## UJI PERFORMA PENGARUH IGNITION TIMING TERHADAP KINERJA MOTOR BENSIN BERBAHAN BAKAR LPG
Nana Supriyana Program Studi Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Wiworotomo Purwokerto Email: Nana.sttw@gmail.com
Taufiq Hidayat Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus Email: ophiqhd@gmail.com

## ABSTRAK
Tujuan  penelitian  untuk  mengetahui  berapa  besar  pengaruh  perubahan  ignition  timing  terhadap performance  motor  bensin  berbahan  bakar  LPG.  Pada  penelitian  ini  menggunakan  motor  bensin  4 langkah 1 silinder yang dilengkapi dengan konverter kits. Variabel bebas dalam penelitian adalah variasi ignition timing berbahan bakar LPG dengan sudut pengapian. Sedangkan variabel terikat adalah seberapa besar  pengaruh  variasi  ignition  timing  berbahan  bakar  LPG  terhadap  torsi  dan  daya  pada  motor  bensin. Pengujian  dilakukan  pada  putaran  4250  –  8250  rpm  dengan  menggunakan  dynamometer  inersia  dan unjuk  kerja  yang  dicari  meliputi  torsi  dan  daya.  Dari  hasil  pengujian  dapat  disimpulkan  bahwa performance  torsi  dan  daya  tertinggi  yang  dihasilkan  motor  bensin  berbahan  bakar  LPG  pada  sudut pengapian 32°.
Kata kunci: ignition, LPG , motor bensin.

## ABSTRACT
The research objective to determine how much influence the ignition timing changes on performance gasoline motor fuel LPG. In this research use of motor gasoline 4- stroke 1-cylinder is equipped with a converter kits. The independent variable is the variation of LPG-fueled ignition timing  with the ignition angle. The dependent variable is how much influence the variation of LPG-fueled ignition timing to the torque and power of the motor gasoline. Testing carried out on rotation 4250 - 8250 rpm using inertia dynamometer  and  performance  searched  include  torque  and  power.  From  the  test  results  it  can  be concluded  that  the  performance  of  torque  and  peak  power  produced  by  gas  LPG-fueled  engine  in  the ignition angle of 32 °.
Keywords : ignition, LPG, gasoline engine.

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  kendaraan  bermotor  sebagai  salah  satu  alat  transportasi,  sangat memudahkan  manusia  dalam  melaksanakan  suatu  pekerjaan,  selain  mempercepat  dan  mempermudah aktivitas,  di  sisi  lain  penggunaan  kendaraan  bermotor  juga  menimbulkan  dampak  yang  sangat  buruk terhadap  lingkungan,  terutama  gas  buang  dari  hasil  pembakaran  bahan  bakar  yang  tidak  terurai  atau terbakar dengan sempurna.
Motor bensin 4 langkah merupakan suatu pesawat tenaga yang menghasilkan tenaganya dari proses pembakaran  campuran  bahan  bakar  bensin  dan  udara  yang  dilakukan  dalam  4  langkah  piston  dalam silindernya [1]. Kinerja suatu motor ditunjukan dari beberapa hal yaitu daya yang dihasilkan , torsi yang dihasilkan, konsumsi bahan bakar, kandungan dalam sisa pembakaran/gas buang. Untuk mencapai kinerja motor  yang  baik  suatu  motor  harus  mempertimbangkan  beberapa  hal  diantaranya  adalah  perbandingan kompresi,  campuran  bahan  bakar  dan  udara,  saat  pengapian/pembakaran  bahan  bakar,  nilai  oktan  yang terkandung  dalam  bahan  bakar  tersebut.  Banyak  hal  yang  telah  dilakukan  oleh  praktisi  maupun masyarakat  pada  umumnya  untuk  menghasilkan  kinerja  motor  seperti  menggunakan  bahan  bakar beroktan  tinggi,  menaikan  perbandingan  kompresi,  menggunakan  komponen  system  pengapian  yang bagus dsb.
Kendaraan  bermotor  yang  menggunakan  bahan  bakar  minyak  (BBM)  mengandung  timah  hitam ( Leaded  gasoline ),  dimana  timah  hitam  ini  selain  untuk  meningkatkan  nilai  oktan  juga  berpengaruh terhadap  efek  negatif    [2].  Fenomena  ini  mendorong  manusia  untuk  berusaha  mencari  pengganti  bahan bakar  minyak  untuk  mengoperasikan  mesin.  Salah  satu  jenis  bahan  bakar  yang  memungkinkan  untuk menggantikan  bahan  bakar  minyak  pada  kendaraan  bermotor  adalah  bahan  bakar Liquefied  Petroleum Gas (LPG) . Penggunaan LPG sebagai  bahan  bakar  pada  motor  bensin  berkembang  sangat  baik.  Selain  murah, ramah lingkungan juga memiliki angka oktan yang lebih tinggi dibanding dengan bensin sehingga tenaga yang  dihasilkan  dari  proses  pembakaran  dalam  silinder  lebih  baik.  Salah  satu  cara  untuk  meningkatkan unjuk  kerja  dari  motor  bensin  yang  menggunakan  bahan  bakar  gas  adalah  dengan  mengatur ignation timing sehingga  waktu  pengapiannya  menjadi  lebih  tepat.  Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  mengetahui pengaruh perubahan ignation timing terhadap unjuk kerja sepeda motor berbahan bakar LPG . Beberapa penelitian terdahulu yang dilakukan antara lain Bambang Yunianto [3], meneliti pengaruh perubahan saat penyalaan ( ignition timing ) terhadap prestasi mesin pada sepeda motor 4 langkah dengan bahan bakar LPG . Hasil performa untuk dua jenis bahan bakar yaitu bensin dan LPG dengan pengubahan pada  sudut  pengapian,  diperoleh  data  bahwa  pemakaian  bahan  bakar LPG menghasilkan  daya  dan  torsi rata-rata sebesar 25% lebih kecil dibandingkan daya dan torsi yang dihasilkan oleh bensin.  Torsi dengan bahan bakar LPG pada sudut pengapian 11° lebih tinggi dari torsi pada variasi sudut pengapian yang lain, yaitu  pada  4000  rpm  dengan  torsi  8.309  Nm.  Dibandingkan  dengan  bahan  bakar  bensin  pengapian standart, LPG 11°  hanya  berselisih  rata-rata  3  %  lebih  kecil  dari  torsi  bensin  standart.  Kondisi  operasi terbaik  mesin  baik  dengan  bahan  bakar  bensin  maupun LPG dalam  kisaran  putaran  4.000  rpm  sampai 5.000  rpm.  Serta  Atok  Setiyawan[3],  dalam  penelitianya  merubah ignition  timing dan  meningkatkan compression ratio menghasilkan unjuk kerja motor bensin berbahan bakar E-85 bila dibandingkan dengan kondisi standar, meskipun masih dibawah unjuk kerja premium.  Ignition timing terbaik dicapai pada 30 0 BTDC sedangkan compressio  ratio tercapai  pada  kondisi  maksimum,  yaitu  10,2:1.  Berdasarkan  variasi ignition  timing dan compression  ratio yang  diteliti,  hasil  peneletian  menunjukkan  bahwa  menentukan igntion  timing  yang  tepat  dapat  memberikan  perbaikan  unjuk  kerja  motor  bensin  secara  signifikan dibandingkan dengan compression ratio.
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa dengan mengatur sudut pengapian dapat meningkatkan performance  engine berbahan  bakar LPG ,  berdasarkan  hasil  penelitian  terdahulu  penulis  melakukan penelitian  lanjutan  optimalisasi  unjuk  kerja  dengan  perubahan  sudut  pengapian  30°,  32°  dan  34°  pada motor bensin berbahan bakar LPG .

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Desain Penelitian
Desain  penelitian  yang  digunakan  adalah  eksperimental.  Penelitian  ini  membandingkan  variasi ignation timing berbahan bakar LPG pada motor bensin 4 langkah silinder 1 yang dipasang pada sepeda motor  sebagai  objek  penelitian  dengan  menekankan  pada  unjuk  kerja  motor  meliputi  torsi  dan  daya menggunakan alat ukur Inertia Dynamometer .

## 2.2 Variabel Penelitian

## 2.2.1 Variabel Bebas
Variabel  bebas  adalah  kondisi  yang  mempengaruhi  munculnya  suatu  gejala.  Dalam  hal  ini  dapat dikatakan  bahwa  variabel  bebas  merupakan  variabel  yang  sengaja  dipelajari  pengaruhnya  terhadap variabel  terikat.  Variabel  bebas  pada  penelitian  ini  adalah  variasi ignation  timing berbahan  bakar LPG dengan sudut pengapian.

## 2.2.2 Variabel Terikat
Variabel  terikat  adalah  segala  bentuk  peristiwa  atau  gejala  yang  muncul  sehubungan  dengan pelaksanaan  penelitian.  Variabel  terikat  dari  penelitian  ini  adalah  seberapa  besar  pengaruh  variasi ignation timing berbahan bakar LPG motor bensin terhadap torsi dan daya pada sepeda motor 4 langkah 1 silinder.

## 2.2.3 Variabel Kontrol
Variabel  kontrol  adalah  himpunan  sejumlah  gejala  yang  memiliki  berbagai  aspek  atau  unsur didalamnya  yang  berfungsi  untuk  mengendalikan  agar  variabel  terikat  yang  muncul  bukan  karena variabel lain, tetapi  karena variabel bebas. Variabel kontrol dari penelitian ini adalah putaran mesin dari 4250, 4500, 4750, 5000, 5250, 5500, 5750, 6000, 6250, 6500, 6750,7000,7250, 7500, 7750, 8000, 8250 rpm.

## 2.3 Alat Dan Bahan
2.3.1 Alat Penelitian
1. Tool set kunci
Digunakan sebagai alat  untuk  melepas dan memasang komponen  motor  yang dipakai dalam pengujian.
2. Dynamometer
Dynamometer yang  digunakan  adalah  jenis  dinamometer  sasis,  dipakai  untuk  mengukur output daya  roda  belakang.  Data  yang  ditampilkan  berupa  grafik  tenaga  dan  torsi  mesin. Variasi tenaga dapat diatur terhadap waktu, kecepatan, dan putaran mesin.

## 2.3.2 Bahan Penelitian
1. Satu unit  motor bensin dengan spesifikasi sebagi berikut :
a. Diameter x Langkah : 51.0 x 54.0 mm
b. Voume Silinder
: 110,3 CC
c. Perbandingan Kompresi : 9.3 : 1
d. Power Max : 8,8 HP pada putaran 8000 rpm
e. Sistem Starter : Motor starter dan starter engkol
f. Sistem Pelumasan
: Pelumasan Basah
g. Tipe Transmisi : Tipe ROTARY 4 kecepatan
h.
Sistem Pengapian
: DC CDI Programable
2. Bahan bakar LPG.
3. Regulator tekanan tinggi ( high pressure ).
2.3.3 Prosedur Penelitian
1. Persiapan eksperimen meliputi :
a. Menyiapkan dan memeriksa peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.
b. Menyiapkan mesin yang akan digunakan untuk penelitian.
2. Pelaksanaan eksperimen
a. Mengukur  unjuk  kerja  meliputi  torsi  dan  daya  dengan  bahan  bakar LPG dengan  sudut pengapian standart . Pengukuran putaran pada ban belakang mulai dari 4250, 4500, 4750, 5000, 5250, 5500, 5750, 6000, 6250, 6500, 6750,7000,7250, 7500, 7750, 8000, 8250 pada dynamometer  dan  komputer  mensimulasikan  beban  dan  membaca  torsi,  daya,  yang disalurkan ban belakang pada roller drum .
b. Mengukur  unjuk  kerja  meliputi  torsi  dan  daya  untuk  mesin  dengan  bahan  bakar LPG dengan  variasi  sudut  pengapian  30°  Setelah  mesin  dihidupkan,  atur  putaran  mulai  dari 4250,  4500,  4750,  5000,  5250,  5500,  5750,  6000,  6250,  6500,  6750,7000,7250,  7500, 7750, 8000, 8250 rpm.
c. Mengukur  unjuk  kerja  meliputi  torsi  dan  daya  untuk  mesin  dengan  bahan  bakar LPG dengan  variasi  sudut  pengapian  32°  Setelah  mesin  dihidupkan,  atur  putaran  mulai  dari 4250,  4500,  4750,  5000,  5250,  5500,  5750,  6000,  6250,  6500,  6750,7000,7250,  7500, 7750, 8000, 8250 rpm.
d. Mengukur  unjuk  kerja  meliputi  torsi  dan  daya  untuk  mesin  dengan  bahan  bakar LPG dengan  variasi  sudut  pengapian  34°  Setelah  mesin  dihidupkan,  atur  putaran  mulai  dari 4250,  4500,  4750,  5000,  5250,  5500,  5750,  6000,  6250,  6500,  6750,7000,7250,  7500, 7750, 8000, 8250 rpm.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Data Hubungan Putaran Dengan Torsi
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  didapat  mengenai  hubungan  antara  putaran  dengan torsi. Data tersebut meliputi hubungan antara putaran dengan torsi baik pada kondisi  pengapian  standar, maupun yang sudah di modifikasi dengan sudut pengapian 30°, 32°, dan 34° dengan menggunakan bahan bakar LPG . Penelitian ini dilakukan pada putaran 4250 rpm sampai 8250 rpm dengan interval 250 rpm. Dasar  pengambilan  putaraan  tersebut  diambil  mulai  dari  putaran  minimal  4250  rpm.  Setelah  dilakukan penelitian didapat data seperti Gambar 1.

## Gambar 1. Grafik Hubungan Torsi Dengan Putaran
Hasil  dari  uji  eksperimen  ditunjukan  pada  Gambar  1,  terjadi  perubahan  torsi  terhadap  sudut pengapian  standar  menggunakan  bahan  bakar LPG .  Perubahan  sudut  pengapian    30°  ke  sudut pengapian32°  menghasilkan  peningkatan  torsi  sebesar  20,34%,  dari  sudut  pengapian  30°  ke  sudut pengapian 34°  menghasilkan  peningkatan torsi 22,74%. Hasil torsi tertinggi untuk  masing-masing sudut pengapian adalah sudut pengapian 30° torsi tertinggi 5,23 Nm pada 4500 rpm, untuk sudut pengapian  32° torsi tertinggi 5,97 Nm pada 4500 rpm, sedangkan untuk sudut pengapian 34° didapat torsi tertinggi 6,01 Nm pada 4700 rpm.
Hasil  torsi  yang  diperoleh  pada  penelitian  yang  menggunakan  bahan  bakar LPG dengan  sudut pengapian standar, 30°, 32°, dan 34° sebelum TMA didapat kenaikan pada putaran 6750 – 8250 rpm,  hal ini disebabkan karena kecepatan perambatan nyala ( flame velocity ) LPG terbakar lebih cepat dari bensin pada kondisi λ > 1, sehingga  mengakibatkan pergeseran terjadinya tekanan puncak pembakaran, dengan memajukan  sudut  pengapian  akan  terlihat  peningkatan  yang  terjadi  pada performance motor  bensin berbahan bakar LPG .

## 3.2 Data Hubungan Putaran Dengan Daya
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  didapat  juga  data  hubungan  antara  putaran  dengan daya  motor.  Data  tersebut  meliputi  hubungan  antara  putaran  dengan  daya  baik  pada  kondisi  pengapian standar  maupun  yang  sudah  di  modifikasi  dengan  sudut  pengapian  30°,  32°  serta    34°  menggunakan bahan bakar LPG pada putaran 4250 - 8250 rpm dengan interval 250 rpm. Pada Gambar 2 terlihat garfik hubungan putaran dan daya motor.

## Gambar 2. Grafik Hubungan Daya Dengan Putaran
Berdasarkan  Gambar  2.  grafik  hubungan  daya  dengan  putaran  menunjukan  bahwa  daya  yang dihasilkan LPG untuk  sudut  pengapian  standar  menghasilkan  daya  tertinggi  4,0  Hp  pada  putaran  6000 rpm  dan  yang  terendah  sebesar  2,5  Hp  pada  8250  rpm.  Sedangkan  untuk  sudut  pengapian  30°  daya tertinggi sebesar 4,1 Hp pada 6000 rpm dan daya yang terendah 2,2 Hp pada 8000 rpm, kemudian sudut pengapian 32° menghasilkan daya tertinggi sebesar 4,1 pada 5750 rpm dan yang terendah 2,3 pada 4250 rpm.  Sedangkan  untuk  sudut  pengapian  34°  daya  tertinggi  didapat  4,0  Hp  pada  4700  rpm  dan  yang terendah 2,4 Hp pada 4250 rpm.
Perubahan  kenaikan  daya  didapat  para  penerapan  sudut  pengapian  34°  hampir  berada  disemua putaran hasil ini disebabkan karena kecepatan perambatan nyala ( flame velocity ) LPG terbakar lebih cepat dari  bensin  pada  kondisi  λ  >  1.  Hal  ini  akan  mengakibatkan  pergeseran  terjadinya  tekanan  puncak pembakaran.  Selain  hal  tersebut  juga  disebabkan  karena  LPG  memiliki  nilai  oktan  sebesar  112,  nilai tesebut jauh lebih tinggi dibanding dengan bahan bakar bensin.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan analisa data tentang pengaruh perubahan ignation timing terhadap unjuk kerja sepeda motor berbahan bakar LPG dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1) Berdasarkan  data  hasil  pengujian  torsi  tertinggi  diperoleh  pada  sudut  pengapian  32°  sebesar 5,97 Nm pada putaran 4500 rpm dengan bahan bakar LPG.
2) Untuk hasil pengujian daya tertinggi diperoleh pada sudut pengapian  30°  sebesar 4,1 Hp pada putaran 6000 rpm dan 32° sebesar 4,1 Hp pada putaran 5750 rpm.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Aprin  kristianto  dkk,  yang  telah  mengambil  tema  peningkatan  performa  motor  bensin  sebagai tema dalam skripsi pada Program Studi Teknik Mesin STT Wiworotomo Purwokerto. Suwarso dkk, yang telah  membantu  pelaksanaan  penelitian  di  laboratorium  Teknik  Mesin  STT  Wiworotomo  Purwokerto maupun membantu komunikasi dengan laboran Universitas Muria Kudus.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aris Munandar, 1990. Motor Bakar Torak . Jakarta. PT.GRAMEDIA INDONESIA
[2] KSME International Journal, VoL 16 No. 7, pp. 935~ 941, 2002 Analysis of Combustion and Flame Propagation Characteristics of LPG and Gasoline Fuels by Laser Deflection Method
[3] Atok  Setiyawan,  Pengaruh Ignition  Timing Dan Compression  Ratio Terhadap  Unjuk  Kerja  Dan Emisi Gas Buang Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Etanol 85% Dan Premium 15% (E-85). Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Its.
[4] Bambang Yunianto (2009), “ pengaruh perubahan saat penyalaan ( ignition timing ) terhadap prestasi mesin  pada  sepeda  motor  4  langkah  dengan  bahan  bakar  lpg  ”.    Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Kampus Undip Tembalang, Semarang 50275, Indonesia.