TERHADAP KINERJA MOTOR 4- LANGKAH 200 cc BERBAHAN BAKAR PREMIUM DAN PERTAMAX
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh : Agus Setiawan 20070130011
i
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh : Agus Setiawan 20070130011
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
Motto
“Victoria concordia crescit”
- Arsenal
“
perbanyaklah kawan, Bukan lawan.
”
- Agus
“
Life is like riding bicycle, to keep your balance, you
must keep moving
”
- Albert Einstein
“Hidup yang besar, kehidupan yang sempurna, adalah
kulminasi atau puncak dari semua pikiran-pikiran besar,
yang diikuti tindakan-
tindakan besar pula”~Peter
iii
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan bimbingan-Nya selama ini sehingga penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, yang kita nantikan syafaatnya pada Yaumul Akhir.
Laporan Tugas Akhir ini tidak akan berhasil tanpa bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Novi Caroko, S.T M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
2. Bapak Wahyudi, S.T, M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah membantu membimbing selama penelitian.
3. Bapak Teddy Nurcahyadi, S.T, M.Eng., selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan saran dan masukan selama penelitian.
4. Bapak Dr. Sukamta, S.T, M.T., selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dalam laporan tugas akhir.
6. Adik - adikku tersayang Rizal Bagus Setiaji dan Kiki Rachmawati Lutfi terima kasih atas dukungannya.
7. Untuk istri tercinta Wahyuningsih, S.E terima kasih atas dukungan, do’a dan segalanya yang telah diberikan.
8. Rekan-rekan Teknik Mesin yang telah membantu dan memberikan dorongan sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan.
9. Semua pihak yang telah membantu dalam bentuk apapun yang tidak bisa kami sebut satu persatu.
Semoga segala amal dan bantuan semua pihak, akan mendapat balasan oleh Allah SWT dan semoga akan menjadi amal ibadah. Amin.
Kritik dan saran dari pembaca sekalian demi kesempurnaan penyusunan laporan ini. Akhir kata semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat bagi penyusun serta mahasiswa sekalian.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Yogyakarta, Desember 2016
v
HALAMAN MOTTO ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
ABSTRAK ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Rumusan Masalah ... 2
1.3.Batasan Masalah ... 2
1.4.Tujuan Penelitian ... 2
1.5.Manfaat Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ... 4
2.1.Tinjauan Pustaka ... 4
2.2.Dasar Teori ... 5
2.2.1. Pengertian Motor Bakar ... 5
2.3.Siklus Thermodinamika ... 7
2.4.Sistem Bahan Bakar ... 8
2.4.1. Prinsip Kerja Motor Bakar ... 9
2.4.2. Motor Bakar 4 Langkah ... 9
2.5 Proses Kerja Motor Bakar 4 Langkah ... 9
2.5.1. Langkah Hisap ... 9
2.5.2. Langkah Kompresi ... 9
2.5.3. Langkah Usaha ... 10
2.6 Katup (Katup) ... 10
2.6.1. Fungsi Katup ... 10
2.6.1.1. Katup Hisap ... 10
2.6.1.2. Katup Buang ... 11
2.6.2. Jenis-Jenis Susunan Katup ... 11
2.6.2.1. Susunan Katup L ... 11
2.6.2.2. Susunan Katup F ... 11
2.6.2.3. Susunan Katup T ... 11
2.6.2.4. Susunan Katup I ... 11
2.6.3. Komponen-Komponen Katup ... 12
2.6.3.1. Payung Katup ... 12
2.6.3.2. Per Katup ... 13
2.6.3.3. Sil Katup ... 13
2.6.3.4. Pengantar/ Pemegang Katup (Split Value Guide) ... 14
2.7 Porting ... 14
2.7.1. Langkah-Langkah Porting ... 14
2.7.1.1. Intake Porting ... 14
2.7.1.2. Exhaust Porting ... 15
2.7.2. Polish ... 17
2.8 Bahan Bakar ... 17
2.8.1. Premium ... 17
2.8.2. Pertamax ... 19
2.8.3. Angka Oktan ... 21
2.9 Perhitungan Torsi,Daya dan Konsumsi Bahan Bakar ... 22
2.9.1. Torsi... 22
2.9.2. Daya Mesin... 23
2.9.3. Konsumsi Bahan Bakar ... 24
BAB III METODE PENELITIAN ... 27
3.1. Tempat Penelitian... 27
3.2. Alat dan Bahan Penelitian ... 27
vii
3.6. Tahapan Pengujian ... 33
3.6.1. Pengujian Daya Torsi ... 33
3.6.2. Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 34
3.7. Parameter Yang Digunakan Dalam Perhitungan ... 34
3.8. Skema Alat Uji ... 35
3.8.1. Skema Alat Uji Daya dan Torsi Motor ... 35
3.8.2. Prinsip Kerja Alat Uji (Dynamometer) ... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 36
4.1. Perhitungan ... 36
4.2. Analisis Hasil Pengujian Kinerja Awal (Sebelum Porting) ... 37
4.2.1. Torsi ... 37
4.2.2. Daya ... 39
4.2.3. Konsimsi Bahan Bakar ... 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 42
5.1. Kesimpulan ... 42
Tabel 2.1Spesifikasi Premium ... 18
Tabel 2.2 Spesifikasi Pertamax ... 20
Tabel 2.3Nilai Oktan Gasolin Indonesia ... 22
ix
Gambar 2.4 Skema Gerakan Torak Empat Langkah ... 10
Gambar 2.5 Susunan Katup... 12
Gambar 2.6 Payung Katup ... 12
Gambar 2.7 Pegas Katup ... 13
Gambar 2.8 Sil Katup ... 13
Gambar 2.9 Split Value Guide ... 14
Gambar 2.10 Intake Porting ... 15
Gambar 2.11 Exhaust Porting ... 15
Gambar 2.12 Alat Tes Prestasi Motor Bakar ... 23
Gambar 3.1 Honda Tiger 200CC ... 27
Gambar 3.2 Dynamometer ... 28
Gambar 3.3 Komputer ... 29
Gambar 3.4 Tachometer ... 29
Gambar 3.5 Burret ... 29
Gambar 3.6 Alir Pengujian Daya dan Torsi ... 30
Gambar 3.7 Alir Pengujian Konsumsi Bahan Bakar ... 31
Gambar 3.8 Porting ... 33
Gambar 3.9 Penyudutan Katup ... 33
Gambar 3.10 Skema Alat Uji Daya dan Torsi Motor (Dynotest) ... 35
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Torsi ... 37
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Daya ... 40
PENGARUH
PORTING
SALURAN
INTAKE
DAN
EXHAUST
TERHADAP KINERJA MOTOR 4
–
LANGKAH 200 cc
BERBAHAN BAKAR PREMIUM DAN PERTAMAX
Agus Setiawan1, Wahyudi.2, Teddy Nurcahyadi3
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Jl.Lingkar Selatan Tamantirto, Bantul, Yogyakarta 55183 telp : (0274) 387656 E-mail : Agus_Setiawan_ilely@yahoo.com
ABSTRAK
Porting adalah membentuk kembali lubang intake dan exhaust agar volume udara dan bahan bakar yang masuk jadi bertambah besar dan lebih bebas hambatan. Sedangkan polishing adalah menghaluskan bagian- bagian yang sudah diporting dan bagian lain dari mesin agar hisapan udara dan Bahan Bakar yang masuk jadi semakin lancar. Lubang Intake & Exhaust pada motor standar terdapat permukaan yang kasar menyerupai kulit jeruk, yang mengakibatkan terhambatnya aliran campuran bahan bakar yang akan masuk dan keluar dari ruang bakar. (Alphin, 2010).
Pengujian dilakukan dengan menggunakan sepeda motor 4 langkah TIGER REVOLUTION 200 cc. Pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan bakar premium dan pertamax. Pengujian ini untuk mencari unjuk kerja mesin 4 langkah meliputi daya, torsi dan konsumsi bahan bakar. Bahan dan alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah bahan bakar premium dan pertamax. Alat ukur yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah dynamometer, tachometer, burret, dan stop watch. Metode pengujian dilakukan mulai 4000 rpm sampai dengan putaran mesin 10000 pada kendaraan uji, dengan sistem throttle spontan.
Porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar Premium menghasilkan torsi maksimum 18,55 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6255 rpm atau lebih besar dari torsi maksimum standar (sebelum porting dan polishing ) yaitu sebesar 17,8 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6483 rpm. Menggunakan pertamax tidak menghasilkan daya yang lebih tinggi 18,8 KW. Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih cepat pada putaran 8122 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting dan polishing baru dicapai pada putaran 8130 rpm.
PENGARUH
PORTING
SALURAN
INTAKE
DAN
EXHAUST
TERHADAP KINERJA MOTOR 4
–
LANGKAH 200 cc
BERBAHAN BAKAR PREMIUM DAN PERTAMAX
Agus Setiawan1, Wahyudi.2, Teddy Nurcahyadi3
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Jl.Lingkar Selatan Tamantirto, Bantul, Yogyakarta 55183 telp : (0274) 387656 E-mail : Agus_Setiawan_ilely@yahoo.com
ABSTRAK
Porting adalah membentuk kembali lubang intake dan exhaust agar volume udara dan bahan bakar yang masuk jadi bertambah besar dan lebih bebas hambatan. Sedangkan polishing adalah menghaluskan bagian- bagian yang sudah diporting dan bagian lain dari mesin agar hisapan udara dan Bahan Bakar yang masuk jadi semakin lancar. Lubang Intake & Exhaust pada motor standar terdapat permukaan yang kasar menyerupai kulit jeruk, yang mengakibatkan terhambatnya aliran campuran bahan bakar yang akan masuk dan keluar dari ruang bakar. (Alphin, 2010).
Pengujian dilakukan dengan menggunakan sepeda motor 4 langkah TIGER REVOLUTION 200 cc. Pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan bakar premium dan pertamax. Pengujian ini untuk mencari unjuk kerja mesin 4 langkah meliputi daya, torsi dan konsumsi bahan bakar. Bahan dan alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah bahan bakar premium dan pertamax. Alat ukur yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah dynamometer, tachometer, burret, dan stop watch. Metode pengujian dilakukan mulai 4000 rpm sampai dengan putaran mesin 10000 pada kendaraan uji, dengan sistem throttle spontan.
1
Porting adalah membentuk kembali lubang intake dan exhaust agar volume udara dan bahan bakar yang masuk jadi bertambah besar dan lebih bebas hambatan. Sedangkan polishing adalah menghaluskan bagian- bagian yang sudah diporting dan bagian lain dari mesin agar hisapan udara dan Bahan Bakar yang masuk jadi semakin lancar. Lubang Intake & Exhaust pada motor standar terdapat permukaan yang kasar menyerupai kulit jeruk, yang mengakibatkan terhambatnya aliran campuran bahan bakar yang akan masuk dan keluar dari ruang bakar. (Alphin, 2010).
Di dalam penelitian ini bahan bakar yang digunakan adalah premium dan pertamax. Dari percobaan ini akan menghasilkan data hasil porting intake dan exhaust menggunakan bahan bakar premium dan pertamax, dilihat dari angka oktan pertamax lebih tinggi di bandingkan dengan premium.
Bahan Bakar Premium memiliki kandungan logam berat timbal yang berbahaya bagi kesehatan. Dari sisi teknologi, penggunaan bahan bakar Premium dalam mesin berkompresi tinggi akan menyebabkan mesin mengalami knocking atau
‘ngelitik’. Sebab, bahan bakar Premium di dalam mesin kendaraan akan terbakar dan meledak tidak sesuai dengan gerakan piston. Bahan bakar Premium sendiri memiliki Research Octane Number (RON) sebesar 88. (www.pertamina.com, 2014).
Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan beroktan tinggi hasil penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya. Formula barunya yang terbuat dari bahan baku berkualitas tinggi memastikan mesin kendaraan bermotor bekerja lebih baik, lebih bertenaga, “knock free”, rendah emisi. Pertamax memiliki beberapa keunggulan yaitu: bebas timbal (unleaded) dan Research Octane Number (RON) sebesar 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic, dan benzene-nya pada level yang rendah sehingga menghasilkan pembakaran yang lebih
Jika porting dan polish dilakukan secara presisi atau pengukuran yang benar, efeknya adalah tarikan mesin menjadi lebih enteng, nafas mesin lebih panjang, akselerasi lebih spontan dan konsumsi bahan bakar juga jadi lebih efisien, sehingga aliran bahan bakar dan udara akan lebih lancar masuk ke ruang bakar.
1.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini adalah, bagaimana pengaruh porting saluran masuk bahan bakar terhadap kinerja mesin 4 langkah dengan bahan bakar premium dan pertamax.
1.3. Batasan Masalah
Batasan dalam penelitian ini yaitu:
1. Motor yang digunakan adalah motor 4 langkah 200cc.
2. Pengujian yang dilakukan menggunakan bahan bakar Premium dan Pertamax. 3. Unsur- unsur yang diamati adalah Torsi, Daya, dan konsumsi bahan bakar. 4. Sistem porting atau pembesaran lubang intake dan exhaust saluran masuk
bahan bakar.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian dari penelitian ini yaitu:
1. Mengetahui pengaruh porting saluran masuk bahan bakar terhadap kinerja motor 4 langkah meliputi torsi, daya dan konsumsi bahan bakar.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian yang diharapkan dalam penelitian ini adalah dapat menambah informasi mengenai pengaruh porting saluran masuk bahan bakar antara Premium dan Pertamax terhadap kinerja mesin pada motor bakar 4 – langkah seperti :
1. Penelitian ini dapat digunakan sebagai informasi kepada masyarakat dalam percobaan modifikasi porting saluran masuk bahan bakar serta pengaruhnya. 2. Mengetahui unjuk kerja motor dari modifikasi porting saluran masuk bahan
bakar dengan bahan bakar Premium dan Pertamax.
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Hendro Susanto, (2013) melakukan penelitian pengaruh tentang porting polish pada motor Yamaha V75 di bagian blok silinder .Setelah dilakukan
pembubutan 0,8 mm pada kepala silinder menyebabkan berkurangnya volume ruang bakar dan mengakibatkan terjadinya peningkatan perbandingan rasio kompresi yang pada awalnya rasio kompresi 5,72:1 menjadi 6,4:1, peningkatan perbandingan rasio kompresi yaitu sebesar 0,68:1.
Rohman Arif, (2015) melakukan penelitian tentang porting lubang intake dan exhaust, menghasilkan kurva torsi mesin tertinggi kondisi motor standar pada putaran mesin 6432 rpm yaitu sebesar 14.06 Nm. Dengan menggunakan variasi bahan bahan bakar premium. Dan daya tertinggi pada kondisi motor standar yaitu sebesar 13.80 HP pada putaran mesin 7523 rpm menggunakan variasi bahan bakar premium. kurva torsi mesin tertinggi kondisi motor porting pada putaran mesin 6600 rpm yaitu sebesar 12.66 Nm. Dengan menggunakan variasi bahan bahan bakar premium+etanol 5%. Dan daya tertinggi pada kondisi motor standar yaitu sebesar 13.00 HP pada putaran mesin 7837 rpm menggunakan variasi bahan bakar premium+etanol 5%. hasil kurva konsumsi bahan bakar kondisi motor porting lebih boros dibandingkan dengan kondisi motor standar.
kali pengujian, yaitu pengujian performa mesin standar, dan pengujian performa mesin setelah dimodifikasi. Hasil pengujian tersebut kemudian dibandingkan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh modifikasi pada ruang bakar yang telah dilakukan. Dari hasil pengujian yang dilakukan, dapat diketahui bahwa mesin menghasilkan peningkatan putaran mesin sebesar 2000 rpm, daya sebesar 0,038% dan efisiensi pembilasan sebesar 0,00024%.
Abdul (2012) melakukan penelitian terhadap kenaikan kompresi silinder pada sepeda motor Supra Fit setelah diganti piston Kharisma yang berdiameter 52,3 mm, dengan cara menghitung besar diameter dalam blok silinder setelah dimodifikasi/ korter dan langkah piston dari titik mati bawah ke titik mati atas. Tujuan dari penelitian ini untuk membandingkan performa sepeda motor standar dengan sepeda motor hasil modifikasi. Dari hasil penelitian tersebut, untuk perhitungan Volume langkah / cc sepeda motor supra fit sebelum di modifikasi adalah 97,1 cc dibulatkan menjadi 100 cc, dan setelah dirubah piston kharisma berdiameter 52,3 mm menjadi 106,8 cc yang dibulatkan menjadi 110 cc, untuk perbandingan kompresi sebelum dimodifikasi adalah 8,71634 : 1, dan setelah dirubah piston menjadi 8,71837 : 1.
Ekadewi, (2011) melakukan penelitian yaitu dengan langkah awal menghaluskan permukaan dalam intake manifold mobil dengan bahan bakar bensin (motor bakar bensin) agar torsi dan daya yang dihasilkan meningkat. Namun, selama ini tidak diketahui seberapa besar perbedaan yang dihasilkan dengan modifikasi ini terhadap performansi mobil bensin. Oleh karena itu dilakukan penelitian tentang hal ini pada suatu motor bakar bensin 4 silinder di laboratorium otomotif, VEDC, Arjosari Malang. Dari penelitian yang dilakukan, didapat bahwa penghalusan pezrmukaan dalam intake manifold membuat torsi maksimum naik 1.8%, daya maksimum naik 3%, Break Mean Effective Pressure (BMEP) maksimum naik 2.53% dan efisiensi termal naik rata-rata 5.24% sedang
konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) turun sebesar rata-rata 4.9%.
motor yang berbahan bakar premium dan pertamax. Kemudian diberikan perlakuan variasi putaran mesin mulai dari 1750 rpm, 2000 rpm, 2250 rpm, 2500 rpm, 2750 rpm, 3000 rpm, 3250 rpm. Hasil penelitian menunjukkan nilai oktan dari bahan bakar pada putaran 1750 rpm untuk torsi paling tinggi sebesar 18,6 Nm (pertamax), daya tertinggi di putaran 2000 rpm sebesar 3,5 Kw, diperoleh kadar gas emisi paling rendah dan kadar emisi tertinggi diperoleh pada putaran 3250 rpm. Nilai oktan bahan bakar dan variasi putaran mesin berpengaruh signifikan terhadap karakteristik emisi gas buang.
Dari peneliti terdahulu tentang porting lubang intake dan exhaust, menghasilkan kurva torsi mesin tertinggi kondisi motor standar pada putaran mesin 6432 rpm yaitu sebesar 14.06 Nm. Dengan menggunakan variasi bahan bahan bakar premium. Dan daya tertinggi pada kondisi motor standar yaitu sebesar 13.80 HP pada putaran mesin 7523 rpm menggunakan variasi bahan bakar premium. kurva torsi mesin tertinggi kondisi motor porting pada putaran mesin 6600 rpm yaitu sebesar 12.66 Nm. Dengan menggunakan variasi bahan bahan bakar premium+etanol 5%. Dan daya tertinggi pada kondisi motor standar yaitu sebesar 13.00 HP pada putaran mesin 7837 rpm menggunakan variasi bahan bakar premium+etanol 5%. hasil kurva konsumsi bahan bakar kondisi motor porting lebih boros dibandingkan dengan kondisi motor standar, oleh karena itu peneliti ingin melakukan riset lebih lanjut tentang torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar lebih lanjut.
2.2.Dasar Teori
2.2.1. Pengertian Motor Bakar
Motor bakar adalah salah satu jenis mesin kalor yang mengubah energi thermal menjadi energi mekanik. Sebelum menjadi tenaga mekanis, energi kimia
bahan bakar diubah dulu menjadi energi thermal atau panas melalui pembakaran bahan bakar dengan udara. Pembakaran ini ada yang dilakukan di dalam mesin kalor itu sendiri dan ada pula yang dilakukan di luar mesin kalor.
1. Motor pembakaran luar atau External Combustion Engine (ECE) adalah proses pembakaran bahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga untuk melakukan pembakaran digunakan mesin tersendiri. Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui media penghantar, baru kemudian diubah menjadi tenaga mekanik.
2. Motor pembakaran dalam atau Internal Combustion Engine (ICE) adalah proses pembakarannya berlangsung di dalam motor bakar, sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Hal-hal yang harus diperhatian dalam menentukan motor yang akan digunakan adalah :
1. Motor pembakaran luar yaitu :
a. Dapat memakai semua bentuk bahan bakar.
b. Dapat memakai bahan bakar yang bermutu rendah.
c. Cocok untuk melayani beban-beban besar dalam satu poros. d. Lebih cocok dipakai untuk daya tinggi.
2. Motor pembakaran dalam yaitu : a. Pemakaian bahan bakar irit.
b. Berat tiap satuan tenaga mekanis lebih kecil.
c. Konstruksi lebih sederhana, karena tidak memerlukan ketel uap, kondensor dan sebagainya.
2.3. Siklus Thermodinamika
Siklus udara volume konstan (siklus otto), dapat digambarkan dengan grafik P dan v, dapat dilihat pada (Gambar2.2.).
Gambar 2.1. Diagram P vs V dari siklus volume konstan (Sumber : Soenarta & Furuhama, 1995)
Penjelasan :
a. Fluida kerja dianggap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan.
b. Langkah isap (0-1) merupakan proses tekanan-konstan. c. Langkah kompresi (1-2) ialah proses isentropik.
d. Proses pembakaran volume konstan (2-3) dianggap sebagai proses pemasukan kalor pada volume konstan.
e. Langkah kerja (3-4) ialah proses isentropik.
f. Proses pembuangan (4-1) dianggap sebagai proses pengeluaran kalor pada volume konstan.
g. Langkah buang (1-0) ialah proses tekanan konstan.
2.4. Sistem Bahan Bakar
Motor bensin merupakan jenis dari motor bakar, motor bensin kebanyakan dipakai sebagai kendaraan bermotor yang berdaya kecil seperti mobil, sepeda motor, dan juga untuk motor pesawat terbang. Pada motor bensin selalu diharapkan bahan bakar dan udara itu sudah tercampur dengan baik sebelum dinyalakan oleh busi. Pada motor bakar sering memakai sistem bahan bakar menggunakan karburator.
Pompa bahan bakar menyalurkan bahan bakar dari tangki bahan bakar ke karburator untuk memenuhi jumlah bahan bakar yang harus tersedia di dalam karburasi. Pompa ini terutama dipakai apabila letak tangki lebih rendah daripada letak karburator. Untuk membersihkan bahan bakar dari kotoran yang dapat mengganggu aliran atau menyumbat saluran bahan bakar, terutama didalam karburator, digunakan saringan atau filter. Sebelum masuk ke dalam saringan, udara mengalir melalui karburator yang mengatur pemasukan, pencampuran dan pengabutan bahan bakar ke dalam, sehingga diperoleh perbandingan campuran bahan bakar dan udara yang sesuai dengan keadaan beban dan kecepatan poros engkol. Penyempurnaan pencampuran bahan bakar udara tersebut berlangsung baik di dalam saluran isap maupun didalam silinder sebelum campuran itu terbakar. Pada gambar (2.3.) diterangkan skema sistem penyaluran bahan bakar.
2.4.1 Prinsip Kerja Motor Bakar
Terdapat dua macam tipe motor bakaryaitu motor bakar 4 langkah dan motor bakar 2 langkah. Pada motor 4 langkah, untuk melakukan satu siklus memerlukan 4 gerakan torak atau dua kali putaran poros engkol, sedangkan pada motor 2 langkah, untuk melakukan satu siklus hanya memerlukan 2 gerakan torak atau satu putaran poros engkol.
2.4.2 Motor Bakar 4 Langkah
Motor bakar empat langkah prinsip kerjanya sangat jauh berbeda dengan motor bakar dua langkah, untuk motor bakar empat langkah membutuhkan dua kali putaran poros engkol untuk sekali kerja, atau bisa dikatakan memerlukan empat kali gerakan torak untuk sekali proses pembakaran.
2.5. Proses Kerja Motor Bakar 4 Langkah 1. Langkah Hisap
Dalam langkah ini torak bergerak dari TMA ke TMB, campuran udara dan bahan bakar dihisap kedalam silinder.Katup hisap terbuka dan katup buang tertutup. Waktu torak bergerak kebawah menyebabkan ruang silinder menjadi vakum, masuknya campuran udara dan bensin kedalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar (atmospheric pressure).
2. Langkah Kompresi
Dalam langkah ini campuran udara dan bensin dikompresikan. Katup hisap dan katup buang tertutup. Waktu torak mulai naik dari TMB ke TMA campuran yang dihisap tadi dikompresikan. Akibatnya tekanan dan temperaturnya naik sehingga akan mudah terbakar.Poros engkol berputar satu kali, ketika torak mencapai TMA.
3. Langkah Usaha
memercikan bunga api, sehingga terjadi ledakan di dalam silinder dan mendorong torak ke bawah. Usaha ini yang menjadi tenaga mesin (engine power).
4. Langkah Buang
Dalam hal ini, gas yang terbakar dibuang dari dalam silinder.Katup buang terbuka, torak bergerak dari TMB ke TMA, mendorong gas bekas keluar dari silinder.Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar (2.4.).
Gambar 2.3. Skema Gerakan Torak empat-langkah (Sumber : Arismunandar, 2002)
2.6. Klep ( Katup ) A. Fungsi katup
Secara umum fungsi katup pada motor 4 langkah adalah untuk mengatur masuknya campuran bahan bakar dan udara atau udara saja dan mengatur keluarnya gas sisa pembakaran. Pada motor 4 langkah terdiri dari 2 macam katup yaitu:
1. Katup hisap
Katup hisap berfungsi untuk mengatur masuknya campuran bahan bakar dan udara (motor bensin) dan udara (motor diesel) pada saat langkah hisap.
2. Katup Buang
B. Jenis-jenis Susunan Katup 1. Susunan Katup L
Motor otto dengan susunan katup L, ruang bakar berbentuk huruf L terbalik. Kedua katup diletakan berdampingan pada salah satu sisi silinder. Jenis ini sering dipakai pada motor silinder sebaris. Semua katup terletak dalam satu baris, sehingga dapat digerakan dengan menggunakan satu poros kam. Susunan katup jenis ini baik digunakan untuk motor dengan kompresi rendah. Susunan katup ini sekarang sudah tidak digunakan lagi.
2. Susunan Katup F
Susunan katup jenis ini adalah gabungan antara susunan katup I dan L. katup isap berada pada kepala silinder dan katup buang pada blok silinder dan menggunakan satu poros kam.
3. Susunan Katup T
Jenis ini menempatkan katup pada kedua sisi silinder di blok silinder. Jarak kedua katup berjauhan maka diperlukan dua buah poros kam, untuk menggerakan katup masuk dan katup buang.
4. Susunan Katup I
Gambar 2.4. Susunan Katup ( Sumber : Najib, 2013 )
C. Komponen-KomponenKlep 1. Payung Klep
Ukuran payung klep isap dibuat lebih lebar dari klep buang dengan tujuan agar pengisian gas baru lebih optimal. Klep isap biasanya terbuat dari campuran baja chrom dan silikon dan pada bagian dudukan dan ujung batang klep diperkeras agar klep lebih awet.Untuk klep buang terbuat dari dua logam baja yang berbeda, untuk batang klep dari baja yang mempunyai sifat luncur yang baik dan untuk payung klep dari baja tahan panas karena temperatur pada klep buang dapat mencapai 800 derajat celcius.Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar (2.5.) paying klep.
Gambar 2.5. payung klep ( Sumber : Thoyib, 2012 )
2. Per Klep (Pegas Klep)
lemah akan mengakibatkan klep bergetar dan pada saat putaran tinggi klep tidak akan menutup sempurna sehingga terjadi kebocoran gas yang akan mengakibatkan tenaga motor menjadi loyo.Begitu juga sebaliknya apabila pegas klep terlalu kuat akan mengakibatkan keausan pada penggerak klep seperti noken-as dan tuas klep. Dan apabila dibiarkan terus menerus tuas klep (rocker arm) bisa patah. Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar ( 2.6.) pegas klep.
Gambar 2.5. pegas klep ( Sumber : Thoyib, 2012 )
3. Sil Klep
Sil klep berfungsi untuk mencegah pelumas (oli) mengalir ke saluran masuk atau buang ruang bakar. Apabila sil klep rusak atau robek dapat mengakibatkan knalpot menjadi ngebul atau berasap, karena pelumas ikut terbakar di ruang bakar atau jika sil klep buang yang robek pelumas akan terbakar karena panas di knalpot.Untuk lebih jelasnya terlihat padagambar (2.7.) sil klep.
Gambar 2.6. Sil Klep ( Sumber : Thoyib, 2012 )
4. Pengantar/ pemegang klep (Split Valve Guide)
menjadi boros karena menyelinap lewat selonsong klep. Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar (2.8.) split valve guide.
Gambar 2.7. Split Valve Guide ( Sumber : Thoyib, 2012 )
2.7. Porting
Porting adalah membentuk kembali lubang intake dan exhaust cylinder
head agar volume udara dan bahan bakar yang masuk jadi bertambah besar dan
lebih bebas hambatan. Sedangkan polishing adalah menghaluskan bagian-bagian yang sudah diporting dan bagian lain dari mesin agar hisapan udara dan BBM yang masuk jadi semakin lancar.
A. Langkah-langkah Porting 1. Intake Porting
Intake porting yaitu langkah untuk membentuk ulang lubang Inlet agar bahan
Gambar 2.8. Intake porting.
Sumber: (www.ratmotorsportsindonesia.com)
2. Exhaust Porting
Exhaust porting yaitu langkah untuk membentuk ulang lubang pengeluaran/ exhaust pada motor agar hasil sisa gas bakar yang di hasilkan di ruang bakar dapat keluar dengan lancar dan tidak menimbulkan turbulensi di ruang pembakaran yang mengakibatkan tenaga motor menjadi berkurang. Biasanya Porting exhaust berbentuk D-shaped agar gerak tidak mudah mengendap di lubang exhaust. Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar (2.10.) Exhaust porting.
Gambar 2.9. Exhaust porting.
Sumber: ( www.ratmotorsportsindonesia.com )
Sedangkan rumus untuk menentukan rancangan porting sebagi berikut:
Gas Speed = �� ��� �� ��� 0000 x (
Misal akan dianalisa mesin Jupiter z , dengan puncak tenaga 8,8 HP di puncak 8,000 RPM. Kita ketahui Stroke standard Jupiter z adalah 54 milimeter, diameter piston 51 milimeter, diameter inlet porting adalah 22 milimeter. Maka dapat dideterminasi untuk gas speednya:
diameter piston
�� diameter = = , 8
hasilnya dikuadratkan menjadi = 5.37
�� ��� ��
= � 8 = ,
Maka gas speed = 14.4 x 5.37 = 77.328 , maka jika ingin modifikasi piston dengan diameter 55 milimeter, namun puncak tenaga berada di 9,000 RPM , maka didapat porting :
80= � 9000 0000 � � 2
8
, =
4.93 = ( = 2.22 P =
, =
B. Polish
Polishing adalah menghaluskan bagian-bagian yang sudah diporting dan
bagian lain agar hisapan udara dan BBM yang masuk jadi semakin lancar,agar lebih sempurna dan mendapatkan performa mesin lebih optimal ini langkahya . * Membersihkan ruang bakar (permukaan piston dan kubah ruang bakar) * Ganti gasket cylinder head
* Ganti gasket intake manifold * Ganti gasket exhaust manifold * Ganti seal klep
2.9. Bahan Bakar A. Premium
Tabel 2.1 Spesifikasi premium
(Sumber : Keputusan Dirjen Migas No. 940/34/DJM/2002)
`No Sifat MIN MAX
1 Angka oktana riset RON 88
2 Kandungan Pb (gr/lt) 0,30
3 Distilasi
10% Vol penguapan (˚C) 74
50% Vol penguapan (˚C) 88 125
90% Vol penguapan (˚C) 180
Titik Didih akhir (˚C) 205
Residu (% Vol) 2.0 4 Tekanan Uap Reid pada 37,8 ˚C (psi) 9,0
5 Getah purawa (mg/100ml) 4
6 Periode induksi (menit) 240
7 Kandungan Belerang (% massa) 0,02
8 Korosi bilah tembaga (3jam/50˚C) No.1
9 Uji dokter atau belerang mercapatan 0,00
10 Warna Kuning 2
Komposisi bahan bakar bensin, yaitu: a) Bensin (gasoline) C8H18 . b) Berat jenis bensin 0,65-0,75.
C. Pertamax
Pertamax merupakan bahan bakar ramah lingkungan beroktan tinggi hasil penyempurnaan produk Pertamina sebelumnya. Formula barunya yang terbuat dari bahan baku berkualitas tinggi memastikan mesin kendaraan bermotor bekerja
lebih baik, lebih bertenaga, “knock free”, rendah emisi, dan memungkinkan menghemat pemakaian bahan bakar. Pertamax memiliki beberapa keunggulan yaitu : bebas timbal (unleaded) dan Research Octane Number (RON) sebesar 92 dengan stabilitas oksidasi yang tinggi dan kandungan olefin, aromatic, dan benzene-nya pada level yang rendah, sehingga menghasilkan pembakaran yang
lebih sempurna pada mesin. Pertamax direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi setelah tahun 1990, terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan Electronic Fuel Injection (EFI) dan Catalytic Converters (www.pertamina.com)
Tabel 2.2. Data Spesifikasi Pertamax
(Sumber : Keputusan Dirjen Migas No. 3674 K/24/DJM/2006)
No Sifat MIN MAX
1 Angka oktana riset RON 92
2 Kandungan Pb (gr/lt) 0,30
3 Distilasi
4 10% Vol penguapan (˚C) 70
5 50% Vol penguapan (˚C) 77 110
6 90% Vol penguapan (˚C) 180
7 Titik Didih akhir (˚C) 205
8 Residu (% Vol) 2.0
9 Tekanan Uap Reid pada 37,8 ˚C (psi) 45 60
10 Getah purawa (mg/100ml) 4
11 Periode induksi (menit) 480
12 Kandungan Belerang (% massa) 0,1
13 Korosi bilah tembaga (3jam/50˚C) No.1
14 Uji dokter atau belerang mercapatan 0,00
15 Warna Biru 2
D. Angka Oktan
Angka Oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan (denotasi). Dengan kata lain, makin tinggi angka oktan maka semakin berkurang kemungkinan untuk terjadinya denotasi (knocking). Dengan berkurangnya intensitas untuk berdenotasi, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga motor akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat.
Cara menentukan angka oktan bahan bakar ialah dengan mengadakan suatu perbandingan bahan bakar tertentu dengan bahan bakar standar. Yaitu dengan menggunakan mesin CFR (Coordination Fuel Research). Mesin CFR merupakan sebuah mesin silinder tunggal dengan perbandingan kompresi yang dapat diukur dari sekitar 4:1 sampai dengan 14:1. Terdapat dua metode dasar yang umum digunakan yaitu research method mengunakan mesin motor CFR F-1, yang hasilnya disebut dengan Research Octane Number (RON) dan motor method yang menggunakan mesin motor CFR F-2 dimana hasilnya disebut dengan Motor Octane Number (MON). Research method menghasilkan gejala ketukan lebih rendah dibandingkan motor research.
pembanding, bahan bakar yang sangat mudah berdenotasi adalah normal heptana (C7H16) sedang yang sukar berdenotasi adalah iso-oktana (C7H18).
Bensin yang cenderung kearah sifat normal heptana disebut bensin dengan nilai oktan rendah (angka oktan rendah) karena mudah berdenotasi, sebaliknya bahan bakar yang lebih cenderung kearah sifat iso-oktana dikatakan bensin dengan nilai oktan tinggi atau lebih sukar berdenotasi. Misalnya suatu bensin mempunyai angka oktan 90 akan lebih sukar berdenotasi daripada bensin beroktan 70. Jadi kecenderungan bensin untuk berdenotasi dinilai dari angka oktannya. Iso-oktana murni diberi indeks 100, sedangkan normal heptana murni diberi indeks 0.
Dengan demikian jika suatu bensin memiliki angka oktan 90 berarti bensin tersebut cenderung berdenotasi sama dengan campuran yang terdiri atas 90% volume iso-oktana dan 10% volume normal heptana. Nilai oktan yang harus dimiliki oleh bahan bakar ditampilkan dalam (tabel 2.1.) berikut :
Tabel 2.3. Nilai Oktan Gasolin Indonesia
No Jenis Angka Oktan
Minimum
1 Premium 88 88 RON
2 Pertamax 92 RON
3 Pertamax Plus 95 RON
4 Bensol 98 RON
(sumber : www.pertamina.com)
2.8. Perhitungan Torsi, Daya dan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik A. Torsi
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat dynamometer, secara teori dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
T = Torsi (kgf.m)
F = Gaya yang diterima pada dynamometer (kgf) b = Panjang lengan dynamometer (m)
1 kgf.m = 9,807 N.m = 7,233 lbf.ft.
B. Daya Mesin
Pada motor bakar, daya yang berguna adalah daya poros. Daya poros ditimbulkan oleh bahan bakar yang dibakar dalam silinder dan selanjutnya menggerakkan semua mekanisme.Unjuk kerja motor bakar pertama-tama tergantung dari daya yang ditimbulkan, Seperti terlihat pada (Gambar 2.11.) di bawah ini :
Gambar 2.10. Alat Tes Prestasi Motor Bakar (Sumber : Kurniawan, 2014)
Jika n berubah, maka motor pembakaran menghasilkan daya untuk mempercepat atau memperlambat bagian yang berputar. Motor pembakaran ini dihubungkan dengan dinamometer dengan maksud mendapatkan keluaran dari motor pembakaran dengan cara menghubungkan poros motor yang akan mengaduk air yang ada di dalamnya. Hambatan ini akan menimbulkan torsi (T), sehingga nilai daya (P) dapat ditentukan sebagai berikut :
P=T x 2 � x n mekanis. Konsumsi energi panas ditunjukkan langsung oleh turunnya suhu. Jika toraknya tidak mendapatkan hambatan dan tidak menghasilkan usaha gas tidak akan berubah meskipun tekanannya turun.
2.9. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik
Besar pemakaian konsumsi bahan bakar spesifik (SFC/ Spesific Fuel Comsumtion) ditentukan dalam g/kWh. Konsumsi bahan bakar spesifik adalah
pemakaian bahan bakar yang terpakai perjam untuk setiap daya yang dihasilkan pada motor bakar (Aris munandar, 2002)
SFC = Konsumsi bahan bakar spesifik (kg/kWh)
Sedangkan nilai mf dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Nilai kalor mempunyai hubungan berat jenis pada umumnya semakin tinggi berat jenis maka semakin rendah kalornya. Pembakaran dapat berlangsung dengan sempurna, tetapi juga dapat tidak sempurna. Jika bahan bakar tidak mengandung bahan-bahan yang tidak dapat terbakar, maka pembakaran akan sempurna sehingga hasil pembakaran berupa gas pembakaran saja.
Pembakaran kurang sempurna dapat berakibat :
a. Kerugian panas dalam motor jadi besar, sehingga efisiensi motor menjadi turun. Usaha dari motor turun pula pada penggunaan bahan bakar yang tetap.
b. Sisa pembakaran terdapat pula pada lubang pembuangan antara katup dan dudukannya, terutama pada katub buang sehingga katub tidak dapat menutup dengan rapat. Sisa pembakaran yang telah menjadi keras yang melekat antara torak dan dinding silinder menghalangi pelumasan, sehingga torak dan silinder mudah aus.
27
Tempat penelitian yang digunakan dalam penelitian ini, adalah :
a. Mototech. Jl. Ringroad Selatan, Kemasan, Singosaren, Banguntapan, Bantul, Yogyakarta.
b. Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
3.2. Alat Dan Bahan 3.2.1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah : Premium
Pertamax 3.2.2. Alat Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Mesin yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin sepeda motor 4 langkah dengan merek Honda Tiger 2010. Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar (3.1.) dan tabel ( 3.1.) spesifikasi motor Tiger 2010.
Tabel 3.1.Spesifikasi Honda TIGER
Tipe mesin 4 langkah, SOHC, pendinginan udara Diameter x langkah 63,5 x 62,2 mm
Volume langkah 196,9 cc Perbandingan
kompresi
9,0 : 1
Daya maksimum 17,4 PS / 8.500 RPM Torsi maksimum 1,62 kgf.m / 7.000 RPM Kapasitas minyak
pelumas
1 liter pada penggantian periodik
Kopling Otomatis Manual, tipe basah dan pelat majemuk Gigi transmsi 6 kecepatan, bertautan tetap
Pola pengoperan gigi 1-N-2-3-4-5-6
Starter Pedal dan starter elektrik
Aki 12 V - 7 Ah
Busi ND X 24 FS-U9 / NGK DP8EA-9
Sistem pengapian CDI-AC, Magneto
d. Laptop/ Komputer, berfungsi sebagai akurasi data dari Dynamometer.
Gambar 3.3. Komputer.
e. Tachometer, adalah alat untuk mengukur putaran mesin.
Gambar 3.4. Tachometer.
f. Burret, adalah alat untuk mengukur volume bahan bakar.
3.3. Diagram Alir Penelitian
Penelitian dilakukan dengan prosedur sebagai mana ditunjukkan pada diagram alir berikut
gfr
Tidak Tidak
Ya Mulai
Penyediaan alat dan bahan
Pengujian dengan variasi bahan bakar: Premium
Pertamax
Menghidupkan mesin
Pengukuran:
Putaran (RPM)
Daya (Hp)
Torsi (N.m)
Konsumsi bahan bakar
Mematikan mesin
Pengolahan data dan analisis daya dan torsi Pembahasan
Kesimpulan Semua jenis bahan
bakar sudah diuji? Pengujian variasi kondisi motor:
Standar
Sudah di porting
Gambar 3.7. diagaram alir pengujian konsumsi bahan bakar
Penyediaan alat dan bahan :
1. Bahan Bakar Premium
2. Bahan Bakar Pertamax
Pengujian bahan bakar
1. Bahan Bakar Premium
2. Bahan Bakar Pertamax
Menghidupkan Mesin
Data Hasil Uji
Pengolahan Data dan Analisa Perbandingan konsumsi bahan bakar
Kesimpulan
Selesai Mulai
Pengukuran waktu 10 cc bahan bakar
Pencatatan data hasil pengujian :
Waktu dan bahan bakar
Semua jenis bahan bakar sudah
3.4. Persiapan
Sebelum penelitian, terlebih dahulu dilakukan persiapan. Adapun langkah-langkah persiapan yang dilakukan adalah:
a. Pemeriksaan kondisi motor sebelum dilakukanya penelitian. Pemeriksaan kondisi motor ini meliputi:
Kondisi mesin
keadaan batre/ aki
Oli mesin
Karburator
knalpot
Dll
b. Melakukan kalibrasi alat ukur, seperti: burret, dan thermometer sebelum digunakan.
c. Melakukan pengisian bahan bakar baik premium ataupun pertamax terlebih dahulu pada tangki/ gelas ukur bahan bakar.
3.5. Metode Porting
Sebelum melakukan penelitian, adapun langkahnya yaitu memodifikasi saluran masuk bahan bakar dengan cara porting
a. Mengukur diameter saluran masuk bahan bakar yang standard dan yang akan diporting
b. Membubut dinding saluran masuk bahan bakar dengan menggunakan alat cunner.
Gambar 3.8.Porting
Gambar 3.9. penyudutan klep
3.6. Tahap Pengujian
3.6.1 Pengujian daya dan torsi
Langkah-langkah pengujian Daya dan Torsi adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan alat-alat yang digunakan dalam pengujian.
3. Melakukan pengecekan pada saluran bahan bakar, bertujuan agar tidak ada kebocoran pada saluran bahan bakar.
4. Menempatkan sepeda motor pada unit dynamometer. 5. Melakukan pengujian daya, torsi sesuai prosedur yang telah
ditentukan.
6. Mencatat semua hasil pengujian yang telah dilakukan. 7. Membersihkan bahan, alat, dan tempat kerja.
3.6.2. Pengujian konsumsi bahan bakar
Langkah-langkah pengujian konsumsi bahan bakar adalah sebagai berikut :
1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Melakukan pengisian tangki bahan bakar dengan bahan bakar premium dan pertamax.
3. Melakukan pengecekan sistem saluran bahan bakar, untuk memastikan tidak terjadi kebocoran bahan bakar.
4. Mempersiapkan alat ukur seperti tachometer, burret, stop watch, dan thermometer
5. Melakukan pengujian konsumsi bahan bakar sesuai prosedur yang ditentukan dan merapikan alat yang digunakan.
3.8. Skema Alat Uji
3.8.1 Skema alat uji daya dan torsi motor
Skema alat uji dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 3.10. Skema alat uji daya dan torsi motor (Dynotest). Keterangan gambar :
1. Tachometer 6. Karburator
2. Torsiometer 7. Knalpot
3. Laptop 8.Dynamometer
4. Penahan motor 9. Mesin 5. Indikator petunjuk bahan bakar (burret)
3.8.2 Prinsip Kerja Alat Uji (Dynamometer)
Dynamometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan dan pembahasan dimulai dari proses pengambilan dan pengumpulan data. Data yang dikumpulkan meliputi data dan spesifikasi obyek penelitian dan hasil pengujian. Data-data tersebut diolah dengan perhitungan untuk mendapatkan variabel yang diinginkan kemudian dilakukan pembahasan. 4.1. Perhitungan
Perhitungan kinerja mesin berdasarkan data hasil pengujian kondisi yang dilakukan pada 4250-10000 (rpm) dengan sistem throttle spontan, contoh perhitungan di bawah ini digunakan pada tiap-tiap putaran dan tiap variasi pengujian yang kemudian disajikan ke dalam bentuk grafik.
Konsumsi bahan bakar (mf)
Kg jam
4.2. Analisis Hasil Pengujian Kinerja Awal (Sebelum Porting) 4.2.1 Torsi
Torsi adalah suatu ukuran kemampuan motor untuk menghasilkan kerja yaitu pada waktu kendaraan akan bergerak (start) atau sewaktu mempercepat laju kendaraan, dan tenaga berguna untuk memperoleh kecepatan tinggi. Hasil pengujian kinerja torsi motor 4 langkah 200 cc sebelum dan sesudah dilakukan porting dan polish dengan bahan premium dan pertamax disajikan dalam Gambar
4.1.
Gambar 4.1 Grafik perbandingan torsi
Pada Gambar 4.1 terlihat hubungan antara torsi roda dengan putaran mesin membentuk kurva baik data sebelum dan sesudah porting, dengan bahan bakar premium maupun pertamax. Pada kondisi motor standar menggunakan bahan bakar premium murni, pada putaran rendah torsi yang dihasilkan kecil dan akan
3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
T
rpm, dan kemudian pada putaran di atas 6500 rpm torsi akan terus menurun secara perlahan pada putaran yang lebih tinggi. Penurunan torsi pada putaran tinggi ini terjadi karena pengaruh volume campuran udara bahan bakar yang cenderung berkurang dengan naiknya putaran.Volume campuran udara bahan bakar di sini berkaitan dengan derajat pengisian silinder yang tidak sempurna pada putaran tinggi. Katup hisap dan buang cenderung mengalami floating yaitu tidak dapat menutup secara sempurna yang diakibatkan waktu yang sangat singkat. Selain disebabkan adanya penurunan volume bahan bakar, penurunan torsi ini juga diakibatkan oleh kenaikan torsi gesek (torsi untuk mengatasi hambatan gesek di dalam mesin) yang bertambah besar seiring meningkatnya kecepatan piston bergerak naik – turun.
Seperti halnya pada bahan bakar premium, hubungan antara torsi roda dengan putaran mesin menggunakan bahan bakar pertamax membentuk grafik (Gambar 4.1). Pada penggunaan bahan bakar pertamax torsi maksimum 17,92 N.m yang dicapai pada putaran 6534 rpm, dan kemudian torsi akan terus menurun secara perlahan pada putaran yang lebih tinggi.
Setelah dilakukan porting polish dan pengujian kinerja motor 4 langkah 200 cc dengan bahan premium didapatkan hasil dari perubahan torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar. Dari hasil pengujian kemampuan mesin didapat data perubahan torsi mesin (N.m) tiap putaran mesin. Pada (gambar 4.1) grafik hubungan torsi dengan putaran mesin terlihat bahwa kinerja motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust menghasilkan torsi maksimum yang lebih besar untuk putaran mesin 4250 rpm sampai 10000 rpm. Mesin sepeda motor berbahan bakar premium setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust putaran mesin 4250 rpm sampai 10000 rpm dihasilkan torsi yang terbesar
Hasil pengujian kinerja motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar Pertamax (Gambar 4.1) menghasilkan torsi maksimum yang lebih besar untuk putaran mesin 4250 rpm sampai 10000 rpm. Perlakuan porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar pertamax menghasilkan torsi maksimum yaitu
18,98 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6098 rpm. Torsi maksimum setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust lebih besar dari torsi maksimum
standar (sebelum porting dan polishing) yaitu sebesar 17,92 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6521 rpm. Dikarenakan proses pembakaran berjalan sempurna akibat dari proses porting dan polish tersebut, dan juga bahan bakar pertamax memiliki nilai oktan 92 yang bersifat anti ketukan jadi proses pembakaran dapat berjalan dengan optimal.
4.2.2 Daya
Daya didefinisikan sebagai hasil dari kerja, atau dengan kata lain daya merupakan kerja atau energi yang dihasilkan mesin per satuan waktu mesin ituberoperasi. Hasil pengujian kinerja daya mesin (horse power) motor 4 langkah 200 cc sebelum dilakukan porting dan polish dengan bahan premium dan pertamax disajikan dalam (Gambar 4.2).
Gambar 4.2 Grafik perbandingan daya
Pada kondisi motor standar menggunakan bahan bakar pertamax (Gambar 4.2), daya juga mengalami kenaikan hingga kecepatan putaran mesin tertentu dan kemudian terjadi penurunan. Daya mesin tertinggi dicapai pada kecepatan putaran mesin 8130 rpm yaitu sebesar 18,80 (Kw) dan kemudian daya akan terus menurun secara perlahan pada putaran yang lebih tinggi.
Kinerja motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust (Gambar 4.2) menunjukan daya maksimum yang diperoleh tidak lebih besar dari pada kondisi awal (sebelum porting) baik menggunakan bahan bakar premium murni maupun pertamax. Berbeda dengan kondisi motor standar yang
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
D
A
Y
A
(k
W)
KECEPATAN PUTAR (rpm)
sebesar 18,53 (Kw) dibanding kondisi awal sebesar 18,6 (Kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih cepat pada putaran 7952 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting dan polishing baru dicapai pada putaran 8068 rpm. Hal tersebut dapat disebabkan peningkatan kinerja torsi mesin setelah porting dan polishing.
Pada kondisi menggunakan bahan bakar pertamax, daya maksimum yang diperoleh setelah porting dan polish lubang intake dan exhaust juga tidak lebih besar dari pada kondisi awal (sebelum porting). Seperti halnya hasil pengujian dengan bahan premium, hasil pengujian mesin sepeda motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan bahan bakar pertamax tidak menghasilkan daya yang lebih tinggi 18,8 (Kw) dibanding kondisi awal 18,8 (Kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polish dicapai lebih cepat pada putaran 8122 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting dan polish baru dicapai pada putaran 8125 rpm. Hal tersebut dapat disebabkan
4.2.3 Konsumsi Bahan Bakar
Gambar 4.3 Grafik Konsumsi Bahan Bakar
Perbandingan konsumsi bahan bakar premium dan pertamax terhadap kinerja mesin sebelum dan sesudah dilakukan porting dan polish pada motor 4 langkah 200 cc disajikan dalam (Gambar 4.3). Konsumsi bahan bakar (mf) baik kondisi awal maupun setelah porting dan polishing cenderung mengalami kenaikan di awal putaran mesin sampai pada putaran 8000 rpm dan selanjutnya menurun seiring dengan kenaikan putaran mesin. Hal ini disebabkan oleh energi yang dibutuhkan lebih besar di awal putaran mesin (dari kondisi diam) dibanding
0.02
3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
K
Pada kondisi sebelum porting dan polish (Gambar 4.3), laju konsumsi bahan bakar tertinggi terjadi pada premium, yaitu mencapai angka 1,30 kg/jam pada putaran 8000 rpm. Padahal untuk pertamax adalah 1,14 kg/jam pada putaran yang sama. Pada kondisi setelah porting dan polish (Gambar 4.3), laju konsumsi bahan bakar tertinggi terjadi pada premium, yaitu mencapai angka 1,20 kg/jam pada putaran 8000 rpm. Sedangkan untuk pertamax adalah 1,08 kg/jam pada putaran yang sama. Secara analisis untuk konsumsi bahan bakar, Pertamax masih lebih baik (irit) daripada komposisi premium baik sebelum dan sesudah porting dan polish.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan analisa yang dilakukan secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Porting dan polishing lubang intake dan exhaust meningkatkan torsi mesin namun tidak berhasil meningkatkan daya mesin.
a. Porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar Premium menghasilkan torsi maksimum 18,55 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6255 rpm atau lebih besar dari torsi maksimum standar (sebelum porting dan polishing ) yaitu sebesar 17,8 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6483 rpm. Kinerja motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar
Pertamax menghasilkan torsi maksimum 18,98 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6098 rpm atau lebih besar dari torsi maksimum standar (sebelum porting dan polishing ) yaitu sebesar 17,92 N.m yang dicapai pada putaran mesin 6534 rpm.
b. Hasil pengujian mesin sepeda motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan bahan bakar pertamax tidak menghasilkan daya
yang lebih tinggi (18,8 kw) dibanding kondisi awal (18,8 kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih cepat pada putaran 8124 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting dan polishing baru dicapai pada putaran 8130 rpm. Seperti hanya hasil pengujian dengan bahan pertamax, mesin sepeda motor setelah porting dan polishing lubang intake dan exhaust dengan bahan bakar premium
justru menghasilkan daya lebih rendah sebesar 18,53 (kw) dibanding kondisi awal 18,6 (kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih cepat pada putaran 7952 rpm, sedangkan daya
2. Porting dan polishing lubang intake dan exhaust ternyata menghemat konsumsi bahan bakar. Hal ini disebabkan Karena hanya dengan pada putaran mesin yang rendah, motor sudah mencapai torsi yang optimal (sudah melaju).Penggunaan pertamax sebagai campuran bahan bakar pada komposisi tertentu dapat meningkatkan efisiensi mesin.
5.2 Saran
Berdasarkan kesimpulan hasil penelitian, dapat diberikan saran sebagai berikut.
1. Modifikasi porting dan polishing lubang intake dan exhaust dapat digunakan untuk meningkatkan torsi mesin, terutama untuk motor 4 langkah 200cc. Jika dilakukan dengan tepat, konsumsi bahan bakar akan lebih hemat. Karena hanya dengan menekan gas sedikit saja, motor sudah melaju.Modifikasi porting dan polishing lubang intake dan exhaust harus dilakukan secara benar. Kesalahan akan membuat mesin menjadi boros dan performanya berkurang.
2. Meskipun bahan bakar pertamax mempunyai harga lebih tinggi, namun dapat meningkatkan torsi mesin dan menghemat penggunaan bahan bakar.
3. Kinerja mesin dalam penelitian ini hanya diukur dari torsi, daya dan konsumsi bahan bakar. Penelitian lebih lanjut dapat memasukkan faktor efisiensi mesin dengan menghubungkan daya dan konsumsi bahan bakar. 4. Motor yang digunakan adalah motor 4 langkah 200 cc, sehingga penelitian
lebih lanjut dapat dilakukan pada jenis motor yang lain.
Arismunandar, 1988. Motor Bakar. Bandung: ITB.
Daryanto, 2008. Teknik Reparasi dan Perawatan Sepeda Motor. Jakarta: PT. Bumi Aksara.
Hartono, 2011, Penelitian Pengaruh Penggunaan Bahan Bakar Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus Terhadap Unjuk Kerja Motor Bakar Bensin, Tugas Akhir (tidak dipublikasikan). Solo: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Heywood, 1988, Internal Combustion EngineFundamentals. McGraw-Hill Inc. http://www.keputusan dirjen migas no. 3674 K/24/DJM/2006.com[5 Maret 2013]. http://www.obyrockers.blogspot.com [5 Maret 2013].
http://www.pertamina.com [8 Maret 2013].
http://www.titi-sindhuwati.blogspot.com [5 Maret 2013].
Jama Jalius, 2008. Teknik Sepeda Motor. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Mahendro, 2010. Pengaruh Pemakaian Bahan Bakar Shell Super, Petronas Primax 92 Dan Pertamax Terhadap Unjuk Kerja Motor Empat Langkah Tugas Akhir (tidak dipublikasikan). Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Tabel 1. Tabel torsi dan daya sebelum dilakukan porting
SEBELUM PORTING
PREMIUM PERTAMAX
RPM Daya (HP) Torsi (TQ) RPM Daya (HP) Torsi (TQ)
4250 6,93 8,20 4250 6,08 10,19
4500 8,30 10,35 4500 6,75 11,35
4750 10,60 13,41 4750 9,60 15,29
5000 11,20 14,33 5000 10,64 16,00
5250 12,10 15,55 5250 11,40 16,25
5500 13,00 16,98 5500 12,35 16,83
5750 14,10 17,34 5750 13,30 17,38
6000 14,98 17,46 6000 14,25 17,76
6250 15,74 17,74 6250 14,69 17,82
6483 15,80 17,80 6500 15,48 17,92
6500 16,40 17,79 6534 15,58 17,92
6750 17,00 17,57 6750 16,27 17,80
7000 17,20 17,60 7000 16,53 17,75
7250 17,50 17,21 7250 17,41 17,50
7500 17,80 16,96 7500 18,20 17,28
7750 18,30 16,73 7750 18,48 16,92
8000 18,40 16,03 8000 18,77 16,63
8064 18,60 15,33 8130 18,80 16,05
8250 18,10 14,82 8250 18,77 15,40
8500 18,00 14,32 8500 18,77 14,60
8750 17,70 13,72 8750 18,09 13,16
9000 17,20 12,74 9000 17,51 12,10
9250 16,70 11,09 9250 16,73 11,44
9500 16,20 9,66 9500 16,34 10,15
9750 15,40 9,03 9750 15,77 8,71
Tabel 2. Tabel torsi dan daya sesudah dilakukan porting
SESUDAH PORTING
PREMIUM PERTAMAX
RPM Daya (HP) Torsi (TQ) RPM Daya (HP) Torsi (TQ)
4250 5,00 9,53 4250 6,40 11,39
4500 6,10 12,92 4500 7,10 13,08
4750 10,50 15,42 4750 9,90 15,24
5000 11,40 16,05 5000 11,20 16,84
5250 12,30 16,41 5250 12,20 17,44
5500 13,11 16,90 5500 13,20 17,95
5750 14,00 17,53 5750 14,40 18,70
6000 14,90 17,93 6000 15,20 18,94
6250 15,60 18,49 6098 15,40 18,98
6255 16,20 18,55 6250 15,80 18,91
6500 16,55 18,47 6500 16,50 18,88
6750 16,80 18,32 6750 17,00 18,78
7000 17,30 18,30 7000 17,60 18,45
7250 17,70 17,55 7250 17,90 17,93
7500 18,20 17,19 7500 18,10 17,74
7750 18,37 16,79 7750 18,50 17,41
7952 18,53 16,50 8000 18,70 16,65
8000 18,53 16,09 8122 18,80 15,79
8250 18,53 15,47 8250 18,80 14,65
8500 18,39 15,00 8500 18,60 14,28
8750 18,30 13,50 8750 18,30 13,58
9000 18,10 12,42 9000 18,00 11,91
