MODIFIKASI KAPASITAS CYLINDER PADA SEPEDA MOTOR HONDA SUPRA 100CC MENJADI 125CC DENGAN MENGGUNAKAN CYLINDER
DAN CYLINDER HEAD HONDA SUPRA X 125CC
Oleh
YAHYA PREMANA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRACT
MODIFYING THE CYLINDER CAPACITY ON HONDA SUPRA 100CC FROM 100CC TO 125CC BY USING CYLINDER AND HEAD CYLINDER
OF HONDA SUPRA X 125CC
By
Yahya Premana
Motorcycle modification has been done many times to new motorcycles, such as Honda Supra X 125cc that was first released in 2004 and old motorcycles, such as Honda Supra 100cc that was first released in 1997. Honda Supra 100cc with engine base 100cc is very popular in the market. But, there are many weaknesses, for example: the performance and the fuel efficiency of Honda Supra 100cc are lower than of Honda Supra X 125cc.
There are several techniques to increase the acceleration and power of a motorcycle. One of them is increasing the volume of the cylinder capacity and increasing the compresion ratio. But the impacts which were resulted in the proccess of modofication, suck as the increase in fuel consumption and the decrease in the motorcycle lifetime.In this research, the researcher modified the cylinder capacity on Honda Supra 100cc in to the same capacity as Honda Supra X 125cc by using cylinder block cylinder, cylinder head, crankshaft and tensioner from Honda Supra X 125cc. And then it was tested by as: testing of fuel consumption in stationary condition, testing of fuel comsumption in tandem and without tandem, testing of acceleration, and testing of speed and machine maximum rotation.
The result of the modification shows that the modification has decreased the fuel consumption up to 19.63% in the stationary condition; in the rotation at 1400 rpm and 4000 rpm. For fuel consumption testing, when there has tandem or not, the modification has decreased the fuel consumption up to 27.19%. In the acceleration test of 0-80 km/h, the modification has decreased time allocated to accelerate at 3.91 seconds or about 20.03%. In the acceleration test of 60-80 km/h, the modification has decreased time allocated to accelerate at about 37%. And in the testing of maximum speed and rotation, the result shows that the modification has increased the speed at about 3.7% and increased the maximum rotation at about 1.66% from the original condition of Honda Supra 100cc.
ABSTRAK
MODIFIKASI KAPASITAS CYLINDER PADA SEPEDA MOTOR HONDA SUPRA 100CC MENJADI 125CC DENGAN MENGGUNAKAN CYLINDER
DAN HEAD CYLINDER HONDA SUPRA X 125CC
Oleh Yahya Premana
Modifikasi kendaraan sepeda motor banyak dilakukan pada sepeda motor baru hingga sepeda motor lama, seperti: Honda Supra 100cc di produksi pada tahun 1997. Sepeda motor Honda Supra 100cc dengan basis mesin 100cc sangat laris di pasaran tetapi sepeda motor Honda Supra 100cc masih terdapat banyak kekurangan di bidang performa dan efesiensi bahan bakar yang rendah jika dibandingkan dengan sepeda motor Honda Supra X 125cc.
Ada banyak cara untuk meningkatkan akselerasi dan tenaga motor salah satunya dengan meningkatkan volume ruang bakar (cylinder capacity) dan menaikan perbandingan kompresi (compresion rasio). Tetapi dampak yang ditimbulkan proses modifikasi tersebut menimbulkan pemakaian bahan bakar yang lebih boros dan memperkecil umur pemakaian kendaraan. Pada penelitian yang akan dilakukan ini, akan memodifikasi kapasitas ruang bakar pada sepeda motor Honda Supra 100cc menjadi 125cc dengan mengaplikasikan penggunaan cylinder, cylinder head, crankshaft (poros engkol) dan tensioner dari sepeda motor Honda Supra X 125cc yang nantinya dilakukan beberapa variasi pengujian diantaranya adalah pengujian komsumsi bahan bakar dalam kondisi stasioner. Pengujian konsumsi bahan bakar secara berboncengan dan tanpa berboncengan. Pengujian akselerasi. Pengujian kecepatan dan putaran mesin maksimum.
Dari pengujian membuktikan bahwa modifikasi kapasitas cylinder pada sepeda motor honda supra 100cc menjadi 125cc dengan menggunakan cylinder dan head cylinder honda supra x 125cc mampu menurunkan konsumsi bahan bakar hingga sebesar 19,63% pada pengujian stasioner pada putaran 1400 rpm dan 4000 rpm. Pada pengujian konsumsi bahan bakar berjalan tanpa berboncengan dan secara berboncengan mampu menurunkan konsumsi bahan bakar sebesar 27,19%. Pada pengujian akselerasi 0-80 km/jam mampu menurunkan waktu akselerasi sebesar 3,91 detik atau sebesar 20,03 % dan hasil pengujian akselerasi 60-80 km/jam diperoleh penurunan waktu akselerasi 37%. Dan pengujian putaran dan kecepatan maksimum mampu meningkatkan kecepatan sebesar 3,7% dan peningkatan putaran maksimum sebesar 1,66% dari kondisi sepeda motor Honda Supra 100cc standar.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR SIMBOL...ix
I.PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan penelitian ... 6
C. Batasan Masalah ... 6
D. Hipotesa ... 7
E. Sistematika Penulisan ... 8
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Definisi Motor Bakar ... 10
B. Klasifikasi Motor Bakar ... 10
C. Jenis-Jenis Motor Pembakaran Dalam( Internal Combustion Engine).. 12
D. Jenis- Jenis Motor Berdasarkan Jumlah Langkah Kerja ... 13
E. Komponen utama Motor Bakar Bensin 4-Langkah ... 20
G. Pengoptimalan daya Motor ... 39
H. Sistem Pengapian Sepeda Motor ... 43
I. Perbandingan Roda Gigi Dan Perbandingan Putaran ... 45
III. METODOLOGI PERANCANGAN A. Alat dan Bahan Penelitian ... 46
B. Persiapan Proses Modifikasi ... 62
C. Proses Modifikasi ... 63
D. Prosedur Pengujian ... 72
E. Lokasi Perakitan... 81
F. Lokasi Pengujian ... 81
G. Diagram Alir Modifikasi dan Prosedur Pengujian... 83
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Stationer ... 86
B. Pengujian Berjalan ... 93
1. Pengujian berjalan untuk konsumsi bahan bakar ... 93
2. Pengujian akselarasi ...100
3. Pengujian putaran maksimum dan kecepatan maksimum...106
C. Penggantian komponen-komponen mesin ...110
V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 113
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Data Penggantian Komponen-Komponen Utama Pada Sepeda Motor Honda
Supra 100 cc ... 53
2. Data Komponen Pengganti Komponen Utama Pada Sepeda Motor Honda Supra 100 cc ... 58
3. Data Jenis Pengujian Sepeda Motor ... 72
4. Format Pencatat Konsumsi Bahan Bakar Pengujian Stasioner ... 74
5. Format Pencatatan Konsumsi Bahan Bakar Pengujian Berjalan Tanpa Berboncengan Dan Secara Berboncengan ... 76
6. Format Pencatatan Data Waktu Akselerasi 0 – 80 km/jam Dan Akselerasi 60 – 80 km/jam Tanpa Perpindahan Persneling ... 78
7. Format Pencatatan Data Putaran Mesin Maksimum (RPM) Dan Kecepatan Maksimum (Km/Jam) ... 80
8. Perbandingan Sistem Transmisi Antara Sepeda Motor Honda Supra 100cc Modifikasi Dan Sepeda Motor Honda Supra X 125cc ... 85
9. Hasil Komsumsi Bahan Bakar Pengujian Stasioner Pada 4000 rpm ... 90
10.Hasil Komsumsi Bahan Bakar Pengujian Berjalan Tanpa Boncengan ... 94
11.Hasil Komsumsi Bahan Bakar Pengujian Berjalan Boncengan ... 97
13.Hasil Pengujian Kecepatan Dan Putaran Maksimum ...107
14.Fungsi Penggantian Komponen-Komponen ...110
Lampiran
A1. Konsumsi bahan bakar spesifik ...
A2. Efisiensi termal ...
DAFTAR GAMBAR
Gambar Nama Halaman
1. Kontruksi motor 2 tak ... 14
2. Siklus kerja motor 2-tak ... 15
3. Siklus motor bakar 4 langkah ... 17
4. Diagram P-v dari siklus ideal motor bakar bensin 4-langkah ... 18
5. Karburator ... 21
6. Intake manifold ... 22
7. Kepala silinder (Cylinder head) ... 23
8. Poros bubungan (camshaft) ... 24
9. Rocker arm ... 24
10. Pegas Katub(Spring valve) ... 25
11. Katup pada motor empat langkah ... 26
12. Silinder(Cylinder) supra 100cc ... 26
13. Torak (Piston) ... 27
14. Cincin torak (ring piston) ... 28
15. Batang torak(Conecting rod)... 28
16. Poros engkol (Crankshaft) ... 29
17. Komponen-komponen kopling ... 30
19. Cara melakukan porting dan polish ... 40
20. Diagram katup ... 42
21. Skema sistem pengapian CDI – AC ... 44
22. Skema sistem pengapian CDI – DC ... 45
23. Motor yang akan dimodifikasi ... 47
24. Sepeda motor pembanding ... 48
25. Stopwacth ... 49
26. Gelas ukur 100ml ... 49
27. Tachometer ... 50
28. Tangki buatan ... 50
29. Satu set kunci ... 51
30. Mistar sorong digital ... 51
31. Timbangan... 52
32. Tempat dudukan komponen yang dilakukan proses pemesinan . 64 33. Perubahan tempat kedudukan bearing crankshaft pada crankcase ... 65
34. Crankcase yang sudah satukan dengan cetakan cylinder block menggunakan proses pengelasan ... 66
35. Hasil proses penyekrapan dan finishing pada Crankcase ... 67
36. Asembly antara crankcase, cylinder block dan cylinderhead ... 68
37. Proses pembuatan tempat kedudukan pompa oli ... 69
38. Pompa oli yang sudah terpasang ... 69
39. Tempat kedudukan penyangga rantai tensioner ... 70
41. Lokasi perakitan ... 81
42. Lokasi pengujian kecepatan maksimum ... 82
43. Diagaram alir modifikasi dan prosedur pengujian ... 83
44. Sepeda motor Honda supra 100cc yang telah dimodifikasi ... 84
45. Grafik konsumsi bahan bakar stasioner pada 1400 rpm ... 88
46. Grafik konsumsi bahan bakar stasioner rata-rata pada 1400 rpm . 89 47. Grafik konsumsi bahan bakar stasioner pada 4000 rpm ... 90
48. Grafik konsumsi bahan bakar stasioner rata-rata pada 4000 rpm . 91 49. Grafik konsumsi bahan bakar pengujian berjalan tanpa boncengan ... 95
50. Grafik konsumsi bahan bakar rata-rata pengujian berjalan tanpa boncengan ... 96
51. Grafik konsumsi bahan bakar pengujian berjalan secara boncengan ... 97
52. Grafik konsumsi bahan bakar pengujian berjalan secara boncengan ... 98
53. Grafik pengujian waktu akselerasi 0 – 80 km/jam ...101
54. Grafik pengujian waktu akselerasi 60 – 80 km/jam ...103
55. Grafik pengujian waktu rata-rata akselerasi 60 – 80 km/jam ...104
DAFTAR SIMBOL
Simbol Nama Satuan
b Volume cc
n Putaran mesin RPM
f
m Laju pemakaian bahan bakar
h Nilai kalor bahan bakar kg/kkal
t Waktu s
C Rasio kompresi
D Diameter piston mm
L Panjang langkah mm
P Daya mesin kw
T Torsi Nm
V1 Volume langkah torak cc
Vd Volume langkah total silinder m3
Vs Volume sisa cc
Vt Volume silinder total cc
Z Sistem siklus (4 langkah =2, 2 langkah =1)
BMEP Tekanan Efektif Rata-rata
SFC Konsumsi bahan bakar spesifik kg/kwh
bt
Efesiensi termal
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Modifikasi kendaraan bermotor di Indonesia sering dilakukan, baik kendaraan
mobil maupun sepeda motor. Khusus pada modifikasi sepeda motor banyak
dilakukan pada kalangan anak muda dan kalangan orang tua yang memang
memiliki hobi memodifikasi sepeda motor. Modifikasi yang dilakukan pada
sepeda motor meliputi modifikasi penampilan kendaraan bermotor (cat, body kit,
dan perubahan tampilan motor yang tampak secara visual) dan modifikasi
performa mesin (penambahan kapasitas cylinder). Rata-rata para penggemar
modifikasi kendaraan bermotor melakukan proses modifikasi untuk tujuan
tertentu, misalnya untuk ajang balap maupun kontes sepeda motor atau hanya
ingin sekedar tampil beda.
Modifikasi kendaraan sepeda motor ini dilakukan pada sepeda motor baru hingga
sepeda motor yang cukup tua, seperti: Honda CB 100, Kawasaki Binter Mercy,
Honda C100 dan Honda C50 yang merupakan mesin dengan spesifikasi yang
kurang memadai (classic) tetapi banyak diminati dan diburu para pengemar motor
classic. Di Indonesia Honda mengenalkan Honda C100 generasi super cub 100cc
Honda Supra NF 100cc yang di desain dengan fitur-fitur baru seperti teleskopis
penskorsan depan untuk menggantikan yang lama link penskorsan, dan
4-kecepatan transmisi untuk menggantikan 3-4-kecepatan transmisi yang digunakan di
Honda C90. Motor ini sangat laris di pasaran dan mampu bersaing dengan motor
sejenis dari pabrikan lain. Pada tahun 2001 sepeda motor Honda Supra diberikan
fitur sitem pengereman yang baru, yaitu menggunakan sistem disc brake dan
namanya diganti menjadi Honda Supra X, sehingga menjadi kendaraan primadona
hingga tahun 2004.
Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi maka
berkembang pula industri otomotif di Indonesia. Tiap-tiap pabrikan sepeda motor
saling bersaing untuk mencari konsumen dengan mengeluarkan jenis varian
sepeda motor terbaru dengan kapasitas ruang bakar yang lebih besar sehingga
sepeda motor yang berbasis mesin berkapasitas 100cc dengan tenaga yang tidak
cukup besar menjadikan sepeda motor Honda Supra 100cc kalah bersaing akibat
ketinggalan zaman.
Sepeda motor Honda Supra 100cc menggunakan basis mesin yang sama dengan
sepeda motor pabrikan honda lainya, seperti Astrea Star, Astrea Prima, Astrea
Grand, Legenda, Supra Fit dan Supra Fit X , yaitu mesin GN-5 yang selama
bertahun-tahun menguasai pasar sebelum eksistensinya dikalahkan oleh Honda
Supra X 125 cc pada tahun 2005. Memang sepeda motor Honda Supra 100cc
memiliki banyak keunggulan, yaitu nyaman digunakan untuk dikendarai,
bakar yang hemat, perawatannya mudah dan memiliki spare part yang mudah di
cari dengan harga murah. (wordpress, 2010).
Tetapi dari segi mesin yang digunakan sepeda motor Honda Supra 100cc masih
terdapat banyak kekurangan di bidang ruang bakar, seperti perbandingan
kompresi 9:1 dengan kapasitas 100cc yang kurang menghasilkan tenaga dan
putaran mesin rendah, akibat bentuk ruang bakar yang kurang baik, penggunaan
torak (piston) yang belum memiliki lapisan teflon untuk mengurangi gesekan pada
dinding cylinder, penggunaan mekanisme pembuka katup (rocker arm) belum
menggunakan sistem roller (roller rocker arm) yang dapat mengurangi gesekan
pada camshaft serta tidak memiliki pengatur rantai tensioner yang dapat di set
ulang ketika rantai tensioner sudah tidak sesuai (memanjang) dan hanya
menghasilkan daya maksimum 7,6 HP pada putaran mesin 8000 rpm Torsi
maksimum 0,74 kgf.m/6.000 rpm dirasa kurang cukup menghasilkan akslerasi
yang cepat. Dapat dikatakan sepeda motor Honda Supra 100cc yang
menggunakan mesin GN-5 adalah mesin yang minim teknologi dan kurang
bertenaga (Ativvital, 2012).
Lain halnya pada sepeda motor Honda Supra X 125cc yang diluncurkan pada
tahun 2005 merupakan evolusi dari sepeda motor Honda Supra 100cc yang
mengalami banyak perubahan khususnya di sektor mesin. Dalam ruang bakar
kapasitas silinder ditingkatkan menjadi 125cc dengan menggunakan katup masuk
dan katup keluar yang lebih besar dan diameter torak yang lebih besar serta
langkah (stroke) yang lebih panjang. Kemudian diimbangi dengan penggunaan
dibuat minim dengan gesekan mampu menghasikan daya maksimum 9,76 HP /
7.500 rpm dan Torsi maksimum 1,03 kgf.m / 4000 rpm. Dengan daya dan torsi
yang cukup besar maka Honda Supra X 125 memiliki performa yang lebih baik
dari sepeda motor Honda Supra 100cc ( Bintangmotor, 2012).
Ada banyak cara untuk meningkatkan akselerasi dan tenaga motor salah satunya
dengan meningkatkan volume ruang bakar (cylinder capacity). Dengan
meningkatnya kapasitas cylinder maka tenaga yang dihasilkan oleh motor menjadi
lebih besar seiring naiknya perbandingan kompresi (compresion rasio) dengan
perbandingan kompresi yang tinggi akan menghasilkan tekanan akhir
pemampatan yang lebih tinggi sehingga mengakibatkan peningkatan suhu akhir
pemampatan. (Berenschot, 1980).
Peningkatan kapasitas cylinder dapat dilakukan dengan cara menggunakan
diameter piston yang lebih besar dan melakukan pengurangan dinding cylinder
(lemmer) lalu memasukan piston yang lebih besar, tetapi hal ini akan memberikan
efek panas berlebih pada dinding cylinder yang dikarenakan berkurangnya
ketebalan dinding cylinder. Cara lain meningkatkan kapasitas ruang bakar adalah
memperbesar lubang dinding pada cylinder blok dan dinding crankcase.
Kemudian dengan memasukkan cylinder yang lebih besar dengan ketebalan
dinding cylinder yang lebih besar pula (bore up), secara otomatis pemakaian
diameter piston besar dapat digunakan.
Dengan cara ini tenaga motor akan terdongkrak sangat tinggi karena kapasitas
cylinder naik secara drastis dan panas yang ada pada dinding-dinding cylinder
performa dapat pula dilakukan dengan cara memperbaiki sistem penyuplaian
bahan bakar ke dalam ruang bakar dengan menerapkan pipa pengisian (intake
manifold) selicin mungkin untuk menghindari perputaran dari campuran bahan
bakar dan udara. Tetapi dampak yang ditimbulkan cara meningkatan performa
tersebut dapat menimbulkan pemakaian bahan bakar yang lebih boros dan
memperkecil umur pemakaian kendaraan. Dapat dikatakan setiap cara diatas
mempunyai dampak negatif pada proses modifikasi mesin.
Pada penelitian ini dilakukan modifikasi kapasitas ruang bakar pada sepeda motor
Honda Supra 100cc menjadi 125cc dengan mengaplikasikan penggunaan cylinder,
cylinder head, crankshaft (poros engkol) dan tensioner dari sepeda motor Honda
Supra X 125cc yang nantinya akan diteliti lebih lanjut tentang dampak
penggunaan dari alat-alat tersebut, performa yang dihasilkan, serta prestasi mesin
yang didapat dari modikasi sepeda motor Honda Supra 100cc menjadi125cc.
Diharapkan modifikasi ini mampu meningkatkan performa mesin GN-5 yang
optimal baik dari segi performa, efesiensi penggunaan bahan bakar dan umur
pemakaian kendaraan. Sehingga tidak diperlukan biaya yang besar untuk membeli
motor baru dengan kapasitas cylinder yang sama dan efesiensi penggunaan bahan
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Mengetahui seberapa besar pengaruh modifikasi kapasitas cylinder pada
sepeda motor honda supra 100cc dengan menggunakan cylinder, head
cylinder, Crankshaft dan sistem pengapian sepeda honda supra x 125cc
terhadap prestasi mesin sepeda motor honda supra 100cc yang
dimodifikasi.
2. Membandingkan performa dari sepeda motor Honda Supra100cc yang telah
dimodifikasi menjadi 125cc dengan sepeda motor pabrikan Honda Supra
100cc dan Honda Supra X 125cc.
C. Batasan Masalah
Batasan masalah diberikan agar hasil yang akan didapatkan lebih terarah.
Adapun batasan masalah yang diberikan pada penelitian ini yaitu:
1. Sepeda motor yang akan dimodifikasi adalah Honda Supra 100cc;
2. Komponen-komponen yang akan dimodifikasi meliputi carburator, intake
manifold, cylinder head, cylinder, crankshaft, valve, tensioner, piston, poros
enggkol(crankshaft), sistem pengapian (ignation delay) knalpot dan final
gear (14-35 gigi) menggunakan komponen Honda Supra X 125cc standar
yang diproduksi oleh PT AHM;
3. Modifikasi sepeda motor menggunakan sistem kopling manual (kopling
tangan);
4. Kapasitas cylinder yang akan digunakan 125cc, dengan perbandingan
5. Pengujian dilakukan dengan road test menggunakan para meter kecepatan,
putaran mesin, akselerasi, waktu tempuh dan konsumsi bahan bakar untuk
melihat prestasi mesinnya;
6. Tidak dilakukan pengujian emisi;
7. Tekanan ban yang digunakan saat pengujian tanpa berboncengan, 30 Psi
untuk ban depan dan 32 Psi untuk ban belakang;
8. Tekanan ban yang digunakan saat pengujian berboncengan, 32 Psi untuk
ban depan dan 35 Psi untuk ban belakang;
9. Pada proses membandingkan performa sepeda motor Honda Supra 100cc
yang telah dimodifikasi dengan sepeda motor standar 125cc dan Honda
Supra 100cc. Cara berkendara, termasuk perpindahan kecepatan dan bukaan
gas diusahakan sama;
10. Cuaca, lokasi pengujian, kondisi jalan dan beban motor saat pengujian
dibuat seidentik mungkin;
11. Bahan bakar yang digunakan adalah bensin premiun;
D. Hipotesa
Daya pada mesin pembakaran dalam (internal combustion engine), khususnya
pada motor dapat diperbesar dengan memperbesar kapasitas ruang bakar.
Kapasitas ruang bakar yang besar didapatkan dari penggunaan torak yang besar
dan langkah torak jauh. Dampak dari meningkatnya kapasitas ruang bakar
adalah naiknya perbandingan pemampatan yang mengakibatkan naiknya tekan
efektif rata-rata dan mempertinggi frekuensi putaran mesin sehingga daya yang
crankshaft dari sepeda motor Honda Supra X 125cc yang diterapkan pada
sepeda motor Honda Supra 100cc di nilai mampu untuk memperbaiki proses
pengisian cylinder, memperbesar perbandingan pemampatan, mengubah
waktu(timming) pembakaran lebih tepat, mengoptimalkan bagian-bagian yang
bergerak dan berputar. Sehingga dapat mendongkrak tenaga dan performa
sepeda motor Honda Supra 100cc dengan efesiensi penggunaan bahan bakar
yang setara dengan sepeda motor Honda Supra X 125cc tanpa menimbulkan
efek negatif pada mesin GN-5.
E. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:
I. PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, hipotesa, sistematika
penulisan dari penelitian ini.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Memuat tentang teori dasar motor bakar 4-langkah, teori pembakaran,
komponen-komponen penting dalam kendaraan bermotor.
III. METODE PENELITIAN
Terdiri dari tahapan-tahapan persiapan alat yang digunakan, proses modifikasi
tahapan- tahapan sebelum pengujian, prosedur pengujian, anggaran biaya,
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisikan pembahasan dari data - data yang diperoleh pada pengujian kinerja
motor.
V. SIMPULAN DAN SARAN
Hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari
penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Definisi Motor Bakar
Motor bakar adalah alat yang berfungsi untuk mengkonversikan energi termal
dari pembakaran bahan bakar menjadi energi mekanis, dimana proses
pembakaran berlangsung di dalam silinder mesin itu sendiri sehingga gas
pembakaran bahan bakar yang terjadi langsung digunakan sebagai fluida kerja
untuk melakukan kerja mekanis (Wardono, 2004).
B. Klasifikasi Motor Bakar
Pada umumnya motor bakar terbagi menjadi dua golongan utama, yaitu :
1. Motor bakar pembakaran luar (External combustion engine)
Motor pembakaran luar adalah suatu proses pembakaran dimana energi gerak
atau mekanis dibangkitkan di luar ruang bakar. Dalam proses pembakaran
tersebut, energi dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas yang terjadi di
luar silinder motor. Sebagai contoh adalah proses pembakaran yang terjadi
pada mesin uap, dimana proses pembakarannya terjadi didalam ruang bakar
uap dari ketel tersebut disalurkan kedalam silinder. Didalam silinder inilah uap
tersebut menggerakan torak atau piston, sehingga tibul tenaga gerak. Motor
bakar pembakaran luar memiliki keuntungan sebagai berikut :
a. jenis-jenis bahan bakar yang dapat digunakan banyak
b. mampu mengunakan bahan bakar bermutu rendah.
c. lebih minim getaran
d. mampu digunakan pada daya yang tinggi
2. Motor bakar pembakaran dalam ( Internal combustion engine)
Motor pembakaran dalam adalah suatu proses pembakaran dimana energi
gerak atau energi mekanis dibangkitkan didalam ruang bakar. Proses
pembakarn silinder terjadi didalam silinder motor. Sebagai contoh adalah
motor bensin dan motor diesel. Didalam ruamg bakar energi mekanis
dibangkitkan oleh gerakan torak yang dihasil dari ledakan bahan bakar dalam
ruang bakar (combustion chamber). Secara umum motor pembakaran dalam
mempunyai beberapa kelebihan sebagai berikut :
a. Lebih hemat atau irit dalam pemakaian bahan bakar.
b. Kontruksi mesin yang lebih sederhana dan lebih kecil
C. Jenis-Jenis Motor Pembakaran Dalam ( Internal Combustion Engine)
Pada umumnya motor pembakaran dalam (internal combustion engine) dibedakan
dari sistem penyalaan bahan bakar yang diterapkan,yaitu :
1. Motor bensin (Spark Ignition Engine)
Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin
pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran
(Spark Ignition), dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin. Mesin
bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran bahan bakar
dengan udara. Pada mesin bensin, umumnya udara dan bahan bakar dicampur
sebelum masuk ke ruang bakar. Pencampuran udara dan bahan bakar
dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi. Bahan bakar yang becampur
udara mengalir kedalam ruang bakar dan dikompresikan dalam ruang bakar,
kemudian dipercikan bunga api listrik yang berasal dari busi. Karena itu motor
bensin disebut juga sebagai spark ignation engine. Ledakan yang terjadi
dalam ruang bakar mendorong torak, kemudian mengerakan poros engkol
untuk didistribusikan ke roda. (Wikipedia,2012).
2. Mesin diesel
Mesin diesel adalah Sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar
dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi. Ketika udara dikompresi
suhunya akan meningkat, mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses
dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio compresi
dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas
(TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan
ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan
udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan
terbakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai
dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari
detonasi. Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran
mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan
tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini
ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear diubah menjadi tenaga putar.
Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai
keperluan. (Wikipedia,2012).
D.Jenis- Jenis Motor Bakar Berdasarkan Jumlah Langkah Kerja
Jenis motor menurut jumlah langkah persiklus, untuk motor pembakaran dalam
(internal combustion engine) dapat digolongkan menjadi 2 golongan, yaitu :
1. Motor 2 langkah (2 tak)
Motor dua langkah adalah motor bakar yang dalam satu proses pembakaran
memerlukan 2 kali langkah kerja. Bahan bakar yang masuk kedalam ruang
bakar dicampurkan dengan pelumas (oli samping) sebagai fluida pendingin
satu putaran poros engkol, pada saat motor sedang berjalan, proses usaha
dilakukan berulang-ulang dengan urutan yang sama. Kemudian dimulai lagi
proses pengisian dan pemprosesan yang baru.
Gambar 1. Kontruksi motor 2 tak (Wordpress. 2012).
Pada motor 2 tak, gerakan torak(piston) menuju titik mati atas(TMA) disebut
langkah kompresi dan ketika torak bergerak menuju titik mati bawah(TMB)
disebut langkah usahan atau pengembangan(ekspansi). Pengisian udara baru
dan pembuangan gas hasil pembakaran terjadi hampir bersamaan, yaitu ketika
torak berada pada titik mati bawah(TMB). Pengisian bahan bakar baru dalam
silinder terjadi ketika tekanan udara melebihi tekanan gas dalam silinder. Pada
keadaan tersebut saluran pengisian dalam keadaan terbuka dan udara luar
harus memiiki tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atsmofir. Untuk lebih
Gambar 2. Siklus kerja motor 2 tak
a. Langkah pengisian
Torak bergerak dari TMA ke TMB. Pada saat saluran bilas masih tertutup
torak, di dalam bak mesin terjadi kompresi terhadap campuran bensin
dengan udara. Diatas torak, gas sisa pembakaran dari hasil pembakaran
sebelumnya sudah mulai terbuang keluar melalui saluran buang. Saat
saluran bilas sudah terbuka, campuran bensin dengan udara mengalir
melalui saluran bilas terus masuk kedalam ruang bakar.proses pengisian
berlangsung selama lubang hisap dalam keadaan terbuka.
b. Langkah kompresi
Proses yang terjadi pada langkah kompresi ketika torak bergerak dari
kompresi dan setelah mencapai tekanan tinggi busi memercikan bunga
api listrik untuk membakar campuran bensin dengan udara. Pada saat
yang bersamaan, di bawah (di dalam bak mesin) bahan bakar yang baru
masuk kedalam bak mesin melalui saluran masuk.
c. Langkah kerja(ekspansi)
Proses yang terjadi pada langkah Kerja (ekspansi) ketika torak kembali
dari TMA ke TMB akibat tekanan besar yang terjadi pada waktu
pembakaran bahan bakar. Saat itu torak turun sambil mengkompresi
bahan bakar baru di dalam bak mesin. Proses ini berakhir pada saat
sebelum torak mencapai TMB, yakni ketika lubang buang terbuka.
d. Langkah buang dan pembilasan
Proses yang terjadi pada langkah buang ketika torak hampir mencapai
TMB, saluran buang terbuka dan gas sisa pembakaran mengalir terbuang
keluar. Pada saat yang sama bahan bakar baru masuk kedalam ruang
bahan bakar melalui rongga bilas terjadi pembilasan pada ruang engkol.
Setelah mencapai TMB kembali, torak mencapai TMB untuk
mengadakan langkah sebagai pengulangan dari yang dijelaskan
sebelumnya (Asrori, 2012)
2. Motor empat langkah ( 4 tak )
Motor empat langkah adalah motor yang menyelesaikan satu siklus pembakaran
dalam empat langkah torak atau dua kali putaran poros engkol, jadi dal satu
Katup masuk
TMA
TMB
Katup keluar
Kepala piston
Poros
engkol
Batang
engkol busi
ekspansi serta pembuangan. Dibandingkan dengan motor 2 tak, motor 4 tak
lebih sulit dalam perawatan karena banyak komponen-komponen pada bagian
mesinnya. Pada motor empat tak titik paling atas yang mampu dicapai oleh
gerakan torak disebut titik mati atas(TMA), sedangkan titik terendah yang
mampu dicapai torak pada silinder disebut titik mati bawah(TMB). Dengan
asumsi bahwa katup masuk dan katup buang terbuka tepat pada waktu piston
berada pada TMA dan TMB, maka siklus motor 4 (empat) langkah dapat
diterangkan sebagai berikut :
Gambar 3. Siklus motor bakar 4 langkah(Heywood, 1998).
Untuk lebih jelasnya proses-proses yang terjadi pada motor bakar bensin 4
langkah dapat dijelaskan melalui siklus ideal dari siklus udara volume konstan
Gambar 4. Diagram P-v dari siklus ideal motor bakar bensin 4-langkah
(Wardono, 2004)
Keterangan mengenai proses-proses pada siklus udara volume konstan dapat
dijelaskan sebagai berikut (Wardono, 2004):
a. Proses 01 : Langkah hisap (Intake)
Pada langkah hisap campuran udara-bahan bakar dari karburator terhisap
masuk ke dalam silinder dengan bergeraknya piston ke bawah, dari TMA
menuju TMB. Katup hisap pada posisi terbuka, sedang katup buang pada
posisi tertutup. Di akhir langkah hisap, katup hisap tertutup secara
otomatis. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik
konstan. Proses dianggap berlangsung pada tekanan konstan.
b. Proses 12 : Langkah kompresi
Pada langkah kompresi katup hisap dan katup buang dalam keadaan
Akibatnya campuran udara-bahan bakar terkompresi. Proses kompresi ini
menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur dan tekanan campuran
tersebut, karena volumenya semakin kecil. Campuran udara-bahan bakar
terkompresi ini menjadi campuran yang sangat mudah terbakar. Proses
kompresi ini dianggap berlangsung secara isentropik.
c. Proses 23 : Langkah pembakaran volume konstan
Pada saat piston hampir mencapai TMA, loncatan nyala api listrik diantara
kedua elektroda busi diberikan ke campuran udara-bahan bakar
terkompresi sehingga sesaat kemudian campuran udara-bahan bakar ini
terbakar. Akibatnya terjadi kenaikan temperatur dan tekanan yang drastis.
Kedua katup pada posisi tertutup. Proses ini dianggap sebagai proses
pemasukan panas (kalor) pada volume konstan.
d. Proses 34 : Langkah kerja/ekspansi (Expansion)
Kedua katup masih pada posisi tertutup. Gas pembakaran yang terjadi
selanjutnya mampu mendorong piston untuk bergerak kembali dari TMA
menuju TMB. Dengan bergeraknya piston menuju TMB, maka volume gas
pembakaran di dalam silinder semakin bertambah, akibatnya temperatur
dan tekanannya turun. Proses ekspansi ini dianggap berlangsung secara
e. Proses 41 : Langkah buang volume konstan (Exhaust)
saat piston telah mencapai TMB, katup buang telah terbuka secara otomatis
sedangkan katup hisap masih pada posisi tertutup. Langkah ini dianggap
sebagai langkah pelepasan kalor gas pembakaran yang terjadi pada volume
konstan.
f. Proses 10 : Langkah buang tekanan konstan
Selanjutnya piston bergerak kembali dari TMB menuju TMA. Gas
pembakaran didesak keluar melalui katup buang (saluran buang)
dikarenakan bergeraknya piston menuju TMA. Langkah ini dianggap
sebagai langkah pembuangan gas pembakaran pada tekanan konstan
(Hidayat, 2008).
E.Komponen Utama Motor Bakar Bensin 4-Langkah
Ada ratusan komponen yang harus melakukan fungsinya secara baik untuk dapat
menghasilkan daya engkol. Untuk dapat memudahkan pemahaman mengenai
motor bakar 4-langkah ini, perlu untuk mengetahui komponen-komponen utama
motor bakar 4-langkah ini, beserta fungsinya masing-masing. Meskipun motor
bakar kelihatan sangat sederhana, akan tetapi peralatan- peralatannya sangat rumit.
Untuk lebih jelasnya komponen utama motor bakar bensin 4-langkah ini dapat
1. Karburator
Karburator merupakan bagian dari sistem bahan bakar (fuel sistem) pada
kendaraan yang berfungsi untuk mencampurkan bahan bakar dengan udara
yang dikendalikan oleh pergerakan throttle dan kemudian dimasukkan ke ruang
bakar. Mesin membutuhkan karburator karena bahan bakar yang dikirim ke
dalam silinder mesin harus berada dalam kondisi mudah terbakar. Ini penting
agar tenaga yang dihasilkan mesin bisa optimal. Bensin sedikit sulit terbakar
bila tidak diubah menjadi bentuk gas. Selain itu bensin tidak dapat terbakar
sendiri, harus dicampur dengan udara dalam perbandingan yang tepat
(Daryanto,2004).
Gambar 5. Karburator
2. Intake manifold
Untuk mengoptimalkan efisiensi dan kinerja mesin dipelukan sistem penyaluran
yang baik. Intake manifold berfungsi meyalurkan bahan bakar yang sudah
kedudukan karburator, throttle body, injector bahan bakar dan komponen lain
dari mesin.
Gambar 6. Intake manifold
3. Kepala silinder (Cylinder head)
Kepala silinder terletak pada bagian terdepan dari blok silinder (cylinder).
Kepala silinder ini berfungsi sebagai :
a. Tutup silinder serta menjadi tempat kedudukan katub masuk dan katub
buang.
b. Tempat kedudukan busi
c. Tempat salura masuk dan saluran buang
d. Tempat mengalirnya pelumasan untuk mekanisme katub
Kepala silinder bertumpu pada blok silinder (cylinder) dan dihubungkan dengan
baut-baut pada kepala silinder. Pada sambungan kepala silinder dan blok
silinder dirapatkan oleh perapat (gasket and packing) yang ditempatkan
diantara keduanya, dengan tujuan agar sambungan kedap terhadap kebocoran
Gambar 7. Kepala silinder (Cylinder head)
4. Poros bubungan (Camshaft)
Poros bubungan (camshaft) adalah sebuah alat yang digunakan dalam mesin
torak untuk menjalankan mekanisne katub. Dia terdiri dari batangan silinder.
Camshaft membuka katup dengan menekannya, atau dengan mekanisme
bantuan rocker arm, ketika Camshaft berputar. Hubungan antara perputaran
camshaft dengan perputaran poros engkol sangat penting. Karena katup
mengontrol aliran masukan bahan bakar dan pengeluaran, mereka harus dibuka
dan ditutup pada saat yang tepat selama stroke piston. Untuk alasan ini,
camshaft dihubungkan dengan crankshaft secara langsung, atau melalui
mekanisme gear, atau secara tidak langsung melalui rantai yang
disebut stationer. Dalam beberapa rancangan camshaft juga
menggerakkan distributor, minyak dan pompa bahan bakar. Juga dalam
sistem injeksi bahan bakar. Dalam sebuah mesin dua-langkah yang
crankshaft, dalam mesin camshaft berputar pada kecepatan yang sama dengan
crankshaft. Dalam mesin empat langkah, katup-katup akan membuka setengah
lebih sedikit; oleh karena itu dua putaran penuh crankshaft terjadi di setiap
putaran camshaft. (Wikipedia.2012).
Gambar 8. Poros bubungan (Camshaft)
5. Rocker arm
Rocker arm adalah tuas isolasi yang menyampaikan gerakan radial dari tonjolan
(lobe) camshaft yang berputar menjadi gerak linier pada katub. Rocker arm
berfungsi untuk menbuka dan menutup katub dan menyetel kerenggangan katup
(Wikipedia,2012).
6. Pegas katup (Spring valve)
Pegas katup berfungsi sebagai mekanisme penutup katup secara otomatis.
Ketika pegas katup diberi tekanan dari pelatuk katup (rocker arm) maka katup
akan terbuka dan ketika tekanan pada pegas tidak diberikan maka katup
tertutup.
Gambar 10. Pegas Katub (Spring valve)
7. Katup (valve)
Katup (valve) berfungsi untuk mengatuk masuknya campuran bahan bakar dan
mengatur kelurnya gas sisa pembakaran. Katup (valve) di bagi menjadi 2
bagian, yaitu :
a. Katup hisap
Katup hisap berfungsi mengatur masuknya bahan bakar dan udara pada
saat langkah hisap.
b. Katup buang
Katub buang berfungsi mengatur keluarnya gas sisa pembakaran pada saat
langkah hisap. Katub buang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari katup
Gambar 11. Katub pada motor empat langkah
8. Silinder (Cylinder)
Silinder (cylinder) berfungsi sebagai tempat berlangsungnya keempat langkah
proses pembakaran pada motor bakar.
.
Gambar 12. Silinder(Cylinder) supra 100cc.
9. Torak (Piston)
Torak adalah bagian mesin yang langsung menerima gaya yang ditimbulkan
oleh pembakaran bahan bakar di dalam silinder dan meneruskan gaya melalui
batang torak menuju poros engkol. Torak bersama dengan cincin torak bergerak
secara translasi didalam silinder. Ada pun fungsi dari torak, yaitu :
b. Mengubah tekanan pembakaran menjadi gaya mekanis yang didistribusikan
ke poros engkol.
c. Menjadi tempat ke dudukan cincin torak.
Gambar 13. Torak(Piston)
10. Cincin torak (Ring piston)
Cincin torak (ring piton) terpasang pada celah atau alur torak pada bagian
atas, tengah dan bawah.cincin torak terbuat dari bahan baja bermutu tinggi
dengan proses pengerjaan yang presisi (akurat). Cincin torak (ring piston)
befungsi untuk:
a. Merapatkan permukaan dinding silinder dan torak untuk menahan tekanan
gas pada ruang bakar.
b. Mengatur pelumasan antara torak dan dinding silinder.
c. Membantu pendinginan torak dengan cara menyalurkan sejumlah panas
Menurut kegunaannya cincin torak terbagi menjadi 2, yaitu : cincin kompresi
berguna menahan tekanan gas dalam ruang bakar dan cincin oli yang berguna
menyapukan pelumas pada dinding silinder. (hidayat, 2008).
Gambar 14. Cincin torak (Ring piston)
11.Batang torak (Conecting rod)
Batang torak (conecting rod) adalah bagian mesin yang menjadi penghubung
antara torak dengan poros engkol dan berfungsi untuk mengubah gerak
translasi torak menjadi gerak putar pada poros engkol. Batang torak harus
dibuat seringan mungkin dan tahan terhadap tekanan tinggi.
12.Poros engkol (Crankshaft)
Poros engkol (Crankshaft, biasanya mekanik juga menyebutnya kruk as)
adalah sebuah bagian pada mesin yang mengubah gerak vertikal/horizontal
dari piston menjadi gerak rotasi (putaran). Pada ujung-ujung poros engkol
dipasangkan bantalan (Bearing) dan diletakan pada ruang engkol (crankcase)
akan dihubungkan ke roda gila (flywheel) sehingga motor bisa bergerak
(Wikipedia,2012).
Gambar 16. Poros engkol (Crankshaft) (Wikipedia,2012).
13.Kopling
Kopling adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan dua poros pada
kedua ujungnya dengan tujuan untuk mentransmisikan daya mekanis. Kopling
biasanya tidak mengizinkan pemisahan antara dua poros ketika beroperasi,
namun saat ini ada kopling yang memiliki torsi yang dibatasi sehingga dapat
Gambar 17. Komponen-komponen kopling
Tujuan utama dari kopling adalah menyatukan dua bagian yang dapat berputar.
Dengan pemilihan, pemasangan, dan perawatan yang teliti, performa kopling
bisa maksimal, kehilangan daya bisa minimum, dan biaya perawatan bisa
diperkecil (Wikipedia,2012). Secara garis besar jenis kopling pada sepeda
motor dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Kopling manual (kopling mekanis)
Kopling manual cara kerjanya diatur oleh sebuah tuas yang biasa disebut
handel kopling dengan cara menarik tuas kopling.Bila handel kopling pada
batang kemudi bebas (tidak ditarik) maka pelat tekan dan pelat gesek
dijepit oleh piring penekan (clutch pressure plate) dengan bantuan pegas
kopling sehingga tenaga putar dari poros engkol sampai pada roda
belakang. Sedangkan bila handel kopling pada batang kemudi ditarik maka
kawat kopling akan menarik alat pembebas kopling. Alat pembebas
kopling ini akan menekan batang tekan (pushrod) atau release rod yang
penekan ke arah berlawanan dengan arah gaya pegas kopling. Akibatnya
pelat gesek dan pelat tekan akan saling merenggang dan putaran rumah
kopling tidak diteruskan pada poros utama, atau hanya memutarkan rumah
kopling dan pelat geseknya saja.
2. Kopling Otomatis (Kopling sentrifugal)
Cara kerja pada kopling otomatis sebenarnya sama saja cuma
pengoperasiannya tidak ditarik kabel kopling maupun ditekan cairan
hidrolik. Tetapi mengandalkan komponen kopling sentrifugal yang bekerja
mengikuti kecepatan putaran mesin. Cara kerjanya pada saat putaran mesin
rendah (stasioner), gaya sentrifugal dan kampas kopling, pemberat menjadi
kecil sehingga sepatu kopling terlepas dari rumah kopling dan tertarik ke
arah poros engkol, akibatnya rumah kopling yang berkaitan dengan gigi
pertama penggerak menjadi bebas terhadap poros engkol. Saat putaran
mesin bertambah, gaya sentrifugal semakin besar sehingga mendorong
kanvas kopling mencapai rumah kopling di mana gayanya lebih besar dari
gaya tarik pengembali. Rumah kopling ikut berputar dan meneruskan ke
tenaga gigi pertama yang digerakkan. Sedangkan kopling kedua
ditempatkan bersama primary driven gear pada poros center (countershaft)
dan berhubungan langsung dengan mekanisme pemindah gigi
transmisi/persnelling. Pada saat gigi persnelling dipindahkan oleh pedal
pemindah gigi, kopling kedua dibebaskan oleh pergerakan poros pemindah
14.Knalpot
Knalpot adalah piranti tempat penampungan dan pembuangan gas sisa
pembakaran. Selain menjadi tempat penampungan dan pembuangan gas sisa
pembakaran, knalpot berfungsi meredam suara ledakan dari ruang bakar
sehinnga tidak menimbulkan suara bising (Pikiran rakyat, 2006)
Gambar 18. Gambar knalpot
F. Parameter Prestasi Motor Bensin 4-Langkah
Prestasi mesin biasanya dinyatakan dengan efisiensi thermal, th. Karena pada
motor bakar 4 langkah selalu berhubungan dengan pemanfaatan energi
panas/kalor, maka efisiensi yang dikaji adalah efisiensi thermal. Efisiensi thermal
adalah perbandingan energi (kerja/daya) yang berguna dengan energi yang
diberikan. Prestasi mesin dapat juga dinyatakan dengan daya output dan
pemakaian bahan bakar spesifik engkol yang dihasilkan mesin. Daya output
beban. Sedangkan pemakaian bahan bakar spesifik engkol menunjukan seberapa
efisien suatu mesin menggunakan bahan bakar yang disuplai untuk menghasilkan
kerja. Prestasi mesin sangat erat hubungannya dengan parameter operasi, besar
kecilnya harga parameter operasi akan menentukan tinggi rendahnya prestasi
mesin yang dihasilkan (Wardono, 2004).
Untuk mengukur prestasi kendaraan bermotor bensin 4-langkah dalam
aplikasinya diperlukan parameter sebagai berikut :
1. Konsumsi bahan bakar, semakin sedikit konsumsi bahan bakar kendaraan
bermotor bensin 4-langkah, maka semakin tinggi prestasinya.
2. Akselerasi, semakin tinggi tingkat akselerasi kendaraan bermotor bensin
4-langkah maka prestasinya semakin meningkat.
3. Waktu tempuh, semakin singkat waktu tempuh yang diperlukan pada
kendaraan bermotor bensin 4-langkah untuk mencapai jarak tertentu, maka
semakin tinggi prestasinya.
4. Putaran mesin, putaran mesin pada kondisi idle dapat menggambarkan normal
atau tidaknya kondisi mesin. Perbedaan putaran mesin juga menggambarkan
besarnya torsi yang dihasilkan.
5. Emisi gas buang, motor dalam kondisi statis bisa dilihat emisi gas buangnya
pada rpm rendah dan tinggi.
Pada motor bakar torak parameter-perameter prestasi mesin dapat ditentukan
a. Volume Silinder
Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak
(V1). Sedangkan volume antara TMA dan kepala silinder (tutup silinder)
disebut volume sisa (Vs). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak
ketika ia berada di TMB sampai tutup silinder.
Vt =V1+Vs ... (1)
Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan
diameter silinder (D) dan panjang langlah torak (L) biasanya mempunyai
satuan centimeter cubic (cc) atau cubic inch (cu.in).
V1 = luas lingkaran x panjang langkah
silinder tergantung dari banyaknya silinder yang digunakan dan besarnya
volume silinder (Kiyaku & Murdhana, 1998).
b. Perbandingan Kompresi
Hasil bagi volume total dengan volume sisa disebut sebagai perbandingan
Dimana :
V1 = volume langkah torak
Vs = volume sisa
Perbandingan kompresi tidak dapat dinaikan tanpa batas, karena motor
pembakaran yang menggunakan busi akan timbul suara menggelitik kalau
perbandingan kompresinya terlalu tinggi (Soenarta & Furuhama, 1995).
c. Torsi dan Daya Poros
Dinamometer biasanya digunakan untuk mengukur torsi sebuah mesin.
Adapun mesin yang akan diukur torsinya tersebut diletakkan pada sebuah
testbed dan poros keluaran mesin dihubungkan dengan rotor dinamometer.
Rotor dihubungkan secara elektromagnetik, hidrolis, atau dengan gesekan
mekanis terhadap stator yang ditumpu oleh bantalan yang mempunyai
gesekan kecil. Torsi yang dihasilkan oleh stator ketika rotor tersebut
berputar diukur dengan cara menyeimbangkan stator dengan alat
pemberat, pegas, atau pneumatik.
Hambatan ini akan menimbulkan torsi (T), sehingga nilai daya (P) dapat
ditentukan sebagai berikut :
n = putaran mesin (rpm)
T = torsi (Nm)
Torak yang didorong oleh gas membuat usaha. Baik tekanan maupun
suhunya akan turun waktu gas berekspansi. Energi panas diubah menjadi
usaha mekanis. Konsumsi energi panas ditunjukkan langsung oleh
turunnya suhu. jika toraknya tidak mendapatkan hambatan dan tidak
menghasilkan usaha gas tidak akan berubah meskipun tekanannya turun.
d. Tekanan Efektif Rata-rata (BMEP)
Nilai BMEP adalah merupakan tekanan efektif rata-rata (brake mean
effective pressure) yang diukur dengan menggunakan sebuah
dynamometer dan BMEP menunjukkan besar nilai daya mesin pada tiap
satuan volume silinder pada putaran tertentu dan tidak tergantung dari
ukuran motor bakar. (Soenarta &Furuhama, 1995).
Besar nilai BMEP dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut :
Vd= volume langkah total silinder (m3)
Z = sistem siklus (4 langkah =2, 2 langkah =1)
e. Efisiensi Thermis
Perbandingan antara energi yang dihasilkan dan energi yang dimasukkan
pada proses pembakaran bahan bakar disebut efisiensi thermis rem (brake
thermal efficiency) dan ditentukan sebagai berikut :
(%)
Nilai kalor mempunyai hubungan dengan berat jenis. Pada umumnya
semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah nilai kalornya (Kiyaku &
Murdhana, 1998).
f. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFC)
Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) ditentukan dalam g/PSh atau
kebalikan dari pada ηbt. Penggunaan bahan bakar dalam gram per jam.
Dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
kg kWh
Pm
SFC f / ... (7)
Dimana :
SFC = konsunsi bahan bakar spesifik (kg/kWh)
P = daya mesin (kW)
Sedang nilai mf dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut:
bb
G. Pengoptimalkan Daya Motor
Yang dimaksud dengan daya adalah besarnya kerja motor yang dihasilkan selama
waktu tertentu. Pada motor empat langkah, tiap dua kali putaran poros engkol
terjadi satu kali kerja. Daya motor dapat dipertinggi dengan cara memperbesar
daya spesifik, yaitu :
a. Mempertinggi tekanan efektif rata-rata
b. Mempertinggi frekuensi putaran mesin
Banyak metode untuk memperbaiki kedua faktor yang dapat meningkatkan daya
motor, dengan cara sebagai berikut :
1. Memperbaiki sistem pengisian dan pembuangan gas sisa dalam ruang bakar
Memperbaiki pengisian dan pembuangan ruang bakar sama dengan
mempercepat masuknya bahan masuk dan mempercepat pembuangan gas sisa
pembakaran dalam ruang bakar. Hal ini dapat di tempuh dengan cara :
a. Menggunakan sistem karburator dengan lubang venturi yang lebih besar
sehingga tekana bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar menjadi
lebih tinggi, tetapi cara ini harus diimbangi dengan sistem pengapian yang
lebih baik agar tidak terjadi pembakaran tidak sempurna yang
menyebabkan timbulnya kerak arang dalam ruang bakar.
b. Menerapkan intake manifold selicin mungkin. Dengan menghaluskan
permukaan dalam, maka aliran campuran udara - bahan bakar mengalami
tekanan lebih tinggi dibanding jika friksi yang dialami aliran lebih besar.
Campuran udara - bahan bakar yang masuk pada tekanan lebih tinggi akan
menghasilkan daya yang lebih besar saat langkah kerja.
c. Melakukan pembesaran lubang masuk, lubang buang dan
menghaluskannya (porting and polish) pada kepala silinder dengan tujuan
mempercepat aliran bahan bakar masuk dan aliran keluar gas sisa
pembakaran didalam silinder. Ketika melakukan porting pada kepala
silinder. (ratmotorsport, .2009).
Gambar 19. Cara melakukan porting dan polish (Graham. 1987).
d. Menggunak sistem pembuangan gas sisa pembakaran(racing exhaust) yang
lebih mudah mengeluarkan gas sisa pembakaran dengan cepat, tetapi masih
2. Meningkatkan perbandingan pemampatan
Meningkatkan perbandingan pemampatan dapat meningkatkan tekanan rata-rata
pada tiap siklus motor empat langkah dan meningkatkan efesiensi motor, tetapi
jika perbandingan pemampatan terlalu tinggi maka mesin akan mengalami
detonasi akibat besarnya ledakan hasil pembakaran. Meningkatkan
perbandingan pemampatan atau perbandingan kompresi dapat dilakukan
dengan cara :
a. Melakukan pemangkasan pada bagian permukaan dinding kepala silinder
sebesar 0,2 mm dan dilakukan penghalusan permukaan agar kompresi tidak
bocor.
b. Memperbesar lubang silinder, agar dalam silinder mampu mengaplikasikan
diameter torak yang lebih besar. Dengan menggunakan torak yang lebih
besar kapasitas ruang bakar meningkat.
3. Mempertinggi frekuensi putaran mesin
Dengan meningkatkan frekuensi putaran maka banyak terjadi langkah kerja
dengan waktu yang sama. Peningkatan frekuensi putaran mesin maka pengisian
silinder meningkat dan pembakaran lebih optimal. Peningkatan frekuensi
putaran mesin dapat dilakukan dengan cara :
Gambar 20. Diagram katup (Koemat. 2011).
b. Menggunakan pegas katup dengan daya balik cepat untuk menghindari
terjadinya katup melayang pada saat putaran mesin tinggi.
4. Mengoptimalkan bagian-bagian yang berputar
Mengoptimalkan bagian-bagian yang bergerak bertujuan agar dapat
memperoleh kecepatan tinggi dalam waktu singkat. Hal ini dapat dilakukan
dengan cara :
a. Menyeimbangkan secara teliti bagian-bagian yang berputar, seperti poros
engkol, piston dan batang penghubung (conecting rod). Karena frekuensi
putaran yang tinggi gaya massa piston dan batang-batang penghubungnya
menjadi lebih besar. Gaya masa ini dapat dikurangi dengan menggunakan
piston dan batang penghubung dengan masa yang lebih kecil.
b. Memperkecil massa roda penerus(flywheel) untuk mendapatkan putaran
memerlukan ketelitian yang tinggi, karena dapat mengakibatkan puntiran
besar pada poros engkol (Graham, 1987).
H. SISTEM PENGAPIAN SEPEDA MOTOR
Secara umum sistem pengapian sepeda motor dibagi menjadi dua, yaitu
sistem pengapian konvesional dan sistem pengapian electronik. Namun saat
ini sistem pengapian konvensional sudah tidak digunanakan lagi. Saat ini
banyak sepeda motor menggunakan sistem pengapian electronik, sistem
pengapian electronik dibagi menjadi dua, yaitu :
1. Sistem pengapian CDI – AC
Pada saat magnet berputar akan menghasilkan tegangan AC dalam bentuk
induksi listrik yang berasal dari kumparan atau biasa di sebut spool. Arus
listrik akan dikirimkan ke CDI dengan tegangan antara 100-400volt,
tergantung putaran mesin.Selanjutnya arus bolak-balik (AC) yang berasal
kumparan di jadikan arus searah (DC) oleh diode dan disimpan di
kapasitor pada CDI unit. Kapasitor tidak akan melepas arus sebelum
komponen yang bertugas menjadi pintu (SCR) bekerja. Bekerjanya SCR
apabila telah mendapatkan sinyal pulsa dari kumparan/pulser CDI (Pulse
generator)yang menandakan saatnya pengapian. Dengan berfungsinya
SCR tersebut, menyebabkan kapasitor melepaskan arus (discharge)
dengan cepat. Kemudian arus mengalir ke kumparan primer koil
pengapian dengan tegangan 100-400volt, kemudian terjadi induksi dalam
Tegangan tinggi tersebut selanjutnya mengalir ke busi dalam bentuk
loncatan bunga api yang akan membakar campuran bensin dan udara
dalam ruang bakar. Pemajuan saat pengapian terjadi secara otomatis yaitu
saat pengapian dimajukan bersama dengan bertambahnya tegangan pulser
(pulse generator) akibat kecepatan putaran mesin motor.
Gambar 21. Skema sistem pengapian CDI – AC ( laskar suzuki. 2013 ).
2. Sistem pengapian CDI – DC
Sistem pengapian CDI-DC hampir sama cara kerjanya dengan sistem
pengapian CDI-AC, cuma pada sistem pengapian CDI-DC tegangan
sumbernya berasal dari bateray atau AKI (accu), bateray memberikan
suplai tegangan 12V ke sebuah inverter (bagian dari unit CDI). Kemudian
inverter akan menaikkan tegangan menjadi sekitar 350V. Tegangan 350V
ini selanjutnya akan mengisi kondensor/kapasitor. Dan arus baru akan
dilepaskan ke koil jika telah ada perintah dari pulser CDI. Keunggulan
(aki), berbeda dengan pengapian sistem CDI-AC yang tegangannya naik
turun ikut putaran mesin.
Gambar 22. Skema sistem pengapian CDI – DC ( laskar suzuki. 2013 )
I. PERBANDINGAN RODA GIGI DAN PERBANDINGAN PUTARAN
Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n1(rpm) pada
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Alat dan Bahan Penelitian
1. Spesifikasi Sepeda Motor 4-langkah
Mesin uji yang akan menggunakan cylinder head, cylinder dan crankshaft
sepeda motor Honda Supra X 125 dalam penelitian ini adalah sepeda motor 4
langkah. Adapun spesifikasi dari mesin uji tersebut adalah sebagai berikut:
Merk dan tipe : Honda Supra NF 100
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC
Sistem pendingin : Pendingin udara
Jumlah silinder : 1 (satu)
Diameter x Lan gkah : 50 x 49.5 mm
Kapasitas silinder : 97,1 cc
Perbandingan kompresi : 9,0 : 1
Daya maksimum : 7,6 HP pada 8000 rpm
Gigi transmisi : Rotary 4 Kecepatan (N-1-2-3-4-N)
Aki : 12 V / 5 Ah
Kapasitas tangki bahan bakar : 3,7 liter
Tahun Pembuatan : 1997
Gambar 23. Motor yang akan dimodifikasi
Mesin yang akan digunakan untuk membandingkan hasil modifikasi Honda
Supra 100cc adalah sepeda motor 4 langkah. Adapun spesifikasi dari mesin
pembanding tersebut adalah sebagai berikut:
Merk dan tipe : Honda Supra X 125
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC
Sistem pendingin : Pendingin udara
Jumlah silinder : 1 (satu)
Diameter x Lan gkah : 52,4 x 57,9 mm
Perbandingan kompresi : 9,0 : 1
Daya maksimum : 9,76 HP pada 7500 rpm
Torsi maksimum : 1,03 kgf.m/4.000 rpm
Gigi transmisi : Rotary 4 Kecepatan (N-1-2-3-4-N)
Aki : 12 V / 3,5 Ah
Kapasitas tangki bahan bakar : 3,7 liter
Tahun Pembuatan : 2008
Gambar 24. Sepeda motor pembanding
2. Alat yang digunakan
Berikut adalah alat-alat yang digunakan selama penelitian beserta
keterangannya:
a. Stopwatch
Gambar 25.Stopwatch
b. Gelas Ukur 100 ml
Gelas ukur 100 ml digunakan untuk mengukur volume bahan bakar.
Digunakan sebagai wadah bahan bakar ketika proses pengambilan data.
Sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah
dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar.
Gambar 26.Gelas ukur 100 ml
c. Tachometer
Tachometer yang dipakai dalam penelitian ini digunakan untuk mengetahui
Gambar 27.Tachometer
d. Perangkat Analog
Dalam penelitian ini, Speedometer, odometer, sudah berada dalam satu unit
panel analog motor pada dashboard. Speedometer dengan ketelitian 2 km /
jam dan odometer dengan ketelitian 100 m.
e. Tangki Bahan Bakar Buatan
Digunakan sebagai wadah bahan bakar ketika proses pengambilan data.
Sehingga tidak menggunakan tangki bahan bakar motor agar lebih mudah
dalam proses pengukuran konsumsi bahan bakar.
f. Satu (1) set kunci
Digunakan untuk membongkar dan memasang komponen-komponen
mesin.
Gambar 29. Satu (1) set kunci
g. Mistar sorong
Digunakan untuk mengukur perbedaan dimensi komponen-kompenen yang
akan dipasang.
Gambar 30. Mistar sorong digital
h. Timbangan
Gambar 31.Timbangan
3. Komponen-komponen utama untuk memodifikasi
Komponen utama adalah komponen-komponen yang digunakan untuk
memodifikasi kapasitas ruang bakar sepeda motor Honda Supra 100cc
menjadi 125cc. Komponen-komponen utama pada sepeda motor Honda Supra
100cc akan dilalukan penggantian sehingga diperoleh peningkatan kapasitas
ruang bakar menjadi 125cc, penggantian komponen-komponen utama pada
Tabel 1. Data penggantian komponen-komponen utama pada sepeda motor
Honda Supra 100 cc.
No Nama Komponen Bagian-bagian Komponen
Foto Spesifikasi
2 Intake manifold
13 Magnet, Spull, CDI
Weight magnet 1350 gram Diameter in magnet Ø 84 mm Diameter out magnet Ø115 mm
Dimension pulser 9x1,5x1,5mm
Type ignation dry
Voltase 6 volt AC
14 Knalpot
Komponen-komponen pengganti pada sepeda motor Honda Supra 100cc
untuk mendapatkan kapasitas ruang bakar sebesar 125cc adalah
komponen-komponen dari sepeda motor Honda Supra X 125cc yang tercantum pada
Tabel 2. Data komponen pengganti komponen utama pada sepeda motor Honda
Supra 100 cc.
No Nama Komponen Bagian-bagian Komponen
Foto Spesifikasi
2 Intake manifold
Port inlet Ø22 mm
3 Cylinder head
6 Spring valve
13 Magnet, Spull,
B.Persiapan Proses Modifikasi
Sebelum melakukan proses modifikasi sepeda motor Honda supra 100cc menjadi
125cc, perlu dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut :
a. Persiapan alat dan bahan
Persiapan alat dan bahan merupakan proses penyiapan
komponen-komponen utama yang akan digunakan untuk memodifikasi sepeda motor
b. Pengukuran dimensi-dimensi komponen mesin
Pengukuran dimensi komponen mesin dilakukan untuk mengetahui
seberapa besar perubahan tempat kedudukan komponen baru yang akan
menggantikan komponen lama dan mengetahui seberapa besar
ukuran-ukuran yang akan dilakukan pada proses pemesinan.
c. Desain modifikasi
Desain modifikasi bertujuan untuk mengetahui dimana saja tempat-tempat
perubahan kedudukan komponen lama terhadap komponen baru dan
menentukan proses pemesinan yang dilakukan.
C. Proses modifikasi
Untuk memodifikasi sepeda motor Honda Supra 100cc menjadi 125cc dengan
menggunakan cylinder head, cylinder block dan crankshaft sepeda motor Honda
Supra X 125cc, dlakukan proses – proses sebagai berikut :
a. Proses pembongkaran mesin
Sebelum dilakukan proses pembongkaran, mesin diturunkan dari rangka
motor. Proses pembongkaran mesin dilakukan pertama-tama pada bagian
cylinder head, kemudian melakukan pelepasan cylinder, piston, pelepasan
tutup crankcase bagian kanan dan kiri yang berisi kopling dan magnet.
Proses pelepasan terakhir dilakukan dengan melepas bagian crankcase.
