KAJIAN EKSPERIMENTAL TENTANG PENGGUNAAN GASOLINE DIRECT INJECTION SEBAGAI SISTEM SUPLAI BAHAN BAKAR MOTOR BENSIN DUA-LANGKAH SILINDER TUNGGAL

Teddy Nurcahyadi, Ir. Purnomo, MSME, Ph.D.

2013 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Motor bensin dua-langkah memiliki keunggulan berupa power-to-weight ratio yang besar namun di sisi lain juga memiliki kekurangan berupa efisiensi pemakaian bahan bakar yang rendah dan emisi gas buang yang tinggi. Gasoline Direct Injection (GDI) berpotensi untuk memperbaiki kinerja motor bensin dua-langkah tersebut sehingga perlu dilakukan suatu kajian eksperimental untuk mengetahui efektivitasnya. Konversi sistem suplai bahan bakar dari karburator menjadi sistem injeksi GDI di dalam penelitian ini dilakukan pada motor bensin dua-langkah ber-silinder tunggal dengan kapasitas mesin 148 cc dan berpendingin air. Engine Control Unit (ECU) sebagai pusat kendali injeksi mengatur durasi dan timing injeksi di berbagai kondisi operasi mesinberdasarkan data masukan dari sensor Top Dead Center (TDC), sensor kecepatan putar mesin, dan sensor posisi throttle saja. Pengujian dilakukan dengan membandingkan kinerja motor ketika menggunakan karburator dengan kinerja motor ketika menggunakan sistem injeksi. Parameter kinerja yang dibandingkan berupa effisiensi volumetris, Specific Fuel Consumption (SFC), Brake Mean Effective Pressure (BMEP), dan effisiensi thermal. Data hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan sistem injeksi GDI telah menyebabkan terjadinya peningkatan torsi sebesar 4.25 N-m, daya sebesar 3.85 kW, BMEP sebesar 180.4 kPa, effisiensi thermal sebesar 4.16 %, dan penurunan SFC sebesar 0.08 kg/kW-jam pada motor uji dalam kondisi throttle terbuka 100 % dan kecepatan putar 9500 rpm.

Two-stroke gasoline engine has the advantage on its higher power-to-weight ratio but it also has the disadvantage regarding its higher fuel consumption and exhaust emission. The presence of Gasoline Direct Injection (GDI) technology opened the door for the performance improvement on conventional two-stroke gasoline engine and thus its effectiveness needs to be investigated. The fuel supply system conversion from carburettor to GDI injection system in this research was done to a single cylinder, 148 cc, water cooled, conventional two-stroke gasoline engine. An Engine Control Unit (ECU) used in the injection system regulates the injection duration and timing based only on the input signals from Top Dead Centre (TDC) position sensor, engine speed sensor, and throttle position sensor. Performance measurement has been done to compare the performance of the engine when using the carburettor to the performance of the engine when using GDI system. The performance parameters used for the comparison are volumetric efficiency, Specific Fuel Consumption (SFC), Brake Mean Effective Pressure (BMEP), and thermal efficiency. The result of the measurement shows that the implementation of GDI system on the conventional two-stroke engine had caused the 4.25 N-m increase in the torque, 3.85 kW in the power, 180.4 kPa in the BMEP, 4.16 % in the thermal efficiency, and 0.08 kg/kW-h decrease in the SFC when the engine operated at full throttle and 9500 rpm.

Kata Kunci : motor dua-langkah, Gasoline Direct Injection, GDI, karburator, kinerja mesin