Laporan Praktikum Performa Mesin Industri Pertani

LAPORAN PRAKTIKUM
PENGARUH TIMING PENGAPIAN TERHADAP KONSUMSI
BAHAN BAKAR PREMIUM DAN PERTALITE

Oleh:
1. Kholifatur Rohmah

5212412071

2. Rais Alhakim

5212413004

3. Muhammad Faadhil

5212413014

4. Rifki Imanudin Ilham

5212413060

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2016

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.............................................................................................

i

DAFTAR ISI..........................................................................................................

ii

DAFTAR GAMBAR............................................................................................

iii

DAFTAR TABEL............................................................................................

iv

DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................

v

BAB I PENDAHULUAN.....................................................................................

1

A. Latar Belakang..........................................................................................

1

B. Rumusan Masalah.....................................................................................

2

C. Tujuan........................................................................................................

2

BAB II KAJIAN PUSTAKA...............................................................................

3

A. Sistem Pengapian.......................................................................................

4

B. Saat Pengapian (Timing Ignition) dan Pembakaran...................................

5

C. Karakteristik Bahan Bakar.........................................................................

10

D. Konsumsi Bahan Bakar............................................................................

10

BAB III PROSES EKSPERIMEN......................................................................

14

A. Mesin, Alat, dan Bahan yang Digunakan................................................

14

B. Prosedur Eksperimen.................................................................................

15

C. Diagram Alir Penelitian.............................................................................

17

D. Instalasi Alat Uji.........................................................................................

18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................

19

A. Pengukuran

Konsumsi

Bahan

Bakar

Premium

dengan

Variasi

Pengapian....................................................................................................
B. Pengukuran

Konsumsi

Bahan

Bakar

Pertalite

dengan

Variasi

Timing
19
Timing

Pengapian....................................................................................................

20

C. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar.......................................................

21

BAB V PENUTUP................................................................................................

26

A. Simpulan....................................................................................................

26

B. Saran...........................................................................................................

26

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................

27

LAMPIRAN............................................................................................................

28

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.

Sistem pengapian...............................................................................

3

Gambar 2.

Kontak Pemutus................................................................................

4

Gambar 3.

Busi...................................................................................................

5

Gambar 4.

Koil...................................................................................................

6

Gambar 5.

Baterai................................................................................................

6

Gambar 6.

Distributor..........................................................................................

7

Gambar 7.

Proses pengapian................................................................................

8

Gambar 3.

Tekanan Maksimal Pembakaran........................................................

9

Gambar 6.

Diagram alir.......................................................................................

17

Gambar 2.

Instalasi Alat Uji................................................................................

18

Gambar 7.

Grafik rerata konsumsi bahan bakar premium dengan variasi timing

pengapian...................................................................................................................
Gambar 8.

Grafik rerata konsumsi bahan bakar pertalite dengan variasi timing

pengapian...................................................................................................................
Gambar 9.

22

Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian

10° BDTC……………..............................................................................................
Gambar 13.

22

Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian

5° BDTC....................................................................................................................
Gambar 12.

21

Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian

0° BDTC……………................................................................................................
Gambar 11.

20

Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian

8° BDTC.....................................................................................................................
Gambar 10.

19

23

Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian

15° BDTC..................................................................................................................

iii

24

DAFTAR TABEL

Tabel

1.

Rerata

konsumsi

bahan

bakar

premium

dengan

variasi

pengapian.........................................................................................................
Tabel

2.

Rerata

konsumsi

bahan

bakar

pertalite

dengan

pengapian........................................................................................................

iv

timing
15

variasi

timing
16

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.

Pengukuran konsumsi bahan bakar premium dengan variasi timing

pengapian.........................................................................................................
Lampiran 2.

Pengukuran konsumsi bahan bakar pertalite

dengan variasi timing

pengapian.........................................................................................................

v

24

24

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Mesin mobil atau engine merupakan sumber atau pembangkit tenaga mekanis yaitu
mesin yang merubah tenaga kimia bahan bakar menjadi tenaga mekanis. Bahan bakar yang
baik adalah bahan bakar yang apabila dibakar dapat meningkatkan daya, hemat, serta dapat
mengurai pencemaran udara (emisi gas buang).
Salah satu bagian penting dalam proses pembakaran adalah sistem pengapian (ignition).
Pada motor bensin, terdapat busi pada celah ruang bakar yang dapat memercikkan bunga api
yang kemudian membakar campuran bahan bakar dan udara pada suatu titik tertentu yang
diinginkan dalam suatu siklus pembakaran. Penempatan titik penyalaan yang tepat, dapat
meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengoptimalkan energi dari pembakaran. Waktu
penyalaan adalah saat dimana bunga api dipercikkan oleh busi untuk membakar campuran
udara dan bahan bakar yang dikompresi oleh piston, kemudian menghasilkan tekanan
sehingga digunakan untuk menghasilkan langkah kerja. Gerakan piston terhadap waktu
penyalaan dapat dianalisa melalui derajat pengapian.
Derajat pengapian yang sesuai adalah salah satu faktor penting dalam memaksimalkan
tekanan dalam ruang bakar. Sehingga sistem ini merupakan salah satu faktor penting untuk
menghasilkan efisiensi mesin dan daya mesin yang baik(Syahril Machmud, dkk).
Penelitian tentang pengaruh variasi derajat pengapian terhadap efisiensi termal dan
konsumsi bahan bakar telah dilakukan oleh Nanlohy, 2012. Penelitian menggunakan mesin
125 cc Honda Kharisma SI dan dilakukan pada kondisi setengah bukaan katup dengan variasi
derajat pengapian dari 9o, 12o, dan 15o sebelum TMA. Dari penelitian ini diketahui bahwa
efisiensi termal tertinggi diperoleh pada derajat pengapian 9o sebelum TMA.Sedangkan SFC
terendah juga diperoleh pada derajat pengapian 9o sebelum TMA.
Praktikum ini direncanakan sebagai praktikum yang mempunyai tujuan utama untuk
mengetahui pengaruh penyetelan waktu pengapian (timing ignition) terhadap konsumsi bahan
bakar premium dan pertalite pada mesin Toyota 5K yang menggunakan sistem bahan bakar
konvensional(karburator).

1

B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah di atas, selanjutnya dirumuskan pertanyaan sebagai berikut:
1. Bagaimanakah pengaruh penyetelan waktu pengapian (ignition timing) terhadap
konsumsi bahan bakar premium?
2. Bagaimanakah pengaruh penyetelan waktu pengapian (ignition timing) terhadap
konsumsi bahan bakar pertalite?

C. Tujuan
Tujuan utama eksperimen ini adalah untuk mengetahui pengaruh penyetelan waktu
pengapian terhadap konsumsi bahan bakar pada mesin Toyota 5K.Secara rinci tujuan
penelitian eksperimen ini adalah:
1. Mengetahui efisiensi konsumsi bahan bakar premium dengan cara mengetahui
waktu pengapian yang paling tepat.
2. Mengetahui efisiensi konsumsi bahan bakar pertalite dengan cara mengetahui waktu
pengapian yang paling tepat.

2

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Salah satu bagian penting dalam proses pembakaran adalah sistem pengapian (ignition).
Pada motor bensin, terdapat busi pada celah ruang bakar yang dapat memercikkan bunga api
yang kemudian membakar campuran bahan bakar dan udara pada suatu titik tertentu yang
diinginkan dalam suatu siklus pembakaran. Penempatan titik penyalaan yang tepat, dapat
meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengoptimalkan energi dari pembakaran.
Waktu penyalaan adalah saat dimana bunga api dipercikkan oleh busi untuk membakar
campuran udara dan bahan bakar yang dikompresi oleh piston, kemudian menghasilkan
tekanan sehingga digunakan untuk menghasilkan langkah kerja. Gerakan piston terhadap
waktu penyalaan, dapat dianalisisa melalui derajat pengapian. Derajat pengapian yang sesuai
adalah salah satu faktor penting dalam memaksimalkan tekanan dalam ruang bakar.Sehingga
sistem ini merupakan salah satu faktor penting untuk menghasilkan efisiensi mesin dan daya
mesin yang baik.

5

2

1

3

4

Gambar 1. Sistem Pengapian

3

Keterangan:
1. Kontak Pemutus
2. Baterai
3. Koil
4. Distributor
5. Busi (spark plug)

A. Sistem Pengapian
Sistem pengapian merupakan sistem yang digunakan untuk menghasilkan bunga api,
guna melakukan pembakaran terhadap campuran bahan bakar-udara yang ada di dalam ruang
pembakaran dengan waktu pengapian (timing ignition) yang telah ditentukan. Untuk
tercapainya loncatan bunga api pada busi, maka harus ada tegangan listrik yang cukup tinggi
yang berkisar antara 5000 volt sampai lebih dari 10.000 volt. Sistem pengapian ini memiliki
beberapa komponen yang sangat penting untuk terciptanya bunga api pada saat pembakaran,
diantaranya adalah :
1. Kontak Pemutus
Menguhubungkan dan memutuskan arus primer agar terjadi induksi tegangan tinggi pada
sirkuit sekunder sistem pengapian

Gambar 2. Kontak pemutus
4

2. Busi (spark plug)
Busi merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk menciptakan loncatan bunga
api saat dialiri arus listrik tegangan tinggi. Kedua elektroda pada busi dipisahkan oleh
isolator agar loncatan listrik hanya terjadi diantara ujung elektroda.Bahan isolator itu
sendiri haruslah memiliki tahanan listrik yang tinggi, tidak rapuh terhadap kejutan
mekanik dan panas.Isolator ini juga harus merupakan konduktor panas yang baik serta
tidak bereaksi kimia dengan gas pembakaran.

Gambar 2. Busi
3. Koil pengapian (ignition coil)
Koil pengapian mengubah sumber tegangan rendah dari baterai atau koil sumber (12
volt) menjadi sumber tegangan tinggi (10000 volt atau lebih) yang diperlukan untuk
menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian.

5

Gambar 4. Koil
4. Baterai

Kegunaan baterai sebagai penyedia atau sumber arus listrik

Gambar 5. Baterai
5. Distributor
Secara umum distributor berfungsi membagi-bagikan arus yang bertegangan tinggi
dari koil pengapian ke busi-busi yang terdapat pada setiap silinder. Secara khusus fungsi
distributor dapat dibagi menjadi :
a. Bagian pemutus arus yang terdiri dari :

6



Breaker point yang berfungsi memutuskan arus listrik dan menghubungkannya
dari kumparan primer koil ke massa agar terjadi induksi pada kumparan
sekunder koil.



Nok yang berfungsi mengungkit breker point agar dapat memutus dan
menghubungkan arus listik pada kumparan primer koil.



Kondensor yang berfungsi menghilangkan atau mencegah terjadinya loncatan
bunga api pada breker point.

b. Bagian distributor yang terdiri dari tutup distributor dan rotor.
c. Bagian governor advancer yang berfungsi memajukan saat pengapian sesuai dengan
pertambahan putaran mesin.
d. Bagian vacum advancer yang berfungsi memundurkan atau memajukan saat
pengapian saat beban mesin bertambah atau berkurang. Vacum advancer terdiri atas
breaker plate dan vacum advancer yang bekerja berdasarkan kevakuman yang
terjadi dalam intake manifold.

Gambar 6. Distributor

7

B. Saat Pengapian (Ignition Timing) dan Pembakaran
Setelah campuran bahan bakar dibakar oleh bunga api, maka diperlukan waktu tertentu
bagi bunga api untuk merambat di dalam ruang bakar. Oleh sebab itu akan terjadi sedikit
kelambatan antara awal pembakaran dengan pencapaian tekanan pembakaran maksimum.
Dengan demikian, agar diperoleh output maksimum pada engine dengan tekanan pembakaran
mencapai titik tertinggi, periode perlambatan api harus diperhitungkan pada saat menentukan
saat pengapian (ignition timing) untuk memperoleh output mesin yang semaksimal mungkin.
Akan tetapi karena diperlukan waktu untuk perambatan api, maka campuran udara-bahan
bakar harus dibakar sebelum TMA. Saat ini disebut dengan saat pengapian (ignition timing).
Loncatan bunga api terjadi sesaat torak mencapai titik mati atas (TMA) sewaktu langkah
kompresi. Saat loncatan api biasanya dinyatakan dalam derajat sudut engkol sebelum torak
mencapai TMA. Pada pembakaran sempurna setelah penyalaan dimulai, api menjalar dari
busi dan menyebar ke seluruh arah dalam waktu yang sebanding dengan 20 derajat sudut
engkol atau lebih untuk membakar campuran sampai mencapai tekanan maksimum.
Kecepatan api umumnya kurang dari 10 – 30 m/ detik. Panas pembakaran dari TMA diubah
dalam bentuk kerja dengan efisiensi yang tinggi. Kelambatan waktu akan menurunkan
efisiensi. Hal ini disebabkan rendahnya tekanan akibat pertambahan volume dan waktu
penyebaran api yang terlalu lambat.

Gambar 7. Proses pengapian
Pada gambar tujuh menunjukan posisi piston sebelum dan setelah proses pembakaran.
Pada posisi sebelum TMA pada saat itulah proses pembakaran dimulai dan setelah proses

8

perambatan penyalaan bahan bakar sampai melewati titik TMA. Pada titik sebelum TMA
pada titik tersebut derajat pengapian disetting, proses penyetingan tersebut disesuaikan
dengan bahan bakar yang digunakan. Semakin besar derajat pengapian sebuah mesin maka
menggunakan bahan bakar yang sulit terbakan dan begitu pula sebaliknya. Untuk mengetahui
seberapa besar derajat pada tekanan maksimal dapat dilihat digambar delapan.

10o

Gambar 8.Tekanan maksimal pembakaran
Untuk memperoleh daya yang maksimal maka posisi ø mempunyai besar sudut sebesar
10o. Pada posisi sebesar 10omaka pada saat itulah mempunyai torsi yang besar karena posisi l
dan a membentuk sudut 90o. Pada saat itu pula tekanan pembakaran mencapai titik tertinggi
karena pada titik tersebut gaya putarnya maksimal. Untuk membentuk sudut ø sebesar
10omaka perlu penyetingan pada derajat pengapian motor.
Pada proses pembakaran dimulai dari awal sebelum TMA (menjauhi TMA), tekanan
hasil pembakaran meningkat, sehingga gaya dorong piston meningkat (kerja piston menuju
gas pada ruang bakar). Jika proses sudut penyalaan dimundurkan mendekati TMA, maka
9

tekanan hasil pembakaran maksimum lebih rendah, bila dibandingkan tekanan hasil
pembakaran maksimum, bila sudut penyalaan dimulai normal. Hal ini dikarenakan, pada saat
sudut penyalaan terlalu dekat dengan TMA, pada saat busi memercikkan bunga api dan api
mulai merambat, gerakan piston sudah melewati TMA sehingga volume ruang bakar mulai
membesar. Sehingga walaupun terjadi kenaikan tekanan hasil pembakaran, sebagian telah
diubah menjadi perubahan volume ruang bakar.Efek yang terjadi adalah kecilnya kerja
ekspansi yang diterima oleh piston.
Berbeda ketika saat pengapian terlalu maju atau terlalu awal, yang tentunya akan
membuat daya mesin tidak optimal dan bisa berakibat terjadinya engine knocking, ini terjadi
karena tekanan pembakaran maksimum terjadi pada saat piston belum melewati titik mati
atas. Engine knocking merupakan suara ketukan yang terjadi pada mesin. Timbulnya suara ini
disebabkan karena ketika piston akan naik keatas, sebelum sampai ke titik mati atas sudah
ditekan kembali ke bawah oleh tekanan hasil pembakaran. Jika terlalu sering terjadi knocking
ini tentu akan memperpendek umur daripada komponen-komponen mesin ring piston,
bantala, dll).
Ketika pengapian terlalu mundur atau awal, maka tidak akan didapat tenaga yang
maksimal. Karena tekanan pembakaran maksimum terjadi jauh setelah piston melewati TMA,
dimana ini akan menyebabkan terjadinya kerugian langkah usaha. Tidak hanya itu campuran
udara dan bahan bakar juga tidak terbakar dengan sempurna, bisa dikatakan bahan bakar
boros karena terbuang sia-sia.Ini juga akan menghasilkan emisi yang tidak standar. Terutama
kandungan HC yang akan meningkat. Kita tahu bahwa HC (Hidrokarbon) merupakan uap
bahan bakar yang tidak terbakar, ciri yang paling mudah dirasakan adalah terasa pedih
dimata.Jadi jika kita berdekatan dengan knalpot dan mata terasa pedih, menunjukan
kandungan HC pada emisi gas buang tersebut tinggi.HC berbahaya bagi manusia jika
menghirupnya, salah satunya bisa menyebabkan gangguan pernafasan.

C. Karakteristik Bahan Bakar
Bensin berasal dari kata benzana, lazim sebenarnya zat ini berasal dari gas tambang yang
mempunyai sifat beracun dan merupakan persenyawaan dari hidrokarbon tak jenuh, artinya
dapat bereaksi dengan mudah terhadap unsur– unsur lain. Bentuk ikatan adalah rangkap, dan
senyawa molekulnya di sebut alkina. Bahan bakar jenis ini biasa disebut dengan kata lain
10

gasoline.

Bensin pada dasarnya adalah persenyawaan jenuh dari hidro karbon, dan

merupakan komposisi isooctanedengan normal-heptana. Serta senyawa molekulnya tergolong
dalam kelompok senyawa hidrokarbon alkana. Kualitas bensin dinyatakan dengan angka
oktan, atau octane number.
Angka oktan adalah presentase volume isooctane di dalam campuran antara isooctane
dengan normal heptana yang menghasilkan intensitas knocking atau daya ketokan dalam
proses pembakaran ledakan dari bahan bakar yang sama dengan bensin yang bersangkutan.
Isooctanesangat tahan terhadap ketokan atau dentuman yang kita beri angka oktan 100,
heptane yang sangat sedikit tahan terhadap dentuman di beri bilangan 0. Pada motor
percobaan, bermacam–macam bensin di bandingkan dengan campuran isooctane dan normal
heptana tersebut. Bilangan oktan untuk bensin adalah sama dengan banyaknya prosen
isooctanedalam campuran itu. Semakin tinggi ON bahan bakar menunjukkan daya bakarnya
semakin tinggi. Adapun karakteristik dari bensin adalah,
1. Kecepatan Penguapan Bensin
Kecepatan penguapan bensin menyatakan mudah tidaknya bensin itu menguap
pada kondisi tertentu, kondisi ini akan terjadi sempurna apabila terdapat oksigen yang
cukup. Proses penguapan merupakan akibat dari suatu reaksi yang terjadi pada setiap
temperature. Pada saat penguapan molekul-molekul bensin melepaskan diri dari
permukaan, makin tinggi temperature, makin banyak molekul yang lepas dari
permukaan

bensin.

(Kamajaya

:

1978

:

133)

Kecepatan penguapan bensin dipengaruhi beberapa hal, yaitu konsentrasi, suhu,
tekanan dan luas penampang.
2. Kualitas Berdetonasi Bensin
Kecenderungan bensin untuk berdentonasi dinilai dari bilangan oktana.
Bilangan oktana bensin ialah bilangan bulat yang terdekat pada persen campuran
volume iso-oktana (iso-oktana murni diberi indek 100) dengan heptana normal
(heptana normal murni diberi indek nol) yang menyamai sifat-sifat berdetonasi dari
bensin yang ingin diketahui bilangan oktannya. Jadi bensin dengan bilangan oktana
80 artinya bensin tersebut mempunyai kecenderungan berdetonasi sama dengan
campuran yang terdiri dari 80% volume iso-oktana dan 20% volume heptana normal.
Kecenderungan berdetonasi mempunyai peran penting bagi bensin. Pada akhir
kompresi, campuran udara bahan bakar di dalam tangki silinder dinyalakan oleh
percikan api dari busi. Pembakaran mulai terjadi di sekitar busi. Permukaan api
11

bergerak menyembur ke semua arah dan campuran yang disinggung api segera
terbakar. Makin banyak bagian campuran yang terbakar, makin banyak panas
terbentuk maka tekanan dan suhu akan naik. Kenaikan suhu dari bagian campuran
yang belum dicapai oleh nyala atau permukaan api, pada suatu saat dapat mencapai
keadaan kritis dan dapat terbakar sendiri, sehingga mengalami detonasi. Detonasi ini
dapat merusak motor terutama torak, batang penggerak, pena engkol dan sebagainya.
Untuk mengurangi kecenderungan berdetonasi, di dalam bensin diberi bahan anti
ketukan yaitu tetraethyleade.
3. Kadar Belerang Bensin
Kadar belerang dalam bensin tidak boleh lebih dari 2% bahkan jika mungkin
harus rendah dari 0,7 %.
4. Kadar Damar Bensin
a. Kadar damar pada bensin dapat menimbulkan berbagai kerusakan diantaranya:
Dapat menempel kuat diberbagai tempat di dalam motor, misalnya pada katupkatup, saluran pembuangan dan torak.
b. Menurunkan bilangan oktana pada waktu masih di dalam tangki penyimpanan.
Makin lama bensin disimpan makin banyak pembentukan damar. Kadar damar
maksimum 10 mg tiap 100 cm3 bensin.
5. Titik Beku Bensin
Suhu pada bensin mulai membeku dinamakan titik beku bensin. Bila di dalam
bensin terdapat kadar aromat yang tinggi, maka pada suhu tertentu aromat-aromat itu
mengkristal dan saluran-saluran bensin bisa tersumbat. Karena itu motor-motor yang
bekerja pada cuaca dingin titik beku bensin harus rendah sekitar -50oC. (Anonim :
1996 : 1-41)
6. Titik Embun Bensin
Suhu pada saat uap bensin mulai mengembun dinamakan titik embun bensin.
Penguapan lengkap tetesan bensin dalam saluran isap tergantung pada tinggi rendahya
titik embun. Bila titik embun terlalu tinggi, maka tetesan bensin yang belum menguap
dalam saluran isap dapat turut masuk ke dalam silinder sehingga pemakaian bahan
bakar menjadi boros, karena di dalam silinder terdapat campuran dengan kondisi yang
tidak homogen. Hal ini menyebabkan pembakaran berlangsung dengan tidak baik.
Banyaknya bensin yang menetes ke dalam ruang engkol melalui cicin torak
tergantung titik rendahnya embun ini. Pada umumnya, titik embun bensin motor tidak
lebih dari 140oC. (Anonim : 1996 : 1-4)
12

7. Titik Nyala Bensin
Titik nyala bensin berkisar antara -10oC s/d -15oC. Titik nyala bensin
merupakan uap bensin terendah yang membentuk campuran sehingga dapat menyala
dengan udara apabila terkena percikan api. Titik nyala yang rendah menyulitkan
penyimpanan dan pengangkutan. (Anonim : 1996 : 1-42)
8. Berat Jenis Bensin
Berat jenis sering dinyatakan dengan skala baume atau skala API. Masing-masing
skala ini dapat dinyatakan sebagai fungsi dari berat jenis pada suhu 60oF. Berat jenis
bensin yang dipakai sebagai bahan baker berkisar dari 0.71-0.76 atau 67-54 oBe atau
67.8-54.7 oAPI
Salah satu bahan bakar yang digunakan di Indonesia adalah premium dan pertalite.
Pada dasarnya kedua jenis bahan bakar tersebut mempunyai struktur kimia yang sama
yaitu hidro karbon. Pada premium oktan number sebesar 88 sedangkan pertalite sebesar
90. Angka oktan ini mempengaruhi cepat atau tidaknya suatu bahan bakar dapat terbakar
karena kompresi dari piston. Semakin tinggi bilangan oktan maka semakin sulit pula suatu
bahan bakar tersebut.

D. Konsumsi Bahan Bakar
Salah satu yang diukur dalam prestasi mesin atau unjuk kerja mesin adalah konsumsi
bahan bakar.Konsumsi bahan bakar merupakan perbandingan antara bahan bakar yang
terpakai sebagai input energi dengan daya yang dihasilkan sebagai output. Semakin tinggi
nilai konsumsi bahan bakar, maka semakin banyak energi bahan bakar yang tidak terkonversi
menjadi daya.Hal ini disebabkan karena bahan bakar yang masuk ke dalam silinder tidak
terbakar dengan sempurna.
Konsumsi bahan bakar spesifik merupakan parameter prestasi mesin yang digunakan
untuk mengukur nilai ekonomis suatu mesin, karena dengan mengetahui konsumsi bahan
bakar spesifik maka dapat dihitung jumlah bahan bakar yang dibutuhkan per jam untuk
menghasilkan sejumlah daya. Prosedur perhitungan konsumsi bahan bakar berikut dapat
dilaksanakan bila untuk pemakaian bahan bakar sebesar volume (ml) tertentu dibutuhkan
waktu sebesar t (detik), sehingga dapat dihitung pemakaian bahan bakar.
13

BAB III
PROSES EKSPERIMEN
A. Mesin, Alat, dan Bahan yang Digunakan
1. Mesin : Engine Stand Toyota seri 5K dengan spesifikasi sebagai berikut :
a. Tipe mesin

: Toyota 5K 1486 cc

b. Diameter x langkah

: 72,00 mm x 79,7 mm

c. Daya maksimum

: 92 Ps / 6000 rpm

d. Bahan bakar

: Premium

e. Pengisian

: Alternator

f. Pendingin

: Radiator pendingin air

g. Katup

: 8 katup OHV

h. Susunan silinder

: 4 silinder segaris

i. Torsi maksimum

: 12,2 kgm / 4400 rpm

2. Alat

:

a. Satu set toolbox yang berisi kunci pas, kunci ring, dan kunci T
b. Hidrometer
c. Multitester merk Krisbow KW 06-276
d. Tachometer merk Krisbow KW 06-303
e. Kunci busi
f. Feeler gauge
g. Timing light
h. Stopwatch handphone
i. Obeng +
j. Obeng –
k. Tang
l. Buret
m. Amplas
3. Bahan :
a. Premium sebanyak 4 liter dari lab. Uji performa mesin
b. Pertalite sebanyak 4 liter dari SPBU Ungaran

14

B. Prosedur Eksperimen
1. Menyiapkan dan memeriksa peralatan yang akan digunakan dalam eksperimen
2. Menyiapkan engine stand Toyota 5K dan bahan bakar (premium dan pertalite) yang
akan digunakan dalam eksperimen
3. Pemeriksaan baterai secara visual
Periksa kemungkinan penyangga dan terminal baterai berkarat, hubungan
terminal longgar, dan baterai bocor.
4. Pengukuran berat jenis elektrolit baterai
Periksa berat jenis elektrolit menggunakan hidrometer. Berat jenis baterai yang
baik antara 1,25 - 1,27 pada 20°C. Periksa juga banyaknya elektrolit pada setiap sel.
Jika tidak berada pada ketinggian yang seharusnya, isilah dengan air suling.
5. Pemasangan baterai pada mesin
Hubungkan kabel positif dengan terminal positif baterai terlebih dahulu,
kemudian dilanjutkan dengan kabel negatif dengan terminal negatif baterai.
Kencangkan dengan tang agar kabel terpasang dengan baik.
6. Pemeriksaan ketinggian dan kualitas oli mesin
Tinggi oli harus berada pada tanda antara L dan F. Periksa juga kemungkinan
oli sudah kotor, kemasukan air, atau berubah warna.
7. Pemeriksaan kabel tegangan tinggi
Lepas kabel tegangan tinggi dari busi dan periksa kemungkinan adanya
kerusakan. Periksa tahanan kabel menggunakan multitester (kurang dari 25 kΩ per
kabel).
8. Pemeriksaan busi
Lepas busi menggunakan kunci busi, kemudian bersihkan menggunakan majun.
Periksa kemungkinan adanya retak pada ulir dan isolator, keausan elektroda, atau
elektroda terbakar. Amplas elektroda agar menghilangkan kotoran yang menempel
pada ujung elektroda.
9. Setel celah busi
Menggunakan feeler gauge, stel celah busi.jika perlu, bengkokkan bagian yang
menonjol dari elektroda. Celah busi standar 0,8 mm. Setelah menyetel semua busi,
pasang kembali semua busi pada blok mesin. Kencangkan dengan kunci busi.
10. Pemeriksaan distributor
Buka tutup distributor, periksa kemungkinan adanya retak atau terbakar.
11. Penyetelan celah platina
15

Putar puli poros engkol searah jarum jam pada posisi pengapian silinder no.1.
Posisikan coakan puli pada angka 0°. Rotor harus menunjuk ke pertengahan
selubung busi no. 2. Lepas rotor kemudian stel celah platina dan pegas penahan
yaitu 0,45 mm. Putar switch kontak pada posisi ON, putar bodi distributor
berlawanan dengan arah jarum jam sampai timbul bunga api pada titik kontak
platina. Kencangkan baut pengikat bodi distributor pada posisi ini.
12. Periksa waktu pengapian
Nyalakan mesin dan pasangkan timing light pada kabel busi n0. 1 kemudian
arahkan pada puli poros engkol. Kalau perlu cocokkan tanda-tanda timing pengapian
dengan memutar body distributor. Setel timing pengapian pada 5° sebelum TMA.
13. Setel putaran mesin dengan memutar sekrup pengatur menggunakan obeng -.
Periksa putaran mesin dengan cara mengarahkan sensor tachometer pada tanda yang
ada di flywheel.
14. Mengukur konsumsi bahan bakar premium berdasarkan variasi timing pengapian.
Setelah mesin dihidupkan dan putaran mesin diatur pada 1000 rpm, maka
pengukuran jumlah bahan bakar premium yang terpakai dimulai dengan
menggunakan stopwatch. Lihat buret dan catat berapa waktu yang diperlukan untuk
menghabiskan 20 ml premium. Pengambilan data dilakukan sebanyak 3 kali sesuai
putaran mesin dan catat hasil pengukuran. Tiap uji dilakukan pengulangan sebanyak
2 kali.
15. Mengukur konsumsi bahan bakar pertalite berdasarkan variasi timing pengapian.
Setelah mesin dihidupkan dan putaran mesin diatur pada 1000 rpm, maka
pengukuran jumlah bahan bakar pertalite yang terpakai dimulai dengan
menggunakan stopwatch. Lihat buret dan catat berapa waktu yang diperlukan untuk
menghabiskan 20 ml pertalite. Pengambilan data dilakukan sebanyak 3 kali sesuai
putaran mesin dan catat hasil pengukuran. Tiap uji dilakukan pengulangan sebanyak
2 kali.
16. Apabila pengambilan data sudah selesai, maka kondisikan kembali mesin pada
kondisi standar.
17. Kembalikan peralatan pada kondisi semula.

16

C. Diagram Alir Penelitian
Mulai

Persiapan Alat dan Bahan

Melakukan Tune Up Mesin

Proses Pengujian

Pengukuran Konsumsi Premium
dengan Variasi Timing Pengapian

Pengukuran Konsumsi Pertalite
dengan Variasi Timing Pengapian

Pengambilan Data

Pengolahan Data

Analisis Data

Kesimpulan

Gambar 9. Diagram Alir

17

D. Instalasi Alat Uji

Gambar 10. Skema Pengambilan Data
Keterangan Gambar 10
1. Buret bahan bakar, mengalir menuju karburator. Buret digunakan untuk
mengetahui berapa banyak bahan bakar yang dikonsumsi dalam sejumlah
waktu.
2. Karburator, tempat mengabutkan bahan bakar. Pada karburator juga terdapat
screw untuk menyetel berapa putaran mesin yang diperlukan.
3. Distributor, merupakan tempat pembagi aliran arus sebelum ke busi. Pada
distributor terdapat beberapa komponen, salah satunya platina dimana pada
pengujian ini akan di ubah berbagai variasi kerenggangannya.
4. Exhaust manifold, merupakan saluran gas buang.
5. Mesin

18

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengukuran Konsumsi Bahan Bakar Premium dengan Variasi Timing Pengapian
Tabel 1. Rerata konsumsi bahan bakar premium dengan variasi timing pengapian

Konsumsi Bahan Bakar Premium (ml/detik)

IG Timing

Konsumsi premium (ml/detik)

(°BTDC)

1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm

15

0,325

0,49

0,675

10

0,34

0,53

0,67

8

0,39

0,58

0,8

5

0,38

0,565

0,78

0

0,39

0,595

0,815

0.9
0.8

0.7
0.6
15

0.5

10
0.4

8

0.3

5
0

0.2
0.1
0
1000

1500
2000
Putaran Mesin (rpm)

Gambar 11. Grafik rerata konsumsi bahan bakar premium dengan variasi timing
pengapian
19

B. Pengukuran Konsumsi Bahan Bakar Pertalite dengan Variasi Timing Pengapian
Tabel 2. Rerata konsumsi bahan bakar pertalite dengan variasi timing pengapian
IG Timing

Konsumsi Pertalite (ml/detik)

(°BTDC)

1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm

15

0,315

0,485

0,64

10

0,345

0,52

0,725

8

0,345

0,53

0,74

5

0,415

0,58

0,77

0

0,405

0,62

0,83

Konsumsi Bahan Bakar Pertalite
(ml/detik)

0.9
0.8
0.7

0.6

15

0.5

10
0.4

8

0.3

5

0.2

0

0.1
0
1000

1500

2000

Putaran Mesin (rpm)
Gambar 12. Grafik rerata konsumsi bahan bakar pertalite dengan variasi timing
pengapian
Dapat kita lihat dalam gambar 12 dan gambar 13 bahwa pada timing pengapian 0°
sebelum TMA konsumsi bahan bakar yang paling boros karena mengalami keterlambatan
20

pembakaran dan penutupan katup masuk bahan bakar lebih lama. Penutupan katup intake
yang terlalu lama ini menyebabkan banyak bahan bakar yang terpakai banyak namun daya
dorong yang dihasilkan rendah. Pada timing pengapian ini dorongan yang dihasilkan lebih
sedikit karena piston sudah terlalu turun dan sudut antara batang torak dan poros engkol juga
menjadi lebih kecil.
Pada timing pengapian 15 ° sebelum TMA konsumsi bahan bakar yang paling irit

karena pada langkah hisap bahan bakar yang masuk lebih sedikit. Hal ini juga dipengaruhi
penutupan katup masuk yang lebih lebih awal. Dalam timing pengapian ini pembakaran juga

terlalu awal yang dapat menimbulkan terjadinya engine knocking sehingga pada timing
pengapian ini tidak cocok digunakan karena mesin cepat mengalami kerusakan yang
disebabkan knocking tersebut.

C. Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar
Pada tabel 1 dan 2 dapat dilihat ada perbedaan dalam hal konsumsi bahan bakar antara
premium dan pertalite. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 11 dibawah ini.
0.9

Konsumsi Bahan Bakar (ml/detik)

0.8

0.8
0.74

0.7
0.6

0.58
0.53

0.5
0.4

premium

0.39
0.345

pertalite

0.3
0.2
0.1
0
1000

1500

2000

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 13. Grafik perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian
8° BDTC
21

Dalam keadaan timing pengapian standar ( 8° sebelum TMA ) terdapat perbedaan
konsumsi bahan bakar sekitar 0,05 ml/ detik. Terlihat bahwa penggunaan bahan bakar
pertalite sedikit lebih irit dibandingkan bahan bakar premium.Konsumsi bahan bakar pada
timing ini pun terbilang ideal karena bahan bakar dapat terbakar secara sempurna.
Pada timing pengapian ini putaran mesin juga lebih stabil dibanding saat pengapian
dimajukan atau dimundurkan. Hal ini disebabkan karena tekanan pembakaran maksimum
saat pengapian yang tepat berada sekitar 10° setelah TMA, sehingga dapat menekan secara
optimal torak dimana sudut engkolnya 90o maka dorongan yang dihasilkan tegak lurus untuk
bergerak ke TMB.
Sedangkan pada timing pengapian 0° dan 5° perbedaan konsumsi bahan bakar dapat
dilihat pada gambar 14 dan 15.
Perbandingan Konsumsi Premium dan Pertalite pada
Timing Pengapian 0° BDTC

Konsumsi Bahan Bakar (ml/detik)

0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4

premium

0.3

pertalite

0.2
0.1
0
1000

1500

2000

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 14. Perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian 0°
BDTC

22

Perbandingan Konsumsi Premium dan Pertalite pada
Timing Pengapian 5° BDTC

Konsumsi Bahan Bakar (ml/detik)

0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4

premium

0.3

pertalite

0.2
0.1
0
1000

1500

2000

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 15. Perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian 5°
BDTC
Pada gambar 14 yaitu timing pengapian 0° sebelum TMA hanya terdapat sedikit
perbedaan antara konsumsi premium dan pertalite yaitu sekitar 0,01 sampai 0,02 ml/detik.
Pada timing ini konsumsi bahan bakar lebih boros dan putaran mesin tidak stabil. Bahkan
saat start, mesin tersendal-sendal dan susah dinyalakan. Hal ini diakibatkan karena timing
pengapian yang terlambat sehingga tidak didapat tenaga yang maksimum. Karena tekanan
pembakaran maksimum terjadi jauh setelah piston melewati TMA, dimana ini akan
menyebabkan terjadinya kerugian langkah usaha. Tidak hanya itu campuran udara dan bahan
bakar juga tidak terbakar dengan sempurna, bisa dikatakan bahan bakar boros karena
terbuang sia-sia.
Sedangkan pada gambar 15 yaitu timing pengapian 5° sebelum TMA juga hanya terdapat
sedikit perbedaan antara konsumsi premium dan pertalite yaitu sekitar 0,01 ml/detik. Untuk
konsumsi bahan bakar, pada timing ini hampir sama dengan timing pengapian standar (8°
sebelum TMA) dan putaran mesin pun cukup stabil.
Untuk perbandingan konsumsi bahan bakar pada timing 10° dan 15° sebelum TMA
dapat dilihat pada gambar 16 dan 17.

23

0.8

Konsumsi Bahan Bakar (ml/detik)

0.7

0.6
0.5
0.4
premium
pertalite

0.3
0.2
0.1
0
1000

1500

2000

Putaran Mesin (rpm)

Gambar 16. Perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian 10°
BDTC
0.8

Konsumsi Bahan Bakar (ml/detik)

0.7
0.6
0.5
0.4
premium
pertalite

0.3
0.2

0.1
0
1000

1500
Putaran Mesin (rpm)

24

2000

Gambar 17. Perbandingan konsumsi premium dan pertalite pada timing pengapian 15°
BDTC
Pada gambar 16 yaitu timing pengapian 10° sebelum TMA, konsumsi bahan bakar
premium dan pertalite hampir sama pada putaran mesin 1000 dan 1500 rpm. Namun pada
putaran mesin 2000 rpm terdapat perbedaan konsumsi bahan bakar yang cukup signifikan
yaitu sebesar 0,05 ml/detik. Pemakaian pertalite sedikit lebih boros daripada premium. Hal
ini mungkin dapat disebabkan human error saat pengambilan data. Pada timing ini, konsumsi
bahan bakar sedikit lebih irit dibandingkan timing pengapian standar dan putaran mesin yang
dihasilkan pun cenderung stabil. Untuk memperoleh daya yang maksimal maka posisi batang
torak harus mempunyai besar sudut sebesar 10o. Pada posisi sebesar 10o ini mempunyai torsi
yang besar karena posisi sudut engkol membentuk sudut 90o. Pada saat itu pula tekanan
pembakaran mencapai titik tertinggi karena pada titik tersebut gaya putarnya maksimal.
Untuk membentuk sudut batang torak sebesar 10o maka perlu penyetingan pada derajat
pengapian motor. Pada timing pengapian inilah dapat dikatakan bahwa konsumsi bakar bakar
lebih efisien baik untuk bahan bakar premium maupun pertalite.
Sedangkan pada gambar 17 yaitu timing pengapian 15° sebelum TMA, konsumsi
premium dan pertalite hanya terdapat perbedaan 0,01 sampai 0,02 ml/detik. Pada timing
inilah konsumsi bahan bakar yang paling irit namun putaran mesin sangat tidak tidak stabil
terutama pada putaran mesin 2000 rpm. Putaran mesin sedikit tersendal-sendal (pincang) dan
timbul suara ketukan pada mesin (engine knocking).Timbulnya suara ini disebabkan karena
ketika piston akan naik keatas, sebelum sampai ke titik mati atas sudah ditekan kembali ke
bawah oleh tekanan hasil pembakaran.
Perbedaan variasi timing pengapian dapat berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar
premium maupun pertalite. Hal ini di sebabkan karena kemajuan saat pengapian
mempengaruhi kecepatan pembakaran. Semakin bertambah derajat pengapian maka
pembakarannya semakin cepat, sehingga kebutuhan bahan bakar semakin cepat. Semakin
cepat kebutuhan bahan bakar maka dapat dikatakan konsumsi bahan bakar semakin boros.

25

BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat di simpulkan bahwa :
1. Waktu pengapian yang paling tepat dan efisien untuk konsumsi bahan bakar
premium adalah 10° sebelum TMA.
2. Waktu pengapian yang paling tepat dan efisien untuk konsumsi bahan bakar pertalite
adalah 10° sebelum TMA.
3. Secara umum konsumsi bahan bakar pertalite lebih irit dibandingkan bahan bakar
premium.

B. Saran
1. Gunakan timing pengapian 10° sebelum TMA untuk mendapatkan konsumsi bahan
bakar yang ideal baik bahan bakar premium ataupun pertalite.
2. Gunakan bahan bakar pertalite untuk memperoleh konsumsi bahan bakar yang lebih
irit.

26

DAFTAR PUSTAKA

Mahmud, Syahril, 2013, Analisis Variasi Derajat Pengapian Terhadap Kinerja Mesin, Jurnal
Teknik Mesin Universitas Janabadra Yogyakarta.
Endrantoro, Hennu Pradipta dan Siregar, Indra Herlamba, 2013,Variasi Waktu Pengapian
Terhadap Performa dan Emisi Mesin 1 Silinder dengan Pemanas, Volume 01 Nomor
02 : 221-230, Jurnal Teknik Mesin Universitas Surabaya.
Gunadi, 2010, Pengaruh Waktu Pengapian (Ignition Timing) Terhadap Emisi Gas Buang
pada Mobil dengan Sistem Bahan Bakar Injeksi (EFI), Penelitian Fakultas Teknik
Universitas Negeri Yogyakarta.
Nanlohy, H.Y., 2012, Perbandingan Variasi Derajat Pengapian terhadap Efisiensi Termal
dan Konsumsi Bahan Bakar Otto Engine Be50, Jurnal Dinamika Vol. 3 No. 2 Mei
2012, Fakultas Teknik Haluoleo, Kendari.
Anonim, 1981, Pedoman Reparasi Mesin Toyota Seri K, Jakarta: PT. Toyota-Astra Motor.

27

LAMPIRAN
1. Tabel konsumsi bahan bakar premium dan pertalte
Lampiran 1. Tabel Pengukuran konsumsi bahan bakar premium
IG Timing
(°BTDC)

1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm

uji 1

uji 2

rerata

uji 1

uji 2

rerata

uji 1

uji 2

rerata

15

0,35

0,3

0,325

0,51

0,47

0,49

0,71

0,64

0,675

10

0,36

0,32

0,34

0,55

0,51

0,53

0,66

0,68

0,67

8

0,43

0,35

0,39

0,62

0,54

0,58

0,86

0,74

0,8

5

0,4

0,36

0,38

0,58

0,55

0,565

0,8

0,76

0,78

0

0,38

0,4

0,39

0,55

0,64

0,595

0,8

0,83

0,815

Lampiran 2. Tabel Pengukuran konsumsi bahan bakar pertalite
1000 rpm

1500 rpm

2000 rpm

IG Timing
(°BTDC)

uji 1

uji 2

rerata

uji 1

uji 2

rerata

uji 1

uji 2

rerata

15

0,32

0,31

0,315

0,5

0,47

0,485

0,66

0,62

0,64

10

0,37

0,32

0,345

0,52

0,52

0,52

0,74

0,71

0,725

8

0,36

0,33

0,345

0,52

0,54

0,53

0,74

0,74

0,74

5

0,43

0,4

0,415

0,58

0,58

0,58

0,74

0,8

0,77

0

0,38

0,43

0,405

0,62

0,62

0,62

0,83

0,83

0,83

28

2. Pertanyaan dan Jawaban
A. Pertanyaan
1. Mengapa pada derajat pengapian 5o konsumsi bahan bakar pertalite lebih
tinggi dibandingkan dengan premium?

(Adolvin Arnol Mahadiputra

5212412017)
2. Mengapa pada simpulan menyatakan bahwa bahan bakaryang paling irit
adalah pertalite sedangkan pada derjat pengapian 5o konsumsi bahan bakar
pertalite lebih tinggi dibandingkan dengan premium? (Arinda Nur Susanto
5212412013)
3. Sesuai dengan hasil preaktikum saya pada derajat pengapian 10o merupakan
timing pengapian yang paling cocok dibandingkan dengan timing 5-8o,
Bagaimana menurut anda?. (Lutfi Heri Setiawan 5212412023)
4.

Kapan tekanan maksimum pembakaran terjadi? (Wim Widyo Baskoro
5212413053)

B. Jawaban
1.

Pada derajat pengapian 5o konsumsi bahan bakar pertalite lebih tinggi
dibandingkan dengan premium padahal tidak ada teori dan penjelasan yang
menyatakan

bahwa

konsumsi

bahan

bakar

lebih

tinggi.

Kami

mengindikasikan bahwa pada saat praktikum pada penyetelan timing
pengapian 5o terjadi kealahan. Ketika sebelum mencatat konsumsi bahan
bakar yang terjadi julah putaran mesin sudah dinaikkan, sehingga terjadi
konsumsi bahan bakar yang boros pada bahan bakar pertalite pada derajat
pengapian 5o. Untuk menghilangkan kesaahan tersebut maka harus ada
koordinasi yang baik diantara orang yang mencatat dan setter mesin.
2.

Pada simpulan yang kami berikan bahwa pertalite lebih irit dibandingkan
dengan premum merupakan simpulan secara umum terlepas pada derajat
pengapian 5o konsumsi bahan bakar pertalite lebih boros. Pada derajat
pengapian 0-15o konsumsi bahan bakar pertalite lebih irit dbandingkan
dengan premium, sehingga kami sepakat bahwa konsumsi bahan bakar
pertalite lebih irit dibandingkan dengan dengan premium.

3.

Setelah menganalisa kenbali hasil praktikum kami, pada derjat pengapian 10o
merupakan konsumsi bahan bakar baik bahan bakar premium maupun
29

pertalite. Pada timing mesin pengapian tersebut mesinpun dapat beroperasi
dengan baik, tidak pincang, dan tetap stabil. Maka dari itu kami sepakat
untuk merevisi simpulan kami yang menyatakan derajat pengapian yang baik
pada 3-8o menjadi 10o, baik untuk bahan bakar premium maupun pertalite.
4.

Tekanan maksimal yang terjadi pada proses pembakaran adalah 10o setelah
TMA. Pada posisi tersebut sudut engkol membentuk sudut 90o dimana pada
posisi tersebut torsi/momen putar dari piston terjadi.

30