View
288
Download
14
Category
Preview:
Citation preview
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user i
MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI KONTROL ELEKTRONIK PADA TOYOTA
KIJANG 5K (SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK DAN KEPALA
SILINDER)
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar
Ahli Madya (Amd)
Oleh :
FAMA AQIFTIAR FALAH NIM. I 8609015
PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user v
KATA PENGANTAR
Puji syukurAlhamdulillahkepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat
dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat melaksanakan Proyek
Akhir dan menyusun laporan laporan Proyek Akhir ini. Sholawat dan salam
senantiasa tercurah kepada uswah dan pemimpin kita Nabi Muhammad SAW,
keluarga, para sahabat dan kepada semua pengikut sunnah beliau hingga akhir
zaman.Proyek Akhir yang dilakukan penulis merupakan salah satu syarat dalam
mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan kurikulum pendidikan
D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Selama melaksanakan Kerja Praktek dan menyusun laporan penulis banyak
mendapatkan bantuan dan bimbingan, oleh karena itu penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. BapakdanIbutercintaatasdo’a, dukungan, bantuan dan motifasi yang
takterhinggabaikdarisegi moral maupun material
2. Adik – adik yang sayacintai ( Fais& Nabila ) atasdukungannyadan
sebagai penyemangat
3. Bapak Wibawa Endra Juana ST. MT., selaku pembimbing I Proyek Akhir
yang banyak memberikan solusi dan masukan dalam menyelesaikan
masalah Proyek Akhir
4. Bapak Tri Istanto, ST. MT.,selaku pembimbing II Proyek Akhir atas
dukungan dan bimbingannya
5. Bapak Heru Sukanto, ST. MT., selaku Ketua Program D III Teknik
Mesin atas bantuan dan bimbingan selama pelaksanaan Proyek Akhir
6. Bapak JakaSulistya Budi, S.T., selakukoordinatorProyekAkhir yang
memberikan masukan selama pelaksanaan Proyek Akhir
7. Anwar Nasyrudin dan Sophan Pangestu sebagai teman satu kelompok,
terima kasih atas kerjasama dan bantuan yang tidak terhingga sehingga
penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini
8. Bapak Cipto dan Bapak Bambang selaku Pengelola Bengkel Sendang
4x4 yang telah memberikan banyak bimbingan kepada penulis selama
mengerjakan Proyek Akhir
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user vi
9. Bapak Aryoto, ST. Pengelola Bengkel Pro Mekanik Globalindo yang
telah memberikan banyak bimbingan dan bantuan kepada penulis selama
mengerjakan Proyek Akhir
10. Mas Solikhin, Mas Rohmad, dan Lek Yanto selaku laboran Motor Bakar
terima kasih atas segala bantuannya
11. Rekan – rekan Mahasiswa D3 Teknik Mesin Otomotif terima kasih atas
kerjasamanya
12. Nasmoco Solo Baru dan Nasmoco Slamet Riyadi yang membantu penulis
dalam pengujian emisi gas buang.
13. Semuapihak yang
tidakdapatpenulissebutkansatupersatubaiklangsungmaupuntidaklangsung,
telahbanyakmembantudalammenyelesaikanProyek Akhir
danpenyusunanLaporanProyek Akhir.
Penulis menyadari keterbatasan dan kemampuan dalam penyusunan
Laporan Kerja Praktek ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat
membangun sangat diharapkan demi sempurnanya Laporan ini. Namun
demikian kami berharap semoga Laporan ini bermanfaat bagi perkembangan
dunia pendidikan.
Surakarta, 27Juni 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user vii
FamaAqiftiarFalah, MODIFIKASI MESIN SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI KONTROL ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K (SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK DAN KEPALA SILINDER). Proyek Akhir, Surakarta: Program Studi D-3 TeknikMesinOtomotif, JurusanTeknikMesin,FakultasTeknik, UniversitasSebelasMaret, 2012.
ABSTRAK
Perkembangan teknologi otomotif sangat cepat, perbaikan demi perbaikan terus dilakukan. Terdapat beberapa hal pokok yang digunakan sebagai parameter perbaikan motor bakar, yaitu:efisiensikerja, efisiensibahanbakar, dangas buang ramah lingkungan. Salah satu pengembangan adalah dengan mesin Electronic Fuel Injection (EFI) yang mempunyai keakuratan pencampuran bahan bakar.
Proyek Akhir ini melakukan pengerjaan modifikasi mesinToyota Kijang Rover 89 seri 5K (sistem bahan bakar konvensional) menjadi sistem EFI dengan sub sistem pengapian EFI. Bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggantian mesin konvensional menjadi mesin injeksi.
Dalam pengerjaannya Proyek Akhir ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu; perencanaan, uji performaawal, persiapan mesin 7K, pemasangan dan modifikasi, finishing, serta ujiperforma akhir. Proses pengerjaan dilakukan dengan mensubtitusi komponen sistem bahan bakar dan pengapian mesin 5K dengan mesin 7KE. Perlu dilakukan beberapa modifikasi pada komponen injeksi mesin 7KE agar dapat dipasangkan pada mesin 5K. Selain itu juga dilakukan uji performa untuk mengetahui efek dari penggantian tersebut
Pengujian konsumsi bahan bakar menunjukkan mesin injeksi lebih boros pada rpm rendah, dan lebih irit pada putaran tinggi. Sedangkan pengujian gas buang menunjukkan penurunan kadar HC dan CO. Kadar HC sebelum modifikasi adalah 896 ppm sedangkan setelah dimodifikasi adalah 369 ppm. Kadar CO mengalami penurunan dari 4,75% menjadi 0,5%. Dapat dipastikan emisi gas buang menjadi rendah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................iii
BERITA ACARA ..................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR............................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................... vii
DAFTAR ISI...........................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah........................................................................... 1 1.2. Pembatasan Masalah ................................................................................ 3 1.3. Perumusan Masalah.................................................................................. 3 1.4. Tujuan Proyek Akhir ................................................................................ 3 1.5. Manfaat Proyek Akhir .............................................................................. 3 1.6. Metode Pengambilan Data ....................................................................... 4 1.7. Sistematika Penulisan............................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI
2.1. Kepala Silinder(Cylinder Head) .............................................................. 6 2.1.1. Jenis Ruang Bakar........................................................................ 6 2.1.2. Gasket Kepala Silinder ................................................................ 9 2.1.3. Mekanisme Katup ...................................................................... 10
2.2. Sistem Pengapian Konvensional ........................................................... 15 2.2.1. Fungsi Bagian Komponen Sistem Pengapian Konvensional .. 16 2.2.2. Cara Kerja Sistem Pengapian Konvensional ............................ 25
2.3. Sistem Kontrol Elektronik ..................................................................... 30 2.3.1. Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik .................................. 32 2.3.2. Sensor.......................................................................................... 32 2.3.3. Aktuator ...................................................................................... 36
2.4. Gas Buang ............................................................................................... 39 2.4.1. Macam Sifat dan Pengaruh Gas Buang Terhadap Manusia .... 40 2.4.2. Hal Untuk Megurangi Pengaruh Timbulnya Gas Buang......... 42
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1. Perencanaan ............................................................................................ 45 3.2. Gambar Komponen Kepala Silinder dan Sistem Pengapian ............... 48
3.2.1. Komponen Kepala Silinder ....................................................... 48 3.2.2. Komponen Sistem Pengapian.................................................... 50
BAB IV PENGERJAAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengerjaan ............................................................................................... 54 4.1.1. Spesifikasi Mesin ....................................................................... 54 4.1.2. Uji PerformaMesinToyota Kijang Rover (Mesin 5K) ............. 55
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
4.1.3. Persiapan Sistem Injeksi pada Mesin7K .................................. 59 4.1.4. Pelepasan Komponen Mesin 7K ............................................... 59 4.1.5. Pengerjaan padaMesin 5K ......................................................... 60 4.1.6. Pemasangan dan Modifikasi ...................................................... 68 4.1.7. Finishing Pengerjaan ................................................................. 77 4.1.8. Uji Performa Akhir .................................................................... 78
4.2. Pembahasan ............................................................................................ 80 4.2.1. Sistem Pengapian ....................................................................... 80 4.2.2. Perbandingan Performa Kedua Mesin ...................................... 91
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 95 5.2. Saran ........................................................................................................ 96
DAFTAR ISI............................................................................................................ 97
LAMPIRAN............................................................................................................. 98
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi saat ini sungguh sangat cepat dan fantastis,
perbaikan demi perbaikan terus bergerak secara signifikan, tidak terkecuali di
bidang otomotif. Ada tiga hal yang sangat pokok yang saat ini menjadi bahan
kajian para peneliti otomotif dalam rangka perbaikan performansi motor bakar,
yaitu :
1. Efisiensi kerja yang tinggi sehingga dihasilkan daya yang besar,
2. Efisiensi pemakaian bahan bakar, dan
3. Gas buang dengan tingkat pencemaran rendah (ramah lingkungan)
Ada dua parameter (faktor) yang sangat berpengaruh terhadap performansi
motor bakar dalam mencapai tujuan di atas, yaitu :
1. Perbandingan udara dan bahan bakar atau air/fuel ratio (AFR) yang ideal
yaitu 14,7 mengacu pada pembakaran stokiometri sesuai dengan kondisi
kendaraan
2. Pengapian pada waktu tepat sesuai beban mesin.
Air/fuel ratio (AFR) yang tidak sesuai akan mengakibatkan efisiensi mesin
tidak optimal, dan kandungan polutan pada gas buang sangat tinggi, sehingga
tingkat pencemarannya juga sangat tinggi. Hal ini semakin parah jika pengapian
yang timming-nya tidak/kurang tepat.
Salah satu kelemahan sistim konvensional yang menggunakan karburator
sebagai komponen yang berfungsi mencampur udara dan bahan bakar adalah
tidak bisa mengahasilkan gas dengan nilai AFR yang tepat dan selalu sesuai
dengan kondisi operasional mesin. Hal ini karena pada sistim konvensional tidak
ada kontrol balik atau koreksi ulang atas apa yang telah dihasilkan oleh
karburator.
Untuk mengatasi kelemahan tersebut, maka diciptakan suatu teknologi yang
mampu secara cepat, tepat dan terus menerus mengontrol kinerja mesin, sehingga
mesin selalu bekerja dengan tingkat efisiensi yang tinggi dan ramah lingkungan,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
yaitu sistim injeksi bahan bakar dengan kontrol elektronik atau biasa disebut
Electronic Fuel Injection (EFI) – Toyota (UPT PPPK/BLPT Prop. Jatim).
Pada karburator, bensin dari tangki disalurkan ke ruang pelampung dalam
karburator melalui pompa bensin (mekanis/elektrik) dan saringan bensin.
Selanjutnya bensin masuk melalui lubang jet dalam ruang venturi (ruang untuk
menambah kecepatan aliran udara masuk ruang pembakaran) sehingga bensin
yang masuk tergantung pada kecepatan aliran udara yang masuk dan besar lubang
jet.
Pada EFI bensin di injeksikan pada intake manifold injektor dengan waktu
penginjeksian (injection duration and frequency) yang dikontrol secara elektronik.
Injeksi bensin disesuaikan dengan jumlah udara yang masuk, sehingga campuran
ideal antara bensin dan udara akan terpenuhi sesuai dengan beban dan putaran
mesin. Generasi terbaru EFI dikenal dengan sebutan Mesin Management System
(EMS) yang mengontrol sistem bahan bakar sekaligus mengontrol sistem
pengapian (timing pengapian).
Sistem pengapian konvensional memiliki beberapa kelemahan, salah satu
kelemahan tersebut adalah pemutusan dan penghubungan arus listrik menuju
kumparan primer koil pengapian dilakukan secara mekanis dengan platina.
Gesekan cam poros distributor akan membuat sepatu platina semakin menipis,
sedangkan benturan antar breaker point dan aliran arus induksi menyebabkan
breaker point aus/tidak rata. Keadaan tersebut menyebabkan setelan platina harus
diatur ulang atau platina diganti baru jika keausan sudah parah.
Penyempurnaan sistem pengapian yang diterapkan pada produk-produk
mesin terbaru umumnya menghilangkan kerja mekanis dari platina digantikan
dengan sistem yang bekerja secara elektronik. Dengan sistem baru ini dihasilkan
api yang besar dan saat pengapian yang tepat (http://ebookdatabase.net/tentang-
sistem-pengapian-pada-mobil-321261215).
Dari uraian diatas dapat diketahui sistem mesin konvensional banyak
terdapat kekurangan, karena itu penulis memilih judul “MODIFIKASI MESIN
SISTEM KONVENSIONAL MENJADI SISTEM INJEKSI KONTROL
ELEKTRONIK PADA TOYOTA KIJANG 5K” dengan sub-sistem pengapian
elektronik untuk menggatikan sistem pengapain konvensional (platina).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.2. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah adalah bagaimana cara mengaplikasikan sistem
elektronik EFI yang diterapkan pada mesin konvensional serta sub-sistem
pengaplikasian sistem pengapian elektronik pada sistem pengapian konvensional.
1.3. Perumusan Masalah
Dari latar belakang diatas bisa memuncul beberapa pertanyaan penting
untuk dibahas diantaranya:
1. Apa yang dimaksud mesin dengan sistem EFI (Electronic Fuel
Injection)?
2. Bagaimana cara pengaplikasian mesin dengan sistem EFI pada mesin
konvensional (karburator) Toyota Kijang seri 5K?
3. Bagaimanakah sistem pengapian yang digunakan pada EFI?
4. Bagaimana cara kerja sistem pengapian EFI bila dibandingkan dengan
sistem pengapian konvensional?
5. Bagaimana performa dari mesin sebelum dimodifikasi dengan mesin
setelah dimodifikasi
1.4. Tujuan Proyek Akhir
Tujuan dari pelaksanaan proyek akhir ini adalah:
1. Dapat lebih memahami mesin dengan sistem EFI
2. Dapat memodifikasi dan mengaplikasikan sistem mesin EFI pada mesin
konvensional (karburator) karburator 5K
3. Mengetahui cara kerja sistem pengapian yang digunakan EFI
4. Menganalisa perbedaan dari kedua jenis sistem pengapian dengan EFI
dan sistem pengapian konvensional
5. Membandingkan performa mesin sebelum dimodifikasi (mesin 5K)
dengan mesin seletah dimodifikasi
1.5. Manfaat Proyek Akhir
Manfaat yang diperoleh dari pengerjaan Proyek Akhir ini adalah:
1. Bagi Penulis
Dapat lebih mendalami tentang ilmu otomotif khususnya tentang cara
kerja dari sistem mesin yang sudah mengunakan EFI (Electronic Fuel
Injection).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
2. Bagi Perguruan Tinggi
Dapat menambah referensi tentang perkembangan dunia otomotif yang
sudah semakin maju seperti dengan sistem mesin yang terbaru dengan
menggunakan sistem EFI sebagai pengganti sistem karburator.
1.6. Metode Pengambilan Data
Metode yang digunakan dalam pelaksanaan proyek akhir dan pengumpulan
data sebagai bahan penyusunan laporan adalah:
1. Observasi
Penulis melakukan pengamatan langsung pada proses modifikasi mesin
dan melakukan pengetesan pada mesin.
2. Interview
Penulis mengajukan pertanyaan secara langsung kepada narasumber
atau pada pihak – pihak lain yang dapat memberikan informasi.
3. Konsultasi
Penulis melakukan konsultasi untuk memperoleh bimbingan serta
petunjuk dari pembimbing lapangan dan sumber – sumber.
4. Literatur
Penulis mengumpulkan data-data yang berasal dari buku – buku yang
ada kaitannya dengan judul tugas akhir.
1.7. Sistematika Penulisan
Dalam penulisan laporan kerja praktek ini, penulis membuat sistematika
penulisan sebagai berikut :
Bab I. Pendahuluan
Menjelaskan latar belakang, perumusan masalah, tujuan proyek akhir,
batasan masalah, manfaat proyek akhir, metode pengambilan data, serta
sistematika penulisan laporan proyek akhir.
Bab II. Dasar Teori
Menjabarkan pernyataan tentang Sistem EFI secara luas dan cara kerjanya
serta Sistem pengapian yang digunakan untuk menyelesaikan masalah
Proyek Akhir.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
Bab III. Perencanaan dan Gambar
Berisi perencanaan yang akan dilakukan pada proses Modifikasi Mesin
Sistem Konvensional menjadi Sistem Injeksi Kontrol Elektronik pada
Toyota Kijang 5K
Bab IV. Pembuatan dan Pembahasan
Berisi tentang proses pengerjaan Modifikasi Mesin Sistem Konvensional
menjadi Sistem Injeksi Kontrol Elektronik pada Toyota Kijang 5K dan
pembahasan mengenai EFI serta sub-sistem Pengapian EFI.
Bab V. Penutup
Berisi tentang kesimpulan dan saran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 6
BAB II DASAR TEORI
2.1. Kepala Silinder (Cylinder Head)
Kepala Silinder (Cylinder Head) ditempatkan di atas blok silinder. Pada
bagian bawah kepala silinder terdapat ruang bakar dan katup – katup. Kepala
silinder harus tahan terhadap temperatur dan tekanan yang tinggi selama mesin
bekerja. Oleh sebab itu umumnya kepala silinder di buat dari besi tuang.
Akhir-akhir ini banyak mesin yang kepala silindernya di buat dari paduan
aluminium. Kepala silinder yang terbuat dari paduan aluminium memiliki
kemampuan pendinginan lebih besar dibanding dengan yang terbuat dari besi
tuang. Pada kepala silinder juga dengan pendingin yang dialiri air pendingin yang
datang dari blok silinder untuk mendinginkan katup – katup dan busi.
Gambar 2.1. Kepala Silinder
2.1.1. Jenis Ruang Bakar
Bentuk ruang bakar sangat berpengaruh dengan adanya penempatan dua
buah katup dan busi. Ada beberapa macam atau jenis ruang bakar yang umum
digunakan:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
a. Ruang Bakar Model Setengah Bulat
Ruang bakar model setengah bulat (Hemispherical Combustion Chamber) ini
mempunyai permukaan yang kecil dibanding dengan jenis ruang bakar lain
yang sama kapasitasnya. Ini berarti panas yang hilang sedikit (efisiensi
panasnya tinggi) dibanding dengan model lainnya. Disamping itu
memungkinkan efisiensi saat pemasukan dan pembuangan (intake dan exhaust)
lebih tinggi. Ruang bakar model ini konstruksinya lebih sempurna, tetapi
penempatan mekanis katupnya menjadi lebih rumit.
Gambar 2.2. Ruang bakar model Setengah Bulat
b. Ruang Bakar Model Baji
Ruang bakar model baji (wedge type combustion chamber) ini kehilangan
panasnya juga kecil, konstruksi mekanisme katupnya lebih sederhana bila
dibandingkan dengan ruang bakar model setengah bulat (hemistpherical type).
Gambar 2.3. Ruang bakar model Baji
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
c. Ruang Bakar Model Bak Mandi
Ruang bakar model bak mandi (bathtup type combustion chamber)
konstruksinya sederhana, dan biaya produksinya lebih rendah. Hal ini
disebabkan diameter katupnya lebih kecil, tetapi saat penghisapan (intake) atau
pembuangan (exhaust) kurang sempurna dibanding dengan jenis ruang bakar
model setengah bulat.
Gambar 2.4. Ruang bakar model Bak Mandi d. Ruang Bakar Model Pent Roof
Ruang bakar model pent roof ini umumnya digunakan pada mesin yang
mempunyai jumlah katup hisap atau katup buang lebih dari 2 dalam tiap-tiap
silinder, yang disusun sedemikian rupa antara katup dan poros noknya. Disebut
model pent roof sebab membentuk segi empat, baik tegak atau mendatar. Bila
dihubungkan ke titik pusat akan menyerupai atap suatu bangunan. Model ini
selain memberikan efek semburan yang baik dan lebih cepat terbakar, juga
penempatan businya ditengah-tengah ruang bakar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Gambar 2.5. Ruang bakar model Pent Roof 2.1.2. Gasket Kepala Silinder
Gasket kepala silinder (cylinder head gasket) letaknya antara blok silinder
dan kepala silinder, fungsi untuk mencegah kebocoran gas pembakaran, air
pendingin dan oli. Gasket kepala silinder harus tahan panas dan tekanan dalam
setiap perubahan temperatur. Umumnya gasket dibuat dari carbon clad sheet steel
(gabungan karbon dengan lempengan baja) karbon itu sendiri melekat dengan
graphite, dan keduanya berfungsi untuk mencegah kebocoran yang ditimbulkan
antara blok silinder dan kepala silinder, serta untuk menambah kemampuan
melekat pada gasket.
Gambar 2.6. Gasket
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
2.1.3. Mekanisme Katup
Mesin 4 langkah mempunyai langkah hisap, kompresi, usaha dan buang,
tetapi bekerjanya katup hanya dibutuhkan dalam 2 proses langkah yaitu langkah
hisap dan langkah buang. Mekanisme katup ini dirancang sedemikian rupa
sehingga sumbu nok (camshaft) berputar satu kali untuk menggerakkan katup
hisap dan katup buang setiap 2 kali berputarnya poros engkol.
Puli timing crankshaft dipasang pada ujung poros engkol (crankshaft) dan
puli timing crankshaft dipasang pada ujung exhaust camshaft.
Exhaust camshaft digerakkan oleh poros engkol melalui timing belt, Intake
camshaft digerakkan oleh gigi-gigi yang berkaitan pada intake dan exhaust
camshaft. Jumlah dari gigi camshaft timing pulley yang mana sumbu nok hanya
berputar satu kali untuk setiap 2 kali putaran poros engkol.
Gambar 2.7. Mekanisme katup tipe timing belt
a. Cara Kerja Katup
Bila poros engkol berputar menyebabkan exhaust camshaft juga berputar
melalui timing belt, sedangkan intake camshaft diputar oleh exhaust camshaft
melalui roda – roda gigi. Bila sumbu nok (camshaft) berputar, nok akan
menekan ke bawah pada valve lifter dan membuka katup. Bila sumbu nok terus
berputar, maka katup akan menutup dengan adanya tekanan pegas. Setiap
sumbu nok berputar satu kali, akan membuka dan menutup katup hisap dan
katup buang satu kali pada setiap 2 putaran poros engkol.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
b. Metode Penggerakan Katup
Sumbu nok digerakkan oleh poros engkol dengan beberapa metode, termasuk
timing gear, timing chain dan timing belt. Sebagian besar mesin bensin
TOYOTA menggunakan camshaft yang digerakkan oleh belt dan ada beberapa
camshaft yang digerakkan oleh rantai.
1. Model Timing Gear
Metode ini digunakan pada mekanisme katup jenis mesin OHV (over head
valve), yang letak sumbu noknya di dalam blok silinder. Timing gear
biasanya menimbulkan bunyi yang besar dibandingkan dengan rantai
(timing chain), sehingga mesin bensin model penggerak katup ini menjadi
kurang populer pada mesin bensin jaman modern ini.
Gambar 2.8. Mekanisme katup meodel timing gear
2. Model Timing Chain
Mesin ini digunakan pada mesin OHC (over head camshaft) dan DOHC
(double overhead camshaft) sumbu noknya terletak diatas kepala silinder.
Sumbu nok digerakkan oleh rantai (timing chain) dan roda gigi sprocket
dilumasi dengan oli.
Tegangan rantai (chain tension) diatur oleh chain tensioner. Chain vibration
(getaran rantai) dicegah oleh chain vibration damper. Sumbu nok yang
digerakkan oleh rantai hanya sedikit menimbulkan bunyi dibanding dengan
roda gigi (gear driven) dan jenis ini amat populer.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Gambar 2.9. Mekanisme katup meodel timing chain
3. Model Timing Belt
Sumbu nok (camshaft) digerakkan oleh sabuk yang bergigi sebagai
pengganti timing chain. Sabuk (belt) selain tidak menimbulkan bunyi
dibanding dengan rantai (chain), juga tidak diperlukan pelumasan serta
penyetelan tegangan.
Kelebihan lainnya, belt lebih ringan dibanding dengan model lainnya. Oleh
karena itu model ini banyak digunakan pada mesin. Belt penggerak sumbu
nok ini dibuat dari fiberglass yang diperkuat dengan karet sehingga
mempunyai daya regang yang baik dan hanya mempunyai penguluran yang
kecil bila terjadi panas.
Gambar 2.10. Mekanisme katup meodel timing belt
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
4. Sumbu Nok
Sumbu nok (camshaft) dilengkapi dengan sejumlah nok yang sama yaitu
untuk katup hisap dan katup buang, dan nok ini membuka dan menutup
katup sesuai timing (saat) yang ditentikan. Gigi penggerak distributor
(distributor drive gear) dan nok penggerak pompa bensin (fuel pump drive
cam) juga dihubungkan dengan sumbu nok.
Sprocket dan sebuah puli yang menempel pada ujung sumbu digerakkan
oleh poros engkol. Macam-macam mesin DOHC juga mempunyai tambahan
roda gigi untuk menggerakkan sumbu nok.
Gambar 2.11. Komponen camshaft tipe DOHC
5. Pengangkat Katup
Pengangkat katup (valve lifter) adalah komponen yang berbentuk silinder
pada mesin OHV, masing – masing dihubungkan dengan nok yang
berhubungan dengan katup melalui batang penekan (push rod). Pengangkat
katup bergerak naik dan turun pada pengantarnya yang terdapat didalam
blok silinder saat sumbu nok berputar dan juga membuka dan menutup
katup.
Mesin yang mempunyai pengangkat katup konvensional celah katupnya
harus distel dengan tepat, sebab tekanan panas mengakibatkan pemuaian
pada komponen kerja katup. Beberapa mesin modern ada yang bebas
penyetelan celah yaitu dengan menggunakan pengangkat katup hidrolis dan
dalam pengaturan celah katupnya dipertahankan pada 0 mm setiap saat. Ini
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
dapat dicapai dengan hydraulic lifter atau sealed hydraulic lifter (terdapat
pada mesin OHV) atau katup last adjuster (terdapat pada mesin tipe OHC).
Gambar 2.12. Pengangkat katup
6. Batang Penekan
Batang penekan (push rod) berbentuk batang yang kecil masing – masing
dihubungkan pada pengangkat katup (valve lifter) dan rocker arm pada
mesin OHV. Batang katup ini meneruskan gerakan dari pengangkat katup
ke rocker arm.
Gambar 2.13. Batang penekan
7. Rocker Arm dan Shaft
Rocker arm dipasang pada rocker arm shaft. Bila rocker arm ditekan keatas
oleh batang penekan (push rod), katup akan tertekan dan membuka. Rocker
arm dilengkapi dengan skrup dan mur pengunci (lock nut) untuk penyetelan
celah katup.
Rocker arm menggunakan pengangkat katup hidraulis tidak dilengkapi
dengan sekrup dan mur penyetelan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Gambar 2.14. Rocker arm dan shaft
2.2. Sistem Pengapian Konvensional
Motor pembakaran dalam (internal combustion engine) menghasilkan
tenaga dengan jalan membakar campuran udara dan bahan bakar di dalam
silinder. Pada motor bensin, loncatan bunga api pada busi diperlukan untuk
menyalakan campuran udara-bahan bakar yang telah dikompresikan oleh torak di
dalam silinder. Sedangkan pada motor diesel udara dikompresikan dengan
tekanan yang tinggi sehingga menjadi sangat panas, dan bila bahan bakar
disemprotkan ke dalam silinder, akan terbakar dengan seketika.
Karena pada motor bensin proses pembakaran dimulai oleh loncatan api
tegangan tinggi yang dihasilkan oleh busi, beberapa metode diperlukan untuk
menghasilkan arus tegangan tinggi yang diperlukan.
Sistem pengapian (ignition system) pada auto mobil berfungsi untuk
menaikkan tegangan baterai menjadi 10 KV atau lebih dengan mempergunakan
ignition coil dan kemudian membagi-bagikan tegangan tinggi tersebut ke masing-
masing busi melalui distributor dan kabel tegangan tinggi. Tipe sistem pengapian
baterai ini dipergunakan pada seluruh motor bensin untuk mobil modern.
Sistem pengapian baterai biasanya terdiri dari baterai, ignition coil,
distributor, kabel tegangan tinggi dan busi seperti diperlihatkan gambar di bawah
ini.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Gambar 2.15. Sistem pengapian baterai
2.2.1. Fungsi Bagian Komponen Sistem Pengapian Konvensional
a. Baterai
Baterai adalah alat elektro kimia yang dibuat untuk mensuplai listrik ke
sistem starter mesin, sistem pengapian, lampu – lampu dan komponen kelistrikan
lainnya. Alat ini menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia, yang
dikeluarkannya bila diperlukan dan mensuplai ke masing-masing sistem
kelistrikan atau alat yang memerlukannya. Karena didalam proses baterai
kehilangan energi kimia, maka alternator mensuplainya kembali ke dalam baterai
(yang disebut pengisian). Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia.
Siklus pengisian dan pengeluaran ini terjadi berulang kali secara terus menerus.
Didalam baterai mobil terdapat elektrolit asam sulfat, ektroda positif dan
negatif dalam bentuk plat. Plat-plat dari timah atau berasal dari timah.
Karena itu baterai tipe ini sering disebut baterai timah. Ruangan didalamnya
dibagi menjadi beberapa sel (biasanya 6 sel, untuk baterai mobil) dan di dalam
masing-masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam didalam elektrolit.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Gambar 2.16. Konstruksi Baterai
1. Elemen Baterai
Antara pelat-pelat positif dan pelat-pelat negatif masing-masing
dihubungkan oleh pelat strap (pengikat pelat) terpisah. Ikatan pelat-pelat
positif dan negatif ini dipasangkan secara berseling-seling, yang dibatasi
oleh separator dan fiberglass disebut elemen baterai. Penyusunan pelat-pelat
ini tujuannya memperbesar luas singgungan antara bahan aktif dan
elektrolit, agar listrik yang dihasilkan besar. Dengan kata lain kapasitas
baterai menjadi kasar.
Gambar 2.17. Elemen Baterai
Gaya elektromotif (EMP) yang dihasilkan satu sel kira-kira 2,1 V, pada
segala ukuran pelat. Karena baterai mobil mempunyai 6 sel dihubungkan
secara seri, EMP output nominal yang dihasilkan ialah kira-kira 12 volt.
2. Elektrolit
Elektrolit baterai ialah larutan asam sulfat dengan air sulingan. Berat jenis
elektrolit pada baterai saat ini dalam keadaan terisi penuh ialah 1,260 atau
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
1,280 (pada temperatur 20°C). Perbedaan ini disebabkan perbandingan
antara air sulingan dengan asam sulfat pada masing-masing tipe berbeda.
Elektrolit yang berat jenisnya 1,260 mengandung 65% air sulingan dan 35%
asam sulfat, sedangkan elektrolit yang berat jenisnya 1,280 mengandung
63% air sulingan dan 37% asam sulfat.
b. Ignition Coil
Igniton coil berfungsi merubah arus listrik 12 V yang diterima dari baterai
menjadi tegangan tinggi (10 KV atau lebih) untuk menghasilkan loncatan bunga
api yang kuat pada celah busi.
Pada ignition coil, kumparan primer dan sekunder digulung pada inti besi.
Kumparan-kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai
menjadi tegangan yang sangat tinggi melalui (dengan cara) induksi
elektromagnet/induksi magnet listrik (induksi sendiri dari induksi barsama).
Inti besi (core), yang dikelilingi oleh kumparan, terbuat dari baja silicon
tipis yang digulung ketat. Kumparan sekunder terbuat dari kawat tembaga tipis (f
0,05 – 0, 1 mm) yang digulung 15.000 sampai 30.000 kali lilitan pada inti besi,
sedangkan kumparan primer terbuat dari kawat tembaga yang relatif tebal (f 0,5 –
1,0 mm) yang digulung 150 sampai 300 kali lilitan mengelilingi kumparan
sekunder. Untuk mencegah terjadinya hubungan singkat (short circuit) antara
lapisan kumparan yang berdekatan, antara lapisan satu dengan lapisan yang lain
disekat dengan kertas yang mempunyai tahanan sekat yang tinggi.
Seluruh ruangan kosong di dalam tabung kumparan diisi dengan minyak
atau campuran penyekat untuk menambah daya tahan terhadap panas. Salah satu
ujung dari kumparan primer dihubungkan dengan terminal negatif primer,
sedangkan ujung lain duhubungkan dengan terminal positif primer. Kumparan
sekunder duhubungkan dengan cara yang serupa, dimana salah satu ujungnya
dihubungkan dengan kumparan primer lewat terminal positif primer, sedangkan
ujung yang lain dihubungkan dengan terminal tegangan tinggi melalui sebuah
pegas. Kedua kumparan digulung dengan arah yang sama, dengan kumparan
primer berada pada bagian luar.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Gambar 2.18. Ignition coil
c. Distributor
Fungsi distributor dapat dibagi dalam 4 bagian seperti diperlihatkan
dibawah ini.
1. Bagian Pemutus (arus)
Pada bagian ini terdiri dari breaker point (atau biasa disebut contact point
atau “point” saja), camlobe (nok) dan kondenser.
Fungsi breaker point adalah untuk memutuskan arus lisirik dan
menghubungkannya dari kumparan primer coil ke massa agar lerjadi induksi
pada kumparan sekunder coil. lnduksi terjadi pada saat breaker point
diputus atau terbuka.
Gambar 2.19. Sudut distributor saat pengapian
Fungsi camlobe untuk mengungkit breaker point agar dapat memutuskan
dan menghubungkan arus listrik pada kumparan primer coil.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
Gambar 2.20. Celah platina
Condenser berfungsi untuk menghilangkan atau mencegah terjadinya
loncatan api atau bunga api listrik pada breaker point. Konstruksinya dapat
dilihat pada gambar dibawah. Kemampuan dari suatu kondenser dapat
ditunjukkan dengan berapa besar kapasitasnya. Kapasitas kondenser dapat
diukur dalam mikro farad (µf).
Pada kendaraan Toyota, kondenser yang dipergunakan ada tiga macam
yaitu:
Condenser dengan kabel warna hijau, kapasitasnya adalah 0,15 µf.
Condenser dengan kabel warna kuning, kapasitasnya adalah 0,22 µf.
Condenser dengan kabel warna biru, kapasitasnya adalah 0,25 µf.
Gambar 2.21. Condenser
Terbakarnya breaker point sering juga diakibatkan oleh kondenser yang
tidak sesuai dengan kapasitasnya atau kapasitas tidak normal.
2. Bagian Distributor
Bagian ini berfungsi untuk membagi-bagikan (mendistribusikan) arus
tegangan tinggi yang dihasilkan (dibangkitkan) oleh kumparan sekunder
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
pada ignition coil ke busi pada tiap-tiap silinder sesuai dengan urutan
pengapian (Firing Order). Bagian ini terdiri dari tutup distributor dan rotor.
Gambar 2.22. Bagian-bagian distributor
3. Bagian Centrifugal advancer
Bagian ini berfungsi untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan
pertambahan putaran mesin. Bagian ini terdiri dari governor weight dan
governor spring (pegas governor).
Gambar 2.23. Cara kerja governor 4. Bagian Vacum Advancer
Bagian ini berfungsi unutk memundurkan atau memajukan saat pengapian
pada saat beban mesin bertambah atau berkurang,
Bagian ini terdiri dari breaker point plate dan vacum advancer, yang akan
bekerja atas dasar kevakuman yang terjadi didalam intake manifold.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Gambar 2.24. Cara kerja vacuum advancer d. Kebel Tegangan Tinggi
Kabel tegangan tinggi (high-tension Cord) harus mampu mengalirkan arus
listrik tegangan tinggi yang dihasilkan didalam ignition coil ke busi-busi melalui
distributor tanpa adanya kebocoran. Oleh sebab itu penghantar (core) dibungkus
dengan insulator karet yang tebal untuk mencegah terjadinya kebocoran arus
listrik tegangan tinggi. Insulator karet yang tebal (rubber insulator) kemudian
dilapisi oleh pembungkus (sheath). Kabel resistive terbuat dari fiberglass yang
dipadu (dicampur) dengan carbon dan karet sintetis yang digunakan sebagai core
untuk memberikan peregangan yang cukup kuat untuk meredam bunyi pengapian
(ignition noise) pada radio. Tanda tahanan dicetak pada permukaan pembungkus
(sheath) sebagai pertanda bahwa inti dari kabel tegangan tinggi adalah kabel
bertahanan (resistive wire).
Sirkuit terbuka atau hubungan yang kurang baik dari kabel tegangan tinggi
dapat diketahui dengan mengukur tahanan inti (core) seperti diperlihatkan pada
gambar berikut.
Gambar 2.25. Pengecekan kabel tegangan tinggi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
e. Busi
Arus listrik tegangan tinggi dari distributor menimbulkan (membangkitkan)
bunga api dengan temperatur tinggi diantara elektroda tengah dan masa dari busi
untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah dikompresikan.
Meskipun konstruksi dari busi sederhana, tetapi busi tersebut dapat beroperasi
pada kondisi yang sangat berat. Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-
kira 2000 °C (3632 °F) selama langkah pembakaran (kerja), tetapi kemudian akan
turun drastis pada langkah hisap karena didinginkan oleh campuran udara dan
bahan bakar. Perubahan yang sangat cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi
berulang-ulang kali pada setiap dua putaran poros engkol.
Lebih jauh lagi, tekanan didalam silinder juga bervariasi antara 1 atm (760
mmHg atau 29,92 inHg atau 101,33 kPa) pada saat langkah hisap, tetapi
kemudian naik mencapai 45 atm pada langkah pembakaran (kerja). Busi harus
bisa menjaga kemampuan penyalaan untuk jangka waktu yang lama, meskipun
mengalami temperatur tinggi dan perubahan tekanan, dan menjaga tahanan
insulator dari tegangan tinggi antara 10 sampai 30 KV.
Gambar 2.26. Konstruksi busi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Konstruksi
Komponen utama dari busi yaitu insulator, casing dan elektroda tengah.
a) Insulator Keramik
Insulator keramik (ceramic insulator) berfungsi untuk memegang elektroda
tengah dan berguna sebagai insulator antara elektroda tengah dan casing.
Gelombang yang dibuat pada permukaan insulator keramik berguna untuk
memperpanjang jarak permukaan antara terminal dan casing untuk mencegah
terjadinya loncatan bunga api tegangan tinggi.
Insulator terbuat dari porselen aluminium murni yang mempunyai daya tahan
panas yang sangat baik, kekuatan mekanikal, kekuatan elektrik pada
temperatur tinggi dan penghantar panas (thermal conductivity).
b) Casing
Casing berfungsi untuk menyangga insulator keramik dan juga sebagai
mounting busi terhadap mesin.
c) Elektroda Tengah
Elektroda tengah terdiri dari komponen – komponen:
· Sumbu pusat (center shaft) : mengalirkan arus dan meradiasikan panas yang
ditimbulkan eleh elektroda.
· Seal glass (kaca) : membuat kerapatan (merapatkan) (untuk menghindari
kebocoran udara), antara shaft dan insulator keramik dan mengikat antara
shaft dan elektroda tengah.
· Resistor: mengurangi suara pengapian untuk mengurangi gangguan
frekuensi radio.
· Copper core (inti tembaga) : merambatkan panas dari elektroda dan ujung
insulator agar cepat dingin.
· Elektroda tengah : membangkitkan loncatan bunga api ke masa (elektroda
masa)
d) Elektroda Masa
Elektroda masa dibuat sama dengan elektroda tengah. Alur U(U– groove), Alur
V(V–groove) dan bentuk khusus dari elektroda yang lain dibuat dengan tujuan
agar memudahkan loncatan api agar menaikkan kemampuan pengapian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Gambar 2.27. Elektroda busi
2.2.2. Cara Kerja Sistem Pengapian Konvensional
Gambar 2.28. Siruit pengapian konvensional
Gambar diatas memperlihatkan sirkuit konvensional sistem pengapian
motor bensin 4 silinder. Cara kerja sirkuit itu adalah sebagai berikut :
Apabila kunci kontak dihubungkan, arus listrik akan mengalir dari baterai melalui
kunci kontak ke kumparan primer, ke breaker point dan massa. Dalam keadaan
seperti ini breaker point masih dalam keadaan tertutup. Akibat mengalirnya arus
pada kumparan primer, maka inti besi akan menjadi magnet. Dalam keadaan inti
besi menjadi magnet, bila breaker point dibuka arus yang mengalir pada
kumparan primer akan terputus pada kemagnetan pada inti besi akan segera
hilang. Hilangnya kemagnetan ini akan menyebabkan kumparan primer dan
kumparan sekunder terjadi timbul tegangan induksi. Karena jumlah gulungan
pada kumparan sekunder lebih banyak dari kumparan primer maka tegangan yang
keluar pada kumparann sekunder ini akan jauh lebih besar atau pada kumparan
sekunder akan timbul tegangan tinggi. Tegangan tinggi ini kemudian disalurkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
ke rotor distributor untuk dibagikan ke busi-busi pada tiap silinder yang sedang
mengakhiri langkah kompresinya. Selanjutnya tegangan tinggi pada busi ini
dirubah menjadi percikan api guna pembakaran gas pada ruang bakar. Terjadinya
tegangan tinggi pada kumparan sekunder ini untuk satu kali putaran adalah 4 kali,
karena terjadi 4 kali pemutusan arus pada kumparan primer yang berarti 4 kali
terjadi tegangan tinggi pada kumparan sekunder.
Mesin dengan jumlah silinder 6, akan terjadi tegangan tinggi pada kumparan
primer setiap satu putaran rotor adalah 6 kali.
a. Teori terjadinya tegangan tinggi pada ignition coil
Seperti dijelaskan di atas ignition coil berfungsi untuk mempertinggi
tegangan dari 12 volt menjadi 15.000~20.000 volt. Tegangan ini terjadi pada
kumparan-kumparan yang terdapat pada ignition coil dengan prinsip mutual
induksi atau induksi bersama.
Gambar 2.29. Teori terjadinya kemagnetan
Apabila pada sebatang besi dililitkan dengan kawat halus hingga menjadi
sebuah kumparan, dan kumparan dialiri arus listrik, maka pada inti besi tersebut
akan terjadi kemagnetan dengan garis gaya seperti pada gambar diatas. Kekuatan
magnet yang timbul pada inti besi tergantung dari dua faktor utama yaitu
banyaknya gulungan kumparan dan besar arus yang mengalir pada kumparan
tersebut.
Selanjutnya apabila titik kontak dibuka, arus listrik yang mengalir dari
baterai akan segera terputus akan tetapi garis gaya magnet yang timbul pada inti
besi cenderung untuk meneruskan arus listrik tersebut.
Kecenderungan dari garis gaya magnet untuk meneruskan aliran arus listrik
akan menyebabkan timbulnya arus listrik pada kumparan walaupun arus listrik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
dari baterai sudah tidak mengalir. Kejadian ini dikatakan kumparan terinduksi
oleh garis gaya magnet yang hilang tersebut. Oleh karena hanya kumparan itu
yang terinduksi maka dikatakan induksi sendiri (self induction). Pada kejadian ini
baik arus listrik maupun tegangan listriknya disebut juga arus induksi dan
tegangan induksi.
b. Tegangan tinggi pada kumparan sekunder
Seperti telah dijelaskan sebelumnya apabila pada suatu inti besi dililitkan
suatu kumparan dimana pada kumparan tersebut dialirkan arus listrik selanjutnya
arus listrik tersebut diputus, maka akan terjadi tegangan induksi pada kumparan
tersebut, pada peristiwa ini dikatakan induksi sendiri.
Sekarang apabila pada inti besi tersebut dililitkan 2 buah kumparan yaitu
kumparan primer dan kumparan sekunder, kemudian pada kumparan primer
dialiri arus listrik dan arus listrik tersebut diputus, maka tegangan induksi tidak
hanya terjadi pada kumparan primer saja melainkan pada kumparan sekunder juga
terjadi tegangan induksi. Oleh karena tegangan induksi terjadi pada kedua
kumparan secara bersamaan maka peristiwa ini dikenal dengan sebutan “induksi
bersama” atau “mutual induction”.
Besar tegangan induksi pada kumparan sekunder tergantung dari
perbandingan gulungan antara kumparan sekunder dengan kumparan primer.
Gambar 2.30. Induksi bersama
c. Centrifugal Advancer
Pada saat terjadi pembakaran didalam ruang bakar suatu mesin dengan
putaran 600 rpm, penyalaan dimulai dari posisi 8° sebelum titik mati atas dan
tekanan pembakaran maksimum terjadi pada poros engkol berada pada posisi 10°
setelah mati atas, besar sudut dari mulai percikan bunga api pada sebelum TMA
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
sampai terjadinya tekanan maksimum adalah 8° + 10° = 18° engkol. Waktu yang
ditempuh untuk 18° adalah; t = 18° × 60 detik600 × 360° t = 0,005 (detik)
Jadi dapat dianggap bahwa untuk membakar campuran bahan bakar dengan
udara dari mulai membakar sampai terjadi tekanan pembakaran yang tinggi
diperlukan waktu selama 0,005 detik.
Untuk suatu harga campuran bahan dan udara tertentu, harga ini atau waktu
yang diperlukan tetap sama. Pada saat mesin berputar dengan kecepatan putar
yang lebih tinggi dari 600 rpm, misalnya 1200 rpm maka besar sudut yang
ditempuh untuk waktu t = 0,005 detik akan menjadi 2 kalinya yaitu 36° engkol.
Apabila percikan api pada busi dimulai tetap pada 8° sebelum TMA, maka
tekanan maksimum akan didapat setelah torak melewati TMA dengan sudut 36° -
8° = 28°. Posisi torak pada saat melewati TMA engkol sudah lebih jauh dibanding
10° engkol, karenanya tekanan pembakaran maksimum untuk 28° engkol lebih
kecil dibanding 10° engkol. Akibat dari ini tenaga yang dihasilkan akan menjadi
lebih kecil atau menurun. Agar dapat tekanan pembakaran maksimum yang tinggi
dan tenaga yang besar, tekanan pembakaran harus dipertahankan terjadi 10°
setelah tma. Karenanya saat terjadi bunga api busi harus dinaikkan menjadi 36° -
10° = 26° engkol atau 26° engkol sebelum TMA.
Kita telah mengetahui bahwa mesin kendaraan harus dapat beroperasi pada
putaran yang sesuai dengan yang dikehendaki misalnya pada saat dibutuhkan
untuk cepat maka mesin harus berputar cepat atau sebaliknya. Pembakaran gas
juga harus dapat mengikuti kondisi mesin tersebut dimana bila mesin berputar
dengan cepat maka saat pengapian harus lebih awal lagi dan sebaliknya. Kejadian
ini harus berlaku secara otomatis dan untuk itulah maka pada mesin dilengkapi
dengan alat pemajuan pengapian yang sebanding dengan putaran mesin. Alat
tersebut lebih dikenal dengan nama Centrifugal advancer.
Prinsip kerja dari Centrifugal advancer ini memanfaatkan kecepatan putar
pada suatu benda yang selanjutnya timbul gaya sentrifugal karena kecepatan putar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
dan masa dari benda yang berputar tersebut. Gaya sentrifugal ini selanjutnya
digunakan untuk merubah posisi bubungan (cam lobe) yang akan membuka
breaker point lebih awal dibanding pada waktu putaran lambat.
Pada saat putaran governor shaft masih rendah, diharapkan agar governor
weight belum merubah meskipun sudah terdapat gaya sentrifugal akibat putaran
tersebut. Hal ini disebabkan pada governor weight masing-masing dilengkapi
dengan satu pegas yang selanjutnya akan menarik governor weight ke posisi tidak
merubah. Untuk putaran lambat, pegas yang bekerja hanya satu dan untuk putaran
tinggi pegas yang bekerja adalah keduanya.
Gambar 2.31. kerja governor weight dan spring (governor operation)
Pemajuan pengapian perubahannya besar sekali pada saat putaran mesin
berada antara putaran lambat sampai putaran sedang. Hal ini disebabkan karena
kecepatan perambatan api pada putaran lambat hampir sama dengan putaran
sedang sehingga bila terjadi kenaikan atau perubahan kecepatan putaran saat
pengapian harus segera naik atau harus lebih awal.
Pada saat putaran tinggi, kecepatan perambatan api akan lebih cepat
sehingga saat pembakaran tidak perlu dibuat lebih awal. Karena kedua sebab
itulah maka saat pengapian diperlambat menggunakan pegas governor agar
mempunyai perubahan.
Apabila putaran mesin berubah dari lambat ke sedang, pegas yang bekerja
hanya satu yang selanjutnya perubahan saat pembakaran terjadi sangat tajam atau
curam. Sedangkan apabila putaran mesin berubah dari putaran sedang ke putaran
tinggi, gaya sentrifugal yang timbul pada governor weight ditahan oleh dua pegas,
sehingga pertambahan sudut pemajuan pengapian menjadi tidak curam lagi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
Karena sebab-sebab tersebut dan karakteristik dari kecepatan perambatan
api pada ruang bakar, maka bentuk pegas pada governor weight dibedakan dimana
yang satu bekerja pada putaran rendah sampai tinggi dan yang satu lagi khusus
bekerja pada putaran sedang sampai tinggi saja. Dengan demikian bila mengganti
pegas atau membongkar distributor, harus diperhatikan bahwa governor weight
mempunyai dua pegas yang berlainan.
d. Vacuum Advancer
Prinsip kerja vacuum advancer adalah dengan memanfaatkan kevakuman
yang terjadi pada lubang setelah throttle valve (bila throotle valve tertutup) yang
selanjutnya dirubah menjadi gaya tarik pada diafragma dan gaya tarik tersebut
diteruskan untuk menggerakkan braker plate dengan gerakan putar yang
berlawanan dengan putaran bubungan (cam lobe). Oleh karena breker point
ditempatkan pada breaker plate, maka dengan berputarnya breaker plate ini
menyebabkan breaker point lebih awal membukanya. Ini berarti penyalaan busi
terjadi lebih awal (lebih cepat)
Gambar 2.32. Vacuum advancer
2.3. Sistem Kontrol Elektronik
Sistem pengontrol elektronik (Elektronik Control System) termasuk sensor-
sensor untuk membantu mendeteksi kondisi kerja mesin dan komputer yang
menentukan ketepatan jumlah penginjeksian bahan bakar sesuai dengan signal
yang diterima dari sensor-sensor.
Sensor-sensor ini mengukur jumlah udara yang dihisap, beban mesin,
temperatur air pendingin, temperatur udara, saat akselerasi atau deselerasi,
kemudian mengirim signal ke komputer. Kemudian komputer menghitung dengan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
tepat jumlah penginjeksian bahan bakar atas dasar pertimbangan dari signal tadi,
dan mengirimkan perintah penginjeksian menuju injektor-injektor.
Electronic Injection System pada beberapa mesin dilengkapi dengan sebuah
tahanan (resistor) dalam injection circuit-nya untuk mencegah terjadinya panas
dan menstabilkan kinerja injector.
Cold start injection bekerja ketika sistem di start pada saat dingin dan
lamanya dikontrol oleh timer switch. Pada sirkuit komputer pada sistem EFI
dilengkapi dengan main relay untuk mencegah turunnya tegangan. Sirkuit pompa
bahan bakar pada sistem EFI ini juga dilengkapi dengan relay. Relay ini akan
bekerja ketika mesin berputar dan memetikan pompa pada saat mesin mati.
Gambar 2.33. Sistem EFI
ECS (Elektronik Control System) berfungsi agar sistim injeksi bahan bakar
dapat bekerja dengan baik, tepat dan selalu sesuai dengan kondisi operasional
mesin, sehingga diperoleh mesin (kendaraan) dengan performansi yang tinggi,
efisien terhadap pemakaian bahan bakar dan gas buang yang dihasilkan ramah
lingkungan (tingkat polusinya rendah). Pada dasarnya ECS terdiri dari tiga bagian
utama, yaitu :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
a) Sensor : berfungsi sebagai detektor terhadap bagian-bagian mesin atau
hal-hal lain yang merupakan faktor pokok yang berpengaruh langsung
pada opersional mesin.
b) ECU : berfungsi sebagai processor/pengolah data dari semua masukan
sensor, yang selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk kesimpulan yang
akan dilaksanakan actuator.
c) Actuator : berfungsi melaksanakan / meng-aktualisasikan semua
kesimpulan / perintah ECU dalam bentuk kerja.
2.3.1. Prinsip Kerja Sistem Kontrol Elektronik
Gambar 2.34. Bagan prinsip kerja kontrol elektronik ECU mengolah data berdasarkan input dari sensor, input analog akan
dikeluarkan dalam bentuk analog, dan inputan digital akan dikeluarkan dalam
bentuk digital. Oleh karena itu aktuator akan bekerja sesuai dengan jenis inputan
yang dibutuhkan, contoh: sinyal listrik yang dibutuhkan antara injektor dan
pompa bakar (fuel pump) berbeda, sebab input yang dibutuhkan oleh kedua
komponen tersebut berbeda.
2.3.2. Sensor
a. Manifold Absolute Pressure (MAP)
Mendeteksi tekanan absolut udara di dalam intake manifold.
Posisi penempatan di throttle body atau di intake air chamber.
Sensor ECU Aktuator
Input Analog
Input Digital
Kontrol Unit
Elektronik
Input Analog
Input Digital
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
Gambar 2.35. MAP sensor b. Ignition Signal (IG)
Perubahan pada tegangan primer pada ignition coil dideteksi dan dikirim ke
ECU sebagai suatu signal. ECU menentukan saat penginjeksian sesuai
kecepatan mesin.
Gambar 2.36. Ignition Signal c. Intake Air Temperature (IAT)
Mendeteksi temperatur udara yang ada didalam intake manifold.
Posisi penempatan di saluran penghubung atau di intake air chamber.
Gambar 2.37. Intake Air Temperature
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
d. Throttle Position Sensor (TPS)
Dipasang pada throttle shaft yang terdapat pada throttle body yang fungsinya
mengontrol jumlah udara yang masuk dan mendeteksi posisi throttle valve dan
dirubah menjadi signal tegangan ke ECU, untuk menentukan posisi mesin pada
putaran idling, bekerja dengan beban berat atau beban ringan.
Gambar 2.38. Throttle position sensor e. Water Temperatur Sensor (THW)
Mendeteksi temperatur pendinginan dengan sebuah thermistor dan dirubah
kedalam signal tegangan dan mengirim signal ke ECU
Gambar 2.39. Water temperature sensor f. Exhaust Gas Oxygen (OX)
Terpasang pada exhaust manifold, dan mendeteksi jumlah sisa oksigen dalam
gas buang, dirubah menjadi tegangan variabel, dan mengirim signal ke ECU.
Ini akan membantu komputer untuk menentukan campuran udara dan bahan
bakar (perbandingan udara dan bahan bakar) yang disuplai ke mesin.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Gambar 2.40. Oxigen sensor
g. Crank Position sensor (CKP)
Menentukan timing pengapian, injeksi dan rpm mesin
Gambar 2.41. Crank position sensor h. Cam Position Sensor (CMP)
Mendeteksi posisi TMA silinder 1 untuk menentukan firing order (FO) injeksi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Gambar 2.42. Cam Position Sensor i. Knock Sensor
Mendeteksi terjadinya knocking/ketukan di dalam silinder
Posisi penempatan di engine body/block cylinder
Gambar 2.43. Knock sensor
2.3.3. Aktuator
a. Injektor
Menyemprotkan bahan bakar ke dalam intake manifold.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 2.44. Injector b. Fuel Pump
Mengirimkan bahan bakar dengan tekanan tertentu ke delivery pipe
Gambar 2.45. Fuel pump c. Idle Speed Control (ISC)
Menambah udara ke intake manifold saat start dingin dan pemanasan
Posisi penempatan di throltle body
Gambar 2.46. Idle speed control
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
d. Exhaust Gas Recirculation (EGR)
Membantu menekan kandungan polutan pada gas buang, terutama kandungan
NOx.
Gambar 2.47. Electronic gas recirculating (EGR) e. Main Relay
Mematikan kerja fuel pump jika etelah beberapa detik kunci kontak ON mesin
mati.
Gambar 2.48. Relay f. Malfunction Indicator Lamp (MIL)
Mendeteksi kerusakan pada sensor-sensor tidak berfungsi
Gambar 2.49. Check engine
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
g. Igniter Unit
Memicu timbulnya letikan api pada busi
Gambar 2.50. Igniter h. Data Link Connector (DLC)
Sebagai interface ke Engine scanner tool
Gambar 2.51. Check conector
2.4. Gas Buang
Gas buang dari gas bekas kadang-kadang terbaur istilahnya.
Gas yang keluar dari pipa knalpot ® gas bekas
Gas yang keluar dari crankshaft ® blow by gas gas buang
Gas yang keluar dari karburator
Atau gasoline tank ® gas uap (menguap)
Gas bekas umumnya terdiri dari gas yang tidak beracun N2 (Nitrogen, CO2
(Carbon dioksida) dan H2O (Uap Air) dan sebagian kecil merupakan gas beracun
seperti; gas CO, HC dan NOx (Oksida Nitrogen) yang sekarang sangat populer
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
dalam gas bekas maupun gas buang adalah gas yang beracun. CO adalah gas
Carbon Monoxida; HC (Hydro Carbon); NOx adalah istilah dari Oxida-Oxida
Nitrogen yang dibuat satu (NO, NO2, N2O).
Gas ini dikeluarkan dari suatu kendaraan bila digambarkan dalam % seperti
pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.52. Gas yang keluar dari kendaraan 2.4.1. Macam Sifat dan Pengaruh Gas Buang Terhadap Manusia
Seperti telah dijelaskan tadi bahwa dari bermacam-macam gas buang yang
sering dipersoalkan adalah CO, HC, NOx, dari ke tiga macam ini tentang sifatnya,
sebab-sebab terjadinya maupun pengaruh keburukannya seperti diterangkan
dibawah ini.
Sifat
CO (Carbon Monoxida) :
• Zat gas tidak bewarna tidak berbau
• Tidak mudah larut dalam air
• Perbandingan berat terhadap udara (1 atm°C) 0,967
• Di dalam udara bila diberikan api akan terbakar dengan mengeluarkan
asap biru dan menjadi CO2 (Carbon Dioxide)
HC (Hydro Carbon) :
• Sebuah zat yang merupakan ikatan kimia hanya dari Carbon (C) dan
Hydrogen (H) saja
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
• Bentuk kimianya dibagi menjadi parafine, Naftaline, Olefine, dan
Aromatic N2O karena tidak aktif, tidak menjadi persoalan
NOx (Oxida Nitrogen) :
• Terutama terbentuk NO, NO2 dan N2O
• NO ® Zat gas yang tidak berwarna tidak berbau, sukar larut dalam air,
didalam udara karena gesekan akan menjadi NO2
• NO2 ® Zat gas berwarna agak kemerahan dan sedikit berbau, mudah
larut dalam air bereaksi dengan air menjadi asam Nitrit atau Nitrat
Sumber Utama Dalam Udara
CO (Carbon Monoxida) :
• Terutama sumbernya adalah kendaraan disaat idling
HC (Hydro Carbon) :
• Sumber utamanya adalah gas buang dari kendaraan atau macam-macam
alat pembakaran.
• Dan lain-lain seperti refinering oil (penghilang minyak) karena
pemakaian pelarut
NOx (Oxida Nitrogen) :
• Sumber timbulnya adalah gas buang dari mobil, gas-gas yang timbul dari
pabrik kimia serta gas bakar yang timbul dari bermacam-macam alat
pembakaran.
Efek Buruk yang Ditimbulkan
CO (Carbon Monoxida) :
• Akan bercampur dengan hemoglobin yang terdapat dalam darah menjadi
Carbon Oksida Hemoglobin (CO-Hb)
• Dengan bertambahnya CO-Hb, fungsi pengalir oksigen darah akan
terhalang
• Didalam darah bila terdapat CO-Hb 5% (dalam udara CO 40 ppm) akan
menimbulkan keracunan dalam darah; ppm = partical per million
HC (Hydro Carbon) :
• Bila kepekatan HC-nya bertambah tinggi akan merusak sistem
pernafasan manusia (tenggorokan) terutama yang beracun adalah
Benzena dan Toruene
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
• Hidro Carbon aktif seprti susunan (Olefine dan sebagainya) akan
menyebabkan photo chemical smoke (smoke yang dimaksud disini adalah
suatu kumpulan gugusan antara CO, HC, dan N2 yang bila terkena sinar
matahari menimbulkan mata pedas
• Dari jenis Aromatic ada juga yang menyebabkan timbulnya kanker
NOx (Oxida Nitrogen) :
• NO2 akan membuat sakit (merangsang) hidung dan tenggorokan
• Dari sifat beracunnya akan menimbulkan sukar tidur, batuk-batuk
• Sebagai gabungan dari zat Nitrogen menyebabkan problem utama
timbulnya photo chemical smoke
2.4.2. Hal Untuk Mengurangi Pengaruh Timbulnya Gas Buang
Bermacam-macam cara untuk mengurangi timbulnya CO, HC, NOx
misalnya;
a. Pemakaian campuran kurus
Hubungan antara campuran dengan kadar CO, HC dan NOx dari gas buang
akan terlihat pada gambar 2.53. (grafik). Mesin-mesin pada umumnya
mempunyai campuran sekitar 14:1 meskipun 15:1 adalah campuran ideal. Bila
campuran ini lebih kurus lagi dari 14:1, maka kadar CO dan HC akan
berkurang, tetapi NOx akan bertambah, serta output mesinpun akan turun.
Gambar 2.53. Grafik hubungan antara campuran bahan bakan dengan gas
buang (Toyota Step 2, 1995)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
b. Memperlambat saat pembakaran (ignition timing) sudutnya
Saat pembakaran bila diperlambat dari kondisi pertamanya, maka hasil HC,
NOx-nya akan berkurang. HC berkurang karena dengan memperlambat timing
pengapian temperatur pembuangan menjadi tinggi yang menjadikan HC
terbakar lebih baik lagi pada sistem pembuangan (Exthaust port, Exthaust
manifold, dan sebagainya). NOx berkurang karena dengan memperlambat
timing pngapian menjadikan kecepatan pembakaran berkurang dan temperatur
pembakaran lebih rendah.
c. Mempertinggi putaran mesin
Dengan mempertinggi putaran mesin, pengabutan bahan bakar menjadi lebih
baik, yang berarti distributor ke tiap silinder pun menjadi lebih baik,
menyebabkan kondisi pembakaran menjadi sempurna serta kadar HC pun
menjadi lebih sedikit, tetapi karena temperatur pembakaran bertendensi
meninggi maka kadar NOx akan naik
d. Memperbesar engine load
Dengan memperbesar beban mesin, temperatur pembakaran akan menjadi
tinggi, yang menyebabkan NOx meningkat. Pada keadaan seperti ini karena
pembakaran menjadi baik, HC akan berkurang, tetapi biasanya bila beban
menjadi lebih besar dipakai campuran bahan bakar yang lebih gemuk, yang
menyebabkan penurunan kadar HC menjadi relatif kecil
e. Memperbesar compression ratio
Jika luasan permukaan ruang bakar disebut S dan volumenya V, maka
perbesaran nilai S/V, menyebabkan meningkatnya lapisan yang bertemperatur
rendah pada dinding ruang pembakaran, karena kadar HC akan bertambah
besar. Bila perbandingan kompresi naik maka HC akan naik. Juga bila
perbandingan kompresi diperbesar maka akan menghasilkan energi ledakan
yang lebih besar. Sehingga pembakaran akan terjadi pada temperatur yang
tinggi dan NOx bertambah.
2.4.3. Ambang Batas Uji Emisi
Untuk mobil berbahan bakar bensin dapat diukur adalah unsur CO, HC, O2,
CO2 dan Lambda (beberapa jenis alat dapat mengukur kadar NOx). Namun untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
syarat kelulusan uji emisi, yang dilihat hanya unsur CO (karbon monoksida) dan
HC (hidrokarbon) saja.
Mobil Sistem Karburator:
· Tahun Produksi sebelum 1985
CO max: 4.0 %
HC max: 1000 ppm.
· Tahun Produksi 1986-1995:
CO max: 3.5%
HC max: 800ppm
· Tahun Produksi di setelah 1996:
CO max: 3.0%
HC max: 700ppm
Mobil Sistem Injeksi (EFI – Electronic Fuel Injection):
· Tahun Produksi 1986-1995:
CO max: 3.0%
HC max: 600ppm
· Tahun Produksi di setelah 1996:
CO max: 2.5%
HC max: 500ppm
Untuk mobil bermesin diesel (bahan bakar solar), yang disyaratkan untuk
kelulusan uji emisi adalah nilai Opasitas (kepekatan) asap saja.
· Tahun Produksi sebelum 1985:
Opasitas max: 50%
· Tahun Produksi 1986-1996:
Opasitas max: 45%
· Tahun Produksi di setelah 1996:
Opasitas max: 40%
(Pemprov. DKI Jakarta, Februari 2006)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1. Perencanaan
Untuk terciptanya pelaksanaan proyak akhir yang baik perlu dilakukan
perencaan terlebih dahulu pada objek yang akan dikerjakan, pelaksanaan
pengerjangan modifikasi mesin 5K menjadi sistem injeksi secara garis besar
sebagai berikut :
1. Uji performa mesin 5K
- Pengujian konsumsi bahan bakar
- Uji emisi
2. Persiapan sistem injeksi pada mesin 7K
- Memeriksa kondisi mesin 7K
- Repair dan replace komponen abnormal
- Menghidupkan mesin 7K
- Standarisasi wiring harness
3. Pelepasan Komponen Injeksi dan pengapian mesin 7K
- Prepare pelepasan komponen
- Penandaan wiring harness dan konektor
4. Pelepasan komponen sistem bahan bakar dan pengapian mesin 5K
- Pelepasan komponen
- Analisa perbedaan dengan komponen mesin 7K
- Modifikasi/penyesuaian perbedaan komponen 7K dengan 5K
5. Pengadaan Sparepart
6. Pemasangan dan modifikasi komponen injeksi mesin 7K pada mesin 5K
- Pembersihan pada mesin 5K dan komponen yang akan dipasang 7K
- Modifikasi dan pemasangan komponen mesin 7K pada mesin 5K
a. Sistem bahan bakar
b. Sistem udara
c. Sistem pengapian
- Standarisasi pemasangan komponen sistem bahan bakar, sistem udara,
dan pengapian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
7. Finishing pengerjaan pemasangan komponen injeksi mesin 7K pada
mesin 5K
- Pemeriksaan bagian / komponen yang kurang sempurna
- Perbaikan / improve pemasangan dan penyetelan
8. Uji Performance Akhir
- Pengujian konsumsi bahan bakar
- Uji emisi
9. Penyelesaian Laporan Proyek Akhir
Untuk lebih jelasnya program kerja atau perencanaan pengerjaan proyek
akhir tersebut dibuat sebuah alur pengerjaan sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Gambar 3.1. Alur pengerjaan modifikasi mesin
tidak baik
tidak baik
Uji performa awal
Persiapan sistem injeksi mesin 7K
Pemeriksaan mesin
Repair & replace
Pelepasan sistem injeksi 7K
Prepare pelepasan komponen
Standarisasi wiring Penandaan wiring
harness & conector
OK
modifikasi
Pelepasan komponen
OK
Analisa perbedaan dengan komponen mesin 5K dg 7K
Pemasangan komponen injeksi 7K pada mesin
5K
Pelepasan komponen mesin 5K
Pembersihan mesin 5K dan komponen injeksi
modifikasi
Test engine
OK
Pelepasan sistem bahan bakar dan pengapian
mesin 5K
Finishing Pengerjaan
OK
Pemasangan Standarisasi
Pemeriksaan kelengkapan komponen
Perbaikan dan Penyetelan
OK
Pengetesan dan pengujian engine
Penyetingan Akhir
Penyelasaian loporan Proyek Akhir
Pemeriksaan mesin
Repair & replace
Test engine
Pengujian konsumsi bahan bakar
OK
Uji emisi
Pengujian konsumsi bahan bakar
Uji emisi
Pengadaan Sparepart
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Pengerjaan proyek akhir (pelepasan dan pemasangan sistem mesin injeksi)
dilakukan dengan mengacu pada buku Pedoman Reparasi Mesin 5K, 7K, 7K-E
Toyota, 2000.
3.2. Gambar Komponen Kepala Silinder dan Sistem Pengapian
Gambar merupakan media komunikasi yang sangat penting bagi teknik
mesin, sehingga seseorang akan dapat dengan mudah mengetahui dan memahami
komponen mesin melalui gambar. Berikut ini adalah gambar komponen kepala
silinder dan sistem pengapian yang digambar dalam bentuk tiga dimensi
menggunakan software SolidWorks.
3.2.1. Komponen Kepala Silinder
a. Kepala silinder
Gambar 3.2. Kepala silinder b. Tutup kepala silinder
Gambar 3.3. Tutup kepala silinder
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
c. Valve Rocker Arm
Gambar 3.4. Valve Rocker Arm
d. Valve Rocker Support
Gambar 3.5. Valve Rocker Support
e. Valve
(a) (b)
Gambar 3.6. (a) intake valve (b) exthaust valve
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
f. Valve Spring
Gambar 3.7. Valve Spring
3.2.2. Komponen Sistem Pengapian
a. Distributor
Gambar 3.8. Distributor
Tutup distributor
NE sensor conector
Roda gigi distributor
Pengatur derajat pengapian
Output ke busi
Input dari ignition coil
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
Gambar 3.9. Komponen dalam distributor
b. Ignition Coil
Gambar 3.10. Ignition Coil
c. Spark Plug
Gambar 3.11. Spark Plug
Conector NE pickup
Timing rotor
NE pickup sensor
Rotor distributor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
d. Battery
Gambar 3.12. Battery e. Electric Control Unit (ECU)
Gambar 3.13. Electric control unit (ECU)
Conector ECU
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
f. Igniter
Gambar 3.14. Igniter
Conector Igniter
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user 54
BAB IV PENGERJAAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengerjaan
Pengerjaan pembongkaran dan pemasangan komponen dilakukan dengan
mengacu pada buku Pedoman Reparasi Mesin 5K, 7K, 7K-E Toyota, 2000. Pada
proses pengerjaan juga dilakukan uji performa awal (mesin Kijang Rover 89) dan
uji performa akhir (mesin setelah dimodifikasi) untuk membandingkan antara
kondisi sebelum dan sesudah pengerjaan.
4.1.1. Spesifikasi Mesin
Proses modifikasi dilakukan dengan mengganti sistem induksi udara, sistem
bahan bakar dan sistem pengapian pada mesin Toyota Kijang Rover tahun 1989.
Komponen pengganti diambilkan dari mesin Toyota 7K pada engine stand.
Perbedaan spesifikasi kedua mesin sebagai berikut:
Tabel. 4.1. Data perbandingan spesifikasi mesin
Spesifikasi Mesin Kijang Rover 89 Mesin Toyota 7K
Jenis mesin 5K 7K
Serial number EG 5K 03421 7K 0419608
Kapasitas mesin 1500 cc 1800 cc
Diameter piston (STD)
80,450 – 80,460 mm 80,358 – 80,368 mm
Jumlah silinder 4 4
Tekanan kompresi (pada 250rpm)
Std : 1.235 kPa Min : 931 kPa
Std : 1.186 kPa Min : 882 kPa
Sistim pengapian Konvensional (platina)
ESA (Electronic Spark Advancer)
Sistim bahan bakar Karburator EFI (Electronic Fuel Injection)
(Sumber : Pedoman Reparasi Mesin 5K,7K,7K-E Toyota, 2000)
Dari data diatas terlihat jelas perbedaan antara mesin yang akan
dimodifikasi dengan mesin pengganti. Dengan demikian perlu dilakukan
penyesuaian khusus sehingga komponen-komponen injeksi pada mesin pengganti
dapat diaplikasikan pada mesin Toyota Kijang Rover yang akan dimodifikasi.
Recommended