i
TUGAS AKHIR
STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMA YAMAHA
VIXION 150 MENGGUNAKAN MODIFIKASI
EXHAUST
MANIFOLD
DENGAN VARIASI
PERBANDINGAN DIAMETER INLET
NOZZLE
TERHADAP DIAMETER OUTLET
NOZZLE
0,80, 0,71,
DAN 0,63
Disusun sebagai syarat menyelesaikan Studi Strata Satu pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta Oleh :
Ihsan Priyo Utomo
D200140086
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
iii
vi MOTTO
Bila kau tak tahan lelahnya belajarnya belajar, Maka kau harus menahan perihnya
kebodohan. ( Imam Asy Syafi’I)
Hanya orang yang berani gagal total yang akan meraih kebahagiaan total. (John F. Kennedy)
Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah (BJ Habibie) Bukanlah yang terbaik diantara kamu orang yang meninggalkan urusan
dunianya karena (mengejar) urusan akhiratnya, dan bukan pula (orang yang terbaik) orang yang meninggalkan akhiratnya karena mengejar urusan dunianya, sehingga ia memperoleh kedua-duanya, karena dunia
itu adalah (perantara) yang menyampaikan ke akhirat, dan janganlah kamu menjadi beban orang lain. (H.R Muslim)
vii
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk kedua orang tua, adik dan nenek tercinta:
Bapak Priyono dan Ibuk Nurhayati, kakak Elisa Sulistiorini dan Nurul serta adik Aletta Wening Yusrina.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Alhamdulillah, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya maka laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan. Pada Kesempatan ini penulis ingin menghaturkan ribuan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Subroto, MT., selaku ketua jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Unversitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono , M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan.
4. Bapak Ir. Sartono Putro, M.T. selaku Pembimbing Tugas Akhir yang telah mengarahkan, membantu, dan membimbing selama pengerjaan tugas akhir ini. Terima kasih juga atas segala masukan yang telah diberikan selama proses pengerjaan tugas akhir ini. 5. Bapak Ir. Tri Tjahjono ,M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama menyelesaikan masa perkuliahan.
6. Jajaran staf dan dosen di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan selama penulis menempuh studi.
7. Bapak Priyono dan Ibu Nuryahati yang selalu memberikan motivasi, do’a semangat, dan segala upaya yang dilakukan, serta kakak dan adik tercinta Elisa Sulistiorini, Nurul Kusuma Dewi dan Aletta Wening Yusrina yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
8. Fajar Muktiarto dan Ummi Kultsum teman seperjuangan tugas akhir.
ix
10. Kristiana yang telah memberi semangat dan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir.
11. Rekan – rekan Teknik Mesin angkatan 2014 dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis berharap laporan ini bisa bermanfaat bagi yang membaca, dan atas segala kekurangan yang ada pada laporan ini penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya. Penulis berharap ada kritik dan saran yang bersifat membangun. Terimakasih
Wassalam.
Surakarta, 6 April 2019
x
STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMA YAMAHA VIXION 150 MENGGUNAKAN MODIFIKASI EXHAUST MANIFOLD DENGAN VARIASI PERBANDINGAN DIAMETER INLET NOZZLE TERHADAP
DIAMETER OUTLET NOZZLE 0,80, 0,71, DAN 0,63
Ihsan Priyo Utomo, Sartono Putro Muhammdiyah University of Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos, Pabelan, Kartasura
E-mail : ihsanpriyoutomo@gmail.com
ABSTRAK
Magic Ring adalah komponen sederhana berbentuk ring yang dirancang khusus untuk berbagai jenis sepeda motor. Komponen ini memanfaatkan gas aktif lewat knalpot yang terbuang sia-sia lalu sistem sederhana Magic Ring akan mendayagunakan uap bahan bakar minyak secara optimal ketika mesin dalam kondisi overlapping. Kemudian, secara cepat membuat gas aktif yang seharusnya terbuang keluar akan kembali menuju ruang bakar kembali. Sehingga campuran di ruang bakar ini menjadi rata atau homogen..Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja motor bakar bensin 4 langkah baik berupa Daya dan Torsi.
Metode pengujian yang diuji dalam keadaan standar atau tanpa penambahan Magic Ring serta pengujian dengan menambahkan modifikasi exhaust manifold dengan variasi perbandingan diameter inlet nozzle terhadap diameter outlet nozzle 0,80, 0,71, dan 0,63. Sedangkan variabel terikat yang diamati adalah unjuk kerja motor bakar bensin 4 langkah berupa daya (HP) dan Torsi (Nm). Variabel kontrol meliputi putaran mesin, dan menggunakan motor Yamaha Vixion 150 tahun pembuatan 2009.
Hasil penelitian menunjukkan penggunaan Magic Ring yang beredar di pasaran mampu menghasilkan torsi sebesar 14,36 Nm pada putaran mesin 6.105 rpm. Sedangkan daya tertinggi dihasilkan oleh modifikasi exhaust manifold dengan variasi perbandingan diameter inlet nozzle terhadap diameter outlet nozzle 0,71 yaitu mampu menghasilkan torsi sebesar 14,43 Nm pada putaran mesin 6.117 rpm. . Kemudian pada modifikasi exhaust manifold dengan variasi perbandingan diameter inlet nozzle terhadap diameter outlet nozzle 0,71 mendapatkan daya sekitar 14,0 HP pada putaran mesin 4.500 rpm Pada maksimum sebesar 8,5958 Nm pada putaran mesin 8.579 rpm. Sedangkan daya tertinggi dihasilkan oleh Magic Ring yang beredar dipasaran yaitu sebesar 14,7 HP pada putaran mesin 8.231 rpm. Kemudian untuk oleh modifikasi exhaust manifold dengan variasi perbandingan diameter inlet nozzle terhadap diameter outlet nozzle 0,80, dan 0,63 memiliki selisih 0,1 HP atau sekitar 0,72% dengan modifikasi exhaust manifold dengan variasi perbandingan diameter inlet nozzle terhadap diameter outlet nozzle 0,71.
xi
EXPERIMENTAL STUDY OF YAMAHA VIXION 150 PERFORMANCE USING MODIFICATION OF EXHAUST MANIFOLD WITH COMPARISON
OF NOZZLE DIAMETER INLET VARIATIONS ON NOZZLE DIAMETER OUTLET 0.80, 0.71, and 0.63
Ihsan Priyo Utomo, Sartono Putro Muhammdiyah University of Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos, Pabelan, Kartasura
E-mail : ihsanpriyoutomo@gmail.com
ABSTRACT
Magic Ring is a simple ring shaped component specifically designed for various types of motorbikes. This component utilizes the active gas through the exhaust which is wasted and the simple Magic Ring system will utilize steam fuel oil optimally when the engine is overlapping. Then, quickly make the active gas that should be wasted out will return to the combustion chamber again. So that the mixture in the combustion chamber becomes flat or homogeneous ... This study aims to determine the performance of 4 stroke gasoline fuel motor in the form of Power and Torque.
Test methods are tested in standard conditions or without the addition of Magic Ring and testing by adding modifications to the exhaust manifold with variations in the ratio of inlet nozzle diameter to outlet nozzle diameter 0.80, 0.71 and 0.63. While the dependent variable observed was the performance of a 4-step gasoline fuel motor in the form of power (HP) and Torque (Nm). Control variables include engine rotation, and using the Yamaha Vixion 150 year of manufacture in 2009.
The results showed that the use of Magic Ring on the market was able to produce torque of 14.36 Nm at 6,105 rpm. While the highest power is produced by the modification of the exhaust manifold with variations in the ratio of the inlet nozzle diameter to the outlet nozzle diameter 0.71 which is capable of producing torque of 14.43 Nm at 6,117 rpm. . Then in the modification of the exhaust manifold with a variation in the ratio of the nozzle inlet diameter to the outlet nozzle diameter of 0.71 getting about 14.0 HP of power at 4,500 rpm at the engine speed At a maximum of 8.5958 Nm at 8,579 rpm engine speed. While the highest power produced by the Magic Ring is circulating in the market that is equal to 14.7 HP at 8,231 rpm engine speed. Then for the modification of the exhaust manifold with variations in the ratio of the inlet nozzle diameter to the outlet nozzle diameter 0.80, and 0.63 has a difference of 0.1 HP or about 0.72% with modification of the exhaust manifold with variations in the ratio of inlet nozzle diameter to outlet nozzle diameter 0.71.
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ... ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ... .. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... ... . iii
HALAMAN PENGESAHAN ... ... . iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... ... .. v
HALAMAN MOTTO ... ... . vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... ... vii
KATA PENGANTAR ... ... viii
ABSTRAK ... ... .. x
DAFTAR ISI ... ... xii
DAFTAR GAMBAR ... ... xvi
DAFTAR TABEL ... ..xviii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... ... . 1 1.2 Perumusan Masalah ... ... . 3 1.3 Batasan Masalah ... ... . 3 1.4 Tujuan Penelitian ... ... . 4 1.5 Manfaat Penelitian ... ... . 5 1.6 Sistematika Penulisan ... ... . 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka ... ... . 7 2.2 Dasar Teori ... ... . 8 2.2.1 Siklus Otto ... ... . 8 2.2.2 Overlapping ... ... 11 2.2.3 Nozzle ... ... 14 2.2.4 Prestasi Mesin ... ... 15
2.2.5 Teknologi Super Kips ... ... 17
xiii BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian ... ... 20
3.1.1 Diagram Alir Penelitian... ... 20
3.1.2 Variabel Pengujian ... ... 21
3.2 Tempat dan Waktu Pengujian ... ... 22
3.3 Bahan dan Alat Penelitian ... ... 22
3.3.1 Bahan Penelitian ... ... 22
3.3.2 Alat Penelitian... ... 24
3.4 Prosedur Pengujian ... ... 27
3.4.1 Instalasi Alat ... ... 27
3.4.2 Tahapan Pengujian Torsi dan Daya ... ... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... ... 31
4.1.1 Hasil Pengujian Torsi ... ... 31
4.1.2 Hasil Pengujian Daya ... ... 41
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... ... 52
5.2 Saran ... ... 53
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Otto ... ... . 9
Gambar 2.2 Siklus Otto pada motor bakar empat langkah ... ... 10
Gambar 2.3 Sudut Crank Saat Overlap ... ... 12
Gambar 2.4 Nozzle ... ... 14
Gambar 2.5 Prestasi Mesin ... ... 14
Gambar 2.6 Super KIPS pada Kawasaki ... ... 17
Gambar 2.7 Magic Ring Komersil Buatan SUMITECH ... ... 19
Gambar 2.8 Skema Cara Kerja Magic Ring ... ... 19
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... ... 20
Gambar 3.2 Perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80 ... ... 22
Gambar 3.3 Perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,71 ... ... 23
Gambar 3.4 Perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,63 ... ... 23
Gambar 3.5 Magic ring standar ... ... 23
Gambar 3.6 Dinamometer ... ... 24
Gambar 3.7 Tachometer ... ... 25
Gambar 3.8 Kendaraan Uji Yamaha Vixion ... ... 25
Gambar 3.9 Tool Set ... ... 27
Gambar 3.10 Skema Instalasi Magic Ring ... ... 28
Gambar 3.11 Pengujian Torsi dan Daya ... ... 30
Gambar 4.1 Grafik Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ….33
Gambar 4.2 Grafik Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,71 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ….35
xv
Gambar 4.3 Grafik Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,63 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ….37 Gambar 4.4 Grafik Performa Torsi pada Sepeda Motor dengan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80, 0,71, dan 0,63...40 Gambar 4.5 Grafik Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ... 42 Gambar 4.6 Grafik Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,71 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ... 45 Gambar 4.7 Grafik Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,63 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring ... ... 48 Gambar 4.8 Grafik Performa Daya pada Sepeda Motor dengan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80, 0,71, dan 0,63 ……….………51
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring………. 32 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,71 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring... 34 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Torsi Menggunakan perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,63 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring………. ... 36 Tabel 4.4 Performa Torsi pada Sepeda Motor dengan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80, 0,71, dan 0,63 ... ... 39 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80, Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring... ... ... 41 Tabel 4.6 Hasil Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,71 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring .... ... 44 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Daya Menggunakan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,63 Terhadap Sepeda Motor Kondisi Standar dan Menggunakan Magic Ring .... ... 47
xvii
Tabel 4.8 Performa Daya pada Sepeda Motor dengan variasi perbandingan diameter inlet Nozzle terhadap diameter outlet Nozzle 0,80, 0,71, dan 0,63 ... ... 50