ANALISA PENGUJIAN UNJUK KERJA MESIN MOTOR HONDA LEGENDA SETELAH MENGALAMI PERUBAHAN SILINDER DARI 100 cc MENJADI 115 cc

ANALISA PENGUJIAN UNJUK KERJA MESIN MOTOR HONDA LEGENDA SETELAH MENGALAMI PERUBAHAN SILINDER DARI 100 cc MENJADI 115 cc

NAMA NIM

: UKAT SUKIAT : 01302-054

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

KATA PENGANTAR Dengan tak pernah henti-hentinya kita panjatkan Puji syukur kepada allah SWT berkat rahmat dan karunianya dapat terselesaikan tugas akhir ini dengan baik. Dalam penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk ujian sarjana pada jurusan teknik mesin Fakultas teknologi industri Universitas mercu buana.dalam penulisan tugas akhir ini mengemukakan tentang analisa unjuk kerja mesin Honda Legenda setelah mengalami perubahan silinder dari 100cc menjadi 115cc. Dalam kesempatan ini penulis juga masih banyak keterbatasan dan kekurangan mungkin ada kiranya diharapkan ada saran dan kritikan yang dapat menambah dan membangun guna perbaikan penulisan ini. Selama penulisan dan penyususunan tugas akhir inipenulis mendapat banyak bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak sehingga dalam kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada. 1. bapak Drs.Mardani Alisera selaku pembimbing tugas akhir saya. 2. bapak Nanang Ruhiyat.ST selaku kordinator tugas akhir jurusan teknik mesin Univesitas Mercu Buana. 3. bapak firman dan bapak mantri yang telah membantu dan berada di lap.proses produksi. 4. kedua orang tua saya yang selalu mendoakan saya. 5. Spesial buat silvia umi kulsum yang telah memberikan motifasi buat saya 6. teman-teman yang telah membantu saya dalam tugas akhir ini yaitu ade(mantan Presma),sepno,raden amoy,balon bebek dan temanteman mesin 02 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.

7. teman-teman FIS Universitas Mercu Buana. 8. teman-teman UKM merpati putih Universitas Mercu Buana. 9. buat teman-teman bengkel yang turut membantu saya (tri jaya)

Penulis menyadari bahwa pada tugas akhir ini masih terdapat kekurangan,untuk itu penulis berharapada kritik dan saran dari berbagai pihak.penulis berharap bahwa tugas akhir ini dapat memberikan sumbangan pengetahuan yang bermanfaat.

Jakarta,3 Agustus 2007

(penulis)

Tugas Akhir LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama

: Ukat Sukiat

Nim

: 01302-054

Fakultas

: Teknologi Industri

Universitas : Mercu Buana

Menyatakan dengan sesungguhnya,bahwa tugas akhir yang saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan tidak menyadur karya orang lain,kecuali dari kutipan-kutipan referensi yang telah disebutkan sumbernya.

Jakarta,08 Agustus 2007

(Ukat Sukiat)

Teknik Mesin

Fakultas Teknologi Industri

Tugas Akhir LEMBAR PENGESAHAN


Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

(Mardani Ali Sera Dr.M.Eng)

Teknik Mesin


Tugas Akhir LEMBAR PENGESAHAN


Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Mengetahui, Kordinator Tugas Akhir

(Nanang Ruchyat,ST,MT)

Teknik Mesin


Tugas Akhir Nomen Klatur

Keterangan

Simbol

Satuan

Torque

T

Nm

Balance

F

N

Torque arm length

L

mm

Time

t

s

Revolutions

n

rpm

Power out/put

BHP

kW

Dynamometet Constan

K1

Fuel Consumsion

BFC

I/H

Fuel Gauge Calibred Volume

V9

L

Sfesifik

BSFC

L/kw-h

Cilender Diameter

d

mm

Piston Stroke

s

mm

Swept Volume

Vs

Compression ratio

r

Breke mean of pressme

P

Thermal effisiensi

kN/m2 th

Diameter Of Measuring

D

Orifice Coeffcient

k3

Temperature

Ta

K

Barometric Preassure

Pa

kN/m2

Volumetric effofengine Exhaust Temperatur Teknik Mesin

mm

vol

Te

0

C Fakultas Teknologi Industri

Tugas Akhir Cooling Oil Inlettemp

T1

0

C

Cooling Oil Outlettemp

T2

0

C

Teknik Mesin


Tugas Akhir

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN................................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ...............................................................................

ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iii ABSTRAK .......................................................................................................

iv

NOMEN KALTUR.............................................................................................

v

KATAPENGANTAR.......................................................................................... vii DAFTAR ISI ………………………………………………………………….. ix DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii DAFTAR GRAFIK …………………………………………………………

ivx

BAB I PENDAHULUAN...................................................................................

1

1.1 Latar Belakang…………………………………………………………….

1

1.2 Pokok Permasalahan………………………………………………………

2

1.3 Pembatasan Ruang Lingkup dan Pembahasan……………………………

2

1.4 Maksud dan Tujuan ………………………………………………………

2

1.5 Metode Penulisan…………………………………………………………

3

1.6 Sistematika Penulisan ……………………………………………………

4

BAB II LANDASAN TEORI ...........................................................................

5

2.1 Pengertian Motor Bakar …………………………………………………. 5 2.1.1 Proses Pembakaran Luar.......................................................................... 5 2.1.2 Proses Pembakaran Dalam……………………………………………..

6

2.2 Over Size....................................................................................................

7

Teknik Mesin


Tugas Akhir 2.3 Klasifikasi Mesin Pembakaran Dalam …………………………………..

8

2.4 Komponen-Komponen Mesin 4 Langkah .................................................

9

2.4.1 Poros Engkol …………………………………………………………..

9

2.4.2 Piston ………………………………………………………………….. 10 2.4.3 Ring Piston ……………………………………………………………. 11 2.4.4 Batang Torak…………………………………………………………..

12

2.4.5 Silinder ………………………………………………………………..

14

2.4.6 Klep/Kaup …………………………………………………………….

16

2.4.7 Rangkaian Roda Gigi …………………………………………………

17

2.4.8 Ruang Mesin…………………………………………………………..

19

2.5 Motor Bensin 4 Langkah dan 2 Langkah ……………………………….

20

2.6 Katup Waktu dan Diagram indicator …………………………………… 24 2.7 Kerugian dan Keuntungan Mesin 4 Langkah ........................................... 31 2.7.1 Keuntungan Mesin Motor 4 Langkah .................................................... 31 2.7.2 Kerugian Mesin Motor 4 langkah .......................................................... 32

BAB III METODE PENGUJIAN................................................................... 34 3.1 Spesifikasi Alat pengujian dan Pengukuran ……………………………. 34 3.1.1 Spesifikasi Mesin ................................................................................... 34 3.1.2 fuel gauge (gelas ukur) .......................................................................... 35 3.1.3 Oil Flowmeter (alat ukur temperatur oli) …………………………….. 35 3.1.4 Air Pressure pipe (selang untuk mengukur tekanan) ...........................

35

3.1.5 Additional instruments (alat tambahan) ……………………………..

35

3.2 Tujuan Pengujian ………………………………………………………

36

3.3 Fasilitas Pengujian dan analisa ………………………………………...

37

Teknik Mesin


Tugas Akhir 3.3.1 Pengukuran output dan daya ………………………………………..

37

3.3.2 Pengukuran Kecepatan ……………………………………………...

38

3.3.3 Pengukuran Konsumsi dan Bahan Bakar ............................................

38

3.3.4 Pengukuran Konsumsi Udara ……………………………………….

39

3.3.5 Prosedur Menjalankan Motor Bensin ………………………………..

40

3.3.6 Prosedur Pengukuran ...........................................................................

41

3.3.7 Prosedur Menghentikan Motor Bensin ................................................

43

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN .........................................................

44

4.1 Perhitungan Pada silinder standar ………………………………………

44

4.2 Perhitungan Pada Silinder Oversize …………………………………….

47

BAB V SIMPULAN DAN SARAN …………………………………………

56

5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………... 56 5.2 Saran-saran ……………………………………………………………..

57

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..

58

LAMPIRAN ………………………………………………………………….

59

Teknik Mesin


Tugas Akhir DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Poros Engkol ………………………………………………. 10 Gambar 2.2 Piston ………………………………………………………

11

Gambar 2.3 Ring Piston ………………………………………………… 12 Gambar 2.4 Batang Torak ………………………………………………

13

Gambar 2.5 Silinder …………………………………………………….

16

Gambar 2.6 Katup ………………………………………………………. 17 Gambar 2.7 Rangkaian Roda gigi ………………………………………

18

Gambar 2.8 Ruang Mesin ………………………………………………

19

Gambar 2.9 Diagram P-V Motor 4 Langkah …………………………..

21

Gambar 2.10 Diagram P-V Motor 2 Langkah ………………………….. 23 Gambar 2.11 Diagram Indikator Siklus 4 Langkah …………………….

25

Gambar 2.12 Diagram Katup Waktu mesin 4 langkah ………………..

26

Gambar 2.13 Diagram Indikator Siklus 2 langkah …………………….

28

Gambar 2.14 Diagram katup Waktu Mesin 2 Langkah ……………….

30

Gambar 3.1

Timbang (strain gauge) ………………………………….

37

Gambar 3.2

Tachometer ……………………………………………...

38

Gambar 3.3

Gelas Ukur Bahan Bakar ………………………………..

39

Gambar 3.4

Alat Ukur Konsumsi Udara ……………………………..

40

Teknik Mesin


Tugas Akhir DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel hasil pengamatan dan hasil perhitungan motor bakar pada putaran berubah pada kondisi diameter standar………………………………………………………………. 50 Table 4.2 Tabel hasil pengamatan danperhitungan motor bakar pada putaran berubahan pembesaran diameter …………………………………… 51

Teknik Mesin


Tugas Akhir DAFTAR GRAFIK

Gambar 4.1 Grafik pengaruh putaran terhadap tenaga ………………………

52

Gambar 4.2 Grafik pengaruh putaran terhadap konsumsi bahan bakar………

53

Gambar 4.3 Grafik pengaruh putaran terhadap tekanan efektif putaran Vs tekanan efektif …………………………………………………………....

53

Gambar 4.4 Grafik pengaruh putaran terhadaptekanan efektif putaran Vs efisiensi Volumetris ………………………………………………………

54

Gambar 4.5 Grafik pengaruh putaran terhadap efektif putaran Vs efisiensi thermal ……………………………………………..……………

Teknik Mesin

54


Tugas Akhir DAFTAR PUSTAKA

1.

Aris Munandar, Wiranto,Koichi “Motor Disel Putaran Tinggi”PT Pradya Paramita, Jakarta,1986.

2. Kawan Pustaka. “Mencari dan Memperbaiki Kerusakan Sepada Motor” Jakarta.2005. 3. Laboratorium Fenomena Universitas Mercu Buana. Modul Pengujian PrestasiMesin. Jakarta.

4.

Millard W.Pulkrabek.”enginering Fundamental (of the internal combustion engine”,Prentice Hall.international,inc,new york,1997.

Teknik Mesin


Tugas Akhir

NAMA-NAMA PROSES PERMESINAN

Dalam mengerjakan proses pada blok silinder ini kita memerlukan beberapa mesin-mesin yang biasa dipakai dalam proses permesinan,mesinmesin tersebut diantaranya: •

Mesin Frais Mesin frais adalah mesin yang digunakan untuk membuat benda kerja seperti bidang rata,alur,rada gigi,segi banyak beraturan Sedangkan cara kerja mesin frais adalah pada mesin frais pisau terpasang pada arbor dan diputar pada spidle benda kerja terpasang pada meja dengan bantuana catok (vice) atau alat bantu lainnya. Sedangkan meja bergeraknaik turun,horizontal (maju,mundur dan kekanan dan kekiri).

•

Mesin Skrap Mesin skrap mempunyai cara kerja yaitu dengan gerakan bolak balik horizontal sedangkan pahatnya bekerja pada saat gerakan maju,dengan gerakan ini maka dihasilkan pekerjaan seperti: permukaan bidang rata,membuat alur dan membuat bidang bersudut atau bertingkat. Padamesin skrap gerakan berputar dari elektro motor diubah menjadi gerak lurus atau gerak bolak balik melalui blok geser dan lengan penggerak.posisi langkah dapat diatur dengan spidle posisi dan untuk mengatur panjang langkah dengan bantuan blok geser.

Teknik Mesin


Tugas Akhir

•

Mesin Bubut Mesin bubut adalah mesin yang bertujuan mengurangi diameter benda kerja sedangkan cara kerja mesin bubut adalah Pasang benda kerja pada cekam (chuk) cukup kuat supaya tidak lepas pada waltu mesin dihidupkan dan sedang melakukan penyayatan. Priksa kedudukan benda kerja tersebut pada saat cekam diputar dengan tangan apakah posisinya sudah benar Pasang atau stel kedudukan pahat bubut agar posisi ujung potong pahat tepat pada titik center dari kepala lepas untuk mengatur posisi tersebut dapat menggunakan ganjal dari plat tipis atau denganmenggunakan temapat pahat model perahu.

•

Mesin Bor Pada prinsipnya cara kerja mesin bor sama dengan mesin mesin yang lainnya yaitu beda kerjanya yang diam sedangkan pisaunya berputar tetapi yang membedakannya adalah pada mesin bor ini hanya menggunakan mata bor yang ber ulur yang gunanaya untuk melubangi dari benda kerja yang kita inginkan.

Teknik Mesin


1

Tugas Akhir

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Saat ini perkembangan dunia teknologi sudah semakin maju dan pertumbuhannya pun semakin lama semakin pesat dan bersaing apalagi perkembangan dunia teknologi dalam bidang otomotif khususnya di negaranegara maju sudah canggih sekali, tak tertinggal juga bagi Negara yang sedang berkembang seperti Negara indonesia mau tidak mau harus mengikuti perkembangan teknologi dunia agar Negara Indonesia tidak semakin ketinggalan dengan Negara maju lainnya. Dalam dunia otomotif ada dua bagian yaitu pasaran kendaran roda empat (mobil) dan pasaran roda dua (motor) sejak Indonesia dilanda krisis ekonomi sejak tahun 1997 yang lalu perkembangan otomotif baru bangkit kembali sejak tahun 2004 yang lalu, baik mobil maupun motor. Contoh kecilnya saja penjualan motor sejak awal 2006 sampai sekarang hampir 50% pertambahannya, dari data yang tercatat di IMI (Ikatan Motor Indonesia) juga mengungkapkan jumlah motor yang berada di Jakarta saat ini hampir 7.000.000 unit yang berada dijakarta.

Teknik Mesin


2

Tugas Akhir

Anehnya perkembangan dunia otomotif yang semakin maju tidak di imbangi dengan pengetahuan masyarakat tentang dunia otomotif,dan yang sebenarnya masyarakatlah sebagai konsumen yang paling utama dalam teknologi ini. jika sudah terjadi seperti ini sama saja sudah ada kesenjangan dalam dunia teknologi pada masyarakat.mulai sekarang harus ada sosialisasi tentang teknologi kepada seluruh masyarakat agar masyarakat tidak tertipu lagi dengan orang-orang yang memanfaatkan situasi seperti ini.

1.2 POKOK PERMASALAHAN Dalam kenyataannya mesin sepeda motor perlu adanya perawatan dan pergantian komponen yang biasa disebut over size jika sudah mengalami seperti ini secara otomatis semua komponen yang perlu pergantian maka harus diganti, tetapi hanya sedikit orang yang mengerti tentang over size ini maka dengan adanya penulisan ini akan sedikit mengungkap tentang over size dan bagaimana pergantiannya.

1.3 PEMBATASAN RUANG LINGKUP DAN PEMBAHASAN Dalam tugas akhir ini kami hanya membahas bagian over size pada silender saja serta tenaga (torsi) hasil dari selinder yang sudah di over size tak lupa juga cara kerja pada sistem motor 4 langkah yang diterapkan pada motor Honda legenda 1.4 MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah:

Teknik Mesin


3

Tugas Akhir

1. Agar dapat menambah ilmu dan wawasan penulis tentang mesin motor 4 langkah khususnya dalam melakukan over size. 2.

Mensosialisasikan tentang bagaimana over size kepada seluruh masyarakat,agar masyarakat lebih mengerti tentang over size ini.

3. Sebagai salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum strata 1 teknik mesin fakultas teknologi industri.

1.5 METODE PENULISAN Pada tugas akhir ini bersifat eksposisi yang sifatnya pemaparan dan kenyataan serta teori-teori yang di ambil dari refrensi-refensi buku tentang mesin,dalam tulisan ini juga akan dijelaskan tentang bagai mana cara kerja mesin tersebut setelah penulis melakukan uji coba dan membuat experiment tentang mesin tersebut. Setelah melakukan uji coba dan experimen tentang mesin tersebut maka secara langsung penulis menerapkan wawancara langsung kepada ahli mekanik mesin tersebut dan penulis juga melakukan study pustaka sebagai sarana pendudung untuk refrensi-refrensi data-data yang bersifat teori.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN Sitematika penulisan Tugas akhir ini dikelompokan atas beberapa bab yang masing-masing bab berisikan.

Teknik Mesin


4

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN Bab ini akan membahas tentang umum secara singkat mengenai isi tugas akhir ini. Dalam bab ini terdiri dari latar belakang, pembatasan masalah , tujuan penelitian, metode penelitian dan sitematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI Bab ini menerangkan tentang komponen –komponen utama dalam motor bakar dan dasar-dasar motor bakar.

BAB III METODELOGI PENGANALISAAN Bab ini berisikan tentang spesifikasi engine dan batasanbatasannya.

BAB IV ANALISA DATA Pada bab ini berisikan tentang analisa data-data yang diambil dari hasil pengujian.

BAB V KESIMPULAN Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari apa yang sudah dilakukan dalam penulisan tugas akhir ini serta saran-saran yang dibutuhkan untuk penulis agar dapat menambah dan melengkapi dari penulisan tugas akhir ini.

Teknik Mesin


5

Tugas Akhir

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 PENGERTIAN MOTOR BAKAR Dalam mesin sendiri mempunyai yang namanya siklus pembakaran biasa disebut dalam istilah adalah

motor bakar,motor bakar sendiri

mempunyai arti yaitu salah satu jenis kalor yang dalam kinerjanya terdapat dalam ruang bakar (silinder) dengan menggunakan bahan bakar setelah mengalami pembakaran dalam ruang bakar maka akan menghasilkan perubahan tenaga,menjadi tenaga gerak melalui mekanisme yang sudah ditentukan, dalam proses pembakaran kalor ini ada dua bagian diantaranya adalah :

2.1.1

Proses Pembakaran Luar (External Combustion Engine) Dalam proses pembakaran pada mesin pembakaran luar terjadi diluar mesin,energi thermal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui dinding pemisah.fluida kerja itu sendiri adalah fluida dari mesin kalor.contohnya mesin uap,semua energi yang diperlukan oleh

Teknik Mesin


6

Tugas Akhir

mesin itu mula-mula meninggalkan gas hasil pembakaran kemudian melalui dinding pemisah kalor energi tersebut masuk ke fluida kerja yang kebanyakan terdiri dari air atau uap.

2.1.2

Proses Pembakaran Dalam (Internal Combustion Enginer) Dalam mesin pembakaran dalam merupakan mesin yang fluida kerjanya adalah gas hasil pembakaran. Dalam proses mesin pembakaran dalam ini terbagi lagi menjadi tiga kelompok yaitu motor bakar torak, turbin gas, dan propulasi pancar gas.. Mesin pembakaran motor bakar torak adalah pembakaran yang menggunakan bagian silinder yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak secara tranlasi,gerakan tranlasi torak menyebabkan gerak rotasi pada poros engkol dan sebaliknya gerakan rotasi pada engkol menyebabkan gerakan tranlasi pada torak. Pada mesin pembakaran dalam turbin gas fluida kerja yang berupa gas yang digunakan untuk memutar roda turbin bersudut.sejumlah sudut itu berfungsi untuk mengubah momentum fluida kerja yang mengalir diantara sudut tersebut. Sedangkan pada mesin pembakaran propulasi pancar adalah mesin yang menghasilkan daya dorong, gaya tersebut terjadi karena adanya perubahan momentum gas yang mengalir melalui mesin tersebut.

Teknik Mesin


7

Tugas Akhir

2.2 OVER SIZE Over size adalah suatu cara yang sering digunakan dalam proses mesin pembakaran dalam untuk memperbaiki performance mesin setelah mengalami kebocoran (keausan) bahan bakar atau gas pada saat terjadinya proses langkah kompresi,dengan cara over size maka keausan yang dialami silinder dapat diatasi.dalam over size ada yang memakai proses standarisasi dari pabriknya dan ada over size yang memakai silinder dari jenis motor yang lain.dengan kata lain jika silinder sudah mengalami pembesaran dan tidak sama dengan pada waktu mesin motor tersebut dikeluarkan oleh pabrik maka secara otomatis daya torsi yang dihasilkan mesin motorpun akan berubah, jika daya torsinya sudah mengalami perubahan maka kenyamanan akselerasi dalam kendaraan pun akan berkurang. Jika over size ini dilakukan dengan mengikuti standarisasi dari pabrik maka prosedur yang harus dilakukan adalah mengikuti over size pembesaran silinder dari standarisasinya, 0 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 100 mm.prosedur dalam langkah ini sudah diatur dari standarisasi pabriknya dengan catatan pada bagian-bagian lain tidak terjadi perubahan yang cukup signifikan. Over size juga dapat dilakukan guna untuk penambahan daya torsi dari mesin motor tersebut agar dapat mencapai dengan kecepatan yang maksimal dengan cara penambahan ukuran diameter silinder menjadi lebih besar, penambahan ukuran tersebut tergantung dari berapa besar daya torsi yang kita

inginkan

dengan

catatan

mesin

tersebut

masih

dapat

mengaplikasikannya. Teknik Mesin


8

Tugas Akhir

Setelah silinder tersebut mengalami perubahan tentunya beberapa komponen

yang berhubungan

dengan

itu

juga harus

mengalami

pergantian,contohnya seperti piston,katup dan ring piston selain pergantian komponen-komponen yang penting kita juga harus memperbesar ruang silinder dimana tempat tersebut adalah sebagai ruang bahan bakar dan udara berada disaat proses pembakaran.

2.3 KLASIFIKASI MESIN PEMBAKARAN DALAM A. Macam-macam langkah-langkah kerja a. Mesin motor 4 langkah. b. Mesin motor 2 langkah. B. Macam-macam proses pembakaran a. Mesin motor siklus oto. b. Mesin motor siklus diesel. c. Mesin motor siklus ganda. C. Macam-macam kecepatan mesin a. Mesin motor kecepatan rendah. b. Mesin motor kecepatan sedang. c. Mesin motor kecepatan tinggi. D. Macam-macam sistem pendinginan. a. Mesin motor berpendingin udara b. Mesin motor berpendingin air. c. Mesin motor bependingi uap. Teknik Mesin


9

Tugas Akhir

E. Macam-macam suplai bahan bakar. a. Mesin motor karburator. b. Mesin motor injek udara. c. Mesin ijek padat atau tanpa udara. F. Macam-macampenempatan silinder. a. Mesin motor garis vertical. b. Mesin motor horizontal.

2.4 KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA MESIN 4 LANGKAH

2.4.1

Poros Engkol (Crankshaft) Poros engkol adalah komponen yang berada dalam suatu mesin poros engkol juga salah satu komponen yang utama dalam suatu mesin dengan kinerja yang selalu berputar, dalam poros engkol ada bagian-bagian tertentu yang eksentrik bagian-bagian tersebut terdiri dari lengan engkolnya sendiri dan pena engkol, poros engkol terbuat dari baja cor campuran alumunium yang mempunyai daya tahan yang kuat dan bebannyapun tidak terlalu berat.. Poros engkol berfungsi untuk mengubah gaya translasi dari piston menjadi gerak putar atau berotasi melalui batang penghubung hingga piston dapat bergerak naik turun dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB) gerakan ini trus berulang

Teknik Mesin


10

Tugas Akhir

jika masih ada tekanan dari piston akibat terjadinya proses pembakaran bahan bakar yang terjadi diruang silinder.

Gambar 2.1 Poros Engkol (Crankshaf)

2.4.2

Piston (Torak) Piston adalah sebuah alat yang berbentuk bundar yang berada dalam ruang silinder, piston merupakan alat yang berfungsi sebagai penghantar daya yang dihasilkan pada saat proses pembakaran diruang bakar sebagai penghubung keporos engkol adalah batang torak, piston ini bekerja dengan naik turun dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah(TMB) oleh karna itu piston ini dibuat dengan seringan mungkin, bahan pembuatan piston terbuat dari alumunium

Teknik Mesin

campuran.karna pada posisi piston ini Fakultas Teknologi Industri

11

Tugas Akhir

terjadi proses pembakaran yang sangat panas oleh karna itu piston juga dibuat dengan campuran alumunium yang tahan panas pada suhu tertentu.

Gambar 2.2 Piston

2.4.3

Ring Piston Ring piston adalah sebuah ring bundar yang berfungsi untuk menahan tahanan gas bahan bakar dari ruang bakar agar tidak bocor pada saat piston melakukan fungsinya dalam kompresi,sehingga tekanan gas bahan bakar tersebut dapat dihasilkan dengan sempurna.ring piston terbuat dari baja yang memiliki ketahanan panas yang kuat serta ring piston juga memiliki sifat ketahanan elastis untuk tetap rapat pada dinding silinder walaupun dengan suhu yang sangat tinggi. Selain itu ring piston juga tidak hanya berguna untuk menahan tekanan gas bahan bakar tetapi dalam ring piston juga ada yang namanya ring piston untuk mengatur ketebalan oli pada

Teknik Mesin


12

Tugas Akhir

silinder,dan biasanya ring tersebut berada pada posisi yang paling bawah pada urutan ring piston tersebut.

Gambar 2.3 Ring Piston

2.4.4

Batang Torak (Connecting Rod) Batang torak adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menghubungkan piston dengan poros engkol,batang torak terbuat dari baja tempa dengan sangat kecil dan mempunyai ketahan panas yang tinggi dan kekuatan yang sangat besar dalam batang torak bagian

atas

dibuat

lubang

kecil

yang

berfungsi

untuk

menghubungkan dengan piston dan diikat dengan pena piston (klaher bambu), sedangkan pada bagian bawah dibuat lubang agak besar karna akan dihubungkan dengan poros engkol dan diikat dengan pena poros engkol (klaher engkol). Teknik Mesin


13

Tugas Akhir

Gambar 2.4 Batang Torak (Connecting Rod)

Teknik Mesin


14

Tugas Akhir

2.4.5

Silinder Silinder adalah komponen yang paling terpenting dalam sebuah mesin dan juga komponen yang paling mendukung dalam pengoprasian kinerja dari pada sebuah mesin,silinder berfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran motor bakar dalam ruangan dan silinder adalah sebagai tempat semua komponen-komponen yang penting bekerja pada silinder tersebut.silinder juga komponen yang paling sensitif terhadap kerusakan jika terjadi goresan pada silinder tersebut maka secara tidak langsung dapat menggangu sistem pengoprasian pada kinerja mesin tersebut jika sistem kerjanya sudah terganggu maka secara otomatis hasil daya mesin itu sendiri akan berkurang. Silinder terbuat dari bahan besi casting tetapi jika mesin itu tergolong sebagai mesin sederhana dan jika mesin itu termasuk pada mesin yang berat maka silinder tersebut terbuat dari campuran besi cor atau campuran alumunium karna silinder harus dapat menahan tekanan yang tinggi sekitar 0 kg/cm

2

s/d 50 kg/cm

2

dan harus dapat menahan suhu panas yang sangat besar sekitar 10000 c sehingga silinder tersebut harus mempunyai kekuatan untuk menahan tekan yang tinggi dan menahan suhu yang sangat panas. Untuk menambah daya tahan silinder akibat gerakan piston yang bolak balik secara cepat serta mengakibatkan beban kejut yang besar dan gaya tarik yang cepat,maka silinder tersebut dilapisi Teknik Mesin


15

Tugas Akhir

liner atau sleeve dari campuran baja nikel yang mempunyai sifat dan tahan terhadap beban kejut dan daya tarik dari gerakan piston yang bolak balik secara cepat. Selain menambahkan liner pada silinder juga terdapat lubang-lubang untuk saluran air dalam silinder,yang berfungsi sebagai pendingin mesin jika mesin tersebut dalam keadaan beroprasi yang lebih dikenal dengan sistem pendinginan air radiator.selain dengan membuat lubang-lubang dalam silinder untuk pendinginan ada pula yang memanfaatkan kecepatan angin pada saat kendaraan tersebut berjalan yaitu dengan membuat siripsirip pada mesin yang berguna untuk menahan angin dalam proses pendinginan. Tujuan dari pembuatan sistem pendinginan adalah agar dapat menambah umur dari silinder karna jika temperatur dari silinder selalu naik turun dan tidak mendapatkan pendinginan lebih maka kekuatan material pada silinder pun akan menurun oleh karna itu di buatlah sistem pendinginan yang berfungsi untuk menjaga temperatur silinder agar tetap setabil dan tidak melewati batas temperatur yang telah ditentukan.

Teknik Mesin


16

Tugas Akhir

Gambar 2.5 Silinder

2.4.6

Klep (Katup) Klep atau katup adalah alat yang berbentu seperti payung yang berfungsi sebagai pengatur keluar masuknya bahan bakar gas yang akan masuk dan keluar dari ruang silinder katup yang seperti ini hanya ada dalam mesin yang berpenggerak 4 langkah,katup ini terbuat dari besi campuran alumunium karna akan mempunyai sifat yang lebih ringan. Katup ini berkerja dengan digerakan dari cam penggerak katup (tapper) serta tuas penggerak katup,komponenkomponen tersebut dapat mengatur kinerjanya yang diatur oleh cam shaf dan cam shaf sendiri berputar karna mendapat putaran dari poros engkol dengan komponen penghubungnya melalui gear (rantai keteng).

Teknik Mesin


17

Tugas Akhir

Gambar 2.6 Katup/Klep

2.4.7

Rangkaian Roda Gigi (Gear) Rantaian roda gigi (gear) adalah rangkaian gigi yang di jadikan satu yang berfungsi untuk menyalurkan daya gerak yang dihasilkan oleh poros engkol dan diteruskan ke gear lalu di teruskan lagi keroda belakang selain meruskan daya gerak

Teknik Mesin


18

Tugas Akhir

rangkaian roda gigi (gear) juga berfungsi untuk mengatur kecepatan pada mesin. Dalam mesin itu sendiri ada beberapa jenis rangkaian roda gigi yang pertama adalah rangkaian roda gigi primer yang berfungsi untuk merubah gerak yang dihasilkan dari poros engkol dan selanjutnya menyalurkan gerak ke rangkaian roda gigi skunder.rangkaian roda gigi skunder adalah komponen yan berfungsi untuk mengatur kecepatan mulai dari gigi pertama sampai tingkatan gigi berikutnya, selain itu juga rangkaian roda gigi ini berfungsi untuk menyalurkan gerakan berikutnya ke roda belakang melalui komponen penghubung rantai.

Gambar .2.7 Rangkaian Roda gigi

Teknik Mesin


19

Tugas Akhir

2.4.8

Ruang Mesin Ruang mesin adalah tempat dimana seluruh komponen berada didalamnya dan berada pada fungsinya masing-masing ruang mesin terbuat dari besi tuang dengan suhu sekitar 1500

0

c.

selain itu juga sebagai tempat pelumasan yang berfungsi untuk melumasi komponen-komponen saat saling bergesekan yang berada dalam ruang mesin agar terhindar dari keausan.

Gambar. 2.8 Ruang Mesin

Teknik Mesin


20

Tugas Akhir

2.5 MOTOR BENSIN 4 LANGKAH DAN 2 LANGKAH Motor bensi 4 langkah adalah motor bensin yang dalam kinerjanya mempunyai 4 langkah tetapi 1 kali pembakaran begitu juga dengan naik turunnya piston sebanyak 4 kali dan di ikuti dengan 2 kali putaran poros engkol,dalam motor besin 4 langkah ini pada proses pengisian bahan bakar keruang silinder di atur oleh katup sedangkan katup sendiri digerakan melalui poros engkol. Motor bensin 2 langkah adalah motor bensin dalam kinerjanya mempunyai 2 kali langkah tetapi 1 kali pembakan pada proses motor bensin 2 langkah ini piston naik turun hanya sebanyak 2 kali dan di ikuti dengan 1 kali putaran poros engkol,dalam motor bensin 2 langkah ini keluar masuknya bahan bakar di atur dengan gerakan piston itu sendiri oleh sebab itu mesin motor 2 langkah ini dalam konsumsi bahan bakarnya sangat banyak dan ditambah sedikit pelumasan dalam proses pembakarannya karna motor bensin 2 langkah ini pelumasan mesinnya tidak sampai ke pada bagian piston dan silinder. Dalam hal ini perbedaan-perbedaan antara mesin 4 langkah dengan 2 langkah adalah lebih kepada mekanisme dalam menyelesaikan langkah kerja, jika pada mesin 4 langkah mempunyai 4 mekanisme yaitu langkah hisap, kompresi, expansi dan pembuangan itu dilakukan dalam satu siklus dalam mesin motor 4 langkah tetapi beda dengan mesin motor 2 langkah mekanismenya yaitu adalah langkah pertama yaitu langkah hisap di barengi dengan langkah kompresi dan langkah expansi di barengi dengan langkah pembuangan itulah perbedaan antara mesin motor 4 langkah dan 2 langkah. Teknik Mesin


21

Tugas Akhir

Q1 = Pembakaran pada volume konstan Q2 = Pembuangan gas sisa pembakaran

Gambar 2.9 Diagram P-V Motor 4 Langkah

Keterangan Gambar : 1. Langkah Hisap (5-A-1) Dalam langkah ini katup masuk terbuka kemudian bahan bakar besin bercampur dengan udara masuk keruang silinder,pada langkah piston bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju ke titik mati bawah (TMB). 2. Langkah Kompresi (1-B-2) Dalam langkah ini katup masuk dan katup buang tertutup, campuran bahan bakar bensin dan gas berada diruang silinder kemudian piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) pada langkah ini bahan bakar dipampatkan oleh piston, 50 c sebelum Teknik Mesin


22

Tugas Akhir

piston mencapai titik mati atas (TMA) busi mengeluarkan loncatan bunga api yang berguna untuk membakar bahan bakar yang berada di ruang dilinder setelah terjadi pembakaran maka secara otomatis akan menaikan tekanan dan suhu secara tiba-tiba (2-3) 3. Langkah Expansi (3-C-1) Dalam langkah ini katup masuk dan katup buang masih dalam keadaan tertutup, dengan adanya tekanan dari ruang bakar akibat adanya pembakaran diruang silinder maka piston tersebut bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB).seiring dari hasil pembakaran gas secara otomatis gas akan memuai dan di ikuti dengan kecepatan piston bergerak selama dalam langkah expansi sejumlah energi panas diubah menjadi energi mekanis. 4. Langkah Buang (1-D-5) Dalam langkah ini katup keluar terbuka disaat piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA) sekaligus mendorong sisa hasil pembaran tadi dari ruang silinder menuju keluar ruang singder setelah langkah ini selesai dan katup keluar tertutup maka siklus kembali lagi kepada langkah pertama,langkah ini akan terus bekerja seperti ini. Perbedaan siklus motor bensin 2 langkah dalam mekanisme kerjanya yaitu dalam 1 kali pembakaran hanya dilakukan 2 kali langkah kerja, pada motor bensi 2 langkah ini setiap 1 kali langkah piston maka diikuti 2 langkah kerja untuk mengetahui lebih lanjut mari kita perhatikan diagram dibawah ini. Teknik Mesin


23

Tugas Akhir

Gambar 2.10 Diagram P-V Motor 2 Langkah

Keterangan Gambar :

1.

Langkah Hisap Dan Langkah Kompresi (5-6-1) Dalam langkah ini campuran bahan bakar dan udara di hisap oleh piston kemudian masuk kedalam ruang silinder disamping itu juga juga di ikuti dengan langkah kompresi, 50 c sebelum piston sampai titik mati atas (TMA) maka busi mengeluarkan loncatan bunga api ke dalam ruang silinder barulah campuran bahan bakar dengan udara terbakar setelah terbakar akan mengakibatkan tekanan pada piston dan mengakibatkan gerakan piston bergerak dari titik mati atas(TMA) ke titik mati bawah (TMB).karna pada mesin motor 2

Teknik Mesin


24

Tugas Akhir

langkah ini satu kali gerakan piston di ikuti dengan 2 kali langkah kerja.

2.

Langkah Expansi Dan Langkah Buang (3,4) Dalam langkah kerja ini dimana hasil dari pembakaran gas ini mendorong piston menuju titik mati bawah (TMB) yang disusul dengan gerakan buang dan pada saat bersamaan campuran bahan bakar dan udara dihisap masuk kedalam ruang silinder melalui saluran masuk menuju ruang silinder.

2.6 KATUP WAKTU DAN DIAGRAM INDIKATOR 2.6.1

Teknik Mesin

Indikator Dan Katup Waktu Mesin 4 Langkah.


25

Tugas Akhir

Gambar 2.11 Diagram Indicator Siklus 4 Langkah.

Dari gambar diatas bahwasanya kita dapat melihat langkahlangkahnya sebagai berikut: Garis 1-2 menunjukan langkah hisap, yang terletak dibawah garis tekanan asmosfir. Garis 2-3 menunjukan langkah kompresi pada saat itu katup masuk dan katup buang keduanya tertutup, sehingga menyebabkan naiknya tekanan didalam silinder sebelum akhir langkah kompresi campuran yang akan dinyalakan o leh busi akan menyebabkan kenaikan tekanan dan suhu gas hasil pembakaran, tetapi volume akan tetap konstan seperti yang ditunjukan pada garis 3-4 langkah kompresi ditunjukan oleh garis 4-5 dimana katup buang akan terbuka sedikit. Sekarang gas hasil pembakaran akan dibuang keudara melalui katup pengeluaran.langkah pengeluaran ditujukan oleh garis 5-1 terletak diatas garis atmosfir. Katup buang terbuka sebelum piston memulai langkah hisap hal ini bersamaan dengan masuknya campuaran bahan bakar dengan yang baru Teknik Mesin


26

Tugas Akhir

karna unutk membantu dan mendorong sisa gas untuk keluar, pada saat itu piston mulai dengan langkah yang baru dikuti dengan katup masuk terbuka setelah piston sedikit turun menuju titik mati bawah (TMB).

Gambar 2.12 diagram katup waktu mesin 4 langkah

Pada diagram diatas ini terlihat bahwa katup masuk akan terbuka sebelum piston menyentuh TDC (top dead center) dengan kata lain pada piston bergerak ketas sebelum awal langkah hisap. Saat piston menyentuh TDC langkah hisap dimulai.selanjutnya piston menyentuh BDC (bottom dead center) kemudian bergerak keatas di ikuti dengan penutupan katup masuk di saat engkol bergerak sedikit ke bawah BDC hal ini terjadi ketika

Teknik Mesin


27

Tugas Akhir

campuran bahan bakar dengan udara masuk kedalam ruang silinder secara terus-menerus walapun piston bergerak keatas dari BDC. Ketika itu campuaran terkompresi dengan kedua katup tertutup dan dibakar dengan busi sebelum langkah kompresi berakhir selanjutnya piston menyentuh TDC gas hasil pembakaran dengan suhu tekanan yang tinggi mendorong piston kebawah dengan gaya penuh selanjutnya langkah expansi pada saat itu dimulai katup buang terbuka sebelum piston kembali ke BDC.selanjutnya gas hasil pembakaran mulai meninggalkan silinder mesin . Langkah selanjutnya piston menyentuh BDC dan mulai bergerak keatas dengan demikian langkah buang dimulai dan diikuti dengan terbukanya katup keluar dan pada saat piston belum sampai ke TDC untuk memulai langkah hisap bersamaan dengan itu katup masuk terbuka dan bahan bakar dan campuran udara masuk keruang silinder setelah katup masuk tertutup maka piston kembali lagi ke BDC langkah ini akan berkerja seterusnya dengan langkah yang sama.

Teknik Mesin


28

Tugas Akhir

2.6.2

Indikator Dan Katup Waktu Mesin 2 Langkah

Diagram 2.13 Diagram Indicator Siklus 2 Langkah

Dari gambar diatas bahwasanya kita dapat melihat langkah-langkahnya sebagai berikut:

Teknik Mesin


29

Tugas Akhir

Langkah hisap ditunjukan oleh garis 1-2-3 saat piston membuka celah masuk, dimana selama langkah hisap celah keluar juga terbuka pada pertenganhan langkah hisap volime campuran udara dengan bahan bakar selanjutnya gas bakar meningkat terjadi saat piston bergerak dari 1 ke 2 pada pertengan kedua langkah hisap volume muatan dan gas bakar berkurang ini terjadi saat piston bergerak naik dari 2 ke 3 lalu celah masuk menutup. Kemudian piston terus bergerak naik dan celah keluar tertutup pada nomor 4. Sekarang bahan bakar yang terdapat didalam ruang silinder dikompresi seperti yang ditujukan pada garis 4-5 selanjutnya pada akhir kompresi ada suatu peningkatan tekanan dalam silinder tetapi sesaat sebelum akhir kompresi bahan bakar dan udara yang sudah tercampur dinyalakan dengan bantuan busi dengan penyalaan tiba-tiba meningkatan tekanan dan suhu pembakaran tetapi volume sekala percobaan tetap konstan seperti yang ditunjukan oleh garis 5-6 ekspansi ditunjukan oleh garis 6-7. Lankah selanjutnya katup buang membuka pada gari 7 dan gas hasil pembakaran dikeluarkan keudara melalui celah lubang keluar hal ini akan mengurangi tekanan bersamaan dengan piston bergerak ke titik mati bawah (TMB)volume bahan bakar akan meningkat ditunjukan paada garis 7-1 pada garis 1 celah masuk membuka dan langkah hisap dimulai, proses ini akan trus berulang dan begitulah cara kerja mesin motor 2 langkah.

Teknik Mesin


30

Tugas Akhir

Gambar 2.14 Diagram Katup Waktu Mesin 2 Langkiah

Pada diagram katup diatas kita melihat bahwa ekspansi bahan bakar menyala setelah dimulai saat piston bergerak dari titik mati bawah (TMB) ke titik mati atas (TMA), langkah pertama celah keluar membuka sebelum piston mencapai titik mati bawah dan bahan bakar mulai meninggalkan silinder setelah fraksi kecil dari putaran poros celah masuk juga terbuka dan campuran udara bahan bakar yang baru masuk kesilinder mesin. Langkah ini dilakukan saat bahan bakar baru masuk membantu mendorong hasil dari sisa pembakaran menuju keluar ruang bakar disaat piston sudah mencapai titik mati bawah (TMB) dan piston akan menujuk ke atas bersamaan dengan poros engkol bergerak naik sedikit melewati titik mati bawah (TMB) celah masuk tertutup dan celah keluar juga tertutup maka saat inilah bahan bakar dikompresi dengan kedua celah Teknik Mesin


31

Tugas Akhir

tertutup dan dengan bantuan busi sebelum akhir langkah kompresi bahan bakar tersebut terbakar akibat loncatan bunga api dari busi. Langkah selanjutnya setelah terjadi proses pembakaran maka piston mendapatkan tekanan dari bahan bakar yang terbakar kemudian pisto

melakukan

ekpansi

melalui

celah

lubang

keluar

menuju

kenalpot,perlu yang diperhatikan bahwa celah masuk dan celah keluar akan terbuka dan tertutup pada sudut yang sama di kedua sisi dari posisi titik mati bawah (TMB).

2.7 KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MESIN 4 LANGKAH 2.7.1

keuntungn mesin motor 4 langkah daya mesin dapat dibuat menjadi lebih besar lagi tanpa harus memikirkan konsumsi bahan bakar yang berlebihan dengan kata lain walaupun mesin 4 langkah mempunyai cc sampai 2000 cc mesin 4 langkah tetap dapat mengkonsumsi bahan bakar yang sangat irit bila dibandingkan dengan mesin 2 langkah. Mesin motor 4 langkah mempunyai putaran yang lebih banyak oleh karna itu suara mesin yang dihasilkan lebih lembut dengan kata lain suara mesin 4langkah tidak terlalu berisik jika dibandingkan dengan mesin motor 2 langkah pada mesin 4 langkah dalam proses pembakaran gas yang akan dibakar tidak perlu menggunakan bahan tambahan seperti minyak pelumas karna dalam mesin 4 langkah sudah mendapatkan pelumasan yang menyeluruh.

Teknik Mesin


32

Tugas Akhir

Mesin 4 langkah dapat menahan panas yang lebih besar oleh sebab itu mesin 4 langkah lebih banyak digunakan pada mesin-mesin yang tergolong berat seperti pada mobil. Karna dalam campuran bahan bakar mesin 4 langkah tidak memakai campuran minyak pelumas maka hasik gas buang sisa pembakaran tidak terlalu banyak timbale dengan kata lain hasil pembakaran gas buang mesin 4 langkah lebih ramah lingkungan jika dibandingkan dengan mesin 2 langkah. Perawaatan yang lebih mudah pada ruang silinder karna dalam pembakarannya mesin 4 langkah tidak meninggalkan kerak dalam ruang silinder,serta komponen yang pada mesi 4 langkah terkadang lebih tahan lama atau awet jika dibandingkan dengan mesin 2 langkah oleh sebab itu harga mesin motor 4 langkah terkadang lebih setabil walaupun sudah dalam proses pemakaian yang lama.

2.7.2

kerugian mesin 4 langkah. Daya motor mesin yang dihasilkan mesin 4 langkah lebih lamban karna dalam 4 kali gerakan piston dan 2 kali putaran poros engkol hanya 1 kali pembakaran beda dengan mesin 2 langkah yaitu dalam pembakarannya hanya membutuhkan 2 kali gerakan piston dan 1 kali putaran poros engkol. Dalam mesin 4 langkah mempunyai cara kerja yang lebih rumit dalam proses pembakarannya oleh karna itu hanya sedikit

Teknik Mesin


33

Tugas Akhir

orang yang mengetahui cara kerja mesin 4 langkah, serta mesin motor 4 langkah mempunyai komponen-komponen yang lebih banyak yang tidak terdapat pada mesin 2 langkah dan komponenkomponen itu saling berkaitan dalam proses kerja mesin 4 langkah. Karna mempunyai komponen yang lebih banyak secara otomatis dalam perbaikan mesin 4 langkah akan lebih sulit dan diperlukan perawatan mesin 4 langkah yang selalu rutin dilakukan karna jika rutin melakukan perawatan maka komponen-komponen yang terdapat dalam mesin 4 langkah tidak akan bisa bekerja dengan baik. Dalam mesin 4 langkah jika sudah mengalami kerusakan satu kamponen maka mesin 4 langkah harus menggantikan secepatnya karna jika tidak diganti komponen tersebut akan membuat komponen yang lainnya menjadi rusak pula.

Teknik Mesin


34

Tugas Akhir

BAB III METODE PENGUJIAN

3.1

Spesifikasi Alat Percobaan Dan Pengukuran

Equipment

: Timbangan (Strain Gauge)

Max Wheight

: 25 Kg

3.1.1 Spefikasi Mesin : Motor Otto Astrea Legenda 97 cc, 4 Langkah,1 silinder dan berkapasitas mempunyai injeksi bahan bakar bensin. Type

: 4 Langkah, 1 silinder, OHC, pendingin udara

Engine No

: NGEE-1254404

Bore

: 50,0 mm

Stroke

: 49,5 mm

Swept Volume

: 97,1 cc

Compression Ratio

: 8,8 : 1

Maxsimum Speed

: 4000 rpm

Indicator Tapping

: 1 cylinder

Teknik Mesin


35

Tugas Akhir

Diameter of exhaust pipe : 22 mm (0,86 inc) Length of exhaust pipe

: 1m

Colant oulted Temperatur : 100o C Oil inlet temperatur

: 100o C

Top clearance

: 0,1 to 0,2 mm

Fuel

: Bensin

Oil

: SAE 15 W / 40

3.1.2 Fuel Gauge (Gelas Ukur) Number

: 1 buah

Capacity

: 100, 250, 300, 500 cc

3.1.3 Oil Flowmeter (Alat Ukur Temperatur Oli) Suhu

: 300° C

Serial No

: BL Type Bimetal Thermometer 3” x 100°C x 1/2” NPT x 100 mml

3.1.4 Air Pressure Pipe (Selang untuk mengukur tekanan udara) Mistar

: 5 mm dia x 300 mm long

Pipe

:1 meter

3.1.5 Additional instruments (Alat Tambahan) Oil Cooller Tachometer

Teknik Mesin

: LR7N-M60


36

Tugas Akhir

Pengujian dilakukan di Laboratorium Proses Produksi Universitas Mercu Buana Jurusan Teknik Mesin dengan menggunakan suatu sistem pengujian yang terintegrasi terdiri dari sistem engine brake hidrolik, pengkondisian udara, sistem pendingin mesin dan control panel. Mesin diinstal diatas suatu konstruksi dengan dudukan yang dibuat sedimikian rupa untuk menopang mesin dan dengan didukung dengan engine mounting sehingga akan mengurangi getaran yang akan ditimbulkan oleh mesin. Dikarenakan uji mesin ini bukan merupakan uji ketahanan mesin diesel maka output dari engine dihubungkan ke sisitem engine brake. Pada sistem pendinginan yang menggunakan oil cooller dan dibantu kipas elektrik.

3.2

Tujuan Pengujian Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui performance

(prestasi) dari pada motor bensin yang diuji. Pengujian dilakukan pada berbagai kecepatan putaran yaitu dari putaran rendah 1000 rpm sampai dengan putaran tinggi yaitu putaran 1500 rpm kemudian hasil pengujian digambarkan dalam bentuk grafik karakteristik yang dapat digunakan untuk menilai panas oli mesin dan pemakaian bahan bakar dan kareteristik panas pada sistem pendingin mesin pada input dan output oil cooller.

Teknik Mesin


37

Tugas Akhir

3.3

Fasilitas Pengujian Dan Analisa Fasilitas pengujian merupakan faktor utama yang mempengaruhi

relevannya data hasil pengujian dan analisa-analisa terhadap karakteristik pengujian yang didapat. Fasilitas-fasilitas pengujian yang terpenting dalam pengujian mesin otto Astrea Legenda adalah sebagai berikut : a. Measurement of out torque and power (Pengukuran Output dan Daya) b. Measurement of speed (Pengukuran Kecepatan) c. Measurement of fuel consumption (Pengukuran Konsumsi Bahan Bakar) d. Measurement of air consumption (Pengukuran Konsumsi Udara) e. Measurement of emission exhaust (Pengukuran Gas Buang)

3.3.1 Pengukuran Output dan Daya Pengukuran output torsi disini mengunakan besarnya daya konstan sebesar 5 kg. Untuk mengukur output torsi dan daya dari suatu motor bensin digunakan alat-alat ukur sebagai berikut :

Gambar 3.1. Timbangan ( Strain Gauge )

Teknik Mesin


38

Tugas Akhir

3.3.2 Pengukuran Kecepatan Pengukuran terhadap puturan motor dengan menggunakan alat yang disebut Tachometer.

Gambar 3.2. Tachometer

Dimana spesifikasi alat ini adalah pemgukuran secara digital yang mencapai 10000 rpm dan menggunakan baterai sebagai sumber daya dan untuk mengukurnya dengan pantulan sinar yang berasal dari alat

3.3.3 Pengukuran Konsumsi dan Bahan Bakar Pengukuran atas kebutuhan bahan bakar yang dipergunakan dapat dilaksanakan dengan plint fuel gauge. Pada prinsipnya alat tersebut terdiri dari tabung yang didalamnya dibatasi dengan sekat (spacer) dan antara setiap spacer yang berurutan mempunyai volume 100, 250, 300, 500 cc. Dengan

mempergunakan

stopwatch

dapat

diketahui

waktu

yang

diperlukan untuk pemakaian sejumlah tertentu dari bahan bakar bensin

Teknik Mesin


39

Tugas Akhir

Gambar 3.3. Gelas Ukur Bahan Bakar

3.3.4 Pengukuran Konsumsi Udara Efisiensi volumetris sangat mempengaruhi performance dari suatu motor bakar karena power output yang dihasilkan tergantung sekali besarnya terhadap jumlah udara yang dapat dihisap oleh piston oleh silinder. Pengukuran jumlah udara yang dihisap dilaksanakan dengan air consumpsion motor, dengan prinsip mengukur pressure drey dari aliran udara yang melalui suatu orifice yang telah diketahui diameter dari koefisien of dichargenya dan kemudian menghitung kecepatan aliran udara yang melewati orifice tesebut. Pengukuran pressure drop dilaksanakan dengan manometer.

Teknik Mesin


40

Tugas Akhir

Gambar 3.4 Alat ukur Konsumsi Udara.

Sebelum penujian dimulai, hal-hal yang perlu diperhatikan sebagai berikut : a. Catatlah kondisi udara didalam ruangan laboratorium. b. Aturlah dynamometer pada kedudukan “nol”. c. Temperature oli pada kedudukan “300cc” d. Aturlah manometer pada air flow meter pada kedudukan “nol”. 3.4.2 Prosedur Menjalankan Motor Bensin 1. Buka saluran bahan bakar dari tangki bahan bakar sampai ke mesin. 2. Check level bahan bakar dalam gelas ukur. 3. Check level pelumas dalam karter. 4. Periksa kabel accu dan komponen lainnya.

Teknik Mesin


41

Tugas Akhir

5. Motor distart sampai jalan dan kemudian biarkan motor berjalan beberapa waktu (min 15 menit) pada idling speed untuk pemanasan.

3.4.3 Prosedur Pengukuran Sebelum

mengadakan

pengamatan

dan

pengukuran

oleh

“individual test-sheet” dan “main test sheet”. Pengkajian motor otto hendaknya dilaksanakan oleh beberapa orang : Orang pertama •

Memimpin dan memberi komando saat mulai sampai selesainya pengamatan.

•

Mengamati putaran motor pada revolution counter atau teachometer

serta

melaksanakan

pengukuran

fuel

consumtion dengan stop-watch. Orang kedua •

Mengamati manometer pada air flow meter, inlet oil temperature dan exhaust oil temperature.

•

Menjalankan motor sesuai dengan percobaan dan mencatat nilai torque rata-rata.

•

Mendokumentasikan data yang telah diuji pada lembaran pengujian.

Teknik Mesin


42

Tugas Akhir

NOTE : Pengamatan dilakukan sedapat mungkin secara serentak pada waktu motor sudah cukup “steadly” Pada setiap “set” pengamatan, variasi kecepatan putaran hendaknya dijaga tidak lebih dari 0,5 % atau 10 rpm. Perubahan Kecepatan hendaknya dilakukan secara perlahanlahan dengan Cara mengurangi hentakan gas ( Throttle ). Untuk setiap kecepatan putaran, catatlah secara serentak : 1. Kecepatan putaran (rpm). 2. Waktu setiap pemakaian bahan bakar misalnya : 0-25-50-75100 cc (sec). 3. Temperatur oli yang masuk dan keluar dari motor(°C).

Sedang untuk mengetahui karakteristik motor bensin pada kecepatan konstan pilihlah salah satu dari putaran-putaran : 1600 - 3000 rpm. Dan catatlah secara serentak : seperti dalam variabel catatan. Selama pengujian haruslah dijaga hal-hal pada variabel diatas : 1. Temperatur gas asap tidak lebih dari 200°C. 2. Perbedaan temperatur oli masuk dan keluar dari mesin tidak lebih dari 80°C. 3. Pengujian pada beban penuh 100% dilakukan tidak lebih dari 15 menit.

Teknik Mesin


43

Tugas Akhir

3.4.4 Prosedur Menghentikan Motor bensin 1. Kurangi beban secara perlahan-lahan sampai pada beban yang minimum sambil mengurangi kecepatan putaran motor. 2. Biarkan motor berjalan pada putaran dan beban minimum sampai temperatur gas asap menjadi kira-kira 150°C. 3. Matikan motor dengan memutus hubungan listriknya. 4. Biarkan oli bersirkulasi 15 menit lagi untuk mendinginkan motor secara perlahan. 5. Tutup semua katup-katup bahan bakar, dan lepaskan kabel start dari accu serta buka “Drainage Valve” pada dynamometer.

Teknik Mesin


44

Tugas Akhir

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN Pada bab ini akan membahas hasil pengamatan pengujian, contoh perhitungan dan analisa antara perbandingan antara pemakaian motor bakar dengan menggunakan swirll dengan motor bakar pada kondisi normal.

1.

Perhitungan Berikut ini merupakan perhtungan yang diambil dari data hasil

pengujian pada keadaan motor baker

pada kondisi normal dengan

putaran 2500 rpm Data- data sebagai berikut: Putaran

: 2500 rpm

Beban disk brake

: 5,8 kg

Volume bahan bakar

: 2 cc

Waktu pemakaian

: 9 detik

Tekanan udara

: 1 atm

Beda tekanan pada orifice

: 11,7 mmH2O

Temperatur oli masuk

: 68°C

Temperatur oli keluar

: 76°C

Teknik Mesin


45

Tugas Akhir

Temperatur ruangan

: 34°C

Dari data- data diatas maka dapat dihitung sebagai berikut ini: •

Daya poros yang keluar/ daya yang bermanfaat, BHP (Brake Horse Power) dengan : Td = F × r

r = lengan / jari-jari tromol / puli disk brake = 0,3 m m × 0,3m s2 = 17,052 Nm 1 2 Td • (kW ) BHP = 1000 60 1 2. .2500.17,052 BHP = • 1000 60 = 4,461kW

Td = 5,8kg × 9,8

•

Pemakaian bahan bakar, BFC (Brake Fuel Consumtion) 3600Vg ( Lt / jam) t 3600.0,002 BFC = 9 = 0,8 Lt / jam

BFC =

•

Pemakaian bahan bakar spesifik, BSFC (Brake Specific Fuel Consumption) BFC ( Lt / kW BHP 0,8 BSFC = 4,461 = 0,179 Lt / kW BSFC =

Teknik Mesin

jam)

jam


46

Tugas Akhir

•

Tekanan efektif rata-rata,BMEP (Brake Mean Effective Preassure) Vs =

.d 2 .s.n 4.106

Dimana D = diameter blok = 50 mm S = panjang stroke = 49,5 mm N = jumlah sikender = 1 Vs =

.50 2.49,5.1 4.106

= 0,097 L

BMEP =

6.104 K 2 BHP kpa 0,097.n

6.10 4.2.4,4619 0,097.2500 = 2208 kpa

BMEP =

•

Brake Thermal Efficiency,

th

th

•

th

0,1136 x100% BSFC 0,1136 = x100% 0,179 = 63,36% =

Kecepatan aliran volumetric, Va (volumetric rate of flow)

Va = 0,003536 D 2

ho.Ta ( Lt / s ) Pa

dengan : D = diameter orifiece = 50 mm 1 cmH2O = 98,1 Pa ho = 1,17 cmH2O x 98,1 Pa = 114,77 Pa Ta = 34 + 273 = 307 K

Teknik Mesin


47

Tugas Akhir

Pa = 1 atm = 760 mmHg = 101,325 kpa = 101325 Pa

Va= 0,003536.22,32

114,77.307 101325

=1,037 Lt/s •

Massa aliran udara, ma (massa rate of flow)

ma= 0,00001232.D2

ho.Pa (kg / s ) Ta 114,77.101325 307

ma= 0,00001232.22,32

=1,1927 Kg/s •

Effisiensi Volumetris, vol

=

vol

60.K 2 .Va x100% 1,3778.n

60.2.2.0,7426 x100% 0,097.2500 = 51.131% vol

=

Perhitungan dibawah ini adalah kondisi pada silender yang di overis Data- data sebagai berikut: Putaran

: 2500 rpm

Beban disk brake

: 7,1 kg

Volume bahan bakar

: 2 cc

Waktu pemakaian

: 7,2 detik

Tekanan udara

: 1 atm

Beda tekanan pada orifece

: 13 mmH2O

Temperatur oli masuk

: 68°C

Teknik Mesin


48

Tugas Akhir

Temperatur oli keluar

: 76°C

Temperatur ruangan

: 34°C

Dari data- data diatas maka dapat dihitung sebagai berikut ini: •

Daya poros yang keluar/ daya yang bermanfaat, BHP (Brake Horse Power) dengan : Td = F × r

r = lengan / jari-jari tromol / puli disk brake = 0,3 m m × 0,3m s2 = 20,874 Nm 1 2 Td • (kW ) BHP = 1000 60 1 2. .2500.20,874 BHP = • 1000 60 = 5,462kW

Td = 7,1kg × 9,8

•

Pemakaian bahan bakar, BFC (Brake Fuel Consumtion)

3600Vg ( Lt / jam) t 3600.0,002 BFC = 7,2 = 1 Lt / jam BFC =

•

Pemakaian bahan bakar spesifik, BSFC (Brake Specific Fuel Consumption) BFC ( Lt / kW BHP 1 BSFC = 5,462 = 0,183Lt / kW BSFC =

Teknik Mesin

jam)

jam


49

Tugas Akhir

•

Tekanan efektif rata-rata,BMEP (Brake Mean Effective Preassure) Vs =

.d 2 .s.n 4.106

Dimana D = diameter blok = 54,5 mm S = panjang stroke = 49,5 mm N = jumlah sikender = 1 Vs =

.502.49,5.1 4.106

= 0,115 L

BMEP =

6.104 K 2 BHP kpa 0,115.n

6.10 4.2.4,4619 0,115.2500 = 2279,8 kpa

BMEP =

•

Brake Thermal Efficiency,

th

th

•

th

0,1136 x100% BSFC 0,1136 = x100% 0,183 = 62,05% =

Kecepatan aliran volumetric, Va (volumetric rate of flow)

Va = 0,003536 D 2

ho.Ta ( Lt / s ) Pa

dengan : D = diameter orifiece = 50 mm 1 cmH2O = 98,1 Pa ho = 1,3 cmH2O x 98,1 Pa = 127,53 Pa Ta = 34 + 273 = 307 K

Teknik Mesin


50

Tugas Akhir

Pa = 1 atm = 760 mmHg = 101,325 kpa = 101325 Pa

Va= 0,003536.22,32

127,53.307 101325

=1,093 Lt/s •

Massa aliran udara, ma (massa rate of flow) ma= 0,00001232.D2

ho.Pa (kg / s ) Ta

ma= 0,00001232.22,32

114,77.101325 307

=1,1927 Kg/s •

Effisiensi Volumetris, vol

=

vol

=

vol

60.K 2 .Va x100% 0,115.n

60.2.2.0,7426 x100% 0,115.2500 = 33,84%

Tabel 1 Tabel Hasil Pengamatan dan hasil perhitungan Motor Bakar Pada Putaran Berubah pada kondisi diameter normal Putaran

waktu

volume

(rpm) 1600 1900 2100 2300 2500

(detik) 23 17 14 11 9

(cc) 2 2 2 2 2

Teknik Mesin

t in o

C 59 63 67 61 68

t out

Te

Ho

Pa

73 85 97 106 115

(mmh2O) 7.5 8.5 9.5 10.6 11.7

atm 1 1 1 1 1

o

C 70 72 71 73 76

ta o

C 31.5 32.5 33 33.5 34

F

T

kg 3.2 3.7 4.2 5 5.8

Nm 9.408 10.878 12.348 14.7 17.052


51

Tugas Akhir

Putaran

BHP

BFC

(rpm) 1600 1900 2100 2300 2500

(kW) 1.5755 2.1633 2.7141 3.5388 4.4619

lt/jam 0.313 0.424 0.514 0.655 0.8

BSFC lt/kWjam 0.19869 0.19578 0.18949 0.18496 0.17929

BMEP

Va

ma

vol

th

kPa 1218.2 1408.5 1598.9 1903.4 2208

(lt/s) 0.8268 0.8817 0.9329 0.9862 1.037

(kg/s) 0.9589 1.0191 1.0765 1.1362 1.1927

(%) 63.931 57.408 54.955 53.045 51.313

(%) 57.174 58.024 59.951 61.417 63.36

Rata-rata BHP

: 2,89 kW

Rata-rata BFC

: 0,541 lt/jam

Rata-rata BSFC

: 0,189 lt/kWjam

Rata-rata

: 56,13%

Rata-rata

: 59,98 %

vol

th

Tabel 2 Tabel Hasil Pengamatan dann perhitungan Motor Bakar Pada Putaran Berubah perbesaran diameter Putaran

Waktu

Volume

(rpm) 1600 1900 2100 2300 2500

(detik) 17 13 11 9 7.2

(cc) 2 2 2 2 2

C 59 63 67 61 68

Putaran

BHP

BFC

(rpm) 1600 1900 2100 2300 2500

t in o

t out o

C 70 72 71 73 76

BSFC lt/kW(kW) lt/jam jam 1.96941 0.424 0.21505 2.68947 0.554 0.20593 3.3603 0.655 0.19479 4.24654 0.8 0.18839 5.46203 1 0.18308

Teknik Mesin

Te o

C 73 85 97 106 115

ho

Pa

(mmh2O) 8.3 8.7 9.8 11.2 13

atm 1 1 1 1 1

BMEP

Va

ma

ta o

C 31.5 32.5 33 33.5 34

F

T

Kg Nm 4 11.76 4.6 13.524 5.2 15.288 6 17.64 7.1 20.874 vol

th

kPa (lt/s) (kg/s) (%) (%) 1284.4 0.8698 1.0087 56.728 52.824 1477.1 0.892 1.031 48.988 55.164 1669.7 0.9475 1.0934 47.08 58.32 1926.6 1.0137 1.1679 45.992 60.301 2279.8 1.093 1.2572 45.623 62.049


52

Tugas Akhir

Rata-rata BHP

: 3,54 kW

Rata-rata BFC :0,68 lt/jam

Rata-rata BSFC

:0,197 lt/kWjam

Rata-rata

Rata-rata

: 57,73 %

vol

th

: 48,88%

Putaran vs BHP

6

BHP (kW)

5 4 3

normal oversis

2 1 0 1000

1500

2000 Putaran (rpm)

2500

3000

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Putaran terhadap tenaga

Pada grafik 4.1 Didapat perbedaan antara BHP oversize dengan BHP normal cukup signifikan. Semakin besar volume ruang bakar akan menaikkan tenaga yang dihasilkan. Sebabkan adanya semakin banyak bahan bakar yang masuk kedalam ruang bakar dan terjadinya pengapian yang akan menghasilkan suatu tenaga yang besar untuk penggerakkan piston.

Teknik Mesin


53

Tugas Akhir

1.2

Putaran vs BFC

BFC(lt/jam)

1 0.8 0.6

oversis normal

0.4 0.2 0 1000

1500

2000 Putaran (rpm)

2500

3000

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Putaran terhadap komsumsi bahan bakar

Pada grafik 4.2 ada perbedaan dimana konsumsi bahan bakar dimana pada kondisi yang diameter yang diperbesar komsumsi bahan bakar lebih banyak hal ini dikarenakan isapan bahan bakar untuk memenuhi ruang bakar, indikasi ini terlihat dari besarnya udara yang masuk dan memenuhinya Putaran Vs Tekanan Efektif 2300

BMEP (kPa)

2100 1900 1700 normal

1500

oversis

1300 1100 1500

1700

1900

2100

2300

2500

2700

Putaran (rpm)

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Putaran terhadap tekanan evektif

Pada grafik 4.3 dimana tekanan yang di hasilkan dari kondisi diameter ruang bakar yang diperbesar mempunyai tekanan yang lebih besar jika dibandingkan dengan pada kondisi normal ini dipengaruhi

Teknik Mesin


54

Tugas Akhir

tenaga dan komsumsi bahan yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar . Putaran vs Effesiensi volumetris

70 65

Eff (%)

60 55 50 normal

45

oversis

40 35 30 1500

1700

1900

2100

2300

2500

2700

Putaran (rpm )

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Putaran terhadap tekanan evektif

Pada grafik 4.4 Secara otomatis effisiensi volume dengan diameter yang diperbesar efesiensi volumetric lebih kecil ini dikarenakan banyak bahan bakar yang tidak terbakar dengan sempurna jika dibandingkan pada kondisi normal, ini dikarenakan aliran volumetrik udara sedikit lebih rendah.

Putran vs Effesiensi thermal

Eff (%)

64 62 60 normal

58 56 54 52 1500

oversis

1700

1900

2100

2300

2500

2700

Putaran (rpm)

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Putaran terhadap tekanan efektif

Teknik Mesin


55

Tugas Akhir

Pada grafik 4.5 effisiensi thermal pada motor bakar pada kondisi normal lebih tinggi jika dibandingkan motor bakar pada diameter, hal ini dikarenakan bahan bakar yang tidak terbakar sempurna.

Ini juga

dipengaruhi besarnya hasil pembakaran dan tenaga yang dihasilakan pula. Terlalu banyaknya komsumsi bahan bakar ini yang memasuki ruang bakar

dan

tidak

terbakarnya

dengan

sempurna

mengakibatkan

pembakaran diruang bakar tidak sempurna pula.

Teknik Mesin


56

Tugas Akhir

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Dari pengujian dan analisa yang telah dilakukan penulis memberikan kesimpulan dan saran. 5.1 Kesimpulan Dari hasil unjuk kerja dan uji prestasi terhadap motor bensin astrea legenda dapat diperoleh kesimpulan, yaitu: 1.

Perbedaan antara BHP oversize dengan BHP normal cukup besar . Adanya perbedaan adalah sebesar kenaikan BHP sebesar 22,65 %, ini terindentifikasi dari naiknya torsi diameter oversize

2.

Ada perbedaan dimana konsumsi bahan bakar dimana pada kondisi yang menggunakan diameter oversize mengalami kenaikan konsumsi bahan bakar pada putaran, ini bisa dilihat dari komsusmsi bahan bakar dan waktu komsumsi bahan bakar

Teknik Mesin


57

Tugas Akhir

yang lebih cepat jika dibandingkan dengan kondisi normal. Kenaikan komsumsi sebesar BFC sebesar 26,85% 3.

Kebutuhan

bahan

bakar

spesifik

pada

kondisi

yang

menggunakan diameter oversize lebih besar jika dibandingkan dengan pada kondisi normal, kebutuhan bahan bakar spesifik (BSFC) naik sebesar 4,1 %. 4.

Effisiensi thermal pada motor bakar menggunakan diameter oversize rendah

jika dibandingkan motor bakar pada kondisi

normal, hal ini dikarenakan tidak tebakar semua bahan bakar yang masuk kedalam dapur pacu penurunan sebesr 2,25 % dari kondisi normal. 5.

Secara otomatis effisiensi volume menggunakan diameter oversize lebih rendah jika dibandingkan pada kondisi normal, ini dikarenakan aliran massa

udara dan torsi yang lebih besar

sedangkan torsi sebagai faktor pembagi, efisiensi volumetric turun sebesar 7,24 % dari konsisi normal.

5.2 Saran- saran 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dalam memilih kecocokan bahan bakar dan perbesaran ruang bakar sehingga didapat sebuah nilai effesiensi yang lebih tinggi. 2. Perlu dikaji kembali tentang ruang baker sehingga di dapat effesiensi yang lebih baik.

Teknik Mesin


ANALISA PENGUJIAN UNJUK KERJA MESIN MOTOR HONDA LEGENDA SETELAH MENGALAMI PERUBAHAN SILINDER DARI 100 cc MENJADI 115 cc

Recommend Documents