Post on 16-Oct-2021
Analisa Ignition Timing Mesin Otto Satu Silinder Empat Langkah
Berkapasitas 65 cc
Bagus Abimanyu, Bambang Sugiarto
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok
bgsbima@gmail.com
ABSTRAK
Pengembangan motor pembakaran dalam atau mesin Otto yang terus dilakukan membuat teknologi pada mesin Otto
merupakan salah satu yang tercanggih di abad ini. Hal ini ditandai oleh pengembangan mesin Otto yang sudah dimulai dari
tingkat universitas di berbagai penjuru dunia untuk riset ataupun untuk mengikuti kompetisi hemat energi atau Eco-
marathon. Universitas Indonesia adalah salah satu universitas yang mengembangkan mesin Otto. Mesin yang
dikembangkan yaitu mesin Otto satu silinder empat langkah berkapasitas 65 cc.
Mesin ini mempunyai spesifikasi yang berbeda dengan mesin pada umumnya, dan mempunyai pengaturan yang
berbeda pula. Salah satu pengaturan penting pada mesin Otto yaitu ignition timing. Ignition timing berperan dalam
penentuan waktu pembakaran pada mesin Otto. Penentuan waktu pengapian harus disesuaikan dengan parameter-
parameter mesin lainnya seperti kompresi dan jenis bahan bakar yang digunakan. Pada pengukuran diperoleh ignition
timing standar mesin Otto 65 cc berkisar antara 15 o
- 40 o
BTDC. Dengan kondisi pengapian standar didapatkan daya
maksimum mesin pada 733Watt dan torsi maksimum 2,66 Nm. Selain itu dilakukan analisis pada proses dynotest dan
failure yang terjadi pada pulley.
Kata Kunci : Mesin Otto, daya dan torsi, ignition timing
ABSTRACT
The continous development of internal combustion engine or spark-ignition engine makes its technology grow
advanced on this century. It is shown by development of Otto engine by many universities around the world, either for the
purpose of research or to compete in efficiency competition or Eco-marathon. Universitas Indonesia is one of the
developer of spark-ignition engine, which is making a low fuel combustion engine, a 65 cc One-Cylinder Four-Stroke
Spark-Ignition Engine.
This engine has different specification with other spark-ignition engines in general, it has different settings. One of
the important settings is the ignition timing. Ignition timing influence the combustion time of an engine. It has to be
calculated based on other engine parameters such as compression ratio and the fuel. Based on measurement, the basic
ignition timing of the engine ranged from 15o-38
o BTDC. with the basic ignition timing, the engine generates the
maximum power of 733 Watt and maximum torque of 2,66 Nm. Analysis also conducted on dynotest and pulley failure.
Key words : Spark Ignition Engine, Customized Engine, Power and Torque, Timing Ignition
1. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
Sampai saat ini, peran mesin pembakaran dalam
atau internal combustion engine masih belum dapat
tergantikan, baik di sektor pembangkit daya, industri,
ataupun transportasi. Ketiga sektor tersebut masih
mengandalkan mesin berbahan bakar fosil sebagai
mesin/sumber tenaga, khususnya sektor transportasi.
Walaupun berbagai macam jenis mesin telah
dikembangkan untuk mengurangi ketergantungan
terhadap bahan bakar fosil, namun tidak dapat dipungkiri
bahwa internal combustion engine merupakan mesin
yang paling mudah untuk digunakan.
Tenaga listrik, tenaga surya, dan hidrogen
merupakan energi alternatif yang terus dikembangkan
untuk menggantikan peran bahan bakar fosil. Namun
masih mahalnya teknologi tersebut dan kurangnya sarana
penunjang membuat pabrikan terus mengembangkan
internal combustion engine, sehingga didapat
internalcombustion engine yang irit bahan bakar, yang
sering disebut dengan LFCE (Low Fuel Consumption
Engine).
Dengan LFCE, penggunaan bahan bakar fosil dapat
ditekan dan emisi yang dihasilkan lebih rendah, sehingga
lebih ramah lingkungan. Biaya produksi pun tidak
semahal jika menggunakan tenaga listrik atau surya, dan
tidak memerlukan pembangunan sarana penunjang.
Adanya kompetisi hemat energi di berbagai negara
membuktikan bahwa LFCE dapat menjadi alternatif.
Salah satu kompetisi hemat energi tersebut adalah SEM
(Shell Eco-Marathon).
Shell Eco-marathon merupakan kompetisi tahunan
yang diselenggarakan oleh Shell untuk melombakan
kendaraan hemat energi. Disini pelajar ditantang untuk
membuat kendaraan yang dapat melaju sejauh mungkin
dengan menggunakan bahan bakar yang seminimal
mungkin. Untuk dapat mencapai kondisi tersebut sebuah
kendaraan haruslah memiliki bobot yang ringan, mesin
yang irit bahan bakar, dan cara mengemudi yang tepat.
Biasanya mesin yang digunakan adalah mesin kendaraan
roda dua atau motor, namun ada juga yang membuat
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014
mesin sendiri (customized engine) sesuai dengan konsep
LFCE. Tim Nakoela UI yang berpartisipasi pada Shell
Eco-marathon membuat mesin sendiri untuk dilombakan
pada ajang ini, yaitu mesin 4-tak berkapasitas 65cc.
Pada tulisan ini akan dibahas tentang rancangan
mesin 4-tak 65cc tersebut, kajian teoritis dan aktualnya,
dan analisa tentang mesin tersebut apakah mesin 4-tak
65cc yang dirancang khusus untuk ajang Shell Eco-
Marathon ini dapat digunakan dengan baik pada
kompetisi.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui ignition timing standar mesin Otto
65 cc dengan menggunakan CDI Honda Revo.
2. Mengetahui daya dan torsi yang dihasilkan
dengan ignition timing standar mesin Otto 65 cc.
1.3 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini akan dilakukan pengambilan
data dari mesin Otto satu silinder berkapasitas 65 cc
hasil rancangan mahasiswa teknik mesin. , maka hal-hal
yang akan dibahas pada tulisan ini terbatas pada:
1. Ignition timing standar pada mesin Otto
berkapasitas 65 cc menggunakan CDI standar
Honda Revo.
2. Pengujian daya dan torsi untuk mengetahui
pengaruh dari ignition timing standar mesin Otto
berkapasitas 65 cc.
2. Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan cara membuat variasi
pada ignition timing pada mesin empat langkah satu
silinder berkapasitas 65 cc. Bahan bakar yang digunakan
oleh mesin itu yaitu bensin pertamax plus atau beroktan
95. Pengujian dilakukan dengan 3 variasi yaitu:
1. Sudut pengapian standar.
2. Sudut pengapian advance (-5o).
3. Sudut pengapian retarded (+5o).
Data ignition timing standar diperoleh dengan cara
dilakukan pengukuran menggunakan timing light. Dari
hasil pengukuran diperoleh data ignition timing standar
mesin Otto 65 cc yaitu 15o BTDC pada kondisi idle.
Perubahan ignition dilakukan dengan cara menggeser
posisi pickup pulser sesuai perubahan derajat yang
diinginkan. Langkah langkah yang dilakukan dalam
pengujian ini yaitu:
2.1. Mengetahui Ignition Timing Standar Mesin Otto
65 cc
Ignition timing standar mesin Otto 65 cc diperoleh
dengan cara melakukan pembacaan dengan
menggunakan timing light dan timing disc. Prosedurnya
yaitu:
Pengambilan data ignition timing dilakukan setelah
menghubungkan seluruh clamp. Kemudian menyalakan
mesin 65cc, lalu pembacaan data dilakukan di putaran
mesin 1000-4500 RPM di setiap kenaikan 500 RPM.
Pengambilan data dilakukan dengan cara memfoto agar
mendapatkan hasil yang akurat. Pengambilan data
dilakukan sebanyak 3 kali pada masing-masing kondisi
ignition timing yang digunakan pada mesin 65 cc.
Gambar 1. Pengambilan Data Ignition Timing
Standar
2.2. Melakukan pengujian dyno dengan ignition
timing standar
Setelah mengetahui ignition timing standar,
maka dilakukan pengujian daya dan torsi
menggunakan dinamometer tipe dc yang dibuat oleh
Cussons Technology. Pengambilan data daya dan
torsi dilakukan setelah mesin dipasang di testbed dan
dihubungkan dengan belt. Belt yang digunakan
memiliki spesifikasi B 49 dan rasio pulley yang
digunakan yaitu 1 : 2,053. Pengambilan data
dilakukan sebanyak tiga kali repetisi pada wide open
throttle pada kondisi ini.
Gambar 2. Pengambilan Data Dynotest
.
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014
2.3. Pengukuran diameter Gear Starter
Pengukuran ini berguna untuk perhitungan
pergeseran per derajat pengapian, karena posisi trigger
pada mesin Otto 65 cc terletak pada gear starter. Hasil
pengukuran menggunakan jangka sorong yaitu didapat
diameter yaitu 110mm. .
2.4. Modifikasi Posisi Pulser
Untuk mendapatkan ignition timing yang berbeda, maka
dilakukan pergeseran pickup pulser. Rumus yang
digunakan dalam menggeser pick up pulser yaitu:
Sehingga untuk merubah 1o timing ignition harus
menggeser pick up pulser sejauh
3. Hasil dan Pembahasan
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan didapat data
sebagai berikut :
3.1. Ignition Timing Standar
Nilai derajat yang tercantum merupakan derajat sebelum
TMA (BTDC)
Tabel 4. 1 Data Ignition Timing Standar (oBTDC)
RPM
Repetisi
1
Repetisi
2
Repetisi
3 Rata-rata
Standar Deviasi
1000 15o 15 o 15 o 15 o 0
1500 15 o 15 o 15 o 15 o 0
2000 15 o 15 o 15 o 15 o 0
2500 30 o 29 o 30 o 29.67 o 0.57
3000 40 o 40 o 41 o 40.33 o 0.57
40 o 40 o 40 o 35 o 0 40 o
40 o 40 o 40 o 40 o 0 40 o
38 o 38 o 38 o 38o 0 38 o
Rata-rata 0.14
Kurva Ignition Timing Standar:
Gambar 3 Kurva Ignition Timing Standar
3.2. Ignition Timing Honda Revo
Berikut ini adalah data ignition timing standar
Honda Revo/Blade dengan CDI BRT Dual Band Honda
Revo/Blade pada motor Honda Revo/Blade yang
diperoleh dari referensi :
Tabel 4. 2 Data Ignition Honda Revo/Blade
RPM Ignition Timing
1000 10 o
1500 10 o
2000 10 o
2500 25 o
3000 35 o
3500 35 o
4000 35 o
4500 33 o
Kurva Ignition Timing Honda Revo:
Gambar 4 Kurva Ignition Timing Honda Revo
0
20
40
60
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Ign
itio
n T
imin
g (d
egre
e)
RPM
Ignition Timing Standar
0
10
20
30
40
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Ign
itio
n T
imin
g (d
egre
e)
RPM
Ignition Timing Honda Revo/Blade
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014
3.3. Perbandingan Kurva Ignition
Berikut ini adalah perbandingan kurva ignition
timing standar mesin Otto 65 cc dengan Honda
Revo/Blade :
Gambar 5 Perbandingan Kurva Ignition Timing
Dari gambar 5 dapat dilihat bahwa mesin Otto
65cc mempunyai ignition timing yang berbeda
dengan Honda Revo/Blade, dimana pada mesin Otto
65cc berkisar antara 15o sampai 38
o, sedangkan
pada Honda Revo/Blade berkisar antara 10o-33
o.
Perbedaan ignition timing keduanya yaitu ±5o.
Namun keduanya mempunyai bentuk kurva yang
sama, faktor-faktor yang menyebabkan persamaan
kurva pengapian ini antara lain :
1. CDI
Pada pengujian ini kedua mesin menggunakan CDI
yang sama yaitu CDI standar Honda Revo/Blade,
yang berarti menghasilkan mapping yang sama.
2. Diameter Trigger
Berdasarkan pengukuran, diameter centrifugal
clutch pada Honda Revo/Blade adalah 110mm dan
mempunyai panjang trigger 37,4mm.
Sedangkan trigger pada mesin Otto 65cc terletak
pada gear starter, dan diameter gear tempat trigger
yaitu 110 mm dan mempunyai panjang trigger 37,4
mm.
Gambar 6 Gear Starter Mesin Otto 65 cc
Dengan CDI dan diameter trigger yang sama,
perbedaan ignition timing pada mesin Otto 65 cc
disebabkan oleh perbedaan posisi pick up pulser. Posisi
pick up pulser mesin Otto 65 cc standar ditetapkan oleh
tim riset yang terdahulu. Perbedaan ignition timing ini
mungkin dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan
mesin Otto 65 cc yang mempunyai spesifikasi yang
berbeda dengan Honda Revo/Blade.
Tim riset terdahulu membuat ignition timing yang
serupa dengan honda revo namun lebih maju (advanced),
dikarenakan spesifikasi mesin Otto berkapasitas 65cc
yang berbeda, dimana mesin ini merupakan customized
engine yang dirancang untuk mengikuti kompetisi hemat
energi. Perbedaan spesifikasi yang paling mencolok
yaitu di perbandingan bore x stroke, kompresi yang
mencapai 1:14, dan oktan bensin yang digunakan
mencapai RON 95. Hal ini membuat ignition timing
mesin Otto berkapasitas 65cc haruslah berbeda dengan
Honda Revo .
3.4. Data Variasi ignition timing
Dalam penelitian ini dilakukan 2 variasi ignition
timing dengan kondisi sebagai berikut:
1. Kondisi ignition timing advance
Kondisi iginition timing advance memiliki selisih
sebesar -5o dari ignition timing standar.
RPM Ignition Timing
1000 10 o
1500 10 o
2000 10 o
2500 25 o
0
10
20
30
40
50
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Ign
itio
n T
imin
g (o
BT
DC
)
RPM
Mesin 65cc Honda Revo/Blade
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014
3000 35 o
3500 35 o
4000 35 o
4500 33 o
2. Kondisi ignition timing retard
Kondisi ignition timing retard memiliki selisih
sebesar 5o dari ignition timing standar.
RPM Ignition Timing
1000 20 o
1500 20 o
2000 20 o
2500 35 o
3000 45 o
3500 45 o
4000 45 o
4500 43 o
3.5. Data Dynotest untuk Ignition Timing
Standar
Berikut ini adalah data yang diperoleh melalui
pengujian dyno test dengan ignition timing standar :
Dari gambar didapat nilai daya dan torsi tertinggi
yang dicapai mesin Otto berkapasitas 65cc. Data ini
belum merupakan daya dan torsi maksimum dari mesin
satu silinder empat langkah berkapasitas 65 cc,
dikarenakan adanya masalah yang terjadi saat pengujian.
Namun kurva diatas menunjukkan bahwa mesin Otto 65
cc ini memiliki kenaikan daya dan torsi yang cukup
signifikan pada putaran mesin setelah 2000 rpm.
4. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan, kesimpulan
yang dapat diambil adalah sebagai berikut :
1. Mesin Otto berkapasitas 65 cc mempunyai ignition
timing yang berbeda dengan motor Honda Revo
dengan CDI yang sama, yaitu antara 15o-40
o
BTDC dan 10o-33
o BTDC pada Honda Revo
dikarenakan posisi pickup pulser yang berbeda.
2. Torsi tertinggi yang dicapai mesin Otto
berkapasitas 65 cc dengan ignition timing standar
yaitu 2,66 Nm pada putaran mesin 2630 rpm.
3. Daya tertinggi yang dicapai mesin Otto
berkapasitas 65 cc dngan ignition timing standar
yaitu sebesar 733 Watt pada putaran mesin 2630
rpm.
Referensi
[1] Heywood, John B., “Internal Combustion Engine
Fundamentals”, McGraw Hill Int. Ed., New York,
1988.
[2] M. Khovakh, “Motor Vehicle Engines”, MIR
Publishers, Moscow, 1979.
[3] Petrovsky, Nikandr A., “Marine Internal
Combustion Engines”, MIR Publishers, Moscow,
1973.
[4] Pulkrabek, Willard W., “Engineering
Fundamentals of the Internal Combustion Engine”,
Prentice Hall, New Jersey, 2003.
[5] Serway, Raymond A., John W. Jewwet, “Physics
for Scientists and Engineers with Modern Physics
7th
Edition”, Thomson, California, 2007.
[6] http://welovehonda.com, diakses pada tanggal 1
Juni 2014.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0 1000 2000 3000
Day
a (w
att)
Tors
i (N
m)
Putaran mesin (rpm)
Kurva Daya dan Torsi Mesin 65cc
Torsi vsPutaran
Daya vsPutaran
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014
Analisa ignition..., Bagus Abimanyu, FT UI, 2014