[Spark Ignition Engine] Mesin Kompresi Tinggi (CR, 11:1) Maunya Minum Premium (RON 88), Kok Bisa Ya….

CR 11 vs ron88

Assalamu’alaikum wR wB

Salam sejahtera buat kita semua, semoga kita semua selamat diperjalanan sampai ke tujuan.

Alkamdulillah ane masih diberi kesehatan dan sedikit waktu luang oleh Allah SWT, untuk menlis sebuah artikel yang merupakan jawaban dari pertanyaan Bro Bonsai Rider, yaitu :

“request artikel dong gan, di Indonesia banyak yang kompressi tinggi macem Vario, CBR, bisa diset minum premium gimana caranya, parah lagi avanza malah 11;1 dan ini terutama di mobil dah berlangsung lama, dan tidak masalah, nah setingannya itu lho gan, gimana, dan yang diset apanya? Mohon pencerahan”.

Nah sebenernya inti dari pertanyaannya (mungkin) adalah : mesin kompresi tinggi kok minumnya premium, apa nggak takut knocking ?

Jawaban dari pemilik kendaraan, “nggak apa2, kan katanya pabrikan “premium ready”.

Jawaban kita selanjutnya (dalam hati),”dasar manusia serakah, udah kaya, bisa beli mobil mewah (konpresi tinggi), tapi maunya minum premium, yg disubsidi pemerintah buat rakyat jelata !!”.

Dan bahan obrolan kita kali ini: Kok ya bisa mesin kompresi tinggi minum bbm ber-oktan rendah (premium : 88) ?

Ok yuk kita bahas, sama-sama.

Semua insinyur mesin, keinginannya pasti sama, yaitu menghasilkan mesin dengan efisiensi kerja semaksimal mungkin. Kalo di mesin yang dah kompleks seperti mobil mewah, yang mana sudah mengaplikasikan banyak sensor, banyak actuator dan ECU yang canggih, maka efisiensi tersebut bisa dicapai lewat pengaturan variable2, berdasarkan masukan sensor2 dengan algoritma yang sangat rumit.

Seperti yang pernah kita obrolin disini, mengenai pengaruh perbandingan kompresi (Compression ratio/CR) terhadap kinerja mesin bakar, maka sekarang kita menjadi faham bahwa semakin tinggi CR semakin tinggi pula efisiensi pembakaran mesinnya. Oleh karena itu insinyur mendisain mesin modern dengan CR yang tinggi. Akan tetapi tingginya CR dibatasi oleh “knocking”, yang akan terjadi  jika tidak dimbangi dengan bbm yang memilki ON (octane number) yang memadai. Selanjutnya mari kita bahas tentang knocking, nilai oktan, CR dinamik dan engine management untuk menghasilkan efisiensi kerja mesin yg besar tapi tetep terhindar dari knocking.

KNOCKING

Knocking adalah suara ketukan yang terdengan keluar dari mesin, yang disebabkan sebagian isi silender yang terbakar dengan sendirinya (autoignition) dengan sangat cepat, sebelum pembakaran yang normal (oleh busi) selesai

knocing foto

Kejadian ini mengakibatkan impuls tekanan yang menimbulkan osilasi tekanan dalam ruang bakar, osilasi inilah yang menimbulkan bunyi. Autoignition ini biasanya disebabkan oleh titik2 panas yang terdapat dalam gas di ahir pembakaran (end gas) yg belum terbakar, yg tiba2 meledak akibat tekanan dan suhu yg tinggi sebelum tersentuh api. Tapi tidak semua autoignition menimbulkan knocking (kasuistis). Gambar di bawah ini menunjukkan tekanan hasil pembakaran yg normal, knocking ringan dan knockin berat.

knocing pressure

variabel  utama penyebab terjadinya knockind adalah :

1. Suhu dan tekanan dari end gas

2. Waktu yang tersedia sebelum api datang (membakar end gas).

Dua variable utama ini dipengaruhi oleh variabel2 lain yang sifatnya prektis seperti :

1. Tekanan inlet (jalur masuk udara), semakin tinggi tekanan inlet, semakin banyak campuran udara-bbm yg masuk, tekanan silinder semakin tinggi, kemungkinan knocking semakin tinggi.

2. AFR, nilai AFR mempengaruhi kecepatan pembakaran juga tekanan serta suhu silinder

3. Waktu pengapian, waktu pengapian semakin maju, kompresi silinder semakin tinggi, bila terlalu tinggi akan menimbulkan knocking

4. CR, semakin tinggi CR, tekanan dan suhu silinder semakin tinggi, kemungkinan knocking semakin tinggi.

5. RPM, pada rpm rendah, siklus berlangsung lama, sehingga terjadi peningkatan suhu dan tekanan dalam waktu lama, dan end gas memiliki waktu yg cukup untuk autoignition.

6. Model pemasukan udara, turbulen dan pusaran mengakibatkan campuran lebih homogen sehingga mempercepat pembakaran, kemungkinan knocking semakin rendah.

7. Geometri chamber (ruang bakar), bentuk umum chamber telah memposisikan busi dengan baik, semakin kecil area ujung api dan semakin jauh jarak yang harus ditempuh ujung api untuk membakar eng gas, kemungkinan knocking semakin tinggi.

8. Temperatur awal, semakin tinggi temperature awal kemungkinan knocking semakin tinggi.

NILAI OKTAN

Nilai oktan bbm ditentukan oleh seberapa besar % dari iso-oktana (RON:100) dibanding n-heptana(RON:0). Bisa juga bensin dicampur dengan ethanol (RON:107), untuk meningkatkan nilai oktannya. Semakin tinggi nilai oktan, semakin tahan terhadap kompresi dan kemungkinan terjadinya knocking semakin kecil.

knocing limit

Dari gambar ini terlihat semakin tinggi nilai RON, CR mesin bisa semakin tinggi karena batas terjadinya knocking juga semakin tinggi. Pertamax Cuma diizinkan untuk CR 6,9-7, kok kecil banget ???

Dan karakteristik bbm lainnya terhadap kompresi dapat dilihat di table ini

fuel RON

RASIO KOMPRESI DINAAMIS (DYNAMIC CR)

Dalam spesifikasi engine kendaraan selalu kita dapatkan tulisan perbandingan kompresi 9:1, 10:1, 11:1 dll (dikenal sebagai CR statis), tapi kenyataannya boleh menggunakan bbm dengan ron rendah (mis : Premium RON:88), padahal kalau kita amati gambar di atas, nggak mungkin mesin dengn CR 11:1 berbahan bakar premium(88).

Menurut ane nih, peristiwa pembakaran di silinder tidak berada pada kompresi seperti yg tertulis di brosur, CR=(v.ruang bakar+v.ilinder)/v.ruang bakar, tetapi dipengaruhi juga oleh kondisi klep in dan ex. Dimana volume silinder dihitung mulai dari ketinggian piston ketika semua klep tertutup, sehingga kompresi sesungguhnya  (CR dinamis) menjadi lebih kecil daripada yg tertulis di brosur. Besarnya CR dinamis ini ditentukan oleh durasi noken as dan panjang stang piston.

DCR

Gambar diatas menunjukkan tinggi piston jika klep tertutup di 250, 275 dan 300 derajad (BDC=180 derajad).

ENGINE MANAGEMENT

Bila dilihat dari 2 penyebab knocking,  yakni penggunaan bbm dengan nilai oktanyang rendah sementara CR mesin tinggi, kita jadi mikir, kok bisa ya (kendaraan di Indonesia), CR tinggi pake RON rendah?

Kalo kita ambil contoh kasus CB150R, kok bisa minum premium ? Kata petiggi AHM, telah dilakukan modifikasi nokenas dan waktu pengapian.

1. Modifikasi nokenas/camshaft akan mengubah CR dinamik, sehingga nilai oktan bbm yang diperlukan bisa lebih rendah, dibandingkan jika mengacu pada CR statis (brosur). Makanya jangan heran kalo powernya turun dibandingkan CBR150R, lha memang CR dinamik lebih rendah.

2. Modifikasi pengapian. Waktu pengapian ditentukan untuk mendapatkan pembakaran seoptimal mungkin di setiap rpm, sebisa mungkin untuk mendapatkan MBT (maximum brake torque). Akan tetapi waktu pengapian yg di-set untuk mendapatkan MBT (IgnTime-MBT), sangat rawan knocking, sehingga waktu pengapian di-set sedikit (1%) di bawah/retard IgnTime-MBT, agar terhindar dari knocking.

SA on MTB

Nah untuk kasus CB150R, jika memaksa tetap menggunakan CR dinamis tinggi, maka pengapian harus dimundurkan (retard) atau jika kondisi waktu pengapian tetap tinggi maka CR dinamis harus diturunkan, atau kombinasi dari keduanya

Kondisi ruang bakar cycle to cycle bervariasi dengan perbedaan yg sangat besar, kadang sesuai dengan riding-style seseorang. Perubahan kondisi siklus pembakaran yang drastis terkadang tidak mampu diikuti oleh ECU sehingga terjadi kesalahan pengapian, jika pengapian terlalu maju maka akan menimbulkan knocking, seperti gambar di bawah ini.

over advance SA

Pengapian di Zb menyebabkan knocking, karena terlalu maju, jadi waktu pengapian harus dimundurkan menuju Za.

Dari 2 gambar di atas terlihat bahwa waktu pengapian sangat dipengaruhi oleh rpm (kayaknya perlu dibuatain artikelnya) dan CR mesin. Tapi selain itu masih banyak variable yg harus diperhatikan, daintaranya lambda (AFR relatif), jenis injeksi DI (direct injection) atau PFI (port fuel injection), jenis bbm/oktan, suhu intake (saluran masuk) dan MAP (manifold absolute pressure), seperti grafik2 di bawah ini.

var knock1

var knock2

Dan masih banyak lagi variable lain, yang mungkin kurang signifikan (untuk kita), tapi bagi orang “sono” dianggap penting, yang semuanya dioleh oleh ECU, sehingga menghasilkan proses pembakaran seoptimal mungkin. Kalo ECU nya mobil, kira kaya gini bagannya.

Microsoft Word - Figure_2ndRevised

Jadi kesimpulannya, bisa saja mesin dengan CR 11:1 (tertera di brosur/CR statis) menggunakan Premium (RON:88), tergantung disain mesinnya dan ECU-nya

Ok, sekian obrolan kita, semoga bermanfaat, lebih kurangnya mohon maaf, wassalamu’alaikum wR wB.

 

Artikel lain yang terkait dengan teknologi mesin motor

Pengaruh banyaknya busi pada pembakaran

Perbedaan teknologi mesin antara P200NS, Tiger dan Scorpio

Pengaruh sistem intake dan performa

Profil noken-as dan pengaruhnya terhadap performa

60 Komentar

  1. sep jozz, gambalang makasih gan, nah terus pertanyaan selanjutnya, hahah nanyak mulu, kaya DPR nagjuin Interpelasi aja aahaha,

    Ya, setelah engine dan ecu distel agar bersahabat dengan bbm oktan rendah/ ron 88, maka ketika user ingin menggunakan pertamak plus misalnya, apakah akan membengaruhi pada titik pengapian, atau pada kinerja mesin dan utamanya pada abilitas dan durabilitas mesin?

    Trims gan!

  2. Kalo dibalik CR rendah pake ron 90 ke atas…apa pengaruhnya..terus kalo si CB150 diminumin pertamax..???kalo liat klausul oprekan pabrikan biar premium ready..apakah ron 90 ke atas ready….soalnya motor ane UG3 minumin Vpower mulu…ada efek samping gak Yah???

    • gini bro dani, frgoes & bons, bbm dengan ON (octane number) yang tinggi lebih tahan terhadap kompresi, jadi cocok untuk mesin dengan CR tinggi. Dan kalo digunakan pada mesin yg CR-nya lebih rendah, nggak ada masalah, hanya saja keunggulannya (tahan terhadap kompresi tinggi) tidak termanfaatkan, alias mubadzir. Mengenai mesin2 di Indonesia yang sudah dimodif camshaft, filter dll serta sudah mengalami re-mapping pengapian, untuk menyesuaikan dengan keadaan di Indonesia, menurut ane tetep cocok make premium maupun pertamax, seting engine maupun pengapian didesain sedemikian rupa sehingga :
      1. Dengan penurunan CR (dibanding cbu), jika make premium pembakaran menghasilkan tekanan yg besar mendekati MTB, tapi sangat dekat dengan knocking, meskipun sudah diantisipasi oleh maping pengapian yg dimundurkan. Sehingga begitu cuaca panas (siang bolong), udara yang disedot bersuhu yang tinggi, ruang-bakar menjadi lebih panas, dan terjadilah knocking ringan, tenaga turun. Sedangkan ketika malam hari, udara yang disedot cukup dingin, menyebabkan pengapian menjadi pas, dan tekanan hasil pembakaran mendekati MTB tanpa knocking, mangkanya kalo malem/pagi yang dingin tarikan semakin jos.
      2. Penggunaan pertamax/+, dengan CR dan peta pengapian yg ada, akan menghasilkan pembakaran optimal tanpa takut knocking. mangkanya terasa banget kalo pake pertamax/+ tarikan menjadi semakin lembut, getaran mesin berkurang.
      Menurut ane (subyektif) saat malam torsi CS1-premium terasa lebih nendang daripada peke pertamax.

      • Betul om… Kebo ane enaknya pake premium dr pada pertamax.
        Mau tanya kenapa kalo pertamax mesin lebih panas dari pada premium ?

        • kebo maksudnya byson ??
          kalo byson dengan kompresi 9,5 :1, kebanyakan motor dengan kompresi segini emang cocok pake premium, tapi pake pertamax harusnya lebih ok, lebih tahan knocking kalo sedang bermacet2 ria di siang bolong. Kalo masalah pake pertamax lebih panas dari premium, kira2 gini penjelasan ane (perlu diverifikasi) :
          “sepertinya motor dengan CR > 9, seting optimumnya menggunakan pertamax tanpa kekhawatiran knocking, jadi dengan pertamax, baik konstruksi engine maupun mapping pengapian dirancang untuk mendapatkan pembakaran paling optimum –>paling panas.
          sedangkan kalo pake premium terasa lebih enak, (ane rasa) itu hanya untuk akselerasi di rpm rendah saja, dan saat rpm tinggi akselerasinya lebih rendah (topspeed-nya juga lebih rendah) daripada pake pertamax”

  3. Maksug hati ingin tau alias pnasaran dengan si CR ,knoking …dgn semangatnya baca bolakbalik sambil minun jahe susu…
    Akhirnya malah puyeng..
    Hatur nuhun ah infona..

  4. Tapi klep dan camshaftnya kira-kira kuat nggak nya mas bro kalau dengan retard dan pengaturan ECU saja ?
    Soalnya otomatis yang kerja keras kan si Klep dan Kem nahan itu explosion in the combustion chamber.

    • ledakan terjadinya saat klep in dan ex tertutup, asal nggak terjadi knocking (yg berat dan terus2an), kayaknya nggak ada masalah dengan klep+camnya. Rusaknya klep (bengkok) biasanya karena floating dan terhantam piston saat high rev, atau penggunaan per klep yg sangat keras dengan cam ber-lift tinggi, yg bisa bikin klep putus dan cam aus.

  5. Indah nya kalau blog seperti ini semua, membahas kelebihan dan kekurangan tanpa perlu mencaci-maki (BC) merek/produk. Walau pusing mbacanya setidaknya dapatlah sedikit wat pencerahan
    Teruslah menulis bro dan salam kenal + salut wat andanya

    • ya bisa aja bro, tapi pastinya tambah biaya untuk modif saluran masuknya (inlet), minimal modif box filternya. Monggo dicoba, nanti di-share infonya ke bro kita yg lain.

  6. nah ini baru artikel yg aq maksoood,jadingerti kenapa cr tinggi lebih cucay pertamax

    nanay maz bro
    kalo pake carbon cleaner kaya punya yamaha,apakah menaikan oktan and mencegah knocking?

    kenapa pas ga make terasa mesin jadi berat, kaya minum extra joss( mesin ketagihan)

    • wah jawaban ilmiahnya berat nih bro, terkait dengan kandungan kimia dari carbon cleaner (CC) sendiri dan kondisi ruang bakar sebelum dan sesudah dikasih CC. Jawaban ane sementara nih (kira2), CC merupakan aditif bensin (mis:yamalube CC) yang sifatnya sebagai enhancer bukan octane booster, sifat enhancer ini yg mengakibatkan bensin mampu merontokkan karbon yg nempel sekaligus membakarnya, sehingga energi panasnya meningkat, dan torsi mesin terasa meningkat. Setelah itu ya biasa lagi, mungkin sugesti aja kali yah.

  7. Request nih, Bahas dong plus minusnya pemakaian additif BBM (enhancer atau octane booster) bagi mesin. Makasih sebelumnya.

  8. Artikel kaya gini nih yg saya suka..nambah pengetahuan n ilmu..meskipun harus berpuluh2 x dan berpusing2 ria bwt saya ngulangin bacanya biar agak paham..hehehe,maklum bro ga ada basic di ginian..cm sekedar ngerti cara kerja mesin secara kasarnya doank..
    Secara gobloknya sih kl saya asal motor keluaran baru ya saya isiin minimal pertamax..ga mau ambil resiko bro…soalnya dari pengalaman saya bandingkan tangki2 motor yg isi premium terus dan pertamax terus lebih bersih tangki yg terus diisi pertamax..
    Btw makasih banyak info2nya bro..

  9. mo tanya gan,gimana jika mobil murah agya,ayla dikasih minum premium.?apakah bikin rusak mesin.
    bagaimana caranya agar agya bisa tetp makai premium.dimodifksi mesinya atau dtmbh dg zat adiktif bbmnya.?trim

    • belum liat spek mesin-nya (agya-ayla), terutama perbandingan kompresi (CR), overlap klep in dan ex, dan derajad pengapiannya, jadi ane nggak bisa jawab nih (sorry bro). Yang jelas kalo diliat rencana awal pe-rilisan agya-ayla, adalah untuk minum pertamx, sehingga haram (atau minimal makruh) pake premium.
      Ya memang kalo ngotot minum premium, harus ada yg dimodifikasi, seperti menurunkan CR, memundurkan pengapian, mengatur ulang camshaft.

  10. masbro, ane dapet info kaskus, katanya kalau CR 9.5:1 dipakaiin pertamax 95 bisa bikin panas, apa bener? mohon penjelasan detailnya, biar lbih spesifik buat verza150 ni, ane skarang pk partamak92,
    oh ya sama pertamak dex itu apa oktannya sama 95 cma bda aditif atau ada prbedaan lain ya?
    thanks b4

    • pake pertamax95 di mesin dgn cr 9.5:1, cuma buang2 duit. Biasanya mesin dengan CR 9-9.5:1 (verza)menggunakan pendingin udara, melalui sirip2 mesin, jadi kalo di beri pertamax95 yg seharusnya untuk mesin dgn CR 11-12:1, akan menimbulkan panas yng berlebiha, tanpa mampu didinginkan oleh sirip2 mesin. Lagian pake pertmax (92 dan 95) buat verza cuma buang2 duit, karena hampir tidak terjadi kenaikan performa. Pertamax dex itu solar bro.

      • ahahaha, ternyata solar to, ahihihi.
        owh gitu to ternyata, detailnya, btw biarpun secara performa tidak signifikan tapi secara kebersihan lebih bagus pertamax kan, jg lbih ramah lingkungan to, juga gak makan jatah orang yg lebih membutuhkan to, hehehe, juga antrinya di pom bensin lebih sedikit, jd bisa langsung cabut, hehe -peace- bro
        thanks

  11. Mantap artikelnya, pas lagi dengan motor yang suka ane pake CB150R ..sekalian nanya mas apabila saya mengubah durasi dari noken as atau mengganti noken as menggunakan CBR 150 apa ECU harus di upgrade juga supaya mengindari knocking ?

    • kalo menurut ane nggak perlu ganti ECU, karena knocking lebih dipengaruhi oleh tingkat CR (compression ratio), sedangkan waktu pengapian untuk mengoptimalkan proses pembakaran. Tapi kalo mau sekenceng CBR150, maka ECU harus ganti dan harus dilakukan peningkatan CR dengan memapras tinggi head (kira 0.5 mm), bbm juga harus mengikuti, naik oktannya jati 92-95

  12. G suka pembahasan teknis kayak gini, tidak menebak2 jempol buat ente.
    BTW CBR 250 dirpm 5000 ada bunyi tiktiktik kayanya gejala knocking yah, hampir rata2 yg punya pd bunyi.
    Perlu bensin oktan tinggi yah, ane udah pake vpower masih ada, tp aga tereduksi dikit dibandingkan pertamax.

  13. master , gua kan baru beli cibi 150 r, gua nyekokinnya pake premium, setelah baca artikel diatas gua gak ragu pake prmium, naa yang jadi pertanyaannya, apakah ada efek negatif buat jangka mesin gua kedepannya.

    gua pngen cibi gua awet , tapi irit juga

    • ya
      karena pembakaran kurang sempurna, maka aka terjadi kerak di ruang bakar
      kerak akan mengurangi volume ruang bakar, sehingga rasio kompresi bisa naik
      jika kerak semakin tebal, kompresi semakin naik, bagian dari kerak bisa menjadi “bara”, sehingga akan terjadi misfire, misfire kemungkinan besar akan emnyebabkan detonasi
      jika detonasi semakin parah, maka piston akan cepat rusak, stang seher oblak dll
      caranya biar cb awet, jangan sering2 pake premium, kalaupun terpaksa sekali-kali diisi pertamax+ untuk mem-flush injector dan ruang bakarnya

  14. Bang mau nanya kl pertamax + itu buat kompresi 11 naik ya?
    Tapi kok ada yg bilang 10,7 juga pake pertamax +.
    Cs1 ane jd pake pertamax +.

  15. Penjelasannya cukup cepat dan dalam. Btw, apa ya buku2 referensi apa ya yg gamblang tapi cukup dalem? Omong2, saya mau terjun didunia otomotif sbg praktisi (repairer ato tuner). Jadi perlu yg cukup praktis, aplikable. Rata2 buku kuliahan banyak lari ke engineering, kurang praktis. Any help?

9 Trackbacks / Pingbacks

  1. Kegalauan Rider NVL dan CB150R Menyambut Kehadiran Kawasaki Pulsar 200NS | motorgoodness
  2. [DIY] Tinggi P200NS Bikin Grogi Calon Pembeli, Nggak Usah Khawatir….Yok Diakalin | motorgoodness
  3. [Spark Ignition Engine] Nilai Oktan (RON) – Knocking – Multi Spark, Menggali Keunggulan Teknologi Pengapian Bajaj Pulsar | motorgoodness
  4. New Vixion Lightning “Nggak” Keok Lagi, Siap Hadapi Tantangan CB150r, CBR150 atau P200NS (Ubahan Tahap 1) | motorgoodness
  5. Mesin dengan Karakter Over Bore, ….” Pasti !! “….Pilihan Rider yang Cinta Kecepatan (Speed Lover) | motorgoodness
  6. CB150R Racing… “Sang Penakluk”… Bertenaga Lebih dari 32 HP | motorgoodness
  7. ” Z250SL Jika Pakai Premium Gugur Garansi “, Tau dari Mana Bengkelnya ??? | motorgoodness
  8. ” Z250SL Jika Pakai top rate Gugur Garansi “, Tau dari Mana Bengkelnya ??? – UratMalu
  9. “Penjelasan YIMM yang Diplomatis” Mengenai Turunnya Hasil Pengukuran Power R25 | motorgoodness

Semoga tercerahkan dan komen mas bro juga ikut mencerahkan