Penggunaan BBG untuk motor bensin dapat dilakukan dengan menambahkan
peralatan yang disebut dengan conversion kit. Namun penggunaannya masih terbatas karena
adanya kendala terhadap performa dari motor, yaitu terlalu tingginya putaran pada kondisi idle
dan rendahnya akselerasi jika dibandingkan dengan motor yang menggunakan bahan bakar
bensin. Salah satu penyebab dari tingginya putaran idle adalah terlalu sedikitnya bahan bakar
gas yang masuk ke intake manifold dan specific gravity dari bahan bakar gas (0.562 kg/m 3) lebih
rendah dibandingkan dengan bahan bakar bensin, hal ini berakibat kondisi idle dimana katup
gas hanya terbuka sedikit, udara yang masuk bersama-sama dengan bahan bakar gas tidak dapat
melakukan pembakaran secara sempurna. Salah satu cara untuk memecahkan permasalahannya
adalah dengan memberikan suplai BBG melalui sistim injeksi yang dikontrol secara elektronik baik pada kondisi idle maupun pada saat akselesari
Bahan Bakar Gas
Komposisi utama dari BBG adalah unsur methana (CH4) sebesar 95,03%; ethana (C2H6) sebesar 2,23%; karbondioksida (CO2) sebesar 1,75%; Nitrogen (N2) 0.68 % dan propana (C3H8) sebesar 0,29%.
Dari komposisi ini terlihat bahwa komponen utama dari BBG adalah gas methana.
Berat jenis BBG lebih kecil dari berat jenis udara, sehingga jika terjadi kebocoran baik pada tangki penyimpan maupun saluran
bahan bakar akan segera naik ke atas. BBG karena wujudnya berupa gas,
tidak perlu diuapkan terlebih dahulu sebagaimana pada bahan bakar minyak (gasoline),
sehingga per- masalahan pada saat start pada suhu rendah dan emisi yang berlebihan karena terlalu kayanya campuran bahan bakar - udara pada saat start dapat diperkecil.
Nilai oktan BBG lebih tinggi dibandingkan gasoline, yaitu antara 120 sampai 130. Dengan tingginya nilai oktan tersebut maka pada rasio kompresi yang lebih tinggi tidak akan terjadi knocking pada motor.
Keunggulan BBG ditinjau dari proses pembakarannya di dalam ruang bakar adalah karena BBG memiliki per- bandingan atom karbon terhadap atom hidrogen yang rendah, sehingga pembakaran menjadi lebih sempurna. Mengingat BBG sudah berada pada fase gas, maka dengan mudah dapat bercampur dengan udara dalam ruang bakar, sehingga oksigen dapat dengan mudah bergabung dengan karbon dan memberikan reaksi pembentukan CO2 bukan CO. Disamping itu karena jumlah atom karbon molekul BBG lebih sedikit dibandingkan BBM, maka CO yang terbentuk dari proses pembakaran juga lebih sedikit.
Perangkat Konversi BBG
Bahan Bakar Gas
Komposisi utama dari BBG adalah unsur methana (CH4) sebesar 95,03%; ethana (C2H6) sebesar 2,23%; karbondioksida (CO2) sebesar 1,75%; Nitrogen (N2) 0.68 % dan propana (C3H8) sebesar 0,29%.
Dari komposisi ini terlihat bahwa komponen utama dari BBG adalah gas methana.
Berat jenis BBG lebih kecil dari berat jenis udara, sehingga jika terjadi kebocoran baik pada tangki penyimpan maupun saluran
bahan bakar akan segera naik ke atas. BBG karena wujudnya berupa gas,
tidak perlu diuapkan terlebih dahulu sebagaimana pada bahan bakar minyak (gasoline),
sehingga per- masalahan pada saat start pada suhu rendah dan emisi yang berlebihan karena terlalu kayanya campuran bahan bakar - udara pada saat start dapat diperkecil.
Nilai oktan BBG lebih tinggi dibandingkan gasoline, yaitu antara 120 sampai 130. Dengan tingginya nilai oktan tersebut maka pada rasio kompresi yang lebih tinggi tidak akan terjadi knocking pada motor.
Keunggulan BBG ditinjau dari proses pembakarannya di dalam ruang bakar adalah karena BBG memiliki per- bandingan atom karbon terhadap atom hidrogen yang rendah, sehingga pembakaran menjadi lebih sempurna. Mengingat BBG sudah berada pada fase gas, maka dengan mudah dapat bercampur dengan udara dalam ruang bakar, sehingga oksigen dapat dengan mudah bergabung dengan karbon dan memberikan reaksi pembentukan CO2 bukan CO. Disamping itu karena jumlah atom karbon molekul BBG lebih sedikit dibandingkan BBM, maka CO yang terbentuk dari proses pembakaran juga lebih sedikit.
Perangkat Konversi BBG
Agar dapat menggunakan BBG sebagai bahan bakar untuk kendaraan bermotor dibutuhkan suatu perangkat konversi BBG yang disebut dengan conversion kit .
Penggunaan conversion kit didasarkan pada tiga pilihan sebagai berikut:
· Hanya bekerja dengan gas saja
· Dapat bekerja dengan gas saja atau gasoline saja (dual fuel)
· Dapat bekerja dengan dua bahan bakar bersama-sama (khusus diesel, mixed fuel).
Komponen-komponen perangkat konversi BBG tersebut terdiri dari :
tangki penyimpan BBG, regulator (pengatur tinggi rendahnya tekanan), mixer (pencampur udara-bahan bakar).
Pada gambar ditunjukkan skema
sistim perangkat konversi berbahan bakar ganda (dual fuel) pada kendaraan bermotor
Skema Sistim Perangkat Konversi Bahan Bakar Ganda
Mixer yang dipasang didepan throtlte memasok BBG ke dalam aliran udara yang masuk ke dalam silinder dan bereaksi terhadap tekanan dalam manifold untuk menakar jumlah bahan bakar yang disuplai ke motor. Pemilihan mixer didasarkan pada kapasitas udara yang dibutuhkan oleh motor. Jika terlalu kecil maka daya maksimum motor tidak akan tercapai, sedangkan jika terlalu besar maka unjuk kerja motor pada putaran rendah akan turun secara drastis bahkan motor sulit untuk dihidupkan.
Kebutuhan jumlah udara dapat diestimasi dengan persamaan 1.
Penggunaan conversion kit didasarkan pada tiga pilihan sebagai berikut:
· Hanya bekerja dengan gas saja
· Dapat bekerja dengan gas saja atau gasoline saja (dual fuel)
· Dapat bekerja dengan dua bahan bakar bersama-sama (khusus diesel, mixed fuel).
Komponen-komponen perangkat konversi BBG tersebut terdiri dari :
tangki penyimpan BBG, regulator (pengatur tinggi rendahnya tekanan), mixer (pencampur udara-bahan bakar).
Pada gambar ditunjukkan skema
sistim perangkat konversi berbahan bakar ganda (dual fuel) pada kendaraan bermotor
Skema Sistim Perangkat Konversi Bahan Bakar Ganda
Mixer yang dipasang didepan throtlte memasok BBG ke dalam aliran udara yang masuk ke dalam silinder dan bereaksi terhadap tekanan dalam manifold untuk menakar jumlah bahan bakar yang disuplai ke motor. Pemilihan mixer didasarkan pada kapasitas udara yang dibutuhkan oleh motor. Jika terlalu kecil maka daya maksimum motor tidak akan tercapai, sedangkan jika terlalu besar maka unjuk kerja motor pada putaran rendah akan turun secara drastis bahkan motor sulit untuk dihidupkan.
Kebutuhan jumlah udara dapat diestimasi dengan persamaan 1.
ç v N d D ft 3 (1)
min
dengan:
Va = laju aliran udara (ft3/min)
ç v = efisiensi volumetris motor
N d = putaran motor
D = volume silinder
Katup penutup aliran bensin (pada sistim dual fuel) digerakkan oleh solenoid dari saklar pemilih bahan bakar yang terpasang pada kendaraan bermotor. Ketika BBG dipilih sebagai bahan bakar,
katup ini akan menutup aliran bensin ke silinder.
Katup penutup aliran bensin (pada sistim dual fuel) digerakkan oleh solenoid dari saklar pemilih bahan bakar yang terpasang pada kendaraan bermotor. Ketika BBG dipilih sebagai bahan bakar,
katup ini akan menutup aliran bensin ke silinder.
Untuk BBG regulator terdiri dari dua buah regulator yang terpisah, dimana
" regulator pertama mengurangi tekanan dari tangki gas sampai 100 psi kemudian
" regulator kedua mengurangi tekanan sampai beberapa inci kolom air
guna mendorong bahan bakar melalui mixer dan bercampur dengan aliran udara.
" regulator pertama mengurangi tekanan dari tangki gas sampai 100 psi kemudian
" regulator kedua mengurangi tekanan sampai beberapa inci kolom air
guna mendorong bahan bakar melalui mixer dan bercampur dengan aliran udara.
Sistim Injeksi BBG
Sistim ini digunakan untuk mengatasi
permasalahan pada saat idle dan akselerasi
pada motor berbahan bakar gas. Secara
skematik prinsip dari sistim perangkat konversi dual fuel dengan tembahan sistim injeksi
Pengaturan jumlah bahan bakar yang harus
diinjeksikan ke intake manifold dikendalikan
oleh perangkat elektronik yang disebut
Electronic Controll Module (ECM). ECM ber-
fungsi untuk mengendalikan laju aliran BBG
yang diinjeksikan dengan menganalisa per-
cepatan dan besarnya bukaan katup gas
(throttle) untuk kondisi idle dan akselerasi.
Pada saat idle tersebut ECM akan memberikan
suplai tegangan ke solenoid valve untuk
menginjeksikan sejumlah BBG agar tercapai
putaran idle 800 rpm (setting awal). Sedangkan
pada kondisi akselerasi dimana dibutuhkan
bukaan katup gas lebih cepat, maka sensor
yang terdapat pada ECM akan menerima
perubahan posisi throttle gas dan mengolahnya
untuk selanjutnya memberikan sinyal keluaran
ke solenoid valve dari injektor. Komponen-
komponen utama dari Electonic Controll
Module tersebut adalah:
· Processor 89C51 Flash EEPROM yang
berfungsi untuk melakukan pengendalian,
dengan bahasa program MCS-51TM INTEL®.
· Analog to Digital Converter (ADC), berfungsi
untuk mengubah masukan yang berupa
sinyal tegangan listrik menjadi kode digital
yang akan diproses lanjut.
· Random Accsess Memory (RAM) , berfungsi
untuk menyimpan data sementara saat
melakukan perhitungan.
· Read Only Memory (ROM), berfungsi untuk
menyimpan program yang akan dijalankan
oleh processor. RAM dan ROM menjadi satu
dengan processor 89C51 EEPROM.
Input bukaan throttle, menggunakan
potensio tahanan tipe linier yang dipasang pada
poros throttle karburator.
Blok Diagram Sistim Injeksi
Kinerja Motor
Beberapa parameter yang dapat digunakan
sebagai acuan dasar untuk dapat menentukan
kinerja dari motor adalah:
o Daya Motor ( Brake Horse Power = BHP).
Menyatakan daya yang diberikan ke poros
penggerak oleh motor (kerja per satuan waktu)
dan biasanya dinyatakan dengan daya kuda
(HP).
N = BHP = Watt (2)
60
dimana :
N = BHP = Brake Horse Power (Watt).
P = Gaya aksi dinamometer (Newton)
R = 0,9549= Panjang lengan dinamometer (meter)
Nd = Putaran motor (Rpm).
Atau dapat juga dinyatakan dengan :
N d P
10000
karena 1 HP = 746 Watt, maka :
N = BHP = N d P HP (4)
7460
o Torsi (momen Puntir).
Torsi yang dihasilkan oleh motor dinyatakan
dengan:
Pengujian
1. Peralatan Uji
Pengujian dilaksanakan di Laboratorium
Motor Bakar, Fakkultas Teknik Jurusan Teknik
Mesin, dengan beberapa peralatan sebagai
berikut:
· Motor
Merk : Daihatsu petrol engine,
4 stroke
Jumlah silinder : 3 in-line
Kapasitas silinder : 1000 cc
· Dinamometer
Merk : ZOLLNER Water Brake
Tipe : 3n19A
Daya maksimum : 120 kW
Putaran maksimum: 7500 rpm
· Perangkat BBG
2. Prosedur Pengujian
1. Motor dihidupkan pada putaran idle dalam
kondisi posisi saklar untuk BBM setelah
sebelumnya ECM diaktifkan selama bebe-
rapa menit agar mencapai suhu kerja.
2. Memasang perangkat BBG dengan Conver-
sion Kit konvensional.
3. Posisi pengapian diatur 20 ° sebelum TMA
dalam kondisi pengereman 0% (tanpa beban)
4. Memindah saklar pemilih bahan bakar dari
posisi BBM ke posisi BBG
5. Mengaktifkan dinamometer dengan tekanan
air masuk 2 bar6. Melakukan setting tekanan awal regulator
untuk menghasilkan putaran 800 rpm (pada
putaran tersebut getaran pada motor sangat
terasa)
7. Dilakukan pengereman (pembebanan) yang
dimulai dari posisi pengereman 0 % sampai
7,5 % dengan selang pengereman 2,5 % .
8. Dilakukan akselerasi mulai dari putaran 800
rpm dan dicatat waktu yang dibutuhkan
untuk perubahan tingkat kecepatan ke 1500
dan 3000 rpm.
9. Langkah 3 sampai 8 diulang kembali dengan
memasang perangkat konversi BBG yang
dilengkapi sistim injeksi.
Penambahan beban melalui pengereman
pada dinamometer baik pada conversion kit
standar maupun dengan menggunakan
sistim injeksi meningkatkan waktu untuk
akselerasi hal ini diakibatkan karena dengan
meningkatnya pembebanan maka dibutuh-
kan waktu respon (respon time) yang lebih
besar untuk melalukan suplai campuran
udara-bahan bakar sesuai dengan putaran
yang diharapkan.
Dengan menambahkan perangkat injeksi
yang dikendalikan oleh ECM pada conver-
sion kit, putaran idle motor yang berbahan
bakar gas dapat diturunkan sampai 800 rpm
(sebagaimana pada motor yang berbahan
bakar bensin). Hal ini didasarkan pada
pengamatan pada saat percobaan dilakukan,
dimana motor berputar secara stasioner
tanpa getaran yang berartiKesimpulan
1. Dengan menambahkan sistim injeksi pada
perangkat conversion kit standar yang
dikendalikan secara elektronik, putaran
motor yang berbahan bakar gas sebesar 800
rpm dapat dicapai.
2. Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan
akselerasi dengan penambahan sistim
injeksi pada conversion kit standar lebih
singkat.
3. Pada penggunaan sistim injeksi yang
dilengkapi ECM, tekanan kerja regulator gas
perlu disetting pada 100 kPa karena diatas
100 kPa, ECM tidak mampu untuk
mengendalikan kerja dari solenoid valve
untuk injector, sehingga suplai BBG akan
berlebihan dan akan menghalangi masuknya
udara ke intake manifold, sehingga motor
akan cenderung mati.
4. sampai dengan nampak bahwa dengan
menambahkan sistim injeksi, waktu yang
digunakan untuk melakukan akselerasi pada
berbagai tingkat pengereman (pembebanan)
lebih singkat. Hal ini disebabkan karena
pada Conversion kit standar terjadi
hambatan aliran yang cukup besar pada
mixer atau terlambatnya mixer untuk
melakukan respon pada kondisi akselerasi.
Disamping itu penambahan sistim injeksi
yang dikendalikan secara elektronik serta
penggunaan blower untuk suplai udara
menghasilkan suatu kondisi campuran
udara-bahan bakar yang tepat
No comments:
Post a Comment