STUDI KOMPARASI PENGARUH TABUNG INDUKSI UDARA PADA SALURAN HISAP HONDA CIVIC PGM-FI TERHADAP PRESTASI MOTOR”. Drs. Sulaeman, M.Pd. Dosen Teknik Mesin Universitas Pendidikan Indonesia Abstrak Karena bahan bakar yang tersedia di alam semakin lama semakin berkurang , maka dibutuhkan engine dengan konsumsi premium yang lebih irit, salah satu caranya adalah dengan sistem induksi udara yang berfungsi untuk mensuplai udara untuk pembakaran di dalam silinder. Sehubungan dengan hal tersebut maka penulis merumuskan masalah penelitian apakah terdapat perbedaan prestasi menurut perhitungan dibandingkan dengan prestasi yang sebenarnya. Desain penelitian yang digunakan adalah pengujian performa motor, dengan menggunakan alat Dastek Dynamometer. Pengujian dilakukan empat kali pengujian, pengujian pertama pada engine yang tidak menggunakan tabung induksi, pengujian kedua menggunakan tabung induksi 200 cc, pengujian ke tiga menggunakan tabung induksi 400 cc dan pengujian ke empat menggunakan tabung induksi 600 cc. Berdasarkan hasil pengujian, pengaruh tabung induksi dapat meningkatkan daya efektif maksimum, momen puntir juga dalam hal pemakaian konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit dibandingkan dengan yang tidak menggunakan tabung induksi. Kata Kunci :Prestasi Mesin, Sistem Induksi, Dastek Dynamometer
1. Latar Belakang Masalah Transportasi merupakan salah satu kebutuhan manusia yang sangat penting, dimana transportasi digunakan untuk menunjang kebutuhan manusia sehingga dapat terlaksana dengan baik. Dalam pengoperasiannya memerlukan bahan bakar sebagai sumber energi untuk menggerakkan. Namun seiring dengan perkembangan kebutuhan manusia terhadap bahan bakar, manusia dituntut untuk mencari solusi guna melakukan pengurangan terhadap penggunaan bahan bakar. Karena bahan bakar yang tersedia di alam semakin lama semakin berkurang. Bahan bakar yang dimaksud itu ialah premium.Premium merupakan sumber energi yang termasuk banyak digunakan oleh masyarakat, karena merupakan salah satu kebutuhan utama. Walaupun demikian, tidak menutup kemungkinan dimasa yang akan datang, premium akan jarang ditemukan di pasaran. Karena faktor tersebut masyarakat pada umunya menginginkan tenaga dari engine yang lebih besar tetapi dengan konsumsi premium yang lebih irit dari kondisi standarnya. Sistem induksi udara berfungsi untuk menyuplai udara untuk pembakaran di dalam silinder. Udara melalui saringan udara, kemudian melalui throttle body, air intake chamber dan intake manifold kemudian masuk ke setiap silinder. Tabung Induksi Udara adalah sistem induksi untuk menampung premium yang tersisa dari pencampuran antara premium dan udara didalam sebuah tabung. Uap bensin didalam tabung ini (Tabung Reservoir) kemudian akan dikeluarkan pada saat mesin memerlukan uap bensin (vakum) untuk pembakaran didalam mesin (gas ditarik). Karena uap sudah tersedia di dalam tabung induksi, maka pembakaran lebih cepat terjadi yang menyebabkan akselerasi mesin meningkat.Prinsip kerjanya mirip dengan tabung reservoir (untuk air) atau kapasitor bank (untuk car audio) tapi yang di tampung adalah uap bensin dari throttle. Langkah yang dapat diambil, untuk mengatasi masalah tersebut ialah dengan memodifikasi motor bensin. Modifikasi itu dapat berupa penambahan komponen tertentu, untuk meningkatkan prestasi dari engine.
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Aplikasi dari modifikasi tersebut adalah dengan pemasangan tabung induksi pada intake manifold yang bertujuan untuk meningkatkan prestasi. Bertolak dari uraian di atas menarik perhatian penulis untuk menganalisis engine tipe D16Z6, khususnya mengenai perbedaan prestasi motor pada berbagai ukuran saluran lubang hisap. Pembahasan ini akan penulis tuangkan dalam penulisan Tugas Akhir dengan judul “Studi Komparasi Pengaruh Tabung Induksi Udara Pada Saluran Hisap Honda Civic PGM-FI Terhadap Prestasi Motor“. 2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan yang terjadi maka dapat diidentifikasi masalah sebagai berikut: 1. Dari penelitian sebelumnya terdapat perbedaan prestasi berdasarkan perhitungan teoritis dengan prestasi sebenarnya. 2. Seberapa besar perbedaan prestasi hasil pengujian tanpa tabung induksi, dengan yang menggunakan tabung induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc. 3. Landasan Teori A. Motor Otto 4-Langkah Motor Otto 4 langkah adalah motor Otto yang memerlukan empat kali langkah torak atau dua kali putaran poros engkol untuk menyelesaikan satu kali siklus kerjanya. 1. Prinsip Kerja Motor Otto 4 Langkah Prinsip kerja dari motor Otto 4 langkah yaitu dimulai dari pemasukan campuran antara bahan bakar dan udara ke dalam silinder, selanjutnya campuran tersebut dimampatkan oleh gerakan naik torak. Campuran yang dimampatkan/dikompres itu selanjutnya dibakar oleh busi, maka terjadilah ledakan yang mendorong torak turun kebawah, yang selanjutnya memutar poros engkol melalui tangkai piston. Gerak turun-naik torak dirubah menjadi gerakan putar oleh poros engkol, dan gerak putar inilah yang dapat menggerakan kendaraan melalui roda gigi. Gerak turun-naik torak akan berhenti pada masing-masing titik, untuk gerak turun, torak akan berhenti pada titik mati bawah (TMB). Sedangkan gerak naik akan berhenti pada
Page 121
titik mati atas (TMA). Titik mati adalah titik dimana piston berhenti bergerak dan kembali kearah yang berlawanan dari gerak sebelumnya. Pada posisi itu kecepatannya adalah 0 (nol). Titik Mati Atas (TMA) adalah titik teratas tempat piston berhenti dan mulai bergerak turun. Titik Mati Bawah (TMB) adalah titik terbawah tempat piston berhenti dan mulai bergerak naik.
Langkah Hisap Langkah Kompresi
silinder mengakibatkan torak terdorong dari TMA menuju TMB, proses tersebut disebut dengan proses kerja (langkah ekspansi/usaha). Proses thermodinamika dapat dianalisis dengan membayangkan bahwa proses yang terjadi dalam keadaan yang ideal, semakin ideal keadaan maka akan semakin mudah untuk dianalisis. Analisis proses thermodinamika umumnya menggunakan siklus udara sebagai siklus idealnya. 1. Siklus Ideal Siklus ideal merupakan siklus udara yang menggunakan beberapa keadaan yang sama dengan siklus sebenarnya. Siklus udara pada motor Otto menggunakan siklus udara volume konstan (Vkonstan).
Langkah Ekspansi Langkah Buang
Gambar 1 Prinsip Kerja Motor Otto Empat Langkah (Arismunandar, W. 2002: 8) a. Langkah Hisap Torak bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Pada saat ini katup isap (KI) terbuka, sehingga gas campuran udara dan bahan bakar terisap masuk ke silinder. Ketika torak sampai TMB, katup isap tertutup b. Langkah Kompresi Torak bergerak dari TMB ke TMA, posisi kedua katup dalam keadaan tertutup sehingga campuran udara dan bahan bakar termampatkan dan temperaturnya naik dalam ruang yang lebih kecil. c. Langkah Usaha Langkah ini, menghasilkan tenaga untuk menggerakkan kendaraan.Beberapa saat sebelum torak menyentuh Titik Mati Atas (TMA) pada saat langkah kompresi, busi memercikkan bunga api, percikan bunga api ini memicu terbakarnya campuran bahan bakar dan udara. Hal ini sangat mudah karena sebelumnya campuran bahan bakar dan udara terkompresi, sehingga temperatur yang tinggi menyebabkan campuran bahan bakar dan udara mudah terbakar. Pada saat ini kedua katup tertutup. Di dalam ruang bakar tekanan dan temperatur meningkat tajam akibatnya torak terdorong ke Titik Mati Bawah (TMB). d. Langkah Buang Pada saat torak turun dan mendekati TMB, katup buang (KB) terbuka. Torak kembali bergerak ke TMA dan mendorong sisa pembakaran keluar sehingga melalui katup buang. Inilah yang dinamakan dengan satu siklus dan selanjutnya silinder siap untuk melakukan siklus selanjutnya.
B. Siklus Thermodinamika Motor Otto 4 Langkah Proses thermodinamika adalah proses pertukaran antara panas (kalor) dengan kerja, proses panas (kalor) dalam
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Gambar 2Diagram P-V Siklus Volume Konstan (Arismunandar W, 2005:15) Keterangan: P = Tekanan Fluida (Kg/Cm2) V = Volume Spesifik (M3/Kg) QM = Kalor Masuk (Kcal/Kg) QK = Kalor Keluar (Kcal/kg) VL = Volume Langkah (M3 atau Cm3) VS = Volume Sisa (M3 atau Cm3) Proses siklus dan sifat ideal yang digunakan (gambar 2.2) dapat dijelaskan sebagai berikut: (Arismunandar W, 2005:14-15). Motor otto memakai siklus otto yang merupakan siklus daya thermodinamika dasar dengan pembakaran nyala api dari busi. Siklus ini adalah siklus empat proses pada diagram P-V seperti pada gambar 2.3 diatas. Secara teoritis (proses 0-1) merupakan langkah isap pada tekanan konstan. Campuran bahan bakar dan udara ditekan secara adiabatis (langkah kompresi) yaitu torak di Titik Mati Atas (proses 1-2) sehingga tekanan bertambah. Campuran kemudian dibakar dengan mencetus api dari busi dan energi ditimbulkan dalam proses isometris dimana tekanan naik pada volume konstan (proses 2-3) dan panas kemudian berekspansi dalam proses adiabatis dimana volume bertambah dan tekanan turun (proses 3-4). Selanjutnya panas dibuang ke atmosfer dalam proses isometris yaitu pada langkah buang (proses 4-1) dimana V = konstan. Proses
Page 122
yang terakhir yaitu terjadi langkah buang pada tekanan konstan (proses 1-0). Harga besaran dari perbandingan kompresi pada suatu engine sangat bergantung pada besarnya volume ruang bakar dimana apabila volume ruang bakar mengecil, maka harga perbandingan kompresi akan membesar dan sebaliknya. Perbandingan kompresi yang besar akan mengakibatkan tekanan kompresi yang besar selanjutnya akan menaikkan tekanan pembakaran.
r
V1 VL VS V2 VS
(Arismunandar W, 2005:19)
Fluida kerja yang dikompresikan adalah udara dan bahan bakar sehingga apabila tekanan kompresi sangat tinggi pada motor otto, maka temperatur campuran akan tinggi pula. Campuran ini akan terbakar dengan sendirinya apabila suhu kompresinya telah terlampau melampaui suhu penyalaan dari campuran tersebut. Selain itu apabila suhu campuran bahan bakar yang dikompresi mendekati temperatur penyalaan, setelah terjadi percikan bunga api dari busi maka mengakibatkan pembakaran yang spontan sehingga timbul detonasi atau ketukan pada proses tersebut, yang biasa disebut dengan pembakaran tidak sempurna. Hal ini yang mengakibatkan harga perbandingan kompresi untuk motor otto perlu dibatasi. 2. Siklus Sebenarnya Siklus sebenarnya terjadi pada keadaan yang sesungguhnya, pada siklus sebenarnya ini terjadi banyak kerugian yang disebabkan beberapa hal, antara lain yaitu: (Arismunandar W, 2005:29) a. Kebocoran fluida kerja. b. Katup tidak dibuka dan ditutup tepat pada saat torak berada pada TMA dan TMB, hal ini terjadi karena pertimbangan dinamika mekanisme katup. c. Pada saat torak berada di TMA, tidak terdapat pemasukan kalor seperti pada siklus udara. d. Proses pembakaran tidak terjadi sekaligus, dalam arti memerlukan waktu. e. Kerugian kalor yang disebabkan oleh perpindahan kalor dari fluida kerja ke fluida pendingin. f. Kerugian energi kalor yang dibawa oleh gas buang dari dalam silinder ke atmosfer sekitarnya. C. Sistem Bahan Bakar Setiap kendaraan telah dilengkapi dengan system masing-masing supaya siklus motor dapat tetap berputar, salah satunya adalah sistem bahan bakar. Sistem bahan bakar pada kendaraan berfungsi untuk menyuplai bahan bakar yang siap bakar ke ruang bakar kendaraan sesuai dengan beban kendaraan. Bahan bakar di tangki dipompa keluar dari tangki bahan bakar oleh pompa melaui saringan bahan bakar dan kemudian dikirim ke injektor-injektor. Tekanan injektor dipertahankan konstan 2,9 kg/cm² atau 2,55 kg/cm² tergantung pada model mesin, lebih besar dari tekanan intake manifold. Kemudian bahan bakar diinjeksikan, maka tekanan di dalam pipa akan berubah sedikit. Satu injektor di pasang di bagian depan setiap silinder, dan jumlah bahan
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
bakar yang diinjeksikan dikontrol oleh lamanya arus yang mengalir ke injektor. Sistem bahan bakar berfungsi sebagai penyalur bahan bakar dari mulai tangki bahan bakar sampai ke ruang bakar dalam kondisi sudah siap untuk dibakar di dalam silinder, fungsi dari sistem bahan bakar dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Sebagai penyalur bahan bakar dari mulai tangki sampai ke dalam silinder (ruang bakar). 2. Membersihkan bahan bakar dari kotoran, air dan uap air yang ada pada bahan bakar yang akan disalurkan ke dalam silinder. 3. Merubah bahan bakar yang masih berupa zat cair menjadi gas. 4. Mencampur bahan bakar dengan udara. 5. Mengatur penyaluran jumlah bahan bakar ke dalam silinder sesuai kebutuhan engine. D. Penjelasan Tabung Induksi Udara Sistem induksi udara berfungsi untuk menyuplai udara untuk pembakaran di dalam silinder-silinder. Udara melalui saringan udara, kemudian melalui throttle body, air intake chamber dan intake manifold kemudian masuk ke setiap silinder. Tabung Induksi Udara adalah sistem induksi untuk menampung uap bensin yang tersisa dari pencampuran antara bensin dan udara didalam sebuah tabung. Uap didalam tabung ini (Tabung Reservoir) kemudian akan dikeluarkan pada saat mesin memerlukan uap bensin (vakum) untuk pembakaran didalam mesin (gas ditarik). Karena uap sudah tersedia di dalam tabung induksi, maka pembakaran lebih cepat terjadi yang menyebabkan akselerasi mesin meningkat.Prinsip kerjanya mirip dengan tabung reservoir (untuk air) atau kapasitor bank (untuk car audio) tapi yang di tampung adalah uap bensin dari throttle. E. Perhitungan Termodinamika Proses thermodinamika merupakan sebuah proses yang terjadi di dalam silinder.Proses ini merupakan proses yang mengubah dari energi kimia menjadi energi panas, yang kemudian akan diubah kembali menjadi energi mekanik. Proses thermodinamika pada motor otto 4 (empat) langkah adalah sebagai berikut: 1. Langkah (0-1) Pemasukan 2. Langkah (1-2) Kompresi 3. Langkah (2-3) Proses Pembakaran 4. Langkah (3-4) Ekspansi 5. Proses (4-1) Pengeluaran Kalor F. Perhitungan Prestasi Motor (Engine Performance) Prestasi motor yang dalam bahasa inggrisnya disebut engine performance adalah segala sesuatu hal yang menyangkut dengan hubungan antara daya yang dihasilkan motor(power), konsumsi bahan bakar motor(fuel compsumtion), kecepatan putar beban motor, dan torsi yang dapat dihasilkan oleh motor. s
Page 123
a. Perhitungan Daya Indikator (Ni) P VL z n a Ni = r 450000
vol =
dimana: z = jumlah silinder n = putaran motor, Putaran per menit Pr = tekanan rata-rata (Kg/cm³) a = jumlah siklus motor per putaran, 0.5 untuk motor 4 langkah VL = volume langkah torak (cm³) Daya Efektif Ne = ηm x Ni b. Perhitungan Daya Efektif (Ne) dan Torsi (T)
Ne
2. .n.T Ne.716 sehingga T 75 x60 n
dimana: Ne = daya efektif (Ps) T = torsi (Kg.m)
c. Perhitungan bahan bakar Spesifik (Be) Gf Be = (Kg/Ps.jam) (Arismunandar. Ne W, 2002:34) dimana: Gf = Banyaknya bahan bakar yang masuk kedalam silinder (kg/siklus) Gf = F/A.Ga dimana: Ga = Banyaknya udara yang masuk kedalam silinder (kg/jam) F/A = Perbandingan bahan bakar dengan udara Ga = Vl.ρin.z.n.60 dimana: Ga = Banyaknya udara yang masuk kedalam silinder (kg/jam) Vl = Volume langkah (m3) ρin = Densitas udara yang masuk (Kg/m3) =
P R.T
z = Jumlah silinder n = Putaran engine (rpm) P = Tekanan pada saat kondisi masuk (1 atm = 10330 kg/m3) P1= P0= 1 atm= 10330 kg/m2. Tetapi pada siklus yang sebenarnya pada langkah hisap, terjadi penurunan tekanan sebesar (0,8–0,9)P0 Khovakh, (Untung, S. Halim, 2007:3) P1 = 0,85 x 10330 kg/m2 P1 = 8780,5 kg/m2 v = Volume spesifik dari gas (m3/kg) R = konstanta gas universal ( m kg/kg K ) = 29,3 m.kg/kg.K T = Temperatur absolut (K) = 306 K d. Efisiensi Volumetris (vol) vol = Berat campuran gas yang sesungguhnya masuk ke dalam silinder (BM) Berat campuran gas yang seharusnya masuk ke dalam silinder (BM’)
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Ne FAR 60 75 Npb BM 'th pemb mek n a 427
e. Efisiensi Mekanis Ne m = 632 100% [%] Gf Npb (Arismunandar. W, 2005:33) dimana :Ne= Daya Efektif (PS) G= Banyaknya bahan bakar yang masuk dalam silinder(kg/siklus) Npb= nilai kalor bakar (kkal) 4. Metode Penelitian Dalam suatu penelitian, diperlukan suatu langkahlangkah yang benar sesuai dengan tujuan penelitian, agar penelitian dapat dipertangung jawabkan. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian ekperimen, yaitu suatu penelitian dimanata peneliti sengaja membangkitkan sesuatu kejadian atau keadaan, kemudian diteliti bagaimana perbedaan dan akibatnya (Suharsimi Arikunto 2002: 4). Penelitian adalah suatu proses mencari sesuatu secara sistematik dalam waktu yang lama dengan metode ilmiah serta aturan-aturan yang berlaku. Untuk menerapkan metode ilmiah dalam praktek penelitian maka diperlukan suatu desain penelitian yang sesuai dengan kondisi, seimbang dengan dalam dangkalnya penelitian yang akan dikerjakan. Metode penelitian yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan metode eksperimental, maka dari itu perlu diketahui desain-desain yang sering digunakan dalam penelitian tersebut, desain penelitian yang sering digunakan adalah desain percobaan, desain percobaan tidak lain dari semua proses yang diperlukan dalam merencanakan dan melaksanaan penelitian. Desain percobaan sangat diperlukan dalam melaksanakan penelitian eksperimental. Guna dari desain percobaan adalah untuk memperoleh suatu keterangan yang maksimum mengenai cara membuat percobaan dan bagaimana proses perencanaan serta pelaksanaan percobaan akan dilakukan. Proses perencanaan dan pelaksanaan percobaan perlu dipikirkan dengan sungguh-sunguh, peneliti harus lebih dahulu memikirkan langkah-langkah serta jenjang dari percobaan yang akan dilakukan. Metode yang digunakan dalam metode ini selain menggunakan metode yang tepat, diperlukan pula kemampuan memilih teknik pengumpulan data yang sesuai dengan masalah yang diteliti. Menurut Suharsimi Arikunto (2002:226), untuk memperoleh data yang diperlukan ada beberapa teknik yang dapat digunakan, diantaranya yaitu, tes, wawancara atau interview, observasi atau pengamatan dan telaah dokumen. Pada penelitian ini teknik pengumpulan data yang digunakan adalah merupakan tes uji coba menggunakan seperangkat alat Dynotest karena dimaksudkan untuk mengukur sejauh mana perbedaan prestasi motor pada engineHonda Civic PGM-FIyang tidak menggunakan tabung induksi dan yang menggunakan tabung induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc. Desain penelitian yang digunakan adalah pengujian performa motor,dengan menggunakan alat Dastek Dynamometer. Pengujian dilakukan empat kali pengujian,
Page 124
5. Pembahasan Berdasarkan hasil perhitungan teoritis dengan data hasil pengujian tampak ada perbedaan antara hasil perhitungan teoritis, hasil pengujian tanpa tabung induksi dan hasil pengujian yang menggunakan tabung induksi 200cc, 400cc dan 600cc diantaranya: 1. Analisis Perbandingan Prestasi Hasil Perhitungan Teoritis dengan Hasil Pengujian Tanpa Tabung Induksi a. Daya Poros Efektif (Ne) Daya efektif adalah daya yang diukur pada roda penerus yang terpakai langsung oleh motor untuk menggerakkan beban melalui poros penggerak. Semakin besar daya motor yang dihasilkan maka semakin besar pula daya untuk menggerakkan beban. Nilai Ne akan cenderung naik sesuai dengan kenaikan putaran sampai tercapai daya maksimum pada putaran tertentu. Berdasarkan hasil perhitungan teoritis dengan hasil pengujian yang tanpa menggunakan tabung induksi, perbandingan daya efektif pada setiap putaran engine dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini: Tabel 1 Data Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis Daya Efektif danHasil Pengujian engine tanpa menggunakan tabung induksi
n (rpm) 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
Hasil Pengujian Daya Efektif Tanpa tabung Induksi Ne (Ps) 20,8 32,5 43,7 58,5 69,2 77,3 86,6 100,3 112,2 123,9 125,1 119,2
Perhitungan Teoritis Daya Efektif 22,88 30,52 38,15 45,78 53,41 61,03 68,66 76,28 83,92 91,53 99,18 106,81
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Daya Efektif (PS)
pengujian pertama pada engine yang tidak menggunakan tabung induksi, pengujian kedua menggunakan tabung induksi 200 cc, pengujian ke tiga menggunakan tabung induksi 400 cc dan pengujian ke empat menggunakan tabung induksi 600 cc.
Perhitung… Tanpa… 1500
2500
3500 4500 Putaran (rpm)5500
6500
Grafik 1 Perbandingan Daya Efektif (Ne) dengan putaran antara Perhitungan Teoritis dengan Hasil Pengujian engine tanpa menggunakan Tabung Induksi b. Momen Puntir (T) Momen Puntir (Torsi) adalah gaya putar yang diterima oleh suatu benda apabila benda tersebut diberikan gaya tidak tepat pada titik pusatnya. Demikian juga pada motor, pada langkah ekspansi, poros engkol menerima tekanan atau gaya dari torak dan batang torak yang bergerak dari TMA menuju TMB sehingga dapat memutarkan poros engkol. Momen puntir (Torsi) merupakan ukuran beban mesin yang nilainya akan berbanding terbalik dengan putaran motor. Semakin tinggi putaran motornya maka beban motor akan semakin kecil. Berdasarkan hasil perhitungan teoritis dan hasil pengujian tanpa menggunakan tabung induksi, perbandingan torsi tiap putaran untuk engine dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini:
Pada putaran 7000 rpm, daya efektif yang didapat melalui perhitungan teoritis sebesar 106,81 PS. Data hasil pengujian tanpa menggunakan tabung induksi menunjukkan yaitu 125,1 PS pada putaran 6500 rpm, lebih tinggi di bandingkan perhitungan teoritis. Dapat dilihat pada grafik Perbandingan antara perhitungan teoritis dengan hasil pengujian tanpa tabung induksi dibawah ini.
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Page 125
Tabel 2 Data Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis Torsi DanHasil Pengujian engine tanpa menggunakan tabung induksi n (rpm)
Perhitungan Teoritis Torsi
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1
Tabel 3 Data Perbandingan Hasil Perhitungan Teoritis Pemakaian Bahan Bakar dan Hasil Pengujian engine tanpa menggunakan tabung induksi
Hasil Pengujian Torsi Tanpa tabung Induksi T (Nm) 97,0 113,7 122,5 136,2 139,1 135,3 134,3 140,1 143,0 144,0 135,2 119,6
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
0,37 0,50 0,62 0,75 0,87 1,00 1,12 1,25 1,37 1,50 1,63 1,75
Momen Puntir (Nm)
2
7000
6500
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
Putaran (rpm)
Gf (kg/jam)
1,5 1
0,5
Pemakaian Bahan Bakar (Gf) Pemakaian bahan bakar merupakan jumlah berat muatan bahan bakar yang digunakan motor tiap satuan waktu untuk setiap daya yang dihasilkan. Harga Gf yang lebih rendah menyatakan efisiensi yang lebih tinggi. Waktu yang diperlukan untuk menghabiskan konsumsi bahan bakar akan semakin sedikit seiring dengan kenaikan putaran motor.
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Putaran (rpm)
Perhitu…
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
0 Grafik 2 Perbandingan Momen Puntir (T) dengan putaran antara Perhitungan Teoritis dengan Hasil Pengujian engine tanpa menggunakan Tabung Induksi c.
Hasil Pengujian Pemakaian Bahan Bakar Tanpa tabung Induksi (Gf) kg/jam 0,35 0,49 0,61 0,70 0,83 0,93 1,04 1,21 1,35 1,49 1,63 1,67
Pemakaian bahan bakar hasil perhitungan teoritis pada putaran 7000 rpm adalah sebesar 1,75 kg/jam.Sedangkan pemakaian bahan bakar hasil pengujian tanpa menggunakan tabung induksi pada putaran 7000 rpm adalah sebesar 1,67 kg/jam. Terjadi perbedaan jumlah pemakaian bahan bakar pada hasil perhitungan teoritis dengan hasil pengujian sebesar 0,08 kg/jam.
Perhitu…
1500
Perhitungan Teoritis Bahan Bakar
n (rpm)
Berdasarkan data hasil perhitungan teoritis dapat diketahui bahwa momen puntir cenderung merata pada setiap putaran engine yaitu sebesar 107,1 Nm. Pada data hasil pengujian menunjukkan bahwa momen puntir maksimum yang dihasilkan pada engine tanpa menggunakan tabung induksi sebesar 144 Nm pada putaran 6000 rpm.
160 155 150 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95
Berdasarkan hasil perhitungan, perbandingan pemakaian bahan bakar tiap putaran untuk engine pada kondisi standard dan yang menggunakan tabung induksi dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini:
Grafik 3 Perbandingan pemakaian Bahan Bakar (Gf) dengan putaran antara Perhitungan Teoritis dengan Hasil Pengujian engine tanpa menggunakan Tabung Induksi
Page 126
Tabel 4 Data Perbandingan Daya Efektif (Ne) Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc
n (rpm)
200cc
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
21,7 34,0 46,3 61,2 71,1 78,5 89,4 103,4 116,3 126,6 125,2 120,1
Hasil Pengujian Daya Efektif Ukuran Tabung Induksi 400cc 600cc Ne (Ps) 21,3 21,4 33,2 34,1 48,8 45,2 61,4 59,6 69,5 70,6 77,2 78,1 89,7 88,2 103,6 102,1 117,6 115,1 127,7 124,4 126,2 123,7 120,5 116,5
Pada data hasil pengujian menunjukkan bahwa engine yang menggunakan tabung induksi udara ukuran 400 cc menghasilkan daya efektif maksimum yaitu 127,7 PS pada putaran 6000 rpm, lebih tinggi dibandingkan dengan hasil pengujian tabung induksi udara ukuran 200 cc daya efektif maksimum yang dihasilkan sebesar 126,6 Ps pada putaran 6000 rpm dan pada tabung induksi udara ukuran 600 cc daya efektif yang dihasilkan sebesar 124,4 Ps pada putaran 6000 rpm.
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Daya Efektif (PS)
2. Analisis Perbandingan Prestasi Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc. a. Daya Poros Efektif (Ne) Daya efektif adalah daya yang diukur pada roda penerus yang terpakai langsung oleh motor untuk menggerakkan beban melalui poros penggerak. Semakin besar daya motor yang dihasilkan maka semakin besar pula daya untuk menggerakkan beban. Nilai Ne akan cenderung naik sesuai dengan kenaikan putaran sampai tercapai daya maksimum pada putaran tertentu. Berdasarkan hasil pengujian, perbandingan daya efektif tiap putaran untuk engine pada kondisi standard dan yang menggunakan tabung induksi dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini:
Putaran (rpm)
2 0 0
1500 2500 3500 4500 5500 6500 Grafik 5 Perbandingan Daya Efektif (Ne) dengan putaran antara Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc b. Momen Puntir (T) Momen Puntir (Torsi) adalah gaya putar yang diterima oleh suatu benda apabila benda tersebut diberikan gaya tidak tepat pada titik pusatnya. Demikian juga pada motor, pada langkah ekspansi, poros engkol menerima tekanan atau gaya dari torak dan batang torak yang bergerak dari TMA menuju TMB sehingga dapat memutarkan poros engkol. Momen puntir (Torsi) merupakan ukuran beban mesin yang nilainya akan berbanding terbalik dengan putaran motor. Semakin tinggi putaran motornya maka beban motor akan semakin kecil. Berdasarkan hasil perhitungan teoritis dan hasil pengujian, perbandingan torsi tiap putaran untuk engine pada kondisi standard dan yang menggunakan tabung induksi dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini:
Page 127
Tabel 5 Data Perbandingan Momen Puntir (T) Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc
n (rpm)
200cc
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
98,3 118,6 129,4 143,0 142,1 137,2 139,1 145,0 147,9 147,9 135,2 120,5
Hasil Pengujian Torsi Ukuran Tabung Induksi 400cc 600cc T (Nm) 99,9 99,9 115,6 119,6 136,2 126,4 144,0 139,1 139,1 123,5 135,3 136,2 140,1 153,8 145,0 143,0 146,0 149,9 148,9 145,0 136,2 133,3 120,5 116,6
1
Pemakaian Bahan Bakar (Gf) Pemakaian bahan bakar merupakan jumlah berat muatan bahan bakar yang digunakan motor tiap satuan waktu untuk setiap daya yang dihasilkan. Harga Gf yang lebih rendah menyatakan efisiensi yang lebih tinggi. Waktu yang diperlukan untuk menghabiskan konsumsi bahan bakar akan
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
0,5 0
Putaran (rpm)
2
1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000
7000
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
6500
2 0…
Gf (kg/jam)
1,5
Grafik 5 Perbandingan Momen Puntir (T) dengan putaran antara Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc c.
Pemakaian bahan bakar paling efektif terjadi pada pengujian yang menggunakan tabung induksi ukuran 400 cc pada putaran 7000 rpm adalah sebesar 1,45 kg/jam, lebih rendah pemakaian bahan bakarnya dibandingkan dengan pengujian tabung induksi ukuran 200 cc pada putaran 7000 rpm adalah sebesar 1,68 kg/jam, dan yang menggunakan tabung induksi ukuran 600 cc pada putaran 7000 rpm adalah sebesar 1,75 kg/jam. 2
Putaran (rpm) 1500
160 155 150 145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95
Momen Puntir (Nm)
Berdasarkan data hasil perhitungan teoritis dapat diketahui bahwa momen puntir cenderung merata pada setiap putaran motor (engine). Pada data hasil pengujian menunjukkan bahwa momen puntir maksimum terjadi pada tabung induksi ukuran 600cc menunjukkan 153,8 Nm pada putaran 4500 rpm lebih tinggi dibandingkan dengan hasil pengujian tabung induksi 200 cc yaitu sebesar 147,9 Nm pada putaran 5500 rpm dan dengan hasil pengujian tabung induksi 600 cc sebesar 149,9 Nm pada putaran 5500 rpm.
semakin sedikit seiring dengan kenaikan putaran motor. Berdasarkan hasil perhitungan, perbandingan pemakaian bahan bakar tiap putaran untuk engine pada kondisi standard dan yang menggunakan tabung induksi dapat dilihat pada tabel berikut di bawah ini: Tabel 6 Data Perbandingan Pemakaian Bahan Bakar (Gf) Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc Hasil Pengujian Pemakaian Bahan Bakar Ukuran Tabung Induksi n (rpm) 200cc 400cc 600cc (Gf) kg/jam 1500 0,37 0,36 0,36 2000 0,47 0,49 0,48 2500 0,60 0,59 0,59 3000 0,73 0,74 0,71 3500 0,85 0,83 0,85 4000 0,94 0,93 0,94 4500 1,07 1,08 1,06 5000 1,24 1,24 1,23 5500 1,28 1,29 1,27 6000 1,39 1,41 1,49 6500 1,63 1,51 1,61 7000 1,68 1,45 1,75
Grafik 6 Perbandingan Pemakaian Bahan Bakar (Gf) dengan putaran antara Hasil Pengujian Tabung Induksi 200 cc, 400 cc dan 600 cc 5. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian, pengaruh tabung induksidapat meningkatkan daya efektif maksimum, momen puntir juga dalam hal pemakaian konsumsi bahan bakar
Page 128
menjadi lebih irit dibandingkan dengan yang tidak menggunakan tabung induksi. 6. Daftar Pustaka Arismunandar, W.( 2005) . Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Bandung:ITB. Arikunto, S. (1996). Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek. Edisi Revisi III. Jakarta: PT. Rineka Cipta. Harahap, F. et al. (1996). Thermodinamika Teknik. Jakarta:Erlangga. Internet. (2011). Honda D Engine. [Online]. Tersedia:http://en.wikipedia.org/wiki/Honda_D_Engine# D16Z6 Internet. (2011). Yamaha Energy Induction System. [Online] . Tersedia:http://duaroda.com/baca/2009/11/22/yamahaenergy-induction-system-intake-chamber-boostbottle.html Internet. (2011). YEIS = Yamaha Energy Induction System. [Online]. Tersedia: http://www.mailarchive.com/
[email protected]/msg01803.html Kovakh. M.(1976).Motor Vehicle Engine.Moscow:Mir Publisher. Maleev,V.L.(1989).Internal Combustion Engine.Singapore: Mc Graw-Hill Book Company. Mashanudin. (2009). Perbandingan pengaruh pemakaian ukuran lubang venturi karburator standar (18 mm) dengan lubang venturi modifikasi (20 mm) pada prestasi motor suzuki type new smash. Tugas Akhir pada FPTK UPI Bandung: tidak diterbitkan Obert,E.F.(1973). Internal Combustion Engine. Pensylvania, Scranton: International Textbook Company. Petrovsky, N. (1979). Machine Internal Combution Enggine. Moscow: Mir Published. Setia, A. (2011) Rekonstruksi Engine pada Buggy Kart. Tugas Akhir pada FPTK UPI Bandung: tidak diterbitkan. S,P, Sein (1979) Internal Combustion Enggine (Third ed). Pennsylvania, Scranton: International Textbook Company. Toyota Astra Motor.(1995).New Step 1 Toyota Training Manual. Jakarta:Training Center Toyota Astra Motor. Toyota Astra Motor.(1995). Step 3 Toyota Computer Controlled System. Jakarta:Training Center Toyota Astra Motor. ____, (1997). Step II, Materi Pelajaran Engine Group. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor. Untung, S.Halim. (2007). Buku Diktat Motor Bakar. Bandung (Tidak Diterbitkan)
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Page 129
[Edisi Ke-4 Cetakan 2]
Page 130
