PERANCANGAN KNALPOT BERBAHAN ALUMINIUM
UNTUK MENGURANGI KEBISINGAN
PADA SEPADA MOTOR
TUGAS SARJANA
Tugas Sarjana Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan anugerah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan sebaik mungkin.
Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan agar memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Sarjana ini adalah “PERANCANGAN KNALPOT BERBAHAN ALUMINIUM UNTUK MENGURANGI KEBISINGAN PADA SEPEDA
MOTOR”
Dalam penulisan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral maupun materi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing, dan membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Kedua orang tua saya yang selalu memdoakan saya selama pengerjaan tugas sarjana ini.
6. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada teman - teman seperjuangan Angkatan 2012 yang tidak dapat disebutkan satu - persatu yang telah membantu dan memberi masukan yang berguna demi kelengkapan Tugas Sarjana ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana ini masih belum sempurna. Hal ini dikarenakan terbatasnya pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki penulis. Untuk
itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran-saran yang membangun dari semua pihak untuk perbaikan tugas sarjana ini.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat bagi pembaca dan peneliti lainnya.
Medan, Juni 2016
Penulis,
Chandra Simarmata
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk merancang knalpot yang baik dalam menyerap kebisingan pada sepeda motor. Sepeda motor yang digunakan dalam penelitian adalah merk Yamaha Jupiter Z tahun 2009. Dalam analisa perhitungan dipilih bentuk knalpot bulat karena berdasarkan hasil simulasi yang digunakan melalui software solidwork dan perhitungan yang dilakukan kebisingan bentuk knalpot bulat adalah sebesar 133.33 dB sedangkan kebisingan bentuk knalpot oval/elips adalah sebesar 133.95. Selanjutnya setelah mendapat bentuk knalpot bulat yang akan dirancang, dilakukan perhitungan dimensi dari knalpot. Dari hasil perhitungan didapat diameter knalpot 90 mm dan panjang knalpot 425 mm. Dalam penelitian ini didesain dua Tipe knalpot yang akan diteliti. Desain tipe satu berbahan aluminum pada pipa dalamnya tidak memiliki sekat, berlubang-lubang dan digunakan glasswool sebagai bahan peredam. Sedangkan desain tipe dua digunakan bahan aluminium pada pipa dalamnya memiliki tiga sekat berbahan aluminium dan tidak ada bahan peredam.
Kata kunci: Perancangan knalpot, bulat, Kebisingan, Aluminium, Glaswool
ABSTRACT
This research aims to design an exhaust that is good at absorbing noise on motorcycles. Motorcycle used in the study is the brand Yamaha Jupiter Z 2009. In the analysis of exhaust spherical shape calculation selected for the simulation results are used through software and calculations performed solidwork noise exhaust spherical shape amounted to 133.33 dB while noise form the exhaust oval / elliptical is amounting to 133.95. Furthermore, after receiving the exhaust spherical shape that will be designed, calculating the dimensions of the exhaust. From the calculation results obtained tailpipe diameter of 90 mm and a length of 425 mm exhaust. In this study, two-mode exhaust is designed to be studied. Type design of the aluminum in the pipe it does not include insulation, holes and used glasswool as a damping material. While the two types of design used aluminum materials in pipe inside has three aluminum bulkhead and no damping material.
Keywords: Design exhaust, round, Noise, Aluminium, Glaswool
DAFTAR ISI
2.1.1 Metode Perancangan Model Pahl dan Beitz ... 6
2.7.4 Difraksi Bunyi ... 16
2.9.1 Koefisien Penyerapan Bunyi ... 22
2.10 Material Akustik ... 23
2.11 Kebisingan (Noise) ... 25
2.11.1 Baku Tingkat Kebisingan ... 26
2.11.2 Keputusan Menteri Lingkungan Hidup ... 26
2.11.3 Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesi . 27 2.11.4 Peraturan MENLH No 07 Tahun 2009 ... 28
2.11.5 Sanksi Bagi Pelanggar Peraturan Baku Kebisingan 29 2.12 Mesin Sebagai Sumber Kebisingan ... 30
2.13 Tingkat Tekanan Bunyi (Sound Pressure Level) ... 31
2.14 Tingkat Daya Bunyi (Sound Power Level) ... 32
2.15 Penentuan Banyaknya Lubang Pada Knalpot ... 32
2.16 Pemilihan Ukuran dari Knalpot ... 33
2.17 Material Stainless Steel ... 34
2.11.5 Sifat-sifat Stainless Steel ... 34
2.18 Kehilangan bunyi yang ditranmisikan ... 35
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Pemilihan Bentuk Geometri Knalpot ... 43
4.4.1 Berbentuk Oval/elips ... 43
4.4.1 Berbentuk Bulat ... 43
4.2 Simulasi Bentuk Geometri Knalpot ... 45
4.2.1 Hasil Simulasi Knalpot Berbentuk Oval/elips ... 46
4.2.2 Hasil Simulasi Knalpot Berbentuk Bulat ... 47
4.3 Menghitung Panjang Tabung Knalpot ... 49
4.4 Menghitung Diameter Tabung Knalpot ... 50
4.5 Perancangan Knalpot Menggunakan AutoCAD ... 50
4.6 Desain Knalpot Tipe I ... 51
4.7 Perhitungan Kebisingan Mesin ... 52
4.8 Perhitungan Kebisingan Knalpot Tipe I... 53
4.8.1 Kehilangan Bunyi Pada Tabung Knalpot Tipe I ... 53
4.8.2 Kehilangan Bunyi Akibat Penyerapan Glasswol ... 54
4.8.3 Total Kehilangan Bunyi Yang Disebabkan oleh Adanya Knalpot Tipe I ... 54
4.8.4 Bunyi Yang Keluar Dari Knalpot Tipe I ... 55
4.9 Desain Knalpot Tipe II ... 55
4.10 Perhitungan Kebisingan Knalpot Tipe II ... 57
4.10.1 Kehilangan Bunyi Pada Tabung Knalpot Tipe II 57
4.10.2 Kehilangan Bunyi Akibat Penyerapan Aluminium Pada Sekat ... 58
4.10.3 Total Kehilangan Bunyi Pada Knalpot Tipe II .... 58
4.10.4 Bunyi Yang Keluar Dari Knalpot Tipe II ... 59
4.11 Gambar Knalpot Standart Jupiter Z ... 60
4.11.1 Perhitungan Kebisingan Tabung Knalpot Standart Jupiter Z ... 60
4.11.2 Perhitungan Kebisingan Tabung didalam Tabung Knalpot Standart Jupiter Z ... 61
4.11.3 Kehilangan Bunyi Pada Knalpot Standart ... 62
4.11.4 Bunyi Yang Keluar Dari Knalpot Standart ... 63 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 64 5.2 Saran ... 64 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Pembuangan (Knalpot) ... 7
Gambar 2.2 Knalpot Absortif ... 8
Gambar 2.3 Knalpot Reaktif ... 9
Gambar 2.4 Gulungan Glasswool ... 11
Gambar 2.5 Gelombang Transversal ... 12
Gambar 2.6 Gelombang Longitudinal ... 13
Gambar 2.7 Bunyi Mengenai Suatu Bidang ... 14
Gambar 3.1 Laptop Merk Acer ... 36
Gambar 3.2 Termokopel Digital ... 37
Gambar 3.3 Pengukuran Termokopel ... 37
Gambar 3.4 Tacno Meter Digital ... 38
Gambar 3.5 Kunci Kombinasi ... 39
Gambar 3.6 Sepeda Motor Jupiter Z ... 39
Gambar 3.7 Knalpot Standart Jupiter Z ... 40
Gambar 4.1 Knalpot Berbentuk Oval/elips ... 43
Gambar 4.2 Knalpot Berbentuk Bulat ... 44
Gambar 4.3 Hasil Simulasi Knalpot Berbentuk Oval/elips ... 46
Gambar 4.4 Hasil Simulasi Knalpot Berbentuk Bulat ... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisika dari Material Aluminium ... 10 Tabel 2.2 Koefisien Penyerapan Bunyi dari Beberapa Material ... ... ... 23 Tabel 2.3 Nilai Baku Tingkat Kebisingan ( Kep MENLH 1996) ... ... 27 Tabel 2.4 Pembagian Zona Bising oleh Mentri Kesehatan ... ... 28 Tabel 2.5 Kendaraan Bermotor Tipe Baru Kategori L secara Dinamis . ... ... 29 Tabel 2.6 Sifat – Fisis dan Mekanis Material AISI TYPE
Stainless Steel ... ... ... 34 Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Termokopel ... ... ... 38 Tabel 4.1 Data yang di input dalam Simulasi ... ... ... 46
DAFTAR NOTASI
Simbol Keterangan Satuan
f Frekuensi Hz
T Perioda s
c Kecepatan Perambatan m/s
