BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA

(1)

44

BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISA

4.1. Perhitungan Prestasi Motor Bakar Bensin

Dari pengujian yang telah dilakukan dilaboratorium didapatkan data, dari data tersebut kemudian dapat dilakukan perhitungan beberapa parameter yang diperlukan untuk menganalisa hasil pengujian. Langkah-langkah perhitungan yang ditunjukkan dibawa dengan berdasarkan parameter yang terdapat pada mesin bensin yang diuji.

Disini penulis hanya menjabarkan contoh perhitungan dengan menggunakan data hasil pengujian mengenai daya, torsi, sfc dan efisiensi yang menunjukkan performansi motor bakar bensin. Selanjutnya agar lebih efisiensi maka penulis memberikan langsung hasil perhitungan dalam bentuk tabel.

A. Perhitungan Menggunakan Exhaust Manifold Standar

1. Data Yang Diperoleh Dari Pengujian :

 Putaran (Nd) = 1800 rpm (Poros Engkol)

 Beban (P) = 63 N

(2)

 Waktu Konsumsi (BB) = 28.06 Detik 2. Perhitungan Daya :

N kW BHP P

N ^d

7460 



kW BHP

N 7460

1800 63 



BHP = 15.4936 kW 3. Perhitungan Torsi :

R P T  

9738 . 0 63

 T

m N T 61.45795 .

4. Perhitungan SFC (Bahan Bakar Spesifik) :



 







 

jam kW

ben kg t BHP sfc m

. sin . 3600



 







 kW jam

ben sfc kg

. sin . 06 . 28 4936 . 15

1000 50 74 . 3600 0



 



 

jam kW

ben sfc kg

. sin 30635 .

. 0

5. Perhitungan Efisiensi :

% 3600 100



 

LHV sfc BHP

th

% 11359 100

. 10551 30635

. 0

3600 4936 . 15



 

th

% 2574 .

17

th

(3)

46

B. Perhitungan Menggunakan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1)

 Beban (P) = 67 N

N kW BHP P

N ^d

7460 



kW BHP

N 7460

1800 67 



R P T  

9738 . 0 67

 T

m N T 65.36005 .

4. Perhitungan SFC (Bahan Bakar Spesifik) :



 







 

jam kW

. sin . 3600



 







 kW jam

ben sfc kg

. sin . 05 . 25 4773 . 16

1000 50 74 . 3600 0



 



 

jam kW

ben sfc kg

. sin 32263 .

. 0

(4)

% 3600 100



 

LHV sfc BHP

th

% 11359 100

. 10551 32263

. 0

3600 4773 . 16



 

th

% 4259 .

17

th

C. Perhitungan Menggunakan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1)

 Beban (P) = 67.3 N

N kW BHP P

N ^d

7460 



kW BHP

N 7460

1800 3 . 67 



R P T  

9738 . 0 3 . 67 

 T

m N T 65.6527 .

(5)

48 4. Perhitungan SFC (Bahan Bakar Spesifik) :



 







 

jam kW

. sin . 3600



 







 kW jam

ben sfc kg

. sin . 27 . 23 5511 . 16

1000 50 74 . 3600 0



 



 

jam kW

ben sfc kg

. sin 34576 .

. 0

% 3600 100



 

LHV sfc BHP

th

% 11359 100

. 10551 34576

. 0

3600 5511 . 16



 

th

% 3330 .

16

th

Data Hasil Perhitungan

Dari hasil perhitungan prestasi motor bakar bensin dapat dilihat dibawah ini : Tabel 4.1. Hasil Perhitungan Exhaust Manifold Standar

RPM Beban (N)

Waktu (s)

Daya (kW)

Torsi (N.m)

Sfc (kg/kW.jam)

Eff.Th (%)

3000 34.67 25.1 14.2107 33.82139 0.37344 12.9842 2800 39.67 25.55667 15.1761 38.699 0.34343 15.0794 2600 44.67 25.68333 15.8682 43.57662 0.32683 16.5675 2400 49.67 25.82333 16.2871 48.45423 0.3167 17.5495 2200 55 27.77 16.532 53.65377 0.29014 19.4429 2000 60 28.07667 16.3953 58.53138 0.28936 19.3327 1800 63 28.06333 15.4936 61.45795 0.30635 17.2574

(6)

Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1)

RPM Beban (N)

Waktu (s)

Daya (kW)

Torsi (N.m)

Eff.Th (%)

3000 38 24.81 15.5756 37.06988 0.34469 15.4213 2800 43 22.596 16.45 41.94749 0.35835 15.6666 2600 45 25.263 15.9855 43.89854 0.32983 16.5364 2400 51 25.17 16.7233 49.75168 0.31645 18.0356 2200 57 26.463 17.1331 55.60482 0.29378 19.9028 2000 63 26.386 17.2151 61.45795 0.29324 20.0303 1800 67 25.056 16.4773 65.36005 0.32263 17.4259

Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1)

RPM Beban (N)

Waktu (s)

Daya (kW)

Torsi (N.m)

Eff.Th (%)

3000 37 20.37 15.1657 36.0944 0.43117 12.0017 2800 42 23.053 16.0674 40.972 0.35961 15.2456 2600 46 23.616 16.3407 44.8741 0.34517 15.5050 2400 52 23.256 17.0512 50.7272 0.3359 17.3205 2200 58 24.173 17.4337 56.5803 0.31607 18.8245 2000 62.6 24.18 17.1058 61.0677 0.32204 18.1277 1800 67.3 23.276 16.5511 65.6527 0.34576 16.3330

4.2. Analisa Data Hasil Pengujian

4.2.1. Pengaruh Penggantian Exhaust Manifold Terhadap Daya Dan Torsi Motor

Setelah melakukan pengujian dan didapatkan data-data mengenai prestasi motor bakar bensin yang kemudian diplotkan dalam sebuah grafik seperti yang terlihat pada gambar 4.1. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwah Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) dapat meningkatkan daya yang lebih besar dari pada Exhaust Manifold Standar maupun Exhaust Manifold Racing (Headar Tipe 4-1). Dalam hal

(7)

50 peningkatan torsi Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) lebih baik dari pada Exhaust Manifold Standar maupun Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1). Dari gambar 4.1. Dapat dilihat bahwah Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) memiliki daya yang lebih tinggi dari Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) maupun Exhaust Manifold Standar pada putaran bawah dan pada putaran atas. Dari data yang didapatkan dari perhitungan dalam pengujian bahwa Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) memilki daya maksimum yang paling besar dari pada Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) dan Exhaust Manifold Standar. Sedangkan torsi maksimum semuanya terdapat pada putaran 1200 rpm, dimana Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) yang paling tingi nilainya, namun pada rpm diatas 1800 rpm sampai sekitar 2800 rpm seperti terlihat pada gambar 4.2. bahwah Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) mempunyai nilai torsi yang lebih tinggi. Dan pada putaran diatas 2800 rpm Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) memiliki nilai yang lebih tinggi dari Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) maupun Exhaust Manifold Standar.

Gambar 4.1. Grafik Daya Fungsi RPM

(8)

Gambar 4.2. Grafik Torsi Fungsi RPM

4.2.2. Pengaruh Penggantian Exhaust Manifold Terhadap Sfc Dan Efisiensi Motor

Setelah melakukan pengujian dan didapatkan data-data mengenai prestasi motor bakar bensin yang kemudian diplotkan dalam sebuah grafik seperti yang terlihat pada gambar 4.3. dan 4.4. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwah Exhaust manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) dan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) tidak dapat meningkatkan nilai sfc dan efisiensi dari pada Exhaust manifold Standar. Dengan

(9)

52 demikian maka penggunaan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1 dan Header 4- 1) tidak dapat menghemat bahan bakar atau dengan kata lain bahwa penggunaan Exhaust Manifold Racing dapat menyebabkan motor bakar bensin menjadi boros. Dari gambar 4.3. dan 4.4. dapat diketahui bahwa pada putaran 2400 rpm Exhaust manifold Racing (Header Tipe 4-1) nilai sfcnya lebih rendah dari Exhaust Manifold Standar, ini terjadi pula pada putaran diatas 2600 rpm,. Exhaust Manifold Standar memiliki nilai sfc yang baik pada putaran 1800 rpm sampai 2600 rpm (Keadaan paling irit atau hemat bahan bakar).

Gambar 4.3. Grafik Sfc Fungsi RPM

(10)

Gambar 4.4. Grafik Efisiensi Fungsi RPM

4.2.3. Pengaruh Penggantian Exhaust Manifold Terhadap Gas Buang Dari Motor

Setelah melakukan pengujian dan didapatkan data-data mengenai prestasi motor bakar bensin yang kemudian diplotkan dalam sebuah grafik seperti yang terlihat pada gambar 4.5. dan 4.6. Pada CO normal apabila AFR berada dekat atau tepat pada titik ideal dan tidak ada batasan CO dikatakan rendah, konsentrasi CO terkadang masih terlihat “Normal” walaupun mesin sudah bekerja dengan campuran yang amat kurus juga tingginya CO di sebabkan kurangnya oksigen untuk menghasilkan pembakaran yang tuntas dan sempurna. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1 Dan Header Tipe 4-1) dapat membuat kadar gas buang menjadi lebih kecil dari pada dengan menggunakan Exhaust Manifold Standar ini membuat lebih ramah lingkungan.

(11)

54 Gambar 4.5. Grafik CO Fungsi RPM

Gambar 4.6. Grafik HC Fungsi RPM

(12)

4.3. Uji Statistik Data

Uji Statistik Daya Dan Torsi Dari Penggunaan Exhaust Manifold Standar Dengan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1 Dan 4-2-1)

Uji Statistik Daya :

Tabel 4.4. Tabel Data Pengamatan Daya Standar Dan Racing (Header Tipe 4-1)

Kelompok/

RPM

Perlakuan Standar Racing J.i

(Header 4-1) J.i² Peningkatan (%)

3000 14.21067 15.575579 29.78624 887.2204 9.60481 2800 15.17608 16.449997 31.62608 1000.209 8.39424 2600 15.86824 15.985462 31.8537 1014.658 0.7387 2400 16.28714 16.723253 33.01039 1089.686 2.67765 2200 16.53197 17.133136 33.66511 1133.34 3.63638 2000 16.39535 17.215113 33.61046 1129.663 4.99997 1800 15.4936 16.477323 31.97092 1022.14 6.34922

N 7 7 14 7

7276.915

Rata-rata 15.70901 16.50855 5.20013

Ji 109.963 115.5599 225.5229 Ji² 12091.87 13354.08 25445.95

Perhitungan JK :

T = Jumlah perlakuan = 2 R = Jumlah variable = 7



^ij = 25445.951 ² Y.. = 225.522

JKT = 8.4047

.

2

2 .. 

 



j i

ij r t

y Y

(13)

56 JKK = 5.5592

2 ..

2

 





t r

Y t

y

j j

JKP = 2.2374

2 ..

2

 





t r

Y r

y

i i

JKG = JKP – JKK – JKP = 0.6079

Tabel 4.5. Tabel Anova Daya Standar Dan Racing (Header Tipe 4-1)

SV Db JK KT F hit F(0.05)

RPM 7 5.5592604 0.7941801 9.1435619 3.79 Perlakuan 1 2.2374604 2.2374604 25.760352 5.59

Galat 7 0.6079972 0.0868567 TOTAL 15 8.404718

Keterangan :

db (TOTAL) = bn-1 db (RPM) = (b-1)

db (Perlakuan) = db (TOT-Kel-Per) KT = JK / db

F hitung = KT (Per) / KT (Galat) Kriteria pengujian :

 Bila F hitung > F(0.05) maka berbeda signifikan Pengujian Hipotesa :

a) H : Pi = 0

Yang berarti tidak ada perubahan EFEK yang signifikan sebagai akibat perbedaan perlakuan.

(14)

b) KESIMPULAN :

Karena F hitung > F (0.05) maka H ditolak.

Dengan kata lain penggunaan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) memberikan efek yang signifikan atau berarti terhadap peningkatan daya.

Tabel 4.6. Tabel Data Pengamatan Daya Standar Dan Racing (Header Tipe 4-2-1)

Kelompok/

RPM

(Header 4-2-1) J.i² Peningkatan (%)

3000 14.21067 15.165695 29.78624 887.2204 6.72047 2800 15.17608 16.067439 31.62608 1000.209 5.87344 2600 15.86824 16.340695 31.8537 1014.658 2.97736 2400 16.28714 17.05116 33.01039 1089.686 4.69009 2200 16.53197 17.433718 33.66511 1133.34 5.45457 2000 16.39535 17.105811 33.61046 1129.663 4.33330 1800 15.4936 16.551102 31.97092 1022.14 6.82541

N 7 7 14 7

7276.915

Rata-rata 15.70901 16.5308 5.26780

Ji 109.963 115.5599 225.5229 Ji² 12091.87 13354.08 25445.95

Perhitungan JK :



^^ij²= 25481.9741 Y.. = 225.6786

JKT = 9.9785274

2

2  .. 



^y ^Y

(15)

58 JKK = 7.5036

2 ..

2

 





t r

Y t

y

j j

JKP = 2.3637

2 ..

2

 





t r

Y r

y

i i

JKG = JKP – JKK – JKP = 0.111153

Tabel 4.7. Tabel Anova Daya Standar Dan Racing (Header Tipe 4-2-1)

RPM 7 7.503647 1.07195 67.5071722 3.79 Perlakuan 1 2.363727 2.363727 148.858253 5.59

Galat 7 0.111153 0.015879 TOTAL 15 9.978527

Keterangan :

a) H : Pi = 0

(16)

b) KESIMPULAN :

Dengan kata lain penggunaan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-2-1) memberikan efek yang signifikan atau berarti terhadap peningkatan daya.

Uji Statistik Torsi :

Tabel 4.8. Tabel Data Pengamatan Torsi Standar Dan Racing (Header Tipe 4-1)

Kelompok/

RPM

(Header 4-1) J.i² Peningkatan (%)

3000 33.82139 37.069877 29.78624 887.2204 9.798785 2800 38.699 41.947492 31.62608 1000.209 8.586049 2600 43.57662 43.898538 31.8537 1014.658 0.917002 2400 48.45423 49.751677 33.01039 1089.686 2.859354 2200 53.65377 55.604815 33.66511 1133.34 3.819742 2000 58.531 38 61.457954 33.61046 1129.663 5.185791 1800 61.45795 65.360046 31.97092 1022.14 6.537385

N 7 7 14 7

7276.915

Rata-rata 48.31348 50.7272 5.386301

Ji 109.963 115.5599 225.5229 Ji² 12091.87 13354.08 25445.95

Perhitungan JK :



^ij = 240464.604 ² Y.. = 693.2847

JKT = 9.9785

2 ..

2  



^y ^Y

(17)

60 JKK = 1290.013

2 ..

2

 





t r

Y t

y

j j

JKP = 20.3912

2 ..

2

 





t r

Y r

y

i i

JKG = JKP – JKK – JKP = 1315.258

Tabel 4.9. Tabel Anova Torsi Standar Dan Racing (Header Tipe 4-1)

RPM 7 1290.013 184.2875 265.770862 3.79 Perlakuan 1 20.3912 20.3912 29.4072385 5.59

Galat 7 4.853853 0.693408 TOTAL 15 1315.258

Keterangan :

a) H : Pi = 0

(18)

b) KESIMPULAN :

Dengan kata lain penggunaan Exhaust Manifold Racing (Header Tipe 4-1) memberikan efek yang signifikan atau berarti terhadap peningkatan torsi.

Tabel 4.10. Tabel Data Pengamatan Torsi Standar Dan Racing (Header Tipe 4-2-1)

Kelompok/

RPM

(Header 4-2-1) J.i² Peningkatan (%)

3000 33.82139 36.0944 69.91574 4888.211 6.909343 2800 38.699 40.972 79.67097 6347.463 6.060792 2600 43.57662 44.8741 88.45068 7823.552 3.159602 2400 48.45423 50.7272 99.18143 9836.956 4.876204 2200 53.65377 56.5803 110.2341 12151.56 5.641141 2000 58.531 38 61.0677 119.5991 14303.95 4.517945 1800 61.45795 65.6527 127.1107 16157.12 7.014418

N 7 7 14 7

71508.78

Rata-rata 48.31348 50.7272 5.454206

Ji 109.963 115.5599 225.5229 Ji² 12091.87 13354.08 25445.95

Perhitungan JK :