commit to user
ANALISA PENGGUNAAN CDI RACING PROGRAMMABLE DAN KOIL RACING PADA MESIN SEPEDA MOTOR STANDAR
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
MARLON MARLINDO
I 1404022
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
MOTTO
“Allah hendak memberikan keringanan kepadamu, karena manusia diciptakan bersifat lemah.”
(An-Nisa’ (4): 28).
“Dan sungguh, Tuhanmu benar-benar memiliki karunia yang diberikan kepada manusia, tetapi kebanyakan mereka tidak
mensyukurinya.”
(An-Naml (27): 73).
“Setiap perbuatan baik yang tidak dimulai dengan memuji kepada Allah maka tidak sempurnalah perbuatan itu.”
(HR Abu Daud)
“Ada dua mata yang tidak akan tersentuh oleh api neraka, yaitu mata yang menangis karena takut kepada Allah, dan mata yang berjaga
pada jalan Allah.”
commit to user
ANALISA PENGGUNAAN CDI RACING PROGRAMMABLE
DAN KOIL RACING PADA MESIN SEPEDA MOTOR
STANDAR
MARLON MARLINDO
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta, Indonesia
Email : marlonmarlindo@yahoo.co.id
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan CDI
racing dan koil racing tehadap unjuk kerja pada mesin sepada motor standar.
Penggunaan CDI racing dan koil racing pada sepeda motor standar merupakan
salah satu cara agar mendapatkan pengapian yang lebih baik sehingga diharapkan
terjadi pembakaran yang sempurna di ruang bakar. Hal ini bertujuan untuk
mengetahui perbandingan daya, torsi dan konsumsi bahan bakar spesifik pada
motor standart dengan motor yang menggunakan CDI racing dan koil racing.
Proses pengujian ini menggunakan dynometer merek sportdyno V3.3.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa untuk motor standar yang menggunakan
CDI racing maupun koil racing menghasilkan torsi dan daya maksimal yang lebih
rendah dibanding dengan CDI dan koil standar yaitu sebesar 9,22 hp dan 9,77
N.m. Namun untuk efisiensi rata-rata tertinggi dihasilkan oleh koil racing sebesar
64%. Karena dalam penelitian ini spesifikasi mesin tidak ada modifikasi pada
setingan maupun komponen mesin, semua dibiarkan dalam kondisi standar, bila
dilakukan penyetingan pada karburator untuk menaikkan konsumsi bahan bakar
pada penggunaan koil racing maka akan menghasilkan daya dan torsi yang lebih
besar dari pengapian standar.
commit to user
PROGRAMMABLE RACING CDI AND RACING COIL
ANALYSIS OF STANDARD MOTORCYCLE ENGINE
MARLON MARLINDO
Department Of Mechanical Engineering
Engineering Faculty Of Sebelas Maret University
Surakarta, Indonesia
E-Mail : marlonmarlindo@yahoo.co.id
ABSTRACT
This research is used to find out the use effect from racing CDI and racing
coil toward the performance of standart motorcycle vehicle. The use of racing
CDI and racing coil is one of way to get a better combustion so it expected to
consist a perfect combustion in the inside of combustion chamber. That is mean to
find out power, torque and spesific fuel consumption ratio of standart motorcycle
with motorcycle which using racing CDI and racing coil.
This process using dynometer sportdyno V3.3 brand. The result shows that
standart motorcycle which using racing CDI or racing coil produce maximum
power and torque lower than standart CDI and standart coil that is 9,22 HP and
9,77 N.m. It is because in this research there is no modification of engine’s set and
components, everything is standart condition, if there is modification of carburetor
to increase its spesific fuel consumption of racing coil utilizing, so it will produce
power and torque higher than standart ignition.
commit to user PERSEMBAHAN
Sebagai rasa terima kasih dan ucapan syukur kepada mereka yang telah
memberikan jasa-jasanya kepada penulis, sehingga penulis mampu
menyelesaikan studi S-1 Teknik Mesin. Penulispersembahkan sebuah skripsi
yang dengan ini penulismemperoleh gelar Sarjana Teknik lulusan Universitas
Sebelas Maret. Mereka diantaranya:
Ø Bapak Budiyanto dan Ibu Wahyuningsih, karena kalian berdualah penulis
terlahir ke dunia. Terima kasih atas segala asuhan, didikan, bimbingan,
serta kasih sayang kalian.
Ø Kakakku Ronny S Yunanto dan adik Geovany.
Ø Annisa Awalia R. S.Psi, seorang pendamping hidup penulis dan buah hati Marsya Azzahra Alya Nabilah
Ø Bapak Prof. Muhammad Nizam ST., MT., Ph.D., dan Eko Prasetya B., ST, MT., semoga Tuhan senantiasa memberikan ilmu yang bermafaat
untuk diajarkan kepada para mahasiswa.
Ø Keluarga besar MRT ( Marlon Racing Tuner). Ø Rekan-rekan Teknik Mesin UNS.
Ø Almameter.
commit to user KATA PENGANTAR
Assalamu`alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan
bimbingan-Nyalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan
penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai
gelar sarjana teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Penulis menghaturkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi
ini,khususnya kepada:
1. Bapak Prof. Muhammad Nizam ST., MT., Ph.D., selaku pembimbing
skripsi I yang yang telah banyak memberikan masukan-masukan yang
berharga dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Bapak Eko Prasetya B., ST, MT., selaku pembimbing skripsi II yang
dengan sabar dan penuh pengertian telah memberikan banyak bantuan
dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
4. Bapak Heru Sukanto, ST, MT., selaku pembimbing akademik.
5. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST, MT., selaku koordinator skripsi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS.
6. Bapak dan ibu tercinta, serta kakak dan adik penulis atas doa, motivasi,
dan dukungan material maupun spiritual selama penulis melaksanakan
commit to user
7. Annisa Awalia R. S.Psi, seorang pendamping hidup penulis dan buah hati
Marsya Azzahra Alya Nabilah yang telah memberikan dukungan dan
doanya untuk penulis
8. Bapak Rudy Tanumihardjo, ST., selaku Direktur PT. CHEETAH POWER
di Jakarta atas segala bantuannya.
9. Ibu Eliza yang telah membantu penulis dalam mengurus seminar dan
pendadaran.
10. Seluruh dosen serta staf administrasi di Jurusan Teknik Mesin UNS, yang
telah turut membantu penulis hingga menyelesaikan studi S1.
11. Bapak Adie Candra Widodo. S.Ikom., selaku trainer CDI . CHEETAH
POWER yang telah membantu penulis dalam pengambilan data dan
analisa.
12. Sdr. Daniel Sahisnu Raharjo. ST yang telah membantu penulis dalam
analisa data dan penyusunan naskah.
13. Teman-teman Teknik Mesin FT UNS dan teman-teman kost Widuri 3.
14. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah
membantu pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun senantiasa penulis
harapkan untuk kesempurnaan skripsi ini. Dengan segala keterbatasan yang ada,
penulis berharap skripsi ini dapat digunakan sebagaimana mestinya. Amin.
Surakarta, November 2011
commit to user
Halaman Persembahan ... vii
Kata Pengantar ... viii
2.6.1 Pengertian Prestasi Mesin ... 20
commit to user
2.6.3 Dimanometer Inersia ... 20
2.6.4 Konsunsi Bahan Bakar Spesifik ... 23
2.6.5 Efisiensi ... 24
3.4 Langkah-langkah Penelitian ... 31
3.4.1 Tahap Persiapan... 31
3.4.2 Pengambilan Data ... 33
3.4.3 Tahap Pengujian ... 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data-data Hasil Pengujian Daya dan Torsi ... 34
4.1.1 Data Pengujian Sepeda Motor Standar ... 34
4.1.2 Data Penguian Sepeda Motor Menggunakan CDI Racing dan Koil Standar ... 36
4.1.3 Data Pengujian Sepeda Motor Menggunakan CDI Standar dan Koil Racing ... 37
4.1.4 Data Pengujian Sepeda Motor Menggunakan CDI Racing dan Koil Racing ... 37
4.2 Analisis Data Daya dan Torsi ... 40
4.3 Analisa Data Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 42
4.3.1 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor Standar ... 42
4.3.2 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor dengan CDI Racing dan Koil Standar ... 42
4.3.3 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor dengan CDI Standar dan Koil Racing ... 45
4.3.4 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor dengan CDI Racing dan Koil Racing... 47
4.3.5 Analisa Data Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Semua Jenis Pengapian ... 49
4.3.6 Analisa data efisiensi mesin semua jenis pengapian…. ... 50
commit to user DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1. Derajat Pengapian... 28
Tabel 4.1. Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor Standar ... 41
Tabel 4.2. Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan CDI racing dan koil standar ... 43
Tabel 4.3. Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan CDI standar dan koil racing ... 44
Tabel 4.4. Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan CDI racing dan koil racing ... 45
Tabel 4.5. Hasil analisa pengapian standar ... 50
Tabel 4.6. Hasil analisa pengapian CDI racing dan koil standar ... 50
Tabel 4.7. Hasil anailsa pengapian CDI standar dan koil racing ... 50
commit to user DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema gerak torak dan katup ... 6
Gambar 2.2. Diagram P-V motor bensin 4 langkah ... 8
Gambar 2.3. Diagram blok sistem pengapian CDI ... 10
Gambar 2.4. Rangkaian dasar CDI standar... 12
Gambar 2.6. Diagram blok sistem pengapian CDI Racing... 13
Gambar 2.7. Sudut pulser dan sudut pickup koil ... 15
Gambar 2.8. Koil standar... 17
Gambar 2.9. Penampang dalam pada koil standar ... 17
Gambar 2.10. Koil racing merek Daytona ... 18
Gambar 2.11. Busi ... 19
Gambar 2.12. Dynamometer... 20
Gambar 2.13. Roller inersia Dynamometer ... 21
Gambar 3.1. Diagram alir Penelitian ... 25
Gambar 3.7. Sepeda motor diatas Dynometer ... 31
Gambar 3.8. Pengatur wheelbase dynometer ... 32
Gambar 3.9. Posisikan roda belakang tepat di atas roller dan mengikat sepeda motor dengan tali rod ... 32
Gambar 3.10. Tampilan monitor pada saat pengujian... 33
Gambar 4.1. Grafik hubungan antara daya dan torsi dengan putaran mesin pada motor standar ... 35
commit to user
Gambar 4.3. Grafik hubungan antara daya dan torsi dengan
putaran mesin dengan CDI Standar dan Koil Racing ... 37 Gambar 4.4. Grafik hubungan antara daya dan torsi dengan putaran
pada motor dengan CDI racing dan Koil racing ... 38 Gambar 4.5. Grafik daya pada tiap jenis pengapian ... 39 Gambar 4.6. Grafik torsi pada tiap jenis pengapian ... 40 Gambar 4.7. Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar spesifik
untuk motor standar ... 42 Gambar 4.8. Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar spesifik
untuk motor dengan CDI racing dan koil standar... 43 Gambar 4.9. Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar spesifik
untuk motor dengan CDI standar dan koil racing... 45 Gambar 4.10. Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar spesifik
untuk motor dengan CDI racing dan koil racing ... 46 Gambar 4.11. Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar
commit to user DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil dyno CDI Standart dan Koil standart ... 61
Lampiran 2. Hasil dyno CDI Racing dan Koil Racing... 62
Lampiran 3. Hasil dyno CDI Racing dan Koil Standart ... 63
commit to user DAFTAR NOTASI
AFR = Air Fuel Ratio HC = Hidrokarbon
mf = massa bahan bakar (kg) f = Laju aliran bahan bakar (kg/h) N = Putaran mesin (RPM)
ng = Jumlah putaran crankshaft untuk tiap 1 langkah kerja P = Daya (W)
QHV = Nilai kalor bahan bakar (Kal/ml)
sfc = spesific fuel consumption (kg/kW.h) T = Torsi (N-m)
Greek symbol
ρa,i = Massa jenis udara (kg/m3)
ηv = Efisiensi volumetris (%)
commit to user BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi mesin sepeda motor secara mekanikal telah
mengalami kemajuan sangat pesat tetapi tidak sebanding dengan perkembangan
elektronik yang mengendalikan mesin. Peningkatan performa sepeda motor
didapat dari berbagai macam cara. Dengan meningkatnya penggunaan motor,
maka banyak juga orang yang menginginkan performa mesinnya meningkat tanpa
megurangi efisiensinya, banyak hal yang sudah dilakukan untuk itu, alasan inilah
yang juga dilakukan oleh para mekanik dalam proses menghasilkan daya yang
maksimal pada mesin. Ada beberapa hal yang dapat dilakukan, yaitu dengan cara
pencampuran atau penggunaan bahan bakar yang tepat serta dengan cara
menyempurnakan pembakaran dalam mesin tersebut.
Pengubahan sistem pengapian salah cara menyempurnakan pembakaran
dalam mesin tersebut, dengan pembakaran yang sempurna diharapkan unjuk kerja
dari mesin tersebut dapat meningkat tanpa mengurangi efisiensi dari mesin
tersebut. Adapun beberapa contoh penelitian yang telah dilakukan tentang
pengapian sepeda motor.
Penelitian ini berkaitan pengembangkan sistem pengapian CDI
(Capacitance Discharge Ignition) berbasis teknologi Digital. Digital CDI adalah
sistem pengapian CDI yang dikendalikan oleh mikrokomputer agar Ignition
Timing (waktu pengapian) yang dihasilkan sangat presisi dan stabil sampai RPM
tinggi. Akibatnya pembakaran lebih sempurna dan hemat bahan bakar, serta
tenaga yang dihasilkan akan sangat stabil dan besar mulai dari putaran rendah
sampai putaran tinggi.
Penggantian CDI dan koil standar dengan tipe racing merupakan salah
satu cara agar mendapatkan pengapian yang lebih baik sehingga diharapkan
terjadi pembakaran yang sempurna di ruang bakar. Terdorong keingintahuan
terhadap pengaruh penggantian CDI dan koil pada mesin sepeda motor, maka
diambil judul penelitian Analisa Penggunaan CDI Racing Programable Dan Koil
commit to user 1.2. Perumusan Masalah
Dari uraian penjelasan diatas dapat dirumuskan beberapa permasalahan
sebagai berikut :
1. Bagaimana karakteristik torsi motor standar dengan torsi motor yang
menggunakan CDI racing dan koil racing.
2. Bagaimana karakteristik daya motor standar dengan daya motor yang
menggunakan CDI racing dan koil racing.
3. Bagaimana konsumsi bahan bakar motor standar dengan motor yang
menggunakan CDI racing dan koil racing.
1.3. Batasan Masalah
Pembatasan masalah dimaksudkan agar permasalahan yang dibahas tidak
melebar, maka dalam hal ini dibatasi pada :
1. Mesin yang digunakan adalah tipe C30 CW110kondisi standar.
2. Pengujian menggunakan CDI racing (programmable) seri EX Pro500 dan koil racing seri GF50LK dengan CDI dan koil standar.
3. Pengujian kinerja menggunakan dynamometer inersia. dilakukan dengan
chasis kendaraan motor yang dalam keadaan diam dan beban tetap.
4. Pengambilan data torsi dan daya dilakukan pada rasio gear 3 dengan
posisi pada putaran mesin 4000 rpm.
5. Data yang diambil merupakan daya dan torsi pada roda belakang serta
konsumsi bahan bakar.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini yaitu ingin mengetahui:
1. Untuk menganalisa karakteristik torsi motor standar dengan torsi motor
yang menggunakan CDI racing dan koil racing.
2. Untuk menganalisa karakteristik daya motor standar dengan daya motor
yang menggunakan CDI racing dan koil racing.
3. Untuk menganalisa konsumsi bahan bakar motor standar dengan motor yang
commit to user 1.5. Sistimatika Penulisan
Sistematika laporan Tugas Akhir ini memuat tentang isi bab-bab yang
dapat diuraikan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah,
manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang hasil penelitian terdahulu yang dapat diambil dari
jurnal, disertasi, tesis dan skripsi yang aktual. Selain itu juga berisi landasan teori
yang meliputi konsep-konsep yang relevan dengan permasalahan yang akan
diteliti.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram alur penelitian, alat dan bahan yang
digunakan dalam penelitian. Menjelaskan juga kendala-kendala yang dihadapi
selama penelitian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang data hasil penelitian, analisa serta pembahasan.
BAB V PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran yang bisa
berguna bagi pembaca maupun peneliti selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
commit to user BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Pranowo (2008) menerangkan tentang penentuan derajat pengapian Honda
C100 menggunakan programmable cdi dengan analisa tenaga mesin. Menyatakan
derajat pengapian 1°-10° BTDC menghasilkan tenaga dan putran mesin rendah,
tenaga mesin naik 0,3 hp pada putaran 7500 rpm menggunakan programmable
CDI.
Irwanto (2011) meneliti pengaruh remaping derajat pengapian pada
penggunaan bahan bakar campuran bensin dan methanol terhadap unjuk kerja
mesin motor bensin 100cc. Menyatakan bahwa bahan bakar campuran 15%
methanol (M-15) menghasilkan daya sebesar 6,819 hp pada putaran 7750 rpm,
mengalami peningkatan 12,7% dibandingkan dengan pemakaian premium murni
yang diuji dengan CDI standar.
Nugraha dan Sriyanto (2006) meneliti perbandingan kinerja sistem
pengapian elektronik tipe magneto (ac-cdi) dan tipe battery (dc-cdi) ditinjau dari
konsumsi bahan bakar dan emisi gas buang pada sepeda motor. Menyatakan
bahwa kinerja sistem pengapian DC-CDI pada putaran rendah hingga menengah
lebih baik dibandingkan kinerja sistem pengapian AC-CDI, ditinjau dari
penurunan konsumsi bahan bakar. Kinerja sistem pengapian DC-CDI pada
putaran rendah hingga menengah lebih baik dibandingkan kinerja sistem
pengapian AC-CDI, ditinjau dari penurunan emisi gas buang CO dan kinerja
sistem pengapian DC-CDI pada putaran rendah hingga menengah lebih baik
dibandingkan kinerja sistem pengapian ac-cdi, ditinjau dari penurunan emisi gas
buang HC.
Bradawada (2008) meneliti tentang Pengaruh Perubahan Sudut Pengapian
Terhadap Prestasi Mesin Motor 4 Langkah. Menyimpulkan untuk sudut pengapian
10° akan menghasilkan torsi dan daya mesin paling besar dibandingkan sudut
pengapian 15° dan 20°. Dikarenakan laju konsumsi bahan bakar yang diterima
commit to user
Boentarto (2002), dalam bukunya Perawatan dan Pemeliharaan Motor
Bensin menjelaskan, Koil merupakan komponen pengapian yang menentukan
baik tidaknya pembakaran sedangkan pembakaran menentukan jumlah konsumsi
bahan bakar. Koil racing digunakan untuk menghasilkan percikan api yang tinggi.
Tegangan yang dihasilkan koil ini jauh lebih besar yaitu mencapai 10.000-
25.000 volt sehingga percikan yang terjadi pada busi jauh lebih besar dan kuat.
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Pengertian Umum Motor Bakar
Motor bakar termasuk mesin pembakaran dalam, yaitu proses
pembakarannya berlangsung dalam motor bakar itu sendiri, sehingga gas hasil
pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja.
Motor bakar torak mempergunakan silinder yang di dalamnya terdapat
torak yang bergerak translasi. Di dalam silinder itulah terjadi pembakaran bahan
bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses
tersebut menggerakkan torak oleh batang penghubung (batang penggerak),
dihubungkan dengan poros engkol. Gerak translasi torak tersebut menyebabkan
gerak rotasi pada poros engkol dan sebaliknya.
2.2.2 JenisMotor Bakar
Motor bakar torak terbagi menjadi dua jenis utama, yaitu motor bensin
(Otto) dan motor diesel. Perbedaan yang utama terletak pada sistem
penyalaannya. Pada motor bakar bensin, penyalaan campuran bahan bakar dan
udara dengan loncatan bunga api listrik dari busi. Karena itu motor bakar bensin
disebut juga Spark Ignition Engines.
Pada motor diesel disebut juga Compression Ignition Engines, terjadi
proses penyalaan sendiri. Yaitu karena bahan bakar disemprotkan ke dalam
silinder yang berisi udara bertemperatur dan bertekanan tinggi. Bahan bakar itu
terbakar sendiri setelah temperatur campuran itu melampaui temperatur nyala
commit to user 2.2.3 Prinsip Kerja Motor Bensin
Proses pembakaran di dalam motor bakar berlangsung secara periodik.
Gambar 2.1 Skema gerak torak dan katup
1. Langkah Hisap
Pada langkah ini katup masuk terbuka kemudian Piston bergerak ke Titik
Mati Bawah (TMB). Gerakan tersebut mengakibatkan tekanan yang rendah atau
terjadi kevakuman di dalam silinder. Karena itu campuran udara-bahan bakar
terisap dan masuk melalui katup masuk. Ketika piston hampir mencapai TMB,
silinder sudah berisi sejumlah campuran bahan bakar dan udara.
2. Langkah Kompresi
Setelah piston menyelesaikan langkah hisap, katup masuk menutup.
piston kembali ke TMA. Dengan kedua katup hisap dan buang tertutup,
campuran bahan bakar-udara yang berada dalam silinder dikompresikan. Akibat
proses kompresi tersebut, terjadi kenaikan suhu di dalam silinder.
3. Langkah Usaha atau Ekspansi
Beberapa derajat sebelum TMA, busi memercikkan bunga api. Api dari
busi tersebut membakar campuran bahan bakar dan udara. Sehingga campuran
bahan bakar dan udara terbakar kemudian mendoromg piston bergerak menuju
TMB.
4. Langkah Buang
Beberapa derjat sebelum piston mencapai TMB, katup buang mulai
membuka. Piston mulai bergerak ke atas. Memompa sisa hasil pembakaran
commit to user
melalui lubang katup buang. Ketika piston hampir mencapai TMA, katup hisap
mlai membuka dan bersiap untuk memulai siklus berikutnya.
2.2.4 Silkus Otto
Langkah hisap dari siklus Otto dimulai dengan piston pada TMA dan dalam proses tekanan konstan pada tekanan masuk satu atmosfer (proses 6-1)
pada gambar (2.6). Tekanan yang sebenarnya sedikit lebih kecil dari tekanan satu
atmosfer karena ada rugi tekanan pada saat udara masuk. Temperatur udara
selama langkah hisap meningkat karena udara melewati hot intake manifold.
Langkah kompresi tejadi secara isentropik dari TMB ke TMA (proses
1-2). Dalam mesin yang sebenarnya langkah awal disebabkan oleh katup hisap tidak
tertutup penuh sampai sedikit setelah TMB. Akhir kompresi disebabkan oleh
pengapian busi sebelum TMA. Tidak hanya tekanan saja yang naik pada langkah
kompresi, temperatur juga naik akibat pemanasan kompresi.
Langkah kompresi diikuti oleh proses 2-3 penambahan panas volume
kostan pada TMA. Proses ini menggantikan proses pembakaran pada siklus mesin
yang sebenarnya, yang terjadi pada sistem tertutup dan kondisi volume konstan.
Dalam mesin yang sebenarnya pembakaran dimulai sedikit sebelum TMA.
Selama pembakaran atau panas masuk, sejumlah energi ditambahkan ke udara
dalam silinder. Energi menaikan temperatur udara menjadi sangat tinggi,
menyebabkan terjadi temperatur puncak siklus pada titik 3. Tekanan puncak juga
terjadi pada titik 3.
Tekanan dan entalpi yang sangat tinggi dalam sistem silinder
menghasilkan langkah tenaga/ ekspansi yang mengikuti pembakaran (proses 3-4).
Tekanan yang tinggi pada muka piston mendorong piston kembali ke TMB dan
menghasilkan kerja dan daya keluaran dari mesin. Langkah tenaga pada mesin
yang sebenarnya diganti dengan proses isentropik dalam siklus Otto. Pada mesin yang sebenarnya awal langkah tenaga dipengaruhi oleh bagian akhir proses
pembakaran. Akhir langkah tenaga dipengaruhi oleh bukaan katup buang sebelum
TMB. Selama langkah tenaga temperatur dan tekanan menurun seiring
commit to user
Menjelang akhir dari langkah tenaga dari siklus mesin yang sebenarnya,
katup buang terbuka dan silinder medorong gas buang keluar. Sejumlah entalphi
terbawa keluar gas buang. Siklus otto mengganti pembuangan gas buang pada
proses sistem terbuka dengan pengurangan tekanan pada volume konstan proses
sistem tertutup (4-5). Entalphi yang hilang selama proses ini diganti dengan
pembuangan panas untuk analisis mesin. Tekanan di dalam silinder pada akhir
pembuangan berkurang sampai sekitar 1 atm, dan temperatur berkurang dengan
pendinginan expansi.
Langkah terakhir dari siklus empat langkah terjadi saat piston bergerak
dari TMB ke TMA. Proses 5-6 adalah langkah buang yang terjadi pada tekanan
konstan 1 atm karena katup buang terbuka.
Pada akhir langkah pembuangan mesin mengalami dua kali putaran, piston
kembali pada TMA. Katup buang tertutup dan katup hisap terbuka, mulailah
siklus baru lagi.
commit to user
Gambar2.3. Diagram P-V siklus otto ideal
2.3 CDI (Capasitive Discharge Ignition)
CDI adalah sistem pengapian pada mesin pembakaran dalam dengan
memanfaatkan energi yang disimpan didalam kapasitor yang digunakan untuk
menghasilkan tengangan tinggi ke koil pengapian sehingga dengan output
tegangan tinggi koil akan menghasilkan spark di busi. Besarnya energi yang
tersimpan didalam kapasitor inilah yang sangat menentukan seberapa kuat spark
dari busi untuk memantik campuran gas di dalam ruang bakar.
Semakin besar energi yang tersimpan didalam kapasitor maka semakin
kuat spark yang dihasilkan di busi untuk memantik campuran gas bakar dengan
catatan diukur pada penggunaan koil yang sama. Energi yang besar juga akan
memudahkan spark menembus kompresi yang tinggi ataupun campuran gas bakar
yang banyak akibat dari pembukaan throttle yang lebih besar.
Dari uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa CDI yang digunakan
sangat berpengaruh pada performa kendaraan. Hal ini disebabkan karena dengan
penggunaan pengapian yang baik maka pembakaran di dalam ruang bakar akan
tuntas dan sempurna sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran akan
optimal. Panas sangat berpengaruh ,karena disain dari mesin bakar itu sendiri
commit to user
menjadi energi gerak. Semakin panas hasil pembakaran di ruang bakar artinya
semakin besar ledakan yang dihasilkan dari campuran gas di ruang bakar sehingga
menghasilkan energi gerak yang besar pula di mesin. Panas disini adalah panas
yang dihasilkan murni dari ledakan campuran gas bakar, bukan karena gesekan
antar komponen didalam ruang bakar. Dengan kata lain panas yang dimaksudkan
adalah panas ideal yang dapat dihasilkan dari pembakaran campuran gas bakar
dengan energi dari sistem pengapian yang digunakan.
Timing pengapian dan setingan lain tentu juga berpengaruh pada hasil
akhir performa mesin, namun jika dilihat dari sisi CDI itu sendiri, energi output
yang menentukan kualitas CDI. Dengan timing dan setingan lain yang sama, CDI
dengan energi yang lebih besar akan menghasilkan performa mesin yang lebih
kapasitor yg ada di dalam CDI dilepaskan. Selain pulser ada aki (pada CDI DC)
atau spul (CDI AC) dimana sebagai sumber arus yang kemudian diolah oleh CDI
dan tentunya CDI didukung oleh koil sebagai pelipat tegangan yang dikirim ke
busi. Konsep kerja sistem pengapian CDI berbeda dengan sistem pengapian
penyimpan induktif (inductive storage system).
Pada sistem CDI, koil masih digunakan tetapi fungsinya hanya sebagai
transformator tegangan tinggi, tidak untuk menyimpan energi. Sebagai pengganti,
sebuah kapasitor digunakan sebagai penyimpan energi. Dalam sistem ini kapasitor
diisi (charged) dengan tegangan tinggi sekitar 300 V sampai 500 V, dan pada saat
sistem bekerja (triggered), kapasitor tersebut membuang (discharge) energinya ke
kumparan primer koil pengapian. Koil tersebut menaikan tegangan (dari
pembuangan muatan kapasitor) menjadi tegangan yang lebih tinggi pada
commit to user
Gambar 2.4 Diagram blok sistem pengapian CDI
Secara sederhana sistem pengapian CDI digambarkan dengan skema
seperti pada gambar di atas, dan rangakaian tersebut jika dikelompokkan menjadi
elemen-elemen yang lebih kecil sesuai dengan kerjanya masing-masing maka
dapat dikelompokkan menjadi enam blok seperti pada gambar.
Keenam bagian utama dari sistem pengapian CDI tersebut dapat dijelaskan
sebagai berikut.
a) DC to DC converter, secara sederhana dapat dijelaskan bahwa bagian ini berfungsi untuk mengubah arus DC menjadi AC kemudian dinaikan
tegangannya dan kemudian disearahkan kembali menjadi DC.
b) Kapasitor, bagian ini berfungsi untuk menyimpan energi listrik yang disuplai oleh DC to DC converter.
c) Contact point atau pick up coil (pulser). Bagian ini berfungsi sebagai pemicu (trigger) atau penghasil sinyal untuk mengaktifkan Thyristor.
d) Amplifier, bagian ini berfungsi sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh bagian pembangkit sinyal sehingga sinyal tersebut cukup kuat untuk
mengaktifkan Thyristor.
e) Thyristor switch, bagian ini berfungsi untuk mengalirkan energi dari kapasitor ke koil pengapian. Thyristor ini merupakan komponen semikonduktor yang akan bekerja (ON) oleh adanya pulsa tegangan pada
kaki gate-nya. Pada saat distributor berputar, pulsa tegangan dihasilkan
oleh pick up coil. Pulsa ini dikuatkan oleh amplifier untuk kemudian
commit to user
ke kumparan primer koil. Kemudian Thyristor kembali OFF dan kapasitor
terisi kembali.
Metode pembuangan muatan kapasitor untuk menghasilkan tegangan
tinggi sehingga terjadi percikan api pada busi dapat dicapai dengan menyimpan
energi listrik dalam sebuah kapasitor. Apabila saat pengapian sudah tepat dan api
siap untuk dipercikan, Thyristor Power akan aktif dan membentuk suatu rangkaian tertutup antara kapasitor dan kumparan primer koil. Kapasitor dengan
cepat akan melepaskan energinya melalui kumparan primer koil. Aliran arus yang
sangat cepat dalam kumparan primer ini akan menyebabkan terjadinya tegangan
yang sangat tinggi pada kumparan sekunder dan tegangan tinggi ini akan
disalurkan ke busi untuk menghasilkan loncatan bunga api di antara elektroda
busi. CDI dibagi menjadi 2, yaitu CDI standar dan CDI Racing.
2.3.1 CDI Standar
Menurut Nuval timing pengapian CDI standar sudah disesuaikan dengan
kondisi mesin standard dan biasanya dilengkapi dengan limiter untuk membatasi
putaran mesinnya tidak terlalu tinggi sehingga memperpanjang umur komponen
mesin (mesin tidak dipaksa bekerja terlalu ekstrem).
Sementara itu, Huang (2004) menyatakan bahwa CDI standar didesain
bukan untuk performa optimal namun dirancang untuk uji emisi yang harus euro
2. Jadi pada dasarnya dengan campuran bahan bakar 14,7 : 1 hal ini timing
pengapian harus di sesuaikan maka dari itu diciptakanlah CDI standard.
commit to user
Gambar 2.5 memperlihatkan jenis CDI DC (direct current) yang
menggunakan sumber arus listrik dari battery. Arus listrik tersebut dinaikan tegangannya sebelum mengisi kapasitor. Pengapian akan terjadi jika trigger atau
sering disebut dengan pulser mendapat sinyal dari pickup pulser, sinyal tersebutditeruskan menuju microcontroller dan selanjutnya kapasitor akan melepas muatan listrik. Muatan listrik tersebut akan menuju ignition coil dan berakhir pada spark plug atau busi.
2.3.2 CDI Racing
Setiap mesin memiliki karakter yang berbeda meskipun untuk tipe motor
yang sama. Jadi ada faktor lain selain dari limiter yang membedakan dari CDI
standar dengan CDI racing yaitu timing pengapian dan kemampuannya. Yang
dimaksud kemampuan disini adalah fitur yang terdapat di dalam CDI yang
mendukung performa suatu mesin, misalnya adalah timing pengapian yang dapat
disesuaikan (programmable) dengan setiap perubahan yang terjadi dari suatu
mesin.Sebagai gambaran suatu mesin dikatakan “racing” apabila terjadi perubahan camshaft, karburator, knalpot, bahan bakar, bore up dan sistem pengapiannya. Sehingga performanya lebih tinggi dari kondisi standarnya.
Pada dasarnya CDI racing memiliki cara kerja yang hampir sama dengan
CDI standar, hanya pada CDI racing terdapat penambahan beberapa komponen
seperti low voltage IC regulator, pulse signal digilizer, CDI central processor unit, thyristor driver, data storage unit dan data communication untuk meningkatkan kinerja dari CDI tersebut. Dibawah ini gambar dan diagram blok
commit to user
Gambar 2.6 Diagram blok sistem pengapian CDI Racing
Keterangan gambar di atas :
1. Rectifier and High Voltage Regulator Area (rangkaian penyearah dan pengatur tegangan tinggi) berisi rangkaian pembatas tegangan untuk diteruskan menuju
firing area.
2. Firing Area (rangakaian pengapian), digunakan untuk memberikan muatan listrik pada ignition coil. Komponen utama capacitor, system pengendaliannya
dilakukan oleh blok nomer 3.
3. Thyristor Driver (rangkaian pengendali thyristor)
4. Central Processor Unit (CPU) yaitu sistem komputer utama pengendali
5. CDI yang mengatur segala fungsi CDI mulai dari pengendalian sistem
pengapian hingga komunikasi dengan personal computer untuk keperluan tuning data.
6. Pulse Signal Digitzer yaitu rangkaian untuk mengubah level sinyal analog ke level sinyal digital agar dapat dibaca oleh CPU.
7. Data Communication Interface adalah rangkaian komunikasi dengan personal computer.
8. Data Storage Unit merupakan rangkaian berisi IC memori atau EEPROM untuk menyimpan data setting.
commit to user
Derajat pengapian yang dimasukan dalam CDI programmable akan
dibaca sebagai fungsi waktu oleh IC. Besar atau kecilnya nilai derajat pengapian
akan menentukan waktu pengapian. Makin besar nilai derajat yang dimasukan,
semakin cepat pengapian yang akan terjadi, bila nilai derajat yang dimasukan
kecil maka waktu pengapian akan lebih lambat yaitu ketika posisi piston dekat
dengan TMA.
Perhitungan waktu pengapian tersebut dimulai saat pulser mendapat
sinyal dari pick-up magnet. Data yang dibutuhkan oleh CDI programmable untuk
memulai perhitungan waktu pengapian tersebut adalah besar sudut pulser angle
dan pick-up angle. Selisih antara pulser angle dan pick-up angle disebut dengan delta pengapian.
Gambar 2.7 Sudut pulser dan sudut pickup koil
Panjang delta untuk tiap pengapian pada sepeda motor adalah
berbeda-beda. Seperti contohnya pada motor tipe 30C CW 110 sebesar 67,5°. Delta
dihitung dengan langkah membuka tutup magnet sebelah kiri terlebih dulu,
kemudian mengukur besar sudut antara pulser dengan garis tanda TOP
Delta pengapian misal 20° tersebut digunakan sebagai acuan derajat paling awal saat pengapian dari CDI programmable. Ketika pulser mendapat sinyal dari pick-up magnet, CDI akan membacanya sebagai 20° sebelum TMA saat itu. Informasi lain yang akan masuk menuju CDI yaitu putaran mesin, dari
putaran mesin tersebut CDI akan menghitung berapa lama penundaan waktu yang
commit to user
membaca putaran mesin sebesar 2000 rpm, maka pada CDI akan menghitung
kecepatan untuk menempuh tiap derajat sebagai berikut :
2000 rpm
=
▸ĖĖĖ祰Ė rps = 33,3 rps
1 putaran = 1dt / 33,3 = 0,03 dt
Waktu untuk menempuh 1 derajat = Ė,Ė험
험祰Ė° 8,33 10 ﻈŖȖ̜Ϝ/ﻈŖperȖ
Setelah diketahui kecepatan tiap derajat pada putaran 2000 rpm, CDI
akan menghitung kembali berapa waktu yang diperlukan untuk sampai pada
derajat pengapian yang kita masukan dalam tabel.
Misal pada 2000 rpm kita kehendaki pengapian terjadi 3° sebelum TMA.
Maka CDI akan mengitung waktu yang diperlukan untuk mencapai 3° sebelum
TMA tersebut sebagai berikut :
20°( delta pengapian) - 3° ( sudut pengapian) = 17°
Hasil pengurangan delta dengan sudut pengapian adalah 17° jarak yang
ditempuh dari awal pulser mendapat sinyal hingga saat pengapian yaitu 3°
sebelum TMA. CDI akan memulai pengapian setelah beberapa saat sesudah
mendapat sinyal dalam waktu :
8,33 x 10崘5 ( detik / derajat ) x 17° = 1,41 x 10崘3 detik.
2.4 Koil
Koil merupakan bagian terpenting dalam pengapian pada Spark Ignition
Engines karena koil merupakan komponen pengapian yang menentukan baik tidaknya proses pembakaran dalam ruang bakar. Koil difungsikan sebagai
pengubah arus tegangan rendah menjadi tegangan tinggi untuk menghasilkan
bunga api pada busi dan dilihat dari sudut fungsinya koil merupakan sumber nyata
dari tegangan yang dibutuhkan dalam proses pembakaran. Koil menghasilkan
tegangan tinggi dengan prinsip induksi dimana tegangan listrik pada baterai
merupakan tegangan rendah (6 - 12Volt) dan dinaikan sampai 5000 – 25.000
Volt.
Secara fisik koil dikonstruksi mirip dengan trafo. Pada bagian tengahnya
koil berisi batangan logam yang dilapisi dengan inti besi, sekitar inti dan yang
commit to user
lilitan kawat tembaga yang sangat tipis dan lebih banyak dari pada kumparan
primer. Dibagian luar dari penyekat dan bagian yang terisolasi dililit penyekat
kumparan primer dengan lilitan kawat tembaga yang lebih besar, perbandingan
lilitan antara penyekat sekunder dan kumparan primer adalah 60 sampai dengan
150.
2.4.1 Koil standar
Koil pengapian ini digunakan untuk pengapian tegangan tinggi dan pada
sepeda motor, koil ini sering disebut dengan koil pengapian AC, dimana dalam
sistimnya terjadi arus bolak balik, guna mengurangi gangguan dari luar konstruksi
koil tersebut dibungkus dengan plastik yang dicairkan dan dilekatkan dengan
konstruksi bentuk standar, seperti yang terlihat pada gambar :
Gambar 2.8 Koil standar
commit to user 2.4.2 Koil Racing
Koil ini digunakan untuk menghasilkan percikan bunga api yang tinggi,
koil ini memiliki bahan serta bentuk yang sedikit berbeda dengan koil standar
dimana koil ini sengaja diciptakan untuk menghasilkan tegangan yang tinggi.
Tegangan yang dihasilkan koil ini jauh lebih besar yaitu mencapai 10.000-
25.000 volt sehingga percikan yang terjadi pada busi jauh lebih besar dan kuat
guna menyempurnakan proses pembakaran yang terjadi pada ruang bakar. berikut
merupakan gambar dari koil racing yang akan digunakan dalam penelitian :
Gambar 2.10 Koil racing merek Daytona
Pada dasarnya koil racing tipe GF50LK gambar (2.11) dikonstruksikan hampir
sama dengan koil standar akan tetapi memiliki bahan yang berbeda hal ini dapat
dilihat pada inti besi dan plastik pembungkus
rangkaian yang jelas berbeda, namun dalam penelitian ini tidak
membahas mengenai perbedaan dan bahan yang digunakan.
2.5 Busi
Busi adalah komponen utama untuk menyalakan campuran bahan bakar
udara dengan loncatan api diantara kedua elektrodanya. Loncatan arus listrik ini
dibangkitkan oleh koil yang berfungsi menaikkan tegangan dari pembangkit arus
listrik awal menjadi arus listrik bertegangan tinggi. Sehingga karena perbedaan
potensial diantara kedua elektrodanya mengalahkan tahanan udara pada celah,
terjadilah loncatan bunga api diantara kedua elektrodanya.
Kedua elektroda dipisahkan oleh isolator listrik agar loncatan listrik
commit to user
tahanan listrik yang tinggi, tidak rapuh terhadap kejutan mekanik dan thermal,
merupakan konduktor panas yang baik serta tidak bereaksi kimia dengan gas
pembakaran. Beberapa bagian dari busi ditunjukkan pada gambar:
Gambar 2.11. Busi
2.6 Prestasi Mesin
2.6.1 Pengertian Prestasi Mesin
Prestasi mesin adalah kemampuan mesin motor bakar untuk merubah
energi yang masuk yaitu bahanbakar sehingga menghasilkan daya berguna, yang
ditinjau dari besarnya torsi, daya dan konsumsi bahan bakar serta putarannya.
2.6.2 Torsi dan daya
Torque atau torsi adalah indikator yang baik untuk mengetahui kemampuan kerja mesin. Torsi didefinisikan sebagai gaya kerja sepanjang momen
dan mempunyai satuan N-m atau lbf-ft. Sedangkan power atau daya didefinisikan
sebagai kecepatan kerja suatu mesin dan mempunyai satuan Watt. Hubungan torsi
commit to user
Gambar 2.12. Daya dan torsi sebagai fungsi kecepatan putar mesin.
2.6.3 Inertia Dynamometer
Peralatan yang digunakan untuk mengukur daya dan torsi mesin dapat
ditunjukkan pada gambar 2.13. berikut ini:
Gambar 2.13 Dynamometer
Dari gambar diatas terdapat beberapa bagian-bagian utama pada
commit to user Keterangan gambar:
1. Monitor 1
2. Sensor pick up coil 35
3. Roller dengan pick up coil
4. Konsul dyno GUI ( graphic user interface )
5. Monitor 2
6. CPU
7. Printer
Dinamometer digunakan sebagai alat untuk mengukur performa mesin.
Kinerja mesin yang diukur berupa torsi dan daya motor. Pengukuran kinerja
mesin pada dinamometer akan mendapatkan besar nilai torsi, selanjutnya
barudidapatkan daya motor melalui perhitungan dengan melibatkan nilai torsi
yang didapat sebelumnya. Model dinamometer yang digunakan dalam penelitian
ini adalah jenis inersia. Jenis ini memungkinkan untuk pengetesan mesin pada
rangka motor dan langsung pada roda belakang. Sehingga hasil yang didapat
merupakan data unjuk kerja bersih setelah dikurangi rugi-rugi dari gesekan,
transmisi dan sebagainya. Pada inersia dyno terdapat beban tetap untuk pengujian
berupa massa silinder pejal, yaitu media yang digerakkan oleh roda belakang dari
kendaraan. Silinder pejal dengan massa tertentu tersebut jika berputar akan
memiliki besaran yang disebut dengan momen inersia (I) dan percepatan sudut
(α). Percepatan sudut didapat dari sensor kecepatan yang terdapat disamping
silinder. Dari kedua data yang didapat tersebut dan dengan modul yang
digunakan, dilakukan perhitungan untuk mengetahui besar torsi yang dibaca.
Karena pembacaan inersia melibatkan percepatan, maka tidak mungkin akan
didapatkan torsi pada keadaan putaran mesin tetap (
α
= 0).Perhitungan untuk mendapatkan torsi dimulai dengan berputarnya roller
inersia dinamometer seperti Gambar 2.13, berputarnya roller akan menghasilkan
momen inersia sebagai berikut .
commit to user
Dari putaran silinder diperoleh perubahan kecepatan sudut berbanding
waktu. Perbandingan keduanya untuk menghitung percepatan sudut (α) dengan
rumus :
α
ѡ 伈) /………(2)
Dimana :
ѡ = perubahan kecepatan sudut
Ȗ
2.6.4 Konsumsi bahan bakar spesifik (Spesific fuel consumption)
Konsumsi bahan bakar spesifik menyatakan banyaknya bahan bakar yang
dikonsumsi mesin per jam untuk setiap daya yang dihasilkan. Konsumsi bahan
bakar spesifik biasanya diukur dengan satuan gr /kW-hr atau lbm/hp-hr dan dapat
didefinisikan dengan :
sfc(g/kW. h) = ṁ (g/h)
commit to user Dimana :
- sfc = Spesific Fuel Consumption (g/kW. h)
- f = Laju aliran bahan bakar (g/h)
Konsumsi bahan bakar:
f =
煀. .험祰ĖĖ
. ĖĖĖ………..……...(6)
Dimana :
v = Volume buret yang dipakai dalam pengujian (10 cc)
t = Waktu yang diperlukan untuk pengosongan buret (detik)
ρ = Massa jenis bahan bakar ( bensin=0,74 kg/l )
B = Konsumsi bahan bakar (kg/jam)
Gambar 2.14 Hubungan kecepatan putar mesin (N) dengan sfc
2.6.5 Efisiensi
Waktu yang tersedia untuk melakukan proses pembakaran satu siklus dalam
mesin sangat singkat dan tidak semua molekul bahan bakar tidak mendapat
molekul oksigen untuk bereaksi, atau temperatur lokal tidak sesuai untuk bereaksi.
Akibatnya fraksi kecil dari bahan bakar tidak bereaksi dan terbawa gas buang
keluar. Efisiensi termal adalah ukuran besarnya pemanfaatan energi panas dari
bahan bakar untuk diubah menjadi daya oleh motor.
commit to user
ηf = (
3600
sfc g
kW. h . QHV( MJ
kg)
)………(7)
Dimana :
- ηf = Efisiensi termal
commit to user
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1 Diagram alir Penelitian
3.2 Bahan Penelitian
Mulai
commit to user 3.2.1 CDI Racing Programmable
Programmable CDI EX Pro500 merupakan Sistem pengapian (CDI) dapat diprogram sesuai dengan kapasitas mesin, timing dan angle pun bisa dirubah tanpa harus membuka blok magnet dan merubahnya secara manual.
Gambar 3.2. Programmable CDI EX Pro500
Beberapa Fitur yang dimiliki Programmable CDI Programmable tipe EX
Pro500, yaitu:
1) Kurva pengapian dapat diprogram dengan menggunakan komputer atau
laptop.
2) Memiliki setting tipe pulser dan angle pulsel yang dapat di sesuikan
dengan spesifikasi mesin.
3) Pilihan untuk menggunakan satu kurva pengapian (Single Map) atau
beberapa kurva pengapian (Multi Map).
4) Dapat menyimpan 10 map (kurva pengapian).
5) Menyimpan (save) atau mengambil (load) kurva pengapian dari komputer.
6) Penyettingan derajat pengapian setiap kenaikan 50 rpm sampai dengan
25.000 rpm.
7) Limite system, limiter bisa diatur sesuai dengan kebutuhan mesin disetiap kurva pengapian.
commit to user
Gambar 3.3 Tampilan software CDI EX Pro500
Proses pengujian dilaksanakan di Mototech Yogyakarta Indonesia,
dengan bantuan dan diawasi operator dinamometer. Rangkaian pelaksanaan
pengujian diawali dengan menguji menggunakan pengapian CDI standar.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menggunakan pengapian CDI
programmable. Sebelum digunakan untuk pengujian, nilai derajat pengapian
harus dimasukkan dulu ke dalam memori CDI programmable dengan
menggunakan komputer atau laptop. Nilai derajat pengapian yang dimasukkan ke
dalam CDI programmable ditampilkan dalam table 3.1.
Tabel 3.1 Derajat Pengapian
RPM
Degree
BTCD RPM
Degree
BTCD RPM
Degree
BTCD RPM
commit to user
Gambar 3.4. Koil seri GF50LK
3.3 Alat penelitian 3.3.1 Sepeda Motor
Spesifikasi mesin sepeda motor tipe 30C CW 110 yang akan digunakan
sebagai bahan pengujian adalah sebagai berikut :
1) Mesin 4 langkah, SOHC, 2 klep (berpendingin udara)
2) Volume Silinder 110,3cc.
3) Diameter X Langkah 51,0 x 54,0 mm
4) Perbandingan Kompresi 9,3 : 1
5) Tenaga Maksimum 8,8 HP pada putaran 8.000 rpm
6) Torsi Maksimum 9,0221 N.m pada putaran 5.000 rpm
7) Sistem Pelumasan basah / Wet sump
8) Kapasitas oli mesin penggantian berkala 800cc.
9) Penggantian Total oli mesin1.000cc
10) Karburator VM 17 x, setelan Pilot Screw 1 - 3,8 putaran keluar.
11) Putaran langsam mesin 1.500 rpm
12) Saringan udara mesin tipe kering
13) Sistem Starter Starter listrik dan starter engkol
commit to user Gambar 3.5. Sepeda motor
a. Burret dengan volume 25 cc
Digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar
b. Stop watch
Digunakan untuk pencatat waktu konsumsi bahan bakar.
c. Laptop
Digunakan untuk memrogram CDI racing.
d. Dynometer
Spesifikasi Dynometer yang akan digunakan sebagai alat pengujian
adalah sebagai berikut:
1) Merk : Sportdyno V3.2
2) Seri model : SD325
3) Dimensi (p x l x t) : 2110 x 1000 x 800 mm
4) Berat : 400 kg
5) Wheelbase : 850 – 1850 mm 47
6) Daya maksimum : 200 Hp (147 kW)
7) Kecepatan maksimum : 300 Km/h
8) Beban maksimum : 450 Kg
- Diameter roller : 300 mm
- Panjang roller : 200 mm
- Berat roller : 190 Kg
commit to user
Gambar 3.6. Dynometer
3.4 Langkah - Langkah Pengujian 3.4.1. Tahap Persiapan
1. Pemeriksaan semua kesiapan dan kelengkapan alat.
2. Pemeriksaan mesin dynometer dan kipas pendingin.
3. Pemeriksaan alat ukur yang dipakai sebagai penunjang pengujian.
commit to user 4. Sepeda motor dinaikkan diatas Dynometer.
5. Mengatur Wheelbase Dynometer sesuai dengan wheelbase sepeda motor
dengan mengatur tuas “a” yang ada di depan Dynometer, dimana dapat
dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.8. Pengatur Wheelbase Dynometer
6. Memposisikan roda belakng tepat di atas roller dan Mengikat sepeda
motor dengan tali rod.
ggg
Gambar 3.9. Posisikan roda belakang tepat di atas roller dan mengikat sepeda
motor dengan tali rod
7. Memposisikan panel-panel dynometer dalam posisi “on”, lalu
menghidupkan komputer sebagai output data.
8. Menghidupkan mesin sepeda motor.
9. Mengatur putaran awal mesin berada dikisaran 4000 rpm dengan mengatur
handle gas.
commit to user a. Pengujian Daya dan Torsi
1. CDI dan koil standar
2. CDI standar dan koil racing
3. CDI racing dan koil standar
4. CDI dan koil racing
b. Konsumsi Bahan Bakar
1. CDI dan koil standar
2. CDI standar dan koil racing
3. CDI racing dan koil standar
4. CDI dan koil racing
3.4.3. Tahap pengujian :
a) Dilakukan dengan mengendarai sepeda motor di atas mesin dynometer.
Dengan memasukkan gigi perseneling ke gigi tiga, dikarenakan pada gigi
tiga power band lebih luas/besar dan tenaga puncak lebih cepat terasa.
Lalu memutar handle gas pada rpm 4000, selanjutnya digas secara
spontan hingga rpm maksimal .
b) Hasil akan terlihat di layar monitor komputer yang terhubung dengan
mesin dynometer.
c) Mengulangi langkah-langkah tersebut sampai menghasilkan data yang
akurat.
Gambar 3.10. Tampilan monitor pada saat pengujian
d) Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
· Pasang burret dan isi dengan bensin 10cc.
commit to user
· Kemudian nyalakan mesin sampai dengan 5000 rpm dan hitung waktu untuk menghabiskan bensin sebanyak 10 cc.
· Untuk rpm 6000, 7000, 8000, 9000 langkah pengujiannya sama dengan pengujian 5000 rpm, sehingga didapatkan data konsumsi
bahan bakar.
· Ganti CDI dan Koil dengan tipe lain. Lakukan dengan langkah yang sama.
commit to user
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data – Data Hasil Pengujian Daya Dan Torsi
Berikut ini adalah data-data yang diperoleh dari pengujian yang telah
dilakukan menggunakan Dynamometer.
4.1.1 Data Pengujian Sepeda Motor Standar
Berdasarkan pengujian yang telah dilaksanakan, dapat dibuat grafik
hubungan antara daya dan torsi terhadap putaran mesin pada pengujian sepeda
motor standar sebagai berikut:
Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dan torsi CDI Standar dan Koil Standar
Berdasarkan grafik pada gambar 4.1 dapat diketahui daya maksimum yang
dicapai sebesar 9,2 hp pada putaran 7853 rpm dan torsi puncak yang dihasilkan
adalah 9,77 N.m pada putaran 5842 rpm. Sedangkan untuk spesifikasi motor
standar pada manual book tipe 30C CW110 mempunyai daya 8,8 hp pada putaran
8000 rpm dan untuk torsi 9,02 N.m pada putaran 5000 rpm.
Daya = -3E-07x2 + 0.004x - 8.753
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
Daya
commit to user
Dengan selisih hasil pengujian dan hasil spesifikasi motor standar yang
tidak terlalu besar, maka hasil pengujian tersebut dapat sebagai acuan atau
pembanding dengan pengujian menggunakan pengapian CDI racing dan koil
racing.
4.1.2 Data Pengujian Sepeda Motor Menggunakan CDI Racing dan Koil Standar
Berdasarkan pengujian yang telah dilaksanakan, dapat dibuat grafik
hubungan antara daya dan torsi terhadap putaran mesin pada pengujian sepeda
motor menggunakan CDI racing dan koil standar sebagai berikut:
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara daya dan torsi CDI racing dan koil standar
Berdasarkan grafik pada gambar 4.2 dapat diketahui bahwa daya
maksimum yang dicapai sebesar 9,1 hp pada putaran 8014 rpm, terdapat selisih
0,1 hp dengan motor pengapian standar dan putaran mencapai daya maksimal
lebih cepat motor pengapian standar. Sedangkan torsi puncak yang dihasilkan
adalah 9,0 N.m pada putaran 5443 rpm, selisih 0,77N.m dengan pengapian
standar.
Dengan hasil tersebut bahwa penggunaan CDI racing pada motor standar
tidak menambah daya maupun torsi mesin pada putaran bawah maupun di putaran
Daya = -3E-07x2 + 0.005x - 11.04
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
Daya
commit to user
atas. Hal tersebut senada dengan penelitian Herwanto (2010) yang menyatatan
pemakaian CDI racing tidak meningkatkan torsi maupun daya pada motor.
4.1.3 Data Pengujian Sepeda Motor Menggunakan CDI Standar dan Koil Racing
Berdasarkan pengujian yang telah dilaksanakan, dapat dibuat grafik
hubungan antara daya dan torsi terhadap putaran mesin pada pengujian sepeda
motor menggunakan CDI standar dan koil racing sebagai berikut:
Gambar 4.3 Grafik hubungan daya dan torsi CDI standar dan koil racing
Berdasarkan grafik pada gambar 4.3 dapat diketahui daya maksimum yang
dicapai sebesar 9,3 hp pada putaran 7614 rpm. Pada penggunaan koil racing
terjadi peningkatan torsi sebesar 0,1hp dan putaran untuk mencapai daya
maksimal lebih cepat 139 rpm. Sedangkan torsi mengalami penurunan sebesar
0,6 N.m yaitu torsi maksimal yang dihasilkan adalah 9,71 N.m pada putaran 5890
rpm.
Hasil tersebut tidak sesuai dengan pernyataan Herwanto (2010) dan
Subroto (2009) yang menyatakan bahwa pemakaian koil Racing dapat
meningkatkan torsi dan daya mesin. Perbedaan hasil penelitin tersebut dapat
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
Daya
commit to user
disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja dari motor tesebut
misal perbedaan jenis / tipe koil yang digunakan, setting karburator atau tingkat
konsumsi bahan bakar dan sebagainya.
4.1.4 Data Pengujian Sepeda Motor Menggunakan CDI Racing dan Koil Racing
Berdasarkan pengujian yang telah dilaksanakan, dapat dibuat grafik
hubungan antara daya dan torsi terhadap putaran mesin pada pengujian sepeda
motor menggunakan cdi racing dan koil racing sebagai berikut:
Gambar 4.4 Grafik hubungan dan torsi CDI racing dan koil racing
Berdasarkan grafik pada gambar 4.4 dapat diketahui daya maksimum yang
dicapai sebesar 9,3 hp pada putaran 7953 rpm, mengalami penurunan 0,1 hp dan
selisih 100 rpm untuk memperoleh daya maksimal. Sedangkan torsi maksimal
juga mengalami penurunan 0,45 N.m dan selisih putaran 129 rpm untuk
memperoleh torsi maksimal, torsi maksimal yang dihasilkan adalah 9,32 N.m
pada putaran 6071 rpm. Hasil tersebut tidak sesuai dengan pernyataan Herwanto
(2010) dan Subroto (2009) yang menyatakan bahwa pemakaian koil Racing dapat
meningkatkan torsi dan daya mesin.
Daya = -3E-07x2 + 0.005x - 11.52
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
Daya
commit to user
Tetapi untuk penurunan daya dan torsi setelah mencapai daya puncak
lebih stabil tidak sesegnifikan pengapian standar. Dimana data pada putaran
10000 rpm daya sebesar 7,9 hp dibandingkan dengan pengapian standar yang
sudah turun 7,7 hp dan untuk torsi pada putaran 10000 rpm torsi sebesar 5,60
N.m, dibanding pengapian standar yang sudah turun 5,43 N.m
4.2 Analisa Data Daya dan Torsi
Dari beberapa grafik hubungan antara daya dan putaran mesin yang
terdapat pada gambar 4.1 sampai gambar 4.4, dapat dibandingkan daya yang
dihasilkan antara motor standar dengan motor yang memakai CDI racing maupun
yang memakai koil racing yang tampak pada gambar 4.5 berikut:
Gambar 4.5 Grafik daya pada tiap jenis pengapian
Dari hasil percobaan diperoleh berbagai hubungan yang menunjukan
perbedaan daya sepeda motor dengan penggunaan CDI racing maupun dengan
koil racing. Dari grafik 4.5 dapat dilihat daya tertinggi menggunakan pengapian
CDI standar dan koil racing pada putaran 5000 sampai 7614 rpm dibanding
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
commit to user
pengapian jenis lain dan daya maksimal sebesar 9,3 hp pada 7614 rpm. Akan
tetapi untuk putaran diatas 7614 rpm daya tertinggi dihasilkan oleh pengapian
CDI dan koil racing.
Selain daya, grafik hubungan antara torsi dan putaran yang terdapat juga
pada gambar 4.1 sampai gambar 4.4, dapat dibandingkan torsi dihasilkan antara
motor standar dengan motor yang memakai CDI racing maupun dengan yang
memakai koil racing yang tampak pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Grafik torsi pada tiap jenis pengapian
Dari hasil pengujian diperoleh berbagai hubungan yang menunjukan
perbedaan torsi sepeda motor dengan penggunaan CDI racing maupun dengan
koil racing. Dari grafik 4.6 dapat dilihat bahwa torsi tertinggi menggunakan
pengapian standar pada rpm 4500 sampai 6000 dengan torsi maksimal sebesar
9,77 pada rpm 5842. Tetapi untuk putaran diatas 6000 rpm torsi terbesar
dihasilkan oleh pengapian menggunakan CDI racing dan koil racing.
Std = -2E-07x2 + 0.001x + 5.482
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
commit to user
4.3 Analisa Data Hasil Pengujian Konsumsi Bahan Bakar
Dalam pengujian konsumsi bahan bakar diukur sebagai aliran massa bahan
bakar per unit waktu. Konsumsi bahan bakar spesifik adalah laju aliran bahan
bakar per satuan daya.
4.3.1 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor Standar
Data yang diperoleh dari waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan
bensin 10 cc pada putaran 5000, 6000, 7000, 8000 dan 9000 rpm untuk jenis
pengapian standar.
Tabel 4.1 Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor standar
RPM
Volume
burret (cc)
Waktu
(detik)
f (kg/h)
sfc
(kg/hp.h)
5000 10 39.84 0.668675 0.101314
6000 10 32.88 0.810219 0.098807
7000 10 29.44 0.904891 0.102829
8000 10 27.46 0.970138 0.106609
commit to user
Gambar 4.7 Grafik SFC CDI standar dan koil standar
Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor standar
terlihat pada gambar 4.7 dapat di amati bahwa untuk pengapian standar konsumsi
bahan bakar spesifik cenderung menurun pada putaran 5000 sampai 6000 rpm
yaitu sebesar dari 0,101 sampai 0,098 kg/hp.h. Selanjutnya untuk putaran 6000 sampai 9000 rpm mengalami peningkatan sebanding dengan bertambahnya
putaran mesin yaitu sebesar 0,098 sampai dengan 0,115 kg/hp.h. Untuk konsumsi
bahan bakar spesifik rata-rata adalah 0,1050 kg/hp.h. Dari hasil tersebut
kemudian akan dipakai sebagai acuan untuk membandingkan antara konsumsi
bahan bakar yang menggunakan CDI dan koil standar dengan konsumsi bahan
bakar yang menggunakan CDI racing dan koil racing.
4.3.2 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor Dengan CDI Racing
dan Koil Standar.
Data yang diperoleh dari waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan
bensin 10 cc pada putaran 5000, 6000, 7000, 8000 dan 9000 rpm untuk jenis
pengapian CDI racing dan koil standar.
SFC = 2E-09x2 - 2E-05x + 0.157
GRAFIK SFC CDI STANDAR DAN KOIL STANDAR
commit to user
Tabel 4.2 Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan
CDI racing dan koil standar
RPM
Gambar 4.8 Grafik Grafik SFC CDI standar dan koil standar
untuk motor dengan pengapian CDI racing dan koil standar. Pada putaran
5000 sampai 8000 mengalami penurunan dari 0,105 sampai 0,096. Sedangkan
untuk putaran 8000 -9000 rpm konsumsi bahan bakar naik mencapai 0,1146
kg/hp.h. Dengan rata – rata konsumsi bahan bakar spesifik 0,1034 kg/hp.h.
Dari data tabel 4.2 hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk
motor dengan CDI racing dan koil standar bila di bandingkan dengan motor yang
menggunakan CDI dan koil standar pada putaran 5000 sampai 9000 rpm
mengalami penurunan rata-rata adalah 0,0016 kg/hp.h. Dengan ini menunjukkan
SFC = 3E-09x2 - 4E-05x + 0.244
GRAFIK SFC CDI RACING DAN KOIL STANDAR
commit to user
konsumsi bahan CDI racing dan koil standar lebih irit dibandingkan pengapian
CDI dan koil standar.
Penurunan konsumsi bahan bakar ini berakibat pada penurunan daya dan
torsi yang dihasilkan pada pemakaian CDI racing dan koil standar. Jadi untuk
meningkatkan daya dan torsi pada pengapian CDI racing dan koil standart perlu
dilakukan setting karburator untuk menambah konsumsi bahar bakar.
4.3.3 Data Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Untuk Motor Dengan CDI
Standar Dan Koil Racing
Data yang diperoleh dari waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan
bensin 10 cc pada rpm 5000, 6000, 7000, 8000, 9000 untuk jenis pengapian CDI
standar dan koil racing.
Tabel 4.3 Hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan
CDI standar dan koil racing
RPM
Volume
burret (cc)
Waktu
(detik)
f (kg/h)
sfc
(kg/hp.h)
5000 10 48.66 0.547472 0.081712
6000 10 46.22 0.576374 0.070289
7000 10 32.4 0.822222 0.093434
8000 10 26.1 1.02069 0.11341
commit to user
Gambar 4.9 Grafik hasil analisa konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor
dengan CDI standar dan koil racing
Dari hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk motor dengan
CDI standar dan koil racing dapat diamati pada gambar 4.9. Untuk konsumsi
bahan bakar untuk CDI standar dan koil racing pada putaran 5000 – 6000 rpm
mengalami penurunan dari 0,0817 kg/hp.h sampai 0,0702 kg/hp.h . Tetapi untuk
putaran 6000 – 9000 rpm mengalami kenaikan seiring kenaikan rpm mesin
sebesar 0,054 kg/hp.h. yaitu dari 0,0702 kg/hp.h sampai 0,1249 kg/hp.h. Dengan
rata – rata konsumsi bahan bakar spesifik 0,096 kg/hp.h.
Dari data tabel 4.3 hasil perhitungan konsumsi bahan bakar spesifik untuk
motor dengan CDI standar dan koil racing bila di bandingkan dengan motor yang
menggunakan CDI dan koil standar pada putaran 5000 sampai 9000 rpm
mengalami penurunan rata-rata adalah 0,0083 kg/hp.h. Dengan ini menunjukkan
konsumsi bahan CDI standar dan koil racing lebih irit dibandingkan untuk motor
dengan CDI racing dan koil standar dan pengapian CDI dan koil standar.
Dari penurunan konsumsi bahan bakar yang mencapai 0,0083 kg/hp.h, ini
juga berpengaruh pada daya yang hanya selisih 0,1 hp dan torsi yang mengalami
penurunan 0,6 N.m. Jadi untuk meningkatkan daya dan torsi pada pengapian CDI
racing dan koil standart perlu dilakukan setting karburator untuk menambah
konsumsi bahar bakar seperti pada penggunaan CDI racing dan koil standar.
SFC = 3E-09x2 - 3E-05x + 0.149
GRAFIK SFC CDI STANDAR DAN KOIL RACING
