LAPORAN PENELITIAN MANDIRI

i

LAPORAN PENELITIAN MANDIRI

ANALISIS MODIFIKASI VOLUME SILINDER TERHADAP TORSI, DAYA, DAN KONSUMSI BAHAN BAKAR KENDARAAN BERMOTOR RODA DUA

Oleh: PIETER W. TETELEPTA NIP. 195603291977031001

UNIVERSITAS PATTIMURA Oktober 2014

i

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Kegiatan

Peneliti,/Pelaksana Nama Lengkap

Analisis Modifikasi Volume Silinder terhadap Torsi, Day4 dan Konsumsi Bahan Bakar Kendaraan Bermotor Roda Dua

h. Pieter W. Tetelepta, MT.

NIDN

0029067908

Jabatan Fungsional

Lektor Teknik Sistem Perkapalan

Program Studi Nomor t{P Surel (e-mail) Institusi Mitra (iika ada) Nama Institusi Mitra Alamat Penanggungiawab Waktu Pelaksanaan Biaya Tahun Berjalan Biaya Keseluruhan

081343153594 [email protected]

6 bulan

Rp. Rp.

5.000.000 5.000.000

Ambon, 28- l0-2014

NIP. 19601024 198803 I

001

NIP. 195603291 977031001

RINGKASAN

Salah satu usaha untuk meningkatkan performa kendaraan adalah dengan melakukan oversize volume silinder. Volume silinder sangat mempengaruhi kompesi bahan bakar dan pembakaran yang akan memberikan tenaga pada kendaraan. Dengan melakukan oversize juga adalah usaha yang dilakukan untuk mengembalikan tekanan kompresi bahan bakar. Pengujian volume silinder dilakukan dengan menggunakan alat bantu prony brake yang ditentukan, yaitu : putaran magnet pada putaran 7000 rpm dan beban prony 3kg, 4kg, 5kg, 6kg, dan 7kg. Serta waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan 10 ml bahan bakar. Hasil pengujian reduction gear 1 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 1959,331 Watt, torsi maksimum 3,90320 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,04503 kg.w/jam berada beban 6 kg dengan putaran magnet 4796 rpm. Hasil pengujian reduction gear 2 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 3594,270 Watt, torsi maksimum 6,46586 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02555 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4666 rpm. Hasil pengujian reduction gear 3 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 4398,763 Watt, torsi maksimum 9,11438 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02132 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4611 rpm. Hasil pengujian reduction gear 4 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 4749,108 Watt, torsi maksimum 10,47648 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02017 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4331 rpm. Hasil pengujian reduction gear 5 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 5384,917 Watt, torsi 10,50608 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,01882 kg.w/jam berada pada beban 5 kg dengan putaran magnet 4897 rpm. Kata Kunci: Volume Silinder, Oversize, Torsi, Daya, Bahan Bakar

iii

iv

DAFTAR ISI

JUDUL .......................................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii RINGKASAN ............................................................................................... iii DAFTAR ISI ................................................................................................. iv

BAB 1. PENDAHULUAN ........................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ........................................................................... 2 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 3 2.1 Siklus Kerja Motor 2 Langkah ..................................................... 3 2.2 Komponen-Komponen Ruang Pembakaran (Motor RX Special) .. 4 2.3 Volume Silinder ............................................................................ 7 2.4 Perbandingan Kompresi ............................................................... 7 2.5 Torsi pada Prony Brake ................................................................ 8 2.6 Torsi dan Daya Efektif Pada Motor .............................................. 9 2.7 Pemakaian Bahan Bakar Perjam (B) ............................................ 10 2.8 Pemakaian Bahan Bakar Efektif (Be) ........................................... 11 BAB 3. METODE PENELITIAN ................................................................. 12 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................... 12 3.2 Variabel Penelitian ....................................................................... 12 3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................ 12 3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................... 13 3.5 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 15 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 16 4.1

Hasil ........................................................................................... 16

4.2

Pembahasan ................................................................................ 22

iv

BAB 5. PENUTUP ....................................................................................... 42 5.1

Kesimpulan ................................................................................. 42

5.2

Saran ........................................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 45

v

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bidang otomotif sekarang telah mengalami perkembangan yang sangat pesat dan beragam. Perkembangan yang terjadi, bukan saja pada keluaran terbaru dari sutau kendaraan tetapi juga suku cadang yang sudah mengalami modifikasi. Hampir sebagian sistem pada teknologi otomotif, baik sepeda motor (kendaraan roda dua) maupun mobil (kendaraan roda empat) mengalami sentuhan modifikasi. Modifikasi pada kendaraan yang dilakukan bertujuan untuk mendapatkan unjuk kerja motor yang lebih baik dari sebuah sistem kerja yang standar, dengan merubah spesifikasi komponen ataupun dengan cara memberikan komponen tambahan. Salah satu bagian motor yang mengalami modifikasi yang trend saat ini adalah perubahan volume silinder. Modifikasi volume silinder bertujuan untuk meningkatkan performance mesin sepeda motor. Modifikasi volume silinder tidak terlepas dengan yang namanya piston. Piston adalah komponen penggerak utama mesin yang sangat penting, dimana piston bergerak turun naik di dalam silinder membuat langkah hisap, kompresi, usaha danlangkah buang. Dua kemungkinan dilakukannya oversize yaitu untuk meningkatkan performance mesin dari yang sebelumnya atau akibat dari pemakaian motor dalam jangka waktu yang lama, sehingga terjadinya kehausan yang menyebabkan celah (clearance) antara piston dengan silinder. Jika celah tersebut telah melebihi batas maksimum yang diizinkan, maka celah tersebut harus dikembalikan ke kondisi standard. Artinya diameter dalam silinder tersebut diperbesar, maka ukuran piston juga diperbesar. Proses tersebut dikenal dengan istilah oversize. Pengaruh dari oversize piston ini akan berdampak terhadap kinerja motor yang berkaitan dengan torsi, daya dan konsumsi bahan bakar.

1

2

1.2 Rumusan Masalah Uraian pada sub bab sebelumnya diatas menunjukkan bahwa perubahan volume selinder dapat merubah tingkat performance motor. Dengan demikian, masalah yang dikaji adalah sejauhmana perubahan volume silinder meningkatkan performance motor.

1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini diselenggarakan untuk memenuhi tujuan sebagai berikut: 1. mengetahui pengaruh oversize terhadap performance motor; 2. membandingkan piston ukuran standar dan yang telah dilakukan oversize.

1.4 Batasan Masalah Untuk lebih terarahnya penelitian ini, maka ruang lingkup permasalahan dibatasi pada: 1. Motor Yamaha RX Special tahun 1998 dua langkah; 2. Variasi Putaran dan volume silinder yaitu, Standar ( 54 mm × 50 mm), dan Oversize 0,25 (54,25 mm x 50 mm).

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Kerja Motor 2 Langkah Siklus motor bensin 2 langkah adalah motor berbahan bakar bensin yang dalam 1 kali siklus usaha membutuhkan 2 langkah piston. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut: 1. Langkah hisap dan kompresi Piston bergerak ke atas. Ruang di bawah piston menjadi vakum / hampa udara,berakibat campuran udara dan bensin terhisap masuk ke dalam ruang di bawah piston. Sementara ruang di atas piston dikompresikan, sehingga campuran udara dan bensin yang sudah berada di atas piston menjadi naik suhu dan tekanannya. Pada saat 10 -5 derajat sebelum TMA, busi memercikkan api, sehingga campuran udara dan bensin yang telah naik suhu dan tekanannya, menjadi terbakar dan meledak.

Gambar 2.1 Siklus kerja motor 2 langkah (sumber: www.google.com/search?q=siklus+motor)

2. Langkah usaha dan buang Hasil dari terbakar dan meledaknya campuran udara dan bensin itulah, yang membuat piston terdorong ke bawah. Pada saat piston terdorong ke bawah, ruang di bawah piston menjadi dimampatkan/dikompresikan.

3

4

Sehingga campuran bensin dan udara yang berada di ruang bawah piston menjadi terdesak keluar dan naik ke ruang di atas piston melalui saluran bilas. Sementara sisa hasil pembakaran tadi akan terdorong keluar dan keluarmenuju saluran buang, kemudian menuju knalpot. Begitulah seterusnya, langkah kerja ini terjadi berulang - ulang selama mesin hidup.

2.2 Komponen-Komponen Ruang Pembakaran (Motor RX Special) Berikut ini adalah komponen ruang pembakaran untuk motor tipe RX Spesial: 1. Blok silinder Fungsi blok silinder adalah Sebagai tempat untuk menghasilkan energi panas dari proses pembakaran

[

Tampak Bawah

Tampak Atas

Gambar 2.2 Blok silinder

(sumber: www.okyesaw.wordpress.com) Kurangnya perawatan dan pemakaian dalam jangka waktu yang lama akan mengakibatkan keausan pada dinding silinder, yang mengakibatkan kurangnya tenaga yang dihasilkan motor.

5

Gambar 2.3 Keausan pada dinding silinder

(sumber: http://gambar.otomotifnet.com/Kanal%20MOTOR/Teknik/2012/10Oktober/20121710_seherboreup_1.jpg)

Untuk memperbaiki keausan pada dinding silinder biasanya di lakukan metode oversize yaitu dengan cara memperbesar diameter silinder. 1. Piston Fungsi piston adalah memindahkan tenaga yg diperoleh dari pembakaran ke poros engkol (crank shaft) melalui batang piston (connecting rod). 2. Cincin Torak Fungsi cincin torak (Ring Piston) adalah

Mencegah kebocoran gas saat

langkah kompressi dan usaha, mencegah oli masuk keruang bakar, dan memindahkan panas dari piston ke dinding silinder.

6

2

5

2

5

3

3

7

7

Gambar 2.4 Komponen Piston

(sumber: http://gambar.otomotifnet.com/Kanal%20MOTOR/Teknik/2012/10Oktober/20121710_seherboreup_3.jpg) 3. Batang Torak Fungsi batang torak (Connecting Rod) adalah Menerima tenaga dari piston yg diperoleh dari pembakaran dan meneruskannya ke poros engkol (crank shaft). 4. Piston Pin -

Fungsi piston pin adalah Menghubungkan piston dengan connecting rod melalui lubang bushing.

-

Untuk menghubungkan batang torak dengan poros engkol

5. Bantalan (bearing) Fungsi bantalan adalah Mencegah keausan dan mengurangi gesekan pada poros engkol (crank shaft). 6. Snap ring Fungsi snap ring adalah untuk mengunci piston dengan piston pin. 8. Ring torak Fungsi ring pada torak adalah untuk mencegah dan mengurangsi gesekan antara batang torak dan poros engkol.

7

2.3 Volume Silinder Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (V1). Sedangkan volume TMA dan kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (Vs). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak ketika berada di TMB sampai tutup silinder. V1 = V1 + Vs

......................................................

(2.1)

Volume langkah mempunyai satuan yang tergantung pada satuan diameter silinder (D) dan panjang langkah torak (L) biasanya mempunyai satuan centimetercubic (cc) atau cubicinch (cu.in). V1 = luas lingkaran x panjang langkah V1 =  r2 x L 2

1  V1 =   D  x L 2 

......................................................

(2.2)

Dengan demikian besaran dan ukuran motor bakar menurut volume silinder tergantung dari banyaknya silinder yang digunakan dan besarnya volume silinder (Kiyaku & Murdhana, 1998).

2.4 Perbandingan kompresi Hasil bagi volume total dengan volume sisa disebut sebagai perbandingan kompresi  

V s  Vc V  1 s Vc Vc

.............................................. .......

(2.3)

Dimana : Vs = volume langkah torak Vc = volume sisa Hal diatas menunjukkan bahwa selama langkah kompresi, muatan yang berada di atas torak atau volume langkah torak semakin besar maka semakin tinggi perbandingan kompresi (  ) dan semakin tinggi daya (N) yang dihasilkan. (General Editor M.Khovakh 1979)

8

2.5 Torsi Pada Prony Brake

Kampas Rem

β Fk cos β



α

Lengan pedal rem ditumpuh pada titik B (tumpuan rol), sehingga dapat bergerak turun/naik dan kemudian salah satu lengan dari titik B dihubungkan ke pompa hidrolik dititik A. Gaya Tekan pada pompa hidrolik disdistribusikan oleh beban F1 (yang divariasikan). Berdasarkan gambar mekanisme prony brake di atas beserta dimensinya , maka gaya Fk dapat dicari dengan mengambil momen terhadap titik B. ∑MB = 0 F1a + Fk Cos β b = 0 =

∙

,

= sin

....................................... (2.4)

Gaya Fk yang terjadi sepanjang lengan pompa plonyer akan menekan

fluida (Tekanan Hidrolik) sebesar Pe. Besar tekanan hidrolik dari pompa plonyer dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: =

=

×

,

ℎ

...................... (2.5)

9

Selanjutnya akibat tekanan hidrolik, fluida cair akan ditransfer sepanjang pipa yang menghubungkan pompa

plonyer dengan kaliper. Pada kaliper

terdapat dua piston dan keduanya digerakan oleh tekanan fluida. Piston tersebut difungsikan untuk menekan kampas rem kearah piringan cakram. Besar gaya tekan kedua piston pada kampas rem Fp dapat dihitung sebagai berikut: =

× ×

× 2,

ℎ

.. (2.6)

θ

Kampas rem berada pada dua sisi permukaan piringan cakram, ketika ditekan oleh gaya Fp yang tegak lurus dengan kampas rem akan menyebabakan kampas rem dan piringan cakram saling bergesakan sehingga menimbulkan gaya gesek yang bekerja sejajar piringan cakram. Ketika piringan cakram diputar dengan putaran tertentu, maka poros akan memberi usaha yang besar sebagai reaksi untuk melawan gaya gesek. Usaha yang dilakukan ini dalam bentuk mome torsi. Berdasarkan dimensi dari piringan cakaram, kedudukan kampas rem, besar gaya Fp dan koofisien gesek anatar kedua permukaan, maka torsi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: (Sularso, 1987. Hal. 91) =2∙

∙

∙ (1 −

(

∙

)

) ∙

.......................... (2.7)

2.6. Torsi dan Daya Efektif Pada Motor Kendaraan roda 2 mempunyai mekanisme penggerak sampai pada yang digerakan dihubungkan dengan mekanisme transmisi poros dan bantalannya,

10

kopling, gigi reduksi serta rantai dan sproket. Pada kondisi ini terjadi kerugian dari penggerak menuju ke yang di gerakan sehingga daya maupun torsi yang ditransmisikan oleh penggerak ke yang digerakan akan lebih kecil. Beradasarkan mekanisme (alat pengujian) yang telah di jelaskan di atas maka torsi pada motor penggerak dapat di hitung sebagai berikut: (Stolk, 1994, 345) =

Dimana :

,…………

∙

∙

................................................... (2.8)

n1 = Putaran pada magnet n2 = Putaran pada poros Prony Brake =

................................................... (2.9)

= Efisiensi rantai sproket (95-99%) diambil = 0,97 = Efisiensi gigi reduksi 0,95-0,97) diambil = 0,96 = Efisiensi bantalan (0,98-0,99) diambil = 0,985 = Efisiensi kopling 0,99 = Efisiensi poros 0,99 =

∙

∙

∙

∙

= 0,97 × 0,96 × 0,985 × 0,99 × 0,99 = 0,898

Dengan demikian, torsi pada motor dapat dihitung sabagai berikut: =

,

∙

=

,

∙

=

,

∙

,…………

∙

........................... (2.10)

Sedangkan daya efektif motor adala tenaga yang diberikan oleh motor untuk mengatasi beban torsi pada putaran poros prony brake tertentu, dan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: (Suharto, 1991, hal. 136) =

∙

∙

,…………..

...................Persamaan (2.11)

2.7. Pemakaian Bahan Bakar Perjam (B) Konsumsi bahan bakar dalam penelitian ini didapat dari hasil pengukuran, dimana kedaraan dioperasikan pada putaran tertentu dan ditahan sampai bahan bakar terpakai 10 ml. Satuan konsumsi bahan bakar adalah kg/jam, maka volme

11

bahan bakar yang telah diperoleh dikalikan dengan berat jenis bahan bakar. Perhitungannya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: B = VBB × BJBB

....................................... (2.12)

Dimana :  VBB = volume bahan bakar yang didapat dari variasi kecepatan pergigi  BJBB = berat jenis bahan bakar, berkisar antara 715-780 kg/m3 (Data Keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi) = 745 kg/m3  t

= waktu (detik)

Dengan demikian pemakaian bahan bakar per jam adalah =

×

× 3600

..................................... (2.13)

2.8. Pemakaian Bahan Bakar Efektif (Be) Performance kendaraan terhadap penggunaan bahan bakar selalu dinilai dengan pemakaian bahan bakar efektif, sihingga padanya dapat diketahui efektifnya bahan bakar dalam massa per tenaga dan per waktu pemakaian ketika kendaraan beroperasi. Perhitungannya dengan menggunakan persamaan sebgai beriktu: (Pettofsky, hal 63) =

..................................... (2.14)

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Lama waktu yang dibutuhkan untuk penelitian adalah kurang dari 1 bulan, yang akan meliputi: 1. Perancangan alat dibuat di Lab. Otomotif Fakultas Teknik Universitas Pattimura Ambon 2. Uji statis dilakukan Lab. Otomotif Fakultas Teknik Universitas Pattimura Ambon

3.2 Variabel Penelitian Adapun variabel penelitian yang dipakai yaitu: 1. Variabel bebas adalah putaran/gigi, dan volume silinder (Standar (54 mm x 50 mm) dan Oversize 0,25 (54,25 mm x 50 mm)); 2. Variabel terikat adalah torsi, daya dan konsumsi bahan bakar

3.3 Alat Dan Bahan Penilitian 3.3.1 Alat Penelitian Volume silinder antara TMA dan TMB disebut volume langkah torak (V1). Sedangkan volume TMA dan kepala silinder (tutup silinder) disebut volume sisa (Vs). Volume total (Vt) ialah isi ruang antara torak ketika berada di TMB sampai tutup silinder.

3.3.2 Alat Penelitian Adapun bahan penelitian yang dipakai adalah sebagai berikut: 1. Sepeda motor Yamaha RX Special 115cc

12

13

Gambar 3.1 Motor Yamaha RX-special 115 cc (sumber: http://planetmotobike.blogspot.com/2013/12/spesifikasi-yamaha-rxspecial.html)

2.



Bore x stroke: 54 x 50 mm



Volume silinder 115cc



Perbandingan Kompresi 6,6 : 1



Daya Maximum: 15.5 ps (15,35 hp) @ 8500 rpm



Torsi Maximum: 1.35 kg-m @ 8000 rpm



Transmission: 5-speed (1-N-2-3-4-5)



Pengapian: CDI



Berat: 94 kg

Silinder head dan piston ukuran standart, oversize dan 0,25 mm.

3.4 Prosedur Penelitian 3.4.1 Persiapan Penelitian Sebelum melakukan pengujian ada beberapa hal yang perlu dilakukan agar pada saat pengujian tidak mengalami gangguan maupan kecelakaan kerja. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah penyetelan dan pengecekan mesin uji, adapun yang harus dilakukan sebelum pengujian adalah sebagai berikut: a)

Persiapan bahan bakar Sebelum dilakukan pengujian.

b)

Memeriksa pelumas mesin, baik secara kuantitas maupun secara kualitas.

c)

Memeriksa kondisi mesin uji, penyetelan karburator dan pembersihan seluruh system bahan bakar dan pengapian.

d)

Menyiapkan alat – alat uji.

14

e)

Menyiapkan alat-alat yang diperlukan selama pengujian.

f)

Memeriksa semua selang bahan bakar dan memastikan tidak terdapat kebocoran untuk menghindari terjadinya kecelakaan.

3.4.2 Langkah Penelitian Mesin yang akan diukur torsinya diletakkan pada lingkungan terbuka. Dan rotor yang digunakan disini adalah cakram yang dihubungkan dengan gesekan mekanis (rem cakram/disc brake) terhadap stator yang ditumpu oleh bantalan yang mempunyai gesekan kecil. Torsi yang dihasilkan pada stator ketika rotor tersebut berputar diukur dengan cara menyeimbangkan stator dengan alat pemberat. Pengujian kali ini kita akan melakukan pengujian dengan metode constant speed test untuk tiap pengujian. Bahan bakar yang digunakan adalah premium. Adapun langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut: 1. Hidupkan motor selama 5 menit sebagai pemanasan untuk mencapai kondisi kerja yang diinginkan. Dalam kondisi ini motor tidak terbebani. 2. Kendaraan dioperasikan pada gigi reduction 5. 3. Putar throltle gas hingga mencapai putaran 7000 rpm kemudian letakan beban seberat 3 kg pada pedal rem, dan biarkan kendaraan beroperasi hingga mencapai pemakaian bahan bakar 10 ml. 4. Ketika sudah tercapai pemakaian bahan bakar 10 ml diberi aba-aba, untuk memperhatikan angka yang tertera pada kedua tachometer dan stopwatch. Kemudian beban diangkat dari pedal rem. 5. Catat putaran pada magnet, putaran pada prony dan waktu pada tabel penelitian. 6. Lakukan prosedur 3 sampai dengan 5 untuk beban 4 kg, 5 kg dan 6 kg, 7kg, dan Untuk masing-masing beban pengujian dilakukan sebanyak 5 kali. 7. Setelah selesai pengujian untuk gigi reduction 5, kendaraan didiamkan hingga motor dingin. 8. Lakukan prosedur 1 sampai 7 untuk reduction gear 4, 3, 2, dan 1. Data-data yang diambil pada peneltian adalah:

15

Tabel 3.1 Pengambilan Data Volume silinder

Reduction Gear

Standar ( 58 mm × 50 mm )

1 2 3 4 5

Beban Dynamometer (Kg)

Putaran (rpm)

Waktu Uji (detik)

Rata-rata 1 2 3 4 5

Oversize 0,25 ( 58,25 mm × 50 mm ) Rata-rata

3.5 Diagram Alir Penelitian START

VARIABEL TETAP

VARIABEL KONTROL

- Diamater SilinderTanpa Over size - Diamater Silinder Dengan Over size 0,25 - Torsi Spesifikasi Motor (Ts)

- Beban (3kg-7kg) Untuk Setiap Reduction Gear I, II, III, IV, dan V

VARIABEL YANG DIUKUR - Torsi Prony (Tp) - Torsi Motor (Tm) - Waktu Konsumsi Bahan Bakar (t)

VARIABEL YANG DIHITUNG - Torsi Motor (Tm) - Daya Efektif (Ne) - Pemakaian Bahan Bakar Efektif (Be)

β

Fk cos β

Tm < Ts

α

TIDAK

YA

HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN

STOP

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian

Konsumsi Bahan bakar

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 4.1.1 Perhitungan Gaya Plunyer, Tekanan Hidrolik Dan Gaya Tekan

Piston Penelitian ini dilakukan untuk mencari performance kendaraan roda dua Yamaha RX-special 115 cc dengan variabel penelitian adalah variasi volume silinder. Penelitian dilakukan secara statis dengan mengunakan peralatan pendukung adalah dynamometertype Prony Brake. Performance yang dicari sesuai variabel penelitian adalah Torsi, Daya Efektif dan Pemakaian Bahan Bakar Efektif dari motor kendaraan. Mendapatkan performance sebagaimana yang dikatakan di atas, maka pertama yang harus dicari adalah besar torsi yang terjadi pada pronybarake. Sesuai mekanisme prony brake yang tergambar pada gambar 2.3, maka parameter utama untuk mendapatkan torsi yang terjadi pada prony brake adalah beban F1, selain itu juga dimensi dari konstruksi prony brake. Melalui alat pendukung tersebut, maka dilakukan juga variasi beban F1 (seperti terlihat pada tabel 4.1) yang kemudian dikonversi dari kilogram ke Newton. Melalui beban yang divariasikan tersebut dihitung gaya pada plonyer Fk (persamaan 2.1), tekanan hidrolik Pe (persamaan 2.2) dan gaya tekan piston Fp (persamaan 2.3). Hasil perhitungan selengkapnya, sesuai varisi beban dapat dilihat pada tabel berikut ini (tabel 4.1).

Tabel 4.1 Perhitungan Gaya Plunyer, Tekanan Hidrolik Dan Gaya Tekan

Piston Beban Beban (kg) (N) 3 4 5

29,43 39,24 49,05

a (m)

b (m)

Cos β

d1 (m)

d2 (m)

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

16

π/4 0,785 0,785 0,785

Fk (N) 60,65323 80,87097 101,08871

Pe (N/m2)

Fp (N)

536564,2764 708,46337 715419,0352 944,61783 894273,794 1180,77229

17

Beban Beban (kg) (N) 6 7 8

a (m)

b (m)

Cos β

d1 (m)

d2 (m)

58,86 68,67

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

78,48

0,23 0,12 0,93 0,012

0,029

Fk (N)

π/4

Pe (N/m2)

0,785 121,30645 1073128,553 1416,92675 0,785 141,524194 1251983,312 1653,08121 0,785 161,741935 1430838,07 1889,23566

4.1.2 Perhitungan Momen Torsi Pada Prony Gaya tekanpiston pada kampas rem menyebabkan terjadinya kontak antara kampas rem dengan piringan cakram dengan besar koofisien gesek  antara kedua permukaan adalah 0,38 (Sularso, 1987. Hal. 93). Gesekan antara kampas rem dengan piringan cakram menyebakan adanya gaya gesek antara kedua permukaan tersebut. Ketika poros pronybarke diputar pada putaran tertentu, maka akan terjadi suatu usaha dalam bentuk reaksi untuk mengatasi gaya gesek yaitu beban torsi yang terjadi pada poros prony brake. Besar gaya tekanpiston Fp yang telah dihitung sebelumnya (diambil pada tabel 4.1) serta dimensi dari piringan cakram, maka dapat dihitung besar momen torsi pada poros

prony brake dan

perhitungannya menggunakan persamaan 2.4. Hasil perhitungan selengkapnya, sesuai varisi beban dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 4.2 Perhitungan Momen Torsi Pada Prony

Beban (kg) 3 4 5 6 7 8

Fp (N)

μ

708,46337 944,61783 1180,77229 1416,92675 1653,08121 1889,23566

0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38

θ (rad) 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

sin θ/2 0,461 0,461 0,461 0,461 0,461 0,461

Fp (N)

R1 (m) 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09

R2 (m) 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11

Tp (N.m) 55,663296 74,217728 92,77216 111,32659 129,88102 148,43546

18

4.1.3. Perhitungan Torsi dan Daya Efektif Motor Sebagaimana

telah

dijelaskan

sebelumnya

bahwa

disamping

pemakaian/konsumsi bahan bakar, juga torsi dan daya efektif motor adalah merupakan performance utama dari suatu kendaraan. Penelitian ini adalah untuk mengkaji hal tersebut sesuai variasi variabel penelitian (lihat penjelasan dan tabel hasil pada sub bab 4.1.1 dan 4.1.2) dan dinilai untuk masing-masing reduction gear (1, 2, 3, 4 dan 5). Torsi pada motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sedangkan daya efektif motor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8. Data yang dibutuhkan untuk menghitung torsi pada motor adalah torsi pada poros prony barake (diambil pada tabel 4.2), putaran poros engkol motor n1 dan putaran poros prony brake n2. Data kedua putaran untuk setiap variasi, diambil dengan menggunakan tachometer saat dilakukan pengujian. Daya efektif motor dihitung berdasarkan torsi motor yang telah diperoleh sebelumnya dan putaran poros engkol motor n1. Hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 4.3 Perhitungan Torsi dan Daya Efektif Motor

GR Silinder Beban

standart 1

0,25

standart 2

3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7

F1 (N) 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67

n1 (rpm) 6882 6446 5736 4796 4356 6526 6016 5800 5506 4999 6772 6266 5557 4625 4221

n2 Tp (rpm) (N.m) 199 55,663296 192 74,2177216 180 92,77216 151 111,32659 113 129,88102 55,663296 228 220 74,2177216 92,77216 211 193 111,32659 149 129,88102 298 55,663296 278 74,2177216 92,77216 257 111,32659 227 129,88102 170

Tm (N.m)

Ne (Watt)

1,79238 2,46174 3,24194 3,90320 3,75197 2,16561 3,02236 3,75834 4,34554 4,31095 2,72767 3,66679 4,77787 6,08467 5,82509

1291,08267 1660,890126 1946,355784 1959,331454 1710,63042 1479,230396 1903,10327 2281,561503 2504,311064 2255,610023 1933,380079 2404,830495 2778,963537 2945,485034 2573,514791

19

0,25

standart 3

0,25

3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7

GR Silinder Beban

standart 4

0,25

standart 5

0,25

3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7

29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67

6613 6079 5700 5311 4871 6537 5918 5044 4320 3755 6760 6172 5273 4611 4238

324 312 293 277 214 407 380 339 287 201 461 443 399 339 255

55,663296 74,2177216 92,77216 111,32659 129,88102 55,663296 74,2177216 92,77216 111,32659 129,88102 55,663296 74,2177216 92,77216 111,32659 129,88102

3,03696 4,24183 5,31048 6,46586 6,35426 3,85930 5,30689 6,94330 8,23608 7,74204 4,22714 5,93211 7,81729 9,11438 8,70259

2102,064247 2698,946455 3168,234694 3594,270284 3239,600973 2640,556014 3287,178375 3665,636727 3724,027334 3042,802783 2990,900055 3832,157947 4314,421989 4398,763994 3860,272187

F1 n1 n2 Tp Tm Ne (N) (rpm) (rpm) (N.m) (N.m) (Watt) 29,43 6516 512 55,663296 4,87059 3321,780539 39,24 5603 427 74,2177216 6,29852 3693,750437 49,05 4804 376 92,77216 8,08586 4065,720972 58,86 4064 328 111,32659 10,00559 4256,031239 68,67 3489 236 129,88102 9,78319 3572,644063 29,43 6789 587 55,663296 5,35951 3808,369485 39,24 6216 502 74,2177216 6,67458 4342,535642 49,05 5164 428 92,77216 8,56247 4628,001532 58,86 4331 366 111,32659 10,47648 4749,108029 68,67 3745 266 129,88102 10,27304 4026,793732 29,43 6449 583 55,663296 5,60362 3782,418074 39,24 5450 520 74,2177216 7,88566 4498,244092 49,05 4500 437 92,77216 10,03253 4725,319321 58,86 3728 340 111,32659 11,30643 4411,739699 68,67 3159 254 129,88102 11,62930 3845,133865 29,43 6865 697 55,663296 6,29339 4522,033272 39,24 6290 640 74,2177216 8,40931 5536,30042 49,05 4897 498 92,77216 10,50608 5384,91767 58,86 3957 375 111,32659 11,74865 4865,889374 68,67 3350 287 129,88102 12,39100 4344,698501

20

4.1.4. Perhitungan Pemakaian Bahan Bakar Efektif Pemakaian bahan bakar efektif adalah jumlah kilogram bahan bakar yang dikonsumsi oleh kendaraan per watt dan per jam pemakaian. Mendapatkan jumlah pemakaian bahan bakar efektif Be, maka yang harus diketahui adalah pemakaian bahan bakar per jam B dan daya efektif Ne dari kendaraan untuk setiap variasi serta reduction gear. Perhitungan pemakaian bahan bakar per jam B menggunakan persamaan 2.10. Terkait dengan hal tersebut, maka data yang diperlukan adalah waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan volume bahan bakar 10 ml dan didapat saat melakukan pengujian. Selanjutnya pemakaian bahan bakar efektif Be dihitung dengan menggunakan persamaan 2.11, dimana daya efektif Ne diambil dari tabel 4.3. Hasil perhitungan sebagaimana dijelaskan di atas dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 4.4 Perhitungan Pemakaian Bahan Bakar Efektif n1 (rpm) 6683 6247 standart 5756 4617 4157 6556 6097 0,25 5771 5507 5000 6752 6066 standart 5627 4666 4222 6703 6080 5712 0,25 5341 4871 6717

GR Silinder

1

2

Beban (N) 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67 29,43

Volume Waktu (m3) (det) 0,001 29,4 0,001 30,4 0,001 29,4 0,001 30,4 0,001 29,2 0,001 28,8 0,001 29,2 0,001 27,8 0,001 27,6 0,001 28,4 0,001 28,6 0,001 28,6 0,001 29 0,001 29,4 0,001 29 0,001 28,8 0,001 28,2 0,001 26,8 0,001 29,2 0,001 28,4 0,001 27

B (kg/jam) 91,22449 88,22368 91,22449 88,22368 91,84932 93,12500 91,84932 96,47482 97,17391 94,43662 93,77622 93,77622 92,48276 91,22449 92,48276 93,12500 95,10638 100,07463 91,84932 94,43662 99,33333

Be (kg.w/jam) 0,07066 0,05312 0,04687 0,04503 0,05369 0,06296 0,04826 0,04228 0,03880 0,04187 0,04850 0,03899 0,03328 0,03097 0,03594 0,04430 0,03524 0,03159 0,02555 0,02915 0,03762

21

standart 3

0,25

GR Silinder

standart 4

0,25

standart 5

0,25

6028 5134 3720 3605 6769 6232 5134 4611 4238

39,24 49,05 58,86 68,67 29,43 39,24 49,05 58,86 68,67

0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001

26,8 26,8 25 27,6 26,4 27 28,8 28,6 27,8

100,07463 100,07463 107,28000 97,17391 101,59091 99,33333 93,12500 93,77622 96,47482

0,03044 0,02730 0,02881 0,03194 0,03397 0,02592 0,02158 0,02132 0,02499

n1 Beban Volume Waktu B Be (rpm) (N) (m3) (det) (kg/jam) (kg.w/jam) 6876 29,43 0,001 26 103,15385 0,03105 5404

39,24

0,001

25,4

105,59055

0,02859

4535

49,05

0,001

26

103,15385

0,02537

4165

58,86

0,001

26,2

102,36641

0,02405

3589

68,67

0,001

26,8

100,07463

0,02801

6730

29,43

0,001

25,2

106,42857

0,02795

6167

39,24

0,001

25,8

103,95349

0,02394

5045

49,05

0,001

29,6

90,60811

0,01958

4272

58,86

0,001

28

95,78571

0,02017

3735

68,67

0,001

28,2

95,10638

0,02362

6790

29,43

0,001

23,2

115,60345

0,02842

5550

39,24

0,001

24,4

109,91803

0,02444

4600

49,05

0,001

24,4

109,91803

0,02300

3768

58,86

0,001

24,4

109,91803

0,02161

3111

68,67

0,001

25

107,28000

0,02187

6865

29,43

0,001

26

103,15385

0,02281

6261

39,24

0,001

21,6

124,16667

0,02297

4957

49,05

0,001

27,8

96,47482

0,01882

3757

58,86

0,001

26,8

100,07463

0,02113

3160

68,67

0,001

25,6

104,76563

0,02078

22

4.2. Pmbahasan 4.2.1 Analisa Torsi, Daya Dan Bahan Bakar Efektif Reduction Gera 1

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi motor (Nm)

Putaran (rpm)

Grafik f (F1)=(n1,Tm) untuk RG 1

70

Beban (N) n1 RG1 slndr std

n1 RG1 os 0,25

Tm RG1 slnd std

Tm RG1 os 0,25

Gambar. 4.1 Grafik fungsi antara putaran n1 dan torsi Tm motor akibat variasi beban F1, pada reduction gear 1

Gambar 4.1 hasilnya memperlihatkan

bahwa untuk volume silinder

standart pada beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6882 rpm - 4356 rpm. Torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 1,79238 N.m - 3,90320 N.m pada beban 3 kg-6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 3,75197 N.m Gambar 4.1 Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 5626 rpm – 4999 rpm dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 2,16561 N.m – 4,34554 N.m pada beban 3 kg - 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 4,31554 N.m

23

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Daya Efektif (Watt)

Putaran (rpm)

Grafik f (F1)=(n1,Ne) untuk RG 1


n1 RG1 os 0,25

Ne RG1 slndr std

Ne RG1 os 0,25

Gambar 4.2 Garfik fungsi antara putaran n1 dan daya efektif Ne motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 1

Gambar 4.2 hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6882 rpm - 4356 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 1291,08267 Watt - 1959,331454 Watt pada beban 3 kg - 6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 1710,63042 Watt Gambar 4.2 hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 5626 rpm – 4999 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 1479,230396 Watt – 2504,311064 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 2255,610023 Watt

24

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi Motor (Nm)

Daya Efektif (Watt)

Grafik f (F1)=(Ne,Tm) untuk RG 1

70

Beban (N) Ne RG1 slndr std

Ne RG1 os 0,25

Tm RG1 slndr std

Tm RG1 os 0,25

Gambar 4.3 Garfik fungsi antara daya efektif Ne torsi Tm motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 1

Gambar 4.3 hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1291,08267 Watt - 1959,331454 Watt pada beban 3 kg-6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 1710,63042 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 1,79238 N.m - 3,90320 N.m pada beban 6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 3,75197 N.m Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1479,230396 Watt – 2504,311064 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 2255,610023 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 2,16561 N.m – 4,34554 N.m dan pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 4,31554 N.m

25

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

0,08000 0,07300 0,06600 0,05900 0,05200 0,04500 0,03800 0,03100 0,02400 0,01700 0,01000 25

30

35

40

45

50

55

60

65


Ne RG1 os 0,25

Be RG1 slndr std

Be RG1 os 0,25

70

Bahan Bakar Efektif (kg.W/jam)

Daya Efektif (Watt)

Grafik f (F1)=(Ne,Be) untuk RG 1

Gambar 4.4 Garfik fungsi antara daya efektif Ne Bahan bakar efektif motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 1

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1291,08267 Watt 1959,331454 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 1710,63042 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) yang semakin menurun dari 0,07066 kg.w/jam – 0,04503 kg.w/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,05369 kg.w/jam Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1479,230396 Watt – 2504,311064 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 2255,610023 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) yang semakin menurun dari 0,06296 kg.W/jam – 0,03880 kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,05369 kg.W/jam

26

4.2.2 Analisa Torsi, Daya Dan Bahan Bakar Efektif Reduction Gera 2

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi motor (Nm)

Putaran (rpm)


70


n1 RG2 os 0,25

Tm RG 2 slnd std

Tm RG2 os 0,25

Gambar 4.5 grafik fungsi antara putaran n1 dan torsi Tm motor akibat variasi beban F1,pada reduction gear 2

Hasilnya memperlihatkan

bahwa untuk volume silinder standart pada

beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6772 rpm 4221 rpm dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 2,72767 N.m – 6,08467 N.m pada beban 6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 5,82509 N.m Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6613 rpm – 4871 rpm dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 3,03696 N.m – 6,46586 N.m pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 6,35426 N.m

27

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Beban (N) n1 RG 2 slndr std

n1 RG 2 os 0,25

Ne RG 2 slndr std

Ne RG2 os 0,25

Gambar 4.6 garfik fungsi antara putaran n1 dan daya efektif Ne motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 2

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder silinder standart pada beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6772 rpm - 4221 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 1933,380079 Watt – 2945,485034 Watt

pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak

signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 2573,514791 Watt Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6613 rpm – 4871 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 2102,064247 Watt – 3594,270284 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3239

Daya Efektif (Watt)

Putaran (rpm)


28

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi Motor (Nm)

Daya Efektif (Watt)


70


Ne RG2 os 0,25

Tm RG2 slndr std

Tm RG2 os 0,25

Gambar 4.7 grarfik fungsi antara daya efektif Ne torsi Tm motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 2

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1933,38007 Watt – 2945,485034 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 2573,514791 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 2,72767 N.m – 6,08467 N.m pada beban 6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 5,82509 N.m Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 2102,064247 Watt – 3594,270284 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3239,600973 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 3,03696 N.m – 6,46586 N.m dan pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 6,35426 N.m

29

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

0,08000 0,07300 0,06600 0,05900 0,05200 0,04500 0,03800 0,03100 0,02400 0,01700 0,01000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


Ne RG2 os 0,25

Be RG2 slndr std

Be RG2 os 0,25


Daya Efektif (Watt)


Gambar 4.8 garfik fungsi antara daya efektif Ne Bahan bakar efektif motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 2

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 1933,38007 Watt – 2945,485034 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 2573,514791 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,04850 kg.W/jam – 0,03097 Kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,03594 kg.W/jam Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 2102,064247 Watt – 3594,270284 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3239,600973 Watt dan pada beban dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,02915 kg.W/jam

4.2.3 Analisa Torsi, Daya Dan Bahan Bakar Efektif Reduction Gear 3

30

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi motor (Nm)

Putaran (rpm)


70


n1 RG3 os 0,25

Tm RG 3 slnd std

Tm RG3 os 0,25

Gambar 4.9 Grafik fungsi antara putaran n1 dan torsi Tm motor akibat variasi beban F1, pada reduction gear 3




31

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


n1 RG 3 os 0,25

Ne RG 3 slndr std

Ne RG3 os 0,25

Gambar 4.10 garfik fungsi antara putaran n1 dan daya efektif Ne motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 3



beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6537 rpm 3755 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 2640,556014 Watt – 3724,027334 Watt

pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak

signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3042,802783 Watt Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6760 rpm – 4238 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 2990,900055 Watt – 4398,763994 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3860,272187 Watt

Daya Efektif (Watt)

Putaran (rpm)


32

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


Ne RG3 os 0,25

Tm RG3 slndr std

Tm RG3 os 0,25

Gambar 4.11 garfik fungsi antara daya efektif Ne torsi Tm motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 3

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) 2640,556014 Watt – 3724,027334 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3042,802783 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 3,85930 N.m – 8,23608 N.m pada beban 6 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 7,74204 N.m Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 2990,900055 Watt – 4398,763994 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3860,272187 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 4,22714 N.m – 9,11438 N.m dan pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 8,70259 N.m

Torsi Motor (Nm)

Daya Efektif (Watt)


33

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

0,08000 0,07300 0,06600 0,05900 0,05200 0,04500 0,03800 0,03100 0,02400 0,01700 0,01000 25

30

35

40

45

50

55

60

65


Ne RG3 os 0,25

Be RG3 slndr std

Be RG3 os 0,25

70


Daya Efektif (Watt)


Gambar 4.12 garfik fungsi antara daya efektif Ne Bahan bakar efektif motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 3

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 2640,55604 Watt – 3724,027334 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3042,802783 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,03762 kg.W/jam – 0,03097 Kg.W/jam hingga beban 5 kg dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 6 kg – 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,02881 kg.W/jam – 0,03194 kg.W/jam Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 2990,900055 Watt – 4398,763994 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3860,272187 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,03397 kg.W/jam – 0,02132 Kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,02499 kg.W/jam

34


7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi motor (Nm)

Putaran (rpm)


70


n1 RG4 os 0,25

Tm RG 4 slnd std

Tm RG4 os 0,25

Gambar 4.13 grafik fungsi antara putaran n1 dan torsi Tm motor akibat variasi beban F1, pada reduction gear 4




35

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


n1 RG 4 os 0,25

Ne RG 4 slndr std

Ne RG4 os 0,25

Gambar 4.14 grafik fungsi antara putaran n1 dan daya efektif Ne motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 4



beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6516 rpm 3489 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 3321,780539 Watt – 4256,031239 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3572,644063 Watt Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6789 rpm – 3745 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 3572,6444063 Watt – 4749,108029 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 4026,793732 Watt

Daya Efektif (Watt)

Putaran (rpm)


36

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


Ne RG4 os 0,25

Tm RG4 slndr std

Tm RG4 os 0,25

Gambar 4.15 grafik fungsi antara daya efektif Ne torsi Tm motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 4

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) 3321,780539 Watt

–

4256,031239 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3572,644063 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat 4,87059 N.m – 10,00559 N.meban 7 kg dan cenderung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 9,78319 N.m Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 3808,369485 Watt – 4026,793732 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3572,644063 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 535951 N.m – 10,47648 N.m dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan torsi motor 10,27304 N.m

Torsi Motor (Nm)

Daya Efektif (Watt)


37

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

0,08000 0,07300 0,06600 0,05900 0,05200 0,04500 0,03800 0,03100 0,02400 0,01700 0,01000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


Daya Efektif (Watt)



Ne RG4 os 0,25

Be RG4 slndr std

Be RG4 os 0,25

Gambar 4.16 grafik fungsi antara daya efektif Ne Bahan bakar efektif motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 4

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 3321,780539 Watt – 4256,031239 pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3042,802783 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,03105 kg.W/jam – 0,02405 Kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,08201 kg.W/jam Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 3808,369485 Watt – 4026,793732 Watt pada beban 6 kg dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3860,272187 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,02795 kg.W/jam – 0,02017 Kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,02362 kg.W/jam.

38


7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

12,00000 10,95000 9,90000 8,85000 7,80000 6,75000 5,70000 4,65000 3,60000 2,55000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Torsi motor (Nm)

Putaran (rpm)


70


n1 RG5 os 0,25

Tm RG 5 slnd std

Tm RG5 os 0,25

Gambar 4.17 grafik fungsi antara putaran n1 dan torsi Tm motor akibat variasi beban F1, pada reduction gear 5



beban 3 kg - 6 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6449 rpm 3159 rpm dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 5,60362 N.m – 11,62930 N.m pada beban 7 kg Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6865 rpm – 3350 rpm dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 6,29339 N.m – 12,39100 N.m

39

7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

Daya Efektif (Watt)

Putaran (rpm)


70


n1 RG 5 os 0,25

Ne RG 5 slndr std

Ne RG 5 os 0,25

Gambar 4.18 grafik fungsi antara putaran n1 dan daya efektif Ne motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 5



beban 3 kg - 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6449 rpm 3159 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 3782,418074 Watt – 4411,739699 Watt pada beban 6 kg

dan cendrung menurun tidak

signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 3845,133865 Watt Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 7 kg mengalami penurunan putaran magnet (n1) dari 6865 rpm – 3350 rpm dengan daya efektif (Ne) yang semakin meningkat dari 4522,033272 Watt – 4865,889374 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif (Ne) 4344,698501 Watt

40

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

13,00000 11,85000 10,70000 9,55000 8,40000 7,25000 6,10000 4,95000 3,80000 2,65000 1,50000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70


Ne RG5 os 0,25

Tm RG 5 slndr std

Tm RG 5 os 0,25

Gambar 4.19 grafik fungsi antara daya efektif Ne torsi Tm motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 5

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) 3782,418074 Watt – 4411,739699 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 7 kg dengan daya efektif 3845,133865 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat 5,60362 N.m – 11,62930 N.m pada beban 7 kg Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 6 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 4522,033272 Watt – 4865,889374 Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban

7 kg

dengan daya efektif ) 4344,698501 Watt dengan torsi motor (Tm) yang semakin meningkat dari 6,29339 N.m – 12,39100 N.m

Torsi Motor (Nm)

Daya Efektif (Watt)


41

6500 5950 5400 4850 4300 3750 3200 2650 2100 1550 1000

0,08000 0,07300 0,06600 0,05900 0,05200 0,04500 0,03800 0,03100 0,02400 0,01700 0,01000 25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Beban (N) Ne RG 5 slndr std

Ne RG 5 os 0,25

Be RG 5 slndr std

Be RG 5 os 0,25

Gambar. 4.20 grafik fungsi antara daya efektif Ne Bahan bakar efektif motor akibat variasi beban F1 pada reduction gear 5

Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder standart pada beban 3 kg – 5 kg mengalami peningkatan daya efektif (Ne) dari 3782,418074 Watt – 4725,319321Watt dan cendrung menurun tidak signifikan pada beban 6 kg dan 7 kg dengan daya efektif 4411,739699 Watt – 3845,133865 Watt dengan bahan bakar efektif (Be) 0,02842 kg.W/jam – 0,02300 Kg.W/jam dan cendrung meningkat tidak signifikan pada beban 7 kg dengan pemakaian bahan bakar efektif (Be) 0,02187 kg.W/jam Hasilnya memperlihatkan bahwa untuk volume silinder oversize pada beban 3 kg – 5 kg mengalami peningkatan dan penurunan daya efektif (Ne) dari 4522,033272 Watt - 5384,91767Watt dan cendrung turun pada beban 6 kg dan 7 kg yaitu 4865,889374 Watt efektif (Be)

4344,698501 Watt dengan pemakaian bahan bakar

yang meningkatan dan penurunan secara begantian pada beban

3kg = 0,02281 kg.w/jam 4kg = 0,02297 kg.w/jam 5kg = 0,01882 kg.w/jam 7kg = 0,0113 kg.w/am 7kg = 0,02078 kg.w/jam


Daya Efektif (Watt)


BAB 5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari hasil pengujian volume silinder standart dan volume silinder oversize

0,25 mm menggunakan beban Prony 3kg - 7kg dengan putaran magnet (n1) 7000 rpm, dapat disimpulkan: 1. Hasil pengujian reduction gear 1 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 1959,331 Watt, torsi maksimum 3,90320 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,04503 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4796 rpm. Hasil pengujian reduction gear 1 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 2504,311 Watt, torsi maksimum 4,34554 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,03899 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 5506 rpm 2. Hasil pengujian reduction gear 2 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 2945,485 Watt, torsi maksimum 6,08467 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,03097 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4625 rpm. Hasil pengujian reduction gear 2 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 3594,270 Watt, torsi maksimum 6,46586 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02555 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4666 rpm 3. Hasil pengujian reduction gear 3 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 3724,027 Watt, torsi maksimum 8,23608 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02881 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 3720 rpm. Hasil pengujian reduction gear 3 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 4398,763 Watt, torsi maksimum 9,11438 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02132 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4611 rpm 42

43

4. Hasil pengujian reduction gear 4 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 4256,031 Watt, torsi maksimum 10,00559 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02405 kg.w/jam berada beban 6 kg dengan putaran magnet 4064 rpm. Hasil pengujian reduction gear 4 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 4749,108 Watt, torsi maksimum 10,47648 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02017 kg.w/jam berada pada beban 6 kg dengan putaran magnet 4331 rpm 5. Hasil pengujian reduction gear 5 untuk volume silinder standart menunjukan daya maksimum 4726,319 Watt, torsi maksimum 10,03253 N.m , dan pemakaian bahan bakar efektif 0,02281 kg.w/jam berada beban 5 kg dengan putaran magnet 4500 rpm. Hasil pengujian reduction gear 5 untuk volume silinder oversize menunjukan daya maksimum 5384,917 Watt, torsi 10,50608 N.m dan pemakaian bahan bakar efektif 0,01882 kg.w/jam berada pada beban 5 kg dengan putaran magnet 4897 rpm 6. Hasil pengujian menunjukan bahwa beban, waktu dan juga beban prony turut berpengaruh pada torsi, daya, dan pemakaian bahan bakar. jika beban prony semakin meningkat, maka pada beban tertentu motor akan memberikan torsi maksimum disitulah juga daya efektif maksimum yang diberikan motor. Ketika daya efektif menjadi maksimum disitulah pemakaian bahan bakar menjadi minimum. Oleh karena silender over size memiliki daya lebih besar dari silinder standart sehingga pemakaian bahan bakar efektif menjadi lebih irit.

5.2 Saran 1. Untuk mendapatkan analisa yang lebih lengkap diperlukan pengujian lebih lanjut yang diterapkan dijalan. 2. Agar tidak terjadi pemborosan maka pengendara motor harus mengetahui jika pada putaran tinggi dengan reduction gear kecil, haruslah

44

memindahkan reduction gear ke yang lebih besar, untuk menghindari pemakaian bahan bakar lebih boros. 3. Pemakaian bahan bakar akan lebih irit jika laju kendaraan relatif kosntas atau tidak terlalu berubah-ubah.

DAFTAR PUSTAKA Arismunandar, Wiranto, Tsuda, Koichi (1983). Motor Diesel Putaran Tinggi. Penerbit Pradnya, Jakatra. Anonim, 1996 Billy Imtopiana.ST, Analisis Konsumsi Bahan Bakar Motor bensin Untuk Setiap Posisi Gigi Terhadap Motor Yamaha RX-KING 135cc. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pattimura. Ferdywanto Parende1), Ir. Hardi Gunawan, MASc2), I Nyoman Gede, ST, MT3) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sam Ratulangi Gillespie, Thomas D. Fundamentals of Vehicle Dynamics. Society of Automotive Engineers, Inc. M.Khovakh (1979) Motor Vehicle Engines. Heisler, Heinz. (2002). Advanced Vehicle Technology (Second edition). Formerly Principal Lecturer and Head of Transport Studies, College of North WestLondon, Willesden Center, London, UK. Husni Mubarok_doc http://dc436.4shared.com/doc/PLyL5N2S/preview.html

I Gede Wiratmaja. “Analisa Unjuk Kerja Motor Bensin Akibat pemakaian Biogasoline” . Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra Vol. 4 No.1.April 2010 (16-25) Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali Yaswaki, K, 1994 Lechner, Gisbert. Naunheimer, Harald. (1999). Automotive Transmissions (Fundamental, Selection, Design and Application). Stuttgart and Augsburg. Sutantra, Nyoman. (2001). Teknologi Otomotif (Teoro dan Plikasinya). Penerbit Guna Widya, Surabaya. Suratman, 2003

45

LAPORAN PENELITIAN MANDIRI

Recommend Documents