BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem bahan bakar adalah suatu sistem yang mendukung unjuk kerja suatu mesin. Secara umun dapat di katakan fungsi sistem bahan bakar adalah untuk menyuplai/memenuhi kebutuhan bahan bakar mesin dalam kondisi siap. Sedangkan secara khusus fungsi sistem bahan bakar adalah : 1. Sebagai penyuplai bahan bakar

2. Membersihkan bahan bakar dari kotoran-kotoran ( kontaminasi ) dan air ( uap air )

3. Merubah bahan bakar cair menjadi bahan bakar gas ( pencampuran bahan bakar cair dengan udara )

4. Mengatur suplai bahan bakar sesuai dengan kebutuhan mesin ( sesuai perubahan beban dan putaran ).

Komponen utama dalam sistem bahan bakar terdiri dari:

Tangki bahan bakar.

Berfungsi untuk menampung bahan bakar. Tangki ini biasanya diletakkan di bagian belakang kendaraan untuk mencegah kebocoran apabila terjadi benturan Saluran bahan bakar.Pada sistem bahan bakar terdapat 3 saluran bahan bakar yaitu: saluran utama yang menyalurkan bahan bakar dari tangki ke pompa bahan , saluran pengembali yang menyalurkan bahan bakar kembali dari karburator ke tangki, dan saluran uap bahan bakar yang menyalurkan gas HC (uap bensin) dari dalam tangki bahan bakar ke charcoal canister Penyaring bahan bakar.

Berfungsi untuk memisahkan kotoran sehingga udara yang masuk ke karburator dan ruang bakar benar-benar bersih Pompa bahan bakar.Pompa bahan bakar yang biasa digunakan pada motor bensin adalah pompa bahan bakar mekanik dan pompa bahan bakar listrik. Pompa bahan bakar mekanik digerakkan oleh mesin itu sendiri, sedangkan pompa bahan bakar listrik digerakkan oleh arus listrik. Karburator atau sistem injeksi bahan bakarKarburator berfungsi untuk mengubah bahan bakar yang berbentuk cair menjadi kabut dan mengalirkannya ke silinder sesuai dengan kebutuhan mesin.1.2 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam makalah ini ialah hanya membahas tentang sistem bahan bakar (fuel system).

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah

Untuk mengetahui apa itu sistem bahan bakar

Mengetahui sistem bahan bakar pada mesin bensin dan diesel.

Memahami secara mendalam sistem bahan bakar serta cara kerjanya.

1.4 Manfaat

Manfaat dari pembuatan makalah ini ialah diharapkan mahasiswa STITEKNAS Jambi khususnya mahasiswa jurusan Teknik Mesin agar lebih mampu memahami secara mendalam tentang Sistem Bahan Bakar (Fuel System).

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Sistem Bahan Bakar Pada Motor Bensin

Di dalam motor bensin selalu kita harapkan bahan bakar dan udara itu sudah bercampur dengan baik sebelum dinyalakan oleh busi. Banyak cara memperoleh campuran yang baik itu, dalam kasus ini hanya dibicarakan bagaimana bahan bakar dimasukkan ke dalam arus udara yang mengalir di dalam saluran isap sebelum masuk ke dalam silinder. Ada dua sistem yang digunakan dalam motor bensin, yang pertama yaitu sistem karburator dan yang kedua sistem injeksi (EFI).2.1.1 Karburator Proses pembakaran akan terjadi bila terdapat 3 unsur utama yaitu:

1. Bahan bakar

2. Oksigen atau udara

3. Api atau temperatur diatas titik nyala bahan bakar.

Pembakaran akan lebih mudah dilakukan bila bahan bakar dalam bentuk kabut atau butiran kecil dengan komposisi campuran udara dan bahan bakar tepat. Proses pengabutan bahan bakar dan bercampurnya udara dengan bahan bakar disebut proses karburasi, alat yang digunakan untuk proses karburasi disebut karburator.Dengan demikian karburator berfungsi :1. Mengkabutkan bahan bakar sehingga mudah dibakar

2. Mencampur udara dan bahan bakar pada komposisi yang paling tepat sesuai dengan kondisi kerja mesin.

3. Mengontrol jumlah campuran yang masuk kedalam silinder guna mengontrol tenaga dan kecepatan sepeda motor.1.1 Skema suatu sistem penyaluran bahan bakar menggunakan karburator

Gb.1 skema suatu sistem penyaluran bahan bakar

Pompa bahan bakar (biasanya jenis positive displacement) mengalirkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke karburator untuk memenuhi jumlah bahan bakar yang harus tersedia di dalam karburator. Pompa ini terutama dipakai apabila letak tangki lebih rendah daripada karburator. Untuk membersihkan bahan bakar dari kotoran yang dapat mengganggu aliran atau menyumbat saluran bahan bakar, terutama saluran di dalam karburator, dipergunakan saringan. Sebelum masuk ke dalam silinder, udara mengalir melalui karburator yang mengatur pemasukan, pencampuran, dan pengabutan bahan bakar ke dalam arus udara sehingga diperoleh perbandingan campuran yang sesuai dengan keadaan beban dan kecepatan poros engkol. Penyempurnaan pencampuran bahan bakar-udara tersebut berlangsung, baik di dalam saluran isap maupun di dalam silinder sebelum campuran itu terbakar. Campuran itu haruslah homogeny serta perbandingannya sama untuk setiap silinder. Campuran yang kaya diperlukan dalam keadaan tanpa beban dan beban penuh, sedangkan campuran yang miskin dalam keadaan normal.1.2 Prinsip Kerja Karburator

Saat langkah hisap, piston bergerak dari TMA menuju TMB, ruang di dalam silinder membesar, tekanan turun sehingga udara mengalir ke dalam silinder. Gb.2 Prinsip kerja karburatorAliran udara melewati venturi sehingga kecepatan naik dan tekanan turun. Turunnya tekanan di venturi menyebabkan bensin diruang pelampung terhisap keluar bertemu dengan udara dan terurai atau pecah menjadi butiran-butitan kecil.Konsep pengabutan karburator hampir sama dengan pengabutan yang terjadi pada penyemprot obat nyamuk. Didepan lubang pompa terdapat pipa kecil yang dihubungkan dengan tangki cairan obat, saat pompa obat nyamuk ditekan maka udara dari dalam pompa mengalir keluar, karena kecepatan aliran tinggi maka tekanan dilubang pompa turun dan menghisap cairan obat yang ada di dalam tangki, cairan obat keluar bertemu dengan udara dan terurai menjadi butiran kecil.

1.3 Perbandingan Udara Dengan Bahan BakarBahan bakar yang masuk ke dalam silinder harus mudah terbakar agar dapat menghasilkan efisiensi konversi energi dan tenaga maksimal. Pembakaran bahan bakar akan mudah dilakukan bila komposisi campuran udara dan bahan bakar tepat dan butiran sangat kecil atau bensin dalam bentuk gas.

Perbandingan udara dengan bahan bakar yang tepat memungkinkan terjadi pembakaran sempurna, sehingga:

1. Pemakaian bahan bakar ekonomis karena efisiensi konversi energi maksimal.

2. Polusi gas buang rendah karena semua bahan bakar terbakar.3. Performa kendaraan tinggi karena tenaga yang dihasilkan besar.Perbandingan udara dengan bahan bakar yang ideal adalah 14,7 gr udara dengan 1 gr bahan bakar, perbandingan ideal juga sering disebut perbandingan Stoichiometric. Perbandingan udara dengan bahan bakar (Air Fuel Ratio atau AFR) dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

AFR = 14,7 ( berarti campuran ideal;

AFR >14,7 ( berarti campuran kurus/miskin;

AFR < 14,7 ( berarti campuran gemuk/kaya.Berat udara mengalir per satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut :

a = A2Dimana :

a = berat udara mengalir per satuan waktu (kg/s)

A2=luas penampang pada A2 (m2)g= gravitasi (m/s2)

=berat jenis udara (kg/m3)

Pa = tekanan udara (kg/m2)

A1= luas penampang pada A1 (m2)Sedangkan berat bahan bakar mengalir per satuan waktu adalah :

f = Kf Af Dimana :

f = berat bahan bakar mengalir per satuan waktu (kg/s)

Kf= koefisien aliran bahan bakar (0,6-0,75)Af=luas penampang (m2)g= gravitasi (m/s2)

=berat jenis bahan bakar (kg/m3)

Pa = tekanan udara (kg/m2)Perbandingan udara dengan bahan bakar sesungguhnya tergantung dari temperatur dan kondisi kerja mesin. Perbandingan saat menghidup mesin (starting), berbeda dengan saat idling, putaran lambat maupun saat dipercepat. Hubungan perbandingan dengan kondisi kerja mesin adalah sebagai berikut:NoKondisi Kerja MesinAFRNoKondisi Kerja MesinAFR

1Saat start temperatur dingin (Choke) 2-3 : 16Putaran maks (beban penuh)12 - 13 : 1

2Saat start temperatur panas7- 8 : 17Putaran sedang 15 17 : 1

3Saat idling8 -10 : 18Tenaga optimal12-13 : 1

4Kecepatan rendah10 -12 : 19Emisi rendah15 : 1

5Aksklerasi2 -3 : 110Bahan bakar ekonomis16 - 17 : 1

Tabel 1. Perbandingan Campuran Bahan Bakar

1.4 Lambda

Lambda (() merupakan perbandingkan antara jumlah udara sesunggunya yang masuk ke dalam siliden dibandingkan dengan udara secara teori. Lambda (() dapat dirumuskan: ( =

Jika jumlah udara sesungguhnya 14,7 maka:( =

( =

( = 1

Artinya:

( = 1 ( berarti campuran ideal atau stociometric( > 1 ( berarti campuran kurus (lebih banyak udara)

( < 1 ( berarti campuran kaya (kekurangan udara)

AFR(AFR(

50,340151,020

60,40815,51,054

70,476161,088

80,54416,51,122

90,612171,156

100,68017,51,190

110,748181,224

120,81618,51,259

130,884191,293

140,95219,51,327

14,71,000201,361

Tabel 2. Hubungan AFR dengan nilai (Pemahaman terhadap nilai ( ini mempermudah untuk menyatakan kondisi campuran yang masuk ke dalam mesin dan dapat lebih mudah menganalisis kondisi mesin. Grafik pada gambar 5.26 menggambarkan hubungan antara nilai ( dengan gas buang yang dihasilkan mesin (dengan asumsikan mesin dalam kondisi normal pada kecepatan konstan). Seperti terlihat pada grafik, konsentrasi emisi CO dan HC menurun pada campuran kurus, namun kandungan NOx meningkat pada AFR yang semakin kurus. Sebaliknya, ketika campuran kaya, NOx menurun tetapi CO dan HC meningkat. Hal ini berarti, pada mesin bensin sangat sulit untuk mencari upaya penurunan emisi CO, HC dan NOx pada waktu bersamaan, apalagi dengan mengubah campurannya saja.

Gb.3 Hubungan dengan lambda dengan emisi gas buangGrafik konsumsi bahan bakar (b) mencapai titik terendah pada posisi ( beberapa titik di atas 1. Pada posisi itu pula didapatkan nilai NOx yang tinggi, meskipun CO dan HC pada titik rendah. Pada saat tersebut proses pembakaran terjadi mendekati sempurna dengan CO2 maksimum.Jika menginginkan kondisi pembakaran dengan tenaga maksimum, maka ( harus dibuat lebih rendah dari nilai 1, kira-kira 0,90, namun dengan konsekuensi konsumsi dan emisi CO dan HC akan meningkat tinggi.2.1.2 EFI (Electric Fuel Injection)2.1.2.1 Macam-Macam Sistem InjeksiSumber pencemaran udara lebih dari 75% disebabkan oleh kendaraan bermotor. Mengingat hal itu produsen kendaraan berlomba menciptakan kendaraan rendah emisi. Aplikasi teknologi injeksi bahan bakar pada motor bensin merupakan salah satu upaya menciptakan kendaraan yang rendah emisi. Selain rendah emisi, aplikasi sistem injeksi juga memungkinkan pemakaian bahan bakar ekonomis dan performa mesin meningkat. Pada saat ini teknologi injeksi bahan baker juga diaplikasikan pada sepeda motor. Berdasarkan sistem kontrolnya, sistem injeksi bahan bakar dibagi menjadi 2, yaitu :a. Kontrol Mekanik

Sistem injeksi bahan bakar motor bensin tipe K Jetronic merupakan sistem injeksi kontrol mekanik. Pada sistem ini injektor menyemprotkan bensin secara terus-menerus dalam setiap saluran masuk silinder motor. Pengontrolan jumlah injeksi bahan bakar ke setiap saluran masuk ditakar oleh plunyer pengontrol (control plunger) yang terletak di distributor bahan bakar dan pengontrolan udara dilakukan oleh air flow sensor. b. Kontrol Elektronik (Electronic Fuel Injection (EFI)

Sistem injeksi motor bensin dengan kontrol elektronik pada saat ini paling banyak digunakan. Sistem injeksi kontrol elektronik/ EFI secara umum dikelompokkan menjadi 2 yaitu:Sistem injeksi kontrol elektronik/ EFI secara umum dikelompokkan menjadi 2 yaitu: L Jetronic

Kode L berasal dari bahasa Jerman Luft yang berarti udara. Pada EFI L Jetronic, kontrol injeksi dilakukan secara elektronik oleh Electronic Control Unit (ECU) berdasarkan jumlah udara yang masuk. Sensor untuk mengukur jumlah udara yang masuk ke dalam silinder adalah Air Flow Meter. D Jetronic

Kode D berasal dari bahasa Jerman Drunk yang berarti tekanan. Pada EFI D Jetronic, kontrol injeksi dilakukan secara elektronik oleh Electronic Control Unit (ECU) berdasarkan jumlah udara yang masuk. Sensor untuk mengukur jumlah udara yang masuk ke dalam silinder adalah Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP Sensor).

Gb 4. EFI D-Jetronic dan L-Jetronic2.1.2.2 Kelebihan Sistem Injeksi Dibandingkan Dengan Karburator

Sistem injeksi bahan bakar mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan sistem karburator, kelebihan tersebut antara lain:

1. Pengabutan bahan bakar lebih baik yang menjamin homogenitas campuran lebih baik

2. Komposisi campuran sesuai dengan putaran dan beban mesin

3. Pembakaran lebih sempurna sehingga

a) Bahan bakar lebih hemat

b) Tenaga mesin lebih besar

c) Emisi gas buang lebih rendah2.1.2.3 Bagian-Bagian Sistem Injeksi Bahan BakarSistem injeksi bahan baker dapat dikelompokan menjadi 3 kelompok sistem dasar, yaitu:1. Sistem bahan bakar (Fuel System):

Sistem bahan bakar berfungsi untuk mensuplay bahan bakar tekanan tinggi sehingga siap diinjeksikan.

2. Sistem induksi (Air Induction System):

Sistem induksi berfungsi untuk mengontrol jumlah udara yang masuk kedalam silinder.

3. Sistem kontrol elektronik (Electronic Control System): Sistem kontrol elektronik berfungsi untuk mengontrol jumlah bahan bakar yang di injeksikan ke dalam silinder berdasarkkan dari masukan sensor yang ada.

2.1.2.4 Prinsip Kerja Sistem Injeksi Saat mesin distarter atau mesin hidup maka pompa bahan bakar (fuel pump) bekerja menghisap bahan bakar dari tangki (fuel tank) dan menekan ke pipa deliveri (delivery pipe) dengan terlebih dahulu disaring oleh saringan bahan bakar (fuel filter). Bila tekanan bahan bakar melebihi batas yang ditentukan maka regulator akan membuka dan bahan bakar akan mengalir ke tangki melalui saluran pengembali (return pipe). Injektor dihubungkan ke pipa deliveri sehingga saat jarum injektor membuka maka injektor akan mengabutkan bakan bakar ke arah katup hisap dan masuk ke dalam silinder.

Gb 5. Tata letak komponen sistem bahan bakar EFI

Aliran bahan bakar dapat digambarkan sebagai berikut:

Gb 6. Aliran bahan bakar pada sistem EFI2.2 Sistem Bahan Bakar Pada Motor Diesel

Penemu motor Diesel adalah seorang ahli dari Jerman, bernama RUDOLF DIESEL Ia mendapat hak paten untuk mesin Diesel pada tahun 1892, tetapi mesin Diesel tersebut baru dapat dioperasikan dengan baik pada tahun 1897. Kesulitan Rudolf Diesel pada saat itu adalah belum ada pompa injeksi yang dapat menyemprotkan bahan bakar dengan tekanan tinggi (pompa injeksi yang baik baru ada pada tahun 1924)Seperti diketahui penemuan motor diesel oleh RUDOLF DIESEL pada tahun 1895 masih belum sempurna, terutama pada sistem penyemprotan bahan bakar. Karena untuk mneyemprotkan bahan bakar pada silinder yang bertekanan tinggi diperlukan konstruksi pompa yang khusus.

Di akhir tahun 1922, ROBERT BOSCH mulai mengadakan penelitian, percobaan dan pengembangan sistem penyemprotan bahan bakar pada motor diesel. Akhirnya usaha itu berhasil dengan diproduksinya seri pertama pompa injeksi pada tahun 1927.Sistem bahan bakar diesel berfungsi untuk melayani kebutuhan bahan bakar selama motor diesel bekerja.

2.2.1 Perlengkapan Sistem Bahan Bakar Diesel

Gb 7. Perlengkapan sistem bahan bakar dieselKeterangan

1. Tangki bahan bakar

2. Pompa pengalir

3. Advans saat penyemprotan

4. Saringan halus

5. Pompa injeksi

6. Governor

7. Injektor / Nozel

8. Busi pemanas

2.2.2 Sistem Aliran Solar

Gb 8. Sistem Aliran SolarKeterangan gambarbahan bakar tekanan tinggi / bahan bakar bersih

bahan bakar kotor

bahan bakar kembali ketangki

1. Tangki solar2. Saringan pada pompa pengalir3. Pompa tangan4. Saringan halus5. Pompa injeksi6. Pipa tekanan tinggi

7. Nozel

2.2.3 Penyemprotan Bahan Bakar

Penyemprotan bahan bakar kedalam silinder dilaksanakan dengan mempergunakan sebuah alat yang dinamai nosel/injektor. Di samping beberapa persyaratan lain yang diperlukan, bahan bakar yang disemprotkan itu harus habis terbakar sesuai dengan prestasi yang diharapkan. Dapat dikatakan fungsi penyemprotan bahan bakar adalah :

1. Memasukkan bahan bakar kedalam silinder sesuai dengan kebutuhan

2. Mengabutkan bahan bakar sesuai dengan derajat pengabutan yang diminta, dan

3. Mendistribusikan bahan bakar untuk memperoleh pembakaran sempurna dalam waktu yang ditetapkan.

Tekanan udara di dalam silinder sudah sangat tinggi (35-50 atm) ketika bahan bakar disemprotkan. Dengan sendirinya tekanan penyemprotan haruslah lebih tinggi dari tekanan udara tersebut. Kelebihan tekanan itu juga diperlukan untuk memperoleh kecepatan penyemprotan (kecepatan bahan bakar keluar dari penyemprot) tertentu, yaitu sesuai dengan derajat pengabutan yang diinginkan. Besarnya kecepatan penyemproan ini dapat dinyatakan dengan persamaan:

C = CD

Dimana :C=kecepatan penyemprotan (m/s)

CD=koefisien aliran bahan bakar (0,6-0,75)

g =percepatan gravitasi (m/s2)

P = kelebihan tekanan penyemprotan (kg/m2)

f= berat jenis bahan bakar (kg/m3)BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN3.1 Kesimpulan

Sistem bahan bakar adalah suatu sistem yang mendukung unjuk kerja suatu mesin. Secara umun dapat di katakan fungsi sistem bahan bakar adalah untuk menyuplai/memenuhi kebutuhan bahan bakar mesin dalam kondisi siap. Sedangkan secara khusus fungsi sistem bahan bakar adalah :

1. Sebagai penyuplai bahan bakar

2. Membersihkan bahan bakar dari kotoran-kotoran ( kontaminasi ) dan air ( uap air )

3. Merubah bahan bakar cair menjadi bahan bakar gas ( pencampuran bahan bakar cair dengan udara )

4. Mengatur suplai bahan bakar sesuai dengan kebutuhan mesin ( sesuai perubahan beban dan putaran ).3.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan ialah hendaknya dalam mata kuliah motor bakar diadakan praktek agar mahasiswa dapat lebih memahami tentang motor bakar serta sistem-sistemnya.

DAFTAR PUSTAKA

http://me.its.ac.id/?page_id=359 (akses 10 Desember 2014) http://s3.amazonaws.com/ppt-download/makalahmotordiesel-130314080549 (akses 10 Desember 2014) http://www.slideshare.net/helmijunaedi/makalah-motor-diesel (akses 10 Desember 2014) http://matrudian.files.wordpress.com/2010/09/motor-bakar-3.pptx (akses 10 Desember 2014) http://leorensiussilalahi.blogspot.com/2013/02/sistem-bahan-bakar.html (akses 11 Desember 2014) https://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/motor-bakar.doc (akses 11 Desember 2014) http://www.slideshare.net/bisrul/3-sistem-bahan-bakar (akses 11 Desember 2014)

http://diharto.files.wordpress.com/2011/07/injeksi-bahan-bakar.doc (akses 11 Desember 2014) EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

EMBED MSPhotoEd.3

20

_1480232782.bin

_1480232783.bin

_1480232781.bin