## ANALISA SISTEM BAHAN BAKAR  INJEKSI PADA MESIN BENSIN MENGGUNAKAN SCAN TOOLS DAN GAS ANALYZER
Septa Pamungkas
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Mercubuana, Jakarta
Abstrak  -- Dalam  hal perbaikan kendaraan mesin modern banyak  sekali fenomena kendaraan  lama dikerjakan dibengkel karena permasalahan yang cukup komplek. Terkadang permasalahan belum tentu terbaca langsung oleh scan tools sehingga diperlukan analisa lebih lanjut. Penelitian dilakukan dalam upaya menemukan permasalahan yang tidak di deteksi oleh scan tools dan perlu analisa lebih lanjut. Dalam  periode  2013-2014  didapat  3  kendaraan  yang  mengalami  masalah  tetapi  tidak  menimbulkan kode masalah yaitu Mercedes E 280 tahun 2008, BMW 745i tahun 2002 dan BMW 730 tahun 1996. Ketiganya  mempunyai  permasalahan  yang  hampir  sama  yaitu  ganguan  pada  putaran  idle.  Pada Mercedes E 280 dianalisa menggunakan scan tools menunjukkan pengukuran laju massa udara  23,3 kg/h padahal pada kondisi mesin normal seharusnya 14,2 kg/h. Setelah di hitung hal ini menyebabkan λ = 1,79 atau 79% lebih banyak, hal ini dikarenakan pengukur laju massa udaranya rusak. Pada mobil BMW 745i dianalisa menggunakan gas anslyzer menunjukkan λ = 1,291 dan untuk BMW 730i λ = 1,192 yang  disebabkan  oleh  kebocoran  udara  pada  sistem  pemasukan  udara.  Kesimpulannya  beberapa permasalahan  yang  terjadi  dan  tidak  menunjukkan  kode  kesalahan  adalah  permasalahan  yang disebabkan karena pengukur laju massa udara dan kebocoran udara pada sistem pemasukan udara. Permasalahan ini timbul karena ada koreksi yang di lakukan oleh ECM setelah mendapat masukan dari oksigen sensor.

## 1.  PENDAHULUAN
Saat  ini  kemajuan  dalam  bidang  otomotif  kian berkambang. Berbagai terobosan-terobosan dikembangkan serta diupayakan guna menciptakan  sebuah  mesin  yang  memiliki kemampuan  yang  besar  dengan  efesiensi  yang tinggi dan juga ramah lingkungan untuk berbagai keperluan transportasi yang terus meningkat.
Salah  satu  alat  transportasi  yang  banyak menjadi pilihan adalah mobil. Saat ini mobil telah menjadi lebih  penting,  mobil telah  menjadi faktor penting  dalam  “kualitas  hidup”.  Mobil  berfungsi sebagai  alat  mobilitas  pribadi,  kadang-kadang menjadi status sosial bagi pemiliknya. Penggunaan  mobil  pribadi  mungkin  dirasakan lebih praktis dan efisien dari pada alat transportasi lainnya.  Tetapi  disisi  lain  penggunaan  mobil memberikan  pengaruh  yang  negatif  terhadap konsumsi energi dan pencemaran gas pembakaran  terhadap  lingkungan  sekitar.  Guna meminimalisasikan penggunaan bahan bakar dan mengurangi  kadar  gas  buang  (emisi)  yang dihasilkan  oleh  mesin  mobil,  industri-industri otomotif  berusaha  mengoptimalkan  fungsi  dari sistem kendaraan terutama pada sistem pencampuran  bahan  bakar  dan  udara  yaitu dengan sistem bahan bakar injeksi.
Sistem bahan bakar injeksi merupakan salah satu  sistem  yang  berfungsi  untuk  mensuplai campuran  bahan  bakar  dan  udara  yang  tepat kedalam  silinder  guna  terjadinya  pembakaran didalam  mesin.  Pembakaran  terjadi  karena  tiga
komponen  yang  bereaksi,  yaitu  bahan  bakar, oksigen  dan  panas.  Jika  salah  satu  komponen tersebut tidak ada maka tidak akan timbul reaksi pembakaran.  Dengan  menggunakan  sistem bahan  bakar  injeksi  diharapkan  dapat  menjamin perbandingan  bahan  bakar  dan  udara (air  fuel ratio) yang baik ke mesin.
Perlu disadari juga bahwa merk kendaraan di dunia  ini  ada sangat banyak,  dari dan tentu saja mempunyai teknologi sistem injeksi yang berbeda-beda,  seperti Electronic  Fuel  Injection (EFI) dari  Toyota  dan  Daihatsu, Multi  Point Injection  (MPI) dari  Audi,  PGM-FI  dari  Honda, Motronic dari BMW, dll. Dewasa ini, sistem bahan bakar  injeksi  di  integrasikan  dalam  satu  sistem dengan  sistem  pengapian,  dan  sekarang  lebih sering di sebut Engine Management System . Engine Management System dibagi ke dalam tiga  sistem,  yaitu  sistem  kontrol  elektronik ( electronic  control  sistem ),  sistem  bahan  bakar ( fuel  system ),  dan  sistem  pemasukan  udara  ( Air Induction  System ).  Dengan  cukup  banyaknya komponen sensor dan aktuator cukup sulit untuk dapat mendiagnosa kendaraan. Walaupun sudah banyak  beredar  peralatan  diagnosa scan  tools yang  terjangkau,  kadang  kala  tidak  terlalu membantu apabila
kita tidak dapat menggoptimalkannya. Banyak orang beranggapan dengan adanya scan tools permasalahan di kendaraan akan teratasi dengan mudah. Scan  tools hanyalah  alat  bantu  untuk menampilkan  data  yang  disimpan  dalam control
modul ,  tanpa  memahami  bagaimana  sistem injeksi  ini  bekerja,  teknisi  belum  tentu  bisa menggunakan  untuk  mencari  permasalahnnya. Kurangnya  pengetahuan  dan  panduan  untuk mengoptimalkan scan tools ini yang menyebabkan  diagnosa  terkadang  kurang  tepat. Kadang  kala  teknisi  hanya  mengandalkan kebiasaan mencoba ganti komponen karena kode kesalahan  yang  ditunjukkan scan  tool .  Hal  ini kemungkinan  akan  menimbulkan  masalah  baru apabila  ternyata  komponen  tersebut  tidak mengalami  kerusakan,  terlebih  lagi  komponen- komponen  sistem  bahan  bakar  injeksi  relatif cukup mahal.
Sebagai contoh kasus mobil BMW 745i E65 N62 tahun 2002 mengalami masalah ketika mesin dingin  terasa  pincang,  apabila  sudah  dinyalakan kurang lebih 10 menit dihidupkan, mesin normal, masuk  ke  bengkel  pada  September  2012  dan permasalahan ditemukan Januari
2013
dikarenakan  permasalahan  kebocoran  udara yang tidak dapat dideteksi oleh scan tools . Kasus  ke  dua  adalah  pada  Mercedes  E280 (W211)  tahun  2008    dengan  keluhan  mesin pincang  ketika  masuk  gigi.  Ketika  di  periksa menggunakan scantools tidak menunjukkan kode kesalahan (fault  code) ,  selanjutnya  dilakukan servis dan beberapa pemeriksaan yang lain yang cukup  panjang,  setelah  dibaca  data  aktual menunjukan  sebuah  keanehan  pada  salah  satu data,  sehingga  dengan  pengalaman  membaca data yang dimiliki dapat memutuskan penggantian barang tersebut.
Dengan  kompleksnya  permasalahan  yang ada  pada  mesin  injeksi,  kadang  kala  terdapat permasalahan  mesin  yang  tidak  dapat  dideteksi oleh scan  tool, umumnya  adalah  kerusakan mekanis atau karena kerusakan komponen belum terlalu parah. Untuk itu teknisi dapat menggunakan  patokan  dari  hasil  pembakaran. Gas  hasil  pembakaran  dapat  dibaca  oleh Gas Analyzer ,  dari  hasil  pembacaan  kita  dapat mengerucutkan  masalah  yang  ada  sampai menemukan permasalahan yang sebenarnya.

## 2.  DASAR TEORI
Mesin 4 Langkah Adalah mesin yang melakukam dua kali putaran poros engkol atau 4 kali langkah bolak  balik  piston  untuk  menghasilakan  1  kali usaha. Adapun siklus kerjanya adalah
Gambar Siklus Kerja 4 Tak

## 1.  Langkah Hisap
Langkah hisap adalah langkah dimana campuran bahan bakar dan udara dihisap ke dalam silinder. Proses  yang  terjadi  pada  saat  langkah  hisap adalah katup buang tertutup, katup hisap terbuka, Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Gerakan torak menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga campuran  bahan  bakar  dan  udara  masuk kedalam silinder.

## 2.  Langkah Kompresi
Langkah  kompresi  adalah  langkah  dimana campuran bahan bakar dan udara dikompresikan atau ditekan di dalam silinder. Proses yang terjadi pada  langkah  kompresi  adalah  kedua  katup tertutup,  piston  bergerak  dari  Titik  Mati  Bawah (TMB) ke Titik Mati Atas (TMA). Karena gerakan piston maka volume ruang bakar akan mengecil sehingga tekanan dan 39amper39ture campuran bahan bakar dan udara didalam silinder naik.

## 3.  Langkah Usaha
Langkah usaha adalah langkah yang dihasilkannya  kerja  dari  39amper  pembakaran campuran  bahan  bakar  dan  udara  di  dalam silinder.  Posisi  kedua  katup  tertutup,  beberapa derajat  sebelum  TMA,  spark  plug  akan memercikan  bunga  api  sehingga  campuran udara dan bahan bakar akan terbakar. Terjadinya pembakaran  menyebabkan gas  didalam  silinder mengembang, tekanan dan 39amper39ture naik. Tekanan pembakaran mendorong piston bergerak  ke  TMB,  gerakan  inilah  yang  menjadi tenaga motor.

## Sistem Bahan Bakar Injeksi
Dibanding
dengan karburator,
Engine Management  System mempunyai  keuntungan sebagai berikut:

## 1.  Memungkinkan pembentukan campuran yang homogen pada setiap silinder
Oleh  karena  setiap  silinder  mempunyai  satu injektor  yang  tepat  dikontrol  oleh  ECM  yang sesuai  dengan  putaran  mesin  dan  perubahan beban  ,  hal  ini  memungkinkan  distribusi  bahan bakar kesetiap silinder akan homogen. Selanjutnya  perbandingan  bahan  bakar  dan udara  dapat  dikontrol  dengan  mudah  oleh  ECM dengan merubah waktu bekerjannya injektor ( fuel injection  duration ).  Untuk  ulasan  ini,  campuran
bahan  bakar  dan  udara  yang  didistribusikan keseluruh  silinder  sama  dan  membentuk perbandingan  bahan  bakar  dan  udara  optimal, kejadian  di  atas  ini  juga  akan  menguntungkan aspek emission control dan kemampuan tenaga mesin.

## 2.  Perbandingan  bahan  bakar  dan  udara diperoleh pada setiap rpm mesin
Dengan  sistem  bahan  bakar  injeksi,  pengiriman campuran  bahan  bakar  dan  udara  akan berlangsung  terus  menerus  dengan  tepat  dan pengiriman  tersebut  tidak  tergantung  pada kecepatan putaran mesin dan beban. Inilah yang merupakan  keuntungan  dari  aspek emission control dan penghematan bahan bakar.
3.  Respon yang baik sesuai dengan perubahan throttle
Dengan  menggunakan  sistem  bahan  bakar injeksi,  masing-masing  injektor  dipasangkan didekat silinder, dan bahan bakar ditekan dengan tekanan  2-3  kg/cm 2 lebih  tinggi  dari  tekanan intake  manifold  dan  karena  bahan  bakar  injeksi melalui lubang kecil sehingga mudah membentuk kabut. Oleh karena itu, volume bahan bakar yang diinjeksi  secara  serentak  berubah  dengan perubahan  volume  udara  masuk  sesuai  dengan membukanya  dan  menutupnya  throttle  valve. Singkatnya,  respon  yang  baik  sesuai  dengan perubahan posisi pedal akselerasi.

## 4.  Koreksi campuran bahan bakar dan udara
Kemampuan  untuk  menghidupkan  mesin  pada temperatur  rendah  lebih  baik,  dikarenakan adanya informasi dari sensor temperatur air yang kemudian diolah oleh ECM sehingga ECM akan menyemprotkan bahan bakar lebih lama.
Selama  desakseleraksi  dan  rpm  tinggi sampai  throttle  tertutup  volume  udara  yang masuk  akan  dikurangi  dan  kevacuman  didalam intake manifold akan menjadi besar. Pada sistem bahan  bakar  injeksi  saat throttle  valve mulai menutup  bahan  bakar  yang  diinjeksi  dihentikan sementasa  sampai  batas  rpm  tertentu  sehingga mengurangi konsumsi bahan bakar.
5.  Efisiensi  pemasukan  campuran  bahan bakar dan udara
Pada Engine  Management  System akan  selalu digunakan  tekanan  bahan  bakar  sebesar  2-3 kg/cm 2 akan  diperoleh  pengabutan  yang  baik sehingga tidak diperlukan venturi. Juga manifold dapat  dibuat lebih  besar  sehingga  inersia  udara
masuk dapat digunakan memasukkan campuran bahan bakar udara lebih banyak.

## 6.  Pembakaran lebih tepat dan sempurna
Sistem pengapian juga diatur oleh ECM, Sensor mengirimkan  beban  mesin  dan  putaran  mesin untuk  memberi  informasi basic  ignition  timing point .

## Sistem Bahan Bakar Injeksi Elektronik
Sistem  Kontrol  Elektronik  terdiri  dari  beberapa sensor, yang mendeteksi beberapa kondisi mesin: ECM  berfungsi  untuk  mengkalkulasi  volume injeksi  (lamanya  injeksi)  sesuai  dengan  signal- signal  (data)  dari  sensor-sensor  dan  aktuator- aktuator,  yang  mengontrol  injeksi  bahan  bakar berdasarkan signal-signal ECM.
Sensor-sensor  ini  mendeteksi volume  udara masuk,  beban  mesin,  temperatur  udara  dan pendingin, akselerasi/penurunan kecepatan (decelaration),  dan  mengirimkan  signal-signal  ke ECM.  Kemudian  ECM  menentukan  lamanya injeksi  yang  tepat  dan  mengirimkan  signal  ke injektor-injektor.  Injektor-injektor  menginjeksikan bahan  bakar  ke intake  manifold sesuai  dengan signal ini. Volume injeksi tergantung dari lamanya signal  ECM.  Blok  diagram  dari electronic  control system dapat dilihat dari gambar dibawah.
Gambar 20. Engine Management System Bagian ini menjelaskan beberapa komponen dan signal-signal,
- Sensor Pengukur Udara (MAP atau MAF)
- Crankshaft Position Sensor
- Camshaft Position Sensor
- Water Temperatur Sensor
- Intake Air Temperatur Sensor
- Throttle Position Sensor
- Knock Sensor
- Lamda Sensor
Berikut  ini  adalah  fungsi  dan  kemampuan  scan tools:
1.  Membaca Kode kesalahan Setiap komponen sensor dan actuator mengirimkan  signal  ke  ECU  dan  ECU  akan meproses kembali sinal tersebut sebagai indikasi bahwa  komponen  berjalan  dengan  baik.  Apabila ada  malfungsi  dari  komponen  karena  ada  signal yang tidak sesuai, maka ECU akan mencatatnya didalam ROM dan akan menyalakan lampu check engine ,  dan  membuat  kode  kesalahan.  Kode kesalahan ini dapat di akses menggunakan scan tools

## 2.  Menghapus kode kesalahan
Setelah  melakukan    proses  perbaikan  terhadap kerusakan, maka perlu menghapus kode kesalahan, agar ECM mengetahui bahwa sensor sudah beroperasi dengan baik.

## 3.  Membaca Data Aktual
Data  aktual  adalah  data  yang  ditampilkan  oleh scanner  tentang  semua  data  komponen  yang sedang berjalan. Contohnya adalah tampilan suhu mesin, putaran mesin, timing pengapian, dan lain- lain.

## 4.  Actuation Test
Actuation  test adalah  proses  untuk  memerintah actuator  melalui  scan  tools  seperti  membuka injector, dan komponen actuator yang lain, untuk memeriksa fungsional komponen

## 5.  Workshop Support
Workshop  support adalah  menu  proses  untuk melakukan penyetelan kembali kekondisi setelan pabrik, misalkan putaran idle, timing pengapian.

## 6.  Adaptation
Adaptation adalah  menu  proses  merubah  nilai- nilai operasi dalam ECM, hal ini diperlukan apabila kondisi  keausan  komponen  terjadi,  atau  terjadi penggantian  komponen  system  lain  seperti penggantian kunci, atau instrument cluster

## Gas Analyzer
Gas  analyzer adalah  peralatan  yang  mengukur kadar  campuran  gas  buang  pada  kendaraan. Umumnya  yang  beredar  di  pasaran  adalah fourgas  analyzer ,  yaitu  untuk  mendeteksi  CO, CO 2 , HC, dan O2. dan juga dapat menunjukkan λ.

## Parameter Unjuk Kerja Mesin
Pada motor bakar mempunyai unjuk kerja mesin yang berbeda-beda. Hal ini tergantung dari faktor yang  bersangkutan  dengan  spesifikasi  motor bakar  torak  itu  sendiri,  seperti;  volume  silinder, susunan silinder, panjang langkah torak (stroke),
sistem  bahan  bakar  dan  udara,  sampai  dengan kondisi lingkungan bahan bakar yang digunakan. Dalam  evaluasi  unjuk  kerja  mesin  terdapat beberapa parameter utama yang perlu diperhatikan  yang  merupakan  pengaruh  dari kondisi.  Parameter  unjuk  kerja  mesin  tersebut diantaranya:
1.  Torsi
2.  Daya mesin efektif
3.  Konsumsi Bahan Bakar Spesifik

## Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Specific  Fuel  Consumption adalah  jumlah pemakaian  bahan  bakar  yang  dikonsumsi  oleh mesin  yang  menghasilkan  daya  satu  dk  selama satu jam. Sfc dapat dihitung dengan menggunakan rumus [3]: Sfc = (2.2)
Dimana :
Sfc  : Specific Fuel Consumption (kg/hp detik) Mf  :  Massa  bahan  bakar  yang  di  konsumsi (kg) selama 1 jam
W  : Luaran Daya (hp) atau BHP
Dalam sistem bahan bakar injeksi elektronik, bahan bakar disemprotkan melalui injektor dalam waktu tertentu di setiap langkah hisap ke masing- masing  silinder.  Dengan  mengetahui  sfc  dan  W maka  akan  dapat  dicari  ukuran  injektor,  hal tersebut dapat dicari dengan rumus [4]:
Fuel injector size (lbs/h) =
Dapat ditulis dengan mf = (2.3) dimana mf : laju aliran bahan bakar (lbm/h) W :  Daya  maksimum  pada  sebuah  mesin (hp) Sfc : Specific Fuel Consumption (lbm/hph)
Dalam hal ini sfc menggunakan 0,45-0,60 lbm/hph (0,2041166  –  0,2721554  kg/hph).  Menggunakan 0,45-0,50 lbm/hph apabila mesin tanpa turbo, dan menggunakan 0,6 lbm/hph apabila mesin dengan turbocharger.
n: Jumlah injektor pada mesin
M  : Duty  cycle injektor  yaitu  lamanya  waktu injeksi  dibanding  dengan  tersedianya  waktu  (1 siklus 4 langkah) yang di nyatakan dalam persen. Menurut  percobaan  dari  graham  bell, duty  cycle injektor (M) pada saat daya maksimum sekitar 60- 70%.
“ However, it will often be found during dynotesting that an engine will make best power with correctly phased sequential injection when duty cycle is 60- 70%” [1].
Campuran  Udara  dan  Bahan  Bakar  untuk Mesin  dengan  Sistem  Bahan  Bakar  Injeksi Elektronik
Pada  sistem  injeksi  bahan  bakar  elektronik campuran udara dan bahan bakar diatur sekitar λ =  1, “Manifold-injection  gasoline  engine  develop their  maximum  power  output  at  5…15%  air deficiency (λ  = 0,95…0,85), and their  lowest fuel consumption  at  10…20%  excess  air  (λ  = 1,1…1,2).” [4]:  hal  40 . Hal  tersebut  dapat dilakukan  dengan  pengontrolan  sistem  umpan balik  ( closed-loop)  “The  air-fuel  ratio  can  be maintained  precisely  at  λ=1  by  means  of  lamda closed-loop  control” [2]:  hal  95) yang  mana  gas buang  akan  diukur  oleh  sensor  dan  selanjutnya ECM  akan  mengkoreksi  penyemprotan  bahan bakar  sehingga  dihasilkan λ=1 .  Untuk  mencari campuran  dara dan bahan bakar dapat menggunakan rumus [3]:
AFR= (2.4) dimana AFR  :  perbandingan  udara  dan  bahan bakar ma : laju alir massa udara (kg/s) mf
: laju alir massa bakar (kg/s)
Prosedur  pengujian  kendaraan  dilakukan  di bengkel  Auto  Service.  Pengujian  ini  dilakukan untuk  menganalisa  kendaraan  dengan  sistem bahan bakar injeksi dengan Scan Tools atau Gas Analyzer .

## Pengujian Mesin Normal
Pengujian  pertama  menggunakan Scan  Tools pada  mesin  normal  yaitu  pada  Mercedes  E  280 tahun 2008:
a.  Pasang Scan tools pada kendaraan b.  Masuk  ke  masing-masing  kendaraan  dengan tepat
c.  Baca  data  aktual  seperti  pada  saat  mesin mengalami  masalah  yaitu  idle  dan  posisi selektor transmisi pada posisi D (drive).

## Pengujian Mesin Bermasalah
Pengujian dengan Scan Tools atau gas analyzer pada  kendaraan  yang  bermasalah  yaitu  pada mobil Mercedes, BMW dan BMW
Langkah pemeriksaan yang dilakukan adalah : a.  Memeriksa keluhan
b. Melakukan pemeriksaan dengan Scan Tools , untuk  melihat  apakah  ada  kode  kesalahan (fault code)
c.  Karena  tidak  ada  kode  kesalahan  maka dilanjutkan pemeriksaan data aktual
d.  Melihat  data  aktual  dan  membandingkan dengan yang seharusnya
e.  Selanjutnya  apabila  belum  dapat  mengambil kesimpulan, periksa dengan alat uji emisi.
f. Membandingkan dengan data yang seharusnya dan mengambil kesimpulan.
Dalam  hal  emisi  karena  sudah  ada  spesifikasi standar,  lebih  baik  di  bandingkan  dengan spesifikasi standar

## Hasil Pengujian Mobil Normal
4.1.1  Hasil  Pemeriksaan  pada  Mercedes  E280 tahun  2008  dengan  kondisi  mesin  normal dan putaran idle
Tabel  4.  Aktual  data  Mercedes  E280  kondisi normal pada saat roda gigi transmisi posisi drive
No Putaran Mesin (rpm) Laju Udara (kg/h) Waktu Injeksi (s) 1 612 14,2 0,0029 2 620 14,3 0,0030 3 612 14,2 0,0029 4 620 14,2 0,0030
4.2 Hasil Pemeriksaan pada mobil bermasalah menggunakan Scan  Tools atau Gas Analyzer
4.2.1  Hasil  Pemeriksaan  pada  Mercedes  E280
tahun 2008 dengan kondisi mesin bermasalah,  menurut  keluhan  pelanggan yaitu  :  Mesin  pincang  ketika  idle  setelah beberapa  lama  dan  pada  posisi  roda  gigi transmisi drive.
Tabel 5. Aktual data Mercedes E280 kondisi
bermasalah No Putaran Mesin (rpm) Laju udara (kg/h) Waktu Injeksi (s) 1 614 23,3 0,0030 2 620 24,2 0,0032 3 614 23,3 0,0030 4 620 24,2 0,0032
4.2.2 Hasil Pemeriksaan pada BMW 745i E65 N62 tahun 2002 dengan kondisi mesin bermasalah,  menurut  keluhan  pelanggan yaitu  :  Ketika  dingin  mesin  pincang,  kalau sudah kurang lebih 10 menit, mesin normal.
Pada  mesin  ini  ketika  diperiksa  menggunakan scan  tools tidak  menunjukkan  adanya  kode kesalahan (fault  code) dan  ketika  di  baca  data aktual  tidak  menunjukkan  data.  Sehingga dilanjutkan  dengan  pemeriksaan  dengan  gas analyzer
Tabel 6. Hasil Uji Emisi BMW 745i No Putaran mesin CO % HC ppm CO 2 % O 2 % Λ 1 600 rpm 0,17 323 4,0 6,34 >1,3 2 600 rpm 0,42 565 5,7 3,38 1,288 3 600 rpm 0,21 421 4,5 4,25 1,291
4.2.3  Hasil  Pemeriksaan  pada  BMW  730i  E38 M60  tahun  1996  dengan  kondisi  mesin bermasalah,  menurut  keluhan  pelanggan yaitu : Ketika dingin mesin pincang dan asap knalpot  pedih  dimata.  Dalam  kasus  ini pemeriksaan  langsung  menggunakan gas analyzer
Tabel 7. Hasil Uji Emisi BMW 730i No Putaran Mesin CO % HC Ppm CO2 %
O2 % Λ 1 600 rpm 1,687 1168 11,38 5,98 1,192 2 600 rpm 0,299 925 10,71 5,40 1,261 3 600 rpm 0,296 756 10,78 5,43 1,273 4 600 rpm 0,260 1380 9,79 7,28 1,373

## 4.3  Perhitungan
Perhitungan  untuk  kendaraan  Mercedes  E280 tahun  2008  dengan  kondisi  mesin  normal  dan transmisi masuk gigi drive.
Pada  sistem  injeksi  bahan  bakar  elektronik campuran udara dan bahan bakar diatur sekitar λ = 1, “  Manifold-injection gasoline  engine  develop their  maximum  power  output  at  5…15%  air deficiency (λ  = 0,95…0,85), and their  lowest fuel consumption  at  10…20%  excess  air  (λ  = 1,1…1,2).” [4] .
Diketahui  kendaraan  Mercedes  E  280  tahun 2008  pada  putaran  idle  adalah  612  rpm  dan pengukuran laju massa udara menunjukkan 14,2 kg/h  dan  lamanya  injeksi  bahan  bakar  setiap siklus  adalah  0,0029  s  maka  dapat  dicari perbandingan campuran udara dan bahan bakar.
Perhitungan kemampuan maksimum injektor menyemprotkan bahan bakar berdasarkan rumus 2.3 yaitu diketahui
W   = 228 Hp pada putaran mesin 6000 rpm Sfc   =  0,45-0,5  lbs/Hp.h  untuk  mesin normal 0,6 lbs/Hp.h  untuk mesin dengan turbo n
= 6 silinder M =   60%
Menurut  percobaan  dari  graham  bell, duty  cycle injektor (M) pada saat daya maksimum sekitar 60- 70%.  Maka  dapat  dihitung  kemampuan  injektor mengalirkan bahan bakar dalam 1 detik adalah
mf  = , . mf  = 31,67 lbm/h diketahui 1 lbm = 0,453 kg jadi mf  = 31,67 lbm/h x 0,453 = 14,36375 kg/h Jadi kemampuan
injektor dalam menyemprotkan  bahan  bakar  pada  tekanan spesifikasi adalah 14,36375 kg/h = 3,98993 g/s.
Apabila putaran mesin 612 rpm dengan lama penyemprotan  bahan  bakar  setiap  siklus  kerja mesin  adalah  0,0029  detik  maka  massa  bahan bakar yang disemprotkan adalah
3,98993 g/s x 0,0029 = 0,01157 g
Berikutnya untuk mengetahui massa udara adalah mengetahui  berapa  banyak  siklus  per  silinder yang terjadi pada mesin.
N* =
/ ,untuk mesin 4 langkah
Jadi dengan putaran mesin 612 rpm jumlah siklus per silindernya adalah
N*  = =  5.1  siklus  4  langkah  dalam  1 detik.
Dan selanjutnya harus dicari berapa lama langkah hisap yang dilakukan
t = . = 0,196 s dalam 1 siklus 4 langkah
t hisap = 0,196 s : 4 = 0,049 s seperti  diketahui  pengukuran  laju  massa  udara yang  terukur  dalah  14,2  kg/h  maka  harus  dicari banyaknya udara yang dihisap dalam 0,049 s
diketahui
1 h = 3600 s
1kg = 1000 g
Maka (14,2 x 1000) : 3600 = 3,94 g/s
Dan untuk 1 langkah hisap dapat dihitung
3,94 g/s x 0,049 s = 0,193355 g
Jadi  perbandingan  bahan  bakar  dan  udara menurut rumus 2.4 dapat dihitung, yaitu
AFR  = ,
, = ,
λ = , , = 1,14
Tabel 8. Hasil perhitungan λ dari mesin mercedes E280 dengan kondisi normal
No Putaran Mesin (rpm) Laju Udara (kg/h) Waktu Injeksi (s) Λ 1 612 14,2 0,0029 1,14 2 620 14,3 0,0030 1.09 3 612 14,2 0,0029 1.14 4 620 14,2 0,0030 1.08
Tabel 9. Hasil perhitungan λ dari mesin mercedes E280 dengan kondisi bermasalah
No Putaran Mesin (rpm) Laju Udara (kg/h) Waktu Injeksi (s) λ 1 614 23,3 0,0030 1,79 2 620 24,2 0,0032 1,73 3 614 23,3 0,0030 1,79 4 620 24,2 0,0032 1,73
Jadi  λ  pada  mesin  bermasalah  =1,79  atau  79  % lebih  banyak  dari  teoritis  dan  campuran  sangat kurus.  Hal  ini  akan  dibaca  oleh  oksigen  sensor yang  terdapat  di  saluran  buang  yang  berfungsi untuk  membaca  kadar  oksigen  yang  terdapat pada  gas  buang.  Karena  oksigen  80%  lebih banyak maka informasi di kirimkan ke ECM dalam bentuk tegangan. Selanjutnya ECM akan mengkoreksi  lamanya  injeksi  bahan  bakar menjadi lebih lama. Hanya saja koreksi ini dibatasi untuk  putaran  idle  adalah  0,001-0,003  detik (didapat  dari  data  aktual  yang  ditampilkan scan tools  Star  Diagnose  Mercedes ).  Apabila  dilihat lamanya  injeksi  bahan  bakar  pada  mobil Mercedes E280 yang bermasalah ini sudah 0,003 detik.  Jadi  tidak  mungkin  ditambah  80%  lebih lama  menjadi  sekitar  0,0054  detik.  Hal  ini  yang menyebabkan  putaran  mesin  pada  saat  idle  dan selektor pada posisi D bermasalah. Penyebabnya adalah  input  dari  pengukur  udara (Air  Mass Sensor) yang  salah.  Karena  dalam  hal  ini  mesin Mercedes  E  280  sudah  menggunakan  sistem injeksi  elektronik  tipe Motronic yang  di  buat  oleh BOSCH  dan  menggunakan  pengukur  udara (Air Mass  Sensor) tipe hot  film maka  sudah  tidak memungkinkan  dilakukannya  penyetelan  baik secara manual maupun dengan merubah program
ECM. Setelah  pengukur udara (Air Mass Sensor) diganti, mobil ini kembali normal

## 4.4 Analisa Hasil Uji Emisi Gas Buang
Pada  sistem  injeksi  bahan  bakar  elektronik campuran udara dan bahan bakar diatur sekitar λ = 1, “  Manifold-injection gasoline  engine  develop their  maximum  power  output  at  5…15%  air deficiency (λ  = 0,95…0,85), and their  lowest fuel consumption  at  10…20%  excess  air  (λ  = 1,1…1,2).” [4] .
Secara  teoritis  perbandingan  udara  dan  bahan bakar adalah 14,7:1
Dan dalam diagnosa dengan gas analyzer , perlu dengan bantuan pertanyaan yang meliputi :
a.  Apa keluhannya
b.  Kejadian  /pembacaan  emisi  pada  putaran berapa
c.  Kemungkinan komponen yang menyebabkan kasus emisi
4.4.1 BMW 745i
Tabel 10. Hasil pengukuran emisi dibandingkan standart pada BMW 745i Pembacaan Standar Bermasalah Keterangan CO (%) 0,2 0,17-0,42 Relatif sama HC (ppm) 100 323 – 421 Naik CO2 (%) 14,5 – 16 4,0 - 5,7 Turun O2 (%) 0,1 - 0,5 3,38 - 6,34 Naik Λ 1.0 1,291 - 1,300 Kurus λ= = 1,291 = , =
AFR = 1,2 x 14,7 = 18,98
Pada mobil BMW 745i N62
1.  Keluhanya adalah Ketika dingin mesin pincang, kalau sudah kurang lebih 10 menit, mesin normal.
2.  Pemeriksaan dilakukan pada saat idle sesuai keluhan
3.  Kemungkinan
komponen yang menyebabkannya adalah : Apabila dilihat dari kasus diatas terlihat λ lebih dari 1,2 itu berarti campuran kurus (kekurangan udara) dan ketika λ lebih dari 1,2 apabila dilihat dari grafik hubungan AFR maka a.  CO  akan  cenderung  sama  atau  turun sedikit
b.  HC Cenderung naik
c.  CO2 akan mengecil
d.  O2 akan naik
Hal  ini  dapat  disebabkan  oleh  kebocoran  udara pada saluran udara masuk . Dan hal ini tidak dapat terdeteksi  oleh  ECU  sehingga  tidak  dapat menimbulkan kode kesalahan (fault code).
Pemeriksaan kebocoran udara dapat dilakukan  dengan  menyemprotkan  cairan carb cleaner yang ke setiap bagian sistem pemasukan. Apabila  terdapat  kebocoran  ditandai  dengan penunjukan  emisi  akan  mendekati  normal  (CO, HC, CO2, O2, λ).
Pada  BMW  745i  kebocoran  udara  dikarenakan lemahnya pegas pada Crankcase Venting System yang  berfungsi  untuk  ventilasi  udara  dari  ruang poros  engkol  ke  saluran  masuk  udara  sehingga terjadi penambahan udara palsu ke dalam sistem injeksi elektronik yang tidak di baca oleh pengukur udara.  Hasil  pembakaran  di  baca  oleh  sensor oksigen yang mengukur kadar oksigen dari emisi gas buang dalam hal ini menunjukkan 80% lebih banyak,  sehingga  ECM  menerima  dua  informasi yang berbeda yang menyebabkan permasalahan terjadi
4.4.2 BMW 730i Tabel 11. Hasil pengukuran emisi dibandingkan standart pada BMW 730i Pembacaan Standar Bermasalah Keterangan CO (%) 0,5 – 1,5 0,260 – 1,687 Relatif sama HC (ppm) 100 756 – 1168 Naik CO2 (%) 14,5 – 16 9,79 – 11,38 Turun O2 (%) 0,1 - 0,5 5, 40 – 7,28 Naik Λ 0,97-1,03 1,192 – 1,373 Kurus λ= = 1,192 =
, =
AFR = 1,2 x 14,7 = 17,52
1.  Keluhan pada BMW 745i N62 adalah Ketika dingin mesin pincang, dan asap knalpot pedih dimata 2.  Pemeriksaan dilakukan pada saat idle sesuai keluhan
3.  Kemungkinan komponen yang
menyebabkannya adalah :
Apabila  dilihat  dari  kasus  diatas  terlihat  λ sekitar  1,2  itu  berarti  campuran  kurus (kekurangan  udara)  dan  ketika  λ  sekitar  1,2 apabila dilihat dari grafik hubungan AFR maka a.  CO  akan  cenderung  sama  atau  turun sedikit
b.  HC Cenderung naik
c.  CO2 akan mengecil
d.  O2 akan naik
Pada BMW 730i kebocoran terletak pada saluran masuk  udara  yang  terbuat  dari  plastik.  Secara kasus mirip dengan mobil BMW 745i diatas, tetapi penyebab masalahnya berbeda.

## 5.1 Kesimpulan
1.  Permasalahan  pada  kendaraan  dengan sistem  bahan  bakar  injeksi  yang  tidak  dapat dideteksi oleh scan  tool dalam  penelitian  ini dikarenakan  penyimpangan  masukan  dari sensor pemasukan udara, putaran mesin  dan waktu  penyemprotan  bahan  bakar..  Hal  ini dapat dianalisa dengan membandingkan data yang ditampilkan scan tools dan gas analyzer antara mesin normal dan mesin bermasalah.
2.  Horst Bauer, 2004. Gasoline-Engine Management , Robert Bosch Gmbh, Germany 3.  Loekman  Satibi,  Irfan  Purnawan  dan  Lisa Nazifah,  2013. Mesin  Penggerak  Utama (Prime Mover) , raha Ilmu, Yogyakarta

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Graham  Bell,  1998. Four  Stroke  Performing Tuning , Hynerss Publishing, Sparkford, California 2.  Robert  G.  Wagoner,  2012. Turbocharging Normally Aspirated Endines on a Budget , Lulu Enterprises.Inc, USA