PENGARUH KECEPATAN, POSISI GIGI, PUTARAN MESIN DAN JENIS BAHAN BAKAR TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR DAN EMISI CO2 BEBERAPA MOBIL PENUMPANG

Abstract

Salah satu cara untuk mengefisienkan penggunaan bahan bakar minyak (BBM) dan pengendalian emisi gas buang adalah dengan mengendalikan penggunaan BBM untuk transportasi jalan. Beberapa faktor yang mempengaruhi efektivitas dan efisiensi penggunaan bahan bakar, secara garis besar, dibagi kedalam empat kelompok yaitu kendaraan, lingkungan, pengemudi, dan kondisi lalu lintas jalan, yang masing-masing bisa saling mempengaruhi. Salah satu faktor yang dipertimbangkan adalah cara mengemudi oleh pengemudi yang berdampak pada ketepatan penggunaan bahan bakar kendaraan yang beradaptasi dengan lalu lintas. Oleh karenanya, cara-cara mengemudi perlu diperbaiki. Dalam tesis ini, metode berkendara yang hemat energi, ramah lingkungan, aman dan nyaman diperkenalkan. Metode tersebut dinamakan Smart Driving. Metode ini menerapkan strategi perilaku pengemudi dalam berkendara agar dicapai konsumsi bahan bakar yang paling efisien. Salah satu teknik dalam metode tersebut adalah teknik posisi gigi dan pengaturan kecepatan. Dengan mengetahui korelasi antara posisi gigi dan kecepatan terhadap konsumsi bahan bakar, maka konsumsi bahan bakar yang paling efisien dapat diketahui. Disamping itu, korelasi tersebut dapat mengarah pada produksi emisi gas buang yang rendah. Perilaku berkendaraan dalam smart driving dapat dibagi menjadi 6 (enam) perilaku yang mempengaruhi efisiensi pemakaian bahan bakar, yaitu acceleration, braking, gear, idling, speeding dan start & shutdown. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental laboratorium dan pengujian pada lalu lintas nyata (on the road). Pengujian untuk mengetahui korelasi kecepatan dan posisi gigi terhadap konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang dilakukan di Laboratorium Konversi dan Efisiensi Energi Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro. Pengujian menggunakan 7 jenis mobil, yaitu Toyota Altis, Vios, Yaris, Avanza, Suzuki Splash, Honda City, dan Mazda II. Sedangkan peralatan yang digunakan diantaranya dynamometer dan chasisnya, alat ukur berupa scanner yang dapat membaca beberapa parameter seperti rpm, kecepatan, konsumsi bahan bakar, yang dipasangkan pada mobil sehingga dapat dilakukan pencatatan, atau dengan menggunakan carchip yang dihubungkan dengan perangkat komputer sehingga data dapat langsung disimpan. Variabel terikat pada penelitian ini adalah konsumsi bahan bakar, putaran mesin, dan emisi gas buang, sedangkan variabel bebasnya adalah kecepatan kendaraan dan jenis bahan bakar Premium, pertamax, dan pertamax plus. Peralatan yang digunakan pada penelitian eksperimental laboratorium diantaranya Engine Scanner, Gas Analyzer, dan Cooling Fan. Sedangkan peralatan pada pengujian jalan adalah Engine Scanner. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat peningkatan penghematan konsumsi bahan bakar seiring dengan meningkatnya posisi gigi, baik pada pengujian laboratorium maupun pengujian jalan. Pada pengujian laboratorium, kisaran konsumsi bahan bakar pada gigi 1, 2, 3, 4, dan 5 berturut-turut adalah 10 km/l, 15 km/l, 20 km/l, 25 km/l, dan 30 km/l. Konsumsi bahan bakar yang dicapai pada gigi 4 dan gigi 5 merupakan konsumsi terbaik, dan dicapai pada kecepatan 60-70 km/jam atau pada putaran mesin 1800-2700 rpm. Rentang putaran mesin untuk daerah konsumsi bahan bakar hemat bergeser ke putaran mesin yang lebih tinggi untuk perubahan posisi gigi dari gigi 1 ke gigi 5. Namun, terdapat beberapa hasil yang berbeda pada perubahan posisi gigi dari gigi 4 ke gigi 5, rentang putaran mesin untuk daerah konsumsi bahan bakar hemat berada pada putaran yang lebih rendah. Inersia mobil yang berjalan pada kecepatan tinggi dengan posisi gigi 5 diduga membantu meringankan beban mesin sehingga mobil dapat melaju lebih tinggi dan beroperasi pada putaran mesin yang lebih rendah. Konsumsi bahan bakar pada pengujian jalan lebih rendah dibandingkan pada pengujian laboratorium. Hal ini dikarenakan pada pengujian jalan terdapat hambatan pada kendaraan yaitu hambatan drag udara, beban penumpang, dan rolling roda pada jalan. Secara umum pemakaian bahan bakar pertamax plus merupakan konsumsi yang terhemat untuk semua posisi gigi, sedangkan pemakaian pertamax lebih boros dibandingkan dengan pertamax plus dan premium. Untuk berada pada konsumsi bahan bakar terbaiknya, secara umum pertamax plus memiliki rentang putaran mesin yang lebih rendah dan posisi throttle (bukaan) yang lebih kecil dibandingkan dengan pertamax dan premium. Dengan ignition timing yang sama tetapi putaran mesin yang lebih rendah, maka pertamax plus akan menyelesaikan proses pembakaran lebih lama. Kondisi ini disebabkan karena pertamax plus mempunyai angka oktan yang lebih tinggi, yang mengindikasikan bahwa ignition time delay dari bahan bakar tersebut lebih lama. Mobil Honda City mendominasi konsumsi bahan bakar (km/l) terbaik hampir di semua posisi gigi dan pemakaian bahan bakar, yang diikuti oleh mobil Suzuki Splash. Sedangkan konsumsi bahan bakar paling boros dimiliki oleh mobil Toyota Altis. Pada setiap gigi, peningkatan emisi CO2 (g/km) terjadi secara linear seiring dengan peningkatan konsumsi bahan bakar (g/km). Emisi CO2 cenderung konstan pada rentang kecepatan di setiap posisi gigi. Namun, emisi CO2 berkecenderungan menurun dengan meningkatnya posisi gigi. Emisi gas buang terendah, yaitu sekitar 100 g/km, terjadi pada kecepatan tinggi dengan posisi gigi 4 dan gigi 5. Dengan demikian, untuk mencapai kondisi berkendaraan hemat dan ramah lingkungan maka kecepatan mobil diatur pada 60-70 km/jam atau pada putaran mesin 2000-2700 rpm dan secepat mungkin memindahkan gigi pada gigi 4 atau gigi 5. Kata kunci: smart driving, engine scanner, konsumsi bahan bakar, emisi gas buang One of some ways to consume fuel efficiently and control exhaust gas emission is controlling fuel consumption on transportation sector. Some factors which influence effectiveness and efficient fuel consumption is divided widely into four category those are vehicle, environment, driver, and traffis condition which could influence each other. One of the considering factor is driving behaviour of a driver that effect on traffic adapted fuel consumption. In order that driving behaviour is needed to change. In this tesis, an energy saved, environment friendly, safe and comfort driving method was introduced. The method was named Smart Driving. This method applied strategy of driver behaviour to reach the most efficient fuel consumption. Some of the technique is gear positioning and velocity controlling. Knowing correlation between gear position, velocity and fuel consumption so that the most efficient fuel consumption was known. Besides, the correlation leads to lower emission. Driving behaviour in the smart driving can be divided into six behaviour which influence to fuel consumption efficiently, those are acceleration, braking, gear, idling, speeding and start & shutdown. This research was conducted both experimentally laboratory and on the road test. The observation to know correlation between velocity and gear position related to fuel consumption and exhaust gas emission was run in Konversi dan Efisiensi Energi Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro laboratory. The 7 test-cars were Toyota Altis, Vios, Yaris, Avanza, Suzuki Splash, Honda City, and Mazda II. Whereas the measuring tools are dynamometer and its chasis, engine scanner which can read some parameters of rpm, velocity, fuel consumption, that attached to car so that the parameter can be logged, or by using carchip connected to computer to be saved. The dependent variables of this research were fuel consumption, engine rpm, and exhaust gas emission, while the independent variable was engine speed and types of fuels Premium, pertamax, and pertamax plus. Engine Scanner, Gas Analyzer, and Cooling Fan were used in laboratoy experiment. Whereas only Engine Scanner was used for traffic test. The result shows that there was an increasing fuel efficiency as gear position increase either in laboratoy experiment or traffic test. In laboratoy experiment, range of fuel consumption for gear-1, 2, 3, 4, and 5 were 10 km/l, 15 km/l, 20 km/l, 25 km/l, and 30 km/l, respectively. The best fuel consumption was reached at gear position of 4 and 5, and it were in speed range of 60-70 km/h or 1800-2700 engine rpm range. Fuel consumption in traffic test was lower than those in laboratory experiment. This is caused by drag forced of wind, passanger loads, and tire-to-road rolling friction. The most efficient fuel consumption was for cars which were fueling with pertamax plus. The lowest exhaust gas emission, about 100 g/km, occoured at higher speed with gear position of 4 and 5. Therefore, to achieve efficient driving condition and environmental friendly, speed is controlled in the range of 60-70 km/h or at 2000-2700 engine rpm and changing to gear 4 or 5 as fast as possible. The range of engine speed for area of efficient fuel consumption shift to higher engine speed for the gear position from 1 to 4. However, difference was occurred from gear 4 to 5. The engine speed range for the efficient fuel consumption was in lower speed. Inertia of the car when run in higher speed in gear position 5 was consider to lighten the load so that the car could run at a higher speed in lower engine speed. Fuel consumption at traffic test was lower compared to laboratory test. This due to drag of air, passanger loads, and rolling resistant of tires. Fuel consumption of pertamax plus was generally the most efficient at all gear positions, whereas pertamax was poor compare to pertamax plus and premium. To be in the best fuel consumption, pertamax plus belongs to a lower engine speed and smaller throttle opening compared to pertamax and premium. In a same timing ignition but lower engine speed, pertamax plus would complete its combustion in a longer time. This due to the higher octane number of pertamax plus that indicate having longer ignition time delay. Honda City dominates the best fuel consumption (km/l) almost in all gear position, followed by Suzuki Splash. Whereas the poor fuel consumption was in Toyota Altis. At every gear position, increasing CO2 emission (g/km) was occured linearly as fuel consumption (g/km) increased. CO2 emission tend to constant at the speed range in every gear position. However, CO2 emission tend to decrease as gear position increased. The lowest gas emission, that was 100 g/km, occured at higer speed with 4- and 5-gear position. Nevertheles, to reach fuel-saved and environmental friendly in driving condition, vehicle speed was controlled at 60-70 km/hour or at engine speed of 2000-2700 rpm, and changing the gear to 4- or 5-gear potition as soon as possible.. Keywords: smart driving, engine scanner, fuel consumption, exhaust emission