PENGARUH APLIKASI WATER INJECTION TERHADAP PRESTASI MOTOR BENSIN 4-LANGKAH 1600 CC

ABSTRAK

PENGARUH APLIKASI WATER INJECTION

TERHADAP PRESTASI MOTOR BENSIN 4-LANGKAH 1600 CC

Oleh

Yogi Rahman Ariefianto

Kendaraan bermotor dapat bergerak merupakan hasil konversi energi, dari energi kimia (bahan bakar) menjadi energi gerak. Proses konversi tersebut berada pada ruang pembakaran mesin (silinder piston). Prosesnya secara sederhana dapat dijelaskan bahwa campuran antara beberapa mili liter bahan bakar dan udara dibakar secara bersamaan, sehingga menghasilkan energi gerak pada roda kendaraan. Water injection atau sering disingkat dengan Wa-i, yaitu menginjeksi air ke dalam ruang bakar mesin. Water injection merupakan suatu sistem yang efisien untuk meningkatkan prestasi dan membantu sistem pendinginan pada mesin pembakaran dalam (internal combustion engine).

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan motor bensin 4-langkah Honda Accord 1600 cc, empat silinder. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian konsumsi bahan bakar pada kondisi stasioner ±900 rpm selama 10 menit, pengujian konsumsi bahan bakar (jarak tempuh 12 km), dan pengujian waktu akselerasi (0-60 km/jam, 60-80 km/jam, 0-100 km/jam dan jarak tempuh 400 m). Pada penelitian ini air yang digunakan pada Wa-i adalah air kondensasi sisa hasil pendingin udara, dan campuran antara air+alkohol dengan persentase 10%, 30%, dan 50%. Media yang digunakan untuk mengabutkan air yang diinjeksikan yaitu menggunakan jarum suntik 24G, 25G, dan 26G.

Dari hasil pengujian dan analisa menunjukkan bahwa dengan menggunakan water injection mampu memberikan peningkatan prestasi motor bensin 4-langkah Honda Accord 1600 cc. Penggunaan Wa-i mampu menghemat konsumsi bahan bakar sebesar 19,6% (40 ml) dengan menggunakan jarum 26G (0,45 mm) dan konsentrasi air+alkohol 50% dari keadaan normal tanpa penggunaan Wa-i, serta mempercepat waktu akselerasi rata-rata (meningkatkan daya mesin) sebesar 25% dengan menggunakan jarum 25G (0,50 mm) dan konsentrasi air+alkohol 50% bila dibandingkan tanpa penggunaan Wa-i.

Kata kunci : Motor bensin, Water injection, jarum suntik, campuran air-alkohol.

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan teknologi otomotif saat ini semakin pesat, hal ini didasari atas pemikiran dan kebutuhan manusia yang juga berkembang pesat. Atas dasar itulah penerapan teknologi pada dunia otomotif terus berevolusi hingga tercipta teknologi yang kian canggih sesuai dengan perkembangan jaman. Perkembangan teknologi juga diikuti peningkatan jumlah pemakaian kendaraan bermotor setiap harinya sehingga semakin mengurangi persediaan minyak bumi di dunia. Namun, peningkatan tersebut tidak dapat dipungkiri karena semakin lama manusia semakin membutuhkan kendaraan bermotor sebagai media transportasi guna memenuhi mobilitas kehidupan.

Persediaan minyak bumi yang terus berkurang membuat manusia berpikir untuk mensiasati hal tersebut. Berbagai riset penerapan teknologi terbaru maupun modifikasi dilakukan pada mesin kendaraan bermotor untuk menghemat konsumsi bahan bakar dengan tetap mengandalkan mesin standar. Atas dasar itulah melalui penelitian mengenai aplikasi perangkat water injection (Wa-i) diharapkan dapat menjadi salah satu penerapan teknologi pada kendaraan bermotor agar dapat menjawab tantangan mengenai kebutuhan manusia di masa depan.

2

Kendaraan bermotor dapat bergerak merupakan hasil konversi energi, dari energi kimia (bahan bakar) menjadi energi gerak. Proses konversi tersebut berada pada ruang pembakaran mesin (silinder piston). Prosesnya secara sederhana dapat dijelaskan bahwa campuran antara beberapa mili liter bahan bakar dan udara dibakar secara bersamaan, sehingga menghasilkan energi gerak pada roda kendaraan.

Wa-i bekerja dengan cara menyuntikkan kabut air hingga bercampur dengan bahan bakar dan udara. Akibat adanya kabut air tersebut, campuran udara dan bahan bakar akan menjadi lebih dingin dan menurunkan temperatur ruang bakar yang tinggi, dengan demikian dapat memperlambat terbakarnya bahan bakar. Hal ini bisa disetarakan dengan menggunakan bahan bakar beroktan tinggi. Dengan Wa-i, waktu pengapian bisa dibuat lebih maju (advance) tanpa gejala knocking (ngelitik), dan daya yang dihasilkan mesin menjadi lebih besar. Secara teori, butir halus air akan terpecah menjadi uap pada temperatur panas ruang bakar, dan hal ini menghasilkan tenaga tambahan ekstra bagi mesin. Imbas nyata yang diharapkan dari penggunaan Wa-i ialah semakin menghemat konsumsi bahan bakar, mengingat proses pembakarannya lebih optimal. Selain itu, karena pembakarannya lebih optimal maka akan menurunkan emisi gas buang kendaraan bermotor (Saftari, 2007)..

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada skala laboratorium, penggunaan Wa-i dapat meningkatkan daya engkol (bP) terbaik terhadap putaran mesin pada pemberian torsi 6,125 Nm yaitu sebesar 0,210 kW (26,39%), dengan menggunakan campuran aquadest (70%) + alkohol (30%). Penurunan pemakaian

bahan bakar spesifik (bsfc) terbaik yaitu sebesar 0,083 kg/kWh (33,59%), dengan menggunakan campuran aquadest (50%) + alkohol (50%) (Ismono, 2008).

Oleh karena itu, pada penelitian ini, penulis mengaplikasikan water injection pada mobil untuk melihat pengaruh pemasangan alat ini terhadap prestasi mesin mobil Honda Accord tahun 1985 pada berbagai konsentrasi air dengan alkohol yang digunakan dalam water injection.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian tugas akhir ini ialah:

1. Aplikasi perangkat tambahan berupa perangkat water injection pada sistem bahan bakar mesin kendaraan bermotor.

2. Mengetahui pengaruh penggunaan water injection (dengan variasi jarum) terhadap konsumsi bahan bakar dan daya mesin (akselerasi dan kecepatan), dibandingkan dengan tanpa menggunakan water injection pada mesin bensin 4-langkah.

3. Membandingkan penggunaan water injection menggunakan air kondensasi dengan campuran alkohol terhadap konsumsi bahan bakar dan daya mesin. 4. Mengetahui perubahan karakteristik yang terjadi pada mesin setelah

4

C. Batasan Masalah

Dalam penelitian tugas akhir ini, dilakukan beberapa pembatasan masalah, yakni: 1. Pengujian perangkat dilakukan dengan skala lapangan menggunakan

parameter kecepatan, putaran mesin, akselerasi, waktu tempuh dan konsumsi bahan bakar.

2. Penelitian hanya terbatas pada jenis mesin langkah dengan spesifikasi 4-silinder, kapasitas 1600 cc, dan sistem pemasukan bahan bakar menggunakan karburator.

3. Air yang digunakan pada water injection adalah air kondensasi dari air conditioner (AC) mobil.

4. Alkohol yang digunakan dengan konsentrasi 70%.

5. Cuaca, lokasi pengujian, kondisi jalan dan beban kendaraan pada saat pengujian adalah sama.

E. Sistematika Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab, yaitu:

I. PENDAHULUAN

Memuat latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori-teori dasar yang mendukung dalam aplikasi perangkat.

III. METODE PENELITIAN

Memuat langkah-langkah penelitian yang dilakukan diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan dan pengujian alat.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan data-data yang didapat dari hasil penelitian dan pembahasannya.

V. SIMPULAN DAN SARAN

Berisikan tentang simpulan yang dapat ditarik serta saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan dari data-data yang didapatkan dan dibahas dari pengujian perangkat Wa-i pada motor bensin 4-langkah 1600 cc maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada pengujian stasioner ± 900 rpm penghematan konsumsi bahan bakar terbaik didapatkan pada penggunaan jarum 26G (0,45 mm) dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50% yaitu sebesar 40 ml (19,6%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 10,65% dari penggunaan air kondensasi murni.

2. Konsumsi terbaik yang didapatkan dari hasil pengujian berjalan (road test) dengan menempuh jarak 12 km yaitu menggunakan jarum 25G (0,50 mm) dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, diperoleh penghematan sebesar 208 ml ( 16,5%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 18,19% dari penggunaan air kondensasi murni.

3. Akselerasi 0-60 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 1,6 detik (24,7%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 0,66 (11,9%) detik dari penggunaan air kondensasi murni.

4. Akselerasi 60-80 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 1,08 detik (26,2%) dari kondisi normalnya, dan lebih baik 0,5 detik (14,1%) dari penggunaan air kondensasi murni.

5. Akselerasi 0-100 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 2,18 detik (11,5%) dari kondisi normalnya, dan lebih baik 1,3 (11,5%) detik dari penggunaan air kondensasi murni.

6. Akselerasi jarak 400 m dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 2,01 (10%) detik dari kondisi normalnya, dan lebih baik 1,12 detik (5,8%) dari penggunaan air kondensasi murni.

7. Aplikasi perangkat Wa-i terbukti mampu meningkatkan prestasi motor bensin 4-langkah 1600 cc (mobil Honda Accord). Pada pengujian stasioner penggunaan jarum terbaik adalah 26G, sedangkan pada pengujian berjalan penggunaan jarum terbaik adalah 25G diikuti jarum 24G. Pada semua pengujian yang memberikan peningkatan prestasi terbaik adalah campuran air + alkohol 50%.

69

B. Saran

Adapun saran-saran yang ingin penulis sampaikan untuk penelitian yang lebih baik adalah:

1. Perlu diperhatikan kondisi air agar bersih dari kotoran sehingga tidak menyumbat aliran air yang melewati jarum suntik.

2. Pengambilan data berjalan sebaiknya dilakukan pada jalan yang bebas hambatan dengan tujuan untuk mengurangi kesalahan sewaktu pengambilan data.

3. Pengujian statis sebaiknya juga di lakukan diatas dynotest untuk mendapatkan nilai torsi maksimum dan daya maksimum.

4. Penggunaan water injection dapat meningkatkan prestasi mesin maka perlu dilakukan pengujian emisi gas buang untuk mengetahui hasil gas pembakaran.

3

bahan bakar spesifik (bsfc) terbaik yaitu sebesar 0,083 kg/kWh (33,59%), dengan menggunakan campuran aquadest (50%) + alkohol (50%) (Ismono, 2008).

Oleh karena itu, pada penelitian ini, penulis mengaplikasikan water injection pada mobil untuk melihat pengaruh pemasangan alat ini terhadap prestasi mesin mobil Honda Accord tahun 1985 pada berbagai konsentrasi air dengan alkohol yang digunakan dalam water injection.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian tugas akhir ini ialah:

1. Aplikasi perangkat tambahan berupa perangkat water injection pada sistem bahan bakar mesin kendaraan bermotor.

2. Mengetahui pengaruh penggunaan water injection (dengan variasi jarum) terhadap konsumsi bahan bakar dan daya mesin (akselerasi dan kecepatan), dibandingkan dengan tanpa menggunakan water injection pada mesin bensin 4-langkah.

3. Membandingkan penggunaan water injection menggunakan air kondensasi dengan campuran alkohol terhadap konsumsi bahan bakar dan daya mesin. 4. Mengetahui perubahan karakteristik yang terjadi pada mesin setelah

C. Batasan Masalah

Dalam penelitian tugas akhir ini, dilakukan beberapa pembatasan masalah, yakni: 1. Pengujian perangkat dilakukan dengan skala lapangan menggunakan

parameter kecepatan, putaran mesin, akselerasi, waktu tempuh dan konsumsi bahan bakar.

2. Penelitian hanya terbatas pada jenis mesin langkah dengan spesifikasi 4-silinder, kapasitas 1600 cc, dan sistem pemasukan bahan bakar menggunakan karburator.

3. Air yang digunakan pada water injection adalah air kondensasi dari air conditioner (AC) mobil.

4. Alkohol yang digunakan dengan konsentrasi 70%.

5. Cuaca, lokasi pengujian, kondisi jalan dan beban kendaraan pada saat pengujian adalah sama.

E. Sistematika Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab, yaitu:

I. PENDAHULUAN

Memuat latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori-teori dasar yang mendukung dalam aplikasi perangkat.

5

III. METODE PENELITIAN

Memuat langkah-langkah penelitian yang dilakukan diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan dan pengujian alat.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan data-data yang didapat dari hasil penelitian dan pembahasannya.

V. SIMPULAN DAN SARAN

Berisikan tentang simpulan yang dapat ditarik serta saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan dari data-data yang didapatkan dan dibahas dari pengujian perangkat Wa-i pada motor bensin 4-langkah 1600 cc maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada pengujian stasioner ± 900 rpm penghematan konsumsi bahan bakar terbaik didapatkan pada penggunaan jarum 26G (0,45 mm) dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50% yaitu sebesar 40 ml (19,6%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 10,65% dari penggunaan air kondensasi murni.

2. Konsumsi terbaik yang didapatkan dari hasil pengujian berjalan (road test) dengan menempuh jarak 12 km yaitu menggunakan jarum 25G (0,50 mm) dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, diperoleh penghematan sebesar 208 ml ( 16,5%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 18,19% dari penggunaan air kondensasi murni.

3. Akselerasi 0-60 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 1,6 detik (24,7%) dari keadaan normalnya, dan lebih baik 0,66 (11,9%) detik dari penggunaan air kondensasi murni.

68

4. Akselerasi 60-80 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 1,08 detik (26,2%) dari kondisi normalnya, dan lebih baik 0,5 detik (14,1%) dari penggunaan air kondensasi murni.

5. Akselerasi 0-100 km/jam dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 2,18 detik (11,5%) dari kondisi normalnya, dan lebih baik 1,3 (11,5%) detik dari penggunaan air kondensasi murni.

6. Akselerasi jarak 400 m dengan menggunakan jarum 25G dengan konsentrasi campuran air + alkohol 50%, dapat mempercepat waktu tempuh terbaik sebesar 2,01 (10%) detik dari kondisi normalnya, dan lebih baik 1,12 detik (5,8%) dari penggunaan air kondensasi murni.

7. Aplikasi perangkat Wa-i terbukti mampu meningkatkan prestasi motor bensin 4-langkah 1600 cc (mobil Honda Accord). Pada pengujian stasioner penggunaan jarum terbaik adalah 26G, sedangkan pada pengujian berjalan penggunaan jarum terbaik adalah 25G diikuti jarum 24G. Pada semua pengujian yang memberikan peningkatan prestasi terbaik adalah campuran air + alkohol 50%.

B. Saran

Adapun saran-saran yang ingin penulis sampaikan untuk penelitian yang lebih baik adalah:

1. Perlu diperhatikan kondisi air agar bersih dari kotoran sehingga tidak menyumbat aliran air yang melewati jarum suntik.

2. Pengambilan data berjalan sebaiknya dilakukan pada jalan yang bebas hambatan dengan tujuan untuk mengurangi kesalahan sewaktu pengambilan data.

3. Pengujian statis sebaiknya juga di lakukan diatas dynotest untuk mendapatkan nilai torsi maksimum dan daya maksimum.

4. Penggunaan water injection dapat meningkatkan prestasi mesin maka perlu dilakukan pengujian emisi gas buang untuk mengetahui hasil gas pembakaran.