TUGAS AKHIR PENGARUH PENGGUNAAN ALAT PENGHEMAT BAHAN BAKAR MEREK X TERHADAP PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DAN KINERJA MESIN SEPEDA MOTOR EMPAT LANGKAH 100 CC
Disusun Oleh : NAMA NIM
: BAYU NURSASONGKO : 4130411 - 061
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA 2008
i
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini,
Nama
: Bayu Nursasongko
N.I.M
: 4130411 - 061
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Fakultas Teknik Industri
Judul Tugas Akhir
: Pengaruh Penggunaan Alat Penghemat Bahan Bakar Merek X Terhadap Penghematan Bahan Bakar Dan Kinerja Mesin Sepeda Motor Empat Langkah 100 CC.
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Tugas Akhir yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Tugas Akhir ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.
Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
( Bayu Nursasongko )
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Telah diperiksa oleh:
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA MENGETAHUI:
Dosen Pembimbing
Koordinator Tugas Akhir
( Nanang Ruhyat, ST. MT )
( Nanang Ruhyat, ST. MT )
iii
ABSTRAK Sebagaimana yang telah diketahui bahwa dengan semakin menipisnya persediaan bahan bakar serta mahalnya harga bahan bakar akhir-akhir ini di Indonesia, maka para peneliti terus berusaha mencari sumber-sumber energi alternatif. Secara bersamaan para peneliti berusaha juga menemukan peralatan yang dapat menghemat pemakaian bahan bakar untuk kendaraan bermotor. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan hipotesa dari produsen penghemat bahan bakar merek X bahwa dengan menggunakan alat ini mampu menghemat pemakaian bahan bakar mencapai 54 % dan meningkatkan kinerja mesin sampai 30 %. Pengamatan dilakukan dengan menguji konsumsi bahan bakar dimana motor dipasang peralatan penghemat bahan bakar dan tidak dipasang alat penghemat bahan bakar (Field Test) serta juga pengujian kinerja mesin motor dengan menggunakan alat mesin Dyno test. Penelitian ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan alat penghemat bahan bakar merek X memberikan penghematan bahan bakar dari 11 % s.d 23,53 % dengan rata – rata penghematan 17,20 % dibandingkan dengan mesin tanpa alat penghemat (standar), tetapi alat penghemat bahan bakar ini tidak memberikan cukup pengaruh terhadap kinerja mesin, perbedaan maksimum 2 % dengan rata – rata 0,5 %.
Kata kunci: Alat penghemat bahan bakar, dyno test, konsumsi bahan bakar, sepeda motor empat langkah.
iv
KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr.Wb Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah menciptakan bumi beserta isinya dan menjadikan manusia sebagai mahluk yang sempurna, yang memiliki akal dan pikiran sehingga dapat berkreasi. Alhamdulillah berkat taufik dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini dengan judul ”PENGARUH PENGGUNAAN ALAT PENGHEMAT BAHAN BAKAR MEREK X TERHADAP PENGHEMATAN BAHAN BAKAR DAN KINERJA MESIN SEPEDA MOTOR EMPAT LANGKAH 100 CC”. Penyusunan Tugas akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi persyaratan dalam menempuh jenjang Strata Satu (S1) pada Fakultas Teknik Mesin Universitas Mercubuana. Dalam laporan Tugas Akhir ini penyusun menyadari sepenuhnya bahwa banyak terdapat kekurangan baik dari segi penerapan maupun kalimatnya. Hal ini disebabkan keterbatasan literatur dan pengetahuan yang dimiliki penyusun. Untuk itu segala kritik dan saran yang sifatnya membangun akan penyusun perhatikan demi perbaikan dan penyempurnaan di masa yang akan datang. Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini penyusun telah mendapat bantuan, bimbingan, pengarahan dan saran-saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada laporan Tugas Akhir ini penyusun menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Kedua Orang Tua yang tidak pernah lelah memberikan doa dan semangat hidup untuk masa depan saya. 2. Ir. Yuriadi Kusuma, Msc selaku Dekan Fakultas Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 3. Ir. Ruli Nutranta, M.Eng selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 4. Ir.R. Ariosuko selaku Dosen Penguji Program Studi Teknik Mesin Universitas Mercubuana.
v
5. Nanang Ruhyat, ST. MT selaku Dosen Pembimbing dan Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 6. Dr.H Abdul Hamid, M.Eng selaku Dosen Penguji Program Studi Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 7. Bapak Ovi Sarjan selaku Pimpinan Dyno Dynamics Division PT. Khatulistiwa Suryanusa 8. Bapak Kris selaku operator mesin Dyno Dynamics PT. Khatulistiwa Suryanusa. 9. Mas ku Rino dan adik ku Pulung dan Bambang semoga kita semua menjadi anak yang dapat berbakti pada orang tua. 10. Keluarga ku (Om, Tante, Adik-adik sepupu) yang telah memberikan dukungan dalam menyediakan alat-alat penelitian. 11. Rekan Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin (Nanang, Dwi Mulyono, Heri Sumantri, P’ Masduki, Kang Asep, Anton dan semua teman yang suka ngumpul bareng). 12. Rekan Alumni Teknik Perminyakan 1998 Trisakti (Indra Cahyo, Andika “Kodir“ Rizki, Aldi, Anto, dan semua teman yang suka nongkrong dipos, tangga, D lantai 8). 13. Serta semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu. Semoga amal ibadah serta segala bantuan yang telah diberikan tersebut mendapatkan pahala yang setimpal dari Allah SWT. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca khususnya rekan Mahasiswa jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana. Wassalamualaikum Wr.Wb
Jakarta, Februari 2008 Penulis
( Bayu Nursasongko )
vi
DAFTAR ISI Halaman Halaman judul ..................................................................................................
i
Halaman Pernyataan Orisinal ..........................................................................
ii
Halaman Pengesahan .......................................................................................
iii
Abstrak .............................................................................................................
iv
Kata Pengantar .................................................................................................
v
Daftar Isi ..........................................................................................................
vii
Daftar Tabel .....................................................................................................
ix
Daftar Gambar .................................................................................................
x
Daftar Notasi ....................................................................................................
xii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................
1
1.2 Identifikasi Masalah ..........................................................................
5
1.3 Tujuan ...............................................................................................
6
1.4 Batasan Masalah ...............................................................................
6
1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................
7
BAB II. LANDASAN TEORI 2.1 Spark Ignition ( SI ) ..........................................................................
8
2.2 Karakteristik Mesin Empat Langkah ................................................
9
2.3 Karburator .........................................................................................
10
2.3.1 Prinsip Kerja Karburator ..........................................................
16
2.4 Saringan Udara ( Air Filter ) .............................................................
18
2.4.1 Penyaring Udara Untuk Internal Combustion Engine .............
18
2.5 Magnet ..............................................................................................
19
2.5.1 Menghilangkan Sifat Kemagnetan ........................................
21
2.6 Bensin ...............................................................................................
22
2.7 Inersia Dyno ......................................................................................
25
2.8 Torsi Dan Horse Power ....................................................................
27
2.8.1 Torsi .........................................................................................
27
vii
2.8.2 Horse Power ............................................................................
27
2.9 Air Fuel Ratio ( AFR ) .....................................................................
28
2.10 Lambda ( λ ) ....................................................................................
29
2.11 Efisiensi Volumetrik ( η ) ...............................................................
29
2.12 Alat Penghemat Bensin Merek X ...................................................
30
2.13 Tabung Ring Diesel – Bensin .........................................................
31
2.14 Magic Jet .........................................................................................
32
2.15 Quasar Fuel Additive ACV-6 .........................................................
32
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Objek penelitian ................................................................................
34
3.2 Peralatan dan Bahan .........................................................................
34
3.3 Prosedur Pengujian atau Penelitian ...................................................
35
3.3.1 Pengujian Tahap I ( Field Test ) ...........................................
35
3.3.2 Pengujian Tahap II ( Dyno Test ) ..........................................
36
3.4 Spesifikasi Chassis Dynamometer ....................................................
39
BAB IV DATA EKSPERIMEN DAN ANALISA 4.1 Hasil Pengujian Lapangan ( Field Test )...........................................
46
4.2 Hasil Pengujian Dinamometer ( Dyno Test ) ....................................
47
4.3 Analisa ..............................................................................................
49
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .......................................................................................
50
5.2 Saran ...............................................................................................
50
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
LAMPIRAN
viii
xiii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Pengujian Lapangan ...............................................................
46
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Lapangan Dengan Menggunakan Alat Penghemat Bahan Bakar ................................................................................................
47
Table 4.3 Perbandingan Hasil Pengujian Dyno ...............................................
47
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman BAB I PENDAHULUAN Gambar 1.1 Rasio Harga BBM Terhadap Harga Internasional ..............
1
Gambar 1.2 Grafik Harga Minyak Dunia ...............................................
2
Gambar 1.3 Produksi Sepeda Motor di Indonesia ..................................
4
Gambar 1.4 Brosur Produk Alat Penghemat Bahan Bakar .....................
6
BAB II LANDASAN TEORI Gambar 2.1 Cross Section Of Single-Barrel Downdraft Carburetor .....
8
Gambar 2.2 Siklus Mesin Empat Langkah .............................................
9
Gambar 2.3 Bagian Karburator ...............................................................
12
Gambar 2.4 Jenis Float ...........................................................................
12
Gambar 2.5 Throttle Valve ......................................................................
12
Gambar 2.6 Needle Valve .......................................................................
12
Gambar 2.7 Aliran Venturi .....................................................................
13
Gambar 2.8 Float Valve ..........................................................................
13
Gambar 2.9 Main Jet...............................................................................
13
Gambar 2.10 Pilot Jet .............................................................................
13
Gambar 2.11 Jet Needle / Jarum Skep ....................................................
14
Gambar 2.12 Air Screw ...........................................................................
14
Gambar 2.13 Spuyer................................................................................
14
Gambar 2.14 Skep ..................................................................................
14
Gambar 2.15 Jarum Skep ........................................................................
15
Gambar 2.16 Lubang Skep ......................................................................
15
Gambar 2.17 Karburator .........................................................................
15
Gambar 2.18 Karburator Merek Keihin ..................................................
16
Gambar 2.19 Prinsip Kerja Karburator ...................................................
16
x
Gambar 2.20 Pengaturan Suplai Bahan Bakar ........................................
17
Gambar 2.21 Saringan Udara ..................................................................
19
Gambar 2.22 Contoh Magnet ........................................................................
21
Gambar 2.23 Pengaruh Magnet Pada Bahan Bakar ................................
21
Gambar 2.24 Alat Penghemat Bensin di Kotak Saringan Udara ............
31
Gambar 2.25 Alat Penghemat Bensin di Selang Bensin .........................
31
BAB III METODE PENELITIAN Gambar 3.1 Obeng, Tang, Gunting, Suntikan, Double Tape ..................
35
Gambar 3.2 Botol Infus, Selang Bensin..................................................
35
Gambar 3.3 Bensin..................................................................................
35
Gambar 3.4 Motor di Atas Mesin Dyno Test ..........................................
37
Gambar 3.5 Monitor Dyno Test ..............................................................
37
BAB IV DATA EKSPERIMEN DAN ANALISA Gambar 4.1 Grafik Perubahan HP Vs RPM ...........................................
48
Gambar 4.2 Grafik HP Vs RPM .............................................................
48
xi
NOTASI
SYMBOL
KETERANGAN
a
Percepatan
C
Carbon
F
Gaya
H
Hidrogen
AFR
SATUAN m/s2
Newton
Air Fuel Ratio
m
massa
Kg
ma
Massa udara
Kg
P
Tekanan
Atm
T
Temperatur
Celsius
V
Volume
m3
α
Percepatan Sudut
Rad/sec2
η
Efisiensi Volumetrik
%
τ
Torsi
Nm
xii
DAFTAR PUSTAKA 1. Arends. BPM. dan Barendschot. H, Motor Bensin, Erlangga, Jakarta, 2000. 2. Arismunandar. Wiranto, Penggerak Mula : Motor Bakar Torak, Edisi kelima cetakan kesatu, Percetakan ITB, Bandung, 2000. 3. Erwin, Perancangan Katalik Konverter Pada Exhaust System Sepeda Motor 4 Langkah 100 CC, Program Pasca Sarjana Bidang Ilmu Teknik UI, 2004. 4. Heywood. John B, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, Inc, New York,1988. 5. Hadi Auganda, Msme dan DJ. Katsumi Kageyama, Pedoman Perawatan Sepeda Motor, Pradnya Paramita, Jakarta, 2000. 6. Nakoela Soenarta dan Soichi Furuhama, Motor Serbaguna, Cetakan kedua, Pradnya Paramita, 1995. 7. Situmorang. Anggiat, Service Kendaraan Ringan, Angkasa, Bandung, 1999.
xiii
Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Dengan berkembangnya daerah perkotaan, maka berkembang pula masalah transportasi, oleh karena itu diperlukan suatu alat transportasi yang murah, efisien, serta dapat menghindari kemacetan. Salah satu alat transportasi yang dapat memenuhi kriteria tersebut diatas adalah sepeda motor, sepeda motor bebek empat langkah sangat memenuhi syarat tersebut dengan ukuran yang relatif kecil mudah melakukan manuver pada jalan-jalan macet dan irit dalam pemakaian bahan bakar. Sehingga jumlah sepeda motor jenis ini jauh lebih banyak dibandingkan sepeda motor jenis lain pada saat ini. Pada tahun-tahun terakhir ini dimana harga minyak dunia mengalami peningkatan yang cukup besar sehingga berpengaruh langsung terhadap harga bahan bakar pada kendaraan bermotor termasuk kendaraan sepeda motor bebek empat langkah.
Gambar 1.1 Rasio harga BBM terhadap harga internasional (%)
1
Gambar 1.2 Grafik harga minyak dunia
Menurut Kementerian Negara Riset dan Teknologi 2003-2007 Puslit Fisika LIPI, jumlah persediaan minyak bumi dalam perut bumi sudah semakin berkurang dan akan segera habis. Hal ini menyebabkan kemungkinan terjadi penurunan produksi bahan bakar minyak pada tahun 2030 nanti.( Syah Johan Ali Nasiri, Balai Pengkajian Teknologi Polimer - BPPT. 2007 ). Kenaikan harga dasar bahan bakar dan semakin menipisnya persediaan minyak bumi ini menghantam segala sendi perekonomian dan kehidupan masyarakat Indonesia. Berbagai macam cara untuk menghemat energi pun telah dilakukan oleh masyarakat luas dan industri. Cara tersebut antara lain mengganti bahan bakar konvensional dengan bahan bakar alternatif, melakukan pembatasan bepergian dengan kendaraan pribadi, dan memilih kendaraan umum sebagai alat transportasi alternatif.
2
Tetapi pada kenyataannya, pelayanan angkutan umum masih dirasa sebagian warga kota belum nyaman dan belum aman untuk digunakan. Akibatnya pemakaian kendaraan pribadi untuk keperluan ke kantor, berbelanja, maupun keperluan lainnya tidak dapat dihindarkan. Oleh sebab itu tindakan cerdas untuk melakukan penghematan bahan bakar kendaraan menjadi sesuatu yang penting. Permasalahan ini menjadi wacana bagi para ahli untuk mencari solusi. Solusi itu antara lain dengan menciptakan alat yang menggunakan konsep bioenergi, alat yang mengadopsi konsep pengaruh medan magnet terhadap molekul hidrokarbon, sampai bahan yang berbentuk cairan yang dicampurkan ke dalam bahan bakar untuk menghemat penggunaan bahan bakar. Solusi tersebut mampu menarik minat masyarakat dan menumbuhkan kesadaran masyarakat untuk menghemat penggunaan bahan bakar Pada tahun 2005, Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia (AISI) menargetkan penjualan sepeda motor sebanyak 4,6 juta hingga 4,8 juta unit. Sebagai perbandingan, pada tahun 2002, penjualan sepeda motor di negeri Tirai Bambu China mencapai 10,82 juta unit, India 4,79 juta unit, dan Indonesia 2,32 juta unit. Pada tahun 2003, penjualan sepeda motor di ketiga negara ini juga makin naik. China, misalnya, penjualannya mencapai 11,13 juta unit, India 5,12 juta unit dan Indonesia 2,82 juta unit. Demikian juga dengan total produksi. Pada tahun 2002, China memproduksi sepeda motor sebanyak 12,38 juta unit, India 4,94 juta unit dan Indonesia sebanyak 2,32 juta unit. Pada tahun 2003, China meningkatkan kapasitas produksinya menjadi 14,16 juta unit, India 5,41 juta unit dan Indonesia 2,38 juta unit. Pada tahun 2000, pertumbuhan sepeda motor di Indonesia mencapai 66,74 persen, 2001 mencapai 68,55 persen, 2002 sebanyak 40,42 persen, 2003 sebesar 21,82 persen dan 2004 sebanyak 38,14 persen. Dengan rata-rata pertumbuhan mencapai 30 persen per tahun, hingga Juni 2005, diperkirakan jumlah populasi sepeda motor di Indonesia mencapai 24 juta unit. Sementara itu, pada tahun 2004, populasi sepeda motor di Indonesia mencapai 22 juta unit.
3
Gambar 1.3 Produksi sepeda motor di Indonesia
Dengan populasi yang sedemikian dahsyat, yang menjadi persoalan saat ini adalah apakah alat penghemat bahan bakar ini benar-benar efektif menekan penghematan konsumsi bahan bakar, terutama untuk digunakan pada kendaraankendaraan yang jarak tempuhnya sudah melebihi kapasitas, karena selama ini alat ini biasa diaplikasikan pada kendaraan keluaran baru, jadi alat penghemat ini masih mampu bekerja secara efektif. Selain itu memasuki abad 21 yang baru ini kesadaran masyarakat dunia terhadap bahaya pencemaran udara yang disebabkan oleh hasil pembakaran bahan bakar fosil pada kendaraan bermotor semakin besar sehingga membuat pemerintahan dinegara-negara Eropa, Amerika, Asia semakin memperketat peraturan tentang emisi gas buang dari kendaraan bermotor, karena jumlah kendaraan yang beroperasi semakin meningkat. Pemerintah Indonesia melakukan beberapa usaha untuk mengurangi tingkat polusi ini dengan berencana untuk memperketat peraturan tentang emisi gas buang kendaraan bermotor dengan mengacu kepada EURO 1, EURO 2, EURO 3, penggunaan bensin tanpa timbal. Sehingga kemungkinan peraturan emisi gas buang berbahaya ini akan juga mengatur emisi yang dihasilkan sepeda motor bebek empat langkah. Melihat kondisi tahun-tahun terakhir ini dimana harga bahan bakar mengalami peningkatan yang cukup besar serta tuntutan untuk menekan pencemaran yang terjadi akibat proses pembakaran bahan bakar pada kendaraan bermotor kalangan industri otomotif juga telah melakukan beberapa usaha dengan
4
mengubah desain mesin yang bertujuan untuk menyempurnakan sistem pembakaran sehingga penggunaan bahan bakar menjadi lebih efisien (irit) dan sekaligus mengurangi tingkat emisi gas buang berbahaya. Pada saat ini dipasaran sudah banyak dijual berbagai macam alat yang bertujuan melakukan penghematan bahan bakar. Jenis alat-alat tersebut terdiri dari jenis elektrik, magnet, pil (celup), dan pemecah udara. Berdasarkan permasalahan ini, penulis ingin mengulas tentang pengaruh alat penghemat bahan bakar yang menggunakan magnet dan mencoba membuktikan efektifitas kinerja alat penghemat bahan bakar terhadap konsumsi bahan bakar dan kinerja mesin motor. Hal ini penulis sesuaikan dengan pengajuan Tugas Akhir yang penulis beri judul “Pengaruh Penggunaan Alat Penghemat Bahan Bakar Merek X Terhadap Penghematan Bahan Bakar dan Kinerja Mesin Sepeda Motor Empat Langkah 100 cc”.
1.2 Identifikasi Masalah Pada motor bensin pembakaran sempurna itu sangat sulit terjadi, karena banyak hal yg mempengaruhi seperti waktu pengapian yang salah, penyetelan karburator, kondisi jalan, dan cara pengemudi dalam membawa kendaraannya. Bahan bakar memiliki unsur kimia hidrokarbon (HC), yang dapat terurai agar lebih teratur dan reaktif. Pembakaran yang sempurna akan dapat mengurangi emisi gas buang dan meningkatkan kinerja mesin kendaraan. Emisi gas buang berbahaya yang dihasilkan motor bensin volume kecil adalah UHC (unburned hidrocarbon), dan CO (carbon monoxide). Oleh kerena itu perlu adanya sesuatu yang dapat membantu tercapainya pembakaran sempurna tersebut. Ada beberapa macam metode yang sudah dicoba untuk mendapatkan pembakaran sempurna tersebut. Contohnya pada sepeda motor yamaha dua langkah terdapat katup buluh (Reed valve), swirl cone, pemanas pada selang saluran bahan bakar, pemakaian katalis pada bahan bakar, pemakaian medan magnet pada saluran bahan bakar. Didalam penelitian ini akan dilakukan suatu kajian pemakaian medan magnet terhadap pembakaran sempurna dan kinerja kendaraan, dikarenakan
5
kualitas produk alat penghemat bahan bakar masih menimbulkan keraguan pada konsumen.
1.3 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan hipotesa dari produsen bahwa dengan menggunakan alat penghemat bahan bakar merek X ini mampu menghemat pemakaian bahan bakar sampai 54 % dan meningkatkan kinerja mesin sampai 30 %.
Gambar 1. 4 Brosur produk alat penghemat bahan bakar.
1.4 Batasan Masalah Penelitian ini akan dibatasi pada permasalahan : 1. Magnet yang digunakan adalah magnet yang khusus dirancang untuk penghematan bahan bakar yang ada dipasaran 2. Pengujian dilakukan pada satu trek jalan 3. Joki adalah mahasiswa sendiri dengan tinggi 170 cm dan berat badan 73 Kg 4. Pengujian performance mesin dengan mesin dynotest dilakukan dua kali (satu kali tidak memakai magnet dan satu kali memakai magnet) 5. Sepeda motor yang akan digunakan adalah sepeda motor bebek empat tak 100 cc
6
1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan mencakup keseluruhan isi penulisan yang diuraikan oleh masing-masing bab. Sistematika penulisan dibuat sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi uraian mengenai latar belakang masalah, pokok permasalahan, tujuan penulisan, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi mengenai populasi motor bebek, karakteristik mesin empat langkah, spark ignition, magnet, bensin, inersia dyno, torsi dan horse power. BAB III METODE PENELITIAN Bab ini berisi mengenai cara-cara pengujian dan perancangan eksperimen untuk dapat menghasilkan suatu perbandingan seperti yang dijelaskan pada bab 1. BAB IV DATA EKSPERIMEN dan ANALISA Bab ini berisi tentang analisa dari hasil eksperimen yang telah dilakukan dan diskusi yang dilakukan oleh penulis baik dengan nara sumber ataupun hasil penelitian yang pernah ada. BAB V PENUTUP Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran yang didapat dari hasil pengujian dan pembahasan penulis.
7
Bab II Landasan Teori Secara umum terdapat dua tipe mesin yaitu mesin dengan bahan bakar bensin (gasoline-fueled engines) dan mesin dengan bahan bakar solar (dieselfueled engines). Kedua mesin tersebut memiliki mekanisme pembakaran yang berbeda. Mesin dengan bahan bakar bensin memulai pembakaran dengan menggunakan percikan api dari busi, sedangkan mesin dengan bahan bakar solar memulai pembakaran dengan kompresi bahan bakar – udara dengan tekanan yang besar. Mesin
empat
langkah
banyak
digunakan
untuk
berbagai
macam
penggunaan. Sebenarnya banyak kendaraan roda empat yang menggunakan mesin empat langkah ini. Tetapi mesin empat langkah ini lebih umum digunakan oleh kendaraan bermotor roda dua.
2. 1 Spark Ignition (SI) Didalam mesin SI udara dan bahan bakar biasanya bercampur bersama didalam intake system terlebih dahulu sebelum masuk kedalam silinder mesin menggunakan karburator atau sistem bahan bakar injeksi, seperti gambar 2. 1
Gambar. 2. 1 Cross section of single-barrel downdraft carburetor
Mesin SI yang kecil biasanya banyak digunakan dalam penggunaan sehari hari, seperti pada sepeda motor lebih banyak menggunakan silinder tunggal. Pada
8
penggunaan sepeda motor, bentuknya yang kecil, ringan, dan biaya yang murah dalam menghasilkan daya adalah ciri khas yang penting, sedangkan konsumsi bahan bakar, getaran mesin, dan ketahanan mesin dianggap kurang penting. Pada mesin silinder tunggal diberikan hanya satu daya stroke per putaran (two stroke cycle) atau dua putaran (four stroke cycle). Oleh karena itu, getaran torsi sangat lebar dan getaran mesin serta kehalusan masalah yang sangat penting.
2. 2 Karakteristik Mesin Empat Langkah Mesin empat langkah dikenal dengan mesin yang irit dan menghasilkan emisi gas buang berbahaya yang lebih sedikit dibandingkan dengan mesin dua langkah, ataupun diesel. Selain itu pada mesin empat langkah efisiensi bahan bakar lebih baik dari pada mesin dua langkah, sehingga penggunaan mesin ini pada sepeda motor dengan volume kecil semakin banyak, dan penggunaan sepeda motor dengan mesin dua langkah berangsur – angsur ditinggalkan. Mesin empat langkah dalam satu siklus terdiri dari empat langkah yang terdiri dari langkah hisap, langkah kompresi, langkah kerja, dan langkah buang, gambar 2. 2, disini pembakaran bahan bakar menjadi lebih sempurna dibandingkan pembakaran pada mesin dua langkah.
Gambar 2. 2 Siklus mesin empat langkah.
Berikut ini akan dijelaskan langkah kerja pada motor mesin empat langkah, yaitu : 1. Langkah Isap (Air Intake) : Ketika posisi katup masuk terbuka dan katup buang tertutup, torak bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati
9
bawah (TMB), melalui katup isap yang terbuka maka campuran udarabahan bakar terhisap masuk ke dalam ruang silinder. 2. Langkah kompresi : Setelah mencapai TMB, torak kembali menuju TMA. Posisi kedua katup tertutup, campuran udara – bahan bakar terkurung didalam siilinder dan dimampatkan oleh torak yang bergerak menuju TMA. Volume campuran udara – bahan bakar menjadi kecil oleh karena itu tekanan dan temperaturnya naik sehingga campuran tadi mudah sekali terbakar. 3. Langkah kerja : Pada saat torak hampir mencapai TMA campuran udara – bahan bakar dinyalakan, maka terjadilah proses pembakaran sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Akhirnya torak mencapai TMA dan gas pembakaran mampu mendorong torak kembali ke TMB. Posisi kedua katup masih dalam keadaan tertutup. 4. Langkah buang : Pada saat langkah buang posisi katup masuk tertutup rapat dan posisi katup buang terbuka lebar. Gas sisa hasil pembakaran ditekan keluar oleh torak yang bergerak menuju TMA dan gas sisa hasil pembakaran keluar melalui katup buang. Dengan demikian maka dimulai kembali prosesnya dari awal. Emisi gas buang berbahaya yang dihasilkan mesin empat langkah yang menjadi perhatian untuk dikurangi adalah UHC dan CO, yang diakibatkan oleh pembakaran yang tidak sempurna. Ada banyak hal yang dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna ini, antara lain : pengapian yang tidak tepat (misfire), campuran bahan bakar dan udara yang tidak sesuai, dan kondisi mesin.
2. 3 Karburator Karburator adalah suatu tempat pencampuran bahan bakar dengan udara. Pencampuran tersebut terjadi karena bahan bakar terhisap masuk atau disemprotkan ke dalam arus udara segar yang masuk ke dalam karburator. Campuran bahan bakar dan udara segar yang terjadi itu sangat mudah terbakar. Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang dinyalakan oleh
10
loncatan bunga api listrik dari busi menjelang langkah akhir kompresi. Pembakaran bahan bakar – udara ini menyebabkan mesin menghasilkan daya. Adapun fungsi karburator adalah : a. Untuk mengkabutkan bahan bakar. b. Untuk membuat perbandingan yang tepat antara bahan bakar dan udara sesuai dengan kebutuhan mesin atau putaran mesin. c. Untuk menampung bahan bakar sementara waktu, sehingga sewaktu-waktu dibutuhkan selalu siap. Komponen – komponen yang terdapat didalam karburator : Ø Main Jet adalah suatu komponen yang terdapat didalam karburator yang berfungsi untuk menyuplai bahan bakar ke dalam ruang karburator dengan ukuran tertentu. Ø Pilot Jet/ Screw adalah suatu komponen yang terdapat didalam karburator yang berfungsi untuk menyuplai bahan bakar pada saat engine dalam kondisi putaran rendah ke dalam ruang karburator dengan ukuran tertentu. Ø Needle Valve adalah suatu komponen yang terdapat didalam karburator berupa jarum klep atau katup yang berhubungan dengan pelampung dengan fungsi mengatur tinggi rendahnya pelampung guna mengatur komposisi bahan bakar. Ø Pelampung adalah suatu komponen yang terdapat didalam karburator berupa dua karet bulat dihubungkan jadi satu dengan plat penghubung yang didalamnya terdapat udara sehingga dapat mengapung berfungsi untuk mengatur ketinggian bahan bakar yang terdapat didalam karburator. Ø Throttle Valve adalah suatu komponen yang terdapat didalam karburator yang berbentuk silinder berbahan stainless steel berhubungan dengan kabel gas dan jarum skep berfungsi sebagai katup penghisap udara – bahan bakar, mengatur jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam silinder engine, mempertahankan kecepatan engine pada beban yang berbeda dan merubah putaran engine. Ø Needle Jet / Jarum skep suatu komponen didalam karburator yang berbentuk jarum di bagian ujung satunya terdapat ulir pengunci dan
11
berhubungan dengan throttle valve berfungsi sebagai pengaturan bahan bakar yang akan di hisap naik melewati main jet. Ø Pilot Air Screw / Pengatur Udara adalah komponen yang terdapat pada bagian luar karburator dekat dengan idle screw, berfungsi untuk mengatur udara yang masuk ke dalam karburator. Ø Idle screw / skrup stationer adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengatur kendaraan dalam keadaan stationer atau mengatur posisi throttle valve pada engine putaran rendah. Ø Choke adalah suatu komponen yang berfungsi untuk memperkaya campuran bahan bakar ke dalam karburator Ø Fuel strainer adalah suatu komponen yang berfungsi untuk menyaring bahan bakar. Ø Float Bowl / mangkuk pelampung adalah suatu komponen yang berfungsi sebagai tempat bahan bakar dan penampung dalam karburator.
Gambar.2. 3 Bagian Karburator
Gambar. 2. 4 Jenis Float
Gambar. 2. 5 Throttle Valve
Gambar. 2. 6 Needle Valve
12
Gambar. 2. 7 Aliran Venturi
Gambar. 2. 8 Float Valve
Gambar. 2. 9 Main Jet
Gambar. 2. 10 Pilot Jet
13
Gambar. 2. 11 Jet Nedle / Jarum Skep
Gambar. 2. 12. Air Screw
Gambar. 2. 13 Spuyer
Gambar. 2. 14 Skep
14
Gambar. 2. 15 Jarum skep
Gambar. 2. 16 Lubang Skep
Gambar. 2. 17 Karburator
15
Gambar. 2. 18 Karburator Merk Keihin
2. 3. 1 Prinsip Kerja Karburator Prinsip dasar dari kerja karburator dikenal sebagai "Prisip Bernoulli", Kecepatan ideal suatu gas atau udara akan bertambah seiring dengan turunnya tekanan. Dalam keadaan tertentu perbandingan kecepatan dan tekanan bisa dikatakan hampir linear, katakanlah kecepatan akan naik dua kali jika tekanan turun 2 kali. Secara sederhana cara kerja karburator seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Gambar. 2. 19 Prinsip Kerja Karburator
16
Adanya perbedaan tekanan antara ruang venturi dan udara luar ini maka udara akan mengalir dengan suatu kecepatan di dalam venturi dan mengakibatkan bahan bakar yang ada dalam tabung penyimpan akan menyembur keluar. Suplai bahan bakar diatur dengan mengatur kecepatan aliran udara pada venturi, dengan bantuan kisi penghalang yang disebut throttle valve. Dengan mengatur pembukaan throttle valve ini suplai bahan bakar yang disemburkan bisa diatur. Pada gambar dibawah ini bisa dilihat pada saat idle dimana throttle valve hampir menutup penuh, udara yang melalui venturi akan berjalan menuju saluran kecil yang diatur oleh sekrup campuran idle (Idle mixture adjusting screw). Akibatnya bahan bakar akan keluar melalui saluran idle. sedangkan pada saat kecepatan tinggi throttle valve akan membuka sehingga sebagian besar bahan bakar akan keluar lewat saluran primer.
Gambar.2. 20 Pengaturan Suplai Bahan Bakar
17
Dengan adanya pengaturan ini bahan bakar bisa diatur miskin (lean) atau kaya (Rich). Secara ideal campuran bahan bakar dan udara menurut Stoichiometrik haruslah mempunyai perbandingan 14.7 : 1 yang artinya 14,7 gram udara dan 1 gram bahan bakar, campuran dengan komposisi ini akan menghasilkan pembakaran yang sempurna, gas buangnya relatif bersih (ramah lingkungan). Tetapi hal ini sangat sukar di capai pada kenyataannya.
2. 4 Saringan Udara ( Air Filter ) Filter udara adalah suatu alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran, lebih sering kotoran berbentuk padat seperti debu, serbuk, dan lainnya dari udara. Saringan udara digunakan pada pengunaan dimana kualitas udara dianggap suatu yang penting, seperti didalam sistem ventilasi gedung dan mesin, seperti internal combustion engine, gas compressor, diving air compressor, gas turbines dan lainnya. Beberapa bangunan, juga pesawat terbang menggunakan busa, pleated paper, atau spun fiberglass sebagai elemen penyaring. Metode yang lain menggunakan serat atau elemen dengan listrik statis, yang mana dapat menarik partikel seperti debu. Untuk udara yang masuk di internal combustion engines dan kompresor cenderung menggunakan kertas, busa, sebagai penyaring udara. Teknologi penyaring udara untuk gas turbin mengalami perkembangan yang sangat maju dalam beberapa tahun terakhir.
2. 4. 1 Penyaring Udara Untuk Internal Combustion Engines Penyaring udara pada internal combustion engines mencegah partikel agar tidak masuk kedalam silinder mesin, karena hal tersebut akan menyebabkan kerusakan pada mesin dan kotornya oli. Saat ini, kendaraan bahan bakar injeksi menggunakan saringan udara dari bahan pleated paper. Saringan udara ini biasanya ditempatkan didalam kotak plastik yang terhubung dengan throttle body. Bahan bahan yang digunakan sebagai penyaring udara diantaranya adalah : Ø Kertas : elemen pleated paper adalah pilihan yang terbaru untuk pembersih udara kendaraan bermotor, karena efisien, mudah digunakan, dan murah.
18
Ø Busa : busa digunakan secara luas sebagai penyaring udara pada kendaraan bermesin kecil. Tergantung dari tingkatan dan ketebalan dari busa, suatu saringan udara dari busa dapat meminimalkan aliran udara, saringan udara kemudian menjadi suatu pilihan yang popular di balapan off road dan sepeda motor dimana diperlukan saringan yang dapat menyaring debu atau kotoran dengan baik Ø Kain kasa : tidak banyak yang menggunakan kain kasa dari cotton, pada masa lalu kain kasa dari cotton ini digunakan terbatas sebagai penyaring udara.
Gambar. 2. 21 Saringan udara
2. 5 Magnet Magnet atau yang biasa dikenal dengan istilah besi berani adalah materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain, yaitu bahan yang mengandung unsur logam, namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang
19
mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada International System of Unit (SI) adalah tesla. Jenis-jenis magnet ada dua yaitu, magnet tetap dan magnet tidak tetap (remanen). Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik). Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada: a. Neodymium Magnets ( merupakan magnet tetap yang paling kuat ). b. Samarium-Cobalt Magnets c. Ceramic Magnets d. Plastic Magnets e. Alnico Magnets Pembuatan magnet permanen dengan cara metalurgi serbuk bahan magnet yaitu mereaksikan semua bahan baku dalam bentuk serbuk dengan tahapan mixing, kalsinasi, kompaksi dan sinterisasi. Bahan lain yang digunakan sebagai aditif adalah Calsium Oxide (CaO), Silikon Oxide (SiO2) dan sebagai binder digunakan Polivinil Alkohol (PVA). Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet atau magnet buatan. Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini. Bentuk magnet buatan antara lain: a. Magnet U b. Magnet ladam c. Magnet batang d. Magnet lingkaran e. Magnet jarum (kompas) Cara membuat magnet remanen antara lain: a. Digosok dengan magnet lain secara searah. b. Induksi magnet. c. Magnet diletakkan pada solenoida dan dialiri arus listrik searah (DC).
20
Gambar 2. 22 Contoh magnet
2. 5. 1 Menghilangkan Sifat Kemagnetan. Cara menghilangkan sifat kemagnetan antara lain: a.Dibakar. b.Dibanting-banting. c.Dipukul-pukul. d.Magnet diletakkan pada solenoida dan dial Penggunaan magnet dalam proses penghematan bahan bakar dimaksudkan untuk membantu proses ionisasi di dalam bahan bakar. Ionisasi ini diperlukan agar bahan bakar dapat dengan mudah mengikat oksigen selama proses pembakaran. Jika proses ionisasi ini berjalan dengan baik maka konsumsi bahan bakar akan berkurang. Proses magnetisasi ini akan membuat pembakaran lebih sempurna. Visualisasi proses ionisasi dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 2. 23 Pengaruh magnet pada bahan bakar
21
Bahan bakar masuk ke dalam magnet dari arah kiri IN (lihat Gambar 2. 23). Dari gambar tersebut bahan bakar belum terionisasi oleh magnet, setelah bahan bakar melewati magnet menuju OUT (lihat gambar 2. 23). Kekuatan magnetisasi di dalam magnet tersebut menyebabkan terpecahnya ikatan karbon dalam bahan bakar menjadi bagian-bagian kecil ikatan dan terionisasi, sementara itu Far Infrared Ray (sinar infra merah) yang ada di dalam magnet tersebut memperkuat ikatan-ikatan kecil tadi dan memposisikan ikatan tersebut secara beraturan. Ikatan kecil dan beraturan inilah yang menyebabkan mudahnya oksigen bereaksi dengan bahan bakar pada proses pembakaran. Dengan penggunaan magnet yang mempunyai sifat dasar dapat menarik molekul-molekul di dalam bahan bakar, dari molekul-molekul yang tersusun kurang beraturan menjadi beraturan dan tersusun rapi maka memberikan dampak optimal terhadap ionisasi. Sehingga molekul yang tadinya ada yang besar, sedang, kecil, disusun menjadi kecil-kecil dan beraturan, sehingga memberi kosumsi bahan bakar yang maksimal terhadap mesin.
2. 6 Bensin Bensin dibuat dari minyak mentah, cairan berwarna hitam yang dipompa dari perut bumi dan biasa disebut dengan petroleum. Cairan ini mengandung hidrokarbon, atom-atom karbon dalam minyak mentah ini berhubungan satu dengan yang lainnya dengan cara membentuk rantai yang panjangnya berbedabeda. Senyawa Hidrokarbon digolongkan menjadi: 1. Parafin (CnH2n+2) 2. Naftalen (CnH2n) 3. Aromatis (CnH2n-6) 4. Olefin (CnH2n) 5. DiOlefin (CnH2n-2) Parafin, naftalen, dan aromatis terdapat didalam minyak mentah, sedangkan olefin dan diolefin terjadi pada saat pemrosesan minyak mentah.
22
Molekul hidrokarbon dengan panjang yang berbeda akan memiliki sifat dan kelakuan yang berbeda pula. CH4 (metana) merupakan molekul paling ”ringan”, bertambahnya atom C dalam rantai tersebut akan membuatnya semakin ”berat”. Empat molekul pertama hidrokarbon adalah metana, etana, propana dan butana. Dalam temperatur dan tekanan kamar, keempatnya berwujud gas, dengan titik didih masing-masing -107 °C, -67 °C,-43 °C dan -18 °C. Berikutnya, dari C5 sampai dengan C18 berwujud cair, dan mulai dari C19 ke atas berwujud padat. Dengan bertambah panjangnya rantai hidrokarbon akan menaikkan titik didihnya, sehingga kita bisa memisahkan hidrokarbon ini dengan cara destilasi. Prinsip inilah yang diterapkan di pengilangan minyak untuk memisahkan berbagai fraksi hidrokarbon dari minyak mentah. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Bilangan oktan suatu bensin memberikan informasi kepada kita tentang seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin tersebut terbakar secara spontan. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari. Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus, oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit. Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut terdiri dari 87 % oktana dan 13 % heptana (atau campuran molekul lainnya). Bensin ini akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi tertentu yang diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.
23
Bensin mengandung hidrokarbon hasil sulingan dari minyak mentah. Bensin juga mengandung gas yang mudah terbakar, umumnya bahan bakar ini digunakan untuk mesin bensin dengan pengapian busi. Sifat yang harus dimiliki oleh bensin adalah : a. Menguap pada temperatur normal. b. Tidak berwarna, tembus pandang dan berbau. c. Mempunyai berat jenis yang rendah (0,60 sampai 0,78) d. Memiliki titik nyala yang rendah (-100 °C sampai -150 °C). e. Dapat melarutkan oli dan karet. f. Sedikit meninggalkan karbon setelah dibakar. g. Menghasilkan jumlah panas yang besar. Adapun syarat–syarat bensin yang dapat memberikan kerja mesin yang lembut adalah : a. Mudah terbakar, yakni dapat terbakar dengan serentak didalam ruang bakar tanpa menimbulkan knocking. b. Mudah menguap, yakni bensin harus mudah menguap, sehingga dapat bercampur dengan udara dengan mudah pada saat masih dingin. c. Tidak beroksidasi dan bersifat pembersih, yakni selama disimpan tidak mengalami perubahan bentuk dan kualitas. Unsur kimia bensin yaitu iso oktan (C8H18) dan n-pentana (C5H12). Medan magnet mempengaruhi kandungan karbon (C) dan hidrogen (H) dalam bensin. Hingga bisa memaksimalkan proses pembakaran dan mengurangi kadar CO2. Kualitas bakar bahan bakar minyak dipengaruhi oleh berbagai hal, yaitu homogenitas, sifat fisika dan sifat kimia. Homogenitas bahan bakar minyak yang kurang baik dapat disebabkan terkontaminasi dengan uap air, tercampur dengan minyak tanah dan tercampur dengan logam atau senyawa lain yang menurunkan kualitas bakar bahan bakar minyak. Yang dimaksud dengan sifat fisika bahan bakar minyak antara lain titik didih, titik uap dan nilai Research Octane Number (RON) yang menurun sehingga mengurangi kesempurnaan pembakaran. Sedangkan yang dimaksud dengan sifat-sifat kimia bahan bakar minyak antara lain besar kandungan belerang dan besar kandungan timbal (TEL) yang
24
tidak proporsional. Hal itu dapat menurunkan kualitas bakar bahan bakar minyak yang menyebabkan bahan bakar minyak tidak mudah terbakar, berkurang nilai panasnya (calor value), titik nyala (flashing point) sehingga pembakaran tidak terjadi secara sempurna. Pada keadaan tertentu menurunnya kualitas bakar bahan bakar minyak dapat menyebabakan berkurangnya efisiensi dan kemampuan mesin. Pemakaian bahan bakar minyak sebanding dengan tenaga yang dihasilkan berupa momen putaran mesin (dengan satuan rpm). Semakin bagus kualitas dan kuantitas bahan bakar minyak yang dipompa ke ruang bakar maka akan menghasilkan tenaga (rpm) yang semakin besar. Dalam keadaan normal kendaraan dijalankan pada 1500 - 2500 rpm. Pada putaran 3000 - 4000 rpm biasanya digunakan untuk akselerasi memindah gigi persneling atau dalam keadaan jalan menanjak. Sedangkan untuk 5000 rpm ke atas sudah memasuki putaran kritis biasanya untuk melalui tanjakan yang tinggi dan beban yang berat. Putaran mesin yang tinggi selain mengkonsumsi bahan bakar minyak dalam jumlah besar juga mempercepat ausnya onderdil mesin. Oleh karena itu sangat dianjurkan untuk mengemudikan kendaraan pada rpm yang rendah dan memindahkan gigi persneling pada saatnya. Efisiensi panas mesin mempengaruhi proses pembakaran sempurna dalam mesin. Pada rpm tinggi ruang bakar membutuhkan pasokan bahan bakar minyak dengan kualitas dan kuantitas yang bagus, jikalau kualitas bahan bakar minyak tidak bagus maka efisiensi panas mesin menjadi kecil sehingga mesin tidak efisien dalam melangsungkan pembakaran.
2. 7 Inersia Dyno Inersia dyno, (disebut juga
acceleration dyno) adalah sistem yang
mengukur kerja (Torque/Horsepower) berdasarkan kepada seberapa cepat sebuah mesin menghasilkan akselerasi dari sebuah massa yang bergerak rotasi dari satu rpm ke rpm berikutnya.
25
Dari hukum Newton ke 2 F=mxa Hubungannya dengan gerakan rotasi adalah τ=Ixα dimana F = gaya
τ = torsi
m = massa
I = rotational Inersia
a = percepatan
α = percepatan sudut
Inersia dyno secara cepat menjadi metode rujukan untuk mendapatkan hasil yang akurat didalam pengujian dyno untuk penggunaan didunia balap. Inersia dyno lebih mendekati kepada simulasi kondisi dinamis yang diciptakan ketika akselerasi sebuah mesin mendapatkan beban, karena itu didapatkan hasil yang lebih akurat dan dapat diulang. Berikut ini adalah beberapa uraian secara umum dan ringkas mengenai dyno sederhana dan kelebihan serta kekuranganmya. Dynamometer sederhana dikenali dengan ciri khas model dyno pompa dan rem, apakah mereka menggunakan pompa hidrolik atau pompa air mereka menggunakan aturan yang sama. Mesin diuji pada saat kecepatan tetap, beban diberikan melalui pompa sampai mesin tidak dapat mempertahankan kecepatan ini pada saat throttle terbuka lebar (wide open throttle-WOT), pada titik ini gaya rotasi atau torsi yang diterapkan pada rumah pompa ditentukan dan dirubah ke pembacaan keluaran ukuran mesin. Metode ini dikenal sebagai pengujian keadaan tetap (steady state testing) yang biasanya dilakukan pada 200 – 500 rpm melewati penambahan power band dari mesin. Prosedur pengujian Dyno cukup sederhana, diantaranya pertama kali mesin kendaraan dinyalakan, panaskan mesin dampai didapatkan temperatur kerja, akselerasi dari kondisi mendekati idle sampai rpm maksimal, tutup throttle dan gunakan rem untuk memperlambat putaran roda. Selama mesin melakukan akselerasi, sistem komputer data akuisisi mengawasi kecepatan mesin dan putaran roda. Setelah mematikan mesin data dikumpulkan oleh komputer untuk dianalisa dan diproses untuk menghasilkan informasi yang tepat. Komputer mengetahui berat dari roda dan menghitung nilai horsepower dan torsi yang didasarkan banyaknya waktu akselerasi roda mulai dari awal sampai akhir dan waktu ke waktu ( sampai 30 waktu per detik)
26
2. 8 Torsi dan Horse Power 2. 8. 1 Torsi Torsi adalah gaya untuk memutar. Pada internal combustion engine, torsi adalah sejumlah tekanan yag dihasilkan pembakaran didalam mesin. Gaya ini memutar roda belakang sehingga kendaraan dapat berjalan. Torsi diukur dalam foot/pound atau kg/m atau N/m. Torsi adalah bagian dari spesifikasi dasar mesin, tenaga yang keluar dari mesin secara nyata sebagai pertambahan torsi yang disebabkan oleh kecepatan rotasi. Pada internal combustion engine menghasilkan torsi yang baik hanya pada batas kecepatan rotasi antara 1000 – 6000 rpm (untuk kendaraan kecil). Macam – macam torsi yang dihasilkan melewati batas hanya dapat ditentukan oleh dynamometer. Setelah pengujian dyno selesai, hasil yang didapat adalah kurva yang menunjukkan torsi yang tersedia pada range rpm. Kurva ini disebut kurva torsi, kurva torsi terbaik adalah kurva rata lurus dari rpm rendah hingga ke rpm tinggi. Namun efisiensi, timing, karburator, dan keterbatasan exhaust membuat kurva torsi menjadi tidak rata lurus. Karena kurva torsi tidak lurus, maka titik dimana torsi puncak terjadi menjadi sangat penting, dan menentukan karakteristik mesin.
2. 8. 2 Horse Power Jika ada dua kendaraan menghasilkan torsi yang sama 75 foot.pounds, namun yang satu berputar pada 5000 rpm dan yang satu lagi berputar pada 10.000 rpm. Torsi mengukur gaya, tetapi tidak mengukur tenaga yang dihasilkan. Untuk mengukur total tenaga yang dihasilkan, digunakan horse power. Horse power adalah torsi dikalikan rpm dibagi dengan 5252, sehingga tenaga yang dihasilkan pada paragraf pertama adalah : HP = (75 X 5000) : 5252 = 71,4 HP, kendaraan pertama. HP = (75 X 10000) : 5252 = 142,8 HP, kendaraan kedua Horse Power = torsi x rpm (mesin) : 5252 1 HP = 745,8 Nm/s 1 rpm/60 = rps = 0.01666*2
rad = 0.1047
27
HP =
τ ( Nm).x.rpm 7123,2
Untuk kendaraan dengan performance yang tinggi maka dibutuhkan torsi dan horse power. Dynometer memberikan kurva torsi dan sebagai tambahan juga kurva horse power, dan puncak horse power selalu setelah puncak torsi. Meskipun torsi akan menurun setelah melewati titik puncaknya, namun horse power akan terus naik dengan meningkatnya rpm. Perbedaan kurva ini sangat penting untuk menentukan bagaimana sifat mesin saat dijalankan. Jika dilihat dari kedua kurva, maka kita dapat melihat dimana terletak power band. Pengendara selalu berusaha agar mesinnya berputar antara torsi puncak dan horse power puncak. Dan rasio gigi digunakan agar mesin tetap berjalan pada zona ini. Dalam pengembangan produk yang berhubungan dengan kedua kurva ini, pertama adalah mengembangkan kurva torsi dan horse power yang baik, lalu meningkatkan akselerasi. Tingkat akselerasi adalah seberapa cepat mesin dapat mencapai range kurva ini.
2. 9 Air Fuel Ratio (AFR) Air-fuel ratio (AFR) adalah perbandingan masa udara dengan bahan bakar yang terjadi selama proses pembakaran. Ketika semua bahan bakar bergabung dengan udara, masuk didalam ruang bakar, percampuran ini mencapai kesetimbangan secara kimia dan AFR ini disebut juga dengan campuran stoichiometric (biasa disingkat dengan stoich). AFR adalah perhitungan yang penting untuk mengetahui tingkat pencemaran dan kinerja tuning. Lambda (λ) adalah pilihan lain untuk mendapatkan nilai AFR. Air fuel ratio adalah petunjuk paling umum yang banyak digunakan dalam mesin internal combustion. Perbandingan udara – bahan bakar (Air – Fuel Ratio) dapat dihitung dengan
AFR =
137,6(n + 0,25m)(1 + e) 12n + m
28
dimana CnHm dengan e adalah jumlah oksigen maka : raf = , untuk C12,3H22,2 adalah raf = 14,46 massa gas didalam silinder , m = P.V/R.T
2. 10 Lambda (λ) Banyak kegunaan AFR terutama dalam menghitung jumlah sisa oksigen (untuk campuran miskin) atau tidak terbakarnya hidrokarbon (campuran kaya) didalam gas pembuangan. Lambda (λ) menghitung sejauh mana campuran tersebut dari stoichiometri. Lambda pada 1.0 adalah stoichiometri, campuran kaya kurang dari 1.0, dan campuran miskin lebih dari 1.0. Disini terdapat hubungan langsung antara lambda dan AFR. Untuk menghitung AFR diberikan lambda,
mengalikan lambda pada kondisi
stoichiometri dengan AFR bahan bakar. Secara bergantian untuk mendapatkan lambda dari AFR dengan membagi AFR pada kondisi stoichiometri dengan AFR bahan. Ini adalah persamaan matematika yang sering digunakan sebagai definisi dari lambda :
2. 11 Efisiensi Volumetrik (η) Efisiensi volumetrik pada perancangan internal combustion engine mengacu pada efisiensi dimana mesin dapat mengerakan beban keluar dan masuk silinder. Lebih tepatnya efisiensi volumetrik adalah rasio (persentase) volume bahan bakar dan udara yang sebenarnya yang masuk ke dalam silinder selama pemasukan ke kapasitas silinder sebenarnya dibawah kondisi statis. Atau bisa juga dikatakan efisiensi yang menunjukkan perbandingan volume udara yang masuk ke dalam ruang bakar ( pada keadaan temperatur udara sekitar ) dengan volume ruang bakar atau displacement volume.
29
η = Va / Vd Dimana
Va = Volume udara yang masuk ke dalam silinder tiap siklusnya = ( ma . R .to) / P1
Massa udara, ma = (raf/15,46) . ( ηс
) . (mm ) = kg.
Karena itu, semua mesin dapat dibuat tekanan masuk yang lebih besar diatas tekanan lingkungan – akan mendapatkan efisiensi lebih baik mencapai 100 %. Efisiensi volumetrik dapat dikembangkan dengan beberapa cara, tetapi lebih sering dengan merubah perbandingan ukuran bukaan valve dengan volume silinder. Mesin dengan efisiensi volumetrik yang besar secara umum dapat mencapai rpm yang besar dan dapat menghasilkan lebih banyak daya. Terdapat beberapa acuan untuk meningkatkan efisiensi volumetrik. Yang paling umum dilakukan pabrikan adalah menggunakan valve yang besar atau multiple valve. Valve yang besar menambah aliran tetapi menambah beban.
2. 12 Alat Penghemat Bensin Merek X Pada mesin, udara masuk melalui filter udara yang mengandung ion positif. “Penghemat bensin merk X, memiliki teknologi nano cluster (1/1.000.000 ml) yang dapat menembus lapisan. Sehingga mampu mengurai atau memecahkan kotoran dan menghasilkan ion negatif,”. Dalam praktiknya, alat ini disimpan dikotak saringan udara dan selang saluran bahan bakar ”Udara yang masuk disaring. Hasilnya, bahan bakar jadi bebas gumpalan molekul yang terdiri dari aspalt dan kotoran. Hasilnya pembakaran jadi sempurna, polusi udara bisa ditekan dan jarak tempuh alias efisiensi bahan bakar meningkat,” produk yang punya masa pakai hingga 1 tahun ini, mampu mengirit konsumsi BBM sampai 54 %. Sedangkan untuk penggunaan diselang saluran bahan bakar prinsipnya adalah sama yaitu alat penghemat bensin merek X ini berfungsi memecah molekul bahan bakar. Penggunaan alat penghemat bensin merek X dalam proses penghematan bahan bakar dimaksudkan untuk membantu proses ionisasi di dalam
30
bahan bakar. Ionisasi ini diperlukan agar bahan bakar dapat dengan mudah mengikat oksigen selama proses pembakaran. Jika proses ionisasi ini berjalan dengan baik maka konsumsi bahan bakar akan berkurang. Proses magnetisasi ini akan membuat pembakaran lebih sempurna. Spesifikasi alat ini terdiri dari : magnet, serbuk emas, dan sticker.
Gambar. 2. 24 Alat Penghemat Bensin dikotak Saringan Udara
Gambar. 2. 25 Alat Penghemat Bensin diselang Bensin
2. 13. Tabung Ring Diesel – Bensin Ring Diesel-bensin, adalah produk asal Bandung yang diambil dari tekhnologi Jerman. Adalah sebuah hight performance part yang di rancang khusus lewat alat berupa tabung yang memiliki pemanas. komponennya berupa tabung stainlees steel yang memiliki 2 inlet dan 2 outlet. Prinsip kerja alat ini adalah untuk menyempurnakan pembakaran yang disebabkan menurunnya kualitas BBM. Homogenitas BBM yang kurang baik disebabkan terkontaminasi dengan uap air, tercampur dengan minyak tanah, logam dan senyawa lain yang menurunkan kualitas BBM, mengakibatkan BBM tidak mudah terbakar. Pada keadaan tertentu menyebabkan berkurangnya efisien dan kemampuan mesin. Semakin bagus kualitas dan kuantitas BBM yang dipompa ke ruang bakar maka
31
akan menghasilkan tenaga (RPM) yang semakin besar. Dan dengan pembakaran yang sempurna menghasilkan lebih sedikit gas buang beracun CO,CO2 dan HC. Sepasang inlet dan outlet yang kecil berfungsi sebagai keluar masuknya diesel atau bensin ke dalam tabung. Sedangkan, yang sepasang lagi berukuran lebih besar untuk keluar masuk air yang mengambil sumber dari sistem pendingin mesin. BBM yang masuk ke tabung, dipanaskan oleh air bersuhu 82-92c. Jadi bensin yang sudah panas, sekaligus diurai molekualnya agar mudah mengikat oksigen. hasilnya luar biasa, bahan setengah gas yang telah terurai (ionized) menjadi ion, dapat menghasilkan daya ledak lebih baik pada saat di ruang pembakaran.
2. 14 Magic Jet Magic Jet di formulasikan dari titanium, alumunium dan kandungan bahan alami lainnya. Formula ini menghasilkan radiasi infra merah, arus listrik dan magnet melalui pemisahan ion, mengurangi partikel-partikel dan melenyapkan uap air sehingga efektivitas ruang bakar bisa naik hingga 100%. Memperkuat proses
atomisasi,
mengurangi
partikel
yang
masuk
ke
ruang
bakar,
menyempurnakan pembakaran hingga 100% cocok untuk motor 4 tak dan 2 tak.
2. 15 Quasar Fuel Additive ACV-6 Quasar Fuel Additif ACV-6 adalah sejenis aditif dengan formula organik untuk
memberikan
daya
maksimal
pada
mesin
kendaraan,
membantu
pembentukan lapisan perlindungan sistem bensin dan pembakaran yang lebih sempurna. Dalam proses pembakaran biasa pada mesin, bahan bakar yang akan habis terbakar hanya sekitar 70 s.d 75 % untuk menghasilkan tenaga, sisanya akan dibuang sebagai gas buangan, yang dapat menyebabkan pencemaran udara. ACV6 mengurai bahan bakar dan hidrogen menjadi atom kecil, yang akan menghasilkan molekul bensin yang rata dan seimbang hingga setiap atom bensin mudah bercampur dengan oksigen dan menghasilkan pembakaran hingga 90 s.d 95%.
32
BAB III METODE PENELITIAN Penelitian yang digunakan oleh penulis dengan metode deskritif kuantitatif. Yang dimaksud dengan deskritif kuantitatif adalah jenis penelitian terhadap masalah-masalah berupa fakta-fakta yang ada dan data
kuantitatif berbentuk
angka (nominal, kontinum, ordinal, interval, rasio). Dengan
melakukan
pengujian
kendaraan
sepeda
motor
sebelum
menggunakan alat penghemat bahan bakar dan pengaruhnya setelah menggunakan alat penghemat bahan bakar terhadap konsumsi bahan bakar maupun kinerja mesin. Baik pemasangan alat penghemat bahan bakar pada selang bahan bakar menuju karburator maupun pemasangan alat penghemat bahan bakar pada kotak saringan udara (filter box). Dalam bab ini, penulis akan menjelaskan proses penelitian yang dilakukan untuk mengetahui efisiensi dan kinerja mesin sepeda motor empat langkah setelah menggunakan alat penghemat bahan bakar yang ada dipasaran. Di penelitian ini penulis mengambil data dari hasil pengukuran yang dilakukan dua tahap, tahap pertama penulis melakukan penelitian efisiensi bahan bakar pada saat sepeda motor dalam keadaan jalan dan dilakukan di jalan raya Benteng Betawi, Tangerang. Tahap ke dua penulis melakukan penelitian efisiensi dan kinerja mesin sepeda motor pada saat motor dalam keadaan diam (statis) dan diukur dengan menggunakan alat dyno test. Pengukuran pada tahap pertama dilakukan tiga kali untuk setiap test nya untuk mendapatkan hasil rata – rata efisiensi bahan bakar berdasarkan jarak tempuh yang didapat. Sedangkan untuk tahap kedua penelitian dengan menggunakan alat dyno test sehingga didapat efisiensi bahan bakar dan kinerja mesin. Penelitian pada tahap pertama dilakukan pada saat motor dalam keadaan jalan. Pengukuran dilakukan ketika motor dalam kondisi baik, sudah di service, dan mesin motor sudah dipanaskan. Pengukuran dengan menggunakan botol infus dan suntikan.
33
Penelitian pada tahap kedua dilakukan pada saat motor dalam keadaan diam ditempat. Pengukuran juga dilakukan ketika motor dalam kondisi baik, sudah di service, dan mesin motor sudah dipanaskan. Pengukuran pada tahap ini dilakukan didalam bengkel dengan menggunakan mesin dyno test.
3. 1 Objek Penelitian Objek penelitian dalam pengukuran konsumsi bahan bakar yang akan dilakukan adalah sepeda motor Honda Supra X. Adapun data kendaran yang akan dijadikan objek penelitian tersebut adalah : Jenis Kendaraan : Sepeda Motor Nomor Mesin
: KEV4E1410645
Nomor Rangka
: MH1KEV4111K409733
Tahun Perakitan : 2001 Isi Silinder
: 100 cc
Nomor Polisi
: B 5075 CP
3. 2 Peralatan dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : 1. Saringan udara 2. Speedometer 3. Selang bensin 4. Botol infus 5. Suntikan 6. Bensin 7.
Tang
8. Gunting 9. Penghemat bensin merek X 10. Obeng 11. Double Tip
34
Gambar 3. 1 Obeng, Tang, Gunting, Suntikan, Double Tip
Gambar 3. 2 Botol Infus, Selang Bensin
Gambar 3. 3 Bensin
3. 3 Prosedur Pengujian atau Penelitian 3. 3. 1. Pengujian Tahap I (Field Test) Pada pengujian ini kendaraan diuji pada kondisi jalan dan dilakukan dijalan raya dengan lintasan berbentuk lingkaran oval. Data yang akan diambil pada pengujian tahap satu ini adalah data jarak tempuh yang dihasilkan dengan menggunakan konsumsi bahan bakar sebanyak 100 ml, sehingga bisa diketahui besarnya nilai penghematan yang terjadi. 1. Persiapan Obyek Penelitian a. Menyiapkan alat dan bahan. b. Mengecek kondisi mesin dengan cara melakukan servis. c. Menghidupkan mesin sampai kondisi panas. 2. Pengambilan Data Konsumsi Bahan Bakar a. Mematikan mesin dan melepas selang bensin dari pompa bensin yang menuju inlet karburator. b. Mengeluarkan sisa bensin yang masih berada didalam mangkuk karburator dengan cara mengendorkan baut pada saluran pembuangan bensin, lalu menutup keran bensin. c. Memasang botol infus dengan selang bensin baru dan menghubungkan selang bensin dengan inlet karburator.
35
d. Mengisi botol infus dengan bensin sebanyak 100 ml dengan cara melalui suntikan. e. Membuka keran karburator f. Menghidupkan mesin dan menjalankan motor dengan kecepatan dijaga tetap antara 55 – 60 km/jam. g. Menjalankan motor sampai mesin mati tidak bisa berjalan lagi h. Mencatat jarak yang berhasil ditempuh dengan konsumsi bahan bakar sebanyak 100 ml. i. Mengulangi proses pada point “g” dan “h” sebanyak tiga kali. j. Mematikan mesin dan memasang alat penghemat bahan bakar merek X pada kotak saringan udara dan selang bensin yang menuju inlet karburator. k. Mengulangi langkah pada point “b” sampai point “i” .
3. 3. 2. Pengujian Tahap II (Dynotest) Pada pengujian ini kendaraan diuji pada kondisi diam ditempat dan dilakukan diatas alat dynotest. Data yang akan diambil pada pengujian tahap dua ini adalah data kinerja mesin motor (Horse Power/HP, Air Fuel Ratio/AFR, Torsi) 1. Persiapan Obyek Penelitian a. Menyiapkan alat dan bahan. b. Mengecek kondisi mesin dengan cara melakukan servis. c. Menghidupkan mesin sampai kondisi panas. 2. Pengambilan Data Kinerja Mesin Sepeda Motor a. Motor dinaikkan ke atas mesin dyno, dilakukan pemeriksaan tekanan angin pada roda motor sehingga didapat kondisi tekanan angin sebesar 30 – 35 Psi. b. Motor dikalibrasi untuk menyamakan rpm motor dengan rpm yang ada dialat dyno. c. Melakukan pengujian dengan membuka gas lalu mulai ditahan pada 3000 rpm sampai dengan batas maksimum rpm motor. d. Melakukan pengulangan proses point C sebanyak 4 – 5 kali, sehingga didapat hasil berupa print out. e. Pada pengujian ini digunakan gigi 1 untuk kondisi motor standar.
36
f. Mematikan mesin dan memasang alat penghemat bahan bakar merek X pada kotak saringan udara dan selang bensin yang menuju inlet karburator. g. Mengulangi langkah pada point ”b” sampai point ”d”.
Gambar 3. 4 Motor diatas mesin dynotest
Gambar 3. 5 Monitor Dynotest
37
Langkah Penelitian Penghemat Bahan Bakar merek X Awal
Pemasangan Magnet Penghemat Bahan Bakar Merek X
Tahap Pengujian
Hasil Pengujian
Analisa
Kesimpulan dan Saran
Akhir
38
3. 4 Spesifikasi Chassis Dynamometer
Specifications Dyno Dynamics - 4WD/AWD Lowboy 450 Chassis Dynamometer Applicable Vehicles • • • • • • •
Rear wheel drive Front wheel drive 4WD/AWD cars, recreational vehicles (with selectable single axle drive) 2WD/4WD race cars Sport utility vehicles Light commercial vehicles Motorcycles (with optional adapter)
Transmission Types • • • • • • • •
Front wheel drive Rear wheel drive All wheel drive Locked Front:Rear AWD Full time AWD Viscous coupled AWD Intelligent european AWD (Volvo dog clutch) Variable ratio Front:rear
Vehicle / axle weights Maximum vehicle weight
4,500 kg (9,900 lb)
Maximum axle weight (per axle)
2,250 kg (4,450 lb)
Vehicle wheelbase (Alternative wheelbase dimensions available on request. Refer factory) Minimum wheelbase
2,250 mm (89")
Maximum wheelbase
3, 500 mm (138")
Power, Tractive Effort, Torque and Speed (Note 3) Front Axle Maximum power graphing
675 kW (900 HP)
Max. tractive effort graphing
20,700 N (4,650 lb)
Max. roller torque graphing
2,250 Nm (1,650 ft lb)
Max. axle torque graphing (Note 1)
6,150 Nm (4,500 ft lb)
Max. engine torque graphing (Note 2)
2,100 Nm (1,500 ft lb)
Max. power steady speed
450 KW (600 HP)
Max. tractive effort steady speed
13,800 N (3,100 lb)
Max. roller torque steady speed
1,500 Nm (1,100 ft lb)
Max. axle torque steady speed (Note 1)
4,100 Nm (3,000 ft lb)
Max. engine torque steady speed (Note 2)
1,400 Nm (1,000 ft lb)
Max road speed
200 km/h (120 MPH) - 250 km/h (150MPH)*
39
Rear Axle
Standard
Rear Aux retarder/PAU*
Maximum power graphing
675 kW (900 HP)
1,350 kW (1,800 HP)
Max. tractive effort graphing
20,700 N (4,650 lb)
41,400 N (9,300 lb)
Max. roller torque graphing
2,250 Nm (1,650 ft lb)
4,500 Nm (3,300 ft lb)
Max. axle torque graphing (Note 1)
6,150 Nm (4,500 ft lb)
12,300 Nm (9,000 ft lb)
Max. engine torque graphing (Note 2)
2,100 Nm (1,500 ft lb)
4,200 Nm (3,000 ft lb)
Max. power steady speed
450 KW (600 HP)
900 kW (1,200 HP)
Max. tractive effort steady speed
13,800 N (3,100 lb)
27,600 N (6,200 lb)
Max. roller torque steady speed
1,500 Nm (1,100 ft lb)
3,000 Nm (2,200 ft lb)
Max. axle torque steady speed (Note 1)
4,100 Nm (3,000 ft lb)
8,200 Nm (6,000 ft lb)
Max. engine torque steady speed (Note 2)
1,400 Nm (1,000 ft lb)
2,800 Nm (2000 ft lb)
Max road speed
200 km/h (120 MPH) - 250 km/h (150MPH)*
Both Axles
Standard
Rear Aux retarder/PAU*
Maximum power graphing
2,000 kw (2,700 HP)
2,000 kW (2,700 HP)
Max. tractive effort graphing
41,400 N (9,300 lb)
62,100 N (13,950 lb)
Max. roller torque graphing
4,500 Nm (3,300 ft lb)
6,750 Nm (4,950 ft lb)
Max. axle torque graphing (Note 1)
12,300 Nm (9,000 ft lb)
18,450 Nm (13,500 ft lb)
Max. engine torque graphing (Note 2)
4,200 Nm (3,000 ft lb)
6,300 Nm (4,500 ft lb)
Max. power steady speed
900 kW (1,200 HP)
1,350 kW (1,800 HP)
Max. tractive effort steady speed
27,600 N (6,200 lb)
41,400 N (9,300 lb)
Max. roller torque steady speed
3,000 Nm (2,200 ft lb)
4,500 Nm (3,300 ft lb)
Max. axle torque steady speed (Note 1)
8,200 Nm (6,000 ft lb)
12,300 Nm (9,000 ft lb)
Max. engine torque steady speed (Note 2)
2,800 Nm (2,000 ft lb)
4,200 Nm (3000 ft lb)
Max road speed
200 km/h (120 MPH) - 250 km/h (150MPH)*
Roller Chassis Retardation and Loading Retarder/PAU type
Magnetic eddy current retarder/PAU - Aux retarder/PAU
Load/speed availability
High load available at all speeds
Cooling fins per retarder/PAU
84
Rollers Drive roller traction surface
High grip Dyno Dynamics unique square cut knurl
Front & rear rollers linked
No (fully independent).
Roller Diameter
217 mm (8.5") drive rollers
Roller length
855 mm (33")
Track Maximum (Note 4).
2180 mm (86")
Track Minimum (Note 5).
465 mm (18")
40
Bi-directional
Roller rotation
Wheelbase adjustment Remote adjustment
From command module
Wheelbase lock
Self locking
Electronic Adjustment
Front:Rear
Front wheel control Manual front wheel stabilisers
Adjustable manual front wheel stabilizers
Electric front wheel stabilisers
Remote adjustment from command module
Wheel position indicators
2 x wheel contact indicators on command module
Exit Brake
Electromagnetic roller exit brake Standard
Aux Retarder/PAU*
10
12
Bearings Balance
Rollers and flywheel dynamically balanced
Traction
Roller surface Dyno Dynamics unique square cut knurl Low tyre temperature operation Heavy duty traction control system*
Tie down points per bed
8
Traction control mount points
4
Axle download
User adjustable (with straps or optional airbag)
Inertias (Per axle) Standard
Aux Retarder/PAU*
2.590 kgm2 (61.5 lbft2)
3.566 kgm2 (84.6 lbft2)
219 kg (483 lb)
302 kg (665 lb)
Roller inertia and retarder (combined)
Bed equivalent inertia (typical)
Installation and Dimensions Refer installation drawings for detailed dimensions Length extended
4,400 mm (173")
Single retarder width
2,900 mm (114")
Twin retarder width
3,390 mm (133.5") Above ground
In pit
Roller surface above ground Retarder cover above ground
390 mm (15")
40 mm (1.5")
550 mm (22")
150 mm (6")
Access Range of above ground and below ground kits available- (refer factory)
Mobile trolley Wide range of mobile/transportable systems- (refer factory)
41
In vehicle transport systems Refer factory
Dyno Dynamics Phase3 computerised control system General description
Combined analogue and digital control
Loading & Balancing
4WD/AWD Smart system for correct (safe) loading under all conditions.
Instrumentation Computer
Custom turn-key computer system
Monitor*
Country dependent - refer factory
Additional monitors*
Additional monitors and remote displays available - refer factory
Keyboard
Radio cordless
Printer
HP colour ink jet
Command Module
Hand held SnapShot button Roller Brake button Reset, Next Step button Display: Desired Speed, Load, Ramp Rate, RPM, etc Ramp: Up-Hold-Down switch Fan over-ride control Wheel base adjustment control Front wheel stabiliser control Wheel position indicator Balance auto/manual Manual balance front:rear control
Cabinet*
Range of heavy duty steel cabinets available – refer factory
Automatic fan control*
On-Off-Auto. Controls 2 fans. Cool-down timer
Power loss calculator
Calculates engine power / torque from wheel power
Measurement and Display Power display resolution
0.1 kW (0.135 HP)
Tractive effort display resolution
10 N (2,24 lb)
Force measurement
Precision electronic shear beam load cell
Interface
Vac pressure boost* Inlet air temperature High speed Air:Fuel ratio/Lambda* Thermo-couple inputs* Auxiliary inputs* Fan control
Tachometer
Multiple inputs (refer to tachometer documentation)
Atmospheric Correction Screen
Inlet air temperature Ambient temperature Barometric pressure Relative humidity Mechanical efficiency (Dyno Dynamics ATMC2 only) Resultant correction factor
Bar Screen Date, time
Used to date and time stamp reports
42
Customer name
35 characters
Test details
"Poor economy, low power "etc.
Vehicle identification
Vehicle registration, license, race number etc
RPM:Road speed ratio
Derived from ignition system, vehicle ECU, roller speed, injector, optical pick-up*
Power
Analogue bar & digit: kW (HP) [0.1 kW (0.1 HP) resolution]
Tractive Effort
Analogue bar & digit. N (lb) [1 N ( 0.1 lb) resolution]
Speed
Analogue bar & digit. km/h (MPH) [0.1 km/h (0.1 MPH) resolution]
Inlet air temperature
Degrees C (F) [0.1 resolution]
Fuel mixture* Petrol (gasoline), LPG (propane), alcohol, diesel
Air:Fuel ratio and Lambda [0.1 AFR/0.01 Lambda resolution]
Opacity*
Diesel opacity
Manifold vacuum/boost*
Metric and imperial units. Gauge & absolute reference
Engine RPM
Ignition, ECU, roller, optical pick-up*
Odometer (distance traveled)
km (miles) [0.1 resolution] Zero reset on Command Module
Engine torque
Nm (ft lb)
5 gas analyser*
O2%, CO%, CO2%, HC ppm, NOx ppm
Range of user definable inputs
Temp, volts, pressure drops, TPS, etc
Graph screen Road power
kW (HP)
Road tractive effort
N (lb)
Road speed
km/h (MPH)
Run distance
km/h (mile)
Engine power
kW (HP)
Engine torque
Nm (ft. lb)
Engine speed
RPM
Fuel mixture* Petrol (gasoline), LPG (propane), alcohol, diesel
Air:Fuel ratio and lambda
Vacuum / boost*
Metric and imperial units. Atmospheric & absolute reference
Time
Seconds
User defined inputs
Up to 4
Coast-down correction
Based on coast-down test
Drive-train loss
Based on coast-down test, ShootOut specification loss
Auto Graph SnapShot
Triggers SnapShots at user defined road speed or engine speed interval
Large Digits on graph screen Air:Fuel ratio
Air:Fuel ratio or Lambda
Vacuum / boost*
Metric and imperial units. Atmospheric & absolute reference
RPM
Derived from ignition system, ECU, roller speed, optical pick-up*
43
Graph Types
Full screen: Diagnostic and performance graphs High resolution Step ramp (user definable step) Step graph Snap graph
SnapShot Screen
Data acquisition of values defined by user User definable recording Work performed Work history
Drive-cycle screen
Factory definable
Test Modes Constant speed mode
Dial in the desired speed
Constant load mode
Dial in the desired load
Ramp mode
Ramp Up-Hold-Down. Dial in the desired acceleration
Drive cycle mode*
Tramline drive cycle
Automatic pre-programmed tests
User programmable scripts
Road load mode*
Mass Frontal area Drag co-efficient Gradient Speed
Tachtrack
Dial in the engine speed you want (suit manual and auto trans)
Serial outputs . Comprehensive serial data output for Drive Cycle and Data Acquisition Systems. See factory for more details.
Shootout Unquestionable results Controlled conditions Controlled ramp rates Controlled drive-train inertia Controlled drive-train loss
Cooling fans Range of cooling fans depending on country of installation Cooling fan control* Software
Software: independent control of two fans (or other devices): On-Off-Auto Programmable cool-down timers
Command Module
Manual fan control over-ride
Electrical Supply - (Varies with country and region of installation, refer
factory)
Australia
Dynamometer: 415V 50 Hz Fans: 240 - 250 V single phase / 415V three phase
Europe
Dynamometer: 380 - 415 Volt three phase 50 Hz
USA
Fixed installation 220 -250V two phase 60 Hz
44
Shipping weights and dimensions (Approximate) 1,000 kg 1,100 mm x 910 mm x 3,130 mm 2,200 lb 43" x 36" x 123"
Dynamometer chassis crated - Crate 1
1,215 kg 1,380 mm x 910 mm 2,675 lb
54.3"
x 36"
x 3,1302 mm x 123"
285 kg
790 mm
x 880 mm
x
630 lb
31"
x 34.6"
x
200 kg
790 mm
x 880 mm
x
440 lb
31"
x 34.6"
x
Crate 2
AWD/4WD cabinet and control system
Small cabinet and control system (computer monitor not included)
1900 mm 74.8" 1400 mm 55"
* Denotes Optional Note 1: Assumes 600 mm (23.5") tyre diameter Note 2: Assumes max torque occurs @ 3,500 RPM Note 3: Assumes sufficient traction Note 4: Distance between outer roller ends Note 5: Distance between inner roller ends Due to Dyno Dynamics commitment to ongoing research and development, specifications may change without notice.
45
BAB IV DATA EKSPERIMEN dan ANALISA
4.1 Hasil Pengujian Lapangan ( Field Test )
Tanpa Alat Penghemat Bahan Bakar VOLUME PENGUJIAN
BAHAN BAKAR 3
(m )
JARAK TEMPUH (km)
KETERANGAN
Jarak tempuh dari Pengujian 1
0,0001
5
km 52369,0 s.d km 52374,0 Jarak tempuh dari
Pengujian 2
0,0001
5
km 52383,3 s.d km 52388,3 Jarak tempuh dari
Pengujian 3
0,0001
4.8
km 52391,2 s.d km 52396,0
Tabel 4.1 Hasil pengujian lapangan tanpa alat penghemat bahan bakar
46
Menggunakan Alat Penghemat Bahan Bakar VOLUME PENGUJIAN
BAHAN BAKAR (m3)
JARAK
KETERANGAN
TEMPUH (km)
Jarak tempuh dari Pengujian 1
0,0001
6.1
km 52761,6 s.d km 52767,7 Jarak tempuh dari
Pengujian 2
0,0001
6
km 52769,9 s.d km 52775,9 Jarak tempuh dari
Pengujian 3
0,0001
6.1
km 52778,2 s.d km 52784,3
Tabel 4.2 Hasil Pengujian lapangan dengan menggunakan alat penghemat bahan bakar
4.2 Hasil Pengujian Dinamometer ( DynoTest).
Standar rpm 4107 4693 5280 5867 6453 7040 7627 8213 8800
Kw 2,24 2,68 2,98 3,58 3,88 4,02 3,95 3,80 3,58
DR.M rpm 3520 4107 4693 5280 5867 6453 7040 7627 8213 8800
Selisish/Perbedaan Kw 1,86 2,24 2,68 2,98 3,58 3,80 3,95 3,88 3,80 3,65
0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 1.92% 1.85% 1.89% 0.00% -2.08%
Tabel 4. 3 Perbandingan hasil pengujian dynotest
47
grafik perubahan Kw VS RPM 2,50% 2,00% 1,50% 1,00% 0,50% 0,00% -0,50% -1,00% -1,50% -2,00% -2,50%
Series1
41 07 46 93 52 80 58 67 64 53 70 40 76 27 82 13 88 00
Linear (Series1)
RPM
Gambar 4.1 Grafik perubahan Kw Vs RPM
Kw VS RPM 4,5 4 3,5
Kw
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 2500
3500
4500
5500
original
6500
DR M
Gambar 4.2 Grafik Kw Vs RPM
48
7500
8500
9500
rpm
4.3 Analisa Ø Alat penghemat bahan bakar merek X tidak memberikan cukup pengaruh dalam meningkatkan kinerja mesin kendaraan uji, perbedaan hanya maksimum 2 % dengan rata – rata 0,5 %. Ø Mesin yang menggunakan alat penghemat bahan bakar tidak memberikan pengaruh terhadap Horse Power, hal ini dapat dilihat dari grafik antara Horse Power (HP) dan rpm. Ø Pada pengujian dilapangan dengan menggunakan alat penghemat bahan bakar yang dilakukan dengan kecepatan rata – rata 60 km/jam ( Spedo meter ), mesin berputar pada rpm rendah, peningkatan efisiensi bahan bakar dari 11% s.d 23,53% dengan rata – rata 17,20%. Ø Penghemat bahan bakar ini hanya mempengaruhi pencampuran bahan bakar dan udara dikarburator, tidak meningkatkan kinerja mesin seperti yang disampaikan oleh produsen bahwa dengan alat penghemat bahan bakar merek X ini mampu menambah tenaga sampai dengan 30 %.
49
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Ø Bahwa alat penghemat bahan bakar merek X ini menunjukkan kinerjanya hanya pada kondisi ekonomis mesin atau rpm rendah, laju konsumsi bahan bakar relatif lambat dengan tingkat penghematan bahan bakar rata – rata 17,20 %. Ø Alat penghemat bahan bakar merek X ini tidak memberikan pengaruh terhadap kinerja mesin ( perubahan hanya +/- 0,5 %, maksimum 2 % minimum -2 %) Ø Alat penghemat bahan bakar merek X ini berfungsi untuk membersihkan udara yang masuk ke dalam karburator dan menghasilkan molekul bahan bakar yang kecil, sehingga dapat memperbaiki pencampuran bahan bakar dan udara dikarburator dan meningkatkan effisiensi pembakaran namun tidak sampai meningkatkan kinerja mesin uji. Ø Bisa disimpulkan bahwa alat ini berfungsi sebagai katalis bahan bakar dan udara.
5.2 Saran Ø Lakukan pengujian material terhadap produk penghemat bahan bakar merek X untuk mengetahui cara kerja katalisnya. Ø Lakukan pengujian pada beberapa level rpm untuk mengetahui pengaruh penghematan bahan bakar. Ø Lakukan uji emisi untuk mengetahui jenis pembakaran yang terjadi ( pembakaran
kering,
pembakaran
sempurna/ideal)
50
basah,
atau
pembakaran
yang
