Askan: Pengaruh Bahan Bakar, Kecepatan dan Porting Lubang Intake Exhaust Terhadap Kinerja Motor Bakar Bensin Empat Langkah

(1)

PENGARUH BAHAN BAKAR, KECEPATAN DAN PORTING LUBANG INTAKE - EXHAUST TERHADAP KINERJA MOTOR BAKAR BENSIN EMPAT LANGKAH

Askan

askanzamzam@g.mail.com

Progam Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Darul „Ulum Jombang

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. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sepeda motor 4 (empat) langkah Yamaha New Jupiter Z Pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan bakar pertalite . Pengujian ini untuk mencari unjuk kerja mesin 4 langkah meliputi daya, torsi dan konsumsi bahan bakar. Alat ukur yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah dynamometer, tachometer, burret, dan stop watch, metode pengujian dilakukan mulai 3500 rpm sampai dengan putaran mesin 9000 pada kendaraan uji, dengan sistem throttle spontan. Porting lubang intake dan

exhaust dengan bahan bakar pertalite menghasilkan daya yang lebih tinggi (4,7 Kw) dibanding kondisi awal (4,6 Kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih tinggi pada putaran 7500 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting baru dicapai pada putaran 7000 rpm. Sedangkan torsi yang dihasilkan setelah forting lebih tinggi 7,33 Nm dibandingkan kondisi setandart 6,75 Nm dan konsumsi bahan bakar dihasilkan setelah diporting pada 9000 rpm didapat 1,276 mf lebih irit dibandingkan kondisi standart 1,362 mf

Kata Kunci : Daya, Torsi, Konsumsi Bahan Bakar, Mesin Standard dan Mesin Diporting.

Pendahuluan

Perkembangan teknologi pada saat ini yang semakin pesat, mendorong manusia untuk selalu menciptakan inovasi teknologi dibidang otomotif makin pesat, khususnya pada motor bakar.Salah satu alat transportasi kendaraan motor bakar yang sederhana yang banyak digunakan masyarakat pada saat ini adalah sepeda motor.

Salah satu teknologi yang baru-baru ini diminati beberapa orang adalah teknologi porting polish, 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.

Dalam penelitian ini yang digunakan adalah motor 4 ( empat ) langkah Yamaha New Jupiter Z, pengujian dilakukan menggunakan bahan bakar pertalite dan unsur-unsur yang diamati adalah torsi, daya, dan konsumsi bahan bakar.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh bahan bakar, kecepatan dan porting lubang intake-exhaust terhadap kinerja motor bensin empat langkah serta mendapatkan hasil perbandingan kinerja motor dalam keadaan standart dengan kinerja motor yang sudah diporting dengan bahan bakar pertalite.

Tinjauan Pustaka

Penelitian tedahulu yang dilakukan oleh Rohman Arif, (2015) tentang porting lubang intake dan exhaust. Rohman Arif melakukan penelitian tentang porting lubang intake dan exhaust. Penelitiannya 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%.

(2)

hasil kurva konsumsi bahan bakar kondisi motor porting lebih boros dibandingkan dengan kondisi motor standar.

1) Motor Bakar Empat Langkah

Mesin/ motor 4 tak disebut juga mesin 4 langkah (four-stroke engine). Pada mesin ini satu siklus terdapat 4 kali langkah piston , 2 ke atas dan 2 ke bawah (lihat gambar 1.a dan b). Sehingga dalam satu siklusnya tercapai dalam 2 putaran poros engkol.

a b

Gambar 1 a dan b Siklus 4 Tak

Mesin 4 tak memiliki ciri khas menggunakan katup masuk (inlet valve) dan katup buang (exhaust valve) untuk mendukung siklus kerjanya. Prinsip mesin ini digunakan pada mesin bensin dan mesin diesel. Langkah – langkah piston dalam mesin 4 tak dapat dijelaskan secara bertahap adalah sebagai berikut;

a) Piston bergerak dari TMA ke arah TMB, pada tahap ini kondisi katup masuk terbuka sedangkan katup buang tertutup. Dengan demikian terjadi hisapan terhadap saluran masuk oleh gerakan piston tersebut sehingga ada fluida yang memasuki silinder mesin. Fluida ini dalam mesin bensin berupa campuran bahan bakar dan udara, sedangkan untuk mesin diesel hanya udara yang dihisap masuk ke silinder mesin. Peristiwa ini dikenal sebagai “langkah pemasukan” (intake stroke). b) Piston bergerak dari TMB ke arah TMA, pada tahap ini kondisi kedua katup tertutup. Terjadilah

kompresi di dalam silinder mesin, sehingga fluida yang awalnya terhisap mengalami kenaikan tekanan dan temperatur. Pada mesin bensin naiknya temperatur ini tidak boleh terlalu tinggi supaya bahan bakar tidak menyala dengan sendirinya. Peristiwa ini dikenal sebagai “langkah kompresi” (compression stroke).

c) Pada akhir langkah kompresi, yaitu beberapa derajat sebelum piston sampai di TMA maka untuk mesin bensin diberikan percikan api listrik dari busi sehingga membakar campuran bahan bakar dan udara. Sedangkan mesin diesel yang memiliki nilai suhu kompresi sangat tinggi mampu membakar bahan bakar yang disemprotkan beberapa derajat sebelum mencapai TMA. Antara mesin bensin dan diesel memiliki kesamaan waktu pembakaran (ignition timing) yaitu sebelum piston mencapai TMA, hal ini beralasan karena proses pembakaran itu memerlukan waktu. Seperti dijelaskan sebelumnya pembakaran ini akan menghasilkan tekanan tinggi dalam silinder dan mendorong piston kearah TMB, pada tahap ini kedua katup masih tertutup. Peristiwa ini dikenal sebagai “langkah usaha” (power stroke).

d) Langkah usaha yang mendorong piston ke TMB akan diikuti oleh penambahan volume silinder yang terbentuk dengan piston tersebut Tekanan buang) harus dibuang keluar. Oleh karena itu katup buang dibuka dan piston bergerak kearah TMA mendorong gas sisa keluar dari silinder. Peristiwa ini dikenal sebagai “langkah buang”(exhaust stroke).

2. Motor Bensin

Jika ditinjau dari bahan bakarnya maka mesin/ motor bensin (gasoline engine) tentu saja menggunakan bensin sebagai bahan bakar yang akan direaksikan dengan udara untuk selanjutnya dibakar dalam ruang pembakaran (ignition chamber).

Berikut tabel jenis bahan bakar dan nilai oktan serta rasio kompresi ideal penggunaan : Tabel 1 Jenis bahan bakar dan nilai oktan serta rasio kompresi

Jenis Bahan Bakar Nilai Oktan / Ron

Rasio Kompresi Ideal Penggunaan

(3)

Pertalite 90 9-10 : 1 Pertamax 92 10-11 : 1 Pertamax Plus 95 11-12 : 1 Shell Super 92 10-11 : 1 Shell V-Power 95 11-12 : 1 Performance 92 92 10-11 : 1 Performance 95 95 11-12 1 3. Porting 1. Intake Porting

Intake porting yaitu langkah untuk membentuk ulang lubang Inlet agar bahan bakar yang masuk ke ruang bakar dapat bertambah banyak dan bebas hambatan. Otomatis apabila proses pembakaran di dalam ruang bakar Banyak memiliki gas bakar maka tenaga yang akan dihasilkan motor juga akan besar.Untuk lebih jelasnya terlihat pada gambar 2. intake porting.

Gambar Error! No text of specified style in document.. Intake porting Sumber: (www.ratmotorsportsindonesia.com) 2. ExhaustPorting

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 3 Exhaust porting.

Gambar 3 Exhaust porting.

Sumber: ( www.ratmotorsportsindonesia.com )

Untuk memperbesar tenaga mesin mekanik kerap melakukan korek kepala silinder. Mekanik lokal biasa menyebut dengan istilah porting. Intinya memperbaiki dan memperlancar aliran gas bakar atau flow di lubang isap atau buang. Pengertian flow yaitu aliran bakar. Biasa disebut dalam satuan cfm (sistem british). Sedang dalam sistem internasional satuannya yaitu (m3/det)

Rumus dasarnya didapat Yaitu: Q = V x A (m3/det). Dimana: V = kecepatan (m/det) atau ft/sec. sementara A = luas penampang (m2) atau ft2. Mengenai jabaran rumus ini mari belajar pada Tomy Huang. Dia pemilik flowbench khusus motor. Flowbench digunakan untuk mengukur flow atau cfm.

(4)

Katanya untuk memaksimalkan flow (cfm) tinggal besarkan luabang isap – buang. Jika mau memaksimalkan Velocity tinggal kecilkan lubangnya. Dari rumus itu terlihat, jika mau memperbesar cfm atau flow tinggal besarkan luas penampang lubang isap dan buang caranya dengan memperbesar diameter lubang. Tinggal kikis menggunakan pisau korek atau tuner.

Tapi harus hati-hati. Memang flow ataau cfm besar menjanjikan power naik. Namun dengan lubang dan cfm besar juga berakibat power berada di rpm atas. Tenaga di gasingan bawah seperti

ngedrop alias ngok.. Jika power mau rpm bawah, cfm jangan kelewat besar. Justru yang diperbesar Velocity (gas speed) atau kecepatan aliran gas bakar.

Dari rumus di atas akan ketahuan. Jika flow mau besar, luas penampang lubang (diameter lubang) harus dikecilin. Kan rumus di atas jadinya: v = Q/A. Namun jika lubang terlalu kecil, tenaga mesin juga jadi kelewat kecil kaerena laju gas bakar terhambat. Makanya dicari ukuran lubang optimal, bukan maksimal atau minimal.

3. Trik Mekanik Amrik

Bentuk dan besar lubang isap ideal agar didapat flow yang bagus. Guna didapat aliran gas bakar maksimum. Khusus untuk intake atau lubang siap dengan suplai karburator atau sistem injeksi. ukuran venture atau moncong karbu 0,85% dari diameter klep. Untuk motor 4-tak Indonesia susah mencari angka ini. Hasilnya pasti kecil sekali.

Ada lagi bagian yang mengecil. Sebesar 0,85 kali diameter klep (0,85D). contoh klep bebek 125 cc dari regulasi road race klep 31 mm. maka 0,85 x 31 = 26,35 mm. posisi ini katanya berada 12 mm di atas setting klep (dudukan klep). Seperti pada gambar 4 dibawah ini ;

Gambar 4 Trik Porting Amrik 4. Jangan Kelewat Halus

Dalam memporting permukaan yang telah diporting jangan kelewat halus. Logikanya begini, kalau kelewat halus hasilnya akan seperti kaca. Aliran gas bakar (bensin-udara) akan mengembun di permukaan lubang porting. selanjutnya meleleh air dan menetes. Malah memperburuk kinerja mesin. lubang isap-buang dibuat kasar seperti semprotan pasir. Kondisi ini juga untuk menciptakan aliran yang sedikit turbulen.

5. Bagian Porting

(5)

Lubang isap dan buang di kepala silinder punya banyak bagian. Jadi, bukan hanya ada bosh klep dan

setting klep. Masih banyak lagi bagian yang perlu diketahui agar tidak salah sebut. Dilihat dari yang paling atas dulu.

a) Port roof langit-langit porting atau bagian atas lubang. Port flor bagian lantai lubang port entery artinya lubang masuk. Valve guide lebih dikenal dengan sebutan bosh klep. Guide bos of fairing yaitu dudukan bosh klep.

b) Bowl or pocket kantong yang di dalamnya punya banyak bagian lagi. Yaitu throat yang artinya tenggorokkan. Seat atau sitting klep yang sama dengan maknanya dudukan klep. c) Lubang Buang Ditambal Atau D TYPE

Pada bagian lubang buang harus ditambal. Bagian yang ini harus menggunakan las argon. Tidak boleh pakai lem besi, bisa lepas lantaran enggak tahan suhu gas buang. Dibentuk seperti bentuk huruf D atau disebut D type. Bagian yang ditambal pas tekukan knalpot atau dekat paking head. Sudut dianggap terlalu tajam dan menimbulkan efek turbulen yang tidak bisa dilalui gas buang.bagian ini dinamakan separated flow

.

Metode Penelitian Diagram Alir Penelitian

Gambar 7 Diagaram alir pengujian daya dan torsi Gambar 6 Diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian Daya

Berikut ini adalah grafik pengujian daya untuk kondisi mesin standart dan porting menggunakan bahan bakar pertalite

(6)

Gambar 8, Grafik Daya

Berdasarkan gambar grafik 8, dapat diketahui bahwa daya mengalami kenaikan hingga kecepatan putaran mesin tertentu dan kemudian terjadi penurunan. Pada kondisi motor standar menggunakan bahan bakar pertalite putaran mesin 3500 rpm sampai 9000 rpm daya mesin tertinggi dicapai pada kecepatan putaran mesin 7000 rpm yaitu sebesar 4.6 (Kw), dan kemudian pada putaran di atas 7000 rpm daya akan terus menurun secara perlahan pada putaran yang lebih tinggi. Berbeda dengan kinerja motor setelah porting lubang intake dan exhaust (Gambar 4.1) menunjukan daya maksimum yang diperoleh lebih besar dari pada kondisi awal (sebelum porting) dengan daya yang terbesar yaitu 4,7 Kw yang dicapai pada putaran mesin 7500 rpm. Kinerja motor setelah porting lubang intake dan exhaust menghasilkan pengkabutan dan atomisasi campuran yang lebih baik sehingga menghasilkan pembakaran yang lebih sempurana.

2. Pengujian 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.

Gambar 9 Grafik Torsi 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

Grafik Daya

Pertalite Standart Pertalite Porting

0 1 2 3 4 5 6 7 8 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

Grafik Torsi

(7)

Berdasarkan data hasil pengujian pada tabel 4.4 dan Grafik 4.2 menunjukkan bahwa adanya perbedaan antara torsi dengan mesin standart dan porting. Pada putaran mesin 3500 rpm sampai 9000 rpm, maksimum torsi pada kondisi standart yaitu 6,75 N.m pada putaran 4000 rpm, Semakin rpm dinaikan diatas 4000 rpm torsi mulai perlahan menurun. Berbeda dengan kondisi mesin setelah diporting, dengan maksimum torsi 6,85 N.m lebih besar sedikit dari pada kondisi mesin standart dengan putaran yang sama yaitu 4000 rpm. Dikarenakan bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar lebih lancar dan proses pembakaran berjalan sempurna akibat dari proses porting tersebut.

3. Konsumsi Bahan Bakar

Berikut ini adalah grafik perbedaan hasil perhitungan konsumsi bahan bakar untuk kondisi mesin standart menggunakan bahan bakar pertalite

Gambar 10 Grafik Konsumsi Bahan Bakar

Perbandingan konsumsi bahan bakar terhadap kinerja mesin sebelum dan sesudah dilakukan porting

pada motor new jupiter z disajikan dalam (Gambar 4.3). Konsumsi bahan bakar (mf) baik kondisi awal maupun setelah porting cenderung mengalami kenaikan di awal putaran mesin sampai pada putaran 9000 rpm. Hal ini disebabkan oleh energi yang dibutuhkan lebih kecil di awal putaran mesin (dari kondisi diam) dibanding setelah motor berjalan. Pada kondisi mesin standart dan porting, pada putaran 3500 rpm sampai 9000 rpm, laju konsumsi bahan bakar tertinggi terjadi pada kondisi standart yaitu 0,303 kg/jam rpm 3500 dan 1,362 kg/jam rpm 9000 dan untuk kondisi setelah porting yaitu 0,295 kg/jam rpm 3500 dan 1,276 kg/jam rpm 9000. Secara analisis untuk perhitungan laju konsumsi bahan bakar setelah porting lebih kecil (irit) dibandingkan sebelum porting, dikarenakan bahan bakar yang masuk kedalam selinder lebih lancar, throotle tak harus membuka lebih untuk mendapatkan rpm yang diinginkan dibandingkan sebelum diporting.

4. Analisis Anova (Oneway) a. Uji Anova Daya

Setelah keenam varians terbukti sama, baru dilakukan uji Anova untuk menguji apakah keenam varian mempunyai rata-rata yang sama. Output Anova adalah akhir dari perhitungan yang digunakan sebagai penentuan analisis terhadap hipotesis yang akan diterima atau ditolak. Dalam hal ini hipotesis yang akan diuji adalah : H0 = Tidak ada perbedaan rata-rata hasil daya dengan menggunakan mesin standar dan yang telah diporting (Sama), H1 = Ada perbedaan rata-rata hasil daya dengan menggunakan mesin standar dan yang telah diporting (Tidak Sama).

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000

Lajau Konsumsi Bahan Bakar

(8)

Untuk menentukan Ho atau Ha yang diterima maka ketentuan yang harus diikuti adalah sebagai berikut :

Jika Fhitung> Ftabel maka H0 ditolak Jika Fhitung< Ftabel maka H0 diterima

Berdasarkan pada hasil yang diperoleh pada uji ANOVA sebagaimana table 4.8, bahwa F hitung = 0,221 < F tabel = 4.30, yang berarti Ho diterima dan menolak Ha. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan rata-rata hasil daya dengan menggunakan mesin standar dan yang telah diporting (Sama).

ANOVA tingkat daya

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups .135 1 .135 .221 .643

Within Groups 13.443 22 .611

Total 13.578 23

b. Uji anova torsi

Berdasarkan pada hasil yang diperoleh pada uji ANOVA sebagaimana table 4.11, bahwa F hitung = 0,302 < F tabel = 4.30, yang berarti Ho diterima dan menolak Ha. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan rata-rata hasil daya dengan menggunakan mesin standar dan yang telah diporting (Sama).

ANOVA tingkat torsi

Sum of Squares Df Mean Square F Sig.

Between Groups .222 1 .222 .302 .588

Total 16.433 23

c. Uji anova konsumsi bahan bakar

(9)

Berdasarkan pada hasil yang diperoleh pada uji ANOVA sebagaimana table 4.14, bahwa F hitung = 0,085 < F tabel = 4,30, yang berarti Ho diterima dan menolak Ha. Hal ini menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan rata-rata hasil daya dengan menggunakan mesin standar dan yang telah diporting (Sama).

ANOVA tingkat konsumsi

Sum of Squares Df Mean Square F Sig.

Between Groups .012 1 .012 .085 .774

Total 3.232 23

Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa yang dilakukan secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Porting lubang intake dan exhaust meningkatkan torsi dan daya mesin.

2. Hasil pengujian mesin sepeda motor setelah porting lubang intake dan exhaust dengan bahan bakar pertalite menghasilkan daya yang lebih tinggi (4,7 Kw) dibanding kondisi awal (4,6 Kw). Namun demikian, daya maksimum setelah porting dan polishing dicapai lebih tinggi pada putaran 7500 rpm, sedangkan daya maksimum sebelum porting baru dicapai pada putaran 7000 rpm.

3. Kinerja motor setelah porting lubang intake dan exhaust dengan menggunakan bahan bakar Pertalite menghasilkan torsi maksimum 7,33 N.m yang dicapai pada putaran mesin 4000 rpm atau lebih besar dari torsi maksimum standar (sebelum porting) yaitu sebesar 6,75 N.m yang dicapai pada putaran mesin 4000 rpm.

4. Porting lubang intake dan exhaust ternyata menghemat laju konsumsi bahan bakar. Hal ini disebabkan karena tanpa harus membuka throotle yang lebih, telah mendapatkan putaran mesin yang diinginkan begitupun daya dan torsi lebih besar, dibandingkan dengan kondisi mesin standart.

DAFTAR PUSTAKA

(n.d.). Diakses Juli 15, 2017, dari https://www.ratmotorsportsindonesia.com

(2016).Diakses Juli 15, 2017, dari https://kusnantokarasan.com/2016/01/24/baiknya-isi-bbm-motor-sesuaikan-nilai-oktan-dan-rasio-kompresi-bro-sist/

(2016). Diakses Juli 15, 2017, dari https://www.otosip.com

Arif, R. (2015). PortingLubang Intake Dan Exhaust. Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Skripsi, tidakditerbitkan.

Nugroho, M. K. (2016). Pengaruh Stroke Up Terhadap Performa Mesin Pada Sepeda Motor 4 Langkah Yang Menggunakan Bahan Bakar Pertamax, Pertamax Plus Dan Bensol. Semarang: Universitas Negeri Semarang, Skripsi, tidak diterbitkan.

Plus, T. M. (2009). Kumpulan Teknik Korek Mesin 4 Tak. Jakarta: PT Penerbit Media Motorindo. Setiawan, A. (2016). Pengaruh Porting Saluran Intake Dan Exhaust Terhadap Kinerja Motor 4 Langkah 200 Cc Berbahan Bakar Premium Dan Pertamax. Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Skripsi, tidak diterbitkan.

(10)

Wardoyo. (2013). Pengaruh Modifikasi Lubang Inlet Outlet Dan Silinder Head Terhadap Kenaikan Putaran Dan Daya pada Mesin Bensin Dua Lubang Satu Silinder untuk Sepeda Motor. Jurnal Angkasa , VolumeV, Nomor1.