## STUDI EKSPERIMENTAL VARIASI SARINGAN UDARA KARBURATOR TERHADAP KINERJA MESIN SEPEDA MOTOR
1) Syaifullah, 1) Gatut Rubiono, 2) Bunawi
1) Universitas PGRI Banyuwangi, Jl. Ikan Tongkol 22 Banyuwangi
2) SMKN 1 Glagah Banyuwangi Email: rubionov@yahoo.com

## ABSTRACT
Carburator  air  filter  is  an  important  part  in  automotive  fuel  system.  Air  filter  is  technically modified to increase the performance. This research is aimed to get the effect of air filter type due to motorcycle engine performance. The research is done by experiment using Suzuki Shogun 110 cc motorcycle. Air filter is vary as no filter, standard filter and modified filter. The engine is running at  1000,  2000,  3000  and  4000  rpm.  The  rotations  are  measured  with  tachometer.  Time  of  fuel consumption is measured for 10 ml gasoline. Experiments are conducted 3 times. The data is use to  get  fuel  consumption  and  engine  efficiency.  The  research  shows  that  carburator  air  filter  has effect due to engine performance. Modified filter has better performance than standard filter and no filter.
Keywords: air filter, 4 stroke engine, fuel consumption, efficiency
I. PENDAHULUAN Salah satu topik penting perkembangan  kehidupan  manusia  adalah teknologi.  Contoh  perkembangan  teknologi ini  adalah  perkembangan  di  dunia  otomotif yaitu kendaraan untuk keperluan transportasi.  Kendaraan  sangat  diperlukan bagi  kebutuhan  manusia,  baik  kebutuhan pribadi  maupun  kebutuhan  bersama  atau industri. Salah satu sarana transportasi  yang banyak  berkembang  di  masyarakat  adalah sepeda  motor.  Produk  ini  cukup  banyak dipilih karena harganya relatif terjangkau dan biaya operasionalnya relatif murah. Perkembangan ini dapat dilihat pada semakin banyaknya masyarakat yang menggunakan  sepeda  motor,  baik  dari  segi jumlah maupun merknya.
Peningkatan  jumlah  sepeda  motor  di Indonesia  dapat  dilihat  pada  data  Badan Pusat  Statistik.  Tahun  2008  jumlahnya  lebih dari  47  juta  unit.  Tahun  2009  meningkat menjadi  52  juta  dan  tahun  2010  meningkat menjadi  61  juta  (Badan  Pusat  Statistik, 2012).  Jumlah  ini  merupakan  gambaran bahwa  permasalahan  di  sepeda  motor merupakan  masalah  yang  sangat  penting. Dengan  jumlah  sebesar  ini  maka  kebutuhan bahan bakarnya juga sangat besar pula.
Sepeda  motor  dilengkapi  dengan berbagai  komponen  di  mesinnya.  Semua komponen ini memiliki fungsi masing-masing yang  terkait  dengan  proses  pembakaran bahan  bakarnya.  Proses  pembakaran  ini memerlukan suplai udara. Pembakaran yang baik  atau  pembakaran  yang  lebih  sempurna
dapat  menghasilkan  penghematan  bahan bakar tersebut.
Salah  satu  komponen  yang  ada  di sistem  suplai  bahan  bakar  adalah  saringan udara  atau  filter.  Komponen  ini  berfungsi untuk  menyaring  udara  agar  udara  yang masuk  bersih  dari  debu  atau  kotoran. Saringan  udara  berada  di  posisi  sebelum karburator yang berfungsi sebagai komponen pencampur  bahan  bakar  dan  udara.  Udara ini sangat diperlukan untuk proses pembakaran bahan bakar di mesin.
Alfianto  A,  et.  al,  2006  melakukan penelitian  optimasi  jumlah  lipatan  kertas pada  desain  filter  udara  dan  pengaruhnya terhadap performansi mesin.  Penelitian dilakukan  dengan  obyek  mesin  Kijang  tipe KF-4. Variabel  yang  diteliti  adalah  prototipe I (jumlah  lipatan  97),  tipe  standar  (jumlah lipatan  114)  dan  prototipe  II  (jumlah  lipatan 130).  Selain  itu  juga  dilakukan  variasi putaran  mesin.  Pengambilan  data  dilakukan untuk  mengetahui  konsumsi  bahan  bakar, daya  mesin  dan  komposisi  gas  buang.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah lipatan  paper  berpengaruh  terhadap  daya mesin  dan  gas  buang.  Prototipe  I  memiliki kinerja  yang  relatif  lebih  baik  dibanding  tipe standar dan prototipe II. Nilai lipatan optimum belum ditentukan sehingga masih membutuhkan penelitian lebih lanjut.
Sukidjo  FX,  2008  meneliti  usaha penurunan  emisi  gas  buang  sepeda  motor empat langkah dengan memperluas penampang  saluran  pada  venturi  karburator. Penelitian  dilakukan  dengan  mengurangi  sisi kiri  dan  sisi  kanan  venturi  sebesar  0,25  mm
dan  0,5  mm.  sehingga  terjadi  penambahan luas.  Obyek  penelitian  adalah  sepeda  motor Shogun  110  cc.  Putaran  mesin  divariasi  dari 1500  rpm  sampai  dengan  5500  rpm  dengan selisih  500  rpm.  Hasil  penelitian  menunjuk- kan bahwa penambahan luas venturi mengurangi  kadar  emisi  gas  buang.  Tetapi penambahan  luas  ini  berpengaruh  juga terhadap penurunan daya mesin.
Nanholy  HY,  2008  meneliti  analisa pengaruh penggunaan main jet D85 terhadap  unjuk  kerja Otto  engine berbahan bakar BE-85. Penelitian menggunakan obyek Honda  CB  125.  Bahan  bakar  BE-85  adalah campuran  bio-etanol  85  %  dan  bensin  15%. Variabel  penelitian  adalah  diameter  main  jet karburator  sebesar  72  mm  (standar)  dan  85 mm.  Pengukuran  dilakukan  untuk  mengeta- hui unjuk kerja mesin (daya) dan gas buang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diameter main jet memiliki pengaruh terhadap unjuk kerja mesin. Saat  ini  banyak  modifikasi  teknik yang  dilakukan  oleh  pengguna  sepeda motor,  baik  dari  segi  penampilan  kendaraan maupun  perubahan  komponen-komponen mesinnya. Modifikasi yang dilakukan diantaranya adalah penggunaan filter modifikasi.  Produk-produk  filter  ini  banyak dijumpai  di  pasaran,  baik  tipe  maupun merknya. Untuk itu perlu dilakukan penelitian variasi saringan udara karburator ini.

## II. TINJAUAN PUSTAKA Saringan Udara (Filter)
Saringan  udara  (filter)  berfungsi  untuk menyaring  kotoran  dan  debu  dari  udara sehingga memberi kesempatan udara masuk lebih  banyak  ke  ruang  bakar.  Terhambatnya udara  akan menyebabkan  pembakaran  tidak sempurna  dan  memboroskan  bahan  bakar. Karena  berfungsi  sebagai  penyaring,  saja saringan  udara  ini  harus  bersih  dari  kotoran. Saringan udara dibedakan atas:
1.  Saringan udara tipe kertas. Disebut  tipe  kertas  karena  elemen saringannya  terbuat  dari  kertas,untuk beberapa saringan tipe kertas perawatannya  bisa  dilakukan  dengan mencucinya  dengan  air.  Belakangan  ini untuk tipe tertentu saringan udara menggunakan  tipe  aliran  aksial.  Tipe  ini memungkinkan  bentuk  saringan  lebih kompak dan ringan.
2. Pre-Air cleaner .
Adalah  sejenis  saringan  udara  pusaran, ini  memanfaatkan  gaya  sentrifugal  dari kotoran  untuk  dipisahkan  dengan  udara dan  ditampung  dalam  perangkap  debu ( dust  trap ).  Tipe  ini  cenderung  sedikit
memerlukan  penggantian  elemen,  akan tetapi untuk kualitas penyaringan terhadap kotoran halus cenderung kurang.
3. Tipe Oil Bath .
Tipe  ini  selain  menggunakan  saringan yang terbuat dari baja wol juga memanfaatkan oli untuk menambah proses  penyaringan.  Oli  digunakan  untuk merendam  partikel  kotoran  yang  lebih kasar  semisal  pasir,sedangkan  partikel kotoran  yang  lebih  halus  selanjutnya disaring oleh elemen baja wol.
4.  Tipe Siklon. Untuk  tipe  siklon  elemen  saringannya terbuat  dari  kertas  dan  didesain  dengan sirip-sirip  agar  udara  yang  masuk  bisa membentuk  pusaran  sehingga  pertikel- partikel  besar  bisa  dipisahkan  dengan gaya  sentrifugal  dari  pusaran  tersebut, selanjutnya partikel kasar tersebut ditampung dalam kotak saringan. Selanjutnya  partikel  yang  lebih  kecil disaring oleh elemen kertas tersebut.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
1.  Variabel Bebas:
a.  Saringan udara: pengujian tanpa saringan udara, saringan udara standar dan saringan udara modifikasi.
b.  Putaran  mesin:  1000,  2000,  3000  dan 4000 rpm.
2.  Variabel  Terikat:  efisiensi  mesin  dan konsumsi bahan bakar
Gambar 1. Saringan udara modifikasi jenis racing 35 mm
Pengambilan  data  dilakukan  dengan cara:
1.  Putaran mesin diukur dengan tachometer.
2.  Konsumsi  bahan  bakar  diukur  dengan menggunakan  gelas  ukur  dan  stopwatch. Yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan  untuk  menghabiskan  bahan bakar (bensin) sebanyak 10 ml.

## IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengolahan Data
Pengolahan  data  dilakukan  dengan tahapan persamaan sebagai berikut:
1.  Volume Langkah (VL)
VL = ¼  D 2 L (cm 3 ) Dimana :
D = Diameter silinder L = panjang langkah (cm) 2.  Volume sisa (Vc)/Volume Ruang Bakar
Vc = ) (cm 1 - r Vs 3
Dimana : Vs = Volume satu silinder (cm) r = perbandingan kompresi 3.  Torsi Efektif (Te) Te = P . 1  (kg m) Dimana :
P = F x g
F = beban (kg) g = konstanta gravitasi (kg m/dt 2 ) l = Panjang lengan alat (m) 4.  Daya efektif (Ne)
Ne =   Ps 716,2 n . Te 5.  Tekanan efektif rata-rata (Pe) Pe = a . n . Z . Vl 450000.Ne (kg/cm 2 )
Dimana : a = Jumlah siklus z = Jumlah silinder
6.  Tekanan indikasi (Pi)
Pi = ) (kg/cm η Pe 2 Dimana :  m = Efisiensi mekanis
7.  Daya indikasi (Ni)
Ni = (Ps) 450000 a . Z . n . Vl . Pi

## 8.  Daya mekanis (Nm)
Nm = Ne – Ni  (Hp)
9.  Pemakaian  bahan  bakar  spesifik  efektif (Fe)
Fe = Fh/Ne (kg/jam Ps)
Dimana :
Fh = pemakaian bahan bakar (kg/jam) 10.  Neraca kalor (Ql) Ql = Fh . Qc Dimana : Qc = Nilai kalor rendah bahan bakar Fh = Pemakaian bahan bakar spesifik efektif (kg/jam) 11.  Efisiensi thermal efektif (  te)
 te =
100%
Ql 632,5.Ne  12.  Efisiensi indikasi (  i)
 i = 100% Ql 632,5.Ni  Tabel 1. Hasil perhitungan
Variasi filter  Rpm VL Vc T Ne Pe Pi Ni Tanpa filter 1000  109,65  13,21  0,009  0,012  0,101  0,127  0,015 2000  109,65  13,21  0,009  0,025  0,101  0,127  0,031 3000  109,65  13,21  0,009  0,037  0,101  0,127  0,046 4000  109,65  13,21  0,009  0,049  0,101  0,127  0,062 Filter standar 1000  109,65  13,21  0,009  0,012  0,101  0,127  0,015 2000  109,65  13,21  0,009  0,025  0,101  0,127  0,031 3000  109,65  13,21  0,009  0,037  0,101  0,127  0,046 4000  109,65  13,21  0,009  0,049  0,101  0,127  0,062 Filter Modifikasi 1000  109,65  13,21  0,009  0,012  0,101  0,127  0,015 2000  109,65  13,21  0,009  0,025  0,101  0,127  0,031 3000  109,65  13,21  0,009  0,037  0,101  0,127  0,046 4000  109,65  13,21  0,009  0,049  0,101  0,127  0,062

## Tabel 1. Hasil perhitungan (lanjutan)
Variasi filter  Rpm Nm Fh Fe Ql  te  i Tanpa filter 1000  0,003  0,52  42,55 5.249,51 14,86  18,58 2000  0,006  0,62  25,27 6.234,13 25,03  31,29 3000  0,009  0,86  23,12 8.557,84 27,35  34,19 4000  0,012  1,30  26,33  12.991,18  24,02  30,03 Filter standar 1000  0,003  0,47  37,93 4.679,11 16,68  20,84 2000  0,006  0,55  22,32 5.507,96 28,33  35,41 3000  0,009  0,76  20,60 7.622,09 30,71  38,39 4000  0,012  1,06  21,41  10.566,14  29,54  36,92 Filter Modifikasi 1000  0,003  0,41  33,03 4.074,45 19,15  23,94 2000  0,006  0,49  20,01 4.936,01 31,61  39,52 3000  0,009  0,62  16,77 6.204,52 37,73  47,16 4000  0,012  0,81  16,32 8.050,89 38,77  48,46

## 4.2. Grafik Hasil Penelitian
Gambar 2. Grafik Konsumsi Bahan Bakar
Dari  grafik  pada  gambar  2  di  atas dapat  dilihat  bahwa  jika  putaran  mesin bertambah  besar  maka  konsumsi  bahan bakar  bertambah  besar  pula.  Konsumsi bahan  bakar  variasi  tanpa  filter  lebih  besar dibandingkan  dengan  variasi  filter  standar dan selanjutnya dengan variasi filter modifikasi.  Konsumsi  bahan  bakar  terjadi
nilai  maksimum  sebesar  1,30  kg/jam  adalah variasi  tanpa  filter  pada  putaran  mesin  4000 rpm.  Sedangkan  konsumsi  bahan  bakar terjadi  nilai  minimum  sebesar  0,41  kg/jam adalah  variasi  filter  modifikasi  pada  putaran mesin 1000 rpm.
0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 500 1500 2500 3500 4500 K o n s u m s i b a h a n b a k a r (k g /jam ) Putaran Mesin (rpm) Tanpa filter Filter standar
Filter Modifikasi
Gambar 3. Grafik Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Efektif
Dari grafik pada gambar 3 dapat dilihat bahwa  jika  putaran  mesin  bertambah  besar maka  konsumsi  bahan  bakar  spesifik  efektif menjadi  semakin  kecil.  Konsumsi  bahan bakar  spesifik  efektif  variasi  tanpa  filter  lebih besar  dibandingkan  dengan  variasi  filter standard  an  selanjutnya  dengan  variasi  filter
modifikasi.  Konsumsi  bahan  bakar  terjadi nilai  maksimum  sebesar  42,55  kg/jam  PS adalah  variasi  tanpa  filter  pada  putaran mesin  1000  rpm.  Sedangkan  konsumsi bahan  bakar minimum sebesar 16,32 kg/jam PS  adalah  variasi  filter  modifikasi  pada putaran mesin sebesar 4000 rpm.
Gambar 4. Grafik Effisiensi Thermal Efektif
Dari grafik pada gambar 4 dapat dilihat bahwa  jika  putaran  mesin  bertambah  besar maka  effisiensi  thermal  efektif  menjadi semakin  besar.  Effisiensi  thermal  efektif variasi  tanpa  filter  lebih  kecil  dibandingkan dengan  variasi  filter  standar  dan  selanjutnya dengan  variasi  filter  modifikasi.  Effisiensi
thermal  efektif  maksimum  sebesar  48,46% adalah  variasi  filter  modifikasi  pada  putaran mesin  4000  rpm.  Sedangkan  effisiensi thermal  efektif  minimum  sebesar  18,56% adalah  variasi  tanpa  filter  pada  putaran mesin 1000 rpm.
10 15 20 25 30 35 40 45 500 1500 2500 3500 4500 K o n s u m s i B a h a n B a k a r S p e s if ik E fe k tif ( k g /jam PS) Putaran Mesin (rpm) Tanpa filter Filter standar Filter Modifikasi 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 500 1500 2500 3500 4500 E ff is ien s i The rm a l E fe k tif ( % ) Putaran Mesin (rpm) Tanpa filter Filter standar
Filter Modifikasi
Gambar 5. Grafik Effisiensi Thermal Indikasi
Dari grafik pada gambar 5 dapat dilihat bahwa  jika  putaran  mesin  bertambah  besar maka  effisiensi  thermal  indikasi  menjadi semakin  besar.  Effisiensi  thermal  indikasi variasi  tanpa  filter  lebih  kecil  dibandingkan dengan  variasi  filter  standar  dan  selanjutnya dengan  variasi  filter  modifikasi.  Effisiensi thermal  indikasi  maksimum  sebesar  38,77% adalah  variasi  filter  modifikasi  pada  putaran mesin  4000  rpm.  Sedangkan  effisiensi thermal  indikasi  minimum  sebesar  14,86% adalah  variasi  tanpa  filter  pada  putaran mesin 1000 rpm.

## Pembahasan
Dari  grafik  konsumsi  bahan  bakar pada  gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  jika putaran  mesin  bertambah  besar  maka konsumsi  bahan  bakar  bertambah  besar pula. Putaran  mesin  yang  lebih  besar  berarti jumlah  siklus  motor  bakar  dan  pembakaran bahan  bakar  menjadi  lebih  banyak.  Hal  ini menyebabkan  konsumsi  bahan  bakarnya juga  bertambah  besar.  Selain  itu,  hal  ini berarti bahwa pengambilan data telah sesuai dengan teori siklus motor bakar yang ada.
Dari  grafik  tersebut  dapat  dilihat  juga bahwa  jika  putaran  mesin  bertambah  besar maka  konsumsi  bahan  bakar  spesifik  efektif menjadi  semakin  kecil.  Hal  ini  karena konsumsi  bahan  bakar  yang  lebih  banyak maka  kerugian  hasil  pembakaran  seperti panas  yang  terbuang,  kerugian  gesekan antar  komponen  mesin  menjadi  bertambah pula.  Selanjutnya,  hal  ini  menyebabkan efektifitas  konsumsi  bahan  bakar  menjadi berkurang.
Konsumsi  bahan  bakar  variasi  tanpa filter lebih besar dibandingkan dengan variasi filter  standar  dan  selanjutnya  dengan  variasi filter  modifikasi.  Hal  ini  disebabkan  karena pada  variasi  tanpa  filter,  udara  yang  masuk ke karburator  untuk  dicampur  dengan  bahan bakar,  banyak  mengandung  kotoran  atau debu. Dengan tidak adanya filter maka udara masuk  tanpa  proses  penyaringan.  Kotoran atau  debu  ini  selanjutnya  menyebabkan proses  pembakaran  bahan  bakar  menjadi tidak sempurna.
Pemakaian filter standar, terlebih lagi filter  modifikasi  menghasilkan  konsumsi bahan bakar yang lebih efektif. Hal ini berarti proses  penyaringan  kotoran  atau  debu  telah berlangsung dengan baik. Hal ini juga sesuai dengan  hasil  perhitungan  effisiensi  dimana fffisiensi  thermal  efektif  maupun  effisiensi thermal  indikasi  untuk  variasi  tanpa  filter lebih  kecil  dibandingkan  dengan  variasi  filter standar  dan  selanjutnya  dengan  variasi  filter modifikasi.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1.  Saringan udara (filter) karburator berpengaruh  terhadap  kinerja  mesin sepeda motor.
2.  Variasi  filter  modifikasi  menghasilkan kinerja mesin yang lebih baik dibandingkan  variasi  filter  standar  dan tanpa filter. Perbandingannya adalah :
 Konsumsi  bahan  bakar  variasi  tanpa filter  lebih  besar  dibandingkan  dengan variasi  filter  standard  an  selanjutnya dengan variasi filter modifikasi.
10 15 20 25 30 35 40 45 500 1500 2500 3500 4500 E ff is ien s i I n d ik a s i (% ) Putaran Mesin (rpm) Tanpa filter Filter standar
Filter Modifikasi
 Konsumsi  bahan  bakar  spesifik  efektif variasi tanpa filter lebih besar dibandingkan  dengan  variasi  filter standard an selanjutnya dengan variasi filter modifikasi.
 Effisiensi  thermal  efektif  variasi  tanpa filter  lebih  kecil  dibandingkan  dengan variasi  filter  standar  dan  selanjutnya dengan variasi filter modifikasi.
 Effisiensi thermal indikasi variasi tanpa filter  lebih  kecil  dibandingkan  dengan variasi  filter  standar  dan  selanjutnya dengan variasi filter modifikasi.

## Saran
Untuk  penelitian  selanjutnya  dapat dilakukan  untuk  meneliti  kandungan  gas buang,  membandingkan  berbagai  merk  filter yang  ada  di  pasaran  atau  membandingkan berbagai filter dengan bahan penyaring yang berbeda.

## DAFTAR PUSTAKA

## Alfianto  A,  Pratiknyo  YB,  Haryono  Y,  2006,
Optimasi  Jumlah  Lipatan  Paper  Pada Desain  Automotif  Air  Filter  Dan Pengaruhnya  Terhadap  Performansi
Mesin , Jurnal Teknik Gelagar 17(1): 1-
8, Universitas Surabaya
Badan  Pusat  Statistik,  2012, Perkembangan Jumlah  Kendaraan  Bermotor  Menurut Jenis tahun 1987-2010 , Jakarta http://legenda.ifastnet.com,  2012, Saringan Udara
Nanholy  HY,  2008, Analisa  Pengaruh Penggunaan  Main  Jet  D85  Terhadap Unjuk  Kerja  Otto  Engine  Berbahan Bakar  BE-85 ,  Jurnal  Dinamis  2(12): 43-46, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik dan Ilmu Kebumian, Universitas Sains dan Teknologi Jayapura Sukidjo  FX,  2008, Usaha  Penurunan  Emisi Gas  Buang  Sepeda  Motor  Empat Langkah Dengan Memperluas Penampang  Saluran  Pada  Venturi Karburator ,  Media  Teknik  No.2  Edisi Mei,  ISSN 0216-3012, Diploma Teknik Mesin, Fakultas Teknik, UGM, Yogyakarta. Qtussama, 2012, Motor Bakar , http://www.qtussama.wordpress.com