KAJIAN EKSPERIMENTAL SISTEM PENGAPIAN KONVENSIONAL DITINJAU DARI ASPEK PERAWATAN PREDIKTIF TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA ENGINE TOYOTA KIJANG TYPE 5K. Oong Hanwar(1) (1)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang ABSTRACT
In conventional engine there is a firing system which controlled mechanically by engine. This system thoroughly affected the consumption of the fuel. The main problem for user of 5K Toyota Kijang type is the big amount of fuel consumption. The aim of this paper is discuss about Coil< Distributor, Distributor cable, Spare plug, the error of setting, and improved the predictive maintenance method. Predictive maintenance with Changing the coil is giving the best result in fuel consumption (II condition, 1600 rpm, 0,15 kg\hour fuel consumption). The fixing of the firing system can make a saving in the fuel consumption at condition V, 1000 rpm, around 11, 04 %. The failure of the firing system component will block the high voltage current to combustion chamber that affect the combustion process. The Failure of the firing system component can make the engine blackout and have a big consumption of fuel. The conclusion is we should apply the inspection base maintenance strategy or predictive maintenance. Keywords: fuel consumption, effect the combustion 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Motor bakar bensin sebagai penggerak mula (prime mover) banyak dipakai pada kendaraan pribadi dan perkantoran. Ini disebabkan oleh motor bensin menghasilkan getaran dan suara mesin yang kecil dibandingkan dengan engine solar. Sekarang ini perkembangan engine kendaraan berbahan bakar bensin sangat pesat sekali. Produsen mobil bensin telah membuat dan meningkatkan kinerja engine bensin terutama merubah sistem pengapian yang memiliki efisiensi jauh lebih besar dari sebelumnya dan lebih memudahkan dalam perawatan. Walaupun produk-produk terbaru dari engine bensin sudah banyak dipergunakan masyarakat, engine bensin konvensional (produk lama) masih banyak dipergunakan oleh masyarakat. Ini disebabkan oleh faktor ekonomi. Pada kendaraan engine konvensional (salah satu contoh engine Toyota Kijang Tipe 5K) terdapat sistem pengapian yang dikendalikan secara mekanik oleh mesin. Sistem ini sangat berpengaruh sekali dalam konsumsi bahan bakar. Untuk itu pada bagian ini harus mendapat perhatian untuk dilakukan perawatan prediktif, supaya didapatkan kondisi kerja engine yang optimum. Komponen utama dari sistem pengapian pada mesin ini adalah baterai, koil, distributor, kabel tegangan tinggi dan busi. Secara teoritis terganggunya salah satu komponen pengapian ini akan mengakibatkan terganggungnya
komponen lain dan akan berdampak kepada konsumsi bahan bakar. Untuk itu supaya hal ini jangan terjadi harus dilakukan pengecekan atau perawatan prediktif tiap komponen dari sistem pangapian ini. Kondisi yang menjadi permasalah bagi pengguna kendaraan Toyota Kijang Type 5K besarnya konsumsi bahan bakar. Beranjak dari pemikiran di atas timbul suatu ide untuk melakukan penelitian tentang perawatan prediktif terhadap komponen utama dari sistem pengapian dan memikirkan bagaimana solusi konkrit untuk menjaga konsumsi bahan bakar engine Toyota Kijang 5K tetap mendekati optimum yang dari ditinjau dari kinerja sistem pengapian sehingga dapat dimanfaatkan oleh pemilik. Penelitian ini berawal dari borosnya konsumsi bahan bakar, hal ini menyebabkan para pengguna kendaraan Toyota Kijang Type 5K menggeluh. Oleh karena itu perlu dikaji pengaruh komponen sistem pengapian dalam menurunkan konsumsi bahan bakar Toyota Kijang 5K. Komponen sistem pengapian yang akan diteliti ada dua jenis yaitu kompen lama dan komponen baru. Ada beberapa tahapan dalam pengambilan data pengujian ini. 1. Melakukan pengukuran konsumsi bahan bakar tanpa melakukan penggantian komponen dengan menvariasikan putaran mesin. 2. Melakukan pengukuran konsumsi bahan bakar dengan melakukan penggantian per komponen
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 6, No.2,Desember 2009
dengan menvariasikan putaran mesin. Nilai-nilai konsumsi bahan bakar tanpa melakukan penggantian komponen akan dibandingkan dengan nilai-nilai dengan melakukan penggantian per komponen. Penggantian per komponen bertujuan untuk mengetahui kondisi penurunan konsumsi bahan bakar. Agar penelitian ini lebih tepat dan terarah ke sasaran yang diinginkan maka penelitian ini membahas tentang kinerja Coil, Distributor, Kabel Tegangan Tinggi, Busi dan kesalahan hasil penyetelan, kegagalan komponen sistem serta memperbaiki sistem perawatan prediktif terhadap konsumsi bahan bakar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat seberapa besar pengaruh sistem pengapian terhadap konsumsi bahan bakar pada Toyota Kijang Type 5K, untuk lebih jelasnya tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui pengaruh aspek perawatan prediktif sistem pengapian Toyota Kijang Type 5K terhadap konsumsi bahan bakar. 2. Merekomendasikan pengaruh aspek perawatan prediktif pada Toyota Kijang Type 5K terhadap konsumsi bahan bakar.
ISSN 1829-8958
1. Diharapkan dapat memberikan solusi terhadap penghematan konsumsi bahan bakar pada Toyota Kijang Type 5K. 2. Dapat dijadikan referensi bagi pemilik untuk mendapatkan hubungan antara komponen pengapian yang dilakukan perawatan prediktif dan yang tidak dilakukan, terhadap konsumsi bahan bakar. 2. TINJAUAN PUSTAKA Sistem Pengapian berfungsi menciptakan percikan bunga api pada busi (spark plug) sebagai pemicu (igniter) terjadinya pembakaran campuran udara dan bahan bakar pada ruang bakar pada setiap akhir kompresi sesuai dengan urutan pengapian (firing order). Sistem pengapian merupakan bagian yang sangat vital pada mesin berbahan bakar bensin, karena tanpa sistem pengapian, pembakaran campuran udara dan bahan bakar pada ruang bakar tidak akan pernah terjadi. Selain sebagai pemicu (igniter) pembakaran di ruang bakar, sistem pengapian mengatur kapan terjadinya pembakaran yang tepat sesuai FO (firing order). Tipe sistem pengapian baterai ini dipergunakan pada seluruh motor bensin untuk mobil modern. Cara Kerja Sistem Pengapian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Sirkuit pengapian[3] ”Gambar (1)”, memperlihatkan sirkuit yang konvensionil sistem pengapian motor bensin 4 silinder. Cara kerja sirkuit itu adalah sebagai berikut:
Apabila kunci kontak dihubungkan, arus listrik akan mengalir dari baterei melalui kunci kontak ke kumparan primer, ke breaker point dan Ice massa. 68
Kajian Eksperimental Sistem Pengapian Konvensional Ditinjau dari Aspek Perawatan Prediktif terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Engine Toyota Kijang Type 5K (Oong Hanwar)
Dalam keadaan seperti ini breaker point masih dalam keadaan tertutup. Akibat mengalirnya arus pada kumparan primer, maka inti besi akan menjadi magnet. Dalam keadaan inti besi menjadi magnet, bila breaker point dibuka arus yang mengalir pada kumparan primer akan terputus dan kemagnetan pada inti besi akan segera hilang.
primer (Primary Coil) dan kumparan sekunder (Secondary Coil).[3]
Hilangnya kemagnetan ini akan menyebabkan kumparan primer dan kumparan sekunder timbul tegangan induksi. Karena jumlah gulungan pada kumparan sekunder lebih banyak dari kumparan primer, maka tegangan yang keluar pada kumparan sekunder ini akan jauh lebih besar atau pada kumparan sekunder akan timbul tegangan tinggi. Tegangan tinggi ini selanjutnya disalurkan ke rotor distributor untuk dibagi-bagikan ke busi-busi pada tiap silinder yang sedang mengakhiri langkah kompresinya.
Tegangan ini terjadi pada kumparan-kumparan yang terdapat pada ignition coil dengan prinsip mutual induksi atau induksi bersama. Untuk mudahnya teori pemahaman ini kita mulai dari terjadinya induksi sendiri.
Selanjutnya tegangan tinggi pada busi ini dirubah menjadi percikan api guna pembakaran gas pada ruang bakar. Terjadinya tegangan tinggi pada kumparan sekunder ini untuk satu kali putaran rotor adalah 4 kali, karena terjadi 4 kali pemutusan arus pada kumparan primer yang berarti 4 kali terjadi tegangan tinggi pada kumparan sekunder. [4] 2.1
Komponen-Komponen Baterai
Sistim
Pengapian
Baterai ialah alat elektro kimia yang dibuat mensuplai listrik ke sistem starter mesin, sistim pengapian, lampu-lampu dan komponen kelistrikan lainnya. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang dikeluarkannya bila diperlukan dan mensuplainya ke masing-masing sistim kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Karena di dalam proses baterai kehilangan energi kimia, maka alternator mensuplainya kembali ke dalam baterai (yang disebut pengisian). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Siklus pengisian dan pegeluaran ini terjadi berulang kali secara terus menerus. Bentuk dan kontruksi dalam baterai. 2.1.1 Kunci Kontak Kunci kontak, sebagai alat bantu bagi pengemudi guna menghidupkan atau mematikan mesin (engine). Kunci kontak berguna untuk menghubungkan dan memutuskan arus dari baterai ke ignition coil.[5] 2.1.2 Ignition Coil Ignition coil adalah suatu alat yang berfungsi sebagai alat untuk mempertinggi tegangan listrik dari 12 volt pada baterai menjadi 15000 -2000 volt pada ignition coil. Untuk dapat mempertinggi tegangan listrik tersebut, pada Ignition coil terdiri dari inti, kumparan
Untuk lebih jelasnya terjadinya tegangan tinggi dalah sebagai berikut: Proses Terjadinya Tegangan Tinggi pada Ignition Coil
Apabila pada sebatang besi dililitkan dengan kawat halus hingga menjadi sebuah kumparan, dan kumparan itu dialiri arus listrik, maka pada inti besi tersebut akan terjadi kemagnetan dengan garis gaya. Kekuatan magnet yang timbul pada inti besi tergantung dari dua faktor utama yaitu banyaknya gulungan kumparan dan besar arus yang mengalir pada kumparan tersebut dan dinyatakan sebagai berikut : mmf = NI, atau, mmf = gulungan x amper mmf = amper gulung = AG
... (1)
Sedangkan kekuatan magnet permanen dinyatakan dalam banyaknya fluxi magnet pada magnet tersebut dengan satuan Weber atau Maxwell. Selanjutnya apabila titik kontak dibuka, arus listrik yang mengalir dari baterei akan segera terputus, akan tetapi garis gaya magnet yang timbul pada inti besi cenderung untuk rneneruskan arus listrik tersebut. Kecenderungan dari garis gaya magnet untuk meneruskan aliran arus listrik akan menyebabkan timbulnya arus listrik pada kumparan walaupun arus listrik dari baterei sudah tidak mengalir. Kejadian ini dikatakan kumparan terinduksi oleh garis gaya magnet yang hilang tersebut. Oleh karena hanya kumparan itu yang terinduksi maka dikatakan induksi sendiri (Self Induction). Pada kejadian ini baik arus listrik maupun tegangan listriknya disebut juga arus induksi dan tegangan induksi. Besar Tegangan Induksi Telah dijelaskan-sebelumnya bahwa satuan dari kekuatan magnet listrik adalah Amper Gulung (AG) dan satuan dari kekuatan magnet permanent adalah Weber atau Maxwell. Besar tegangan induksi dipengaruhi oleh tiga faktor utama yaitu banyaknya gulungan, besarnya perubahan garis 69
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 6, No.2,Desember 2009
gaya magnet dan waktu terjadinya perubahan garis gaya magnet
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa terbakarnya gas dimulai dari torak sebelum mencapai tma dan terjadinya tekanan pembakaran maksimum yaitu pada saat posisi torak 100 setelah tma. Waktu terbakarnya gas ini atau kecepatan perambatan api dari gas ini tergantung dari perbandingan campuran antara udara dan bahan bakar dan angka oktan dari bahan bakar tersebut.
2.1.3 Distributor Pada system pengapian, distributor berfungsi sebagai alat untuk membagi-bagikan tegangan tinggi yang diperoleh dari ignition coil ke busi-busi yang terdapat tiap silinder[3]. Kontruksi distributor. Distributor terdiri dari beberapa komponen yang dapat diuraikan sebagai berikut: 1.
Untuk kecepatan perambatan api yang tergantung dari angka oktan bahan bakar di mana akan menjadi lambat bila angka oktannya tinggi dan menjadi cepat bila angka oktanya rendah. Untuk dapat menyesuaikan dengan kondisi kerja mesin, maka pada distributor dilengkapi dengan penyetel oktan (octane selector) yang dapat distel dengan tangan yaitu memajukan saat pengapian apabila angka oktannya tinggi dan memundurkan saat pengapian apabila angka oktannya rendah.
Breaker Section Secara garis besar breaker section ini dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu: Breaker points yang berfungsi untuk memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumparan primer dari ignition coil untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan jalan (cara) induksi magnet listrik. Damper spring yang berfungsi untuk mencegah putaran cam yang tidak rata dan suara governor weight bila kecepatan engine rendah.
2.
Distributor Section Distributor section dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu: Distributor cap yang berfungsi untuk membagikan arus listrik tegangan tinggi untuk masing-masing silinder. Rotor berfungsi meneruskan tegangan tinggi dari terminal ignition coil ke terminal busi pada tutup distributor.
3.
Ignition Advancer Ignition advancer dikelompokkan menjadi tiga bagian yaitu: Centrifugal governor advancer yang berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan putaran mesin. Vakum advenser Prinsip kerja vacuum advancer ialah dengan memanfaatkan kevakuman yang terjadi pada lubang di atas throttle valve (bila throttle valve tertutup) yang selanjutnya dirubah menjadi gaya tarik pada diafragma dan gaya tarik tersebut diteruskan untuk menggerakkan breaker plate dengan gerakan putar yang berlawanan dengan putaran bubungan (Cam lobe). Octane Selector
ISSN 1829-8958
2.1.4
Kondensor
Cara kerja kondensor adalah pada saat titik kontak dalam keadaan tertutup, arus listrik akan mengalir dari baterei ke kumparan dan selanjutnya ke baterai. Arus listrik ini selanjutnya akan menyebabkan terjadinya kemagnetan pada kumparan tersebut. Dalam keadaan seperti ini arus listrik tidak ada yang mengalir melalui kondensor. Apabila titik kontak terbuka, arus listrik akan cenderung tetap mengalir. Tetapi dengan adanya kondensor, arus listrik akan segera diserap oleh kondensor sehingga pada titik kontak sama sekali tidak ada arus listrik yang mengalir pada saat titik kontak mulai terbuka seperti tertera pada gambar 4 dan loncatan bunga api praktis dapat dihilangkan. Di samping arus listrik dapat diserap pada saat titik kontak mulai terbuka sehingga tidak menimbulkan bunga api, juga dengan penyerapan arus listrik ini akan mempercepat terputusnya arus listrik pada kumparan sehingga akan memperbesar tegangan induksi yang terjadi pada kumparan tersebut. Ingat bahwa besar tegangan induksi dipengaruhi oleh di mana bila dt sangat kecil yaitu pemutusan arus sangat cepat, maka hasil
akan tinggi.
Jadi dengan menempatkan kondensor pada sirkuit ini, maka terjadinya bunga api pada titik kontak dapat dicegah dan pembentukan tegangan induksi pada kumparan akan mencapai maksimum yang diharapkan. 2.1.5 Kabel Tegangan Tinggi
70
Kajian Eksperimental Sistem Pengapian Konvensional Ditinjau dari Aspek Perawatan Prediktif terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Engine Toyota Kijang Type 5K (Oong Hanwar)
Kabel tegangan tinggi harus mampu mengalirkan arus listrik tegangan tinggi yang dihasilkan di dalam ignition coil ke busi-busi melalui distributor tanpa adanya kebocoran. Oleh sebab itu penghantar dibungkus dengan isolator karet yang tebal untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik tegangan tinggi. Isulator karet kemudian dilapisi oleh pembungkus. Kabel resitif terbuat dari fiberglas yang dipadu dengan carbon dan karet sintetis yang digunakan sebagai core untuk memberikan peregangan yang cukup kuat untuk meredam bunyi pegapian pada radio. Tanda tahanan dicetak pada permukaan pembungkus sebagai pertanda bahwa inti kabel tegangan tinggi adalah kabel bertahanan.
perlakuan operasi mesin yang akan datang sulit ditemukan tapi walaupun demikian kita bisa melakukan pendekatan-pendekatan dengan teknik pemantauan dan analisa. Sebagai pendataan awal diperlukan data/informasi sejarah mesin sebanyak mungkin. Data / informasi sejarah itu adalah: Data desain Data sejarah operasi Data sejah operasi mesin lain yang sejenis (jika ada) Dari data tersebut diatas kondisi mesin pada saat ini dapat diketahui.
2.1.6 Busi Busi pada sistem pengapian harus dapat membakar gas dengan sempurna di mana pada saat mesin masih dingin maupun sudah panas, pembakaran gas harus terjadi sesuai dengan langkah-langkah yang dibutuhkan oleh mesin. Di samping itu pada saat mesin berputar lambat maupun cepat, percikan bunga api pada elektroda busi harus tetap terjadi dengan baik. Singkatnya, busi harus memenuhi syarat-syarat di bawah ini;
2.3 Pemasangan Alat-Alat Sensor.
Busi harus dapat merubah tegangan tinggi menjadi loncatan bunga api.
Busi harus tahan terhadap pembakaran gas yang tinggi.
Busi harus selalu bersih dari endapan arang carbon
Pemantauan rutin bisa dilaksanakan ketika unit sedang beroperasi, atau unit sedang stop. Hal ini dari pada objek yang hendak dipantau. Tenaga pelaksanaan bisa dari operator atau tenaga pemeliharaan, atau lebih baik lagi jika operator yang juga tenaga pemeliharaan. Cara terakhir ini yang sedang berkembang sekarang pada pemelihan.
temperatur
Pemasangan alat-alat sensor bagian-bagian tertentu untuk dapat memantau kondisi peralatan sangat diperlukan pada pemeliharan prediktif. Pemantauan itu antara lain : vibrasi, temperatur, tegangan dan lain sebagainya. 2.4 Metoda Pemantauan Rutin.
2.2 Pemeliharaan Prediktif
3. PELAKSANAAN PENGUJIAN
Pemeliharaan Prediktif adalah sistem pemeliharaan Preventive berbasis kondisi peralatan (Condition Base Maintenance) dengan cara memonitor peralatan secara terus menerus atau berkala pada saat beroperasi atau tidak beroperasi.
Sebelum pengujian dilakukan ada beberapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya adalah :
2.2.1 Pelaksanaan Pemeliharaan Prediktif. Pemeliharaan Peralatan. Tidak perlu seluruh peralatan (mesin) pada sistem pengapian dipelihara secara prediktif, tapi lebih bijaksana dipilih peralatan-peralatan yang kritis atau mahal. Pemilih ini dipengaruhi juga oleh fungsi dan kondisi spesifik suatu peralatan. Karena ada kalanya suatu peralatan lebih menguntungkan dipelihara dengan cara breadown maintenance atau preventif maintenance. Yang penting faktor keamanan dan lingkungan harus tetap diutamakan. Pengumpulan Data Sejarah Mesin.
1. Suhu Sebelum pengujian dilakukan atur suhu ruangan. Ini bertujuan untuk mengetahui atau menganalisis kemungkinan adanya penguapan bahan bakar dalam pengujian.Dari data tersebut dapat dihitung rata-rata pluxtuasi suhu selama pengujian. Pengujian dapat disimpulkan dalam kondisi suhu yang tidak terlalu berbeda. Pengukuran suhu digunakan Thermometer Digital. 2. Waktu Untuk mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan-bakar dengan jumlah tertentu digunakan Stop watch. Dalam pelaksanaan pegujian waktu yang diperlukan, diukur dalam satuan detik. 3. Bahan Bakar
Menentukan sisa umur mesin adalah pekerjaan yang hampir mustahil. Selain dari pada itu bagai mana 71
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 6, No.2,Desember 2009
Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini adalah Premium dengan massa jenis 0,78 gram\cm³. Jumlah bahan bakar yang diperlukan dalam satu kali percobaan 250 ml.
ISSN 1829-8958
untuk mengukur tegangan DC dan AC, tahanan dan untuk memeriksa hubungan kelistrikan dari suatu komponen. 4. Spark- Gap
3.1 Bahan Penelitian
Spark- gap berpungsi untuk mensetel celah busi.
1. Engine
3.3 Alat Ukur
Mesin yang dipergunakan dalam pelaksanaan penelitian ”Kajian Eksperimental Sistem Pengapian Konvensional Ditinjau Dari Aspek Perawatan Prediktif Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Pada Engine Toyota Kijang 5K” adalah mesin bensin 4 langkah.
1. Gelas Ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur besarnya pemakaian bahan bakar persatuan waktu, dengan kapasitas 500 ml. 2. Stop Watch
2. Satu Unit Baterai
Stop watch digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar dengan jumlah tertentu, dalam pelaksanaan pengujian waktu yang diperlukan ini diukur dalam satuan detik.
Baterai yang digunakan pada penelitian ini GS 46B24R standar Toyota Kijang 5K 3. Coil Coil yang digunakan pada penelitian ini adalah dua unit GT Coil K26 standar Toyota Kijang 5K, satu unit yang barudan satu unit lagi yang lama (masih layak pakai).
3. Thermometer Dalam pengujian ini thermometer meter yang digunakan adalah thermometer batang dan thermometer digital yang digunakan untuk mengukur data-data temperatur yang dibutuhkan.
4. Distributor Distributor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah dua unit Distributor merk DENSO standar Toyota Kijang 5K, satu unit yang baru dan satu unit lagi yang lama (masih layak pakai). 5. Kabel Tegangan Tinggi Kabel tegangan tinggi yang dipergunakan pada penelitian ini adalah 2 set kabel tegangan tinggi merk DENSO standar toyota kijang 5K, satu unit yang dan satu unit lagi yang lama (masih layak pakai). 6. Busi Busi yang dipergunakan pada penelitian ini merk DENSO W16X-U standar Toyota Kijang 5K dengan jumlah busi 8 buah, empat yang baru dan empat lagi yang lama (masih layak pakai). 3.2 Peralatan Penelitian 1. Engine Analyzer (Okuda Koki ea-800a) Engine analyzer adalah alat yang dipergunakan untuk memeriksa breaker point, putaran mesin, tegangan baterai atau sistem pengisian dan kevakum-an dari intake manivold. 2. Spark Cleaner Tester Spark Plug Cleaner Tester berfungsi untuk pengecekan percikan api dan untuk membersihkan Plug (busi). 3. Sirkuit Tester Digital Sirkuit tester digital adalah alat pegetes kelistrikan. Penggunaannya sangat luas sekali
3.4 Metoda Analisa dan Pengolahan Data Secara garis besar pengolahan data penelitian dimulai dari mencari besarnya konsumsi bahan bakar (kg/jam) dan penghematan konsumsi bahan bakar (%). Adapun variabel data yang diamati dalam penelitian ini yang berguna untuk pengolahan data meliputi: 1. Variasi putaran (rpm). 2. Variasi penggantian komponen. Setalah itu membandingkan waktu konsumsi bahan bakar yang menggunakan komponen lama dan yang telah dilakukan penggantian per komponen berdasarkan waktu. Setelah itu menghitung nilai-nilai konsumsi bahan bakar (kg/jam),baik yang menggunakan komponen lama maupun yang telah dilakukan pergantian per komponen. Kemudian dapat diperoleh nilai tingkat penurunan konsumsi bahan bakar antara komponen lama dengan yang telah dilakukan pergantian per komponen dengan rumus: Mr = (jumlah bahan bakar/t)x ρbb x3, (kg/jam) ... (2) dimana : Mr
= Konsumsi bahan bakar (kg/jam).
T
= Waktu pemakaian bahan bakar (s).
ρbb
= Massa jenis bahan bakar
ρbb(bensin)
= 0,78 gram/cm3.
Adapun variabel data yang diamati dalam penelitian ini yang berguna untuk pengolahan data 72
Kajian Eksperimental Sistem Pengapian Konvensional Ditinjau dari Aspek Perawatan Prediktif terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Engine Toyota Kijang Type 5K (Oong Hanwar)
penghematan konsumsi bahan bakar. 4.
terhadap penelitian ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
ANALISA DATA PENGUJIAN
Data yang diperoleh dari setiap jenis pengujian diolah dengan menggunakan rumus, data tersebut hanya meliputi : Konsumsi Bahan Bakar (Mr) Untuk lebih jelasnya tentang konsumsi bahan bakar dari masing masing komponen sistem pengapian baik yang lama maupun yang baru dapat dihitung dengan ”Persamaan (1)” Mr = ( 250/t) x ρbb x 3,6
Penghematan konsumsi bahan bakar
BahanBakar dimana : XLama
=
Jumlah konsumsi bahan bakar pada komponen lama.
XBaru
=
Jumlah konsumsi bahan bakar pada komponen baru
(kg/jam)
Mr = (250/743,04) x 0,78 x 3,6 Mr = 0,944 (kg/jam). Sedang untuk besar konsumsi bahan selengkapnya dapat dilihat pada “Tabel (1)”.
bakar
X Lama X Baru x 100 % ... (3) X Lama
Sebagai contoh perhitungan diambil data dari ”Tabel (1)” pada putaran engine 800 rpm antara kondisi I dengan II. Pada kondisi I jumlah pemakaian bahan bakar = 0,1986 kg/jam dan pada kondisi II jumlah pemakaian bahan bakar = 0,1835 kg/jam. Untuk mengetahui penghematan konsumsi bahan bakar adalah :
Tabel 1. Konsumsi Bahan Bakar Konsumsi Bahan Bakar ( kg/jam)
Putaran (Rpm)
I
II
III
IV
V
800
0.94
0.87
0.85
0.85
0.85
1000
1.08
1.04
1.02
1.00
0.96
1200
1.21
1.20
1.16
1.15
1.13
1400
1.35
1.32
1.29
1.29
1.29
Untuk kondisi perubahan komponen selanjutnya (III, IV dan V) dan setiap variasi putaran (1000, 1200, 1400 dan 1600) yang dapat dilihat pada ”Tabel (2)”.
1600
1.62
1.47
1.47
1.47
1.46
Tabel 2. Penghematan Konsumsi Bahan Bakar
Penghematan konsumsi bahan bakar = (0,94 - 0,87) / 0,94 × 100% = 7,62 %
Data Hasil Pengujian
Putaran (Rpm)
Penghematan Konsumsi Bahan Bakar (%)
1.80 1.60 1.40
kondisi I
1.20 (kg/jam)
Waktu Konsumsi Bahan Bakar
Hubungan Antara Putaran Engine dan Konsumsi Bahan Bakar dengan Variasi Penggantian Komponen
kondisi II
1.00
kondisi III
0.80
kondisi IV
0.60
kondisi V
0.40
I
II
III
IV
V
800
0.00
7.62
9.56
9.64
9.77
1000
0.00
2.99
4.89
6.84
11.04
1200
0.00
1.36
4.88
5.12
6.95
1400
0.00
1.76
3.85
4.02
4.22
1600
0.00
9.29
9.48
9.62
9.85
0.20 0.00 800
1000
1200
1400
1600
Putaran (rpm)
Penghematan Konsumsi Bahan Bakar (%). Untuk mengetahui penghematan konsumsi bahan bakar pada setiap variasi penggantian komponen
12.00 BahanBakar (%)
Dari perawatan prediktif yang dilakukan per komponen pada sistem pengapian Engine Toyota Kijang Type 5K, penurunan konsumsi bahan bakar maksimal terjadi pada penggantian coil (0,15 kg/jam) dengan putaran 1600 rpm ”Tabel (2)”
Hubungan Antara Putaran Engine Dan Penghematan Konsumsi Bahan Bakar Dengan Variasi Putaran
PenghematanKonsumsi
Gambar 2. Grafik Hubungan Putaran Engine dan Konsumsi Bahan Bakar dengan Variasi Penggantian Komponen.
10.00
kondisi I
8.00
kondisi II
6.00
kondisi III
4.00
kondisi IV kondisi V
2.00 0.00 800
1000
1200
1400
1600
Putaran (rpm)
Gambar 3 Grafik Hubungan Putaran Engine dan Penghematan Konsumsi Bahan Bakar dengan Variasi Penggantian Komponen.
73
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 6, No.2,Desember 2009
Dari hasil perhitungan konsumsi bahan bakar pada pengujian dengan menggunakan komponen sistem pengapian yang lama (tidak dilakukan perawatan prediktif) maupun pada pengujian menggunakan penggantian per komponen dengan yang baru (dilakukan perawatan prediktif) pada sistem pengapian, diperoleh penghematan konsumsi bahan bakar yang maksimal pada kondisi V (penggantian semua komponen) pada putaran 1000 rpm dengan hasil penghematan 11.04 % ”Tabel (2)”.
ISSN 1829-8958
Step 2 Training “Manual, 1994. 6. PT. PLN (PERSERO), “Paduan Pemeliharaan Prediktip Pembangkit”, Jakarta 1999.
5. KESIMPULAN Berdasarkan analisa dan pembahasan data hasil pengujian sistem pengapian pada masing-masing komponen terhadap konsumsi bahan bakar maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Pada perawatan prediktif yang dilakukan setiap penggantian per komponen didapat penurunan konsumsi bahan bakar maksimal pada coil (kondisi II, putaran 1600 rpm dengan konsumsi bahan bakar 0,15 kg/jam). 2. Pada Sistem pengapian yang telah dilakukan perawatan prediktif dengan melakukan penggantian per komponen didapat penghematan per putaran pada kondisi V (penggantian semua komponen dengan yang baru) dengan rengking sebagai berikut: Putaran 1000 rpm dengan penghematan 11,04% Putaran 1600 rpm dengan penghematan 9,85% Putaran 800 rpm dengan penghematan 6,95% Putaran 1400 rpm dengan penghematan 4,22 % 3. Kegagalan suatu kompen sistem pengapian akan menyebabkan terhentinya pasokan arus tegangan tinggi ke ruang bakar, yang kemudian akan menganggu proses pembakaran. Bahkan kegagalan komponen sistem pengapian dapat berakibat mesin tidak bisa hidup, boros bahan bakar. Untuk itu strategi pemeliharaan yang berbasis pada pemantauan kondisi suatu peralatan perlu diterapkan (perawatan prediktif). PUSTAKA 1. Toyota Astra Motor, “New step I Training Manual”.. 2. PT. Toyota Astra Step1”.
Motor “Engine
Group
3. PT. Toyota-Astra Motor “Materi Pelajaran Engine Group Step 2” 4. Yuliadi soekardi. “Perawatan Dan Perbaikan Mobil Bensin”, CV.Mas, Bandung Th 2005. 5. PT. Toyota-Astra Motor, “Elektrical Group 74
