VARIASI INTAKE MANIFOLD TERHADAP DAYA DAN TORSI MESIN SEPEDA MOTOR RODA TIGA 150 CC
Fatkhur Riski, Reinaldi Teguh Setyawan, Lily Budinurani
Program Studi D3 Teknik Otomotif Politeknik Baja Tegal Program Studi D3 Teknik Mesin Politeknik Baja Tegal Program Studi D3 Teknik Otomotif Politeknik Baja Tegal
Alamat : Jl. Raya Slawi-Jatibarang Km.4 Kec. Dukuhwaru Kab. Tegal Email : [email protected]
Abstract
A motorcycle is an indispensable ground transportation tool in daily life, so it is necessary to improve the performance of a motorbike in order to work to a maximum degree. The most modified burn parts are the intake manifold. Currently, much is required in the automotive industry to produce vehicles capable of high performance and should also reduce fuel consumption. The research is intended to determine the impact the intake manifold will have on the machine's performance. The test will be done with an intake manifold set of intake intake, power, and fuel consumption of a three-150 cc motorcylind. data analysis uses a direct trial method using a tachometer tool and records the new test results, with an intake manifold trial in diameter by 30 mm, 32 mm, And 34 millimeters of motor work on the engine turn determined at 3000 RPM with a variable in the shape of the intake manifold. The research shows the intake manifold of 34 mm plus a 9.6 HP with 16686.15 mm inverse compared with the intakes 30 mm and 32 mm, so the intake manifold is 34 mm ahead of the performance.
Keywords: tachometer, torque, power, and fuel consumption.
Abstrak
Sepeda motor merupakan alat transportasi darat yang sangat sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari, oleh karena itu maka untuk memperbaiki performa sepeda motor agar dapat bekerja secara maksimal perlu dilakukan beberapa perubahan. Bagian motor bakar yang paling banyak dimodifikasi adalah intake manifold. Saat ini ada banyak tuntutan dalam industri otomotif yaitu untuk menghasilkan kendaraan yang mampu menghasilkan performa yang tinggi (high performance) dan juga harus dapat menghemat pemakaian bahan bakar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari variasi bentuk diameter intake manifold terhadap kinerja mesin. Pengujian dilakukan dengan pemasangan intake manifold yang sudah divariasikan terhadap torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar sepeda motor roda tiga 150 cc. Analisa data menggunakan metode uji coba langsung dengan menggunakan alat Tachometer dan mencatat data-data hasil pengujian yang akan dilakukan, dengan percobaan pemasangan intake manifold dengan diameter 30 mm, 32 mm, dan 34 mm terhadap kerja mesin motor pada putaran mesin ditentukan pada 3000 rpm dengan variabel dari bentuk diameter intake manifold. Hasil penelitian
menunjukan intake manifold variasi 34 mm lebih unggul dengan nilai daya 9,6 HP dengan torsi 16686,15 N.mm dibandingkan dengan intake 30 mm dan 32 mm, jadi intake manifold 34 mm lebih unggul dalam performanya.
Kata Kunci : Tachometer, Torsi, Daya, dan Konsumsi Bahan Bakar PENDAHULUAN
Saat ini ada banyak tuntutan dalam industri otomotif, beberapa diantaranya bagaimana caranya untuk menghasilkan kendaraan yang mampu menghasilkan performa yang tinggi (high performa ) dan juga harus dapat menghemat pemakaian bahan bakar. Hal ini menjadi tantangan tersendiri untuk para produsen sepeda motor roda tiga untuk bersaing dalam merancang sepeda motor roda tiga dengan kemampuan mesin yang lebih bagus lagi.
Peningkatan jumlah kendaraan setiap tahun akan berpengaruh pada persediaan bahan bakar. Maka diperlukan berbagai solusi untuk menciptakan kendaraan yang hemat bahan bakar dan responsif, perubahan dilakukan pada komponen- komponen pada mesin sepeda motor roda tiga dengan harapan mampu merubah kinerja mesin menjadi lebih baik.
Kendaraan roda tiga memiliki beberapa kelebihan. Beberapa diantaranya adalah dengan ukuran yang tidak terlalu besar namun dapat digunakan untuk mengangkut barang dengan jumlah yang banyak.
Namun demikian pada umumnya kendaraan dengan kapasitas silinder 150 cc dengan sistem karburator cenderung boros.
Dengan latar belakang inilah peneliti tertarik untuk mendesain dan memvariasi kendaraan roda tiga sebagai tema penelitian dengan judul “Variasi Intake Manifold Terhadap Daya dan Torsi Mesin Sepeda Motor Roda Tiga 150 cc“.
LANDASAN TEORI Motor Bakar
Motor bakar merupakan motor penggerak mula yang pada prinsipnya adalah sebuah alat yang mengubah energi kimia menjadi energi panas dan diubah ke energi mekanis. Energi panas dengan tekanan yang sangat tinggi membuat volume di ruang bakar menjadi terekpansi yang mengakibatkan terdorongnya piston.
Dorongan piston akan menggerakan komponen-komponen lain yang menghasilkan energi mekanis.
Proses pembakaran mesin kendaraan bermotor menggunakan percikan api (spark) sehingga mesin masuk kedalam kategori spark ignition engine. Percikan api didalam ruang bakar dihasilkan oleh busi yang berada diruang bakar. Campuran udara bahan bakar masuk ke dalam ruang bakar melalui katup intake yang diatur waktu bukaanya dengan menggunakan noken as. (Wardono, 2004)
Mesin kendaraan yang digunakan dalam percobaan ini menggunakan satu buah piston dengan isi volume silinder sekitar 150 cc. Sistem pengapian pada mesin yang digunakan ini dilakukan dengan
menggunakan CDI sedangkan untuk sistem pemasukan bahan bakar menggunakan karburator. Karburator adalah alat yang digunakan untuk mencampur udara bahan bakar sebelum masuk kedalam ruang bakar. (setyawan 2013)
Intake Manifold
Intake Manifold merupakan salah satu komponen yang sangat penting pada kendaraan. Fungsi intake manifold adalah untuk mengantar udara ke silinder atau ruang bakar. Bentuk intake manifold berupa pipa tabung yang jumlahnya tergantung silinder. Intake manifold harus mampu mensuplai udara secara merata pada saluran runner dan menjadikan aliran udara didalam silinder bersifat turbulen (swirl flow) yang dapat berpengaruh terhadap percampuran bahan bakar di dalam silinder atau ruang bakar. Faktor yang berpengaruh terhadap aliran fluida di intake manifold adalah bentuk desain dari runner dan plenum pada intake manifold tersebut. Hal ini dapat dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan oleh Solanki (2015) dalam alih bahasa teknis komponen ini lazim disebut saluran masuk. Fungsi intake manifold pada mesin injeksi mengantarkan udara. Sementara pada mesin karburator perannya sebagai penghantar udara yang bercampur kabut BBM. Bentuk intake manifold berupa pipa tabung. Jumlahnya bergantung silinder (mesin satu silinder mempunyai satu intake manifold). Sebagai catatan, di titik pertemuan intake manifold terdapat dudukan karburator. Adapun ilustrasi intake manifold terdapat pada gambar 1.
Gambar 1. Intake manifold
Intake manifold dibuat dari paduan alumunium, yang dapat memindahkan
panas lebih efektif dibandingkan logam lainnya. Intake manifold diletakkan sedekat mungkin dengan sumber panas yang memungkinkan campuran udara dan bensin cepat menguap. Pada beberapa mesin intake manifold letakknya dekat dengan exhaust manifold. Ada juga mesin yang water jacketnya ditempatkan didalam intake manifold untuk memanaskan campuran udara bensin dengan adanya panas dari air radiator.
Parameter Unjuk Kerja Motor Bakar Unjuk kerja motor bakar dapat dicari dengan membaca dan menganalisa parameter yang tertulis didalam sebuah laporan yang berfungsi untuk mengetahui nilai dari torsi, daya, konsumsi bahan bakar dan efisiensi thermal dari mesin tersebut
Torsi atau momen puntir adalah suatu ukuran kemampuan motor menghasilkan kerja. Didalam prakteknya torsi motor berguna pada waktu kendaraan akan bergerak (start) atau sewaktu mempercepat laju kendaraan, dan tenaga berguna untuk memperoleh kecepatan tinggi. Besarnya torsi (T) akan sama, berubah-ubah atau berlipat, torsi timbul akibat adanya gaya tangensial pada jarak dari sumbu putaran.
Dibawah ini merupakan rumus torsi yang ditunjukkan pada rumus 1.
T = F۰L
Rumus 1. Rumus Torsi
Keterangan :
T = torsi (N.m) F = gaya (N)
L = lengan gaya (mm)
Daya dapat didefinisikan sebagai tingkat kerja dari mesin. Daya efektif atau daya rem (Brake Power), dalam prakteknya untuk mengukur daya efektif atau rem dari suatu motor adalah dengan mengukur besarnya momen puntir poros motor bakar tersebut. Rumus daya yang ditunjukkan pada rumus 2.
HP =
T (lbf. ft) x ω
5252
Rumus 2. Daya
Keterangan :
HP = daya (hp)
T = torsi dalam pound feet (ibf.ft) ω = kecepatan sudut (rad/s)
Konsumsi bahan bakar adalah parameter unjuk kerja mesin yang berhubungan langsung nilai ekonomis sebuah mesin, karena dengan mengetahui hal ini dapat dihitungjumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah daya dalam selang waktu tertentu.
Adapun konsumsi bahan bakar dapat dihitung pada rumus 3.
FC
=s
VRumus 3. Konsumsi Bahan Bakar
Keterangan :
FC = Fuel consumption (km/L) s = jarak tempuh (km)
V = Volume Bahan Bakar (L) METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat Bahan
Bahan yang digunakan menjadi objek pengujian adalah intake manifold standar, variasi intake manifold diameter 32 mm,variasi intake manifold diameter 34 mm serta sepeda motor roda tiga viar 150 cc,
Alat
Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian intake manifold adalah intake maifold standar, inatke manifold diameter 32 mm, intake manifold 34 mm, jangka sorong (sigmat), tachometer, tangki bahan bakar buatan, gelas ukur, dan kunci pas ukuran 10.
Pengamatan dan Tahap Pengujian
Pengamatan
Pada penelitian yang akan diamati adalah torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar.
Tahap pengujian
Pada tahapan ini yang menjadi acuan adalah intake manifold standar untuk pengambilan data intake manifold modifikasi. Kemudian dilakukan pengujian untuk mendapatkan data karakteristik dari motor bakar dengan menggunakan kedua kondisi intake manifold yang telah dimodifikasi.
Pengujian yang dilakukan, seperti pengujian performa mesin yang meliputi daya dan torsi yang dihasilkan motor bakar terhadap penggunaan 3 variasi intake manifold modifikasi kemudian pengukuran konsumsi bahan bakar
dengan penggunaan 3 variasi intake manifold modifikasi.
Pengambilan Data
Pengambilan Data Konsumsi Bahan Bakar
Pengambilan data konsumsi bahan bakar dilakukan setelah alat uji berupa intake manifold standar atau variasi, tangki bahan bakar buatan terpasang dengan baik. Kemudian kita tuangkan bahan bakar 100 ml kedalam tangki bahan bakar buatan yang sudah terpasang di kendaraan, selanjutnya kendaraan dioperasikan dari gigi percepatan 1 sampai gigi percepatan 5 dengan kecepatan 25 Km/jam kemudian hasil konsumsi bahan bakar dapat dihitung dari jarak yang ditempuh.
Pengambilan Data Tachometer
Pengambilan data berupa daya dan torsi dilakukan setelah alat pintar tachometer terpasang di kendaraan sepeda motor Viar 150 cc kemudian mesin dioperasikan dari gigi percepatan 1 sampai gigi percepatan 5 sampai putaran maksimum selama 15 detik.
Gambar 2. Tachometer
Diagram Alir penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukkan pada bagan 1
Bagan 1. Diagram Alir Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan Daya, Torsi, dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Intake manifold 30 mm
Untuk mengetahui torsi intake manifold 30 mm pada sebuah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana F = 67,41 dan Nilai L = 215.
Pembuatan Proposal
Persetujuan Proposal Mulai
Diskusi dengan dosen pembimbing
Melakukan percobaan
Tidak berhasil
Melakukan percobaan Berhasil
Pengujian dengan intake standar
Pengujian dengan intake variasi
kesimpulan
Adapun untuk menghitungnya digunakan rumus 4
T = F ۰ L
T = 67.41 N ۰ 215 mm T = 14493,15 N.mm
Rumus 4. Menghitung Torsi intake manifold diameter 30 mm
Untuk mengetahui daya intake manifold 30 mm pada sebuah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana T = 14493,15 nilai 1 lbs.ft = 0,3048 dan ω = 8367. Adapun untuk menghitungnya digunakan rumus 5
HP =
T (lbs. ft) x ω
5252
= (14493,15 x 0,3048)x8367
5252 = 7,3 HP
Rumus 5. Menghitung Daya intake manifold diameter 30 mm
Untuk mengetahui konsumsi bahan bakar intake manifold 30 mm pada sebuah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana s = 2,18 km V= 0,1 L. Adapun untuk menghitungya digunakan rumus 6.
FC
=s
V
= 2,18 km 0,1 L
= 21,8 km/L
Rumus 6. Menghitung Fuel consumption intake manifold diameter 30 mm
Perhitungan Daya, Torsi, dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Intake manifold diameter 32 mm
Untuk mengetahui torsi pada sebuah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana F = 72,51 N dan L =
215 mm. Adapun untuk
menghitungnya digunakan rumus 7.
T = F ۰ L
T = 72,51 N۰215 mm T = 15589,65 N.mm
Rumus 7. Menghitung Torsi intake manifold diameter 32 mm
Untuk mengetahui daya pada sebuah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana T = 15589,65 nilai 1 lbs. ft= 0,3048 ω = 8679. Adapun untuk menghitungnya digunakan rumus 8.
HP =
T (lbs. ft) x ω
5252
= (15589,65x 0,3048)x8679 5252
= 7,8 HP
Rumus 8. Menghitung Daya intake manifold diameter 32 mm
Untuk mengetahui konsumsi bahan bakar sebuiah sepeda motor roda tiga viar 150 cc dimana s = 1,99 km dan V = 01, L.
Adapun untuk menghitungnya digunakan rumus 9.
FC
=s
V
= 1,99 km 0,1
= 19,9 km/L
Rumus 9. Menghitung Fuel konsumption intake diameter 32 mm
PENUTUP Kesimpulan
Dari hasil pengujian variasi intake manifold yang dilakukan di desa Rajeg wesi kecamatan Pagerbarang Kabupaten Tegal maka dapat di simpulkan :
1. Torsi terbesar dari ketiga intake manifold tersebut adalah pada Variasi diameter 34 mm yang menghasilkan 16686,15 N.mm dan Daya yang terbesar adalah pada variasi diameter 34 mm yaitu sebesar 9,6 HP.
2. Konsumsi bahan bakar intake manifold standar terbukti lebih hemat bahan bakar dibandingkan dengan intake manifold variasi 1 dan intake manifold variasi 2 tetapi performa yang dihasilkan dari intake manifold variasi 2 terbukti lebih tinggi dibandingkan intake manifold variasi 1 dan intake manifold standar.
Saran
Berdasarkan Hasil penelitian variasi intake manifold terhadap daya dan torsi mesin sepeda motor roda tiga 150 cc.
Saran-saran yang diajukan penulis adalah sebagai berikut:
1. Penelitian selanjutnya agar dilakukan di laboratorium supaya mendapatkan hasil yang presisi dan spesifik.
2. Peralatan dan bahan perlu dilengkapi agar pada saat penelitian tidak meminjam kepada tetangga atau orang lain.
DAFTAR PUSTAKA
Baihaqi. (2011).Analisa pengaruh intake manifold dengan posh peningkatan unjuk kerja mesin sepeda motor 4 langkah. Jurnal ilmiah pendidikan Teknik mesin intake manifold Vol. 2 No. 2.
BPM.Aends, H. Berenschot.(1980). Motor Bensin. Jakarta; Erlangga.
Drs. Daryanto.(1995).Teknik Otomotif.
Jakarta; Bumi Aksara.
Kristanto, Philip. Raharjo Tirtoatmojo.
(2000). Pengaruh Suhu dan Tekanan Udara Masuk Terhadap Kinerja Motor Diesel Tipe 4 JA 1. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Kristen Petra, Surabaya.
M. Aris Mardiyanto. (2018). Pengaruh variasi bahan bakar tehadap performa mesin motor 160 cc.
Universitas Muhammadiyah Jember.
Murtadho, Muchammad Sofyan. (2012).
Pengoptimalan Volume Udara Hisap Untuk Proses Pembakaran Motor Bensin Dengan Metode Cyclone Pada Intake Manifold. Institut Teknologi Sepuluh November.
Surabaya.
Rachmanto, Tri. (2018). Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (SFEC) Dan Efisiensi Thermal Mesin Bensin. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Mataram.
Mataram.
Rizki fajarudin, Agus wibowo, dan Ahmad farid. (2016).Analisa Modifikasi intake manifold terhadap Kinerja Mesin Sepeda Motor 4 Tak 110 cc.
Jurnal ilmiah pendidikan Teknik Mesin. Vol 12, No 1.
Wiranto Arismunandar.(1988).Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Bandung;
ITB.
