PENCAPAIAN PERFORMA PADA KATUP VARIABEL TIMING FIXED TIMING UNTUK MESIN YANG OPTIMAL

PENCAPAIAN PERFORMA PADA KATUP VARIABEL TIMING FIXED TIMING UNTUK MESIN YANG OPTIMAL Ketut Astawa Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana E-mail: [email protected]

Abstrak Permasalahan yang didiskusikan pada penelitian ini adalah bagaimana perbedaan pembuangan emisi pada mesin dengan teknologi katup variable timing dan variable valve timing on a fixed volume pada mesin motor silinder 1300 cc. Katup variable timing adalah teknologi yang mengatur waktu membuka dan menutup katup masuk (intake valve) bahan bakar secara elektronik sesuai kondisi mesin. Hal ini akan membuat pencampuran udara dan bahan bakar yang masuk kedalam mesin menjadi efisien sehingga akan menghasilkan tenaga yang besar, hemat bahan bakar, dan emisi yang rendah. Penelitian emisi gas buang (CO, CO2, HC, O2) ini dilakukan dengan pengujian dinamis, dimana kendaraan dalam keadaan terangkat dan diberi beban transmisi. Berbeda dengan pengujian pada umumnya yang dilakukan dengan pengujian statis, dimana kendaraan dalam keadaan diam dan tanpa beban. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana kondisi emisi gas buang pada saat kendaraan dinamis (analogi untuk kendaraan berjalan). Secara umum, mesin dengan katup variable timing menghasilkan emisi yang lebih baik dibandingkan mesin dengan katup fixed timing. Semakin tinggi perputaran mesin dan beban kendaraan, maka sistem transmisi akan menghasilkan lebih sedikit CO dan HC serta semakin banyak O2 dan CO2. Kata kunci: emisi gas buang, katup variabel timing, katup fixed timing

Abstract Problems will be discussed in this research is how differences in exhaust emissions generated by engine with variable valve timing on a fixed volume of motor vehicle cylinder 1300 cc. Variable valve timing technology that is set when opening and closing the intake valve (intake valve) electronic fuel according to engine conditions. This will make mixing air and fuel that enters into an efficient machine that will produce great power, fuel economy and low emissions. Emissions research is done with dynamic testing, where the vehicle in a state of the load lifted and given transmission. Unlike the testing generally performed with static testing, where the vehicle is at rest and without a load. This test is performed to determine how the condition of exhaust gases when the vehicle dynamic (analogous to the vehicle running). In general, machines with variable valve timing to produce a better emissions than engines with fixed valve timing. Keywords: exhaust gas, variable valve timing, valve timing fixed

PENDAHULUAN Dengan berkembangnya zaman, teknologi dalam transportasi juga berkembang dengan pesat. Banyak teknologi yang dikembangkan dan telah diaplikasikan pada kendaraan yang diproduksi secara massal. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan performa, keamanan dan kenyamanan kendaraan tersebut dalam menyikapi permintaan pasar (Borman dan Ragland, 1998). Salah satu terobosan yang dikembangkan saat ini dalam dunia otomotif adalah penemuan teknologi pengaturan katup variable. Teknologi ini memberi pengaruh yang besar terhadap usaha meningkatkan tenaga, yang sebaliknya mampu menekan konsumsi bahan bakar serta emisi gas buang yang lebih baik. Katup variable timing adalah 68

teknologi yang mengatur waktu membuka dan menutup katup masuk (intake valve) bahan bakar secara elektronik sesuai kondisi mesin. Hal ini akan membuat pencampuran udara dan bahan bakar yang masuk kedalam mesin menjadi efisien sehingga akan menghasilkan tenaga yang besar, hemat bahan bakar dan emisi yang rendah. Jumlah pencampuran udara dan bahan bakar yang lebih besar dan disesuaikan dengan pengaturan waktu membuka dan menutup katup masuk (intake valve) akan menghasilkan tenaga yang besar dan meningkatkan efisiensi mesin (Sucahyo dan Darmanto, 1997). Teknologi katup variable timing memungkinkan mesin dapat menghisap pencampuran udara dan bahan bakar kedalam mesin lebih banyak dengan mengatur waktu buka-tutup katup masuk (intake

valve) melalui komputer. Pengaturan waktu buka lebih lambat pada putaran mesin rendah dan lebih cepat pada putaran mesin tinggi akan membuat suplai pencampuran udara dan bahan bakar menjadi efisien, hasilnya performa mesin menjadi optimal untuk setiap kondisi kecepatan. Saat putaran mesin tinggi aliran udara dan bahan bakar tidak dapat mengimbangi gerakan torak sehingga ada jeda aliran campuran udara dan bahan bakar saat katup hisap mulai dibuka (intake lag), untuk itu diperlukan memajukan waktu membukanya katup hisap bahkan sebelum piston mencapai titik mati atas. Sehingga katup over lapping menjadi besar yang berfungsi untuk meningkatkan sirkulasi gas buang dan memanaskan pencampuran udara dan bahan bakar, dengan pembakaran campuran udara dan bahan bakar yang murni dihasilkan output yang besar. Sedangkan pada putaran rendah kevakumaan di ruang bakar sangat tinggi dan mudah untuk mengalirkan bahan bakar ke ruang bakar, selain itu gerakan piston pun masih lambat sehingga tidak diperlukan katup over lapping. Hal ini mengakibatkan lebih sedikit campuran udara dan bahan bakar yang keluar bersama gas sisa pembakaran yang berarti hemat bahan bakar juga pembakaran yang sempurna akan dihasilkan output yang besar dan gas buang yang lebih baik.

masukkan beban sistem dari kecepatan 1 hingga kecepatan 2 serta dicatat hasil emisi CO, CO2, HC, O2 untuk masing-masing kecepatan sistem transmisi. Pengambilan data diambil masing-masing tiga kali untuk setiap perubahan kecepatan sistem transmisi. Ulangi untuk pengujian emisi gas buang pada putaran 2000 rpm, 3000 rpm, dan 4000 rpm dengan diberi beban sistem transmisi kecepatan N, 1, 2. Lakukan juga untuk mesin dengan katup variabel timing. HASIL DAN PEMBAHASAN Mekanisme katup membuka atau menutup intake valve dan exhaust valve pada waktu yang tepat untuk menarik percampuran udara-bahan bakar ke dalam cylinder dan membuang gas pembakaran ke luar. Rotasi pada� crankshaft diteruskan ke camshaft melalui timing chain (timing belt), kemudian memutar cam. Jumlah teeth pada camshaft sprocket (pulley) dua kalinya  crankshaft sehingga camshaft berotasi sekali atau setiap dua rotasi crankshaft. Bila camshaft berotasi, cam menekan valve untuk terbuka atau tertutup.

METODE Penelitian emisi gas buang ini dilakukan dengan pengujian dinamis, dimana kendaraan dalam keadaan terangkat dan diberi beban transmisi. Berbeda dengan pengujian pada umumnya yang dilakukan dengan pengujian statis, dimana kendaraan dalam keadaan diam dan tanpa beban. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana kondisi emisi gas buang pada saat kendaraan dinamis (analogi untuk kendaraan berjalan). Langkah-langkah pengujian yang dilakukan adalah pertama-tama, peralatan gas analyzer dipersiapkan, sebelum digunakan tunggu sampai proses kalibrasi selesai (automatic calibration). Kemudian, kuras bensin dalam tangki bensin dan masukan Pertamax ke dalam tangki. Lalu, hidupkan mesin kendaraan uji dengan katup fixed timing sampai mencapai temperatur kerja selama 10–15 menit. Setelah itu, angkat kendaraan dengan dongkrak dan pasang jack stand pada tempat yang telah ditentukan pada kendaraan. Lalu, tunggu beberapa menit, kemudian masukkan ujung probe gas analyzer ke ujung knalpot (muffler) minimal 20 cm. Atur putaran mesin pada posisi 1000 rpm, catat gas buang CO, CO2, HC, O2. pada tabel emisi yang telah disiapkan. Kemudian secara bertahap Astawa: Pencapaian Performa

Gambar 1. Mekanisme Katup

Valve timing adalah waktu buka dan tutup intake valve dan exhaust valve yang dinyatakan dalam sudut crankshaft, dan disebut "diagram timing katup" ("valve timing diagram"). Setiap valve tidak terbuka dan tertutup bergantian pada TDC (Top Dead Center) dan BDC (Bottom Dead Center). Namun, intake valve terbuka sebelum TDC dan menutup setelah BDC dan exhaust valve terbuka sebelum BDC dan menutup setelah TDC. Adanya valve timing dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi pemasukan (intake) dan pembuangan (exhaust) dengan memanfaatkan momen enersia dengan cara mengatur timing-nya, membuka dan menutup valve lebih awal dan akhir sesuai dengan posisi piston. Dalam beberapa mesin, valve timing-nya dapat dirubah seperti pada  VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent). Pada sistem ini, yang dikontrol tidak hanya valve timing-nya saja, 69

tapi juga jumlah angkatannya seperti pada VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent). Stabilitas saat idling, peningkatan output atau efisiensi EGR dari  valve overlap dipergunakan secara efektif dengan membuat valve timing yang dapat dirubah.

Gambar 2. Valve Timing

Umumnya, valve timing itu tetap (fixed), tetapi sistem VVT-i (Variable Valve Timing Intelligent) menggunakan tekanan hidraulik untuk menggeser rotasi intake camshaft dan mevariasikan valve timing. Cara ini memungkinkan untuk meningkatkan performance, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan menurunkan tingkat emisi. Jaring Loop yang digunakan dalam sistem VVT-i adalah sistem kontrol lup tertutup (close loop control), di mana sinyal keluarannya berpengaruh langsung pada aksi pengontrolan atau sistem kontrol berumpan balik. Sinyal kesalahan, yang merupakan selisih, antara sinyal masuk dan sinyal umpan balik diumpankan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan.dengan kata lain istilah lup tertutup berarti menggunakan aksi umpan balik untuk memperkecil kesalahan sistem.

Selama suhu rendah, selama kecepatan rendah dengan beban ringan, atau selama beban ringan, intake valve timing dimundurkan dan valve overlap dikurangi untuk menurunkan tertiupnya kembali gas buang ke sisi intake. Hal ini akan menstabilkan kondisi idling, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan starting yang mudah. Selama beban sedang, kecepatan rendah dan sedang dengan beban berat, intake valve timing dimajukan dan valve overlap ditambah untuk meningkatkan EGR internal dan mengurangi kerugian pemompaan (kompresi). Ini akan meningkatkan kontrol emisi dan efisiensi bahan bakar. Sebagai tambahan, pada saat yang sama waktu penutupan intake valve dimajukan untuk mengurangi pengisian balik pada sisi intake dan meningkatkan efisiensi volumetric. Selama kecepatan tinggi dengan beban berat, intake valve timing dimajukan dan valve overlap ditambah untuk meningkatkan EGR internal dan mengurangi kerugian pemompaan (kompresi). Ini akan meningkatkan kontrol emisi dan efisiensi bahan bakar. Sebagai tambahan, pada saat yang sama waktu penutupan intake valve dimajukan untuk mengurangi pengisian balik pada sisi intake dan meningkatkan efisiensi volumetric. Intake valve timing dimundurkan dan valve overlap ditambah untuk meningkatkan EGR internal dan mengurangi kerugian pemompaan. Ini akan meningkatkan Kontrol emisi dan efisiensi bahan bakar. Sebagai tambahan, pada saat yang sama waktu penutupan intake valve dimajukan untuk mengurangi pengisian balik pada sisi intake dan meningkatkan efisiensi volumetric. Aktuator sistem VVT-i terdiri dari VVT-i ����� kontroller yang bertugas menggeser  intake camshaft, tekanan oli yang merupakan gaya gerak VVT-i ������ kontroller, dan camshaft timing oil kontrol valve untuk mengontrol saluran oli (Team Toyota, 2007a).

Gambar 4. Kurva VVT- i Gambar 3. Sistem VVT-i

70

Jurnal Teknik Industri, Vol. 11, No. 1, Februari 2010: 68–74

mengeksekusi ke arah feedback untuk mendapatkan valve timing sesuai target. Pada saat camshaft timing oil kontrol valve berada  pada keadaan sebagaimana tampak pada gambar oleh ECU mesin, tekanan oli beraksi  pada timing advance side vane chamber untuk memutar intake chamshaft ke arah pengajuan valve timing.

Gambar 5. Konstruksi VVT- i

Kontroler ini terdiri dari housing yang di gerakkan oleh timing chain dan vane yang dipasang secara tetap (fixed) pada intake camshaft. Tekanan oli yang dikirim dari sisi saluran pemaju atau pemundur intake camshaft memutar VVT-i kontroller vane pada arah melingkar untuk mengubah intake valve timing secara kontinyu. Saat mesin dimatikan, intake camshaft bergerak ke kondisi mundur maksimum untuk menjaga kemampuan starter. Ketika tekanan oli tidak mencapai VVT-i kontroller dengan segera setelah mesin di-start, lock pin mengunci mekanisme kerja VVT-i kontroller untuk start, lock pin menguci mekanisme kerja VVT-i kontroller untuk mencegah bunyi knocking (Team Toyota, 2007b). Sebagai tambahan di atas, terdapat tipe dimana piston bergerak dalam arah axial diantara alur spiral (helical) dari roda gigi luar (berhubungan ke housing) dan roda gigi dalam (langsung menempel ke camshaft) untuk menggeser fase camshaft. Camshaft timing oil valve ini merupakan kontrol beban dari ECU mesin untuk mengontrol posisi spool valve dan mendistribusikan tekanan oli yang digunakan ke VVT-i kontroller ke sisi maju atau mundur. Saat mesin dimatikan, intake valve timing berada pada sudut mundur maksimum. Camshaft timing oil kontrol valve memilih saluran ke VVT-i controller sesuai dengan jumlah arus dari ECU mesin. VVT-i controller merotasikan intake camshaft untuk menyesuaikan dengan posisi tekanan oli yang diberikan, untuk memajukan, memundurkan atau mempertahankan  valve timing. ECU mesin mengkalkulasi valve timing optimal di bawah beragam kondisi pengoperasian sesuai dengan putaran mesin, volume udara intake, posisi throttle, dan temperatur cairan pendingin untuk mengontrol camshaft timing oil kontrol valve. Sebagai tambahan, ECU mesin menggunakan sinyal dari camshaft position sensor dan crankshaft position sensor untuk mengkalkulasikan valve timing actual, dan Astawa: Pencapaian Performa

Gambar 6. ����������������� VVT-i Saat Maju (advance)

Saat camshaft timing oil kontrol valve berada pada kondisi sebagaimana tampak pada gambar oleh ECU mesin, tekanan oli beraksi pada timing retard side vane chamber untuk memutar intake camshaft ke arah pengunduran  valve timing.

Gambar 7. VVT-i Saat Mundur (Retard)

ECU mesin mengkalkulasikan sudut target valve timing sesuai dengan kondisi operasi. Setelah mengeset ke target valve timing, camshaft timing oil kontrol valve menjaga saluran oli tertutup seperti 71

Seperti yang terlihat pada grafik, untuk mesin 16,00 140,00 dengan fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm 14,00 sampai putaran mesin 4000 rpm120,00 terjadi penurunan gas 12,00 CO yaitu dari 2,69% volume menjadi 0,46% 100,00 CO2 Fixed Timing volume. Untuk mesin dengan variabel timing pada CO2 Variabel Timing 10,00 Fixed Timing putaran mesin 1000 rpm sampai80,00denganCO4000 rpm CO Variabel Timing 8,00 penurunan persentase gas CO yaitu dari terjadi O2 Fixed Timing O2 Variabel timing 1,76%6,00vol sampai 0,20% volume. 60,00 HC Fixed Timing HC Variabel Timing S em a k i n t i ng g i put a ra n me si n akan 40,00 4,00 menghasilkan CO2 yang semakin besar pada gas 20,00 2,00Ini berarti pembakaran yang buang. terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan 0,00 0,00 1000 2000 3000 4000 katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm Putaran Mesin (rpm) sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase CO2 Emisi yaitu dari volume Gambar 9.gas Grafik yang11,50% Dihasilkan padasampai Posisi 13,90% Transmisi Netral volume. Untuk mesin dengan katup variable timing pada mesin grafikdengan yaitu pada putaran mesin Seperti yang terlihat padaterlihat grafik, untuk fixed timing pada putaran mesin 10 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan putaran mesin 4000 rpm terjadi penurunan gas CO yaitu dari 2,69 % volume menjadi 0 Gambar 8. VVT-i Saat Tahan (hold) persentase COputaran yaitu dari 13,20% volume Untuk mesin dengan variabel timing gas pada mesin 1000 rpm sampai sampai dengan 40 2 13,70% persentase gas COdengan yaitu dari 1,76volume. % vol sampai 0,20 % volume. Besarnya nilai gas penurunan buang standar pada Pada grafik terlihat pada putaran 1000 rpm tinggi putaran mesin akan menghasilkan COmesin 2 yang semakin besar pada kendaraan sesuai dengan keputusanSemakin Menteri Negara sampai 4000 rpm untuk mesin dengan katup berarti yang terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untukfixed mesin dengan kat Lingkungan Hidup tahun 1993pembakaran adalah sebagai timing terjadi penurunan gas HC yaitu dari 129,33 ppm pada putaran mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO2 yai berikut. sampai 25,00 ppm. Untuk mesin dengan katup volume sampai 13,90% volume. Untuk mesin dengan katup variable timing terlihat pada gr variabel timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO2 yait Tabel 1. Standar Emisi Gasputaran Buang Keputusan Menteri 4000 rpm terjadi penurunan gas HC yaitu dari 82,00 Negara Lingkungan Hidup No. dengan KEP.35/ volume sampai 13.70% volume ppm sampai 0 ppm. MENLH/10/93 Pada grafik terlihat pada putaran mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm untuk mesin Untuk mesin dengan fixed timing dapat dilihat fixed timing terjadi penurunan gas HC dimana yaitu dari 129,33 ppm sampai No. Gas Buang Besar Nilai pada grafik, pada putaran mesin 100025,00 rpm ppm. Untuk katup variabel timing pada putaran mesinrpm 1000 rpmpeningkatan sampai 4000persentase rpm terjadi 1 CO Max 3% vol sampai 4000 terjadi gaspenurunan gas 82,00 ppm 2 HC Maxsampai 400 ppm 0 ppm. O yaitu dari 0,82% volume sampai 1,67% volume. 2 3 CO2 Max 12% vol Untuk mesin dengan fixed mesin timingdengan dapat dilihat pada grafik, dimana pada putaran m Untuk variabel timing, dimana pada 4 O2 Max 2% vol sampai 4000 rpm terjadi putaran peningkatan gas O2 4000 yaiturpm dari 0.82% volume mesinpersentase 1000 rpm sampai terjadi volume.Untuk mesin denganpeningkatan variabel timing, dimana putaran persentase gaspada O2 yaitu darimesin 0,69%1000 rpm sam Dari hasil pengujian yang dilakukan pada variasi terjadi peningkatan persentase gas Osampai 0,69% volume sampai 1,83% volume. volume 1,83% volume. 2 yaitu dari putaran mesin yang telah ditentukan, diperoleh emisi gas buang terhadap masing-masing putaran 16,00 mesin seperti yang ditampilkan pada Gambar 9 di 120,00 14,00 bawah ini. (HC) ppm

(CO,CO2,O2) %vol

tampak pada gambar, untuk mempertahankan arus valve timing (����������������� Jenbacher, 1997)�.

100,00

12,00 16,00

12,00

100,00

CO2 Fixed Timing

10,00 80,00

8,00 60,00

6,00

(HC) ppm

CO2 Variabel Timing

10,00 8,00

60,00

6,00 40,00

CO Fixed Timing CO Variabel Timing O2 Fixed Timing O2 Variabel timing HC Fixed Timing

CO2 Variabel Timing

80,00

4,00 20,00

2,00

(HC) ppm

120,00

(CO,CO2,O2) %vol

14,00

(CO,CO2,O2) %vol

CO2 Fixed Timing

140,00

CO Fixed Timing CO Variabel Timing O2 Fixed Timing O2 Variabel Timing HC Fixed Timing HC Variabel Timing

HC Variabel Timing

40,00

4,00

20,00

2,00 0,00 1000

2000

3000

Putaran Mesin (rpm)

0,00 4000

0,00 1000

2000

3000

0,00 4000

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 11. Grafik Emisi yang Dihasilkan pada Posisi Transmisi 1 Gambar 10. Grafik Emisi yang Dihasilkan pada Posisi Transmisi 1

Untuk katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai putaran m Gambar 9. Grafik Emisi yang Dihasilkan pada mesin Posisi dengan Transmisi Netral Gambar 9. Grafik Emisi yang Dihasilkan pada Posisi terjadi penurunan gas CO yaitu dari 2,76 % volume menjadi 0,36 % volume. Untuk mesin Transmisi Netral variabel timingpada padaputaran putaranmesin mesin1000 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm terjadi penurunan g terlihat pada grafik, untuk mesin dengan fixed timing rpm sampai CO yaitu dari 1,79 % vol sampai 0,16 % volume. 4000 rpm terjadi penurunan gas CO yaitu dari 2,69 % volume menjadi 0,46 % volume. 72 timing pada putaran mesin Jurnal Vol. 11,CO No.21,yang Februari 2010: 68–74 Semakin putarandengan mesinTeknik akan menghasilkan semakin besar pada gas bu dengan variabel 1000 tinggi rpm sampai 4000 Industri, rpm terjadi pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan katup fix sentase gas CO yaitu dari 1,76 % vol sampai 0,20 % volume. kin tinggi putaran mesin akan menghasilkan CO2 yang semakin besar pada gas buang. Ini karan yang terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan katup fixed timing mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO yaitu dari 11.50%

Untuk mesin dengan katup fixed timing pada Untuk mesin dengan katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai putaran mesin putaran mesin 1000 rpm sampai putaran mesin 4000 rpm terjadi penurunan gas CO yaitu dari 2,76% 4000 rpm terjadi penurunan gas CO yaitu dari 2,70% volume menjadi 0,36% volume. Untuk mesin dengan volume menjadi 0,33% volume. Untuk mesin dengan katup variabel timing pada putaran mesin 1000 katup variabel timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm terjadi penurunan rpm sampai dengan 4000 rpm terjadi penurunan persentase gas CO yaitu dari 1,79% vol sampai 0,16% persentase gas CO yaitu dari 1,76% vol sampai 0,25% volume. volume. S em a k i n t i ng g i put a ra n me si n a k a n S em a k i n t i ng g i put a ra n me si n a k a n menghasilkan CO2 yang semakin besar pada gas menghasilkan CO2 yang semakin besar pada gas buang. Ini berarti pembakaran yang terjadi di dalam buang. Ini berarti pembakaran yang terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO2 yaitu dari 12,10% volume sampai 13,80% volume. CO2 yaitu dari 12,30% volume sampai 14,27% volume. Untuk mesin dengan katup variabel timing terlihat Untuk mesin dengan katup variabel timing terlihat pada grafik yaitu pada putaran mesin 1000 rpm pada grafik yaitu pada putaran mesin 1000 rpm sampai 3000 rpm terjadi peningkatan persentase gas sampai 3000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO2 yaitu dari 13,20% volume sampai dengan 13,63% CO2 yaitu dari 13,23% volume sampai dengan 13,57% volume sedangkan pada putaran 4000 rpm terjadi volume sedangkan pada putaran 4000 rpm terjadi penurunan persentase volume gas CO2 menjadi penurunan persentase volume gas CO2 menjadi 13,27% volume. 13,37% volume. Pada gambar 10 terlihat pada putaran mesin Pada gambar 11 terlihat pada putaran mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm untuk mesin dengan 1000 rpm sampai 4000 rpm untuk mesin dengan katup fixed timing terjadi penurunan gas HC yaitu katup fixed timing terjadi penurunan gas HC yaitu n 1000 rpm sampai 4000 ppm rpm sampai terjadi peningkatan persentase gas CO dari 12,10 % 48,00 ppm. Untuk mesin 2 yaitu dari 124,00 37,33 ppm. Untuk mesin dari 135,67 ppm sampai ai 13,80 % volume. Untuk mesin dengan katup variabel timing terlihatdengan pada grafik padatiming pada putaran mesin dengan katup variabel timing pada putaran mesin katupyaitu variabel n 1000 rpm sampai 3000 rpm 4000 terjadirpm peningkatan persentase dari 13,20% 1000 rpm sampai terjadi penurunan gasgas CO 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi penurunan gas 2 yaitu ai dengan 13,63 % volume sedangkan pada putaran 4000 rpm terjadi penurunan persentase HC yaitu dari 76,33 ppm sampai 0 ppm. HC yaitu dari 64,33 ppm sampai 0 ppm. Untuk O2 menjadi 13,27% volume. Untuk mesin dengan fixed timing dapat dilihat mesin dengan fixed timing dapat dilihat pada grafik, k terlihat pada putaran mesin 1000 rpmputaran sampai mesin 4000 rpm dengan fixed pada grafik, dimana pada 1000untuk rpm mesin dimana padakatup putaran mesin 1000 rpm sampai 4000 i penurunan gas HC 4000 yaitu rpm dariterjadi 124,00peningkatan ppm sampaipersentase 37,33 ppm. katup persentase gas O2 yaitu dari sampai gas Untuk rpmmesin terjadidengan peningkatan g pada putaran rpm sampai 4000 rpm 1,66% terjadi volume. penurunan gas HCvolume yaitu dari 76,331,68% volume.Untuk mesin O2mesin yaitu 1000 dari 0.87% volume sampai 0,77% sampai ppm. Untuk mesin dengan variabel timing, dimana pada dengan variabel timing, dimana pada putaran mesin sin dengan fixed timing dapat dilihat grafik, pada putaran mesin 1000 4000 rpm rpm terjadi peningkatan putaran mesin 1000 rpm pada sampai 4000dimana rpm terjadi 1000 rpm sampai rpm terjadi peningkatan peningkatan persentase persentase gas O O22yaitu yaitudari dari0,59% 0.87% volume sampai persentase gas O1,66% yaitu dari 0,57% volume sampai 2 k mesin dengan variabel timing, rpm sampai volume sampai 1,74%dimana volume.pada putaran mesin 1000 1,73% volume.4000 rpm

katan persentase gas O2 yaitu dari 0,59% volume sampai 1,74% volume. SIMPULAN 16,00

160,00

14,00

140,00

12,00

120,00

10,00

100,00

8,00

80,00

6,00

60,00

4,00

40,00

2,00

20,00

0,00 1000

2000

3000

CO2 Variabel Timing

(HC) ppm

(CO,CO2,O2) %vol

CO2 Fixed Timing

CO Fixed Timing CO Variabel Timing O2 Fixed Timing O2 Variabel Timing HC Fixed Timing HC Variabel Timing

0,00 4000

Putaran Mesin (rpm)

Dari analisis hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa secara umum mesin dengan katup variable timing menghasilkan emisi yang lebih baik dibandingkan mesin dengan katup fixed timing. Semakin tinggi putaran mesin dan beban sistem transmisi akan menghasilkan emisi CO dan HC yang semakin menurun dan CO2 dan O2 yang semakin meningkat. Mesin dengan katup variabel timing mengkontrol waktu pembukaan katup hisap untuk mencapai performa mesin yang optimal pada berbagai kondisi pengendaraan. Dan mengatur output yang dikeluarkan mesin sesuai dengan kebutuhan.

Gambar 11. Grafik Emisi yang dihasilkan pada Posisi Transmisi 2 Gambar 11. Grafik Emisi yang dihasilkan pada Posisi Transmisi 2

sin dengan katup fixed timing pada putaran mesin 1000 rpm sampai putaran mesin 4000 rpm nan gas CO yaitu dari 2,70 % volume menjadi 0,33 % volume. Untuk mesin dengan katup ng pada putaran mesin 1000 rpm sampai dengan 4000 rpm terjadi penurunan persentase gas Astawa: Pencapaian Performa 1,76 % vol sampai 0,25 % volume. akin tinggi putaran mesin akan menghasilkan CO2 yang semakin besar pada gas buang. Ini karan yang terjadi di dalam ruang bakar semakin baik, untuk mesin dengan katup fixed timing mesin 1000 rpm sampai 4000 rpm terjadi peningkatan persentase gas CO2 yaitu dari 12,30%

73

DAFTAR PUSTAKA Borman, G.L. and Ragland, K.W., 1998. Combustion Engineering, International Edition, McGraw-Hill, Singapura Jenbacher, 1997. Manual Book of Gas Engine, McGrawHill.

74

Sucahyo, B. and Darmanto, S., 1997. Otomotif Mesin Tenaga, Tiga Serangkai, Solo Team Toyota, 2007a. New Car Features Vios, PT Toyota Astra Motor, Jakarta. Team Toyota, 2007b. Diagnosis Technician Engine, PT Toyota Astra Motor, Jakarta.

Jurnal Teknik Industri, Vol. 11, No. 1, Februari 2010: 68–74