu gas CO dapat menimbulkan terjadinya pemanasan global (global warming issues). Pemanasan global sebagai salah satu commit to user 1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 2
penyebab perubahan iklim yang tidak menentu, pencairan es dikutub, abrasi pantai, dan masih banyak lagi kerusakan alam sebagai dampak pemanasan global. Oleh karena itu perlu adanya tindakan untuk mengurangi pemanasan global, karena dalam jangka waktu yang panjang dapat mengancam kelangsungan hidup manusia. Pemakaian kendaraan yang berteknologi EFI (Electronic Fuel injection) merupakan salah satu upaya pengurangan terjadinya pemanasan global dengan menggunakan teknologi yang ramah lingkungan. Dengan penerapan teknologi tersebut pada kendaraan, kandungan gas CO pada gas hasil pembakaran akan lebih sedikit dibanding dengan kendaraan sistem konvensional (karburator). Selain itu, kendaraan yang berteknologi EFI mempunyai beberapa keuntungan di antara lain : a. Memungkinkan pembentukan campuran homogen pada tiap silinder. b. Perbandingan campuran bahan bakar dan udara yang akurat pada setiap putaran mesin menjadikan sempurnanya pembakaran, sehingga dapat mengurangi emisi gas buang. c. Meningkatkan tenaga mesin. Ketepatan takaran campuran pada masing-masing silinder, dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar. d. Lebih baik ketika dioperasikan pada semua kondisi temperatur. Adanya sensor yang mendeteksi temperatur, pengontrolan penginjeksian bahan bakar menjadi lebih baik. e. Perawatan yang lebih mudah. Pada sistem EFI juga terdapat kekurangannya, seperti biaya perawatan dan suku cadang yang lebih mahal. Terdapat banyak keunggulan dengan penggunaan teknologi EFI, namun masih ada pula kendaraan dengan sistem konvensional yang beroperasi. Hal tersebut menjadi kajian pada proyek akhir ini, yaitu mengubah sistem konvensional (karburator) pada TOYOTA KIJANG engine 5K menjadi sistem EFI (Electronic Fuel Injection) dengan mengadopsi sistem EFI pada engine 7K. Dengan harapkan di perolehnya performance yang bagus dengan gas buang yang lebih ramah lingkungan. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 3
1.2
Perumusan Masalah Perumusan masalah pada Proyek Akhir ini adalah memodifikasi sistem
konvensioal (karburator) pada mesin Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi dengan mensubtitusikan sistem injeksi bahan bakar elektronik engine 7K-E. 1.3
Batasan Masalah Berdasarkan perumusan masalah diatas, maka dalam laporan Proyek Akhir
ini secara garis batasan-batasan masalah adalah sebagai berikut : 1. Sistem udara pada modifikasi sistem konvensional (karburator) pada engine Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi dengan mensubtitusikan sistem injeksi bahan bakar elektronik engine 7K-E. 1.4
Tujuan Proyek Akhir Tujuan dalam pelaksanaan Proyek Akhir ini adalah :
1. Memodifikasi kendaraan sistem konvensional (karburator) menjadi sistem EFI; 2. Membandingkan gas buang yang dihasilkan dan konsumsi bahan bakar pada setiap sistem; 3. Mampu menggambar komponen-komponen sistem udara secara tiga dimensi dengan menggunakan software Solid Work. 1.5
Manfaat Proyek Akhir Manfaat dari pelaksanaan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Menambah pengetahuan dan kemampuan dalam bidang memodifikasi kendaraan yang memakai sistem konvensional (karburator) menjadi sistem EFI; 2. Menambah referensi mengenai cara memodifikasi sistem konvensional (karburator) menjadi sistem EFI. 1.6
Metode Penulisan Metode yang digunakan pelaksanaan dan pengumpulan bahan dalam
pembuatan laporan Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Metode observasi Metode ini dilakukan dengan cara mengadakan pengamatan langsung dan mencatat secara langsung segala spesifikasi dan performance pada engine Toyota 5K sebelum dan sesudah dimodifikasi. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 4
2. Metode wawancara Metode ini dilakukan dengan mengajukan pertanyaan secara langsung kepada narasumber atau kepada pihak-pihak lain yang dapat memberikan informasi sehingga membantu dalam penulisan laporan ini. 3. Konsultasi Penulis melakukan konsultasi untuk memperoleh bimbingan serta arahan dari pembimbing Proyek Akhir. 4. Metode literatur Metode ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang berasal dari bukubuku dan dari internet yang ada kaitannya dengan sistem udara pada kedua sistem. 1.7
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang dipakai dalam penyusunan laporan Proyek
Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini memaparkan tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat proyek akhir, metode penulisan, serta sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Pada bab ini memaparkan perbedaan sistem udara pada kedua sistem dan penjelasan sistem injeksi. BAB III PERENANAAN DAN GAMBAR Pada bab ini berisi perencanaan yang akan dilakukan pada proses modifikasi engine sistem konvensional menjadi engine sistem injeksi (EFI) dan hasil gambar tiga dimensi komponen-komponen sistem udara dengan software Solid Work. BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN Pada bab ini berisi tentang proses pengerjaan modifikasi engine sistem konvensional menjadi engine sistem injeksi (EFI) dan pembahasan hasil pengujian engine sebelum dimodifikasi dengan engine setelah dimodifikasi. BAB VI PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II DASAR TEORI
2.1
Sistem Udara Pada Karburator Sistem pemasukan (intake system) terdiri dari saringan udara (air cleaner),
karburator dan intake manifold. Saringan udara membersihkan kotoran udara sebelum masuk ke silinder untuk bercampur dengan bensin. Karburator berfungsi mencampur udara dan bahan bakar
dengan perbandingan sesuai beban pada
mesin. Intake manifold menyalurkan campuran bahan bakar dan udara kedalam silinder untuk proses kompresi. Udara tersebut dapat mengalir melewati sistem pemasukan (intake sistem) karena kevakuman pada silinder yang disebabkan gerakan piston ke TMB (Titik Mati Bawah) ketika kedua katub dalam posisi menutup. Udara mengalir dari saringan udara masuk ke karburator, dan campuran udara dan bahan bakar yang disiapkan dalam karburator dipanaskan didalam intake manifold. Intake manifold dibuat sedemikian rupa sehingga dapat membagikan campuran udara dan bahan bakar sama rata ke semua silinder.
commit to user Gambar 2.1 Sistem Pemasukan dan Pembuangan 5
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 6
Campuran udara dan bahan bakar yang masuk kedalam silinder akan akan dikompresi didalam silinder oleh piston dalam posisi kedua menutup, yang disebut dengan langkah kompresi. Pada saat langkah kompresi terdapat perbandingan kompresi yang merupakan perbandingan dari volume silinder dengan volume ruang bakar. Volume silinder dengan torak pada posisi TMB (V2) dan volume ruang bakar dengan torak pada posisi TMA (V1). Dengan nilainya dapat dihitung sebagai berikut :
Gambar 2.2 Perbandingan Kompresi V1 : Volume ruang bakar V2 : Volume langkah piston Jadi perbandingan kompresi : V1 + V2 V1 Contoh : V1 + V2 V1
32 cc + 315 cc 32 cc
10,8
Selanjutnya perbandingan kompresi yang lebih tinggi menghasilkan tekanan gas pembakaran lebih besar pula, menghasilkan output yang lebih besar. Pada umumnya perbandingan kompresi ialah antara 8 : 1 sampai 11 : 1 dalam mesin bensin. Sistem pembuangan (exhause system) terdiri dari exhause manifold, exhause pipe (knalpot) dan muffler. Exhause manifold menampung gas bekas pembakaran dari silinder dan mengeluarkan ke udara melalui knalpot. Muffler menyerap bunyi yang disebabkan oleh keluarnya gas bekas. Sistem exhause termasuk juga commit to user catalytic converter, dimana gas bekas pembakaran dibersihkan sebelum
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 7
dikembalikan ke udara. Untuk penambahan ini ada beberapa perlengkapan emission control lainnya. 2.1.1 Saringan Udara (Air filter) Udara luar biasanya mengandung debu. Apabila debu masuk kedalam silinder-silinder bersama udara yang dihisap, hal ini akan mempercepat keausan dan mengotori oli pelumas. Akibatnya masa penggunaan mesin menjadi pendek. Oleh karena itu, debu harus dibersihkan dari udara yang masuk sebelum sampai ke silinder-silinder. Pada kendaraan, udara yang masuk dibersihkan oleh saringan udara. Saringan udara juga dapat mengurangi kecepatan udara dan mengurangi suara-suara berisik udara. Saringan udara harus diperiksa dan dibersihkan secara rutin, sebab elemennya berangsur-angsur akan tersumbat dengan debu dan tidak dapat memberikan udara yang cukup pada mesin. Hal itu akan menyebabkan tenaga mesin menjadi turun. Ada beberapa tipe saringan udara yang digunakan pada kendaraan, tipe saringan udara yang dipakai pada kendaraan ini termasuk saringan udara tipe kertas. Saringan udara lainnya ada yang elemennya terbuat dari baja wool yang direndam minyak (oil bath type), tipe siklon dan sebagainya. Pada umumnya banyak digunakan tipe elemen kertas. Sedangkan pre-air cleaner tipe siklon direncanakan khusus untuk daerah yang berdebu, berpasir. 1. Saringan Udara Tipe Kertas Saringan udara ini terdiri dari elemen yang dibuat dari kertas atau kain. Elemen diletakkan didalam rumah saringan udara (air cleaner case), pada beberapa saringan udara yang menggunakan elemen ini dapat dicuci dengan air.
commit to user Gambar 2.3 Saringan Udara Tipe Kertas
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 8
Belakangan ini beberapa saringan udara menggunakan elemen tipe axial flow seperti diperlihatkan pada gambar 2.4 dibawah ini. Saringan udara tipe axial flow elemen-elemennya dapat dibuat lebih kompak dan ringan.
Gambar 2.4 Saringan Udara Tipe Kertas Axial Flow 2. Pre-Air Cleaner Pre-air cleaner adalah sejenis saringan udara pusaran. Dengan efesiensi udara yang tinggi dan mempunyai bagian sirip yang memisahkan kotoran dari udara dengan adanya gaya sentrifugal. Debu ditampung dalam penampung khusus (dus trap). Tipe saringan udara ini sering kali tidak diperlukan penggantian elemen yang terlalu sering dibanding dengan tipe saringan udara lainnya.
Gambar 2.5 Pre Air Cleaner 3. Saringan Udara Tipe Oil Bath Saringan udara tipe ini berisikan oli di bagian bawah rumah saringan, seperti pada gambar. Elemen dibuat dari baja wool. Partikel-partikel debu yang besar, kotoran-kotoran, pasircommit dan sebagainya jatuh di dalam genangan to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 9
(rendaman oli). Udara yang dihisap melalui elemen saringan telah dibersihkan oleh elemen yang terbuat dari baja wool tadi sebelum mencapai mesin.
Gambar 2.6 Filter Udara Tipe Oil Tube 4. Saringan Udara Tipe Siklon Saringan udara tipe siklon (cyclone type air cleaner) ini adalah salah satu saringan udara tipe kertas yang menggunakan kertas sebagai elemen. Elemen ini berbentuk sirip-sirip untuk menghasilkan pusaran udara. Sebagian partikelpartikel, kotoran, pasir dan lain-lain ditampung dalam kotak saringan oleh gaya sentrifugal dari pusaran udara. Partikel-partikel yang kecil diserap oleh elemen kertas. Perencanaan ini tujuannya untuk mengurangi tersumbatnya elemen saringan dan tidak dibutuhkannya perawatan yang terlalu sering seperti tipe lainnya.
Gambar 2.7 Filter Udara Tipe Cyclon 2.1.2 Sistem Pemasukan Udara Panas (Hot Air Intake) Campuran udara dan bahan bakar lebih dingin dibandingkan dengan udara commit to user luar, hal tersebut disebabkan karena udara kehilangan panas saat terjadinya
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 10
penguapan pada bensin. Dengan alas an ini, campuran udara dan bahan bakar tidak mudah menguap atau menjadi kristal dalam udara dingin, tidak seperti apabila dalam udara panas. HAI (Hot AirIntake) suatu sistem yang dibuat untuk memanaskan udara yang dihisap dengan memanfaatkan panas dari gas bekas. Sejak adanya perlengkapan tambahan ini tidak ada masalah dalam pemanasan yang dapat berlaku secara manual atau otomatis. Pada sistem otomatis terdiri sistem otomatis terdiri dari wax atau elemen bimetal, yang mendeteksi temperatur udara yang masuk dan menggerakkan sistem pada on atau off sesuai dengan keadaan temperatur. Sistem Automatic HAI tipe bimetal mempunyai katup termostat (elemen bimetal) didalam rumah saringan udara dan vakum diafragma pada saluran masuknya. Vakum diafragma bekerja dengan kevakuman dalam intake manifold dan mengontrol switch udara panas atau dingin. Belakangan ini sistem HAI juga termasuk sebuah katup wax (wax valve) dan katub HIC (Hot Idle Compensation). Sebagai tambahan pada switch otomatis udara panas atau dingin, digunakan untuk mengatur temperatur udara yang ke intake manifold dalam tingkat yang sesuai dengan temperatur bagian dalam mesin. Dengan kata lain, tipe sistem HAI baru ini memainkan peranan pada katup-katup HIC dengan baik.
Gambar 2.8 Sistem HAI 2.1.3 Karburator Karburator adalah sebuah alat yang mencampur udara dan bahan bakar untuk sebuah mesin pembakaran dalam, perbandingan campuran udara dan bahan bakar sesuai beban pada mesin.commit Udaratotercampur dengan bahan bakar ketika user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 11
udara melewati venturi pada karburator. Prinsip kerja pada venturi adalah perbedaan tekanan yang terjadi. Udara yang mengalir dengan kecepatan tetap kedalam ruang bakar yang ditunjukkan pada gambar 2.9 akan melewati venturi, maka udara yang masuk dan keluar dari venturi kecepatannya sama. Udara yang melalui venturi harus lebih besar kecepatannya dibanding dari tempat lainnya, sebab venturi menyempit. Hal ini juga bertujuan agar tekanan udara dalam venturi lebih rendah dibanding dengan bagian lainnya.
V1,P1
V2,P2
V1 < V2
V2 > V3
P1 > P2
P2 < P3
V3,P3
Gambar 2.9 Venturi Pada karburator bahan bakar disalurkan oleh main nozzle ke venturi. Pada saat udara terhisap melewati venturi, maka tekanan pada venturi menjadi rendah. Dengan kecepatan udara yang bertambah maka bahan bakar akan terhisap melalui main nozzle dan bercampur dengan udara yang kemudian mengalir menuju ruang bakar. Banyaknya bahan bakar yang tercampur akan bertambah sesuai dengan kecepatan udara yang dihisap. Besarnya kecepatan aliran udara diatur oleh katup throttle, yang gerakannya diatur oleh pedal akselerator.
Gambar 2.10 Venturi Karburator commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 12
2.1.4 Intake Manifold Intake manifold mendistribusikan campuran udara bahan bakar yang diproses oleh karburator ke silinder-silinder. Intake manifold dibuat dari paduan aluminium, yang dapat memindahkan panas lebih efektif dibandingkan logam lainnya. Intake manifold diletakkan sedekat mungkin dengan sumber panas yang memungkinkan campuran udara dan bensin cepat menguap. Pada beberapa mesin, intake manifold letakknya dekat dengan exhaust manifold. Ada juga mesin yang water jacketnya ditempatkan didalam intake manifold untuk memanaskan campuran udara bensin dengan adanya panas dari air radiator.
Gambar 2.11 Intake Manifold 2.2
Sistem Udara Pada EFI (Electronic Fuel Injection) Sistem EFI menentukan jumlah bahan bakar yang optimal (tepat)
disesuaikan dengan jumlah dan temperatur udara yang masuk, kecepatan mesin, temperatur air pendingin, posisi katup throttle, pengembunan oksigen didalam exhaust pipe, dan kondisi penting lainnya. Electronic Control Unit (ECU) mengatur jumlah bahan bakar untuk dikirim ke mesin pada saat penginjeksian dengan perbandingan udara dan bahan bakar yang optimal berdasarkan kepada karakteristik kerja mesin. Sistem EFI menjamin perbandingan udara dan bahan bakar yang ideal dan efisiensi bahan bakar yang tinggi pada setiap saat. Sistem EFI dirancang untuk mengukur jumlah udara yang dihisap. Udara bersih dari saringan udara (air cleaner) melalui throttle body kemudian masuk ke intake chamber. Besarnya jumlah udara yang masuk ke dalam intake chamber ditentukan oleh lebarnya katup throttle yang terbuka oleh tarikan pedal gas. Aliran udara akan masuk melalui intake manifold kemudian ke ruang bakar (combustion chamber). commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 13
Gambar 2.12 Sistem EFI Ada dua sistem untuk mendeteksi jumlah udara yang masuk, yaitu sistem airflow meter (L-EFI) dan sistem manifold pressure sensor (D-EFI). Dengan demikian sensor-sensor tersebut akan mengirim signal ke ECU untuk mengontrol penginjeksian bahan bakar yang sesuai. 1. Sistem D-EFI (Manifold Pressure Control Type) Sistem D-EFI Mengukur Tekanan udara dalam intake manifold dan kemudian melakukan perhitungan jumlah udara yang masuk. Sistem D-EFI tidak begitu akurat dibandingkan dengan sistem L-EFI dalam mendeteksi jumlah udara yang masuk ke dalam intake manifold.
Gambar 2.13 Sistem D-EFI dan L-EFI commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 14
2. Sistem L-EFI (Airflow Control Type) Dalam sistem L-EFI, airflow meter langsung mengukur jumlah udara yang mengalir ke dalam intake manifold. Airflow meter mengukur jumlah udara dengan sangat akurat. Sistem L-EFI dapat mengontrol penginjeksian bahan bakar lebih tepat dibandingkan dengan sistem D-EFI. 2.2.1 Sistem Induksi Udara (Air Induction System) Sistem induksi udara (air induction system) menyalurkan sejumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran. Sistem ini terdiri atas : air cleaner, throttle body, air valve, intake chamber dan intake manifold. 1. Saringan Udara (Air Cleaner) Saringan udara adalah komponen yang berfungsi menyaring udara bebas dari luar yang akan masuk ke ruang pembakaran agar selalu dalam keadaan bersih. Fungsi ini sangat berperan penting terhadap umur dan keawetan dari mesin. Udara yang masuk ke dalam silinder masih banyak mengandung debu yang akan terhisap dan menempel pada dinding silinder dan akan mengotori minyak pelumas, yang pada akhirnya dapat merusak mesin. Selain berfungsi sebagai penyaring, saringan udara ini juga berfungsi menghilangkan suara desis udara yang masuk dengan cara mengurangi kecepatan masuknya udara. Ada dua jenis saringan udara yang beredar, yaitu elemen kertas dan jenis saringan minyak.
Gambar 2.14 Tipe Filter Udara Untuk menghubungkan air filter dengan throttle body diperlukan air conector. Air conector biasanya terbuat dari karet yang fleksibel dengan tujuan untuk meredam getaran mesin, karena sebagian besar air filter dipasang pada commit to user body kendaraan. Pada sistem L-EFI terdapat air flow meter pada air conector
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 15
ini. Pada air conector juga terpasang sensor suhu udara (Intake Air Temperature Sensore) yang akan mendeteksi suhu udara yang terhisap. 2. Throttle Body Throttle body terdiri dari throttle valve yang mengontrol volume udara masuk selama mesin bekerja normal, saluran bypass yang melewati udara saat idling, dan throttle position sensor yang mendeteksi sudut pembukaan throttle. Pada saat putaran lambat, katup throttle ditutup dan udara mengalir melalui bypass ke ruang udara masuk. Menyetel sekrup putaran lambat searah jarum jam akan mempengaruhi aliran udara pada bypass dan rpm akan turun, sebaliknya apabila disetel berlawanan dengan arah jarum jam akan menambah jumlah aliran udara yang melalui bypass, sehingga rpm naik.
Gambar 2.15 Saluran Bypass Apabila bypass sirkuit tersumbat oleh kotoran dan sebagainya, maka jumlah udara yang masuk akan berkurang, akibatnya rpm selalu di bawah putaran lambat (idle) dan putaran lambat kasar.
Gambar 2.16 Throttle Body Pada throtlle body terdapat dua komponen yaitu throtlle valve dan throtlle position sensor (TPS). Throtlle commit to uservalve digerakan langsung oleh
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 16
acceleration pedal gas yang berfungsi sebagai pengatur pemasukan udara. Sedangka throtlle position sensor berfungsi mendeteksi sudut pembukaan throtlle valve. Komponen ini dilengkapi dengan tahanan geser yang selanjutnya akan dikirim ke ECU sebagai input untuk koreksi perbandingan udara dan bensin. 3. Air Intake Chamber dan Intake Manifold Air Intake Chamber (AIC) berfungsi sebagai ruang penampung udara sebelum dialirkan ke masing-masing intake manifold. Pada sistem D-EFI terdapat dudukan pressure sensor pada AIC untuk mendeteksi tekanan udara di dalam AIC.
Gambar 2.17 Air Intake Chamber Setelah dari air intake chamber udara masuk ke dalam intake manifold sesuai dengan silinder yang sedang mengalami langkah hisap. Penginjeksian bahan bakar (bensin) terjadi pada intake manifold oleh injektor yang terpasang pada intake manifold.
commit to user Gambar 2.18 Intake Manifold
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 17
2.2.2 Silinder Udara dan bahan bakar yang telah tercampur di dalam intake manifold terhisap karena adanya piston yang bergerak didalam silinder. Gerakan piston yang sesuai dengan mekanisme katup akan terjadi empat langkah gerakan piston untuk menghasilkan satu tenaga atau dua putaran poros engkol. Langkah yang terjadi adalah langkah hisap, langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang. Adapun penjelasan dari langkah-langkah tersebut sebagai berikut : 1. Langkah hisap Disebut langkah hisap karena langkah pertama adalah menghisap uadara dan bahan bakar ke dalam silinder. Pasokan bahan bakar tidak cukup hanya dari semprotan injektor. Cara kerjanya adalah sebagai berikut : Piston pertama kali berada pada posisi TMA (Titik Mati Atas). Kemudian piston bergerak menuju TMB (Titik Mati Bawah) bersamaan dengan membukanya katub masuk (intake valve). Karena gerakan piston tersebut, maka didalam silinder mengalami kevakuman, sehingga udara akan terhisap ke dalam silinder. Pada saat udara melewati intake manifold, injektor akan menginjeksikan bahan bakar dengan jumlah dan waktu penginjeksian yang tepat sesuai dengan jumlah udara yang masuk dan kondisi mesin. Kemudian udara dan bahan bakar tercampur dan masuk ke dalam silinder untuk dikompresi.
Gambar 2.19 Langkah Hisap (Intake Stroke) 2. Langkah kompresi Langkah ini adalah lanjutan dari langkah di atas. Setelah piston mencapai TMB di tahapan langkah hisap, kemudian intake valve tertutup dan dilakukan proses kompresi. Yakni, campuran udara dan bahan bakar yang sudah ada di commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 18
dalam silinder dimampatkan. Ruangan sudah tertutup rapat karena kedua valve (intake dan exhaust) tertutup, sedangkan piston kembali bergerak menuju TMA. Campuran udara dan bahan bakar yang terkompresi, suhu dan tekanannya naik, sehingga akan mudah terbakar. Pada saat akhir langkah kompresi, busi memercikkan bunga api untuk proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar yang telah terkompresi.
Gambar 2.20 Langkah Kompresi (Compression Stroke) 3. Langkah usaha Pada saat akhir langkah kompresi (±8 o sebelum TMA), busi memercikkan bunga api. Penyalaan percikan bunga api dilakukan sebelum TMA dikarenakan untuk mendapatkan tekanan pembakaran maksimum yaitu pada saat piston telah mencapai TMA. Pembakaran campuran udara dan bahan bakar memerlukan waktu, seperti yang terlihat pada gambar berikut :
Gambar 2.21 Grafik Pembakaran commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 19
Tekanan tertinggi pembakaran pada titik 3 setelah TMA, sehingga dorongan yang terjadi pada piston di titik tersebut sangat kuat. Piston bergerak menuju ke TMB karena ledakan dari pembakaran, gerakan inilah sebagai sumber awal gerakan motor. Pada saat itu juga kedua valve (intake dan exhaust) tertutup. Exhaust valve terbuka ketika akhir langkah usaha (piston di TMB).
Gambar 2.22 Langkah Usaha (Power Stroke) 4. Langkah buang Langkah terakhir ini dilakukan setelah pembakaran. Piston akibat pembakaran akan terdorong hingga ke TMB (Titik Mati Bawah). Setelah itu, piston akan mendorong gas sisa hasil pembakaran ke TMA dan exhaust valve membuka sementara intake valve tertutup. Oleh karena itu, gas buang akan terdorong ke luar menuju lubang Exhaust Manifold. Setelah gas buang bersih, kemudian mengulangi langkah ke 1 (langkah hisap) dan seterusnya.
Gambar 2.23 Langkah Buang (Exhaust Stroke) 2.2.3 Exhaust Manifold Exhaust Manifold menampung gas bekas dari semua silinder dan to user pipe). Exhasut manifold dibaut mengalirkan gas tersebut ke pipacommit buang (exhaust
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 20
pada kepala silinder, saluran manifold disambungkan langsung pada lubang gas bekas (exhaust port) pada silinder.
Gambar 2.24 Exhaust Manifold Terdapat oksigen sensor pada pipa buang, yang berfungsi untuk mendeteksi kandungan oksigen pada gas sisa pembakaran.
Gambar 2.25 Sensor Oksigen 2.2.4 Pipa Buang Pipa buang (exhaust pipe) adalah pipa baja yang mengalirkan gas bekas dari exhaust manifold ke udara bebas. Pipa itu sendiri dibagi beberapa bagian, pipa bagian depan (front pipe), pipa bagian tengah (center pipe), pipa bagian belakang (tail pipe). Susunan dibuat sedemikian rupa untuk mempermudah saat penggantian catalytic converter atau muffler tanpa melepas keseluruhan.
commit to user Gambar 2.26 Pipa Buang
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 21
2.2.5 Catalytic Converter Catalytic converter merupakan komponen muffler dari emission control system. Bertujuan untuk mengurangi jumlah CO (karbon monoksida), HC (hidrokarbon) dan NOx (nitrogen oksida) yang terkandung dalam gas sisa hasil pembakaran. Sebuah catalytic converter terdapat platinum, paladium dan rhodium yang dapat mengurangi CO , HC, dan NOx.
Gambar 2.27 Catalitic Converter 2.2.6 Muffler Gas sisa hasil pembakaran (exhaust gas) dikeluarkan dari mesin dengan tekanan yang tinggi (kira-kira 3-5 kg/cm2) dan temperaturnya sekitar 600-800oC. Besarnya panas ini kira-kira 34 % dari energi panas yang dihasilkan oleh mesin. Apabila gas buang dengan panas dan tekanan yang tinggi seperti ini langsung ditekan keudara luar, maka gas tersebut akan mengembang dengan cepat sekali dan menyebabkan timbulnya suara ledakan yang keras. Muffler digunakan untuk mencegah terjadinya hal tersebut. Gas buang dikurangi tekanannya dan didingikan saat melalui muffler.
commit to user Gambar 2.28 Muffler
perpustakaan.uns.ac.id
2.3
digilib.uns.ac.id 22
Sistem Kontrol Elektronik ECS (Elektronik Control System) berfungsi agar sistem injeksi bahan bakar
dapat bekerja dengan baik, tepat dan selalu sesuai dengan kondisi operasional mesin, sehingga diperoleh engine dengan performansi yang tinggi, efisien terhadap pemakaian bahan bakar dan gas buang yang dihasilkan ramah lingkungan (tingkat polusinya rendah).
Gambar 2.29 Sistem Kontrol Elektronik pada EFI Pada dasarnya ECS (Elektronik Control System) terdiri dari tiga bagian utama, yaitu : Sensor : berfungsi untuk mendeteksi kondisi dan kerja mesin. Sensor-sensor ini mengukur jumlah udara yang dihisap, beban mesin, temperatur air pendingin, temperatur udara, dan lain-lain. Sensor juga sebagai sistem koreksi air fuel ratio dan juga sebagai ignition control system. ECU : berfungsi sebagai processor atau pengolah data dari semua masukan sensor, yang selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk kesimpulan yang akan dilaksanakan actuator. Actuator : berfungsi melaksanakan semua kesimpulan atau perintah ECU dalam bentuk kerja. 2.3.1 Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik Pada sistem kontrol elektronik menggunakan sensor untuk mendeteksi nilainilai fisik menjadi nilai listrik, sehingga ECU menerima nilai tersebut sebagai data masukan. Dimana masukan tersebut pada range voltage 0 - 5 volt. ECU akan commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 23
mengolah data berdasarkan masukan dari sensor-sensor tersebut. Oleh karena itu aktuator akan bekerja berdasarkan masukan yang telah diolah oleh ECU.
Gambar 2.30 Prinsip Kerja Sistem control Elektronik 2.3.2 Sensor Sensor merupakan bentuk dari pendeteksi atau pengindra (berpresisi tinggi) suatu keadaan. Hasil deteksi oleh sensor tersebut akan mengeluarkan bentuk sinyal tertentu, dimana sensor tersebut bekerja dalam satu kesatuan sistem sensor dan dapat mengontrol suatu kerja sistem yang lebih besar. Dalam istilah mesin, kesatuan sistem sensor ini sering disebut ECU, dimana di dalam ECU ini terdapat micro computer yang berfungsi untuk mengontrol seluruh sistem kerja mesin berdasarkan sinyal-sinyal dari sensor yang mendeteksi kondisi dan kerja mesin tersebut. Dengan menggunakan metode sensor ini tentunya kerja mesin semakin efisien, karena mesin akan bekerja sesuai dengan segala bentuk kondisi dan kerja yang terjadi. Sensor-sensor yang terdapat pada sistem injeksi adalah sebagai berikut : a) Intake Air Temperature Sensor (IAT)
to user Gambar 2.31 commit Intake Air Temperature Sensor
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 24
Sensor temperatur udara masuk (Intake air temperature) merupakan sensor koreksi yang biasanya terletak pada air cleaner atau hose antara air cleaner dengan throttle body. Sensor ini berupa thermistor dengan bahan semikonduktor yang mempunyai sifat semakin panas temperatur maka nilai tahanannya semakin kecil. Sensor Intake air temperature memiliki 2 kabel yang keduanya dari ECU. ECU akan mensuplai tegangan maksimal sebesar 5 volt dan memberi ground untuk sensor. Karena nilai tahanan pada sensor bervariasi akibat perubahan temperatur maka tegangan yang mengalir dari ECU juga bervariasi. Variasi tegangan inilah yang dijadikan dasar bagi ECU untuk menentukan temperatur udara masuk yang tepat sebagai input untuk menentukan koreksi jumlah bahan bakar yang disemprotkan oleh injektor.
Gambar 2.32 IAT Circuit b) Air Flow Meter Sensor (untuk sistem L-EFI) MAF (Massa Air Flow Meter) salah satu jenis sensor dengan tipe measuring plate, yang terdiri atas plat pengukur, pegas pengembali, dan potensiometer.
Gambar 2.33 Air Flow Meter Udara yang masuk ke intake air chamber akan dideteksi dengan gerakan commit to user membuka dan menutup plat pengukur. Plat pengukur ini ditahan oleh sebuah
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 25
pegas pengembali. Plat pengukur dan potensiometer bergerak pada poros yang sama sehingga sudut membuka plat pengukur ini akan diubah nilai tahanan potensiometer. Variasi nilai tahanan ini akan dirubah menjadi tegangan output sensor ke ECU sebagai dasar untuk menentukan jumlah udara yang masuk ke intake air chamber.
Gambar 2.34 Air Flow Meter Circuit c) Manifold Absolute Pressure Sensor (untuk sistem D-EFI) Manifold Absolute Pressure (MAP) adalah sensor yang mendeteksi tekanan udara yang masuk ke intake air chamber sebagai dasar penghitungan jumlah udara melalui IC (integrated circuit) yang terdapat di dalam sensor ini. MAP sensor menghasilkan sinyal tegangan yang segera dikirim ke ECU. Oleh ECU sinyal tegangan ini digunakan untuk menentukan koreksi penginjeksian bahan bakar.
Gambar 2.35 MAP sensor MAP sensor terdiri dari semi konduktor tipe pressure converting element yang berfungsi merubah fluktuasi tekanan manifold menjadi perubahan tegangan dan IC yang memperkuat perubahan tegangan. Pada MAP sensor juga terdapat 3 jenis kabel yaitu input 5 volt (reverence voltase) dari ECU, ground dan output dari sensor ke ECU bervariasi antara 0- 5 volt. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 26
Gambar 2.36 MAP Sensor Circuit d) Throttle Position Sensor Throttle Position Sensor (TPS) adalah sensor pada sistem EFI yang berfungsi mendeteksi besarnya pembukaan throttle valve dengan menggunakan potensiometer.
Gambar 2.37 Throttle Position Sensor Throttle position sensor terletak menempel pada throttle body dan wujudnya adalah potensiometer (variable resistor) yang dihubungkan dengan poros throttle valve, untuk mendeteksi besarnya pembukaan katup gas (throttle valve) tersebut secara akurat, dengan keluarannya adalah tegangan 0 – 5 volt yang dikirim ke electronic control unit (ECU).
commit to user Gambar 2.38 Throttle Position Sensor Circuit
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 27
e) Water Temperatur Sensor (THW) Cairan pendingin pada radiator dideteksi oleh sensor ini, kemudian sensor ini mengirim sinyal ke ECU dan ECU memerintahkan untuk mengatur pembukaan katup by pass (ISC – Idle Speed Control) agar putaran idle tetap terjaga. Selain itu, suhu cairan pendingin juga menentukan banyaknya bahan bakar yang diinjeksikan.
Gambar 2.39 Water Temperature Sensore Circuit f) Cam Position Sensor (Sensor G)
Gambar 2.40 Sensor pendeteksi camshaft Cam Position Sensor disebut juga dengan sensor G, karena sinyal yang dihasilkan adalah G signal. Pada beberapa sensor ini berfungsi untuk mengontrol Variable Valve Timing System (VVT-I), ECU akan mengubah kedudukan camshaft dengan cara mengrimkan sinyal ke OCV (oil control valve) untuk mengatur tekanan oli yang akhirnya camshaft akan berubah posisinya yang diinginkan oleh ECU.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 28
g) Crankshaft Position Sensor (Sensor NE)
Gambar 2.41 Sensor pendeteksi crankshaft Crankshaft Position Sensor disebut juga dengan Sensor NE, karena sinyal yang dihasilkan adalah NE signal. Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi posisi crankshaft, dan kecepatan putaran (rpm) mesin. Sinyal NE dikombinasikan dengan sinyal G akan menunjukkan silinder yang sedang melakukan langkah kompresi dan dari itu ECU dapat memprogram engine firing order (pengapian). Beberapa tipe kendaraan konstruksi CKP (Crankshaft Position Sensor) terdapat di dalam distributor. h) Starter Signal (STA)
Gambar 2.42 Starter signal Signal STA ini digunakan jika poros engkol mesin diputar oleh starter motor. Pada saat awal mesin dinyalakan, aliran udara lambat dan suhu udara rendah, sehingga penguapan bahan bakar tidak baik (campuran akan kurus). Untuk meningkatkan kemampuan start mesin (agar mesin mudah hidup) commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 29
diperlukan campuran mesin yang kaya. Signal STA akan digunakan untuk menambah volume injeksi selama start engine. i) Knock Sensor
Gambar 2.43 Sensor pendeteksi knocking Knock sensor dipasang pada cylinder block dan berfungsi mendeteksi getaran pada cylinder block untuk mencegah terjadinya knocking. Knocking terjadi ketika campuran udara dan bahan bakar yang terkompresi terbakar dengan sendirinya karena panas yang tinggi didalam ruang bakar, dan biasanya terjadi pada putaran tinggi. Bila terjadi knocking, ECU akan mengeluarkan perintah untuk mengundurkan timing pengapian agar tidak terjadi knocking. Bila knocking berhenti, ECU akan memajukan timing pengapian kembali pada posisi semula. Pada koreksi ini saat pengapian dimundurkan maksimum ± 100, Ketika terjadi knocking pembakaran yang terjadi tidak sempurna dan menghasilkan kadar NOx yang tinggi pada gas buang. Sehingga ECU memerintahkan EGR (Exhaust Gas Recirculation) untuk menyirkulasikan kembali gas buang ke dalam intake manifold. Kandungan oksigen pada gas buang tesebut adalah rendah, sehingga dapat mengurangi panas pada kompresi dan pembakaran untuk menghindari terjadinya knocking. j) Oxygen Sensor Setiap mesin yang memiliki efisiensi tinggi harus mampu menghasilkan asap pembuangan yang sebersih mungkin. Untuk menghasilkan asap pembuangan tersebut perbandingan udara dan bahan bakar perlu dijaga agar mendekati pembakaran sempurna (stoichiometric). Dalam hal ini, sensor commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 30
oksigen mendeteksi apakah perbandingan udara dan bahan bakar terlalu gemuk atau terlalu kurus. Sensor ini terletak pada exhaust manifold.
Gambar 2.44 Oxigen sensor Cara Kerja : Sifat titania tahanannya akan berubah sesuai dengan konsentrasi pada gas buang. Tahanan ini berubah secara tiba-tiba pada batas antara perbandingan teoritis gemuk dan kurus. Tahanan titania berubah apabila temperaturnya berubah. Oleh karena itu, pemanas (heater) pada sensor berfungsi agar temperatur pada tahanan titania konstan. Pemanas berhubungan dengan terminal HT dan +B pada ECU. ECU selalu mensuplai tegangan keterminal OX, karena perubahan tahanan titanius, tegangan tersebut akan berubah dikisaran tegangan reverensif ±0,45 volt. ECU akan mengolah perubahan tegangan tersebut. Apabila hasilnya menunjukan tegangan diatas 0,45 volt, yaitu bila tahanan sensor oksigen rendah, ECU menyimpulkan bahwa perbandingan campuran adalah kaya. Bila tegangan OX kurang dari 0,45 volt (tahanan sensor oksigen besar), ECU menyimpulkan bahwa perbandingan campurannya kurus.
commit to user Gambar 2.45 Oxigen Sensor Circuit
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 31
k) Vehicle Speed Sensor (VSS) Vehicle Speed Sensor dipasang pada output transmisi dan berfungsi mendeteksi kecepatan putar poros output transmisi/transaxle atau kecepatan roda. Sensor ini terdiri dari magnet permanen, koil, dan core. Sinyal yang dihasilkan dalam bentuk tegangan AC yang kemudian dikirim ke ECU. Pada beberapa tipe kendaraan hasil sinyal Vehicle Speed Sensor digunakan untuk menggerakkan speedometer. Pada beberapa kendaraan lainnya yang dilengkapi anti-lock brake system (ABS), sinyal yang dihasilkan akan dikirim ke ECU untuk mengontrol kerja rem pada kendaraan tersebut.
Gambar 2.46 Vehicle Speed Sensor 2.3.3 ECU (Electronic Control Unit) ECU menerima dan mengelola seluruh informasi atau data yang diterima dari masing-masing sinyal sensor yang ada dalam mesin. Informasi yang diperoleh dari sensor antara lain berupa informasi tentang suhu udara, suhu oli mesin, suhu air pendingin, tekanan atau jumlah udara masuk, posisi katup throttle atau katup gas, putaran mesin, posisi pengapian, dan informasi yang lainnya.
Gambar 2.47 ECU 7K-E Pada umumnya sensor bekerja pada tegangan antara 0 volt sampai 5 volt. commit to user Selanjutnya ECU menggunakan informasi-informasi yang telah diolah tadi untuk
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 32
menentukan timing injektor menyemprotkan bahan bakar dengan mengirimkan tegangan listrik ke solenoid injektor. Disamping mengontrol injektor, ECU juga mengontrol sistem pengapian, dan aktuator lainnya. 2.3.4 Aktuator Aktuator
berfungsi
melaksanakan
atau
mengaktualisasikan
semua
kesimpulan atau perintah ECU dalam bentuk kerja. Signal-signal sensor yang diterima oleh ECU akan diolah untuk memberikan perintah pada actuator, sehingga actuator akan melaksanakan kerjanya sesuai dengan kondisi engine. Berikut ini adalah beberapa actuator yang terdapat pada engine : a) Injector Injector adalah nosel elektro magnet yang akan menginjeksi bahan bakar sesuai dengan sinyal dari Electronic Control Unit (ECU). Injektor-injektor dipasang melalui insulator ke intake manifold atau cylinder head dekat lubang pemasukan (intake port) dan dijamin oleh delivery pipe.
Gambar 2.48 Injector Bila sinyal dari Electronic Control Unit (ECU) diterima, coil solenoid bekerja membentuk medan magnet, sehingga plunger akan tertarik melawan pegas. Karena needle valve dan plunger merupakan satu unit, needle valve juga tertarik dari kedudukan dan bahan bakar akan diinjeksikan. Volume bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan perintah dari Electronic Control Unit (ECU). b) Fuel Pump Pompa bahan bakar elektronik (electronic fuel pump) digunakan untuk commit to user mnsuplai bahan bakar dalam tekanan tinggi pada kendaraan dengan sistem
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 33
injeksi. Pompa bahan bakar dipasang dengan saringan bahan bakar, regulator tekanan, fuel sender gauge, dan lain-lain. Pump impeller diputar oleh motor untuk mengkompresi bahan bakar, agar dapat mengalir dengan tekanan yang tinggi. Check valve tertutup saat pompa dihentikan untuk menjaga tekanan dalam jalur bahan bakar dan memudahkan start ulang mesin. Relief valve terbuka saat tekanan pada sisi outlet terlalu tinggi untuk mencegah tekanan bahan bakar menjadi terlalu tinggi.
Gambar 2.49 Fuel pump c) Idle Speed Control (ISC) Idle Speed Control (ISC) mengontrol kecepatan idle dengan cara mengubah volume udara yang masuk melalui saluran by pass throttle valve dan menyetel putaran idle sesuai perintah dari ECU.
Gambar 2.50 Idle speed control Apabila suhu cairan pendingin masih relatif dingin, maka katup ISC akan membuka lebih besar, sehingga putaran idle tetap terjaga. Apabila suhu cairan pendingin mulai mencapai panas yang standar minimum, maka putaran mesin to user untuk mengecilkan pembukaan semakin turun. ECU kembalicommit memerintah
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 34
katup ISC sehingga putaran idle tetap terjaga. Hal tersebut berlaku sama ketika air conditioner (AC) dinyalakan, katup ISC akan membuka lebih besar, sehingga putaran idle tetap terjaga. d) Exhaust Gas Recirculation (EGR) Exhaust Gas Recirculation (EGR) berfungsi membantu menekan kandungan polutan pada gas buang, terutama kandungan NOx yang dihasilakan selama beroperasi dalam temperatur pembakaran yang tinggi. Exhaust Gas Recirculation (EGR) mengurangi NOx dengan menyirkulasi gas buang kedalam intake manifold yang kemudian dicampur dengan udara dan bahan bakar. Dengan kondisi campuran tersebut, tekanan dan temperatur pembakaran yang tinggi akan turun, sehingga kandungan NOx pada gas buang berkurang.
Gambar 2.51 Exhaust gas recirculating (EGR) e) Main Relay Main relay menjamin besar tegangan (agar tidak turun) pada sebuah rangkaian kelistrikan. Pada sistem injeksi main relay digunakan untuk mensuplai arus yang dibutuhkan oleh ECU dan ful pump.
commit to user Gambar 2.52 Relay
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 35
f) Malfunction Indicator Lamp (MIL) Malfunction Indicator Lamp (MIL) akan mendeteksi kerusakan pada sensor-sensor yang mengalami gangguan atau rusak. Kerusakan (malfungtion) akan diperlihatkan oleh indicator lamp pada dash board dalam bentuk data trouble code (DTC) dengan kedipan lampu. Data trouble code pada kendaraan berbeda-beda. Contoh pembacaan DTC pada sistem injeksi 7K-E : ON OF
Gambar 2.53 Data Trouble Code Dalam manual service angka 2*4 menunjukkan trouble pada Circuit Intake Air Temperature Sensor.
Gambar 2.54 Check engine g) Igniter Unit Memicu timbulnya letikan api pada busi.
Gambar 2.55 Igniter h) Data Link Connector (DLC) Sebagai interface ke Engine scanner tool. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 36
Gambar 2.56 Check conector 2.3
Emisi Gas Buang Pada beberapa mesin mobil dapat diatur CO% nya, tetapi banyak mobil
keluaran baru yang tidak bisa lagi diatur CO% nya karena sudah secara otomatis diatur oleh ECU (Engine Control Unit). Untuk itu kondisi komponen mesin lainnya akan berpengaruh besar pada kualitas pembakaran pada mesin yang berdampak pada emisi gas buang. 2.4.1 Ambang Batas Uji Emisi Untuk mobil berbahan bakar bensin dapat diukur adalah unsur CO, HC, O 2, CO2 dan Lambda (beberapa jenis alat dapat mengukur kadar NOx). Namun untuk syarat kelulusan uji emisi, yang dilihat hanya unsur CO (karbon monoksida) dan HC (hidrokarbon) saja. Mobil Sistem Karburator: Tahun Produksi sebelum 1985 CO max: 4.0 % HC max: 1000 ppm. Tahun Produksi 1986-1995: CO max: 3.5% HC max: 800ppm Tahun Produksi di setelah 1996: CO max: 3.0% HC max: 700ppm
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 37
Mobil Sistem Injeksi (EFI – Electronic Fuel Injection): Tahun Produksi 1986-1995: CO max: 3.0% HC max: 600ppm Tahun Produksi di setelah 1996: CO max: 2.5% HC max: 500ppm Untuk mobil bermesin diesel (bahan bakar solar), yang disyaratkan untuk kelulusan uji emisi adalah nilai Opasitas (kepekatan) asap saja. Tahun Produksi sebelum 1985: Opasitas max: 50% Tahun Produksi 1986-1996: Opasitas max: 45% Tahun Produksi di setelah 1996: Opasitas max: 40% (Sumber : Pemprov. DKI Jakarta, Februari 2006).
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1
Perencanaan Pelaksanaan Proyek Akhir Perencanaan dalam Proyek Akhir adalah suatu rencana yang disusun untuk
proses pengerjaan Proyek Akhir dengan tujuan agar dalam pengerjaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat. Apabila menemui kesalahan, untuk perbaikan tidak jauh dari proses yang telah direncanakan. Oleh karena itu sebelum melaksanakan proyek akhir dibuat perencanaan pengerjaan modifikasi engine Toyota Kijang 5K menjadi sistem injeksi sebagai berikut : 1. Pengujian awal engine 5K; - Tes fuel consumption - Uji emisi 2. Persiapan sistem injeksi pada engine 7K; - Memeriksa kondisi engine stand injeksi (engine 7K) - Repair dan replace komponen abnormal - Menghidupkan engine stand injeksi (engine 7K) - Standarisasi wiring 3. Pelepasan Komponen Injeksi dan pengapian engine 7K; - Prepare pelepasan komponen - Penandaan wiring dan konektor 4. Pelepasan komponen sistem bahan bakar dan pengapian engine 5K; - Pelepasan komponen - Analisa perbedaan dengan komponen engine 7K - Modifikasi atau penyesuaian perbedaan komponen 7K dengan 5K 5. Pengadaan komponen yang dibutuhkan dalam modifikasi; 6. Pemasangan dan modifikasi komponen injeksi engine 7K pada engine 5K; - Pembersihan pada engine 5K dan komponen yang akan dipasang - Modifikasi dan pemasangan komponen engine 7K pada engine 5K a. Sistem bahan bakar b. Sistem udara masuk c. Sistem pengapian
commit to user 38
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 39
- Standarisasi pemasangan komponen sistem bahan bakar, udara masuk, dan pengapian 7. Finishing pengerjaan pemasangan komponen injeksi engine 7K pada engine 5K; - Pemeriksaan bagian atau komponen yang kurang sempurna - Perbaikan atau improve pemasangan dan penyetelan 8. Pengetesan dan pengujian akhir engine modifikasi; - Tes engine - Tes fuel consumption - Uji emisi 9. Penyelesaian Laporan Proyek Akhir; Untuk lebih jelasnya program kerja atau perencanaan pengerjaan proyek akhir tersebut dibuat sebuah bagan sebagai berikut :
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
Bagan perencanaan :
digilib.uns.ac.id 40
Pengujian awal
Persiapan sistem injeksi engine 7K
Pemeriksaan engine
Repair & replace
komp Prepare pelepasan komponen
Pelepasan sistem injeksi 7K
Test engine
tidak
baik Standarisasi wiring
Penandaan wiring & conector
OK OK
Pelepasan sistem bahan bakar dan pengapian engine 5K
Analisa perbedaan dengan komponen engine 5K dg 7K
Pengadaan Sparepart
Pembersihan engine 5K dan komponen injeksi
Pemasangan & modifikasi komponen injeksi 7K pada engine 5K
Modifikasi
OK
Modifikasi
Pemasangan & Standarisasi
Pelepasan komponen
Finishing Pengerjaan
Pemeriksaan kelengkapan komponen
OK Perbaikan dan Penyetelan Pemeriksaan engine
Pengetesan dan pengujian akhir engine OK
Repair & replace
tidak
Penyetingan Akhir Test engine
baik Pengujian fuel consumption
Penyelasaian laporan Proyek Akhir
Uji emisi
OK
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
3.2
digilib.uns.ac.id 41
Gambar Komponen Sistem Udara Gambar teknik merupakan media komunikasi dalam bidang otomotif,
sehingga seseorang akan dapat dengan mudah mengetahui dan memahami komponen otomotif melalui gambar. Berikut ini adalah gambar komponen yang menyangkut sistem udara dan digambar dalam bentuk tiga dimensi dengan software Solid Work. a) Air Filter
Gambar 3.1 Air Filter b) Throttle Body
commit to user Gambar 3.2 Throttle Body
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 42
c) Air Intake chamber
Gambar 3.3 Air Intake Chamber d) Air Intake
Gambar 3.4 Air Intake Manifold commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 43
e) Exhaust Manifold
Gambar 3.5 Exhaust Manifold f) Exhaust Pipe
Gambar 3.6 Exhaust Pipe commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB IV MODIFIKASI DAN PEMBAHASAN
4.1
Spesifikasi Engine Pengerjaan modifikasi engine 5K Toyota Kijang Rover pada bagian sistem
bahan bakar karburator menjadi sistem bahan bakar injeksi beserta sistem elektroniknya diperlukan data spesifikasi standar dari kedua jenis engine tersebut. Engine yang akan di modifikasi adalah engine 5K Toyota Kijang Rover tahun 1989, sedangkan engine yang akan menjadi substitusi adalah Engine Stand Toyota Kijang 7K-E sumbangan dari Nasmoco. Terdapat beberapa kesamaan dan perbedaan yang begitu besar pada kedua engine ini, baik yang akan di modifikasi maupun engine substitusi. Dengan demikian untuk pengujian awal pelru diketahui spesifikasi dari kedua engine ini. Berikut ini adalah data spesifikasi untuk engine Kijang Rover dengan engine stand sumbangan dari Nasmoco : Tabel 4.1 Spesifikasi Engine Spesifikasi
Engine Kijang Rover 89
Engine Substitusi
5K
7K
Serial number EG
5K 03421
7K 0419608
Kapasitas engine
1500 cc
1800 cc
80,450 – 80,460 mm
80,358 – 80,368 mm
4
4
Tekanan kompresi
Std : 1.235 kPa
Std : 1.186 kPa
(pada 250rpm)
Min : 931 kPa
Min : 882 kPa
Sistim pengapian
Konvensional
ESA (Electronic Spark
(platina)
Advancer)
Karburator
EFI (Electronic Fuel
Jenis engine
Diameter piston (STD) Jumlah silinder
Sistim bahan bakar
Injection) Sumber : Pedoman Reparasi Mesin 5K,7K,7K-E (Toyota) Dari data diatas terlihat jelas perbedaan antara engine yang akan di modifikasi dengan engine substitusi. Dengan demikian perlu dilakukan commit to user 44
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 45
penyesuaian khusus sehingga komponen-komponen injeksi pada engine substitusi dapat diaplikasikan pada engine yang akan di modifikasi. 4.2
Pengujian Awal Pengujian awal pada kendaraan dilakukan untuk memperoleh data yang
berupa jumlah konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang. Sehingga diperoleh data ketika engine belum dimodifikasi dan setelah engine selesai dimodifikasi. Pengujian awal pada engine dibagi menjadi 2 bagian yaitu : 4.2.1 Konsumsi Bahan Bakar Sebelum melakukan modifikasi diperlukan data mengenai efisiensi sistem bahan bakar. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan konsumsi bahan bakar dari pemasangan sistem bahan bakar injeksi dibandingkan dengan sistem bahan bakar jenis karburator. Dengan demikian data hasil konsumsi bahan bakar ini dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa keuntungan dan kerugian mengenai proyek akhir ini. Untuk melakukan pengujian konsumsi bahan bakar tersebut diperlukan beberapa alat dan proses sebagai berikut : 1. Melepaskan selang bensin input dari saringan bensin yang menuju ke tangki bensin. Kemudian pada input saringan bensin tersebut dipasangi selang bensin yang panjangnya kurang lebih 2 meter.
Gambar 4.1 Pemasangan selang bensin pada input saringan 2. Menyiapkan gelas ukur dengan kapasitas 2 liter, kemudian mengisinya dengan bensin. Gelas ukur ditempatkan pada tempat datar, agar nilai volume bensin yang terdapat didalamnya bisa terbaca dengan baik guna meminimalkan commit to user ketidakakuratan ketika pengujian.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 46
Gambar 4.2 Gelas ukur yang diisi bensin 3. Memasukkan selang input saringan bensin ke dalam gelas ukur sehingga memungkinkan bensin di dalam gelas ukur dapat terhisap oleh pompa bensin.
Gambar 4.3 Selang input dimasukkan pada gelas ukur 4. Memasang analog tachometer untuk mengetahui kecepatan putar engine (RPM) ketika melakukan pengujian pada kecepatan putar mesin yang bervariasi.
Gambar 4.4 Pemasangan tachometer 5. Pengujian dilakukan dengan mengukur waktu pengurangan 100cc bensin dengan keadaan mesin tanpa beban (AC off), suhu kerja mesin tercapai (80 oC), dan divariasikan dalam berbagai RPM. Pengambilan data dilakukan dua kali di setiap putaran mesin dan diambil waktu rata-rata dari hasil data tersebut. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 47
Dari pengujian konsumsi bahan bakar (bensin) tersebut diperoleh beberapa hasil pada variasi putaran yang berbeda antara 900 – 3400 rpm. Hasil data tersebut adalah sebagai berikut: Tabel 4.2 Tabel Fuel Consumption Putaran mesin (rpm)
Waktu (menit/100 ml)
Fuel Consumption (ml/s)
900
6.13’
0,2677
1400
4.01’
0,4249
1900
2.57’
0,5659
2400
2.14’
0,7435
2900
1.48’
0,9216
3400
1.31’
1,0989
Dari data pengujian tersebut dapat dibuat grafik fuel consumption terhadap kecepatan putar engine. Grafik fuel consumption engine 5K pada beberapa variasi putaran tersebut adalah sebagai berikut :
Gambar 4.5 Grafik Fuel Comsumtion 4.2.2 Emisi Gas Buang Pengujian pada emisi gas buang dilakukan untuk mengetahui kadar udara yang terapat pada gas buang. Pada sistem konvensional dibandingkan dengan sistem injeksi, tentu berbeda kadar udara yang dihasilkan. Oleh karena itu commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 48
pengujian emisi gas buang perlu dilakukan untuk membandingkan ketika engine sebelum dimodifikasi dengan setelah engine dimodifikasi. Untuk melakukan pengujian emisi gas buang tersebut diperlukan beberapa alat dan pemasangan sebagai berikut : 1. Menyiapkan alat uji emisi dan melakukan penyetingan untuk penggunaan pada motor bensin, karena alat uji emisi ini juga dapat digunakan untuk melakukan uji emisi pada motor diesel.
Gambar 4.6 Gas Analizer 2. Memasang pipa sensor alat uji emisi pada muffler mobil Toyota Kijang Rover.
Gambar 4.7 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler 3. Melakukan record data komposisi gas buang yang dihasilkan oleh engine, dengan pengukuran pada keadaan idle tanpa beban. Kemudian melakukan print out hasilnya. Pengujian dilakukan di Bengkel Nasmoco Solo Baru. Pengujian dilakukan pada saat mesin putaran idle. Hasil uji emisinya adalah sebagai berikut : - Oli
: -
- CO
: 4,75 % Volume
- CO2
: 11,1 % Volume
- HC
: 896
- O2
: 1,27 % Volume commit to user : 0,888
- Lambda
ppm Volume
perpustakaan.uns.ac.id
4.3
digilib.uns.ac.id 49
Persiapan Sistem Injeksi Pada Engine 7K-E Setelah pengujian dilakukan pada mobil Kijang Rover selesai, maka perlu
dilakukan persiapan pada engine stand , untuk mengetahui apakah sistem injeksi yang akan digunakan dalam kondisi baik dan dapat disubtitusikan atau tidak. Untuk mempermudah modifikasi, engine stand harus dinyalakan terlebih dahulu untuk mengetahui kemungkinan troueble yang muncul ketika engine hidup. Langkah-langkah persiapan yang dilakukan adalah sebagai berikut : 4.3.1 Memeriksa Kondisi Engine Stand Pemeriksaan secara menyeluruh dilakukan pada engine stand untuk mengetahui kondisi mesin, sebelum dihidupkan. Pemeriksaan dilakukan pada komponen dan sistem diantaranya sebagai berikut : 1. Pemeriksaan sistem bahan bakar Pemeriksaan dilakukan dengan memerikasa komponen-komponen dalam sistem dan menambahkan bensin dalam tangki bensin. 2. Pemeriksaan sistem kontrol elektronik Pemeriksaan dilakukan pada sensor-sensor, ECU, kondisi dan jalur wiring, serta kelengkapan lampu indikator. Pemeriksaan pada sensor dilakukan berdasarkan buku manual pedoman reparasi mesin 7K. Pemeriksaan dengan menggunakan multi meter untuk mengukur hambatan dan tegangan yang sesuai spesifikasi pada setiap terminal sensor, dengan cara sesuai dengan buku pedoman reparasi. Hasil dari pemeriksaan : - Kerusakan pada MAP sensor, kemudian dilakukan perbaikan dengan memberikan plastic steel untuk menyambung konektornya.
Gambar 4.8 Perbaikan Pada MAP Sensor commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 50
- ECU yang digunakan tidak sesuai dengan ECU yang seharusnya digunakan pada sistem injeksi 7K. 3. Pemeriksaan sistem pengapian dan starter Memeriksa kondisi busi, kabel tegangan tinggi dan Coil. Membersihkan gap pada busi dengan amplas halus untuk menghilangkan terak. 4. Pemeriksaan oli mesin 5. Pemeriksaan air radiator 4.3.2 Menghidupkan Engine Stand Setelah pemeriksaan selesai, kemudian memasangkan baterai sebagai sumber arus pada engine stand. Start engine dapat dilakukan untuk menghidupkan mesin. Setelah engine hidup, didapatkan trouble sebagai berikut : - Pada saat posisi putaran gas konstan, putaran mesin tidak stabil. - Lampu indikator check engine walaupun sudah dihubungkan terminal E1-TE1, lampu menyala terus dan tidak menunjukkan kedipan mallfunction. - Gas buang hitam pekat. Ternyata trouble tersebut dikarenakan ECU yang tidak compatible dan rusaknya resistor pada rangkaian ECU yang menuju lampu check engine (terminal W). Sehingga ECU harus diganti dengan ECU 7K-E yang compatible dengan sistem injeksi tersebut. 4.4
Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 7K-E Persiapan
yang
dilakukan
sebelum
palepasan
komponen
adalah
menyediakan peralatan dan tempat yang diperlukan selama pelepasan. Adapun langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut : 4.4.1 Penandaan Wiring Konektor Penandaan setiap konektor pada wiring dilakukan dengan tujuan agar mempermudah dalam pemasangan nantinya, agar tidak terbalik maupun tertukar. Penandaan dilakukan dengan tulisan pada kertas dan ditempel pada wiring di setiap konektor. 4.4.2 Pelepasan Wiring Wiring pada engine 7K nantinya dipakai pada engine 5K, ketika sistem injeksi dipasang. Sehingga wiring harus dilepas dan distandarisasikan. Karena ECU diganti dengan ECU 7K-E maka wiring harus dibuat ulang. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 51
Gambar 4.9 Melepaskan Wiring 4.4.3 Pelepasan Komponen Sistem Udara Pelapasn komponen harus dilakukan dengan hati-hati dan memastikan terlebih dahulu semua kabel konektor sudah terlepas dari komponen. Adapun urutan dari pelepasan komponen adalah sebagai berikut : 1. Melepaskan Throttle Body Melepaskan baut yang mengikat throttle body dengan intake chamber.
Gambar 4.10 Melepaskan Throttle Body 2. Melepaskan Intake Chamber Melepaskan baut yang mengikat intake chamber dengan intake manifold dan head cylinder. Melepas saluran yang terhubung dengan intake chamber yaitu saluran untuk PCV dan saluran untuk boster rem.
to userIntake Chamber Gambar 4.11commit Melepaskan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 52
3. Melepaskan Komponen Sistem Bahan Bakar Melepaskan pressure regulator, delivery pipe, dan injector. Pelepasan harus dilakukan dengan hai-hati karena terdapat seal sebagai perapat bahan bakar pada komponen tersebut.
Gambar 4.12 Melepaskan Sistem Bahan Bakar 4. Melepaskan pipa buang Melepaskan pipa buang terlebih dahulu bertujuan untuk mempermudah untuk pelepasan Intake manifold dan exhaust manifold. Karena posisi kedua manifold tersebut terikat menjadi satu dan harus dilepaskan secara bersamaan.
Gambar 4.13 Melepaskan front pipe 5. Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold Melepaskan mur pengikat manifold dengan head cylinder. Posisi kedua manifold saling terikat, sehingga pelepasan harus dilakukan secara bersamaan. Setelah terlepas dari head cylinder barulah kedua manifold tersebut dapat dilepas dengan melepas baut pengikatnya. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 53
Gambar 4.14 Melepaskan Intake Manifold dan Exhaust Manifold 4.4.4 Membersihkan Komponen Komponen-komponen yang sudah terlepas, sebelum dibersihkan harus memastikan bahwa semua sensor sudah terlepas dari komponen. Pembersihan komponen intake chamber, intake manifold, dan exhaust manifold dapat dicuci dengan menggunakan air sabun, untuk kerak dibersihkan dengan sekrap dan diamplas permukaan yang terdapat bekas perpak dengan amplas halus. Sedangkan throttle body dapat dibersihkan dengan bensin. Setelah dicuci komponen dapat dikeringkan dengan menggunakan udara bertekanan tinggi kompresor.
Gambar 4.15 Membersihkan Komponen 4.5
Pelepasan Komponen Sistem Udara Pada Engine 5K Pada engine 5K komponen sistem udaranya masih konvensional, yaitu
masih menggunakan karburator untuk melayani sistem bahan bakarnya. Sebelum pelepasan komponen, menyiapkan dahulu peralatan dan tempat yang akan digunakan. Adapun langkah pelepasan komponen-komponen sistem udara pada engine 5K adalah sebagai berikut : commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 54
4.5.1 Pelepasan Komponen Sebelum pelepasan komponen dilakukan, wiring dan saluran-aluran selang yang terhubung pada sistem harus terlepas semuanya. Langkah-langkah pelepasannya adalah sebagai berikut : 1. Melepaskan Saringan Udara Saringan udara terletak diatas karburator, sehingga harus dilepas terlebih dahulu untuk mempermudah pelepasan komponen dibawahnya. Pelepasan hanya dengan melepaskan baut yang mengikatnya dengan karburator.
Gambar 4.16 Melepaskan Saringan Udara 2. Melepaskan front pipe Front pipe terikat dengan exhaust manifold, sehingga front pipe harus dilepas terlebih dahulu untuk pelepasan exhaust dan intake manifold. Bentuk front pipe pada engine 5K juga berbeda dengan bentuk front pipe pada engine 7K, sehingga nantinya perlu modifikasi dalam pemasangannya. 3. Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold Posisi karburator, intake dan exhaust manifold terikat menjadi satu. Sehingga pelepasan dapat dilakukan secara bersamaan dengan melepaskan baut pengikat pada cylinder head.
commit to user Gambar 4.17 Melepaskan karburator, intake dan exhaust manifold
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 55
4.5.2 Analisa Persamaan dan Perbedaan Komponen Analisa persamaan dan perbedaan antara kedua komponen bertujuan untuk mempermudah proses modifikasi yang akan dilakukan pada komponen tersebut. Pemeriksaan terutama dilakukan pada permukaan yang langsung berhubungan dengan engine. Pada kedua komponen dapat dilihat secara visual dari luarnya, tentunya terdapat beberapa persamaan dan perbedaan. Pada komponen yang jelas berbeda tentunya harus diadakan modifikasi untuk menyesuaikan komponen yang lainnya. Pada komponen yang sekiranya sama, harus dilakukan pengukuran atau pengemalan untuk mengetahui apakah kedua komponen tersebut benar-benar sama. Adapun pemeriksaan persamaan dan perbedaan kedua komponen yang diakukan adalah sebagai berikut : 1. Dudukan Intake dan exhaust manifold Pada intake dan exhaust manifold terdapat permukaan yang rata dan nantinya langsung terhubung dengan cylinder head sesuai dengan saluran hisap dan saluran buang.
Gambar 4.18 Persamaan permukaan intake dan exhaust manifold Pemeriksaan tersebut dilakukan pada permukaan kedua komponen dengan mengemalkan kedua komponen pada cylinder head. Hasil dari pengemalan diperoleh permukaan yang sama, sehingga dalam pemasangannya nanti tidak memerlukan modifikasi dan langsung dapat dipasang 2. Saluran pipa buang Bentuk dari kedua ujung pipa buang (front pipe) berbeda, hal tersebut dikarenakan konstruksi dari exhaust manifold juga berbeda. Tipe exhaust manifold pada engine 5K adalah tipe 4-1, yaitu empat exhaust port menjadi satu, sehingga pada sambungan front pipe hanya terdapat satu saluran buang. commit to user Tetapi tipe exhaust manifold pada engine 7K adalah tipe 4-2-1, yaitu empat
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 56
exhaust port menjadi dua saluran, sehingga pada sambungan front pipe terdapat dua saluran gas buang. Kemudian di front pipe, dua saluran tersebut menjadi satu. Modifikasi dilakukan dengan mengubah sambungan pada front pipe yang tadinya satu saluran menjadi dua saluran dengan cara dilas.
Gambar 4.19 Perbedaan Sambungan front pipe 3. Dudukan Distributor Dudukan distributor pada engine 5K sama dengan distributor engine 7K, sehingga pemasangan dapat langsung dilakukan tanpa modifikasi. 4.6
Pengadaan Komponen Pada Sistem Udara Pada komponen sistem injeksi 7K yang akan dipasang pada engine 5K,
terdapat beberapa komponen yang belum ada maupun rusak. Sehingga perlu pembelian komponen untuk melengkapi bagian yang kurang maupun mengganti komponen yang rusak tersebut. Komponen tersebut antara lain : 1. Gasket Terdapat beberapa gasket yang rusak dan perlu diganti, gasket tersebut antara lain : - Gasket intake dan exhaust manifold - Gasket muffler 2. Saringan Udara Pada engine 7K yang terdapat pada engine stand tidak dilengkapi dengan saringan udara, sehingga perlu pengadaan komponen saringan udara antaralain : - Filter casing - Filter element - Air conector pipe
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 57
3. Sensor Terdapat beberapa sensor yang kurang pada sistem injeksi, sehingga perlu pengadaan sensor tersebut agar nantinya engine normal, yakni tidak terdapat nyala lampu pada check engine. Sensor tesebut antara lain : - Air Temperature Sensor (sensor suhu udara) - Oxygen Sensor (sensor oksigen) 4. ECU ECU yang dipakai pada engine stand tidak compatible, yang menyebabkan nyala engine abnormal. Sehingga perlu pengadan ECU 7K-E yang compatible terhadap sistem injeksi yang akan dipasang. 4.7
Pemasangan dan Modifikasi Setelah perencanaan, pelepasan kedua komponen, dan analisa perbedaan
komponen selesai, maka proses pemasangan dan modifikasi dapat dilakukan untuk menyubsitusikan komponen sistem udara pada engine injeksi 7K-E ke engine 5K. Adapun pemasangan dan modifikasi dilakukan pada komponenkomponen berikut ini : 4.7.1 Membersihkan Komponen Pembersihan terutama dilakukan pada permukaan cylinder head tempat dudukan manifold, yaitu membersihkan terak dengan menggunakan skrap dan amplas halus.
Gambar 4.20 Permukaan Dudukan Manifold 4.7.2 Modifikasi dan Pemasangan Komponen Sistem Udara Komponen-komponen pada sistem udara ada yang dapat langsung dipasang pada engine dan ada yang tidak dapat langsung dipasang pada engine, sehingga to user harus dimodifikasi terlebih dahulu,commit komponen-komponen tersebut antara lain :
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 58
1. Dudukan oxygen sensor Pada sistem injeksi 7K-E ini harus terdapat oxygen sensor sebagai pengoreksi gas buang hasil pembakaran. Apabila tidak ada oxygen sensor, maka lampu check engine akan membacanya, dan jika E1 dan TE dihubungkan lampu check engine akan menyala menunjukkan data trouble code (DTC) 2*1 yaitu oxygen sensor.
Gambar 4.21 Dudukan oxygen sensor Letak dari oxygen sensor ini harus sedekat mungkin dengan gas buang yang baru keluar dari silinder agar pengoreksian sensor lebih akurat, oleh karena itu oxygen sensor ini terletak pada exhaust manifold. Pada exhaust manifold harus dimodifikasi dengan membuat ulir dengan diameter 18 mm untuk dudukan oxygen sensor. 2. Intake dan exhaust manifold Intake dan exhaust manifold dipasang pada permukaan cylinder head. Untuk pemasangan Intake dan exhaust manifold harus memakai baut pengikat yang terdapat pada engine 7K, sehingga baut pengikat tersebut harus dipindah ke engine 5K.
commit userakan dipindah Gambar 4.22 Bauttoyang
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 59
Setelah baut dipindah, perpak dapat dipasang terlebih dahulu sebagai perapat dan untuk mengurangi gesekan langsung dari kedua komponen, kemudian barulah intake dan exhaust manifold di pasang pada cylinder head.
Gambar 4.23 Pemasangan Intake dan Exhaust Manifold 3. Intake chamber Intake chamber adalah sambungan dari intake manifold, sehingga komponen tersebut dapat langsung dipasang tanpa proses modifikasi.
Antara intake
manifold dan intake chamber diberi perpak sebagai perapat dan untuk mengurangi gesekan antar kedua komponen. Intake chamber dipasang dengan mengencangkan baut yang mengikatnya dengan intake manifold.
Gambar 4.24 Pemasangan Intake Chamber 4. Throttle body Throttle body terletak pada intake chamber, sehingga pemasangan throttle body tanpa proses modifikasi. Setelah perpak dipasang, barulah throttle body dipasang dan mengencangkan baut yang mengikatnya dengan intake chamber. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 60
Gambar 4.25 Pemasangan Throttle Body 5. Modifikasi Saringan Udara Sistem injeksi pada engine stand tidak terdapat komponen saringan udara. Karena pada kendaraan fungsi saringan udara sangat penting, maka saringan udara harus dibuat dan harus menyesuaikan tempat yang ada pada kendaraan. Saringan uadara terdiri dari filter house, filter element, air conector pipe. Komponen-komponen tersebut dibeli di toko sparepart, kemudian dilakukan modifikasi untuk menyesuaikan tempat yang tersedia pada kendaraan. - Air conector pipe dapat dipasang dengan memberikan pengunci di ujung, yang nantinya berkaitan dengan throttle body dan filter house. Pada air conector pipe terdapat dudukan sensor intake air temperature. Karena air conector pipe terbuat dari bahan karet, maka pembuatan dudukan dapat dilakukan dengan mudah dengan melubanginya dengan cutter. Setelah air conector pipe terpasang, di sekitar dudukan perlu diberi sealer (treebond) agar udara luar tidak masuk (bocor).
Gambar 4.26 Pemasangan Air conector pipe commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 61
- Filter house dipasang pada body, sehingga perlu dibuatkan dudukan pada body dengan cara melubangi body sesuai lubang pada dudukan filter dengan mata bor 10 mm. Setelah lubang jadi, filter house dan filter element dapat dipasang dengan mengikatnya dengan baut M12.
Gambar 4.27 Dudukan Filter House - Pada permukaan filter house terdapat sedikit tonjolan-tonjolan, oleh karena itu dilakukan penggerindaan untuk meratakan permukaan kemudian diamplas. Selain itu didekat saluran keluaran udara diberi pipa T berlubang ± 3mm untuk saluran idle up AC. Setelah permukaan filter house rata, pengecatan dapat dilakukan untuk finishing. - Memasang komponen-komponen saringan udara pada kendaran sesuai dengan tempat yang tersedia.
Gambar 4.28 Pemasangan dan Modifikasi Air Filter 6. Modifikasi front pipe Front pipe yang akan dipasang harus dimodifikasi terlebih dahulu, karena front pipe yang terdapat pada kendaraan yang akan dimodifikasi mempunyai satu commit to user saluran pada front pipe (tipe 4-1). Sedangkan front pipe yang dipasang harus
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 62
mempunyai dua saluaran (tipe 4-2-1), karena saluran keluaran dari exhaust manifold juga dua saluran. Oleh karena itu, front pipe pada kendaraan yang hanya satu saluran harus dimodifikasi dengan mengganti ujung front pipe yang memiliki dua saluran. - Pengerjaan pertama adalah memotong ujung dari front pipe yang akan didimodifikasi menjadi 2 saluran dengan panjang yang disesuaikan dengan ujung front pipe yang akan dipakai.
Gambar 4.29 Ujung front pipe satu saluran - Memotong ujung front pipe yang akan digunakan dengan panjang sesuai dengan ujung front pipe yang sudah dipotong. Terdapat kebocoran pada sambungan front pipe, sehingga perlu dilakukan pengelasan untuk menambal front pipe tersebut. Setelah dilas, untuk finishing dengan meratakan hasil pengelasan maka harus digerinda dengan menggunakan gerinda tangan.
Gambar 4.30 Front pipe dua saluran - Untuk penyambungan front pipe harus pada posisi yang tepat agar front pipe dapat dipasang pada exhaust manifold. Oleh karena itu, harus dilakukan penyesuaian pada saluran front pipe yang telah dipotong, yaitu besar sudut userharus tepat agar front pipe dapat sambungan antara potongancommit front to pipe
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 63
dipasang pada exhaust manifold. Penyesuaian sudut tersebut dilakukan dengan mengemalkan potongan front pipe pada exhaust manifold, kemudian diberi tanda dengan tipe-x untuk alur pemotongan.
Gambar 4.31 Penyesuaian sudut front pipe Setelah sudut sudah tepat, proses pengelasan dapat dilakukan. Pengelasan awal untuk menyambung front pipe adalah las titik, baru kemudian dimalkan lagi. Apabila posisi front pipe sudah dapat dipasang maka pengelasan menyeluruh pada sambungan dapat dilakukan. Las yang digunakan adalah las karbit - front pipe dipasang dengan memberikan gasket yang baru pada setiap sambungan agar gas buang tidak bocor.
Gambar 4.32 Front pipe yang telah terpasang 4.7.3 Pemasangan Kontrol Elektronik Kontrol elektronik sangat berperan penting pada sistem injeksi ini, yakni mengontrol kerja seluruh komponen sistem injeksi. Kontrol elektronik dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sensor, electronic control unit (ECU), dan actuator. Pada awalnya ECU yang digunakan pada engine stand adalah ECU 5A-FE, sedangkan ECU yang dipakai pada sistem injeksi 7K seharusnya ECU 7K-E. to user sehingga perlu penyesuaian ECU commit 7K-E agar sistem dapat bekerja secara normal.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 64
Gambar 4.33 ECU 7K-E dan ECU 5A-FE 1. Pembuatan Wiring Dengan penggantian ECU maka wiring yang dipakai pada engine stand harus dirubah total untuk menyesuaikan wiring dengan ECU 7K-E. Wiring berfungsi untuk menghubungkan sensor-sensor ke ECU dan ECU ke aktuator serta komponen lainnya. Oleh karena itu wiring harus dibongkar total, kemudian dirangkai kembali dengan panjang sesuai jangkauan ECU yang berada dalam kendaraan dengan sensor-sensor dan aktuator yang terpasang pada engine. Pembuatan wiring harus berdasarkan data yang dapat menunjukkan namanama terminal disetiap konektor. Dengan data tersebut maka perangkaian wiring yang baru akan lebih mudah dan resiko kesalahan lebih kecil. Adapun panjang kabel baru disesuaikan dengan mengemalnya pada wiring yang lama. Perakitan wiring harus serapi mungkin agar tidak terjadi hubungan singkat.
Gambar 4.34 Perakitan wiring baru Setelah wiring sudah jadi, maka pemasangan sensor-sensor, actuator, dan komponen kelistrikan lainnyacommit pada engine to user dapat dilakukan.
Sensor-sensor
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 65
yang digunakan pada sistem injeksi 7K-E antara lain sensor intake air temperature, sensor throttle position, sensor mass absolute pressure, sensor oxygen, sensor water temperature, sensor NE. sedangkan aktuator yang dipasang antara lain injector, idle speed control, fuel pump. Selain sensor dan aktuator wiring juga mencakup sistem pengapian, indicator lamp, charger, starter dan lain sebagainya. 2. Pemasangan sensor-sensor pada engine : - Sensor intake air temperature Sensor intake air temperature terpasang pada air conector pipe. Dudukan sudah dibuat, sehingga sensor dapat langsung dipasang. Adapun terminal yang terdapat pada sensor intake air temperature adalah E2 dan THA.
Gambar 4.35 Letak Intake Air Temperature Sensor - Sensor throttle position Sensor throttle position terpasang pada samping throttle body yang langsung berhubungan dengan throttle valve. Terminal yang terdapat pada sensor throttle position sensor adalah VTA, VC, dan E2.
Gambar 4.36 Letak Sensor Throttle Position commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 66
- Sensor manifold absolute pressure Sensor manifold absolute pressure terletak pada intake chamber, MAP sensor mengindra tekanan uadara dalam chamber. Terminal yang terdapat pada sensor manifold absolute pressure adalah VC, PIM, dan E2.
Gambar 4.37 Letak Sensor Manifold Absolute Pressure - Sensor oxygen Sensor oxygen dipasang pada exhaust manifold. Sehingga exhaust manifold cover harus dilubangi untuk penempatan sensor oxygen. Terminal yang terdapat pada sensor oxygen adalah OX, E2, HT, dan B IG.
Gambar 4.38 Letak Sensor Oxygen - Sensor water temperature Sensor water temperature terletak pada sistem pendingin dekat thermostat valve. Sehingga pada waktu suhu kerja engine tercapai, sensor water temperature mengindra suhu air pendingin dan mengirimkan sinyal ke ECU untuk menurunkan putaran engine. Terminal yang terdapat pada sensor water temperature adalah THW, dan E2. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 67
Gambar 4.39 Letak Sensor water temperature - Sensor NE Sensor NE terletak pada pada distributor pengapian, sehingga untuk pemasangannya harus memasang dahulu distributor dari engine 7K pada mesin 5K yang dimodifikasi. Sensor NE menghasilkan signal NE untuk mengontrol timing pengapian dan penginjeksian bahan bakar. Terminal yang terdapat pada sensor NE adalah NE+, dan NE-.
Gambar 4.40 Letak Sensor NE 3. Pemasangan aktuator pada engine : - Idle speed control Idle speed control terletak pada throttle body yang mengatur pembukaan saluran bypass agar dapat diperoleh putaran idle. Terminal yang terdapat pada idle speed control adalah E2, RSO, dan B IG.
commit to user Gambar 4.41 Letak Idle Speed Control
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 68
- Injector Injector dipasang pada intake manifold dan dihimpit oleh delivery pipe. Terminal dari injector adalah B IG dan #10 atau #20.
Gambar 4.42 Letak Injektor - Fuel pump Pada sistem injeksi 7K-E ini fuel pump dipasang di dalam fuel tank. Sehingga dalam pemasangan fuel pump harus menurunkan fuel tank terlebih dahulu. Posisi fuel pump terendam oleh bahan bakar. Terminal dari ECU yang mengontrol fuel pump adalah FP yang mengeluarkan massa (-) dan dirangkai dengan relay untuk mengontrol fuel pump.
Gambar 4.43 Letak Fuel Pump 4. Pemasangan komponen lainnya pada engine : - Warning lamp Warning lamp terdapat pada dashboard, dan terhubung dengan sensor yang membaca kondisi mesin diantara lain tekanan oli, suhu air radiator, sistem pengisian, indikator rem parkir, lampu check engine, dan lain sebagainya. Pemasangan wiring harus commit dapat to menghubungkan antara warning lamp user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 69
dengan sensor. Pada engine yang dimodifikasi terdapat check engine lamp pada dashboard, sehingga harus dibuatkan dudukan pada dashboard. Check engine berfungsi membaca malfungtion engine ketika terjadi trouble. Check engine lamp memakai sinyal W (massa) dari ECU dan B IG, lampu yang dipakai pada check engine adalah lampu LED.
Gambar 4.44 Check Engine Lamp - OBD conector OBD conector dipasang pada wiring untuk dihubungkan dengan scan tool pada saat pemeriksaan engine. Pada OBD conector terdapat terminal E1, TE1, TE2, VF, dan W.
Gambar 4.45 OBD Conector - Starter dan charger Memasang wirring untuk sistem starter dan charger. - Memasang wiring pada kunci kontak, sebagai saklar uatama pada kendaraan. 4.8
Finishing Proses finishing terutama dilakukan pada wiring, karena wiring yang sudah
terpasang belum terbungkus dengan rapi. Wiring dirapikan dengan memberikan selubung pelindung kabel di sepanjang rangkaian, kemudian diisolasi. Agar lebih commit to user rapi, wiring ditali dengan tali kabel pada engine dan body.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 70
Gambar 4.46 Wiring Finshing Membuat dudukan ECU dibawah dashboard dan terlindung dari air, karena ECU sangat riskan dengan air.
Gambar 4.47 Letak ECU Setelah fnishing selesai, kemudian memeriksa volume air radiator dan oli sebelum start engine. Apabila volume sudah tepat, engine dapat di starter. 4.9
Pengujian Akhir Pengujian akhir pada kendaraan dilakukan untuk memperoleh data yang
berupa jumlah konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang. Sehingga diperoleh data ketika engine belum dimodifikasi dan setelah engine selesai dimodifikasi. Perbedaan dari kedua data tersebut merupakan kajian yang menjadi bahasan dalam laporan proyek akhir ini. Pengujian akhir pada engine dibagi menjadi 2 bagian yaitu : 4.9.1 Konsumsi Bahan Bakar Setelah engine selesai dimodifikasi, diperlukan data mengenai efisiensi bahan bakar. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan konsumsi bahan bakar dari sebelum dimodifikasi dan setelah dimodifikasi. Dengan demikian kedua data hasil konsumsi bahan bakar tersebut dapat dianalisa dan mengetahui commit to user boros tidaknya dalam penggunaan bahan bakar.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 71
Untuk melakukan pengujian konsumsi bahan bakar tersebut diperlukan beberapa alat dan proses sebagai berikut : 1. Melepaskan selang bensin input saringan bensin dan selang return yang menuju tangki bensin. Kemudian pada input saringan bensin tersebut disambung dengan selang bensin yang panjangnya kurang lebih 2 meter dan dipasang pompa bahan bakar. Kemudian menyiapkan gelas ukur dengan kapasitas 2 liter yang ditempatkan pada tempat yang datar dan diisi dengan bensin. 2. Memasang terminal pompa bensin dan kemudian memasukkan pompa bensin tersebut bersama selang return ke dalam gelas ukur yang telah terisi dengan bensin.
Gambar 4.48 Pemasangan pompa bensin pada gelas ukur 3. Memasang analog tachometer untuk mengetahui kecepatan putaran engine pada kecepatan putar (RPM) yang bervariasi. Terminal analog tachometer dipasang pada – coil dan + bateray.
Gambar 4.49 Pemasangan Tachometer commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 72
4. Menghidupkan engine dan menunggu sampai engine mencapai suhu kerja, kemudian melakukan pengujian dengan mengukur waktu pengurangan 100cc bensin dengan keadaan mesin tanpa beban (v-belt untuk AC dan power steering dilepas), dan divariasikan dalam berbagai RPM. Pengambilan data dilakukan dua kali di setiap putaran mesin dan diambil waktu rata-rata dari hasil data tersebut. Dari pengujian konsumsi bahan bakar (bensin) tersebut diperoleh beberapa hasil data sebagai berikut: Tabel 4.3 Tabel Fuel Consumption Putaran mesin (rpm)
Waktu (menit/100 ml)
Fuel Consumption (ml/s)
900
5.58’
0,2985
1400
3.85’
0,4329
1900
2.82’
0,5899
2400
2.23’
0,7462
2900
1.84’
0,9049
3400
1.57’
1,0582
Dari data pengujian tersebut dapat dibuat grafik fuel consumption terhadap kecepatan putar engine. Grafik fuel consumption engine 5K yang sudah dimodifikasi pada beberapa variasi putaran tersebut adalah sebagai berikut :
commit to user Gambar 4.50 Grafik Fuel Comsumption
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 73
4.9.2 Emisi Gas Buang Pengujian pada emisi gas buang dilakukan untuk mengetahui kadar udara yang terapat pada gas buang. Pada sistem konvensional dibandingkan dengan sistem injeksi, tentu berbeda kadar udara yang dihasilkan. Oleh karena itu pengujian emisi gas buang perlu dilakukan untuk membandingkan ketika engine sebelum di modifikasi dengan setelah engine di dimodifikasi. Untuk melakukan pengujian emisi gas buang tersebut diperlukan beberapa alat dan pemasangan sebagai berikut : 1. Menyiapkan alat uji emisi dan melakukan penyetelan untuk penggunaan pada motor bensin, karena alat uji emisi ini juga dapat digunakan untuk melakukan uji emisi pada motor diesel.
Gambar 4.51 Gas Analizer 2. Memasang pipa sensor alat uji emisi pada muffler mobil Toyota Kijang Rover.
Gambar 4.52 Sensor uji emisi dimasukkan dalam muffler 3. Melakukan record data komposisi gas buang yang dihasilkan oleh engine, dengan pengukuran pada keadaan idle tanpa beban. Kemudian melakukan print out hasilnya.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 74
Pengujian dilakukan di Bengkel Nasmoco Solo Baru, dengan hasil sebagai berikut : - Oli
: -
- CO
: 0,50 % Volume
- CO2
: 13,9 % Volume
- HC
: 369 ppm Volume
- O2
: 1,18 % Volume
- Lambda
: 1,027
4.10 Pembahasan Dari data yang diperoleh dari pengujian awal dan pengujian akhir dapat dilakukan analisa perbedaan engine sebelum dimodifikasi dengan engine setelah dimodifikasi. Analisa pembahasan tersebut dibagi menjadi 2 yaitu mengenai perbandingan konsumsi bahan bakar dan perbandingan emisi gas buang. 4.10.1 Konsumsi Bahan Bakar Perbandingan konsumsi bahan bakar dapat dilihat dari Tabel 4.4 di bawah mengenai konsumsi bahan bakar ketika mesin 5K menggunakan sistem konvensional dan setelah menggunakan sistem injeksi bahan bakar elektronik. Tabel 4.4 Perbandingan konsumsi bahan bakar kedua sistem Putaran mesin
Konsumsi bensin sistem
Konsumsi bensin sistem
konvensional (ml/s)
injeksi (ml/s)
900
0,2678
0,2985
1400
0,4149
0,4329
1900
0,5659
0,5899
2400
0,7435
0,7462
2900
0,9216
0,9049
3400
1,0989
1,0582
(rpm)
Dari tabel diatas terlihat tidak terdapat perbedaan konsumsi bahan bakar yang signifikan dari beberapa variasi putaran mesin antara 900 – 3400 rpm sehingga untuk lebih jelasnya dapat dilihat dengan menggunakan grafik perbandingan konsumsi bahan bakar sebelum dan setelah modifikasi. commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 75
Gambar 4.53 Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar Pada gambar di atas, grafik warna coklat menunjukkan konsumsi bensin sebelum mesin dimodifikasi, sedangkan grafik warna biru menunjukkan konsumsi bensin setelah mesin dimodifikasi. Pada putaran 900 - 1900 rpm konsumsi bahan bakar mesin dengan sistem injeksi (setelah modifikasi) sedikit lebih tinggi dari pada mesin dengan sistem konvensional (sebelum modifikasi), hal ini dikarenakan sistem injeksi elektronik yang digunakan adalah sistem injeksi mesin 7K yang dirancang untuk mesin berkapasitas 1800 cc sehingga jumlah bahan bakar yang disuplai lebih banyak. Namun pada putaran 2400 rpm konsumsi bahan bakar sistem injeksi dengan sistem konvensional hampir sama, hal tersebut dikarenakan sistem kontrol elektronik selalu melakukan pengoreksian terhadap kondisi mesin. Sedangkan pada putaran tertinggi yang diukur yaitu pada 3400 rpm konsumsi bahan bakar mesin injeksi lebih sedikit dari pada mesin konvensional karena pada putaran tinggi, meski sistem konvensional didesain untuk mesin yang lebih kecil (1500 cc) namun perbandingan bahan bakar dan udara tidak sebaik pada saat putaran idle, sehingga pada putaran ini terlihat jelas karakteristik mesin konvensional yang kurang baik dalam pengaturan perbandingan bahan bakar dan udara pada putaran tinggi. Sedangkan pada sistem injeksi perbandingan bahan bakar dan udara dapat ditakar dengan tepat pada setiap putaran oleh ECU berdasarkan kondisi mesin.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 76
4.10.2 Emisi Gas Buang Emisi gas buang adalah perbandingan kedua yang dapat dibahas berdasarkan data hasil pengujian awal dan akhir. Dengan membandingkan emisi gas buang dari sistem konvensional dengan sistem injeksi, maka akan dapat diketahui keuntungan maupun kerugian dari sistem konvensional dan sistem injeksi dilihat dari emisi gas buang yang dihasilkan. Dari pengukuran kandungan emisi gas buang mesin sistem konvensional dengan sistem injeksi dapat dilihat pada Tabel 4.6 di bawah. Tabel 4.5 Perbandingan emisi gas buang pada kedua sistem Kandungan
Engine 5K
Engine Modifikasi (7K)
Oli
-
-
CO
4,75 % Volume
0,50 % Volume
CO2
11,1 % Volume
13,9 % Volume
HC
896
369
O2
1,27 % Volume
1,18 % Volume
0,888
1,027
Lamda
ppm Volume
ppm Volume
Karbon monoksida (CO) merupakan partikel terpenting yang harus diperhatikan pada gas buang kendaraan bermotor. Terlihat perbedaan antara mesin ketika menggunakan sistem konvensional dengan mesin ketika menggunakan sistem injeksi elektronik. Kandungan CO turun menjadi 0,50 % dari sebelumnya yang menunjuk pada angka 4,75 % dari volume total gas buang. Hal ini tentu sesuai dengan teori bahwa sistem injeksi mampu membakar bahan bakar dengan lebih sempurna dibanding dengan sistem konvensional. Pembakaran sempurna akan menghasilkan gas CO dengan prosentase yang lebih kecil. Selain kadar CO kadar HC yang merupakan zat berbahaya juga mengalami penurunan. Pada mesin dengan sistem konvensional terdapat gas HC sebesar 896 ppm dan ketika telah menggunakan sistem injeksi elektronik HC turun menjadi 369 ppm. Keberadaan karbondioksida (CO2) berkebalikan dengan karbon monoksida (CO). Pembakaran yang sempurna menghasilkan hanya CO2 dan H2O (uap air) tanpa gas CO. Semakin menurunnya kandungan CO maka kandungan CO2 akan commit to user semakin meningkat. Pada Tabel 4.5 terlihat prosentase CO2 pada mesin dengan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 77
sistem injeksi adalah 13,9 % dari volume total gas buang, ini berarti lebih tinggi dari pada mesin dengan sistem bahan bakar konvensional yang prosentasenya adalah 11,1 %. Kesimpulannya sistem bahan bakar injeksi elektronik lebih baik dari pada sistem bahan bakar konvensional karena pembakarannya lebih mendekati pembakaran yang sempurna karena kadar CO2 meningkat. Pada mesin ketika menggunakan sistem konvensional, nilai lamda adalah 0,888 sedangkan menggunakan sistem injeksi nilai lamda adalah 1,027 (lebih besar dari pada lamda sistem konvensional). Lamda menunjukan perbandingan AFR aktual dengan AFR stoikiometrik. Apabila AFR aktual lebih besar maka nilai lamda akan lebih besar 1. Namun apabila AFR aktual lebih kecil maka nilai lamda akan kurang dari 1. Lamda lebih dari 1 menunjukkan lebih irit karena mesin diberikan kelebihan udara dari pada yang dibutuhkan sehingga kecenderungan terjadi pembakaran sempurna akan lebih besar. Sedangkan lamda kurang dari 1 menunjukkan mesin boros karena udara yang dibutuhkan oleh mesin tidak terpenuhi sehingga pembakaran terjadi tidak sempurna. Dengan hasil lamda lebih dari 1 maka dapat disimpulkan mesin dengan sistem bahan bakar injeksi lebih irit dari pada sistem konvensional. Dari data hasil uji emisi maka diperoleh reaksi pembakaran sebagai beikut : - Reaksi pembakaran sebelum mesin dimodifikasi CO = 4,75 % CO2 = 11,1 % O2 = 1,27 % Lamda = 0,888 HC = 896 ppm (karena jumlahnya sangat kecil maka diabaikan) a.C8H18 + a.0,888.12,5(O2 + 3,76N2) b.H2O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2 + a.0,888.12,5.3,76N2 a.C8H18 + a.11,1(O2 + 3,76N2) b.H2 O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2 + a.41,74N2 Atom C
Atom H
a. 8 = 11,1 + 4,75 8a = 15,85 a = 1,98
a. 18 = 2b 1,98 . 18 = 2b commit to user
b = 17,83
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 78
Sehingga reaksinya adalah : 1,98C8 H18 + 1,98.11,1(O2 + 3,76N2) 17,83H2 O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2 + 1.98.41,74N2 1,98C8H18 + 21,97(O2 + 3,76N2) 17,83H2O + 11,1CO2 + 4,75CO + 1,27O2 + 82,63N2 Hasil dibagi dengan 1,98 : C8H18 + 11,09 (O2 + 3,76 N2) 9,01 H2O + 5,6 CO2 + 2,39 CO + 0,64 O2 + 41,73 N2
- Reaksi pembakaran setelah mesin dimodifikasi CO = 0,5 % CO2 = 13,9 % O2 = 1,18 % Lamda = 1,027 HC = 369 ppm (karena jumlahnya sangat kecil maka diabaikan) a.C8H18 + a.1,027.12,5(O2 + 3,76N2) b.H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 + a.1,027.12,5.3,76N2 a.C8H18 + a.12,84(O2 + 3,76N2) b.H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 + a.48,26N2 Atom C
Atom H
b. 8 = 13,9 + 0,5
a. 18 = 2b
8a = 14,4
1,8 . 18
a = 1,8
= 2b b = 16,2
Sehingga reaksinya adalah : 1,8C8H18 + 1,8.12,84 (O2 + 3,76N2) 16,2H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 + 1,98.48,26N2 1,8C8H18 + 23,11(O2 + 3,76N2) 16,2H2O + 13,9CO2 + 0,5CO + 1,18O2 + 86,8N2 Hasil dibagi dengan 1,8 : C8H18 + 12,8 (O2 + 3,76 N2) 9 H2O + 7,72 CO2 + 0,27 CO + 0,65 O2 + 48,22 N2 commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 79
Dari kedua reaksi pembakaran di atas dapat disimpulkan bahwa pada proses pembakaran 1 mol bensin (C8H18) menghasilkan jumlah mol gas buang yang berbeda antara mesin sebelum dimodifikasi (konvensional) dan setelah dimodifikasi (injeksi). Sebelum mesin dimodifikasi pembakaran 1 mol bensin menghasilkan 2,39 mol karbon monoksida (CO), sedangkan setelah mesin dimodifikasi pembakaran 1 mol bensin menghasilkan 0,27 mol karbon monoksida (CO). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pembakaran pada mesin dengan sistem bahan bakar injeksi lebih baik dari pada pembakaran pada mesin dengan sistem bahan bakar konvensional, hal ini ditunjukkan dengan jumlah mol gas CO yang lebih sedikit. Jumlah mol gas CO yang lebih sedikit juga berarti bahwa mesin sistem bahan bakar injeksi lebih ramah lingkungan dari pada mesin sistem bahan bakar konvensional.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB V PENUTUP 5.1
Kesimpulan Setelah menyelesaikan proyek akhir dengan judul Modifikasi Mesin Sistem
Konvensional Menjadi Sistim Bahan Bakar Injeksi Elektronik Pada Toyota Kijang 5K, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut ini : 1. Dalam proses modifikasi diperlukan beberapa penyesuaian pada komponen induksi udara, exhaust manifold, pipa buang, dan sistem kontrol elektronik. 2. Setelah dilakukan modifikasi, emisi gas buang pada sistem injeksi lebih ramah lingkungan. 3. Pada kedua sistem, konsumsi bahan bakar hampir sama. 5.2
Saran Beberapa saran yang dapat penulis sampaikan agar hasil Proyek Akhir
tersebut lebih baik adalah sebagai berikut : 1. Dalam melakukan pemeriksaan sistem yang dikontrol ECU harus dengan langkah yang benar sesuai petunjuk pada buku reparasi TOYOTA KIJANG 7K-E, agar tidak tejadi hubungan singkat yang dapat menyebabkan kerusakan pada ECU. 2. Pemberian Vehicle Speed Sensor yang diapsang pada transmisi, agar warning lamp check engine tidak menyala saat kendaraan digunakan. Dengan adanya Vehicle Speed Sensor, dashboard harus dirubah, karena setelah diberi Vehicle Speed Sensor, speedometer harus diganti. Speedometer yang digunakan inputannya adalah voltage AC yang dihasilkan oleh Vehicle Speed Sensor. 3. Untuk pemakaian mobil hasil modifikasi ini diharapkan selalu menjaga dan merawat kebersihan mobil serta sistem-sistem yang ada pada mobil ini.
commit to user 80