Kajian Unjuk Kerja Motor Bakar Menggunakan Program Visual Basic

(1)

KAJIAN UNJUK KERJA MOTOR BAKAR

MENGGUNAKAN PROGRAM VISUAL BASIC

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ALFARETH

NIM. 090421059

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

ABSTRAK

Kajian unjuk kerja motor bakar merupakan hal yang sangat penting dalam

perencanaan motor bakar, karena dengan perhitungan kajian unjuk kerja motor bakar

dapat diketahui berapa besar daya, pemakaian bahan bakar spesifik, efisiensi thermal

brake dan yang lainnya dalam merancang motor bakar, serta kita dapat melihat

perbandingan kajian unjuk kerja motor bakar menggunakan bahan bakar yang berbeda.

Karena itu dibutuhkan adanya sebuah program simulasi yang dapat menghitung dimensi

dan kajian unjuk kerja dari motor bakar. Dengan Microsoft Visual Basic 6.0 dapat

dibuat sebuah simulasi perhitungan desain dan kajian unjuk kerja motor bakar yang

mudah untuk digunakan. Program perhitungan kajian unjuk kerja dan dimensi motor

bakar dapat dibuat dengan memahami rumus yang terdapat pada motor bakar dan

memasukkannya ke dalam jendela kode pada visual basic. Dari hasil simulasi dan

perhitungan teoritis didapat bahwa perhitungan dengan simulasi lebih akurat dari

perhitungan secara teoritis.

(11)

ABSTRAK

(12)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

segala kasih dan rahmat-NYA dalam kehidupan penulis yang senantiasa memberikan

waktu dan tenaga sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan menyelesaikan pendidikan pada

Departemen Teknik Mesin. Adapun judul Skripsi ini adalah “Kajian Unjuk Kerja

Motor Bakar Menggunakan Program Visual Basic”

Dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, penulis banyak mengalami masalah,

hambatan namun berkat bantuan Dosen Pembimbing dan bantuan dari berbagai pihak

yang berupa dukungan,semangat,dan informasi maka Tugas Sarjana ini dapat

diselesaikan. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapkan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua Orangtua penulis Ayahanda L. Situmorang dan Ibunda H. br. Saragih.

Terima kasih atas doa dan dukungan yang tiada henti-hentinya baik moril

maupun materil hingga skripsi ini dapat diselesaikan.

2. Bapak Tulus B. Sitorus,ST,MT. sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang

telah banyak memberikan waktu dan bimbingan, hingga skripsi ini dapat

diselesaikan.

3. Bapak Ir.Mulfii Hazwi,M.Sc, dan Bapak Ir.A. Halim Nasution,M.Sc sebagai

dosen penguji.

4. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri, dan Bapak Ir.Syaril Gultom.MT

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik

USU.

5. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Depatermen Teknik Mesin

(13)

6. Kakak saya Elberty Agustina Situmorang, adik saya Richardo Pardamean

Situmorang dan Tryana Mayroselina Situmorang, terima kasih atas

dukungan doa dan semangat hingga skripsi ini dapat diselesaikan.

7. Buat semua keluarga yang tidak dapat penuliskan tuliskan satu

persatu.Terimakasih atas doa dan motivasinya.

8. Seluruh rekan rekan mahasiswa Teknik Mesin terkhusus Stambuk 2009

ekstensi, yang tidak dapat disebut satu persatu.

9. Dan semua pihak yang turut membantu dalam menyelasaikan Tugas Sarjana

ini yang namanya tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.

Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam Skripsi ini. Oleh karena itu,

sangat diharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan Skripsi ini.

Medan, Februari 2014

Penulis

Alfareth

(14)

DAFTAR ISI

1.3. Batasan Masalah ...2

1.4. Manfaat...2

1.5. Sistematika Penulisan...2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pendahuluan...5

2.2. Motor Bensin...6

2.2.1. Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah...7

2.2.2. Cara Kerja Motor Bensin 2 Langkah...9

2.2.3. Cara kerja mesin dua langkah ...10

2.3. Motor Diesel...13

2.3.1 Cara Kerja Motor Diesel 4 Langkah...13

2.3.2. Cara Kerja Motor Diesel 2 Langkah...16

2.3.3. Sistem Bahan Bakar ...17

2.4. Parameter Performansi/Unjuk Kerja Motor Bakar...17

2.4.1. Diameter Piston ...19

2.4.2. Panjang Connecting Rod ...19

2.4.3. Crank Radius / Crank Offset...19

2.4.4. Ratio of connecting rod length to crank offset ...19

(15)

2.4.6. Jarak antara the crank axis & pin piston ...20

2.4.7. Jarak permukaan piston dari TDC ...20

2.4.8. Kecepatan Piston Rata-rata ...21

2.4.9. Kec. Piston pada Akhir Pembakaran ...21

2.4.10. Volume Displacement 1 Cylinder ...21

2.4.11. Volume Displacement N Cylinder ...22

2.4.12. Volume Clearance (Sisa) ...22

2.4.13. Volume Silinder pada Tiap Sudut Engkol ...23

2.4.14. Massa Jenis Udara Lingkungan ...23

2.4.15. Massa jenis Udara masuk ke Silinder ...24

2.4.16. Brake Power ...24

2.4.17. Indicated Power ...24

2.4.18. Friction Power Lost ...25

2.4.19. First Brake Work ...25

2.4.20. Brake Mean Effective Pressure ...25

2.4.21. Indicated Mean Effective Pressure ...26

2.4.22. Friction Mean Effective Pressure ...26

2.4.23. Piston Face Area ...26

2.4.24. Mass of air in cylinder per cycle ...27

2.4.25. Mass of fuel in cylinder per cycle ...27

2.4.26. Rate of fuel flow in the engine ...27

2.4.27. Rate of air flow in the engine ...28

2.4.28. Brake specific work per unit mass...28

2.4.29. Brake System Power ...28

2.4.30. Brake Output Per Displacement ...29

2.4.31. Engine Specific Volume ...29

2.4.32. Efisiensi Thermal Brake ...29

2.4.33. Efisiensi Thermal Indikator ...30

2.4.34. Efisiensi Volumetris ...30

2.4.35. Efisiensi Konversi Bahan Bakar ...31

(16)

2.4.37. Indicated Specific fuel consumption ...31

2.4.38. Power Weight Ratio ...32

2.4.39. Road Load Power ...32

2.4.40. Speed of Sound at Inlet Conditions ...33

2.4.41. Intake Valve Area ...33

2.4.42. Diameter of Each Valve ...33

2.4.43. Upper Limit to Valve Lift ...34

2.5. Visual Basic...34

2.5.1 Keistimewaan Microsoft Visual Basic ...34

2.5.2 Komponen pada Layar Visual Basic...35

2.5.2.1. Menu Bar (Menu Utama)...36

2.5.2.2. Toolbar (Standard)...36

2.5.2.8. Jendela Posisi Form...41

2.5.2.9. Module...42

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat...43

3.2 Prosedur Analisa………...……43

3.2.1Keterangan Diagram Alir………...………....44

3.2.1.1Mulai………..………….………...…………...44

3.2.1.2 Studi Literatur………….………. ………...……..44

3.2.1.3 Pencarian dan Pengumpulan Data…………...…...45

3.2.1.4 Proses Perhitungan………....……….45

3.2.1.5 Kesimpulan dan Saran.………...…...……...45

(17)

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Awal (Input)...46

4.2. Data Output...50

4.2.1 Diameter Piston ...50

4.2.2 Panjang Connecting Rod ...50

4.2.3 Crank Radius / Crank Offset ...50

4.2.4 Ratio of connecting rod length to crank offset ...51

4.2.5 Ratio of bore to stroke ...51

4.2.6 Jarak antara the crank axis & pin piston ...51

4.2.7 Jarak permukaan piston dari TDC ...51

4.2.8 Kecepatan Piston Rata-rata ...52

4.2.9 Kec. Piston pada Akhir Pembakaran ...52

4.2.10 Volume Displacement 1 Cylinder ...52

4.2.11 Volume Displacement N Cylinder ...53

4.2.12 Volume Clearance (Sisa) ...53

4.2.13 Volume Silinder pada Tiap Sudut Engkol ...53

4.2.14 Massa Jenis Udara Lingkungan ...53

4.2.15 Massa jenis Udara masuk ke Silinder ...54

4.2.16 Brake Power ...54

4.2.17 Indicated Power ...54

4.2.18 Friction Power Lost ...55

4.2.19 First Brake Work ...55

4.2.20 Brake Mean Effective Pressure ...55

4.2.21 Indicated Mean Effective Pressure ...55

4.2.22 Friction Mean Effective Pressure ...56

4.2.23 Piston Face Area ...56

4.2.24 Mass of air in cylinder per cycle ...56

4.2.25 Mass of fuel in cylinder per cycle ...56

4.2.26 Rate of fuel flow in the engine ...57

4.2.27 Rate of air flow in the engine ...57

(18)

4.2.29 Brake System Power...58

4.2.30 Brake Output Per Displacement ...58

4.2.31 Engine Specific Volume ...58

4.2.32 Efisiensi Thermal Brake ...59

4.2.33 Efisiensi Thermal Indikator ...59

4.2.34 Efisiensi Volumetris ...59

4.2.35 Efisiensi Konversi Bahan Bakar ...60

4.2.36 Brake Specific fuel consumption ...60

4.2.37 Indicated Specific fuel consumption ...60

4.2.38 Power Weight Ratio ...61

4.2.39 Road Load Power ...61

4.2.40 Speed of Sound at Inlet Conditions ...61

4.2.41 Intake Valve Area ...62

4.2.42 Diameter of Each Valve ...62

4.2.43 Upper Limit to Valve Lift ...63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan...64

5.2 Saran...64

DAFTAR PUSTAKA

(19)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram P-V dan T-S Siklus Otto...7

Gambar 2.2. Cara kerja motor bensin 4 langkah...9

Gambar 2.3. Langkah pemasukan dan kompresi kedua...11

Gambar 2.4.Langkah usaha dan kompresi pertama...11

Gambar 2.5.Langkah pembuangan dan kompresi pertama...12

Gambar 2.6. Langkah pembuangan dan langkah pembilasan...12

Gambar 2.7 Diagram P-V dan diagram T-S mesin diesel...13

Gambar 2.8 Siklus kerja motor diesel 4 langkah...15

Gambar 2.9. Prinsip Kerja Motor Diesel 2 Langkah...16

Gambar 2.10. Piston dan silinder ...18

Gambar 2.11. Tampilan Layar pada Keadaan Standar...35

Gambar 2.12. Menu Bar...36

Gambar 2.13. Toolbar(standard)...36

Gambar 2.14. ToolBox...38

Gambar 2.15. Form Windows...39

Gambar 2.16. Windows Code...40

Gambar 2.17. Project Explorer ...40

Gambar 2.18. Jendela Properties ...41

Gambar 2.19. Jendela Posisi Form ...41

Gambar 2.20. Module ...42

Gambar 3.1 flow chart ...44

Gambar 4.1 Tampilan Utama Pada Visual Basic ...46

Gambar 4.2 Tampilan Perumusan Pada Visual Basic ...47

Gambar 4.3 Tampilan Keterangan Pada Program Visual Basic...47

(20)

DAFTAR NOTASI

SIMBOL KETERANGAN SATUAN

B Diameter Silinder mm

S Panjang Langkah Piston dari BDC ke TDC mm

Nc Jumlah Silinder

rc Rasio Kompresi

C Konstanta Untuk Menentukan

(21)

Dp Diameter Piston m

r Panjang Connecting Rod m

a Crank Radius / Crank Offset m

R Ratio of connecting rod length to crank offset

(22)

(t)b Efisiensi Thermal Brake %

(t)i Efisiensi Thermal Indikator %

v Efisiensi Volumetris %

f Efisiensi Konversi Bahan Bakar %

bsfc Brake Specific fuel consumption kg/kW-sec

isfc Indicated Specific fuel consumption kg/kW-sec

PWR Power Weight Ratio kW/kg

Pr Road Load Power kW

ci Speed of Sound at Inlet Conditions m/sec

AiI ntake Valve Area m2

dv Diameter of Each Valve m

(23)

ABSTRAK

(24)

ABSTRAK

(25)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Unjuk motor bakar dapat diketahui melalui beberapa parameter yakni efisiensi,

geometricalproperties dan parameter unjuk kerja yang lainnya. Efisiensi mesin ditandai

dengan efisiensi termal, thermal brake efficiency, efisiensi mekanik, efisiensi

volumetrik dan efisiensi relatif. Parameter mesin lainnya yang terkait dengan unjuk

kerja yakni tekanan efektif, kecepatan rata-rata piston, daya output spesifik, konsumsi

bahan bakar spesifik, intake valve mach index, kecepatan (rpm), torsi, rasio udara/bahan

bakar dan nilai kalori bahan bakar.Dalam menganalisa unjuk kerja (performa) motor

bakar, dapat digunakan 2 metode yang berbeda yakni eksperimen dan simulasi.

Eksperimen dilakukan dengan cara langsung menjalankan mesin yang kemudian

nantinya akan diukur parameter-parameter yang dibutuhkan. Berbeda dengan

eksperimen, simulasi merupakan salah satu cara memperoleh data dengan membuat

sebuah model komputer untuk mesin yang dikehendaki.

Untuk membuat model ini dapat menggunakan software tertentu seperti VISUAL

BASIC. Software ini merupakan alat simulasi mesin yang digunakan oleh pelajar dan

dosen. Dengan menggunakan software ini, maka dapat dilakukan simulasi terhadap

motor bakar yang nantinya akan didapatkan hasil simulasi berupa grafik maupun angka

yang menunjukkan parameter-parameter performa dari motor bakar yang bersangkutan.

Kelebihan penggunaan software untuk simulasi adalah lebih murah, tidak memerlukan

banyak material dan lebih menghemat waktu.

1.2Tujuan

Di dalam penulisan skripsi kajian unjuk kerja motor bakar menggunakan program

visual basic ini, penulis mempunyai beberapa tujuanyakni sebagai berikut:

1. Mengetahui unjuk kerja dari motor bakar secara lebih mendetail.

2. Mempermudah perhitungan unjuk kerja motor bakar.

3. Untuk memenuhi salah satu syarat penyelesaian jenjang pendidikan SI (Strata

(26)

1.3Batasan Masalah

Mengigat begitu luasnya cakupan motor bakar, maka masalah yang akan dibahas

dalam Skripsi ini adalah unjuk kerja motor bakar pada kendaraan yang biasa dipakai

sehari-hari. Untuk menegaskan dan lebih memfokuskan permasalahan dalam skripsi ini,

maka dibatasi permasalahan-permasalahan yang dibahas hanya sebagai berikut:

1. Software yang digunakan untuk simulasi adalah visual basic.

2. Perhitungan yang ditampilkan adalah dari buku referensi yang baku.

3. Data dari berbagai katalog mesin-mesin kendaraan yang biasa kita jumpai.

4. Tidak menghitung masalah thermodinamika pada motor bakar.

5. Objek yang dihitung pada bagian output meliputi Dimensi dan karakteristik

motor bakar.

1.4Manfaat

Diharapkan hasil dari skripsi ini akan memberikan manfaat untuk pengembangan

motor bakar dan ilmu pengetahuansebagai berikut :

1. Memberikan pengetahuan suatu simulasi performansi yang lebih jelas tentang

motor bakar dengan visual basic.

2. Memberikan kemudahan kepada pelajar ,pengajar untuk mengetahui peformansi

motor bakar.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan skripsi ini akan diuraikan secara singkat sebagai

gambaran isi pada masing masing bab, yaitu:

1. Bab I Pendahuluan

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi disertai

dengan hal-hal yang penulis ingin ungkapkan dan dapatkan. Kemudian

dilanjutkan dengan tujuan yaitu apa yang penulis ingin capai atau yang

menjadi target untuk dipublikasikan. Kemudian dilanjutkan dengan batasan

masalah yaitu sejauh mana penulis mengerjakan skripsi ini dan hal-hal apa

saja yang menjadi topik utama dalam skripsi ini. Begitu juga manfaat,bahwa

(27)

mempunyai nilai yang positif. Kemudian sitematika penulisan,tentang

bagaimana penulisan dan penyelesaian skripsi.

2. Bab II Tinjauan pustaka

Pada bab ini akan dibahas tetntang teori-teori yang berhubungan dengan judul

skripsi. Teori-teori yang di sajikan berupa pengertian kemudian dilanjutkan

dengan rumus-rumus yang akan dihitung nantinya. Teori-teori tersebut

diambil dari berbagai sumber seperti buku bacaan, browsur-browsur, data dari

tempat survai (survei lapangan) dan internet. Bahan-bahan tersebut akan

digabungkan menjadi sebuah tulisan yang menjadi dasar teori dari judul

skripsi yang memperkuat skripsi tersebut dengan data-data yang ada.

3. Bab III Metodologi Penelitian

Sebuah skripsi yang baik haruslah menggunakan teknik dan cara ataupun

metode yang baik di dalam melakukan penelitian sebagai data pendukung

dalam penyusunan skripsi. Karna skripsi ini adalah simulasi, maka harus

dilakukan percobaan-percobaan.

4. Bab IV Analisa data dan pembahasan

Pada bab ini akan diuraikan tentang proses perhitungan dari data-data yang

sudah didapatkan. Perhitungan yang dilakukan berlandaskan teori pada bab II

dimana rumus-rumus tersebut akan digunakan untuk mendapatkan data-data

hasil yang diinginkan. Proses perhitungan dan pembahasan akan disajikan

secara teratur dan terangkai dengan baik.

5. Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini adalah bab yangg terakhir yang berisikan intisari ataupun kesimpulan

yang didapatkan dalam proses penyusunan skripsi dan hasil yang didapatkan.

Bab ini akan menguraikan secara singkat hal-hal yang sangat penting tentang

hasil yang diperoleh. Setelah itu, dilanjutkan dengan saran yang penulis

(28)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan

Jika meninjau jenis-jenis mesin, pada umumnya adalah suatu pesawat yang

dapat merubah bentuk energi tertentu menjadi kerja mekanik. Misalnya, mesin listrik

merupakan sebuah mesin yang kerja mekaniknya diperoleh dari sumber listrik,

sedangkan mesin gas atau mesin bensin adalah mesin yang kerja mekaniknya diperoleh

dari sumber pembakaran gas atau bensin.

Selain dari pada itu, ada cara lain peninjauan mesin misalnya mesin bensin yang

dikategorikan sebagai mesin kalor. Yang dimaksud dengan mesin kalor disini adalah

mesin yang menggunakan sumber energi termal untuk menghasilkan kerja mekanik,

atau mesin yang dapat merubah energi termal menjadi kerja mekanik.

Selanjutnya, jika ditinjau dari cara memperoleh sumber energi termal, jenis

mesin kalor dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

1. Mesin pembakaran luar (external combustion engine). Mesin pembakaran luar adalah

mesin dimana proses pembakaran dan proses pengkompresian terjadi di ruangan

yang berbeda. Contohnya adalah mesin uap.

2. Mesin pembakaran dalam (internal combustion engine). Mesin pembakaran dalam

adalah mesin dimana proses pembakaran dan proses pengkompresian terjadi di

ruangan yang sama, sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi

sebagai fluida kerja. Mesin pembakaran dalam ini umumnya dikenal dengan sebutan

motor bakar. Contoh dari mesin kalor pembakaran dalam ini adalah motor bakar

torak dan turbin gas.

Jenis motor bakar torak itu sendiri berdasarkan proses penyalaan bahan bakarnya

terdiri dari dua bagian utama, yaitu :

1. Mesin bensin atau motor bensin dikenal dengan mesin “Otto” atau mesin “Beau Des

Rochas”. Pada motor bensin, penyalaan bahan bakar dilakukan oleh percikan bunga

api listrik dari antara ke dua elektroda busi. Oleh sebab itu,motor bensin dikenal juga

(29)

2. Motor “Diesel”. Di dalam motor diesel, penyalaan bahan bakar terjadi dengan

sendirinya karena bahan bakar disemprotkan ke dalam silinder yang berisi udara

yang bertekanan dan bersuhu tinggi. Motor diesel ini disebut juga dengan sebutan

Compression Ignition Engine (CIE),sistem penyalaan inilah yang menjadi perbedaan

pokok antara motor bensin dengan motor diesel.

Sedangkan berdasarkan siklus langkah kerjanya, motor bakar dapat

diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:

1. Motor dua langkah. Pengertian dari motor dua langkah adalah motor yang pada dua

langkah piston (satu putaran engkol) sempurna akan menghasilkan satu tenaga kerja

(satu langkah kerja).

2. Motor empat langkah. Pengertian dari motor empat langkah adalah motor yang pada

setiap empat langkah piston (dua putaran sudut engkol) sempurna menghasilkan satu

tenaga kerja (satu langkah kerja).

2.2 Motor Bensin

Motor bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin

pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang

untuk menggunakan bahan bakar bensin. Pada umumnya motor bensin dilengkapi

dengan busi dan karburator. Busi berfungsi sebagai penghasil loncatan api yang akan

menyalakan campuran udara dengan bahan bakar, karena hal ini maka motor bensin

disebut juga sebagai Spark Ignition Engine. Sedangkan karburator merupakan tempat

pencampuran udara dan bahan bakar.

Pada motor bensin, campuran udara dan bahan bakar yang dihisap ke dalam

silinder dimampatkan dengan torak kemudian dibakar untuk memperoleh tenaga panas.

Gas-gas hasil pembakaran dari bahan bakar akan meningkatkan suhu dan tekanan di

dalam silinder, sehingga torak yang berada di dalam silinder akan bergerak turun-naik

(30)

2.2.1 Cara Kerja Motor Bensin 4 Langkah

Motor bensin dapat dibedakan atas 2 jenis yaitu motor bensin 2-langkah dan

motor bensin 4-langkah. Pada motor bensin 2-langkah, siklus terjadi dalam dua gerakan

torak atau dalam satu putaran poros engkol. Sedangkan motor bensin 4-langkah, pada

satu siklus tejadi dalam 4-langkah. Langkah langkah yang terjadi pada motor bensin

dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini :

Gambar 2.1. Diagram P-V dan T-S Siklus Otto

Keterangan Gambar :

P = Tekanan (atm)

V = Volume Spesifik (m3/kg)

T = Temperatur (K)

S = Entropi (kJ/kg.K)

q

in = Kalor yang masuk (kJ)

q

out = Kalor yang dibuang (kJ)

Keterangan siklus :

1-2 Kompresi Isentropik

2-3 Pemasukan Kalor pada Volume Konstan

3-4 Ekspansi Isentropik

(31)

Langkah-langkah yang terjadi pada motor bensin 4 langkah adalah :

1. Langkah isap

Pada langkah isap (0–1), campuran udara yang telah bercampur pada karburator

diisap ke dalam silinder (ruang bakar). Torak bergerak turun dari titik mati atas

(TMA) ke titik mati bawah (TMB) yang akan menyebabkan kehampaan (vacum)

di dalam silinder, maka dengan demikian campuran udara dan bahan bakar

(bensin) akan diisap ke dalam silinder. Selama langkah torak ini, katup isap akan

terbuka dan katup buang akan menutup.

2. Langkah Kompresi

Pada langkah kompresi (1–2), campuran udara dan bahan bakar yang berada di

dalam silinder dimampatkan oleh torak,dimana torak akan bergerak dari TMB

ke TMA dan kedua katup isap dan buang akan tertutup, sedangkan busi akan

memercikan bunga api dan bahan bakar mulai terbakar akibatnya terjadi proses

pemasukan panas pada langkah (2-3).

3. Langkah Ekspansi

Pada langkah ekspansi (3–4), campuran udara dan bahan bakar yang diisap telah

terbakar.Selama pembakaran, sejumlah energi dibebaskan, sehingga suhu dan

tekanan dalam silinder naik dengan cepat. Setelah mencapai TMA, piston akan

didorong oleh bahan bakar bertekanan tinggi menuju TMB. Tenaga mekanis ini

diteruskan ke poros engkol.Saat sebelum mencapai TMB, katup buang terbuka,

bahan bakar hasil pembakaran mengalir keluar dan tekanan dalam silinder turun

dengan cepat.

4. Langkah Pembuangan

Pada langkah pembuangan (4–1-0), torak terdorong ke bawah menuju TMB dan

naik kembali ke TMA untuk mendorong ke luar gas-gas yang telah terbakar di

dalam silinder. Selama langkah ini, katup buang membuka sedangkan katup isap

(32)

Pada motor bensin 4-langkah, poros engkol berputar sebanyak dua putaran

penuh dalam satu siklus dan telah menghasilkan satu tenaga. Cara kerja motor bensin 4

langkah ini dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut:

Gambar 2.2. Cara kerja motor bensin 4 langkah

2.2.2 Cara Kerja Motor Bensin 2 Langkah

Motor bensin 2 langkah adalah motor bensin dimana untuk melakukan suatu

kerja diperlukan 2 langkah gerakan piston dan 1 kali putaran poros engkol. Siklus kerja

motor bensin 2 langkah:

1. Langkah Hisap dan Kompresi

Sewaktu piston bergerak keatas menuju TMA ruang engkol akan membesar dan

menjadikan ruang tersebut hampa (vakum). Lubang pemasukan terbuka. Dengan

perbedaan tekanan ini, maka udara luar dapat mengalir dan bercampur dengan

bahan bakar di karburator yang selanjutnya masuk ke ruang engkol (disebut

langkah isap atau pengisian ruang engkol). Disisi lain lubang pemasukan dan

lubang buang tertutup oleh piston, sehingga terjadi proses langkah kompresi

disini. Dengan gerakan piston yang terus ke atas mendesak gas baru yang sudah

(33)

sebelum piston mencapai TMA busi akan melentikkan bunga api dan mulai

membakar campuran gas tadi (langkah ini disebut langkah kompresi).

2. Langkah Usaha dan Buang

Ketika piston mencapai TMA campuran gas segar yang dikompresikan

dinyalakan oleh busi. Gas yang terbakar mengakibatkan ledakan yang

menghasilkan tenaga sehingga mendorong piston memutar poros engkol melalui

connecting rod sewaktu piston bergerak kebawah menuju TMB (langkah usaha).

Beberapa derajat setelah piston bergerak ke TMB lubang buang terbuka oleh

kepala piston, gas-gas bekas keluar melalui saluran buang (langkah buang).

Beberapa derajat selanjutnya setelah saluran buang dibuka, maka saluran bilas

(saluran transfer) mulai terbuka oleh tepi piston.

Ketika piston membuka lubang transfer segera langkah pembuangan telah

dimulai. Gas baru yang berada di bawah piston terdesak, campuran yang

dikompresikan tersebut mengalir melalui saluran bilas menuju puncak ruang

bakar sambil membantu mendorong gas bekas keluar (proses ini disebut

pembilasan).

2.2.3. Cara kerja mesin dua langkah

1. Langkah Pemasukan dan Kompresi Kedua

Sewaktu piston bergerak keatas didalam crankcase terjadi kevacuman dan

sewaktu piston mulai membuka lubang pemasukan,campuran bahan bakar dan

udara dari karburator terhisap masuk kedalam crankcase. Disisi lain lubang

transfer dan exhaust port tertutup oleh piston, lalu campuran bahan bakar dan

(34)

Gambar 2.3. Langkah pemasukan dan kompresi kedua

2. Usaha (Langkah Usaha) dan Kompresi Pertama

Ketika piston mencapai TMA campuran bahan bakar yang dikompresikan

dinyalakan oleh busi. Gas yang terbakar mendorong piston memutar poros

engkol melalui connecting rod. Sewaktu piston bergerak kebawah, piston

menutup lubang pemasukan dan sewaktu piston bergerak kebawah, lalu piston

mengkompresi campuran didalam crankcase.

(35)

3. Langkah Pembuangan dan Kompresi Pertama

Sewaktu piston bergerak kebawah, lalu piston membuka lubang buang untuk

mengalirkan sisa gas keluar dari silinder. Disisi lain, campuran didalam

crankcase dikompresi (setengah gerakan piston kebawah).

Gambar 2.5.Langkah pembuangan dan kompresi pertama

4. Langkah Pembuangan dan Langkah Pembilasan

Ketika piston membuka lubang transfer segera langkah pembuangan telah

dimulai, campuran yang dikompresikan didalam crankcase mengalir melalui

lubang transfer didinding silinder dan mengalir kedalam ruang pembakaran.

Campuran bahan bakar ini mendorong gas sisa pembakaran keluar dari silinder

dan pada waktu yang bersamaan ruang pembakaran diisi dengan campuran bahan

bakar.

(36)

2.3. Motor Diesel

Motor Diesel disebut juga motor pembakaran dengan tekanan kompressi karena

motor mengisap udara dan mengkompresikan dengan tingkat yang lebih tinggi.

Berdasarkan efisiensi secara keseluruhan, motor diesel muncul sebagai mesin

pembakaran yang paling efisien dan bertenaga besar, pada jenis motor diesel putaran

rendah dapat mencapai effesiensi sampai 50 persen atau lebih. Pada motor diesel 4

langkah, katup masuk dan buang digunakan untuk mengontrol proses pemasukan dan

pembuangan gas dengan membuka dan menutup saluran masuk dan buang. Pemakaian

bahan bakar lebih hemat, diikuti dengan tingkat polutan gas buang yang relatif rendah,

semuanya itu dihasilkan oleh motor diesel secara signifikan.

2.3.1 Cara Kerja Motor Diesel 4 Langkah

Cara kerja mesin Diesel 4 langkah, pada prinsipnya hampir sama dengan mesin

Otto, dimana piston bergerak secara translasi dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati

Bawah (TMB) dan sebaliknya berulang-ulang sebanyak 4 kali dalam satu siklus. Urutan

Siklusnya sebagai berikut:

Gambar 2.7 Diagram P-V dan diagram T-S mesin diesel

Keterangan Gambar :

P = Tekanan (atm)

V = Volume Spesifik (m3/kg)

T = Temperatur (K)

(37)

q

in = Kalor yang masuk (kJ)

q

out = Kalor yang dibuang (kJ)

Keterangan siklus :

1-2 Kompresi Isentropik

2-3 Pemasukan Kalor pada Tekanan Konstan

3-4 Ekspansi Isentropik

4-1 Pembuangan hasil pembakaran

1. Langkah Hisap (Intake)

Pada langkah ini, piston akan bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati

bawah (TMB). Selanjutnya, katup hisap akan terbuka sebelum mencapai TMA

dan katup buang akan tertutup. Akibatnya, akan terjadi kevakuman di dalam

silinder yang menyebabkan udara murni masuk ke dalam silinder.

2. Langkah Kompresi (Compression)

Pada langkah ini piston bergerak sebaliknya, yaitu dari TMB ke TMA. Katup

hisap tertutup sementara katup buang akan terbuka. Udara kemudian akan

dikompresikan sampai pada tekanan dan suhunya menjadi 30kg/cm2 dan suhu

500 derajat celsius. Perbandingan kompresi pada motor diesel berkisar diantara

14 : 1 sampai 24 : 1 . Akibat proses kompressi ini udara menjadi panas dan

temperaturnya bisa mencapai sekitar 900 °C . Pada akhir langkah kompresi

injektor/nozel menyemprotkan bahan bakar ke dalam udara panas yang

bertekanan sampai diatas 2000 bar. Solar dibakar oleh panas udara yang telah

dikompresikan di dalam silinder. Untuk memenuhi kebutuhan pembakaran

tersebut, maka temperatur udara yang dikompresikan di dalam ruang bakar harus

mencapai 500 derajat celsius atau lebih. Perbedaan kompresi ini menghasilkan

efisiensi panas yang lebih besar, sehingga penggunaan bahan bakar diesel lebih

(38)

3. Langkah Ekspansi (Power)

Pada langkah ketiga , katup hisap tertutup, katup buang juga tertutup dan injector

menyemprotkan bahan bakar. Sehingga, terjadi pembakaran yang menyebabkan

piston bergerak dari TMA ke TMB.

4. Langkah Buang (Exhaust)

Dan pada langkah keempat (langkah buang), hampir sama dengan langkah hisap,

yaitu piston bergerak dari TMB ke TMA. Namun, katup hisap akan tertutup dan

katup buang akan terbuka. Sedangkan piston akan bergerak mendorong gas sisa

pembakaran keluar.

(39)

2.3.2. Cara Kerja Motor Diesel 2 Langkah

Prinsip kerja dari motor diesel 2 tak secara sederhana dapat diuraikan sebagai

berikut :

1. Langkah pemasukan - kompresi

Udara bersih di dalam silinder dikompresikan oleh torak, sebagai akibat dari kenaikan

tekanan maka suhu udara mencapai 700-900º C. Bahan bakar disemprotkan atau

diinjeksikan ke dalam udara panas dan terbakar dengan cara yang sama seperti dalam

motor diesel 4 tak.

2. Langkah usaha - buang

Torak bergerak menuju TMB oleh tekanan yang tinggi karena akibat pembakaran.

Dalam menunjang proses pembilasan, motor dilengkapi dengan sebuah kompresor yang

menekan udara bersih ke dalam ruang bilas, torak menuju TMB, membuka lubang

udara bilas sehingga udara mengalir ke dalam silinder. Udara bilas menekan gas bekas

melalui katup buang yang terbuka dan keluar melalui saluran pembuangan.

(40)

2.3.3. Sistem Bahan Bakar

Ada tiga sistem yang banyak dipakai dalam penyaluran bahan bakar dari tangki

bahan bakar sampai masuk kedalam silinder pada motor diesel, antara lain:

1. Sistem pompa pribadi

Setiap silinder memiliki satu pompa tekanan tinggi. Pompa tekanan tinggi

adalah pompa plunyer yang dilengkapi dengan pengatur kapasitas semprotan,

sedangkan daya untuk menggerakkan pompa di ambil dari daya mesin itu sendiri.

2. Sistem distribusi

Sistem distribusi juga menggunakan sebuah pompa tekanan tinggi hanya saja

pompa mengalirkan bahan bakar bertekanan tinggi ke dalam distributor. Distributor

membagi bahan bakar ke setiap penyemprot sesuai dengan urutan yg telah di tentukan.

3. Sistem akumulator

Sitem akumulator juga menggunakan sebuah pompa bertekanan tinggi untuk

melayani semua penyemprot yang ada pada setiap silinder, tapi tidak dilengkapi dengan

alat pengatur kapasitas semprotan bahan bakar. Pada sistem ini pompa mengalirkan

bahan bakar masuk ke dalam sebuah akumulator yang dilengkapi oleh katup pengatur

tekanan sehingga tekanan bahan bakar dalam akumulator dapat konstan.

2.4. Parameter Performansi/Unjuk Kerja Motor Bakar

Parameter mesin diukur untuk menentukan karakterisitik pengoperasian pada motor

bakar. Parameter dan Performansi mesin dapat dilihat dari rumus rumus dibawah ini.

(41)

Gambar 2.10. Piston dan silinder

Keterangan :

B : Bore

S : Stroke

R : connecting rod length

a : Crank offset

s : Piston position

: Crank angle

: Clearance volume

: Displacement volume

TDC : Top Dead Centre

(42)

2.4.1. Diameter Piston

Diameter Piston (Dp) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Dp = B – ( 2 . Δy )

Dimana :

B = Diameter Silinder

Δy = Clearance piston & dinding silinder

2.4.2. Panjang Connecting Rod

Panjang Connecting Rod (r) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

r = 1.75 x S

Dimana :

S = Panjang Langkah Piston dari BDC ke TDC

2.4.3. Crank Radius / Crank Offset

Crank Radius / Crank Offset (a) dapat diperoleh dengan persamaan berikut

a =

Diimana :

S = Langkah Piston dari BDC ke TDC

2.4.4. Ratio of connecting rod length to crank offset

Ratio of connecting rod length to crank offset (R) dapat diperoleh dengan

persamaan berikut :

(43)

Dimana :

r = Panjang Connecting Rod

a = Crank Radius / Crank Offset

2.4.5. Ratio of bore to stroke

Ratio of bore to stroke (B/S) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

B/S =

Dimana :

2.4.6. Jarak antara the crank axis & pin piston

Jarak antara the crank axis & pin piston (s) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

s =

Dimana :

= Sudut Engkol

2.4.7. Jarak permukaan piston dari TDC

Jarak permukaan piston dari TDC (x) dapat diperoleh dengan persamaan berikut:

x = r + a + s

(44)

s = Jarak antara the crank axis & pin piston

2.4.8. Kecepatan Piston Rata-rata

Kecepatan Piston Rata-rata (Ūp) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Ūp = 2 S N

Dimana :

N = Putaran Mesin

2.4.9. Kec. Piston pada Akhir Pembakaran

Kec. Piston pada Akhir Pembakaran (Up) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

Up = Ūp.

Dimana :

Ūp = Kecepatan Piston Rata-rata

π = 3,14

= Sudut Engkol

R = Ratio of connecting rod length to crank offset

2.4.10. Volume Displacement 1 Cylinder

Volume Displacement 1 Cylinder (Vd) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

(45)

Dimana :

π = 3,14

2.4.11. Volume Displacement N Cylinder

Volume Displacement N Cylinder (Vd-total) dapat diperoleh dengan

persamaan berikut :

Vd-total =

Dimana :

= Jumlah Silinder

π = 3,14

2.4.12. Volume Clearance

Volume Clearance (Sisa) (Vc) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Vc =

Dimana :

= Volume Displacement 1 Cylinder

(46)

2.4.13. Volume Silinder pada Tiap Sudut Engkol

Volume Silinder pada Tiap Sudut Engkol (V) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

V = Vc +

Dimana :

= Volume Clearance (Sisa)

= Rasio Kompresi

= Sudut Engkol

R = Ratio of connecting rod length to crank offset

2.4.14. Massa Jenis Udara Lingkungan

Massa Jenis Udara Lingkungan (ρa) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

ρa =

Dimana :

= Tekanan Udara Lingkungan

R = Konstanta Udara

(47)

2.4.15. Massa jenis Udara masuk ke Silinder

Massa jenis Udara masuk ke Silinder (ρi) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

ρi =

Dimana :

= Tekanan udara masuk ke silinder

R = Konstanta Udara

= Temperatur udara masuk ke silinder

2.4.16. Brake Power

Brake Power ( ) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

= 2 π N τ

Dimana :

π = 3,14

N = Putaran Mesin

τ = Torsi

2.4.17. Indicated Power

Indicated Power ( ) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

=

Dimana :

= Brake Power

(48)

2.4.18. Friction Power Lost

Friction Power Lost ( ) dapat diperoleh dengan persamaan berikut

=

Dimana :

= Indicated Power

= Brake Power

2.4.19. First Brake Work

First Brake Work (Wb) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Wb = (bmep).

Dimana :

(bmep) = Brake Mean Effective Pressure

= Volume Displacement N Cylinder

2.4.20. Brake Mean Effective Pressure

Brake Mean Effective Pressure (bmep) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

bmep =

Dimana :

π = 3,14

τ = Torsi

(49)

2.4.21. Indicated Mean Effective Pressure

Indicated Mean Effective Pressure (imep) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

imep =

Dimana :

Ƞm = Efisiensi Mekanis

2.4.22. Friction Mean Effective Pressure

Friction Mean Effective Pressure (fmep) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

fmep = imep – bmep

Dimana :

(imep) = Indicated Mean Effective Pressure

2.4.23. Piston Face Area

Piston Face Area (Ap) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Ap =

Dimana :

π = 3,14

(50)

2.4.24. Mass of air in cylinder per cycle

Mass of air in cylinder per cycle (ma) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut:

ma =

Dimana :

= Tekanan udara masuk ke silinder

= Volume Clearance (Sisa)

R = Konstanta Udara

= Temperatur udara masuk ke silinder

2.4.25. Mass of fuel in cylinder per cycle

Mass of fuel in cylinder per cycle (mf) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

mf =

Dimana :

ma = Mass of air in cylinder per cycle

AFR = Air Fuel Ratio

2.4.26. Rate of fuel flow in the engine

Rate of fuel flow in the engine ( f) dapat diperoleh dengan persamaan berikut:

(51)

Dimana :

mf = Mass of fuel in cylinder per cycle

Nc = Jumlah Silinder

N = Putaran Mesin

2.4.27. Rate of air flow in the engine

Rate of air flow in the engine ( ) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

a = AFR.

Dimana :

AFR = Air Fuel Ratio

f = Rate of fuel flow in the engine

2.4.28. Brake specific work per unit mass

Brake specific work per unit mass (ωb) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

ωb =

Dimana :

Wb = First Brake Work

2.4.29. Brake System Power (BSP)

Brake System Power (BSP) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

(52)

Dimana :

b = Brake Power

Ap = Piston Face Area

2.4.30. Brake Output Per Displacement

Brake Output Per Displacement (BOPD) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

BOPD =

Dimana :

b = Brake Power

2.4.31. Engine Specific Volume

Engine Specific Volume (BSV) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

BSV =

Dimana :

b = Brake Power

2.4.32. Efisiensi Thermal Brake

Efisiensi Thermal Brake t)b) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

(53)

Dimana :

Wb = First Brake Work

f = Mass of fuel in cylinder per cycle

QHV = Nilai Kalor Bahan Bakar

c = Efisiensi Pembakaran

2.4.33. Efisiensi Thermal Indikator

Efisiensi Thermal Indikator (( t)i) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

( t)i =

Dimana :

(( t)b) = Efisiensi Thermal Indikator

m = Efisiensi Mekanis

2.4.34. Efisiensi Volumetris

Efisiensi Volumetris ( v) dapat diperoleh dengan persamaan berikut:

v =

Dimana :

= Massa Jenis Udara Lingkungan

(54)

2.4.35. Efisiensi Konversi Bahan Bakar

Efisiensi Konversi Bahan Bakar ( f) dapat diperoleh dengan persamaan berikut:

f =

Dimana :

b = Brake Power

QHV = Nilai Kalor Bahan Bakar

2.4.36. Brake Specific fuel consumption

Brake Specific fuel consumption (bsfc) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

bsfc =

Dimana :

b = Brake Power

2.4.37. Indicated Specific fuel consumption

Indicated Specific fuel consumption (isfc) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

Isfc =

Dimana :

(55)

i = Indicated Power

2.4.38. Power Weight Ratio

Power Weight Ratio (PWR) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

PWR =

Dimana :

b = Brake Power

Mv = Mass of Vehicle

2.4.39. Road Load Power

Road Load Power (Pr) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Pr(kW) = [2.73

Dimana :

CR = Coefficient of rolling resistance

Mv = Mass of Vehicle

CD = Drag coefficient

Av = Frontal area of vehicle

(56)

2.4.40. Speed of Sound at Inlet Conditions

Speed of Sound at Inlet Conditions (ci) dapat diperoleh dengan persamaan

berikut :

Ci =

Dimana :

K : Ratio of heat specific (Cp / Cv)

R = Konstanta Udara

Ti = Temperatur udara masuk ke silinder Ti

2.4.41. Intake Valve Area

Intake Valve Area (Ai) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Ai =

Dimana :

Ūp = Kecepatan Piston Rata-rata

Ci = Speed of Sound at Inlet Conditions

2.4.42. Diameter of Each Valve

Diameter of Each Valve (dv) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

dv =

Dimana :

Ai = Intake Valve Area

(57)

2.4.43. Upper Limit to Valve Lift

Upper Limit to Valve Lift (lmax) dapat diperoleh dengan persamaan berikut :

Imax =

Dimana :

dv = Diameter of Each Valve

2.5. Visual Basic

Microsoft Visual Basic merupakan salah satu bentuk sarana pengembangan

aplikasi berbasis windows. “Visual’ yang cenderung mengarah kepada metode

pembentukan GUI (Graphical User Interface), dengan kemudahan penempatan dan

pembentukan objek pada layar. Microsoft Visual Basic termasuk bahasa pemrograman

berorientasi objek, cara mudah untuk mempelajari bahasa pemrograman berorientasi

objek adalah mengerti beberapa pengertian yang sering dipakai dalam OOP seperti

properti, even, form, dan method.Dalam membuat even dari suatu objek, pemakai dapat

memilih nama evenpada kotak properti dan klik dua kali atau pemakai dapat klik dua

kali pada obyek yang akan diberi even dan pilih jenis evennya.Hal yang penting lagi

adalah untuk memakai operator, jangan lupa hirarki masing-masing operator, sebagai

congtoh A+B*2, perhitungan dimulai dari B*2 dahulu kemudian ditambahkan dengan

A.

2.5.1. Keistimewaan Microsoft Visual Basic

Microsoft Visual Basic memiliki banyak keistimewaan dalam penggunaannya

yaitu :

· Memiliki perangkat yang otomatis.

·Dapat membangun Database dengan mudah dan kemampuan dengan

menghadirkan banyak fasilitas baru untuk aplikasi Database.

·Perlengkapan untuk merancang aplikasi web tersedia sangat banyak

(58)

Pada keadaan standar ketika menjalankan Visual Basic, pada layar akan muncul

seperti terlihat pada gambar .

Gambar 2.11. Tampilan Layar pada Keadaan Standar

Keterangan :

1 : Menu Utama

2 :ToolBar

3 :ToolBox

4 :Form

5 :Jendela Kode

6 :Project Explorer

7 :Jendela Properties

8 :Jendela Posisi Form

2.5.2.1. Menu Bar (Menu Utama) 1

2

3 4

5

6

7

(59)

Gambar 2.12. Menu Bar

Menu bar atau menu utama adalah menu yang terdapat pada bagian atas

Microsoft Visual Basic. Menu ini tidak dapat disembunyikan seperti halnya menu yang

lain. Menu ini merupakan menu yang terlengkap dari pada menu-menu yang ada pada

toolbar.

2.5.2.2. Toolbar (Standard)

Gambar 2.13. Toolbar(standard)

Toolbar merupakan tombol-tombol yang membantu dalam mempercepat akses

perintah yang memungkinkan untuk tersembunyi.

Keterangan masing-masing toolbar standard yaitu :

· Add Standard EXE Project yaitu untuk membuat sebuah project baru

jenis standar.

· Add Form yaitu untuk menambahkan sebuah form ke dalam project

yang sedang terbuka.

· Menu Editor yaitu untuk menampilkan menu editor yang berfungsi

sebagai pembuat menu.

· Open Project yaitu untuk membuka sebuah project yang pernah dibuat.

· Save Project yaitu untuk menyimpan project yang sedang terbuka

(60)

· Cut yaitu untuk memotong objek terpilih, lalu memasukkan objek

tersebut ke container windows.

· Copy yaitu untuk membuat salinan objek terpilih lalu disimpan di

container windows.

· Paste yaitu untuk membuat salinan dari container windows lalu

ditempatkan di lokasi terpilih.

· Find yaitu untuk menemukan objek tertentu.

· Undo yaitu untuk menggagalkan pelaksanaan perintah-perintah terurut

dari belakang yang pernah dilakukan.

· Redo yaitu kebalikan dari proses undo.

· Start yaitu untuk menjalankan program yang sedang aktif.

· Break yaitu untuk menghentikan sementara program yang sedang

berjalan.

· End yaitu untuk menghentikan program yang sedang berjalan

· Project explorer yaitu untuk mengaktifkan Windows Project Explorer

yang menampung project berikut bagian-bagiannya.

· Properties Windows yaitu untuk mengaktifkan properties windows.

· Form Layout Windows yaitu untuk mengaktifkan Form Layout

windows.

· Object Browser yaitu untuk mengaktifkan Object Browser yang mampu

mengorganisir object yang dipakai dalam project.

(61)

2.5.2.3. Toolbox

Gambar 2.14. ToolBox

Tool Box adalah tempat untuk mengambil kontrol-kontrol yang akan

dipasangkan pada form. VB 6.0 dalam keadaan standar akan menyediakan

kontrol-kontrol sebagai berikut :

· Pointer yaitu sebagai penunjuk kontrol .

· Picture Box untuk menampilkan gambar statis maupun aktif dari luar.

· Label untuk menampilkan text yang tidak bisa diubah oleh user.

· Frame untuk mengelompokkan beberapa kontrol.

· Command Button untuk membuat tombol pelaksanaan perintah.

· CheckBox untuk menampilkan pilihan benar atau salah dan memungkinkan

untuk beberapa pilihan sekaligus.

· ListBox untuk menampilkan daftar item pemakai, user dapat memilih salah

(62)

· Hscrollbar memungkinkan pemakai memilih suatu tampilan dari rangkaian

objek horizontal.

· VscrollBar memungkinkan pemakai memilih suatu tampilan dari rangkaian

objek Vertikal.

· Shape memungkinkan progam untuk menampilkan bentuk lingkaran, persegi

empat pada form.

· Line memungkinkan program menampilkan garis lurus pada form.

· Option Button check Button yang hanya dapat memiliki satu pilihan benar dari

berbagai pilihan dalam satu group.

· Timer untuk penghitung waktu dalam internal yang ditentukan. Pada program

yang sedang aktif Timer tidak akan ditampilkan.

· Image untuk menampilkan gambar pada form.

· Data untuk menyediakan sarana akses data dalam suatu database.

· OLE untuk menghasilkan proses link dan embeded objek antar aplikasi.

2.5.2.4. Form

Form window adalah bahan tempat membuat tampilan atau tempat untuk

menempatkan kontrol-kontrol yang diperlukan dalam membuat program. Pada form

sudah tersedia tombol Minimize, Maximize/Restore dan Close di pojok kanan atas.

(63)

2.5.2.5. Jendela Kode

Pada Windows Code ini kita dapat menuliskan kode program. Pada windows ini

terdapat fasilitas editing yang cukup lengkap. Jika kita klik ganda pada form atau

kontrol maka secara otomatis Windows Code ini akan langsung aktif dan membawa

kursor ke tempat penulisan program yang terkait dengan objek tersebut. Tempat

penulisan berada diantara kata Private Sub dan kata End

Sub.

Gambar 2.16. Windows Code

2.5.2.6. Project Explorer

Project explorer berfungsi sebagai sarana pengaksesan bagian-bagian pembentuk

project. Pada windows ini terdapat 3 tombol pengaktif yaitu View Code, View Object

dan Toggle Folder. Juga terdapat diagram untuk menampilkan susunan folder. View

Code berfungsi untuk menampilkan Jendela Kode pada form terpilih. View Object

berfungsi untuk menampilkan form terpilih.

Sedangkan Toggle Folder berfungsi untuk menampilkan atau tidak

menampilkanfolder pada Project Explorer.

(64)

2.5.2.7. Jendela Properties

Pada jendela properties terdapat fasilitas untuk menyiapkan segala properti dari

objek yang diperlukan dalam perancangan user interface maupun pemrograman. Pada

windows ini terdapat semua properti yang dimiliki oleh objek terpilih (cara memilih

objek adalah dengan klik objek pada diagram pada Project Explorer atau klik langsung

pada objeknya). Pada jendela properties terdapat dua cara menampilkanproperti sesuai

nama tab, yaitu Alphabet (Diurutkan berdasarkan nama abjad) dan Categories

(Diurutkan berdasarkan fungsinya).

Gambar 2.18. Jendela Properties

2.5.2.8. Jendela Posisi Form

Pada jendela posisi form terdapat fasilitas untuk mengatur posisi form pada layar

monitor. Pengaturan letak ini dilakukan dengan melakukan menekan tombol kiri mouse

pada saat kursor berada pada miniatur form pada form Layout, lalu menggeser miniatur

form hingga miniatur form terletak pada posisi yang diinginkan.

(65)

2.5.2.9. Module

Digunakan untuk membuat variabel yang dapat digunakan secara umum untuk

seluruh form yang digunakan.

(66)

BAB III

METODOLOGI PELAKSANAAN

3.1 Waktu dan Tempat

Waktu yang digunakan untuk penyelesaian skripsi ini diperkirakan selesai

dalam waktu 6 (tiga) bulan,dan Penyelesaian skripsi ini dilakukan di Laboratorium

motor bakar Fakultas Teknik jurusan Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

3.2 Prosedur Pelaksanaan

Dalam pengerjaan skripsi ini, penulis membuat diagram alir untuk dapat

mempermudah pengerjaan secara sistematis. Berikut pada Gambar dapat dilihat

(67)

Gambar 3.1 Diagram Alir

3.2.1 Keterangan Diagram Alir

3.2.1.1 Mulai

Pada tahap ini proses pengerjaan akan mulai dilaksanakan, dan bahan-bahan

yang dibutuhkan untuk pengerjaan skripsi akan dikumpulkan untuk dikerjakan.

3.2.1.2 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan pengumpulan referensi-referensi mengenai materi

(68)

1. Buku referensi

2. Internet

3. Artikel dan paper-paper

4. Brosur

3.2.1.3Pencarian danPengumpulan Data

Pada tahap ini dilakukan pencarian dan pengumpulan data dari beberapa spesifikasi

mesin motor yang akan digunakan sebagai data awal dalam melakukan proses .

3.2.1.4 Proses Perhitungan

Pada tahap ini dilakukan perhitungan dengan sedemikian rupa dengan

menggunakan data awal kedalam formula atau rumus kemudian diolah dan dihitung

sehingga akan mendapatkan hasil yang kita inginkan.

3.2.1.5 Kesimpulan Dan Saran

Tahap ini merupakan pengambilan kesimpulan dari proses perhitungan dan

hasil yang telah dilakukan. Kesimpulan berisi jawaban dari hasil perhitungan dan

analisa dari tujuan analisa . Pada akhir bagian ini juga terdapat saran penulis tentang

analisa hasil percobaan simulasi, sehingga tulisan ini dapat lebih bermanfaat bagi setiap

kalangan.

3.4.1.6 Selesai

Tahap pengerjaan skripsi selesai dilaksanakan dengan hasil-hasil yang

didapatkan sesuai dengan perencanaan dan tujuan pengerjaan skripsi dan kiranya hasil

(69)

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Awal (Input)

Didalam melakukan analisa data dan pembahasan, maka hal yang paling penting

untuk dipersiapkan adalah data-data awal (input) yang akan diolah untuk mendapatkan

output yang dibutuhkan. Data awalnya antara lain:

(70)

Gambar 4.2 Tampilan Perumusan Pada Visual Basic

(71)

Gambar 4.4 Tampilan Gambar Pada Program Visual Basic

Input merupakan tempat memasukkan data. Input berfungsi untuk memasukkan

data yang akan diproses di dalam program.Data yang dimasukkan sebagai acuan ke

dalam input adalah spesifikasi sepeda motor revo. Data yang didapat antara lain:

Spesifikasi Honda Absolute Revo Terbaru

Spesifikasi Motor Honda Absolute Revo

Panjang 1.919 mm

Lebar 709 mm

Tinggi 1.080 mm

Berat Kosong 98 kg

Jarak Sumbu Roda 1.227 mm

Jarak Terendah 135 mm

Tipe Rangka Tulang Punggung

Tipe suspensi depan Teleskopik

Tipe Suspensi belakang Lengan ayun dengan sokbreker ganda

Ban Depan 70/90 – 17 M/C 38P

(72)

Rem Depan Cakream Hidrolik with piston tunggal

Rem Belakang Tromol

Kapasitas Bahan Bakar 3,7 LIter

Tipe Mesin : 4 langkah, SOHC, pendinginan udara

Aki MF 12 V – 3 Ah

Busi ND U20EPR9S, NGK CPR6EA-9S

Sistem Pengapian DC-CDI, Battery Diameter x Langkah 50 x 55,6 mm

Volume Langkah 109,1 cc

Perbandingan kompresi 9,0 :1

Daya Maksimum 8,46 PS/7.500 rpm

Torsi Maksimum 0,86 kgf.m/5.500 rpm

Kapasitas Minyak pelumas mesin 0,8 lt pada pergantian periodik

Kopling Otomatis Ganda, otomatis, sentrifugal, tipe basah

Gigi Tranmisi 4 Kecepatan

Starter Pedal dan Elektrik

Diameter Silinder (B) : 50 (mm)

Nilai Kalor Bahan Bakar (QHV) :44400 (Kj/kg)

Langkah / Tak (stroke) : 2 (rev/cycle)

Mass of Vehicle (Mv) : 107 (kg)

Vehicle speed(Sv) : 60 (km/h)

Frontal area of vehicle (Av) : 0,25 ( )

Sudut Engkol () :

Konstanta Untuk Menentukan Panjang Connecting Rod (C) : 1,75

Clearance piston & dinding silinder (y) : 0,004 (mm) Tekanan udara masuk ke silinder (Pi) : 85 (Kpa)

Temperatur udara masuk ke silinder (Ti) : 60 ( )

(73)

Temperatur Udara Lingkungan (To) : 25 ( )

Konstanta Udara (R) : 0,287 (Kj/kg.k) Efisiensi Mekanis (m) : 0,85

Air Fuel Ratio (AFR) : 15 Efisiensi Pembakaran (c) :0,96

Ratio of heat specific (Cp / Cv) (k) : 1,4

Coefficient of rolling resistance (CR) : 2,46038 x

Drag coefficient (CD) : 0,064

4.2. Data Output

Data yang dimasukkan ke dalam input kemudian di proses agar menghasilkan

data keluaran berupa output.

4.2.1 Diameter Piston

Dp = B – ( 2 . Δy )

Dp = ( 50 / 1000 ) – ( 2 . ( 0,004 / 1000 ) )

Dp = 0,049992 ( m )

4.2.2 Panjang Connecting Rod

r = 1,75 x S

r = 1,75 . S

r = 1,75 . ( 55,6 / 1000 )

r = 0,0973 ( m )

4.2.3 Crank Radius / Crank Offset

(74)

a = (55,6 / 1000 ) / 2

a = 0,0278 ( m )

4.2.4 Ratio of connecting rod length to crank offset

R

=

R = ( 0,0973 / 0,0278 )

R = 3,5

4.2.5 Ratio of bore to stroke

B/S =

B/S = ( 50 / 1000 ) / ( 55,6 / 1000 )

B/S = 0,89928

4.2.6 Jarak antara the crank axis & pin piston

S =

S = 0,0278 cos(20) +

S = 0,02612088 +

S = 0,02612088 + 0,096834

S = 0,1229552 ( m )

4.2.7 Jarak permukaan piston dari TDC

x = r + a + s

(75)

x = 0,0021448 ( m )

4.2.8 Kecepatan Piston Rata-rata

Ūp = 2 S N

Ūp = 2 x ( 55,6 / 1000 ) x ( 7500 / 60 )

Ūp = 13,9 ( m/s )

4.2.9 Kec. Piston pada Akhir Pembakaran

Up = Ūp.

Up = 13,9 { (3,14/2) sin ( [ 1 + cos ( /

Up = 13,9 { (1,57) (0,3420)[1+ (0,9396926) /

Up = 13,9 { (0,53694) [ 1 + ( 0,9396926) / (3,48324) ]}

Up =13,9 { (0,53694) [ 1 + 0,269774 ]}

Up = 13,9 { (0,53694) (1,269774)}

Up = 13,9 (0,6776711)

Up = 9,419629 m/s

4.2.10 Volume Displacement 1 Cylinder

Vd =

(76)

4.2.11 Volume Displacement N Cylinder

Vd-total =

Vd-total = Nc x Vd

Vd-total = 1 x 0,000109115

Vd-total = 0,000109115 ( )

4.2.12 Volume Clearance (Sisa)

Vc =

Vc = 0,000013639375 ( )

4.2.13 Volume Silinder pada Tiap Sudut Engkol

V = Vc + ( π / 4 ) ( r + a – s )

V = 0,000013639375 + ( 3,14 ( 0,0973 + 0,0278 – 0,12295 )

V = 0,000013639375 + ( 0,0019625 ) ( 0,0021448 )

V = 0,000017848545 )

V = 1,7848545 x )

4.2.14 Massa Jenis Udara Lingkungan

ρa =

(77)

ρa =

ρa = 1,1809274 (

4.2.15 Massa jenis Udara masuk ke Silinder

ρi =

ρi = 0,8893911 (

4.2.16 Brake Power

b = 2 π N τ

b = 2 . 3,14 ( ) . 7,92

b = 6,28 . 125 . 7,92

b = 6217,2 ( )

4.2.17 Indicated Power

i =

(78)

4.2.18 Friction Power Lost

f =

f = 7314,35294 – 6217,2

f = 1097,15294 ( )

4.2.19 Brake Mean Effective Pressure

bmep =

bmep = 911654,6762 ( )

4.2.20 First Brake Work

Wb = (bmep).

Wb = 9111654,6762 x 0,000109115

Wb = 99,4752 Nm

Wb = 0,0994752 KJ

4.2.21 Indicated Mean Effective Pressure

imep =

(79)

4.2.22 Friction Mean Effective Pressure

fmep = imep – bmep

fmep = 1072534,91317 – 911654,6762

fmep = 160880,23697 ( )

4.2.23 Piston Face Area

Ap =

Ap = (3,14 /4 ) x

Ap = 0,785 . 0,0025

Ap = 0,0019625

4.2.24 Mass of air in cylinder per cycle

ma =

ma = 0,00010917665 (

4.2.25 Mass of fuel in cylinder per cycle

(80)

mf =

mf = 0,000007278443

mf = 7,278443 x (

4.2.26 Rate of fuel flow in the engine

f =

f = 0,0004549026875 (kg/sec)

4.2.27 Rate of air flow in the engine

a = AFR.

a = 15 x 0,0004549026875

a = 0,0068235403125 (kg/sec)

4.2.28 Brake specific work per unit mass

ωb =

(81)

4.2.29 Brake System Power

BSP =

BSP = 3168000 ( W/ )

BSP = 3168 (KW/ )

4.2.30 Brake Output Per Displacement

BOPD =

BOPD = 56978417,2661870 (W/ )

BOPD = 56978,4172661870 (KW/ )

BOPD = 56,9784172661870 (KW/ )

4.2.31 Engine Specific Volume

BSV =

(82)

BSV =

BSV = 0,017550505 (L/KW)

4.2.32 Efisiensi Thermal Brake

( t)b =

( )b = 0,320643 %

4.2.33 Efisiensi Thermal Indikator

( )i =

( )i = 0,377227379 %

4.2.34 Efisiensi Volumetris

v =

(83)

4.2.35 Efisiensi Konversi Bahan Bakar

f =

f = 0,307817541 %

4.2.36 Brake Specific fuel consumption

bsfc =

bsfc = 7,3168417 x (kg/KW-sec)

4.2.37 Indicated Specific fuel consumption

Isfc =

(84)

Isfc =

Isfc = 6,2193155188 (kg/kW-sec)

4.2.38 Power Weight Ratio

PWR =

PWR = 0,0581046 (kW/kg)

4.2.39 Road Load Power

Pr(kW) = [2.73

Pr(kW)= 60 x

Pr(kW)= 0,435887220 (kW)

4.2.40 Speed of Sound at Inlet Conditions

Ci =

(85)

Ci = 365,786003 (m/sec)

4.2.41 Intake Valve Area

Ai =

Ai = 1,2350117180 x ( )

4.2.42 Diameter of Each Valve

dv =

(86)

4.2.43 Upper Limit to Valve Lift

Imax =