BAB III PERANCANGAN ALAT DAN MESIN 3.1
Diagram Alir Proses Perancangan Start
Motor Tersedia
Pemilihan Jenis Mesin Motor Daya
Daya Maksimum Tidak Ya Dapat memutar Propeller sebagai Sumber tenaga Hovercraft
End
3.2
Tabel 3.1 Kriteria Pilihan Mesin Daya Sepeda Motor Yamaha F1ZR
Jupiter Z
4-langkah Tipe Mesin
Volume silinder
Diameter x langkah
Perbandingan
Mio Soul
4-langkah
2-langkah
SOHC,
Force air cool reed valve ,
pendingin
pendingin udara
udara
110,3 cc
110,2 cc
113,7 cc
52,0 x 52,9 mm
51,0 x 54,0 mm
50,0 x 57,9 mm
7:1
8,5 : 1
8,8 : 1
10,7 ps/7.000 rpm
8,8 ps/8000 rpm
8,9 ps/8.000 rpm
1,10 kg.m/6.500rpm
0,92 kgf.m/5000 rpm
0,88 kg.m/7.000rpm
SOHC, pendingin udara
Kompresi
Daya Maksimum
Torsi maksimum
3.3
Mengenal Karakter Dan Kelebihan Mesin Mesin dapat diklasifikasikan dalam 3 tipe oleh perbandingan diameter piston
dengan langkah piston. Yaitu : 3.3.1 LongStroke Karakter motor berlangkah panjang, cirinya diameter piston lebih kecil dari panjang langkah. Contoh Yamaha Jupiter Z yang pakai diameter piston 51 mm x panjang langkah 54 mm. Motor sepert ini, akselerasinya cepat untuk melewati jalan lurus yang panjang dan mendaki. “Karena mesin berlangkah panjang mampu menghasilkan torsi besar,”Panjangnya langkah pada Jupiter, membuat waktu berputar kruk as jadi lebih lama. Maka kurang baik untuk melewati di antara jalan kemacetan. Tipe long stroke juga diterakan Vega, Jupiter MX, Mio. Di Honda ada Supra X125, Vario dan BeAT. Lalu Suzuki, ada Shogun, Spin dan Skywave. Untuk Kawasaki, varian yang mesinnya langkah panjang ZX 130. 3.3.2 OverSquare Ini kebalikan dari long stroke. Artinya, ukuran diameter piston lebih besar dibanding panjang langkah. Misal Suzuki Smash dengan diameter piston 53,5 mm x panjang langkah 48,8 mm.“Dengan satu putaran kruk as yang lebih pendek, membuat motor dengan karakter mesin over square gigi 1 dan 2 lebih berakselerasi. Ini baik untuk jalanan yang sedang padat,” Tapi dengan langkah lebih pendek, bikin motor berkarakter seperti ini cepat lemah saat dijalan cepat di jalan lurus yang panjang. Produk berkarakter mesin over square, Honda (Fit X, Bebek Revo, CS1 & Mega Pro, Tiger), Kawasaki (Ninja 250, Ninja 150 & Athelete), Suzuki (New Satria FU 150 & Smash) dan Yamaha hanya varian Scorpio. 3.3.3 Square Kalo mesin tipe ini, antara diameter piston dan panjang langkah sama besarnya. Di antara motor standar pabrik, tidak ada yang pakai mesin berkarakter square untuk ukuran motor 4-langkah.“Kebanyakan square diterapkan di motor balap road race yang membutuhkan power besar di putaran mesin tengah sampai atas.
3.4
Perhitungan
3.4.1
Pada mesin Yamaha F1ZR : Volume silinder Vs =
λ 3,14 .D 2 .L = .52 2 .52 4 4 = 0,785.2704.52 = 110,3 cc
Dimana, Vs = Volume Silinder (cc)
λ = konstanta 3,14 D = Diameter piston (mm) L = Langkah piston (mm) Volume Langkah VL =
λ 3,14 .D 2 .L = = .5,2 2 .3,4 4 4 = 0,785.27,04.3,4 = 72,16 cc
Dimana, V L = Volume langkah (cc)
λ = konstanta 3,14 D = Diameter piston (cm) L = Tinggi lubang buang (cm)
Kompresi CR =
V L + VC 72,16 + 12 = VC 12 = 7,01 :1 dibulatkan jadi 7 : 1
Dengan, CR = Kompresi VC = Volume ruang bakar (cc) Momen putar Jarak lengan (r) = 52 mm = 0,052 m : 2 = 0,026 m Mt
=F.r = 5,6 . 0,026 = 0,145 Nm
Dengan : Mt
= Momen putar (Nm)
F
= Gaya pada timbangan (N) / compression tester.
r
= Jarak lengan (m)
Daya Poros Ne
= Mt
2.µ .n 60
= 0,145.
=
2.3,14.7000 60
0,182.50240 60
= 106,23 Nm/det
Dengan,
3.4.2
Ne
= Daya poros (Nm/det atau Watt)
Mt
= Momen putar (Nm)
n
= Putaran poros (rpm)
Pada Mesin Yamaha Jupiter Z : Volume silinder Diameter piston (D) = 51 mm, Langkah piston (L) = 54 mm VL =
λ 3,14 2 .D 2 .L = .51 .54 4 4 = 0,785.2601.54 = 110,2 cc
Kompresi Volume Langkah (VL) = 110,2 cc Volume Ruang bakar (Vc) = 14,6 cc CR =
V L + VC 110,2 + 14,6 = VC 14,6 = 8,547 :1 dibulatkan jadi 8,5 : 1
Momen putar Jarak lengan (r) = 54 mm = 0,054 m : 2 = 0,027 m Mt
=F.r = 3,88 . 0,027 = 0,1048 Nm
Daya Poros Momen puntir (Mt) = 0,1048 Nm Putaran Poros (n) = 8000 Rpm Ne = Mt
2.µ .n 60 2.3,14.8000 60
= 0,1048.
=
0,1048.50240 60
= 87,752 Nm/det Dibulatkan jadi 87,8 Nm/det
3.4.3
Yamaha Mio Sporty Volume silinder Diameter piston (D) = 50 mm, Langkah piston (L) = 57,9 mm VL =
λ 3,14 2 .D 2 .L = .50 .57,9 4 4 = 0,785.2500.57,9 = 113,7 cc
Kompresi Volume Langkah (VL) = 113,7 cc Volume Ruang bakar (Vc) = 14,6 cc
CR =
V L + VC 113,7 + 14,6 = VC 14,6
= 8,78 :1 dibulatkan jadi 8,8 : 1 Momen putar Jarak lengan (r) = 57,9 mm = 0,0579 m : 2 = 0,02895 m Mt
=F.r = 3.66 . 0,02895 = 0,105957 Nm dibulatkan jadi 0,106 Nm
Daya Poros Momen puntir (Mt) = 0,106 Nm Putaran Poros (n) = 8000 Rpm Ne = Mt
2.µ .n 60
= 0,106.
2.3,14.8000 60
=
0,106.50240 60
= 88,756 Nm/det dibulatkan jadi 88,8 Nm/det
3.5
Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Teori Daya Motor F1ZR D. Poros
JUPITER Z D. Poros
MIO D. Poros
1000
(Nm/det) 15,17
(Nm/det) 10,96
(Nm/det) 10,96
2000
30,34
21,93
21,92
3000
45,51
32,9
32,88
4000
60,68
43,87
43,84
5000
75,85
54,84
54,8
6000
91,02
65,81
65,76
7000
106,19
76,78
76,72
8000
121,36
87,75
87,752
9000
136,53
98,72
98,64
10000
151,7
109,69
109,6
3.6
Hasil Produk Pemilihan Jenis Mesin Motor Daya Pada Hovercraft
Hovercraft Tampak depan
Hovercraft tampak samping kanan
Unit mesin motor daya kondisi terpasang pada hovercraft 3.7
Analisa Data Berdasarkan hasil perhitungan daya maksimum pada pilihan sepeda motor,mesin
untuk hovercraft dapat diklasifikasikan oleh : 4
Perbandingan diameter lubang silinder dengan langkah torak. •
Long – stroke engine Mesin yang langkah toraknya lebih panjang dari diameter silinder (mio = diameter x langkah = 50 x 57,9 mm dan Jupiter Z = 51 x 54 mm)
•
Square engine Mesin yang langkah toraknya sama dengan diameter silinder ( F1ZR = diameter x langkah = 52 x 52 mm)
•
Short stroke (oversquare) engine Mesin yang langkah toraknya lebih pendek dari diameter silinder Pada kecepatan mesin yang sama (rpm poros engkol) kecepatan torak pada square engine atau oversquare engine lebih rendah daripada long stroke engine. Ini berarti, bahwa silinder , torak dan pegas torak keausannya dapat berkurang dengan menggunakan square atau oversquare engine. Selain itu tinggi mesin juga manjadi berkurang, maka square dan oversquare engine banyak digunakan pada mobil penumpang. Maka bisa dikatakan cocok untuk hovercraft dari ketiga mesin tersebut adalah mesin yamaha F1ZR.
5
Daya Maksimum Motor Makin besar tenaga makin besar jumlah kerja persatuan waktu (F1ZR= 10,66 PS/7000Rpm).
3.
Volume Silinder Pada umunya volume silinder makin besar menghasilakn output yang lebih besar pula, karena campuran udara dan bahan bakar makin banyak. (Mio = 113,7 cc)
4.
Perbandingan Kompresi Perbandingan kompresi yang lebih tinggi menghasilkan tekanan gas pembakaran lebih besar pula. Pada umumnya perbandingan kompresi ialah antara 7:1 – 11 ;1. (Mio = 8,8 : 1)
