BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Awal mula sistim pengondisian udara di aplikasikan pada sebuah kendaraan

adalah dengan cara membuat ventilasi pada kendaraan tersebut dengan cara menerapkan

jendela pada kendaraan, hal tersebut masih dalam proses pengembangan sehingga

penerapanya pun dilakukan dengan menambahkan ventilasi dari depan kendaraan

melalui dasbor, hal tersebut tidak efisien dikarenakan udara yang masuk kedalam kabin

penumpang masih terkontaminasi udara lingkungan yang kondisinya berdebu, panas,

dan tekanan udara yang masuk ke dalam kabin penumpang tidak dapat di sesuaikan

dengan keinginan pengendara atau penumpang, karena pengondisian udara seperti itu di

pengaruhi oleh laju kendaraan tersebut, semakin cepat laju kendaraan maka akan

semakin tinggi tekanan udara yang masuk kedalam kabin.

Pada tahun 1930 konsep pengondisian udara pada kendaraan di perkenalakan

oleh General Motors di laboratorium, dan konsep ini pertama kali menggunakan

refrigerant R12 serta pengaplikasianya pada industry mobil Cadilac pada tangga 23

Sepetember 1932, pada saat itu sistim pengoperasianya masih manual dikarenakan salah

satu komponen dari AC yaitu Compressor belum di lengkapi dengan Magnet Cluch

apabila pengguna ingin menghidupkan dan mematikan AC tersebut harus dengan cara

menghubungkan dan melepas sabuk (belt) dari puli kompresor yang di hubungkan

langsung dengan poros engine.

1

Pakard Motor Car pada tahun 1940 meluncurkan dua buah sistim pengondisian

udara yaitu sistim pendingin dan pemanas, dan pada tahun 1953 telah tercipta sebuah

AC kendaraan yang cukup berbeda dari generasi sebelumnya yang konsepnya masih di

gunakan sampai saat ini, komponen yang utama dari sitem tersebut kompresor,

kondensor, evaporator, system ini pada saat itu di terapkan pada kendaraan Pontiac oleh

Harrison Radiator.

Tahun 1954 produsen – produsen mobil di eropa berlomba lomba untuk

menerapakan sistem pengondisian udara pada kendaraan (AC) dengan tujuan untuk

meningkatkan penjualan produk masing masing perusahaan, sampai pada akhirnya pada

tahun 1955 penjualan mobil yang mempunyai merek Chevrolet di buat General Motors,

Chrysler oleh De Soto, Dodge dan Plymouth dan lain sebagainya mampu menembus

118.000 unit AC dan sekitar 1,5 % dari jumlah mobil yang di produksi, tidak berhenti

sampai di situ, sampai saat ini para ilmuan masih berinovasi untuk mengembangkan

sistim pengondisian udara (AC).

Untuk Indonesia sendiri jumlah kendaraan roda empat terhitung dari tahun 1986

mengalami penambahan yang sangat pesat. Ward Auto 2011 mengadakan penelitian

dengan hasil jumlah kendaraan bermotor pada tahun 2010 sementara di dunia telah

mencapai 1.015 milyar unit kendaraan. Jumlah peningkatan juga di alami di Indonesia,

data tersebut di peroleh dari Gabungan Industri Kendaraan Bermotor Indonesia

(Gakindo) serta Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia (AISI) menyatakan jumlah

populasi kendaraan di Indonesia hingga tahun 2011 telah mencapai 50.824.128 unit

kendaraan. Data tersebut masih gabungan dari kendaraan roda dua dan roda empat yang

2

terdiri dari kendaraan bermotor, truk, bus, kendaraan pribadi, serta kendaraan pic up,

dan sekitar 65% nya adalah kendaraan roda dua atau sepeda motor.[Gakindo] Artinya

dari 65% sisanya adalah jumlah kendaraan roda empat kurang lebih 35% atau terbilang

17.788.444 juta unit kendaraan.[Tempo.co.Jakarta]

Sedangkan dalam kasus Reformasi Subsidi Energi di Indonesia yang di

sampaiakan oleh Prof. Dr. Jusuf, Staf Khusus Presiden Bidang Pangan dan Energi

menyatakan bahwa untuk konsumsi Bahan Bakar Solar Pada tahun 2013 mencapai 15,1

juta KL, 5% nya di konsumsi kendaraan pribadi dan 15 % kendaraan perkebunan dan

pertambangan, sedangkan untuk kendaraan angkutan barang mencapai 95 %. Khusus

ntuk kendaraan pribadi sendiri membutuhkan 3.7 juta KL BBM solar jika di kalikan

harga perliter solar sebesar 6.500/L jadi 3,7 juta x 6.500/L sama dengan 24.5 Milyar.

Dalam penelitian ini di fokuskan terhadap konsumsi pemakaian bakar terhadap

sistim pendingin kedaraan. Kendaraan yang menggunakan AC akan berdampak terhadap

ekonomisnya bahan bakar, dan emisi gas buang kendaraan, yang artinya semakin

banyak konsumsi pemakaian bahan bakan maka emisi gas buang yang di hasilkan

kendaraan semakin banyak pula. Dalam penggunaan kendaraan di rata ratakan sekitar

249 jam/tahun atau sekitar 41 menit/ hari, dalam satu tahun 365 hari di perkirakan

penggunaan AC terjadi sekitar 107-121 jam/tahunya, atau sekitar 43% hingga 49% dari

penggunaan bahan bakar.dan factor tersebut juga dipengaruhi dengan factor iklim,

lingkungan,waktu dan jenis kendaraan.

Dengan di asumsikanya 249 jam pertahun kendaraan beroperasi per unitnya

maka penggunaan bahan bakar yang di gunakan sekitar 235 liter atau 62 galon per

3

tahunya. FISCHER dalam perkiraanya bahan bakar yang diperlukan sebuah kendaraan

dalam penambahan beban dari sistim pendinginan udara adalah berkisar 12,7 liter atau

3,4 galon per kendaraan. Dari asumsi di atas jumlah bahan bakar yang di gunakan untuk

estimalisasi total AC, apabila sekita 80% kendaraan yang menggunakan AC makan di

perkirakan sekitar 40 milyar liter atau 10.6 milyar gallon bahan bakar bensin

pertahunya, dari permasalahan tersebut produsen mobil amerika melakukan

pengembangan terhadap AC yang ekonomis bahan bakar.[4]

Di Indonesia sendiri Noor Zaenuri melakukan penelitian yang terkait dengan

pemakaian AC dan tidak menggunakan AC terhadap konsumsi bahan bakar dengan

kondisi kendaraan yang beroperasi atau kondisi diam. Sama – sama kita ketahui dalam

keadaan diam pun kendaraan masih mengkonsumsi bahan bakar untuk mengoperasikan

AC, dengan tidak adanya pergerakan maka konsumsi bahan bakar dinyatakan dengan

1liter/0 km hal tersebut terjadi pada semua jenis kendaraan. Meskipun jumlah

pemakaian bahan bakar spesifik bias di hitung dengan perbandingan debit bahan bakar

dengan waktu tempuh.

Hal ini dibuktikan oleh Noor Zaenuri dalam waktu 5 hari kerja pada kondisi

lalulintas di ibu kota, dalam waktu yang di tetapkan hasilnya sangat mengejutkan, dari

data yang di hasilkan oleh GPRS yang di padang pada kendaraan menunjukan jarak

tempuh 363,7 km memerlukan waktu 19 jam 27 menit, angka tersebut menggambarkan

bahwa kecepatan rata – rata kendaraan untuk menempuh jarak tersebut adalah 18,7

km/jam. Dari waktu tersebut kendaraan berjalan dengan kecepatan normal terhitung 14

4

jam 14 menit dan selebihnya 5 jam 13 menit kendaraan berada dalam keadaan diam,

asumsinya dalam waktu 1 minggu kendaraan tidak beroperasi selama 5 jam lebih.

Utuk kendaraan yang mempunyai kapasitas mesin 3000 cc dalam waktu 1 jam

nya memerlukan bahan bakar 2 liter/jam untuk mengoperasikan AC pada putaran idle.

Sedangkan kendaraan city car dengan kapasitas mesin 1000 cc untuk mengoperasikan

AC memerlukan 1,2 liter/jam bahan bakar.

Phillip Kristanto dan Rahardjo Tirtoatmojo dalam penelitianya menyatakan,

konsumsi bahan bakar spesifik pada umumnya dinyatakan dalam satuan massa bahan

bakar persatuan keluaran daya, atau dapat juga didefinisan dengan jumlah bahan bakar

yang digunakan oleh motor untuk menghasilkan tenaga 1 HP dalam satuan jam.

Besarnya konsumsi bahan bakar spesifik diyatakan :

dimana :

m = massa bahan bakar yang dikonsumsi (kg)

- Ρ.V

t = waktu yang dibutuhkan oleh motor untuk mengonsumsi bahan bakr sebanyak

m kg, (detik). [11].

Bab ini memberikan tinjauan pada konsumsi bahan bakar terhadap putaran

engine, temperature seting, waktu menggunakan refrigeran R134a.

5

1.2 BATASAN MASALAH

Penelitian ini melibatkan analisis eksperimental dengan mengvariasikan putaran

mesin, waktu, temperature setting, dan beban pendinginan terhadap konsumsi bahan

bakar. Penelitian dilakukan dengan menggunakan refrigran R134a dan spesifikasi mesin

HIJET 1000 cc.

Enggine

Rpm : 5600 rpm

Daya : 46 HP / 47 PS

CC : 993 cc 4 cycles

Cylinder : 3 Cylinder

Ruang lingkup penelitian ini difokuskan pada karakteristik kinerja sistim

pendingin udara tipe :

1. Kompresor

Tipe/Merek : 10a S11 1PK – 117 - XNI

Size : 270 mm x 190 mm x 190 mm

3. Evaporator

Merk/Tipe : Fuji Cool / Evap BEU – 404-100

: R134a / 12 volt

4. Kondensor

Merk : Paco

Part Name : 14 x 18 x 22 MM FIARE

5. Drier

6

Merk : Fuzisan 888 3/8/2F

6. Expansion Valve

Merk/Tipe : San Heng QRF -1. 5T

7. Extra Fan

Merk / Tipe: Fuji Cool

Model : FCF -512 12 Volt -80 Watt

Untuk mendapatkan hasil setelah dilakukan penelitian di perlukan parmeter yang

di gunakan sebagai berikut :

1. Parameter independen adalah waktu, temperature setting,, kecepatan putaran mesin

dan beban internal

2. Pengujian dilakukan dengan:

a. Waktu = 0.5 jam (30 menit)

b. Kecepatan putaran mesin = 1000, 1500, 2000, 2500 rpm

c. Jenis refrigeran R134a

d. Beban panas internal = 0, 300, 700 dan 1000 W

3. Analisis dan evaluasi untuk semua data dalam analisis eksperimental seperti:

distribusi temperatur, kapasitas pendinginan dan COP pada berbagai beban panas

internal dan kecepatan putaran mesin terhadap konsumsi pemakaiaan bahan bakar

dengan refrigran R134a untuk mendapatkan karakteristik kinerja yang berbeda.

7

1.3 RUMUSAN MASALAH

Hadirnya sistem pengkondisian udara kendaraan tergantung pada berbagai faktor

seperti temperatur sekitarnya dan jumlah penumpang di dalam mobil. Refrigeran harus

memberikan kenyamanan pada penumpang dalam berkendara. Karena kompresor sistem

pendingin udara otomotif ini didukung oleh mesin, kecepatan kompresor bervariasi

sesuai dengan kecepatan mesin.

Pada saat penggunaan AC kendaraan ada bebera factor yang mempengaruhi

salah satunya konsumsi bahan bakar, dimana pada saat AC tersebut di operasikan

kompresor akan beroperasi sesuai putaran mesin, dan menyesuaikan terhadap

pemakaian AC yang di atur melalui panel pengontrol pemakaian dimana kompresor

tersebut di hubungkan dengan belt melalui poros mesin, sehingga mesin kendaraan

tersebut mengalami pembebanan, untuk memenuhi kebutuhan mesin memerlukan

pasokan bahan bakar yang cukup untuk memenuhi proses pembakaran pada kendaraan

tersebut pengaruh penggunaan AC.

Karena faktor-faktor ini, penelitian harus dilakukan untuk mendapatkan

karakteristik kinerja sistem dengan berbagai kecepatan mesin, beban panas internal dan

pengaturan temperatur menggunakan refrigeran yaitu R134a. Penelitian ini akan

meyajikan konsumsi pemakaian bahan bakar terhadap variari putaran mesin, waktu dan

temperatur seting pada system pendingin kendaraan.

8

1.4 TUJUAN PENELITIAN

Untuk memberikan rasa nyaman pada penumpang maka diperlukan sistem

pendingin udara. Karakteristik kinerja dari sistem pendingin ini sangat penting untuk

mendapatkan kinerja terbaik guna menghasilkan berbagai beban panas internal dan

kecepatan mesin. Adapun tujuan penelitian :

1. Mengetahui konsumsi bahan bakar spesifik terhadap pemakaian AC pada

kendaraan terhadap variasi putaran mesin, temperature seting, dan waktu

adapun refrigran yang digunakan adalah R134a. Karena selama ini berapa

jumlah pemakaian bahan bakar terhadap beban kendaraan baik itu

menggunakan AC hanya melalui terkaan atau pengalaman sehari hari.

2. Mengetahui Coefficient of Performance (COP)

3. Mengetahui laju aliran massa refrigrant (mref)

4. Mengetahui

a. Kapasitas kompresor (Qkom)

b. Kapasitas kondensor (Qkon)

c. Laju aliran kalor pendingin (Qevap)

d. Efek refrigrasi (href)

9

1.5 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan yang dirangkum dalam penelitian ini disusun sebagai

berikut:

BAB I adalah pengenalan yang menjelaskan pentingnya penelitian.Yang

menyajikan latar belakang penelitian, masalah penelitian, tujuan penelitian, metodologi

penelitian ruang lingkup, serta system matik penulisan.

BAB II menyajikan tinjauan literatur. Tinjauan tersebut berfokus pada penelitian

dan analisa jumlah konsumsi bahan bakar terhadap penggunaan AC, komponen AC

otomotif dan hukum termodinamika.

BAB III menyajikan prosedur eksperimental dan karakteristik sistem. Bab ini

menjelaskan peralatan yang digunakan dalam eksperimental dan variabel-variabel dalam

percobaan. Berbagai instrumen yang diperlukan untuk pengukuran sistem dan

menjelaskan instrumen yang digunakan.

BAB IV menyajikan analisis hasil eksperimen. Hasil percobaan diperoleh dan

distribusi temperatur, kapasitas pendinginan dan COP pada beban pendingin yang

berbeda dari penggunaan putaran mesin yang dibahas terhadap konsumsi pemakaiaan

bahan bakar dengan menggunakan refrigran R134a.

BAB V menyajikan kesimpulan penelitian, dan rekomendasi untuk penelitian

berikutnya.

10