Pengaruh Pemasangan Sirip Pada mufler Sepeda Motor 4 Tak Hubungannya Dengan Tingkat Besaran Suhu Mesin

(1)

MECHATRONIC AT-AUB

Volume 9, Desember 2015 ISSN : 1907-3321

Taufiq Hidayat : Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak... 45

Pengaruh Pemasangan Sirip Pada mufler Sepeda Motor 4 Tak

Hubungannya Dengan Tingkat Besaran Suhu Mesin

Taufiq Hidayat1)

1 _{Teknik Mesin, UNU Surakarta,}

E-mail: viqgradak@yahoo.co.id

ABSTRACT

This research is motivated about the phenomenon mounting plate that can function as a coolant and appearance. To prove this it is necessary to study in order to prove and assess the relationship of the engine temperature that is conditioned by conditioning the muffler in the cooling process hubugannya with engine temperature. The method used to dissect this study was the determination of the type of vehicle, conditioning muffler, setting motorcycles, data collection, data processing and conclusions. Results from this study is that there is a correlation between conditioning muffler with engine temperature, changes in tool shape and type of material effect on the results of measurements on the engine temperature measured at the engine block fins. Results from this study also concluded that the muffler are not wearing closers / cooling muffler will affect engine temperature and obtained without resulting comparison with standard tools and modification is the best or most low engine temperature.

Keywords: Muffler, Cooling, engine temperature

PENDAHULUAN

Siklus motor empat tak adalah pengisian, compresi, pembakaran, usaha dan pembuangan. Pada setiap siklus akan memberi dampak pada siklus berikutnya dan kondisi yang terkondisikan adalah suhu dan tekanann, pada diagram P-V dapat dilihat bahwa perubahan tekanan akan diikuti dengan perubahan temperature yang artinya tekanan meningkat akan menyebabkan temperature juga meningkat.

Gambar 1: Diagram P-V

Tenaga yang dihasilkan oleh sebuah mesin saat pembakaran dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah suhu mesin. Sementara suhu

P

(2)

MECHATRONIC AT-AUB

Volume 9, Desember 2015

Taufiq Hidayat : Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak...

mesin dipengaruhi oleh suhu akibat dari pembakaran secara langsung, suhu udara luar dan suhu akibat akumulasi panas yang berada di knlapot. Pengaruh suhu luar yang be

pengaruhnya terhadap pola konsumsi bensin hal ini bisa dirasakan saat penggunaan pagi, siang dan malam hari.

Perkembangan fungsi dari knalpot yang tadinya lebih diutamakan pada system pembuangan dan belum mempertimbangkan akumulasi panas pada knalpot yang akan mempengaruhi kondisi suhu awal pembakaran. Seperti diketahui produk baru dari sepeda motor 4 tak system pembuangan sudah dilengkapi dengan muffler dan pendingin yang bervariasi bentuknya seperti tampak pada gambar dibawah ini:

Fungsi utama dari knalpot adalah membuang hasil pembakaran dimana ± 30% panas hasil pembakaran akan terbuang (

Sumber: New Step). Pada perkembangan dikarenakan tingkat kebisingan yang cukup tinggi maka dikembangkan muffler dan guna mengeliminer pengaruh akumulasi panas yang

Gambar 2: Model Pendingin Muffler

ISSN :

Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak...

mesin dipengaruhi oleh suhu akibat dari pembakaran secara langsung, suhu udara luar dan suhu akibat akumulasi panas yang berada di knlapot. Pengaruh suhu luar yang begitu signifikan pengaruhnya terhadap pola konsumsi bensin hal ini bisa dirasakan saat penggunaan pagi, siang dan Perkembangan fungsi dari knalpot yang tadinya lebih diutamakan pada system pembuangan dan belum mempertimbangkan ada knalpot yang akan mempengaruhi kondisi suhu awal pembakaran. Seperti diketahui produk baru dari sepeda motor 4 tak system pembuangan sudah dilengkapi dengan muffler dan pendingin yang bervariasi bentuknya seperti tampak pada gambar dibawah ini:

Fungsi utama dari knalpot adalah membuang hasil pembakaran dimana ± 30% panas hasil pembakaran akan terbuang (Heat Balance, Sumber: New Step). Pada perkembangan dikarenakan tingkat kebisingan yang cukup tinggi maka dikembangkan muffler dan guna mengeliminer pengaruh akumulasi panas yang

terjadi diknalpot yang pada akhirnya mempengaruhi suhu mesin maka pada perkembangan selanjutnya muffler ditambah dengan system pendinginan.

Didasarkan pada hal tersebut diatas penelitian ini akan mem

sirip pada muffler dengan kondisi mesin baik dilihat dari sudut pandang suhu mesin

TIJAUAN PUSTAKA

Penelitian ini adalah penelitian sistem pendinginan knalpot yang berhubungan dengan besaran suhu mesin. Sistem pendinginan yang dimaksud adalah pemasangan sebuah susunan sirip pada sebuah lempengan/lembaran logam atau non logam menjadi sebuah alat pending

bahan pijakan dan pertimbangan dalam penelitian ini peneliti mengambil beberapa hasil penelitian yang lebih dahulu yang mengambil tema pengoptimalan system perpindahan panas dengan alat sirip (fin), yaitu:

Sebagai acuan dan pembanding dari pen yang dilakukan adalah sebagai berikut:

N. Cur dan E. M. Sparrow (1977) meneliti karakteristik perpuindahan panas dan penurunan tekanan pada susunan dua plat sebaris yang dilalui oleh udara dalam saluran berbentuk persegi. Dalam penelitiannya mere

plat, jarak antar ke dua plat tetapi de ngan dengan panjang plat tetap serta kecepatan udara yang berbeda-beda. Diperoleh hasil bahwa penurunan tekanan akan naik dengan bertambah besranya ketebalan plat, demikian pula halnya engaan bilangan nusselt akan semakin besar namun secara persentase pertambahan lebih besar terjadi pada penurunan tekanan. Jika kecepatan udara dinaikkan maka pada plat yang lebih tebal bilangan nusselt juga akan bertambah. Apabila jarak antar plat bertambah besar

nusselt juga akanbertambah namun untuk plat yang paling tebal . Plat yang lebih tebal juga Gambar 2: Model Pendingin Muffler

ISSN : 1907-3321

Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak... 46

terjadi diknalpot yang pada akhirnya mempengaruhi suhu mesin maka pada utnya muffler ditambah dengan system pendinginan.

pada hal tersebut diatas maka membahas hubungan antara sirip pada muffler dengan kondisi mesin baik

sudut pandang suhu mesin.

Penelitian ini adalah penelitian sistem pendinginan knalpot yang berhubungan dengan besaran suhu mesin. Sistem pendinginan yang dimaksud adalah pemasangan sebuah susunan sirip pada sebuah lempengan/lembaran logam atau non logam menjadi sebuah alat pendingin. Sebagai bahan pijakan dan pertimbangan dalam penelitian ini peneliti mengambil beberapa hasil penelitian yang lebih dahulu yang mengambil tema pengoptimalan system perpindahan panas dengan Sebagai acuan dan pembanding dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

N. Cur dan E. M. Sparrow (1977) meneliti karakteristik perpuindahan panas dan penurunan tekanan pada susunan dua plat sebaris yang dilalui oleh udara dalam saluran berbentuk persegi. Dalam penelitiannya mereka memvariasikantebal plat, jarak antar ke dua plat tetapi de ngan dengan panjang plat tetap serta kecepatan udara yang beda. Diperoleh hasil bahwa penurunan tekanan akan naik dengan bertambah besranya ketebalan plat, demikian pula halnya engaan langan nusselt akan semakin besar namun secara persentase pertambahan lebih besar terjadi pada penurunan tekanan. Jika kecepatan udara dinaikkan maka pada plat yang lebih tebal bilangan nusselt juga akan bertambah. Apabila jarak antar plat bertambah besar maka bilangan nusselt juga akanbertambah namun untuk plat yang paling tebal . Plat yang lebih tebal juga

(3)

MECHATRONIC AT-AUB

mengakibatkan semakin besarnya koefisiens perpindahan panas.

S.V. Patankar dan C.Prakash (1981) melakukan penelitian pada plat terpenggal dengan memfariasikan ketebalan plat kemudian mengamati pengaruhnya terhadap pola aliran dan perpindahan panas yang terjadi. Penyelesaian yang dipakai adalah dengan metode numeric . Diperoleh hasil bahwa apabila ketebalan plat bertambah maka terjadi pula penurunan tekanan yang semakin besar, demikian pula dengan koefisien perpindahan panasnya. Pola aliran juga akan berubah sesuai dengan perubahan pada bilangan reynold, terhadap faktorgesekan tidak akan terlalu terpengaruh apabila ditinjau dari ketebalan plat, namun akan terdapat perbedaan signifikan apabila dilihat dari luas bidang yang dialiri udara.

Wei-Dong Hsieh, et al. 2002. Melakukan penenlitian terhadap engine dengan bahan bakar campuran bensin dan etanol E0, E5, E10, E20, E30. Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan penambahan etanol yang terbaik bagi mesin maksimum 10% etanol. Penambahan sampai 10% etanol dalam bensin menyebabkan peningkatan torsi dan pemakaian bahan bakar.

M. Al-Hasan, 2003. Melakukan penelitian tentang pemakaian bahan bakar bensin dan etanol dengan kadar etanol 0-25%. Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan penambahan etanol 20% adalah campuran yang terbaik yang mampu meningkatkan unjuk kerja mesin dan peningkatan efisiensai pemakaian bahan bakar.

Muhammad Nurkoyim Kustanto, 2009. Melakukan penelitian tentang pengaruh sudut pengapian dan bahan bakar premium, pertamax. Hasil dari penelitian ini didapat dengan melakukan perubahan sudut pengapian pada motor bensin yang paling optimal adalah pada sudut 15o sebelum TMA. Pada sudut ini sfc mengalami penurunan yang paling besar.

Alfatih M., et al. 2010. Melakukan penelitian pemanfaatan magnit permanen dan dan magnit induksi pada mobil terhadap efisiensi

BBM. Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan efisiensi penghematan BBM jika memakai penghemat dengan magnet induksi adalah sebesar 13,16 % . Sedang jika memakai penghemat dengan magnet permanen efisiensi yang bisa dicapai sebesar 19,7 %.

(4)

MECHATRONIC AT-AUB

Taufiq Hidayat : Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak... 48 METODE PENELITIAN

Persiapan:

- pembelian sirip pendingin - pembuatan sirip

pendingin - Setting kendaraan

- setting alat pada kendaraan

Uji kinerja alat

oke gagal Perbaikan

Proses Pengambilan data

Pengumpulan data Pengolahan data Penyajian kesimpulan Pengiriman Selesai Knalpot Tanpa Pendingin Pendingin B Pendingin C V: Km/jam (40, 60, 70) Data terambil Teknik Pengambilan Data

(5)

MECHATRONIC AT-AUB

Volume 9, Desember 2015

Taufiq Hidayat : Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak...

Bahan media penelitian

Gambar 4. Mufler tanpa sirip

Gambar 5. Mufler dengan sirip I

Gambar 6. Mufler sirip II

Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak...

. Mufler tanpa sirip

. Mufler dengan sirip I

. Mufler sirip II

Gambar 7.

Gambar 8.

Gambar 9.

ISSN : 1907-3321

Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak... 49

Mufler sirip III

Mufler sirip IV

(6)

MECHATRONIC AT-AUB

Taufiq Hidayat : Pengaruh Pemasangan Sirip Pada Mufler Sepeda Motor 4 Tak... 50 HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel 1. Shuu mesin beban satu orang Jenis Sirip Jarak (Km) Suhu Sirip (T0C) V: 0-40 Km/j V: 0-60 Km/j V: 0-70 Km/j Tanpa sirip 5 75,87 75,87 79,83 Sirip I 5 79,40 79,40 83,17 Sirip II 5 96,90 96,90 98,83 Sirip III 5 94,23 94,23 98,10 Sirip IV 5 90,23 90,23 101,60 Sirip V 5 94,10 94,10 99,17

Gambar 10. Grafik hubungan V (km/j) dan T(oC)

Hasil data pada beban satu orang atau tanpa pembonceng untuk suhu mesin yang terukur pada sirip block mesin didapat bahwa pada penggunaan plat yang berfungsi sebagai pendingin berdampak tidak baik atau suhu mesin akan bertambah manakala bentuk variasi yang dipergunakan cenderung membungkus muffler. Dampak dari pemasangan plat/pendingin modifikasi adalah timbulnya tahana thermal yang lebih besar.

Pengelompokan data pada hasil rata-rata pada suhu mesin dengan beban dua orang/berboncengan :

Tabel 2. Shuu mesin beban dua orang

Jenis Sirip Jarak (Km) Suhu Sirip (T0C) V: 0-40 Km/jam V: 0-40 Km/jam V: 0-60 Km/jam Tanpa sirip 5 80,97 80,97 84,20 Sirip I 5 84,13 84,13 86,57 Sirip II 5 98,23 98,23 99,90 Sirip III 5 98,23 98,23 99,90 Sirip IV 5 103,37 103,37 97,37 Sirip V 5 89,73 89,73 99,13 70 75 80 85 90 95 100 105 40 45 50 55 60 65 70 T oC V (km/j) Tanpa sirip Sirip I Sirip II Sirip III Sirip IV Sirip V Plat pendingin Muffle r

Gambar 11: Konstruksi Muffler dengan Plat/Pendingin

(7)

MECHATRONIC AT-AUB

Gambar 12. Hubungan ToC dan V (km/j) Gambar 9 dan gambar 10 menunjukkan hasil pengambilan data suhu mesin hubungannya dengan pemakaian alat pendinginan pada muffler dan tanpa alat pendinginan dengan beban satu dan dua orang. Modifikasi alat 1 sampai 5 memperlihatkan hasil lebih jelek. Penambahan alat modifikasi menyebabkan tahanan thermal pada muffler justru semakin besar karena pelepasan panas pada muffler akan terhambat hal ini dikarenakan aliran udara yang tidak bebas bersirkulasi mengenai sirip sirip pendingin pada alat modifikasi. T1 T2 T3 T4 (a) T3 T4 T1 T2 (b)

Gambaran proses pendinginan diatas gambar sama dengan proses pendinginan pada muffler suhu dinding muffler yang tanpa (a) dengan memakai alat pendingin (b) mengalami perbedaan apabila bahan dan konstruksi tidak mendukung proses pendinginan maka suhu yang akan berhubungan dengan udara luar (T4) terhalangi dinding yang menyebabkan suhu meningkat (T3) atau terjadi tahanan thermal sebesar: Rth =

Modifikasi alat yang paling baik apabila dibandingkan tanpa dan standart adalah pada modifikasi IV dan V, untuk lebih meningkatkan penurunan suhu pada mesin maka bahan untuk pembuatan alat pendingin sangat berpengaruh. Seperti tampak pada diagram pada gambar 9 dan 10 tampak dengan bahan pipa antenaatau almunium sudah mampu mendekati standart hal ini akan semakin berbeda apabila bahan yang dipakai penghantar panas yang lebih baik. Selain bahan konstruksi alat pendinginan mufler juga berpengaruh.

KESIMPULAN

1. Bahan dan bentuk konstruksi dari alat pendinginan muffler sangat berpengaruh terhadap perubahan suhu

2. Adanya hubungan antara pengkondisian

muffler dengan suhu mesin yang terukur pada sirip block mesin

DAFTAR PUSTAKA

Alfatih M., dan Joko Rochmadi. 2010. Karakteristik Demensi Alat Penghemat 70 75 80 85 90 95 100 105 110 40 45 50 55 60 65 70 T oC V (km/j) Tanpa sirip Sirip I Sirip II Sirip III Sirip IV Sirip V

(8)

MECHATRONIC AT-AUB

Bahan Bakar Tipe Magnet Permanen dan Magnet Induksi Dengan Karburator Standar Pada Mobil Terhadap Efisiensi BBM. Laporan Penelitian yang dibiayai Kopertis W. VI Jawa tengah. No: 058/006.2/PP/SP/2010. Maret 2010. LP3M AT-AUB.

Ekadewi Anggraini Handoyo dan Indarto Wicaksono, 2002. Unjuk Kerja Motor

Bakar Bensin Dengan Turbojet Accelerator. JURNAL TEKNIK MESIN

Vol. 4, No. 1, April 2002: 43 – 49

K.M. Kalkar and S.V. Pattankar, 1987, Numerical Prtediction Of Fluid Flow And Heat Transfer In A Circular Tube With Longitudinal Fins Interuppted In The Streamwise Direction, Journal Of Heat Tranver, Vol. 112,pp.342-348.

Muhammad Nurkoyim Kustanto, 2009. Pengaruh Sudut Pengapian dan Jenis Bensin Terhadap Unjuk Kerja Motor Bensin 4 Lanhgkah. Jurnal REKAYASA Volume 6 Nomor 2 Desember 2009. M. Al-Hasan, 2003. Effect of ethanol–unleaded

gasoline blends on engine performance and

exhaust emission. Energy Conversion and Management 44 (2003) 1547–1561

N. Cur and E.M. Sparrow, 1977, Experiments On Heat Transfer And Pressure Drop For A Pair Of Colinear, Interupted Plates Aligned With The Flow, Int. Journal Heat Mass Transver, Vol.21,pp 1069-1080.

S.V. Pattankar and C. Prakash, 1981, An Analysis Of The Effect Of Plate Passages, Int. Journal Heat Mass Transver, Vol.24,pp. 1801-1810.

Suparmin Tedjo, Giyanto, Taufiq Hidayat, 2006, Laporan PDM: Studi Modifikasi Fin Saluran Oli Ke Silinder/Piston Hubungannya Dengan Tingkat Penurunan Suhu Engine Sepeda Motor, Nomer Kotrak: 162/SP3/PP/DP2M/II/2006, Tanggal 1 Pebruari 2006

Wei-Dong Hsieh, Rong-Hong Chen, Tsung-Lin Wu, Ta-Hui Lin, 2002, Engine performance and pollutant emission of an SI engine using ethanol–gasoline blended fuels, Atmospheric Environment 36 (2002) 403–410