BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan masyarakat terhadap seberapa besar performa motor yang dimiliki merupkan salah satu hal yang perlu dipertimbangkan pada era sekarang ini, terutama bagi masyarakat di kalangan muda. Banyak cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan performa kendaraan seperti menaikan volume cylinder kendaraan atau yang biasa dikenal dengan menaikkan cc, menaikkan
rasio kompresi ruang bakar, memodifikasi camshaft dan lainnya. Selain itu salah satu cara menaikkan performa mesin yaitu dengan meningkatkan rasio kompresi pada ruang bakar dan memperkaya nilai oksigen dengan cara mendinginkan temperature intake serta dilengkapi dengan mengejar target AFR (Air Fuel Ratio) agar dapat nilai yang menghasilkan tenaga (power) dengan maksimal.
Sebuah mesin merupakan suatu bagian yang memberikan tenaga pada motor. Mesin motor yang kita ketahui saat ini terdapat dua-langkah atau empat- langkah sistem pembakaran dalam. Mesin tersebut menggunakan campuran dari udara, bahan bakar, dan percikan untuk menghasilkan pembakaran dan menciptakan sebuah tenaga. Untuk mengoptimalkan tenaga yang dihasilkan pada mesin, dibutuhkan suatu campuran udara dan bahan bakar yang tepat.
Bahan bakar tidak dapat terbakar dengan sendirinya, melainkan harus dicampurkan dengan udara.
AFR menjelaskan seberapa banyak partikel udara yang tercampurkan pada setiap bahan bakar pada mesin. Performa dari mesin dapat dikontrol secara signifikan dengan menggunakan ukuran dari nilai AFR. Rasio antara AFR aktual dan AFR ideal disebut AFR equivalence atau lambda (λ). Proses pencampuran udara di karburator atau throttle body dikirimkan ke ruang bakar, setelah itu terjadilah pembakaran yang nantinya hasil pembakaran akan dibuang
melalu lubang pembuangan (exhaust manifold). Nilai AFR didapatkan dari hasil pembakaran yang mana dapat AFR tersebut terdeteksi pada lubang pembuangan dengan sensor AFR. Data yang didapat dari sensor AFR kemudian dimasukkan ke Data Logger (perekam data) untuk merekam seberapa besar nilai AFR yang didapat saat mesin dijalankan untuk setiap putaran mesinnya (rpm). AFR adalah rasio perbandingan antara bahan bakar dan udara yang terbakar pada ruang bakar, apabila sebuah nilai AFR didapatkan sebesar 12.6 : 1, maka nilai dari AFR tersebut merupakan 12.6 partikel udara dengan 1 bahan bakar. Nilai ini dapat diketahui dengan pembacaan menggunakan sensor lambda pada saluran gas buang kendaraan [1].
Data logger merupakan sebuah perangkat elektronik yang secara otomatis
memonitor dan merekam parameter yang ditujukan terhadap waktu ataupun kondisi lain yang diperintahkan atau diprogramkan, yang mana dapat membuat kondisi dapat diukur, dokumentasikan, dianalisiskan serta divalidasikan. Data logger berisi sebuah sensor untuk menerima informasi dan memori
penyimpanan. Informasi yang disimpan didalam memori penyimpanan lalu dikirimkan ke sebuah komputer untuk dianalisiskan. Parameter dasar yang digunakan pada data logger dalam analisa unjuk kerja mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Chamber/ICE) salah satunya yaitu kecepatan putaran mesin (rpm) dan rasio campuran bahan bakar (AFR) [2].
AFR dapat merubah efisiensi suatu kendaraan bermoto, baik dari tenaga maupun tingkat ekonomis dikarenakan AFR yang didukung dengan ECU yang dapat diprogram dapat mengatur seberapa besar penggunaan bahan bakar yang diperlukan agar menghasilkan tenaga dengan maksimal dan dapat memberikan emisi gas buang yang lebih baik jika dibandingkan dengan kendaraan bermotor yang tidak diatur AFR nya atau seberapa besar nilai AFR yang kendaraan tersebut gunakan. Selain performa dan efisiensi yang berubah hal lain yang dapat berpengaruh dari pengaturan nilai AFR yaitu pengaruhnya terhadap emisi gas buang [3].
Intercooler merupakan peralatan yang terdapat pada sebuah mobil yang
mana memiliki peran dan fungsi yang sangat baik. Intercooler memiliki yaitu sebagai pendinginan partikel udara yang akan dimasukan kedalam ruang bakar pada mesin mobil. Intercooler dapat berupa udara yang didinginkan dengan melewati kisi-kisi saja ataupun kisi-kisi yang diberikan cairan pendingin untuk mendinginkan udara yang masuk kedalam mesin dan ruang bakar. Perubahan lain yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan mendinginkan temperatur udara pada intake sebelum masuk ke dalam ruang bakar layaknya sistem turbo intercooler yang biasanya terdapat pada kendaraan roda-4 berbahan bakar diesel. Dengan memberikan sistem tersebut kepada kendaraan roda-2 berbahan bakar bensin maka akan dapat meningkatkan performa pada kendaraan. Dengan menambahkan performa mesin dengan metode memperkaya nilai oksigen dalam udara intake. Artinya saat intake udara lebih dingin maka lebih padat dan lebih kaya akan oksigen. Hal seperti itu biasa diterapkan di mesin diesel berturbo, yaitu "turbo intercooler". Sehingga box udara intake sebelum injeksi dibuat lebih dingin, namun tidak terlalu dingin karena dapat membuat kondisi terlalu basah [4].
Hal lain yang dapat meningkatkan tenaga kendaraan adalah dengan menaikkan rasio kompresi pada kendaraan tersebut. Dengan dinaikkannya rasio kompresi ruang bakar maka pengendara dapat meningkatkan tenaga kendaraan apabila dirasa kendaraan tersebut kurang mencukupi tenaganya pada daerah sang pengendara.
Dari beberapa alasan diatas peneliti ingin melakukan pengujian perubahan rasio kompresi ruang bakar dan mendinginkan termperatur udara intake untuk mengetahui pengaruhnya terhadap performa mesin pada sepeda motor Honda CRF150L. Kedua hal tersebut dapat disempurnakan dengan mengidealkan nilai AFR untuk mendapatkan performa yang maksimal
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan utama yang ada pada penelitian yang dilakukan kali ini diantaranya yaiitu:
1. Untuk mengetahui pengaruh variasi rasio kompresi terhadap performa mesin.
2. Untuk membandingkan pengaruh variasi oktan terhadap performa mesin.
3. Untuk mengetahui pengaruh temperatur udara yang masuk ke ruang bakar terhadap performa mesin.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Batasan masalah yang terdapat pada penelitian yang dilakukan kali ini diantaranya yaitu
1. Engine atau kendaraan yang digunakan adalah Honda CRF150L
2. Pengujian dilakukan pada laboratorium dengan mesin dynamometer untuk mengetahui perbedaan performa pada saat menggunakan alat pendingin serta perubahan rasio kompresi.
3. ECU yang digunakan adalah ECU BRT Juken 5 CRF150L 4. Tidak memperhitungkan Specific Fuel Consumption (SFC) 5. Tidak memperhitungkan kekuatan material part
6. Tidak memperhitungkan faktor kelembaban (humidity)
7. Bahan bakar yang digunakan yaitu Research Octane Number (RON) 90 dan RON 98
8. Temperatur udara masuk yang digunakan yaitu 30oC, 28oC dan 26oC 9. Pengujian dilakukan pada temperatur ruangan 28 oC sampai 40 oC
10. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin dynamometer dengan metode full open throttle di PT. Tri Mentari Niaga atau BRT
11. Output data yang dipakai berupa torsi (N.m) dan power (hp) hasil pengukuran pengujian mesin.
1.4 Metodologi
Metodologi yang digunakan pada penelitian yang dilakukan kali ini diantaranya yaitu:
1. Studi literatur
Penelitian tugas akhir dimulai dengan melakukan studi literatur terkait apa saja yang akan dilakukan dengan menggunakan literatur-literatur yang ada yang akan berguna selama penelitian.
2. Eksplorasi
Pada tahapan eksplorasi penulis melakukan pencarian terkait komponen, alat serta bahan yang dibutuhkan sesuai fungsinya masing-masing untuk mendukung jalannya penelitian ini.
3. Perancangan desain
Pada tahap ini penulis merancang dan mendesain alat yang akan digunakan pada penelitian serta diterapkan pada object kendaraan penelitian.
4. Perakitan (assembling)
Pada tahap perakitan, peneliti merakit dan melakukan perubahan dari alat- alat serta bahan yang telah didapatkan untuk membentuk menjadi alat yang diinginkan
5. Pengujian
Pada tahap pengujian penulis menguji alat serta perubahan yang telah dilakukan pada objek kendaraan. Pengujian meliputi FC dan performa.
6. Pelaporan tugas akhir
Pada tahapan terakhir dari penelitian ini adalah pembuatan laporan penyusunan tugas akhir ini.
1.5 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini akan diuraikan dalam lima bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut:
1. BAB I. PENDAHULUAN
Pendahuluan merupakan penjelasan dari latar belakang penelitian dan juga terdiri dari tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian yang digunakan dan sistematika penulisan pada penelitian ini.
2. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan Pustaka merupakan bahan dan referensi materi yang berkaitan dengan penelitian untuk menunjang jalannya penelitian ini.
3. BAB III. METODE PENELITIAN
Metodologi merupakan rincian-rincian dari penelitian yang dilakukan, mulai dari alat dan bahan, diagram alir (flowchart) hingga parameter penelitian yang digunakan.
4. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dan Pembahasan adalah bagian dari pengolahan data yang
didapatkan selama penelitian dilakukan dan diberikan analisis mengenai data yang telah didapatkan ssuai dengan tujuan penelitian
5. BAB V. PENUTUP
Penutup merupakan bagian akhir dari laporan penelitian tugas akhir yang berisi kesimpulan dari peneilitian serta saran yang dapat diberikan untuk penelitian berikutnya.
