iii

PENGARUH FAKTOR KOREKSI PENGAPIAN

TERHADAP EMISI GAS BUANG YANG DIHASILKAN

PADA KENDARAAN JENIS INJEKSI 1800 CC

Oleh : Benny Susanto (1219351002)

Dosen Pembimbing : I Gusti Ketut Sukadana, ST., MT.

: Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

ABSTRAK

Waktu pengapian sangat berpengaruh dalam proses pembakaran khususnya

mesin pembakaran dalam. Hal ini disebabkan karena waktu pengapian berfungsi

mengatur saat yang tepat untuk pengapian kendaraan. Apabila pengaturan waktu

pengapian kurang tepat menyebabkan terjadinya pembakaran tidak sempurna,

dengan kata lain berpengaruh terhadap emisi gas buang yang dihasilkan. Emisi yang

dihasilkan, seperti CO, CO2, dan HC. Emisi yang dihasilkan tersebut sangat

berbahaya bagi kesehatan. Berdasarkan permasalahan tersebut, maka penulis

melakukan penelitian yang berjudul “Pengaruh Faktor Koreksi Pengapian Terhadap

Emisi Gas Buang yang Dihasilkan pada Kendaraan Jenis Injeksi 1800CC”

Penelitian ini membahas pengaruh koreksi waktu pengapian terhadap emisi

yang dihasilkan. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan waktu pengapian

dengan koreksi +2, +1, 0, -1, -2 putaran poros engkol, pada putaran mesin 1000,

1500, 2000, 2500, 3000 Rpm. Penelitian dilakukan untuk mengetahui gas buang

yang dihasilkan pada masing-masing koreksi waktu pengapian pada tiap-tiap

putaran mesin yang telah ditentukan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan waktu pengapian

mempengaruhi kandungan emisi yang dihasilkan. Nilai Emisi Gas CO terbaik adalah

ketika putaran 1500 Rpm, karena saat dinaikkan dan diturunkan koreksi pengapian

nilainya juga naik. Untuk gas CO2, ketika pengapian dimundurkan nilainya cenderung

tinggi. Pengaruh dari pembakaran yang singkat. Nilai gas CO2 terbaik pada putaran

2500 Rpm, karena semua nilainya tinggi menandakan pembakaran yang baik.

Memajukan dan memundurkan pengapiannya, memiliki efek yang sama yaitu

menaikkan nilai HC. Kondisi terbaik nilai HC terjadi saat koreksi putaran 2000 Rpm

karena semua nilainya cenderung stabil.

Kata Kunci : pengapian, waktu pengapian, koreksi pengapian, emisi gas buang

iv

INFLUENCE FACTOR CORRECTION IGNITION AGAINST EMISSIONS

RESULTING IN VEHICLE TYPE 1800 CC INJECTION

Author : Benny Susanto (1219351002)

Guidance : I Gusti Ketut Sukadana, ST., MT.

: Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

ABSTRACT

The ignition timing is very influential in the process of combustion,

especially combustion engines. This is because the ignition timing function to set a

good time to ignition vehicles. When setting the ignition timing is less precise cause

incomplete combustion, in other words the effect on exhaust emissions produced.

The resulting emissions, such as CO, CO2, and HC. The resulting emissions are very

harmful for health. Based on these problems, the authors conducted a study entitled

"Influence Factor Correction Ignition Against Emissions Resulting in Vehicle type

injection 1800cc".

This study discusses the effect of correction of ignition timing on emissions

produced. The study was conducted by varying the ignition time by correction of +2,

+1, 0, -1, -2 crankshaft rotation, at 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 Rpm engine

revolutions. The research was conducted to find out the exhaust gas produced at each

of the ignition timing ignition at each of the predetermined engine spin.

The results show that changes in ignition time affect the resulting emissions

content. The Best CO Gas Emission Value is when 1500 Rpm, because when raised

and lowered the ignition correction its value also rises. For CO2 gas, when ignition is

delayed its value tends to be high. The effect of short burning. The best value of CO2

gas at 2500 Rpm, because all of its high value signifies good combustion. Advancing

and reversing the ignition, has the same effect of raising the HC value. The best

condition of the HC value occurs when the correction of the 2000 Rpm because all

its values tend to be stable.

Keywords: ignition, ignition timing, a correction ignition, exhaust emissions

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

berkat dan rahmat-NYA penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Pengaruh Faktor Koreksi Pengapian Terhadap Emisi Gas Buang Yang

Dihasilkan Pada Kendaraan Jenis Injeksi 1800 cc”.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai

pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Unversitas Udayana.

2. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST, MT, selaku Dosen pembimbing I

sekaligus Dosen Pembimbing Akademik dalam penulisan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, MErg, selaku Dosen

Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini.

4. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Udayana.

6. Teman-teman Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, dan semua

pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan, mengingat

keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik

dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan dari berbagai pihak.

Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf

apabila ada kekurangan dan kesalahan dalam penulisan skripsi ini.

Denpasar, April 2017

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. ii

ABSTRAK ............................................................................................................. iii

ABSTRACT ............................................................................................................ iv

KATA PENGANTAR........................................................................................... v

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. x

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 5

2.1 Motor Bakar ..................................................................................... 5

2.2 Prinsip Kerja Motor 4 Langkah ........................................................ 6

2.1.1 Langkah hisap ......................................................................... 6

2.1.2 Langkah kompresi ………………………………………… .. 6

2.1.3 Langkah ekspansi .................................................................... 7

vii

2.1.4 Langkah buang ........................................................................ 7

2.3 P-V Diagram .................................................................................... 7

2.4 Electronic Consentrated Engine Control System (ECCS) ............... 8

2.4.1 Sistem aliran ECCS ……………………………….. .............. 8

2.4.2 Fungsi ECCS…………………………………. ...................... 9

2.5 Emission Control System ................................................................ 13

2.5.1 Positive crankcase ventilation (PCV) ...................................... 13

2.5.2 Three-way catalist (TWC)…………………………… ........... 14

2.5.3 Heated oxigen sensor .............................................................. 15

2.5.4 Evaporative Fuel Control System (EVAP) Canister………. 15

2.6 Sistem Pengapian Konvensional ...................................................... 16

2.6.1 Konstruksi ............................................................................... 16

2.6.2 Ignition coil ............................................................................. 17

2.6.3 Resistor .................................................................................... 19

2.6.4 Distributor ............................................................................... 20

2.6.5 Point gap .................................................................................. 22

2.6.6 Sudut dwel ............................................................................... 22

2.6.7 Advance mechanism ............................................................... 24

2.6.8 Knocking ................................................................................. 25

2.7 Pengapian Full Electronic dengan Power Transistor ....................... 26

2.8 Emisi Gas Buang ............................................................................. 27

2.8.1 Karbon monoksida (CO) ......................................................... 27

2.8.2 Hidro karbon (HC) .................................................................. 28

2.8.3 Karbon dioksida (CO2) ........................................................... 29

2.8.4 Nitrogen oxide (NOX) ............................................................. 29

2.9 Nilai Gas Buang ............................................................................... 31

viii

2.10 Manfaat Uji Emisi ............................................................................ 31

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 33

3.1 Jenis Penelitian ................................................................................. 33

3.2 Tempat Penelitian ............................................................................. 33

3.3 Obyek Penelitian .............................................................................. 33

3.4 Variabel yang Diukur …………………………………….. ............ 33

3.5 Alat dan Bahan ……………………………………. ....................... 34

3.5.1 Alat .......................................................................................... 34

3.5.2 Bahan....................................................................................... 37

3.6 Metode Pengambilan Data ………………………………… .......... 37

3.7 Instalasi Penelitian ………………………………….. .................... 37

3.8 Diagram Alir Penelitian ………………………………….. ............ 37

3.9 Jadwal Pelaksanaan Penelitian ………………………………….. .. 38

3.10 Langkah-Langkah Penelitian ………………………………….. .... 39

3.11 Metode Pengolahan Data………………………………….. ........... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 41

4.1 Data Hasil Penelitian ....................................................................... 41

4.2 Pembahasan Penelitian dan Analisa Grafik ..................................... 42

4.2.1 Analisa Koreksi Pengapian Terhadap Emisi CO .................... 42

4.2.2 Analisa Koreksi Pengapian Terhadap Emisi CO2 .................. 43

4.2.3 Analisa Koreksi Pengapian Terhadap Emisi HC .................... 44

ix

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 46

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 46

5.2 Saran ................................................................................................ 46

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………...…………………. 47

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bagan Kerja Proses Motor Otto 4 Langkah .................................. 6

Gambar 2.2 P-V Diagram Siklus Otto 4 Langkah ............................................ 7

Gambar 2.3 Diagram Aliran Bahan Bakar ........................................................ 8

Gambar 2.4 Diagram Aliran Udara .......................................................... 9

Gambar 2.5 Diagram Input-Output Signal Data ............................................... 9

Gambar 2.6 Emission Control System .............................................................. 13

Gambar 2.7 Aliran Blow by gas Melalui PCV ................................................. 13

Gambar 2.8 Bagian-Bagian TWC ..................................................................... 14

Gambar 2.9 Bagian-Bagian Heated Oxygen Sensor………………………… . 15

Gambar 2.10 Bagian-Bagian EVAP Canister ..................................................... 15

Gambar 2.11 Sistem Pengapian Konvensional ................................................... 16

Gambar 2.12 Induksi Magnet pada Kumparan Coil ........................................... 18

Gambar 2.13 Ignition Coil .................................................................................. 18

Gambar 2.14 Konstruksi Distributor ................................................................... 21

Gambar 2.15 Contoh Derajad Sudut Dwel …………………………….. ......... 22

Gambar 2.16 Hubungan Arus Primer dan Penutupan Point ............................... 23

Gambar 2.17 Advance Mechanism……………………… ................................. 24

Gambar 2.18 Kurva Advance System ................................................................. 25

Gambar 2.19 Cara Kerja Vacuum Advance ........................................................ 25

Gambar 2.20 Bagan Sistem Pengaian Full Electronic ........................................ 26

Gambar 2.21 Grafik Kadar CO ........................................................................... 28

Gambar 2.22 Grafik Kadar HC ........................................................................... 29

xi

Gambar 2.23 Grafik Kadar CO2 ......................................................................... 29

Gambar 2.24 Grafik Kadar NOX ......................................................................... 30

Gambar 3.1 Kendaraan Uji ............................................................................... 34

Gambar 3.2 CONSULT III+ dan VI ................................................................. 35

Gambar 3.3 Gas Analyzer ................................................................................. 36

Gambar 4.1 Grafik Data Emisi Gas CO ............................................................ 42

Gambar 4.2 Grafik Data Emisi Gas CO2 .......................................................... 43

Gambar 4.3 Grafik Data Emisi Gas HC ............................................................ 44

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Bagian Utama Distributor dan Fungsinya………………………….. 21

Tabel 2.2 Nilai Batas Gas Buang …………………………………….……….. 31

Tabel 2.3 Ambang Batas Emisi Gas Buang…………………………...………. 31

Tabel 3.1 Data Spesifikasi Engine Kendaraan Uji 1800 cc ………………..…. 34

Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Penelitian………………………………..……. 39

Tabel 4.1 Hasil Penelitian Emisi Gas Buang…………………………………. 41

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data Hasil Penelitian pada 1000 Rpm ...........…........................ 48

Lampiran 2. Data Hasil Penelitian pada 1500 Rpm …………........................ 49

Lampiran 3. Data Hasil Penelitian pada 2000 Rpm …………........................ 50

Lampiran 4. Data Hasil Penelitian pada 2500 Rpm …………........................ 51

Lampiran 5. Data Hasil Penelitian pada 3000 Rpm …………........................ 52

Lampiran 6. Foto-foto Penelitian ……………………………........................ 53

Lampiran 7. Pernyataan ….............................................................................. 55

Lampiran 8. Lembar Asistensi Pembimbing I ................................................ 56

Lampiran 9. Lembar Asistensi Pembimbing II ............................................... 58

Lampiran 10. SK Skripsi / Pembimbing .......................................................... 60

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Melihat semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini,

khususnya dalam bidang otomotif. Bermacam-macam teknologi terus dikembangkan

dan diaplikasikan dalam kendaraan yang telah diproduksi secara massal. Semua itu

dibuat dan dikembangkan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi, performa,

kenyamanan dan keamanan kendaraan guna memenuhi permintaan pasar. Diantara

teknologi tersebut adalah pengembangan mesin kendaraan dengan sistem bahan

bakar injeksi (EFI), yang secara perlahan-lahan menggeser teknologi sistem bahan

bakar konvensional (karburator). Karena memiliki efisiensi penggunaan bahan bakar

yang lebih baik [1].

Mobil digunakan sebagai sarana transportasi darat yang memiliki tenaga sendiri

untuk pengganti kereta kuda dan sejenisnya. Sehingga dapat menganti tenaga

manusia dan kereta kuda yang berimbas pada efisiensi waktu. Mobil secara

keseluruhan dibagi menjadi 3 bagian penting, yaitu body chassis, electrical dan

engine. Engine sendiri masih dibagi menjadi beberapa bagian diantaranya : sistem

pendinginan, sistem pelumasan, sistem pengapian, sistem bahan bakar, sistem starter

dan pengisian, sistem gas buang, dll. Dari beberapa sistem tersebut sistem pengapian

mengalami kemajuan yang cukup pesat, dimana sistem delco (distributor timing)

yang sudah banyak ditinggalkan dan berganti dengan distributorless ignition, yang

bersatu padu dengan sistem injeksi. Ada istilah teknologi lainnya yaitu ECCS

(Electronic Consentrated Engine Control System) dimana menurut produsennya

memiliki sistem yang lebih disempurnakan daripada sistim EFI, karena tidak hanya

bahan bakar yang diatur tetapi pengapian, aliran udara, juga pengontrolan emisi gas

buang. Ada beberapa keuntungan dari sistem ECCS diantaranya, memudahkan dalam

proses starting pada saat cuaca dingin, mengurangi polusi udara, menambah efisiensi

bahan bakar, dan menambah performa mesin [3].

Ada beberapa penelitian sebelumnya yang membahas topik tentang koreksi

pengapian, diantaranya : Gunadi (2010) melakukan penelitian tentang pengaruh

waktu pengapian terhadap emisi yang dihasilkan pada kendaraan sistem EFI. Dengan

2

memvariasikan bahan bakar, yaitu menggunakan premium dan pertamax [1].

Diperoleh hasil untuk bahan bakar bensin, memundurkan pengapian akan berdampak

pada menurunnya emisi gas buang. Ketika pengapian dimajukan, maka HC

meningkat drastis. Sedangkan pertamax, memundurkan pengapian juga akan

menurunkan HC, namun kemungkinan akan menurunkan tenaga, sedangkan

memajukan pengapian tidak terlalu meningkatkan HC. Sedangkan untuk CO,

memajukan timing akan meningkatkan CO, memundurkan timing akan menurunkan

CO. Ahmad Gurnito (2016) penelitian tentang pengaruh ignition timing mapping

terhadap unjuk kerja dan emisi mesin Sinjai 650 cc dengan bahan bakar pertalite

RON 90. Didapat hasilnya terdapat penurutan emisi CO dan HC serta didapat

kenaikan daya efektif dan efisiensi thermal [2]. Perbedaan kedua penelitian tersebut

dengan penelitian yang akan kami lakukan adalah terletak pada bahan bakar yang

hanya menggunakan pertamax, kemudian sistem yang diteliti sudah diatas EFI yaitu

ECCS, dan yang terakhir kami ingin membuktikan perbedaan emisi gas buang

setelah penggunaan kendaraan sekian tahun.

Dengan adanya penelitian ini diharapkan kita dapat mengetahui, bahwa semakin

lama umur pakai kendaraan, maka semakin banyak terjadi keausan pada part-part

mekanikalnya. Sebagai contoh kondisi camshaft, kondisi crankshaft, metal-metal

yang ada di dalam mesin, sehingga kita dapat menganalisa kemungkinan kerusakan

komponen-komponen tersebut dengan cara mengamati emisi gas buang yang

dihasilkan, tanpa harus membongkar mesin terlebih dahulu. Selain itu, bila dengan

adanya keausan yang terjadi di dalam komponen mesin mengakibatkan perubahan

waktu pengapian, dengan mudah kita dapat melakukan penyetelan waktu pengapian

yang sesuai dan diharapkan bisa mengkondisikan sistem pengapian mendekati seperti

saat kendaraan masih baru.

Karena waktu pengapian dapat berubah seiring usia kendaraan akibat keausan di

dalam komponen mesin, dan juga hasil emisi gas buang dapat menjadi analisa

kerusakan di dalam komponen mesin, maka penulis akan melakukan penelitian

tentang “Pengaruh Faktor Koreksi Pengapian Terhadap Emisi Gas Buang yang

Dihasilkan pada Kendaraan Jenis Injeksi 1800 CC”.

3

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah bagaimana

pengaruh faktor koreksi pengapian terhadap emisi gas buang yang dihasilkan pada

kendaraan bermotor jenis injeksi 1800 cc.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk dapat mengetahui dan menganalisa

pengaruh faktor koreksi pengapian terhadap emisi gas buang yang dihasilkan pada

kendaraan bermotor jenis injeksi 1800 cc, sehingga kita dapat mengetahui waktu

pengapian yang sesuai dengan kondisi awal kendaraan tersebut dibuat. Dan juga

sebagai analisa tentang kondisi komponen di dalam mesin dilihat dari emisi gas

buang yang dihasilkan.

1.4 Batasan Masalah

Agar tidak menyimpang dan keluar dari permasalahan maka dalam penelitian

pengaruh timing pengapian terhadap tingkat emisi yang dihasilkan (CO, CO2, dan

HC) pada kendaraan bermotor jenis injeksi bermerk Nissan Grand Livina 1800 cc,

penulis membatasi masalah pada hal-hal sebagai berikut :

1. Sistem pengapian dalam kondisi baik, dimana busi, coil pengapian sesuai

dengan spesifikasi (tidak cacat/ rusak)

2. Pengaruh lingkungan seperti temperatur udara luar, dan keceparan udara

dianggap konstan.

3. Kondisi pengujian adalah standby tanpa beban

4. Bahan bakar yang digunakan adalah pertamax.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk peneliti, sebagai tambahan ilmu dan juga dalam tugasnya untuk

memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik pada bidang

Konversi Energi di Universitas Udayana.

4

2. Untuk pembaca, sebagai sumbangan pemikiran tentang ilmu pengetahuan,

khususnya dalam bidang Motor Bakar.

3. Untuk masyarakat, memberikan informasi dan penjelasan tentang bahaya dari

emisi yang dihasilkan dari kendaraan bermotor.