ANALISA PENGARUH PENGGUNAAN MATERIAL KOMPOSIT PADA INTAKE MANIFOLD TERHADAP KONSUMSI BAHAN BAKAR PADA SEPEDA MOTOR
Aris Nurohim¹, Abd. Kadir2, Prinob Aksar³ ¹Mahasiwa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo
³Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui konsumsi bahan bakar dari sepeda motor Yamaha Vega ZR yang dipoduksi pada tahun 2009 dengan menggunakan intake manifold berbahan dasar komposit serat ijuk. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Sampel yang digunakan adalah sepeda motor Yamaha Vega ZR dirakit pada tahun 2009 dengan Nomor Mesin: 5D9-191066. Data penelitian didapatkan melalui metode eksperimen, konsumsi bahan bakar diukur dalam kondisi statis dengan gelas ukur. Pengujian dilakukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh mesin untuk menghabiskan bahan bakar dalam volume 10 ml pada putaran mesin 1500 rpm, 2500 rpm, dan 4000 rpm. Hasil penelitian menunjukkan, selisih waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 10 ml bahan bakar antara penggunaan intake manifold standar dengan intake manifold komposit serat ijuk pada putaran 1500 rpm yaitu 0.11 menit, pada putaran 2500 rpm yaitu 0.08 menit dan pada putaran mesin 4000 rpm yaitu 0.04 menit. Selisih waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menghabiskan 10 ml bahan bakar tersebut adalah 0.07 menit pada putaran mesin 1500 rpm sampai putaran mesin 4000 rpm. Dengan demikian, konsumsi bahan bakar menurun ketika menggunakan intake manifold dengan bahan dasar komposit serat ijuk dari pada menggunakan intake manifold standar.
Kata kunci: komposit serat ijuk, intake manifold, dan konsumsi bahan bakar. Abstract
The purpose of this study was to determine the fuel consumption of the motorcycle Yamaha Vega ZR assembled in 2009 by using the intake manifold with the basic material of the fiber composites. This study used an experimental method. The sample is a Yamaha Vega ZR motorcycle is assembled in 2009 to number Engines: 5D9-191066. Data collected through the experimental method. The consumption of fuel measured in static conditions with a measuring glass. Testing is done by measuring the time required by the machine to spend in a given volume of fuel at the 1500 rpm ,2500 rpm and 4000 rpm. Results showed that the difference in the time required to spend 10 ml of fuel between the use of intake manifold standard with intake manifold fiber composite fibers in the round 1500 rpm is 0.11 minute, the lap 2500 rpm is 0.08 minute and at engine speed of 4000 rpm is 0.04 minute. The difference in the average time required to spend 10 ml of fuel is 0.07 minute at 1500 rpm until the engine rotation 4000 rpm. Thus, fuel consumption decreases when using the intake manifold with the basic material of the palm fiber composite intake manifold using standard.
Keywords: palm fiber composites, intake manifold and fuel consumption.
1. Pendahuluan
Pada tahun terakhir kecenderungan perkembangan material komposit bergeser pada penggunaan serat alam (back
tonature) sebagai pengganti serat sintetik.
Hal ini didukung oleh beberapa keunggulan yang dimiliki oleh serat alam diantaranya adalah massa jenisnya rendah, terbarukan, produksi memerlukan energi yang rendah, proses lebih ramah, serta mempunyai sifat insulasi panas dan akustik yang baik (Brouwer, 2000).
Di Jerman dan negara Eropa lainnya, komposit serat alam telah diaplikasikan untuk komponen otomotif seperti panel pintu,
hatrack, dan black self, bahkan Daimler Chrysler telah mengaplikasikan pada mobil
tipe E-class dan S-class. Sebagian besar komponen tersebut diproduksi terutama dengan cetak tekan, seperti yang dilakukan oleh pabrikan mobil terkenal Daimler Chrysler,
BMW, Audi, dan Opel (Preusser, 2006).
Jika dibandingkan dari harganya, serat ijuk lebih murah harganya dibandingkan
dengan serat sintesis seperti fiber glass, karena serat ijuk ,merupakan serat alam yang berasal dari pohon aren (Arenga Pinnata
Merr) yang banyak terdapat di Provinsi
Lampung, dengan data penghasilan ijuk untuk diekspor dari Provinsi Lampung adalah sebesar 265 Ton pada tahun 2003 dan kemudian pada tahun 2004 meningkat menjadi 638,75 Ton. Dengan penghasilan serat ijuk yang begitu banyak, potensinya sangatlah bagus untuk diolah menjadi bahan penguat pada komposit karena dapat meningkatkan daya guna serat ijuk tersebut sehingga dapat menambah profit untuk petani ijuk.
Serat ijuk adalah serat alam yang mungkin hanya sebagian orang yang menegetahui kalau serat ini sangatlah istimewa dibandingkan serat alam lainnya. Hal ini disebabkan karena faktor pertumbuhan dan pembentukan serat tersebut tergantung pada lingkungan alam dan musim tempat serat tersebut tumbuh. Aplikasi serat ijuk masih dilakukan secara tradisional, diantaranya digunakan sebagai bahan sapu, tali temali, pembungkus pangkal kayu bangunan yang ditanam dalam tanah untuk mencegah serangan hama rayap, penahanan getaran pada rumah adat karo, dan saringan air. Kegunaan tersebut didukung oleh sifat ijuk yang elastis, keras, tahan air dan sulit dicerna oleh organisme perusak.
Sepeda motor yaitu merupakan alat transportasi yang banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia. Hal ini karena dianggap murah, mudah pengoperasian dan dapat menjangkau berbagai medan. Tidak heran jika angka penjualan sepeda motor dari tahun ketahun meningkat sangat pesat.
Intake manifold merupakan komponen
sepeda motor yang terletak diantara karburator dan saluran masuk bahan bakar ke ruang bakar. Di dunia otomotif sudah
sering dijumpai modifikasi intake
manifold yang bertujuan untuk
meningkatkan torsi dan daya dari kendaraan, salah satu cara memodifikasi
intake manifold agar didapat kantor sidan
daya yang lebih besar yaitu dengan menghaluskan permukaan dalamnya. Dengan permukaan dalam yang halus maka akan meningkatkan laju aliran campuran bahan bakar dan udara ke ruang bakar.
Di dunia otomotif sudah sering dijumpai modifikasi intake manifold yang bertujuan untuk meningkatkan torsi dan daya dari kendaraan, salah satu cara memodifikasi intake manifold agar didapatkan torsi dan daya yang lebih besar yaitu dengan menghaluskan permukaan dalamnya. Dengan permukaan daya yang halus maka akan meningkatkan laju aliran campuran bahan bakar dan udara ke ruang bakar dan udara ke ruang bakar sehingga mengehasilkan efisiensi volumetrik yang besar maka akan mampu menghasilkan gaya dorong torak yang lebih besar pula.
Oleh karena itu dewasa ini sudah banyak produsen kendaraan, terutama produsen mobil yang sudah membuat intake
manifold dari bahan ebonit, dimana sudah
didapatkan permukaan dalam yang halus sehingga sekarang masih menggunakan
intake manifold yang berbahan dasar
material sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui, yaitu aluminium, dimana belum diperoleh permukaan dalam yang halus.
Berdasarkan uraian di atas maka perlu di adakan suatu penelitian dengan membuat
intake manifold dengan bahan dasa material
komposit serat alam yang dapat diperbarui, khususnya serat ijuk yang sekaligus permukaan dalamnya dibuat halus. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh penggunaan intake manifold dengan bahan dasar komposit (serat
bahan bakar pada sepeda motor Yamaha Vega ZR.
Dari penelitian diharapkan dapat memberi inspirasi terhadap penelitian-penelitian selanjutnya untuk pembuatan produk-produk otomotif dengan memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbarui dimasa mendatang.
2. Tinjauan Pustaka
Rohman.N (2008), melakukan penelitian yang serupa dengan judul Pengaruh Modifikasi
Intake Manifold Terhadap Efisiensi Kerja
Pada Motor Honda Gl Pro. Dan bahan yang digunakan sebagai perbandingan dalam penelitian ini adalah intake manifold standart dan intake manifold yang diperbesar dan dihaluskan permukaan dalamnya. Pengujian dilakukan dengan variasi putaran mesin mulai dari 1500 rpm hingga 2500 rpm dengan pengukuran tiap interval 500 rpm.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa dengan cara memperbesar serta menghaluskan permukaan dalam intake manifold dapat meningkatkan torsi maksimum sebesar 31,6 %, serta daya efektif maksimum naik sebesar 27,9% sedangkan konsumsi bahan bakar turun sebesar 18,8 % dan konsumsi bahan bakar spesifik juga turun sebesar 36,9%
Handoyo.E.D.A dan Febrianto.T (2004) melakukan penelitian yang berjudul “Pengaruh Penghalusan Intake Manifol
Terhadap Standard dan Intake Manifold yang dihaluskan permukaan dalamnya. Pengujian dilakukan dengan variasi putaran mesin mulai dari 1.000 rpm dengan pengukuran tiap variasi putaran hingga 3.000 rpm dengan pengukuran tiap interval 500 rpm.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa penghalusan permukaan dalam intake manifold dapat meningkatkaan torsi
maksimum sebesar 1,8 % daya maksimum meningkat sebesar 3 %, Brake Mean Effective
Pressure (BMEP) maksimum meningkat
sebesar 2,53 % Efisiensi termal naik
rata-rata 5,24 % dan konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) turun rata-rata 4,9 %.
Komposit adalah suatu material struktural yang terdiri dari dua untus atau lebih yang digabungkan pada tingkat makroskopik dan tidak larut satu sama lain. Salah satu unsur disebut sebagai penguat dan unsur yang satunya berfungsi sebagai disebut pengikat disebut matriks. Unsur penguat dapat berupa serat, partikel, ataupun serpihan. Contoh material yang termasuk komposit yaitu beton yang diperkuat dengan baja, dan ekspoksi yang diperkuat dengan serat grafit (Kaw, 2006).
Serat gelas (fiber glass) merupakan serat yang paling banyak digunakan untuk
polimer matrix composite (PMC) karena
memiliki banyak keuntungan, diantaranya kekuatannya tinggi, biayanya murah, ketahanan kimianya tinggi, dan sifat isolasi yang baik. Namun fiber glass juga memiliki beberapa kekurangan, diantaranya modulus elastisnya rendah, kurang merekat pada polimer, berat jenisnya tinggi, sensitif terhadap goresan (mengurangi kekuatan tarik), dan kekuatan kelelahannya rendah (Kaw, 2006).
Intake Manifold merupakan salah satu
komponen kendaraan yang berfungsi sebagai alat untuk mendistribusikan campuran udara dan bahan bakar yang diproses oleh kerburator ke silinder
3. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan selama 3 bulan dari bulan januari 2017 sampai dengan bulan maret 2017. Adapun lokasi penelitian ini di Bengkel Mobil Dwi Tunggal Jl Mayjen Katamso Baruga Kendari. Adapun langkah awal yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
a. Mempersiapkan alat dan bahan penelitian yang meliputi tool set, ragum, gergaji, ampelas, mesin bor, gelasukur, cetakan, stop watch, tacho meter digital,
sepeda motor Yamaha Vega ZR, Gypsum, Plastisin, kawat, resin epoksi, hardener, ijuk,
intake Manifold standar.
b. Membuat intake manifold dengan bahan dasar komposit serat ijuk dengan tahapan sebagai berikut:
1. Membuat Cetakan
Cetakan dibuat dengan gypsum
dimulai dari rangka cetak bagian bawah dilanjut dengan menempelkan setengah bagian intake manifold standar yang telah diolesi pelumas untuk mempermudah mengangkatnya selanjutnya memberi pembatas di atas rangka cetak pertama. Kemudian mengisi gypsum ke rangka cetak atas dan membiarkannya sampai kering setelah itu membuat lubang udara keluar dan melakukan lagi finishing agar diperoleh hasil cetakan yang baik
Gambar 1. Rangka Cetak 2. Membuat inti
Inti dibuat dengan cara membelah
intake manifold standar menjadi dua
bagian. Kemudian dihaluskan permukaan dalamnya selanjutnya mengisi bagian dalam
intake manifold dengan plastisin/ lilin
mainan. Menyisipkan sebatang kawat bendrat untuk memperkuat core. 3. Menyusun serat ijuk dan core ke dalam
cetakan serat ijuk disusun masing-masing rangka cetak mengikuti alur
intake manifold kemudian
menempatkan core diantara ke 2 rangka cetak.
4. Menuang resin kedalam cetakan. Menuang resin ke masing-masing
rangka cetak hingga menyatu dengan serat, tunggu beberapa menit, kemudian mengepresnya dan Biarkan selama 24 jam supaya mendapatkan kekerasan yang maksimal. Barulah intake manifold komposit serat nanas diambil dari cetakannya.
5. Finishing
Mengampelas permukaan luar intake
manifold dan mengebor
bagian-bagian yang akan dipasang baut dan saluran vakum bahan bakar.
c. Langkah-langkah pengukuran konsumsi bahan bakar.
1. Mempersiapkan alat dan bahan eksperimen
2. Menyetel putaran mesin pada putaran rendah, menengah, dan tinggi.
a. Pada putaran 1500 rpm mengukur konsumsi bahan bakar tiap10ml habis dalam berapa menit.
b. Pada putaran 2500 rpm Mengukur konsumsi bahan bakar tiap 10 ml habis dalam berapa menit
c. Pada putaran 4000 rpm Mengukur konsumsi bahan bakar tiap 10 ml habis dalam berapa menit.
Pengujian konsumsi bahan bakar pada penggunaan intake manifold standar maupun intake manifold berbahan dasar komposit serat ijuk dilaksanakan menggunakan gelas ukur Pengujian konsumsi bahan bakar dilaksanakan pada kondisi statis .Pengujian dilakukan dengan cara mengukur waktu yang diperlukan mesin untuk menghabiskan bahan bakar dalam volume 10 ml pada putaran mesin1500 rpm, 2500 rpm dan 4000 rpm. Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah metode eksperimen, Pengukuran konsumsi bahan bakar dalam penelitian ini menggunakan gelas ukur. Data yang diperoleh dari hasil eksperimen dimasukkan ke dalam tabel,dan ditampilkan dalam bentuk grafik kemudian dibandingkan
antara sepeda motor Yamaha Vega ZR menggunakan intake manifold standar dengan intake manifold komposit serat ijuk. 4. Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian terhadap konsumsi bahan bakar pada sepeda motor Yamaha Vega ZR menggunakan intake
manifold standar dan intake manifold
berbahan dasar komposit serat ijuk menghasilkan data sebagai berikut:
Tabel l. Hasil pengamatan perbandingan konsumsi bahan bakar atnara intake
manifold standar dan intake manifold
komposit serat ijuk (menit) Putaran
mesin
Konsumsi Bensin dalam 10 ml Standar (s) Serat ijuk (s)
1500 rpm 1.18 1.29
2500 rpm 0.34 0.42
4000 rpm 0.25 0.29
Rata-rata 0.59 1.06
Berdasarkan hasil pengamatan 10 ml bahan bakar, pada putaran 1500 rpm tingkat konsumsi bahan bakar pada penggunaan
intake manifold komposit serat ijuk lebih
rendah daripada intake manifold standar, pada putaran 2500 rpm tingkat konsumsi bahan bakar pada penggunaan intake manifold komposit serat ijuk lebih rendah
dari pada intake manifold standar danpada putaran 4000 rpm tingkat konsumsi bahan bakar pada penggunaan intake manifold komposit serat ijuk juga lebih rendah daripada intake manifold standar.
Rata-rata waktu konsumsi bahan bakar dari putaran mesin rendah 1500 rpm sampai putaran mesin tinggi 4000 rpm pada penggunaan intake manifold standar adalah 0.59 menit. Sedangkan pengujian rata-rata konsumsi bahan bakar dari putaran mesin rendah 1500 rpm sampai putaran mesin tinggi 4000 rpm pada penggunaan intake manifold komposit serat ijuk adalah 1.06 menit.
Gambar 2.Grafik hubungan putaran mesin dan konsumsi bahan bakar antara Intake
Manifold standar dengan Intake Manifold
Komposit Serat Ijuk
Dari grafik hubungan putaran mesin dan konsumsi bahan bakar di atas, selisih konsumsi bahan bakar antara penggunaan
intake manifold standar dengan intake
manifold komposit serat ijuk pada putaran
1500 rpm yaitu 0,11 menit, pada putaran 2500 rpm yaitu0.08 menit dan pada putaran mesin 4000 rpm yaitu 0.04 menit. Sedangkan selisih rata-rata konsumsi bahan bakar pada putaran mesin rendah sampai putaran mesin tinggi pada penggunaan
intake manifold standar dengan intake manifold komposit serat ijuk yaitu 0.07
menit.
Berdasarkan data yang dimuat dalam tabel dan grafik menunjukkan bahwa konsumsi bahan bakar menurun ketika menggunakan intake manifold dengan bahan dasar komposit serat ijuk dari pada menggunakan intake manifold standar
Intake manifol dengan bahan dasar
komposit memiliki permukaan dalam yang lebih halus dari pada intake manifold standar. Hal ini dapat dijelaskan bahwa dengan penggunaan intake manifold
berbahan dasar komposit serat ijuk memiliki permukaan dalam saluran lebih halus, akan memperlancar aliran udara dan bahan bakar ke dalam silinder sehingga campuran udara
1.18 0,34 0.25 1.29 0.42 0.29 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1500 2500 4000 Ko ns um si B ahan B ak ar (m e nit) Putaran Mesin (rpm) Standar Serat Ijuk
dan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder lebih cepat.
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan, dapat diambil kesimpulan yaitu terdapat penurunan konsumsi bahan bakar pada pemakaian
intake manifold komposit serat ijuk bila
dibandingkan dengan intake manifold
standar. Selisih waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 10 ml bahan bakar antara penggunaan intake manifold standar dengan intake manifold komposit serat ijuk pada putaran 1500 rpm yaitu 0.11 menit, pada putaran 2500 rpm yaitu 0.08 menit dan pada putaran mesin 4000 rpm yaitu 0.04 menit. Selisih waktu rata-rata penurunan konsumsi bahan bakar tersebut adalah 0.07 menit dari penggunaan intake
manifold standar dan intake manifold
komposit serat ijukpada rata-rata putaran mesin rendah sampai putaran mesin tinggi Daftar Pustaka
Bos,H.L. 2004. The Potentialof Flax Fibresas Reinforcement for Composite
Materials Eindhoven: Technische
Universiteit Eindhoven.
Brouwer.W.D. 2000. Natural Fibre Compositesin Structural Components, Alternative for Sisal, on the Occasion of the Joint FAO/CFC. Seminar Rome
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
Handoyo, E.D.A.,dan Febriarto,T. 2004.
Pengaruh Penghalusan Intake Manifold terhadap Performansi Motor Bakar Bensin. Surabaya: Universitas
Kristen Petra.
Kaw, A.K. 2006. Mechanics of Composite
Materials. NewYork: Taylor & Francis
Group.
Wicaksono, B.A. dan. Adiwibowo.H.P. 2014. Pengaruh Modifikasi Intake Manifold Dengan Sudut Kelengkungan Sampai ¾ Putaran (270º) Terhadap Unjuk Kerja Mesin Supra X Tahun 2002. Universitas Negeri Surabaya.
Preusser. 2006. Aplikasi Komposit Serat
Alam Pada Bidang Otomotif. Jerman
Rohman,N. 2008. Pengaruh Modifikasi Intake Manifold terhadap Unjuk Kerja Mesin pada Motor Honda GL Pro.
