TUGAS AKHIR. Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-dsi dan VTEC

TUGAS AKHIR Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana

Disusun Oleh :

SUTAMTO 4130412-024

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama

: SUTAMTO

NIM

: 4130412-024

Fakultas

: Teknologi Industri

Jurusan

: Teknik Mesin

Universitas : Mercu Buana

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

Jakarta, Juli 2009

(SUTAMTO)

i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Disusun Oleh:

SUTAMTO 4130412-024

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing Utama

(Ir. Rully Nutranta, M.Eng)

ii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Disusun Oleh:

SUTAMTO 4130412-024 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Koordinator Tugas Akhir

(Dr. Abdul Hamid, M.Eng)

iii

ABSTRAK Dalam Menghadapi persaingan dibidang otomotif yang semakin ketat diantara produsen otomotif di Indonesia, maka diupayakan adanya inovasi- inovasi yang dilakukan untuk dapat meningkatkan kinerja kemampuan mesin (engine performance). Untuk mengetahui karakteristik dan kemampuan mesin maka dilakukan serangkaian pengujian dengan mengunakan sistem i-DSI dan VTEC. Dalam pengujian ini dapat beberapa parameter yang memperlihatkan yaitu; torsi, daya poros efektif, tekanan ratarata, konsumsi bahan bakar spesifik dan efisiensi thermis. Penelitian dilakukan pada putaran poros mesin 1000 rpm samapai 6000 rpm dengan 1000 rpm sebagai patokan pembebanan pada unjuk kerja mesin bensin pengukuran dilakukan terhadap konsumsi bahan bakar, beban, putaran dan laju aliran masing- masing dengan alat ukur , Engine Scanner Computerized, sedangkan peralatan pengujian yang digunakan adalah motor bensin Honda Jazz i-DSI dan VTEC 1500 cc. Torsi sebagai fungsi putaran Mesin Honda Jazz VTEC memiliki torsi lebih tinggi 17,15% dari i-DSI. Sedangkan i-DSI menghasilkan torsi yang lebih besar dari rpm rendah hingga menengah sehingga memberikan akselerasi cukup pada saat overtake. Daya output mesin sebagai fungsi putaran poros Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya poros lebih besar 25,93% dari i-DSI. Mesin VTEC memberikan ferforma berkendara yang bertenaga pada rpm tinggi dan juga hemat bahan bakar. Daya mesin efektif sebagai putaran poros Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC memiliki daya mesin efektif sebesar 14,70%. Tekanan efektif ratarata antara Mesin Honda Jazz I-iDSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), sebesar 29,95%. Konsumsi bahan bakar sfesifik sebagai fungsi putaran poros mesin Honda Jazz VTEC memiliki konsumsi bahan bakar sfesifik lebih besar 34,23% dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Efisiensi thermis sebagai fungsi putaran poros mesin Honda Jazz VTEC memiliki efisiensi thermis lebih besar 11,15% dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Hasil tersebut menunjukan bahwa mesin Honda Jazz VTEC lebih bertenaga pada putaran mesin tinggi dengan torsi yang maksimal dan tetap efisien dalam pemakaian bahan bakar, untuk i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), lebih bertenaga pada putaran rendah dan torsi maksimum sudah muncul pada putaran mesin rendah dalam meningkatkan kinerja kemampuan mesin (Engine Performance). Kata kunci: Mesin, busi, katup, torsi, daya, konsumsi bahan bakar, efisiensi.

iv

KATA PENGANTAR Bismillahirrohmanirrrohim. Assalamu”alaikum Wr.Wb.

Dengan mengucapkan puji alkamdulillaahirbil”alamin, puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat iman,islam dan juga nikmat sehat selama penyusunan dan selesainya tugas akhir ini yang berjudul ”Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC . Atas izin allah semata, penysunan dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini merupakan kewajiban untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin pada Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Dalam menyelesikan Laporan Tugas Akhir ini, penyusun banyak menerima bimbingan, dorongan dan nasehat yang bermanfaat dari berbagai pihak. Untuk itu rasa terima kasih, hanya pantas penyusun sampaikan kepada Allah atas nikmat-Nya, Kedua orang tua serta seluruh keluarga penyusun yang telah memberikan doa restu dan dorongan baik moril maupun materiil. Ijinkan pula kami untuk mengucapkan terima kasih kepada:

1. Alloh SWT, yang telah memberikan rahmat-Nya kepada penulis selama penyususnan Tugas Akhir ini. 2. Kepada Orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungannya baik secara moril maupun materiil. 3. Bapak Ir. Rully Nutranta, M.Eng selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberikan saran- saran yang sangat membantu sehingga terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak Dr. Abdul Hamid, M.Eng selaku ketua jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. 5. Bapak Nanang Ruhyat, ST. MT selaku sekertaris jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana.

v

6.

Seluruh staf dosen jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan, khususnya dasar- dasar ilmu teknik mesin kepada penulis.

7. Rekan-rekan mahasiswa program studi teknik mesin angkatan enam (VI) tahun 2004/ 2005, seluruh mahasiswa Teknik Mesin di Universitas Mercu Buana. 8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Di dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan yang mungkin terjadi baik dari segi materi maupun penyajianya, oleh karena itu, di harapkan kepada rekan– rekan dari berbagai pihak agar dapat memberikan kritik serta saran yang bersifat membangun. Penulis pun berharap semoga setidak- tidaknya Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat untuk mahasiswa Teknik Mesin khususnya dan civitas Universitas Mercu Buana pada umumnya. Akir kata dari penulis semoga Allah senatiasa melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kita semua, Amin.

Wassalamu”alaikum Wr.Wb.

Jakarta,Juli 2009 Penulis

(Sutamto)

vi

DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN …………………………………...….....................……….i LEMBAR PENGESAHAN I …………………...……………......................………….ii LEMBAR PENGESAHAN II ….......................……………………………………….iii ABSTRAK …........................…………………………………………………………..iv KATA PENGANTAR ….................……………………………………………………v DAFTAR ISI ….............………………………………………………………………vii DAFTAR TABEL ………………………………………............….…………………xii DAFTAR GAMBAR …...........………………………………………………………xiii DAFTRA ISTILAH .......................................................................................................xv DAFTAR SIMBOL …………………………………………………………...............xx

BAB I PENDAHULUAN................................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...…………….....................………………………...……………....2 1.2 Pokok Permasalahan ...……….............…………………………...…………….......2 1.3 Pembatasan Masalah ...……………………………………………...…...................2 1.4.Tujuan Penulisan ……………………………………………………..….................2 1.5.Metodologi Penelitian ……………………………………...........………………….3 1.6.Sistematika Penulisan .......……………………………………………….................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................5 2.1 Mesin Pembakar Dalam ….……….……………………………………..................5 2.2 Mesin Pembakar Luar …..………………………………………………...…..........6 2.3 Klasifikasi Motor Bakar …..………………………………………...………...........6 2.4 Motor Bensin(Mesin Otto) …..……………………………………….....................6 2.5 Mesin Otto 4-Langkah …..……………………………………………...…….........7 2.5.1 Proses Kerja Mesin Otto 4-Langakah ….……………………………...………....7 2.5.2 Siklus Otto 4-Langkah .……………………………………………...…………...8 2.6 Bagian- Bagian Utama Motor ……………………………...…………...………...11 2.6.1 Panjang Engkol …...……………………………………………………...……..11 2.6.2 Langkah Torak …...………………………………………………………...…...12 2.6.3 Isi Langkah Toarak …….………………………………………………..……...12

vii

2.6.4 Ruang Bakar atau Ruang Kompresi ……………………………………….....…12 2.6.5 Isi Silinder………………………………………………………………...…......12 2.6.6 Bilangan Kompresi Efektif atau Perbandingan Kompresi ……...........................12 2.6.7 Dinding Silinder ………………………………………...................................…13 2.7 Dasar Pembangkit Daya ……….........................………………………………….23 2.8 Pengaturan Katup Masuk dan Katup Buang ……………………….......................14 2.9. Dasar Pembangkit Daya Mesin tipe L Honda Jazz …..……………………...……16 2.10 Sistem Mesin Tipe i-DSI .....................................................................................16 2.10.1Konstruksi Dan Fungsi Sistem i-DSI ................................................................. 17 2.10.2 Bagian – Bagian Komponen Mesin Tipe i-DSI .................................................17 2.10.3 Sistem Fungsi Ignition Timing Control .............................................................19 2.10.4 Sistem Kerja Dual and Sequential System (i-DSI) ............................................21 2.10.5 Keistemewaan Sistem Mesin Tipe i-DSI ...........................................................24 2.11 Sistem Mesin Tipe i-VTEC .................................................................................26 2.11.1 Sistem Kerja VTEC .............................................................................. ...........26 2.11.2. Macam- macam Sistem Tipe VTEC .................................................................27 2.11.2.1.1 Sistem Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC .................................27 2.11.2.1.2 Konstruksi Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC ….………...……28 2.11.2.1.3 Sistem Kerja Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC .........................29 2.11.2.2.1 Sistem Single Overhead Camshaft (SOHC) VTEC …………...………….30 2.11.2.2.2 Konstruksi SOHC VTEC .............................................................................30 2.11.2.2.3 Sistem Kerja SOHC VTEC …...……………………..……………………34 2.11.2.3.1 Sistem New VTEC ………………………..…………...………………….36 2.11.2.3.2 Konstruksi New VTEC ...…………………………..……………………..37 2.11.2.3.3 Sistem Kerja New VTEC ……………………………..………….………..39 2.11.2.4.1 3-stage VTEC ..............................................................................................41 2.11.2.4.2 Konstruksi 3-stage VTEC ............................................................................42 2.11.2.4.3 Sistem Kerja 3-stage VTEC .........................................................................43 2.11.2.5.1 Sistem VTEC-E ...........................................................................................45 2.11.2.5.2 Konstruksi VTEC-E ....................................................................................45 2.11.2.5.3 Sistem Kerja VTEC- E ................................................................................46 2.12 Sistem Pembangkit Daya Mesin Tipe VTEC .......................................................47

viii

2.13 Sistem Fuel Injection Terprogram (PGM-FI) .......................................................49 2.14 Sistem Suplai Bahan Bakar ...................................................................................51 2.14.1 Fuel Cut-off Control ..........................................................................................51 2.14.2 Fuel Pump Control .............................................................................................51 2.14.3 Main Relay PGM-FI 1dan 2 …………………………..………………………51 2.15 Sistem Injeksi Bahan Bakar ………………………..……………………………51 2.15.1 Sistem Kerja Katup VTEC ………………………..…..………………………54 2.15.2 Sistem Pengerak Katup Mesin VTEC ...............................................................54 2.16 Bahan Bakar Mesin Otto .......................................................................................56 2.17 Sistem Penyalaan (System Ignition) .....................................................................56 2.18 Siatem Pendinginan ..............................................................................................58 2.18.1 Pendinginan Air .................................................................................................59 2.19 Sistem Pelumasan .................................................................................................60 2.20 Emisi Gas Buang ..................................................................................................62 2.20.1 Karbon Monoksida (CO) ...................................................................................62 2.20.2 Hidrokarbon (HC) ..............................................................................................63 2.20.3 Timah (Pb) .........................................................................................................63 2.20.4 Nitrogen Monoksida (NO 2 ) ..............................................................................63 2.21 Parameter Unjuk Kerja Mesin ..............................................................................63 2.21.1 Torsi ...................................................................................................................64 2.21.2 Daya Mesin Efektif (BHP) ................................................................................64 2.21.3 Tekanan Efektif Rata-Rata .................................................................................65 2.21.4 Konsumsi Bahan Bakar Sfesifik .......................................................................65 2.21.5 Efesiensi Thermis ..............................................................................................66

BAB III METODOLOGI ANALISA ...........................................................................67 3.1 Prosedur Analisa .....................................................................................................68 3.2 Model Matematis ....................................................................................................68 3.3 Data Spesifikasi Jazz Mesin i-DSI ..........................................................................69 3.4 Data Spesifikasi Jazz Mesin VTEC .......................................................................69 3.5 Tujuan Analisa ........................................................................................................70 3.6 Fasilitas Analisa ......................................................................................................70

ix

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................71 4.1 Torsi .. ……………………………………………...……………………………..71 4.1.1

Torsi Pada Mesin i-DSI ……...……………………………..…………………71

4.1.2

Torsi Pada Mesin VTEC ………………………...………...…………………..72

4.1.3

Maksimum dan Minimum Torsi ……………….………………………...……74

4.1.3.1 Tipe i-DSI ……………………………….……………..……………………..74 4.1.3.2 Tipe VTEC ……………………………………………....……………………75 4.1.4

Perbandingan Torsi dan Daya Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC ….…77

4.2 Daya Mesin Efektif ………………………...………………………….………….78 4.2.1

BHP Mesin i-DSI ……………………...………………………………………79

4.2.2

BHP Mesin VTEC ……………………………..……………………….……..80

4.2.3

Perbandingan BHP Mesin i-DSI dan VTEC …………………………………..81

4.3 Tekanan Efektif Rata- Rata .....................................................................................82 4.3.1

Tekanan Efektif Rata- Rata Mesin Honda Jazz i-DSI .......................................83

4.3.2

Tekanan Efektif Rata- Rata Mesin Honda Jazz VTEC ......................................84

4.3.3

Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC ................86

4.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ............................................................................87 4.4.1

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Mesin i-DSI .................................................87

4.4.2

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Mesin i-DSI .................................................89

4.4.3

Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Mesin i-DSI dan VTEC.........87

4.5 Efisiensi Thermis ....................................................................................................91 4.5.1

Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz i-DSI .......................................................92

4.5.2

Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz VTEC …………………………..……...93

4.5.3

Perbandingan Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC ….……95

4.6 Pembahasan …………..…………………………………………………………..96 4.6.1

Torsi ……………...……………………………………..……………………..96

4.6.2

Daya Output Mesin ……………………...……………...……………………..97

4.6.3

Daya Mesin Efektif ………………………..………………...………………..98

4.6.4

Tekanan Efektif Rata- Rata ………………………..………....……………….99

4.6.5

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik ………………………………..…..……….100

4.6.6

Efesiensi Thermis ………………………………..…………..………………101

x

BAB V PENUTUP ………………………………………..………………………103 5.1 Kesimpulan …………………………………………………………..………….103 5.2 Saran ………………………………………………………...………..…………104

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………..……..……………….105

LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Torsi pada Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI ……………..…………...………74 Tabel 4.2 Torsi pada Mesin Honda Jazz Tipe VTEC …………………...……...…….75 Tabel 4.3 Perbandingan Torsi Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC ....................77 Tabel 4.4 Perbandingan Daya Output Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC ........78 Tabel 4.5 Gaya yang terbaca pada Dynamometer Mesin Honda Jazz ...........................79 Tabel 4.6 Perbandingan BHP Mesin Honda Jass i-DSI dengan VTEC ........................81 Tabel 4.7 Data Pada Mesin Honda Jazz .......................................................................82 Tabel 4.8 Daya Keluaran Poros Mesin Honda Jazz ..........................................................83 Tabel 4.9 Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC ..........86 Tabel 4.10 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI ..............................87 Tabel 4.11 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe VTEC ............................89 Tabel 4.12 Perbandingan Sfc Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC .....................90 Tabel 4.13 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI ..............................92 Tabel 4.14 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe VTEC ...........................93 Tabel 4.15 Perbandingan Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC .....95

xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Proses Kerja Mesin Otto 4-Langkah............................................................7 Gambar 2.2. Diagram P-V dari siklus Volume Konstan..................................................9 Gambar 2.3 Siklus Otto sebenarnya dan hubungan dengan Diagram Pengaturan Pembukaan Katup...........................................................................................................10 Gambar 2.4 Bagian- bagian Utama Motor Bakar .........................................................11 Gambar 2.5 Diagram Gaya yang bekerja pada Silinder dan Poros Engkol....................14 Gambar 2.6 Mekanisme Katup .....................................................................................15 Gambar 2.7 System Circuit Diagram ............................................................................18 Gambar 2.8 ECM/PCM (Engine Control Module) ……………………………..…….19 Gambar 2.9 Seguential ignition .....................................................................................20 Gambar 2.10 Katup Mesin i-DSI ..................................................................................21 Gambar 2.11 Ignition timing at low load dan at high load …………………......…….22 Gambar 2.12 Mesin i-DSI …………………..………..............………………………24 Gambar 2.13 Sistem pembakaran Mesin i-DSI ............................................................25 Gambar 2.14 Mesin VTEC ………………………..…………………………………27 Gambar 2.15 Konstruksi DOHC VTEC .......................................................................28 Gambar 2.16 Sistem Kerja DOHC VTEC .................................................................29 Gambar 2.17 System VTEC ........................................................................................30 Gambar 2.18 Intake camshaft SOHC VTEC ...............................................................31 Gambar 2.19 Rocker Arm ............................................................................................31 Gambar 2.20 Lost Motion Mechanism ………………….............…...………………32 Gambar 2.21 Spool valve ………………………….......……………………………..33 Gambar 2.22 Control System (ECM) ...........................................................................34 Gambar 2.23 Sistem Kerja SOHC VTEC ....................................................................34 Gambar 2.24 Tekanan Hydraulic ..................................................................................35 Gambar 2.25 Stopper piston spring ..............................................................................36 Gambar 2.26 Timing Plate dan Timing Piston .............................................................38 Gambar 2.27 Timing piston ..........................................................................................38 Gambar 2.28 Sistem New VTEC .................................................................................39 Gambar 2.29 Mekanisme Timing ................................................................................40

xiii

Gambar 2.30 Synchronizing Piston ……………..…....................……………………41 Gambar 2.31 3-stsge VTEC .........................................................................................42 Gambar 2.32 Rocker arm ............................................................................................43 Gambar 2.33 Sistem Kerja 3-stage VTEC ..................................................................44 Gambar 2.34

Konstruksi VTEC-E ..............................................................................46

Gambar 2.35 Sistem Kerja VTEC- E ..........................................................................46 Gambar 2.36 Sistem Kerja VTEC ................................................................................48 Gambar 2.37 diagram Tekanan (Thermodinamika ) Poros engkol dalam derajat ........57 Gambar 2.38 Diagram Siklus Air Pendingin dari Motor Bakar Torak .......................59 Gambar 2.39 Pompa Trokoida ......................................................................................60 Gambar 3.1 Prosedur Analisa ......................................................................................67 Gambar 4.1 Grafik Putaran Mesin i-DSI, N (rpm) Terhadap Daya Keluaran, P (kW).74 Gambar 4.2 Grafik Putaran Mesin i-DSI, N (rpm) Terhadap Torsi, T (Nm)...............75 Gambar 4.3 Grafik Putaran Mesin VTEC, N (rpm) Terhadap Daya Keluaran, P (kW..76 Gambar 4.4 Grafik Putaran Mesin VTEC, N (rpm) Terhadap Torsi, T (Nm) ..............76 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Torsi Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC .......77 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Torsi Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC .......78 Gambar 4.7 Grafik Perbandingan BHP Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC .......82 Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC..............................................................................................................................86 Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Sfc) Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC ......................................................................................91 Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Perbandingan Efisiensi Thermis (

th)

Mesin Honda

Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC.......................................................................................95

xiv

DAFTAR ISTILAH

ABS

=

Anti lock Brake system

A/C

=

Air Conditioning,Air Conditioner

ACL

=

Air Cleaner

A/F

=

Air Fuel Ratio

ALR

=

Automatic Locking Retractor

ALT

=

Altenator

AMP

=

Ampere

ANT =

Antena

API

American Petrolium Intitute

=

APPROX =

Approximately

ASSY =

Assembly

A/T

Automatic Transmission

=

ATDC =

After Top Dead Center

ATF

=

Automatic Transmission Fluid

ATT

=

Attachment

ATTS =

Active Torque Transfer Sistem

AUTO =

Automatic

AUX =

Auxiliary

BARO =

Barometric

BAT

Battery

=

BDC =

Bottom Dead Center

BTDC =

Before Top Dead Center

CARB =

Carburetor

CAT

Catalytic Converter

=

CHG =

Charge

CKF

=

Crankshaft Speed Fluctuation

CKP

=

Crankshaf Position

CO

=

Carbon Monoxside

COMP =

Complete

CPB

Clutch Pressure Back up

=

xv

CPC

=

Clutch Pressur Control

CPU

=

Central Processing Unit

CVT

=

Continously Vareable Transmision

CYL

=

Cylinder

CYP

=

Cylinder Position

DI

=

Distributor Ignition

DIFF =

Diffrential

DLC

Data Link Connector

=

DOHC =

Double Overhead Camshaft

DPI

=

Dual Point Injection

DTC

=

Diagnotic Trouble Code

EBD

=

Electronic Brake Distribution

ECM =

Engine Control Module

ECT

=

Engine Colant Temperature

EGR

=

Exhaust Gas Recirculation

ELD

=

Electrical Load Detector

EPR

=

Evaporator Pressure Regulator

EPS

=

Electrical Power Steering

EVAV =

Evaporative

EX

=

Exhaust

FIA

=

Fuel Injector Air

FP

=

Fuel Pump

FSR

=

Fail Safe Realay

FWD =

Front Wheel Drive

GAL =

Gallon

GND =

Ground

GPS

=

Global Positioning System

H/B

=

Hatchback

HC

=

Hydrocarbons

HID

=

High Intensity Discharge

HO2S =

Heated Oxygen Sensor

IAB

Intake Air Bypass

=

xvi

IAC

=

Idle Air Control

IACV =

Idle Air Control Valve

IAR

=

Intake Air Resonator

IAT

=

Intake Air Temperature

ICM

=

Ignition Control Module

ID

=

Identifikation

I.D

=

Inside Diameter

i-DSI =

Intellegent Dual & Sequaential Ignition

IG

=

Ignition

IMA

=

Idle Mixture Adjustment Integrated Motor Assisted

IMMOBI=

Immobilizer

IN

=

Intake

INJ

=

Injection

INT

=

Intermittent

KS

=

Knock Sensor

L/C

=

Lock up Clucth

LCD

=

Liquid Crystal Display

LED

=

Light Emitting Diode

LEV

=

Low Emission Vechicle

LSD

=

Limitid Slip Diffrential

L-4

=

In Line Four Cylinder (engine)

MAP =

Manifold Absolute Pressure

MAX =

Maximum

MBS =

Mainshft Break System

MCK =

Motor Check

MCU =

Moment Control Unit

MIL

=

Malfunction Indikator Lamp

MIN

=

Minimum

MPI

=

Multi Point Injection

M/S

=

Manual Steering

M/T

=

Manual Transmission

xvii

N

=

Neutral

NOX =

Oxides of Nitrogen

OBD =

On board Diagnostic

O2S

=

Oxygen Sensor

OD

=

Outside Diameter

P

=

Park

PAIR =

Pulsed Secondary Air Injection

PCM =

Powertrain Control Module

PCV

Positive Crankcase Ventilation

=

Proportioning Control Valve PDU

=

Power Drive Unit

PGM-FI=

Programmed fuel Injection

PGM-IG=

Programmed Ignition

PH

=

Pressure High

PL

=

Pilot Light or Pressure Low

PMR =

Pump Motor Relay

P/N

=

Part Number

PRI

=

Primary

P/S

=

Power Steering

PSF

=

Power Steering Fluid

PSP

=

Power Steering Pressure

PSW =

Pressure Switch

REF

=

Reference

RHD

=

Righ Handle Drive

RON =

Research Octane Number

SAE

=

Society of Automotive Engineers

SCS

=

Service Check Signal

SEC

=

Secondary

SOHC =

Single Overhaed Camshaft

SOL

Solenoid

=

SPEC =

Spesifikation

S/R

Sun Roof

=

xviii

SRS

=

Supplemental Restraint System

STD

=

Standart

SW

=

Switch

T

=

Torque

TB

=

Throttle Body

T/B

=

Timing Belt

TC

=

Torque Converter

TCM =

Transmision Control Module

TCS

=

Traction Control System

TDC

=

Top Dead Center

TFT

=

Thin Film Transistor

T/N

=

Tool Number

TP

=

Throttle Position

TWC =

Three Way Catalytic Converter

VC

=

Viscous Coupling

VIN

=

Vehicle Indetifikation Number

VSS

=

Vehicle Speed Sensor

VTEC =

Variable Valve Timming & Valve Lift Electronic Control

VVIS =

Variable Volume Intake System

W/O

Without

=

WOT =

Wide Open Throttle

2WD =

Two Wheel Drive

4WD =

Four Wheel Drive

2WS

=

Two Wheel Steering

4WS

=

Four Wheel Steering

4AT

=

4-speed Automatic Transmission

5MT

=

5-speed Manual Transmission

6MT

=

5-speed Manual Transmission

xix

DAFTAR SIMBOL

Simbol

Keterangan

Satuan

A

Luas penampang torak

m2

D

Diameter torak

mm

F

Gaya yang bekerja pada setiap titik

N

g

Percepatan grafitasi

m/s 2

i

Jumalah silinder

L

Jarak antara titik pusat putaran dengan beban

m

L

Panjang langkah torak

m

m

Berat beban pada neraca beban

kg /cm 2

n

Putara poros

rpm

N

Tenaga kuda poros

HP

P

Gaya yang terbaca pada dynamometer

N

r

Panjang engkol

m

R

Panjang lengan dinamometer

m

s

Panjang langkah torak

m

T

Torsi

Nm

t

Waktu

h

V

Volume bahan bakar

m 3 /h

Z

Jumlah putaran poros engkol

BHP

Brake Horse Power

HP

Bmep

Tekanan efektif ratarata

N/m

Ft

Gaya tangensial

N

LHV

Nialai kalor bahan bakar

kJ/cm 2

Mb

Massa bahan bakar yang dikosumsi

kg/h

Nd

Putaran Mesin

rpm

Ne

Daya poros efektif

kW

Qbb

Energi bahan bakar

kJ/s

Sfc

Jumlah pemakaian bahan bakar

kg/HP.jam

VC

Volume Clearance

m3

xx

vg

Volume bahan bakar yang digunakan

m3

VL

Volume Langkah

m3

µk

Koefisien gesek jalan aspal

ηp

Efisiensi poros

η th

Efisiensi thermal

%

xxi

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Saat ini kemajuan dalam bidang teknologi otomotif kian berkembang. Berbagai terobosan- terobosan dikembangkan serta diupayakan guna menciptakan sebuah mesin yang memiliki kemampuan yang besar dengan efisiensi yang tinggi untuk berbagai keperluan transportasi yang terus meningkat. Salah satu alat transportasi yang banyak menjadi pilihan adalah mobil. Pengunaan mobil dirasakan lebih praktis dan efisien dari pada alat transportasi lainya. Tetapi disisi lain penggunaan mobil memberikan pengaruh yang negatif terhadap konsumsi energi dan pencemaran gas pembakaran terhadap lingkungan sekitar. Guna meminimalisasikan penguanaan bahan bakar dan mengurangi kadar gas buang yang dihasilkan oleh mesin mobil, industri-industri otomotif berusaha mengoptimalkan fungsi dari tiap komponen mesin tersebut terutama yang berhubungan dengan sistem pencampuran bahan bakar dengan udara yaitu injection. Injection merupkan salah satu bagian mesin yang berfungsi mensuplai campuran bahan bakar dengan udara yang tepat kedalam silinder guna terjadinya pembakaran didalam mesin. Dengan ditemukan teknologi terbaru yaitu mesin i-DSI dan VTEC guna untuk memenuhi kebutuhan. Bermesin i-DSI ini mampu menghemat bahan bakar yang lebih ekonomis. Dengan teknologi yang dipunyai Honda yaitu mesin VTEC, dikarenakan alasan tersebut penulis mencoba memperbandingakan mesin i-DSI dan VTEC pada motor bensin 4 langkah sebagai objek.

Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

1

Tugas Akhir Untuk mengetahui karakteristik dan kemampuan mesin tersebut maka perlu dilakukan pengujian engine performance dengan parameter-parameter prestasi mesin pada setiap putaran mesin. Sehingga dapat diketahui daerah yang optimal dan efisiensi untuk tiap putaran pada mesin i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection) bermesin 1500 cc.

1.2

Pokok Permasalahan Pokok permasalahan pada tugas akhir ini difokuskan pada perbandingan

karakteristik mesin i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection), terhadap Performa Mesin Honda Jazz bermesin 1500 cc.

1.3 Pembatasan Masalah Dalam penulisan tugas akir ini secara teknis pembatasan masalah yang diketengahkan adalah sebagai berikut: 1.

Pengujian dilakukan pada dua unit mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection),bermesin 1500 cc pada keadaan standar.

2.

Data- data hasil pengujian akan dianalisa parameter- parameter prestasi motor bensin, seperti: torsi, daya mesin efektif, tekanan efektif rata-rata, konsumsi bahan bakar spesifik dan efisiensi thermis.

1.4 Tujuan Penulisan Tujuan dari penulisan tugas akir ini adalah: •

Mengetahui perbandingan karakteristik mesin i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection),terhadap Performa Mesin Honda Jazz bermesin 1500cc.

•

Mengetahui kemampuan prestasi kerja mesin yang diuji untuk tiap daerah putaran mesin 1000 rpm pada setiap putaran.

•

Mengetahui keuntungan dan kerugian Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection), bermesin 1500 cc


2

Tugas Akhir 1.5 Metode Penelitian Metodologi yang digunakan pada penulisan tugas akhir ini adalah: •

Observasi Dilakukan dengan cara studi literatur yang berhubungan dengan objek, atau

medatangi lokasi dan diskusi dengan teknisi , serta bimbingan melalui dosen pembimbing tersebut. •

Pendataan

Dilakukan dengan cara pengumpulan bebagai teori pendukung serta data uji mesin. •

Laporan Dilakukan dengan cara analisa deskriptif yang dilakukan dengan sejumlah data

statistik dan analisa matematis.

1.6 Sistematika Penulisan Pokok permasalahan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui perbandingan karakterististik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem PGMFI (Programmed Fuel Injection), maka penulis menyusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I

PENDAHULUAN Bab ini berisikan tentang latar belakang, pokok permasalahan, Pembatasan

Masalah, Tujuan Penulisan , Metodologi Penelitian dan Sistematika Penulisan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menjelaskan tentang bahan pustaka dan teori- teori dasar yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas pada tugas akhir ini.


3

Tugas Akhir BAB III

METODE PENGUJIAN

Bab ini menjelaskan tentang prosedur dan tahapan prestasi mesin pada motor bensin Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem PGM-FI (Programmed Fuel Injection) dan batasan pengujian.

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini menjelaskan tentang perhitungan dan penganalisaan

data untuk

mengetahui karakteristik dan kemampuan dari mesin.

BAB V

PENUTUP

Bab ini menjelaskan kesimpulan, dari hasil pengujian serta penganalisaan dari mesin dan saran dari penulis.


4

Tugas Akhir

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Salah satu jenis pengerak mula yang banyak dipakai adalah mesin kalor, yaitu mesin yang mengunakan energi thermal untuk melakukan kerja mekanik atau mengubah thermal menjadi energi mekanik. Energi itu sendiri dapat diperoleh dengan proses pembakaran atau proses- proses lain. Ditinjau cara memperoleh energi thermal ini, mesin kalor dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu:

2.1 Mesin Pembakaran Dalam Mesin pembakaran dalam pada umumnya di kenal dengan pembakaran dalam motor. Dalam kelompok ini terdapat motor bakar torak, turbin gas dan propulsi pancar gas. Proses pembakaran langsung dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. Motor bakar torak mempergunakan beberapa silinder yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak recipcrocation (bolak- balik). Di dalam silinder itu terjadi pembakaran antara bahan bakar dan udara. Silinder dan torak ada dalam sistem turbin dan gas. Pada motor ini yang yang berfungsi sebagai fluida kerja itu memutar roda turbin bersudu. Sejumlah roda sudu pada roda turbin berfungi mengubah momentum fluida kerja yang mengulir di antara sudu tersebut. Mesin propulsi pancar gas adalah mesin yang menghasilkan gaya dorong, gaya tersebut terjadi karena adanya perubahan momentum gas yang mengalir melalui mesin tersebut.


5

Tugas Akhir 2.2 Mesin Pembakaran Luar Pada mesin pembakaran luar proses pembakaran terjadi di luar mesin, energi thermal dari gas pembakaran di pindahkan ke fluida dasar mesin melelui beberapa dinding pemisah, contoh mesin uap (steam engine). Semua energi yang di perlukan oleh mesin itu mula- mula meninggalkan gas hasil pembakaran yang tinggi temperaturnya.melalui dinding pemisah kalor atau ketel uap, energi itu kemudian masuk ke fluida kerja yang kebanyakan terdiri dari air atau uap.

2.3 Klasifikasi Motor Bakar Motor bakar dapat di klasifikasikan menjadi beberapa jenis berdasarkan berbagai hal, yaitu: 1. Langkah operasi, berdasarkan operasi motor bakar dapat di bagi menjadi dua jenis, yaitu siklus 4-langkah, tergantung dari jumlah langkah yang di perlukan untuk menyelesaikan satu siklus kerja. 2. Bahan bakar, berdasarkan bahan bakar motor bakar dapat di klasifikasikan menjadi dua jenis bahan bakar yaitu bahan bakar cair dan gas. 3. Penyalaan, berdasarkan metode penyalaan, motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu

spark ignition engine dan compression ignition

engine.pada spark ignition engine, penyalaan mesin terjadi karena loncatan arus listrik pada elektroda busi, sedangkan compression ignition engine, penyalaan mesin terjadi karena kompresi bahan bakar yang tinggi didalam silinder. 4. Perancangan dasar, motor bakar torak dapat di bagi berdasarkan susunan silindernya, misalnya: segaris (inline), v-type, radial, berhadapan dan rotary.

2.4 Motor Bensin (Mesin Otto) Dewasa in mesin otto di kienel dengan motor bensin, yaitu salah satu jenis motor yang termasuk dalam mesin kalor (heat engine). Secara umum di definisikan sebagai salah satu mesin yang mengubah energi kimia menjadi energi panas, selanjutnya energi panas di ubah menjadi energi mekanis langsung oleh fluida kerja tersebut pada proses konversi energi di atas hasil sisa gas pembakaran langsung di


6

Tugas Akhir gunakan fluida kerja. Mesin otto terbagi menjadi dua bagian menurut langkah kerjanya yaitu 2- langkah dan mesin 4-langkah. Yang membedakan antara kedua jenis motor bakar tersebut ialah prisip kerjanya, pada mesin 2- langkah yaitu motor yang siklus kerjanya berlangsung dengan dua kali gerakan torak atau satu putaran engkol, pada mesin ini tidak terdapat katup masuk dan buang, pemasangan dan pembuangan gas di atur melalui saluran yang terdapat pada sekitar dinding silinder. Lubang- lubang saluran ini dapat menutup dan membuka karena gerakan torak dalam silinder, untuk selanjutnya mesin 2- Langkah tidak di bahas.

2.5 Mesin Otto 4-Langkah Disebut mesin 4- Langkah atau 4- tak karena siklus kerjanya memerlukan empat tahapan atau empat langkah torak atau dua putaran poros engkol.

2.5.1 Proses kerja Mesin Otto 4-Langkah Suatu bagian motor otto 4- Langkah.Proses kerjanya berlangsung dalam 4langkah torak, yaitu:

Gambar 2.1 Proses Kerja Mesin Otto 4-Langkah. (wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002).


7

Tugas Akhir 1. Langkah Hisap Langkah hisap adalah langkah torak dimana katup masuk terbuka dan katup buang tertutup. Torak bergerak dari TMA ke TMB campuran bahan bakar dengan udara dari injection dihisap kedalam silinder melalui katup masuk yang terbuka.

2. Langkah Kompresi Poros engkol yang berputar mengerakkan torak dari TMB ke TMA. Kedua katup baik katup masuk maupun katup buang sama- sama menutup. Campuran bahan bakar dan udara dikompresikan hingga tekanan dan temperatur campuran meningkat.

3. Langakah Kerja atau Ekspansi Sebelum torak mencapai TMA (beberapa derajat sebelum TMA), campuran bahan bakar yang telah dikompresikan dan busi memercikan bunga api. Pembakaran berlangsung dengan ledakan, oeh karena itu tekanan dan temperatur pembakaran gas naik. Torak bergerak mencapai TMA dan tekanan gas mendorong torak bergerak ke TMB. Karena isi silinder membesar gas hasil pembakaran berekspansi, tekanan menurun. Sewaktu gas sisa hasil pembakaran berekspansi, torak menggerakkan poros engkol sehingga kerja mekanik diperoleh.

4. Langkah Buang Apabila torak telah mencapai TMB, katup buang sudah terbuka sedangkan katup masuk tetap menutup. Torak bergerak dari TMA mendesak gas pembakaran keluar dari dalam silinder melalui saluran buang.

2.5.2 Siklus Otto 4-Langkah Cara sebagai siklus yang ideal, siklus udara menggunakan beberapa keadaan yang sama dengan siklus sebenarnya, misal mengenai urutan poros, perbandingan kompresi, pemilihan temperatur dan tekanan. Pada suatu keadaan penambah yang sama persatuan berat udara.


8

Tugas Akhir Siklus otto juga yang biasa yang dikenal dengan siklus udara volume konstan dapat digambarkan dengan grafik p-v. Sifat ideal yang dipergunakan serta keterangan serta keterangan mengeanai proses siklusnya adalah sebagai berikut:

Gambar 2.2. Diagram P-V dari siklus Volume Konstan (wiranto Aris Munandar,Penggerak Mula Motor Bakar Torak,ITB Bandung 2002).

1. Fluida kerja diangap sebagai gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan. 2. Langkah isap (0- 1) merupakan proses tekanan konstan. 3. Langkah kompresi (1- 2) ialah proses isentropic. 4. Proses pembakaran volume konstan (2- 3) ialah proses pemasukan kalor pada volume konstan. 5. Langakah Kerja (3- 4) proses isentropic. 6. Proses pembuangan (4- 1) ialah proses pengeluaran kalor pada volume konstan. 7. Langakah buang (1- 0) ialah proses tekanan konstan.


9

Tugas Akhir

Gambar 2.3. Siklus Otto sebenarnya dan hubungan dengan Diagram Pengaturan Pembukaan Katup (Wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002).

Siklus diangap ”tertutup”,artinya siklus ini berlangsung dengan fluida kerja yang sama atau gas yang berada dalam silinder titik 1 dapat dikeluarkan dari dalam silinder pada langkah buang, tetapi pada langkah hisap akan masuk sejumlah kerja yang sama. Perpindahan torak dati TMA-TMB-TMA-TMB-TMA untuk satu siklus, menimbulkan perubahan tekanan sepanjang 1-2-3-4-1. Luas diagram yang dibatasi 1-23-4-1 menunjukan indikator. Daya indikator merupakan daya gaya pembakaran yang bergerak torak, jadi daya indikator merupakan pembangkit daya poros. Sebagai daya indikator dibutuhkan untuk mengatasi gesekan mekanik, misalnya gesekan antara torak dengan dinding silinder dan gesekan antar poros dan bantalannya. Disamping itu gaya indikator harus


10

Tugas Akhir pula mengerakan beberapa aksesoris seperti pompa pelumas, pompa air pendingin/ udara pendingin, pompa bahan bakar dan generator.

2.6 Bagian– Bagian Utama Motor Gerakan lurus dan turun naik torak dalam ganbar 2.4 oleh batang penggerak dan engkol dirubah jadi gerakan putar. Bila torak berada pada titik atas atau bawah dari gerakannya, maka torak dikatakan berada dalam salah satu dari kedua titik matinya. Oleh karena posisinya tersebut maka garis sumbu gerakan torak, batang penggrak, dan engkol berada dalam satu garis kerja. Disebut bagaian utama karena pada bagianbagian inilah tenaga dihasilkan.

2.6.1 Panjang Engkol Panjang Engkol (R) adalah jarak antara pena engkol dengan leher poros.


11

Tugas Akhir 2.6.2 Langkah Torak Langkah torak adalah panjang gerakan yang dilakukan oleh torak untuk menempuh dari TMB ke TMA, untuk panjang langkah torak berlaku: Panjang langkah torak = 2x panjang engkol......(2.1) (motor bakar hal 3).

2.6.3 Isi Langkah Torak Isi langkah torak adalah isi dalam silinder antara titik balik,untuk itu berlaku: VL =

π 4

d 2s

(m 3 ).............(2.2)

(Teknik Otomoti,hal; 15)

Dimana: VL = Volume Langkah

(m 3 )

D = diameter torak

(m 3 )

S = panjang langkah

(m 3 )

2.6.4 Ruang Bakar atau Ruang Kompresi Ruang bakar dalam silinder yang dibatasi oleh kepala silinder dan torak posisi titik mati atas, disebut juga volume clearance (Vc).

2.6.5 Isi Silinder Isi silinder adalah ruang dalam silinder antara kepala silinder dan torak pada posisi titik mati bawah, untuk itu berlaku: V= VL + Vc

(m 3 )....................................(2.3) (Motor Bakar,hal;5)

Dimana: Vc = volume clearance (m 3 ) VL = volume langkah

(m 3 )

2.6.6 Bilangan Kompresi Efektif atau Perbandingan Kompresi Bilangan kompresi efektif adalah perbandingan antara isi silinder pada permulaan kompresi dengan isi silinder pada permulaan pembakaran, untuk itu berlaku: r =

V ..............(2.4) Vc


(Operasi dan pemeliharaan Mesin Diesel,hal ;19)

12

Tugas Akhir Dimana: V = volume

(m)

Vc =volume clearance (m 3 ) Pada motor bensin,r berkisar antara 6-12 Pada motor diesel,r berkisar antara 13-22

2.6.7 Dinding Silinder Dinding silinder terbuat dari logam dan dilapisi lapisan yang tahan keausan atau gesekan, tahan panas dan tahan akan tekanan tinggi yang disebut cylinder liner. Permukaan cylinder liner biasanya dilapisi minyak pelumas yang disebut film minyak pelumas. Pada mesin berkapasitas kecil cylinder liner menyatu dengan dinding silinder, sedangkan pada mesin yang berkapasitas besar cylinder linernya terpisah dari dinding silinder sehingga dapat diganti apabila terjadi kerusakan atau keausan.

2.7

Dasar Pembangkitan Daya Akumulasi dari unit tekanan disebut gaya gas (P), dengan adanya gaya gas akan

menyebabkan torak bergerak dengan arah translasi bolak balik (reciprocating). Namun gaya ini tidak dapat dimanfaatkan secara langsung, tetapi harus dirubah menjadi gerak putaran pada poros engkol. Perubahan gerak translasi bolak balik menimbulkan suatu gaya samping, gaya menekan dan menimbulkan gesekan pada dinding silinder. Gaya gas (P) yang bekerja pada torak atau sepanjang sumbu silinder dapat diuraikan menjadi gaya gerak lurus terhadap silinder (Q) dan gaya yang diteruskan sepanjang batang penghubung (K).


13

Tugas Akhir

Gambar 2.5 Diagram Gaya yang bekerja pada Silinder dan Poros Engkol. (Wiranto Aris Munandar& Koichi Tsuda, Motor Diesel Putaran Tinggi,Pradnya Paramita, Jakarta 2002).

Dari gambar 2.5 gaya K dapat dipindahkan pada poros engkol menjadi K = K dan resultan tersebut dapat diuraikan menjadi dua komponen yaitu: gaya radial (Fr) dan gaya tangensial (FT). Terlihat adanya gaya K dengan jarak r, maka poros engkol dapat berputar dan menghasilkan torsi (T). Penguraian gaya K agar tegak lurus dengan poros engkol menjadi gaya tangensial (FT) dengan demikian berlaku: T = F Τ x r ..........(2.5)

(Motor Diesel Putaran Tinggi , hal; 45)

Dimana: T = torsi

(Nm)

FT = gaya tangensial

(N)

R = panjang engkol

(m)

Akibat penguraian diatas, maka akan timbul gaya radial (Fr) yang menekan bantalan poros. Torsi pada poros engkol akan menyebabkan terjadinya putaran sebesar n (rpm), sehingga dengan beberapa parameter yang kita dapat menghitung daya yang dihasilkan.

2.8 Pengaturan Katup Masuk dan Katup Buang Secara teoritis katup masuk dan katup buang terbuka dan tertutup pada tiap- tiap titik mati. Namun pada kenyataan apabila katup- katup tersebut buka dan ditutup pada


14

Tugas Akhir titik matinya, hal tersebut dapat mengurangi efisiensi dari mesin yang bersangkutan. Terutama efisiensi volumetrisnya, dikarenakan inersia masa dari fluida yang dihisap kedalam silinder dan yang dibuang keluar silinder. Dalam mekanisme kerjanya katup dibuka dengan perantaraan poros bubungan dan ditutup dengan pegas penutup. Sedangkan poros bubungan digerakkan poros engkol, Gambar 2.6. menggambarkan suatu mekanisme katup. Jika bagian lingkaran penekan poros bubungan tiap katup, maka katup dalam keadaan tertutup. Untuk memastikan agar katup menutup dengan baik maka selalu diberikan kelonggaran (clearance) antara lingkaran penekan poros bubungan dengan rol bubungan.

Gambar 2.6 Mekanisme Katup (Wiranto Aris Munandar, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, ITB Bandung 2002). Keterangan : 1. tuas, 2. batang penekan, 3. pengikut bubungan, 4. poros bubungan, 5. bubungan, 6. ujung bubungan, 7. lingkaran dasar bubungan, 8. batang penekan, 9. jarak bebas katup, 10. penahan pegas, 11. pemegang, 12. pegas luar, 13. pegas, 14. jalan katup, 15. batang katup, 16. dudukan katup, 17. bidang rata katup, 18. kepala katup. Longgaran rol yang terlalu besar dapat berakibat sebagai berikut: 1. Katup membuka terlambat dan menutup terlalu cepat.


15

Tugas Akhir 2. Waktu pembukaan katup menjadi pendek. 3. Tinggi angkat katup menjadi lebih kecil.

2.9 Dasar Pembangkit Daya Mesin tipe L Honda Jazz Mesin tipe L Honda merupakakan tipe mesin 4-silinder yang diciptakan oleh Honda. Mesin ini mempunyai bermacam varian: 1.2, 1.3, dan 1.5 L, yang mengusung nama L12A, L13A, dan L15A. Mesin dengan tipe inilah yang terdapat pada Honda Jazz.Dua buah tipe valvetrain dihadirkan pada seri mesin ini. L12A, L13A, dan satu dari varian L15A menggunakan i-DSI (intelligent Dual & Sequential Ignition). Mesin ini menggunakan 2 busi per silinder. Valvetrain lain yang digunakan adalah VTEC (Variable Valve Timing dan Lift Electronik Control) pada salah satu dari mesin seri L15A. Mesin ini diharapkan dapat meningkatkan performa dibandingkan efisiensi yang mampu mencapai torsi puncak pada rpm tinggi.Akan tetapi, masih tetap menawarkan kombinasi yang bagus baik untuk performa maupun hemat bahan bakar. Untuk i-DSI mempunyai rasio kompresi 10,8:1 dan VTEC 10,4:1.

2.10 Sistem Mesin Tipe i-DSI Mesin i-DSI (intelligent Dual & Sequential Ignition), konfigurasi dari mesin iDSI L-series adalah mesin yang kecil, dengan profil yang tipis, inline-4, 8-katup, desain SOHC dengan dua buah busi per silinder. Dikarenakan bermesin SOHC dan khususnya untuk desain 8-katup (2-katup per silinder). Skema didasarkan karena pada saat ini mesin-mesin sudah berupa desain multi-valve dengan spesifikasi tinggi mendekati DOHC. Honda menjelaskan bahwa secara obyektif desain terbaru mereka dengan mesin L-series berbahan bakar bensin adalah untuk mencapai pembakaran yang sempurna. Pembakaran yang sempurna ini dijelaskan sebagai ”pembakaran yang sempurna dari percampuran udara dan bahan bakar tanpa menyianyiakan setetespun bahan bakar dan kemudian mengubah seluruh energi dari pembakaran tersebut menjadi energi kinetik”. Untuk mencapai hal tersebut, Honda mencari- cari cara untuk mengoptimalkan proses pembakaran tersebut.


16

Tugas Akhir Untuk mencapai hal tersebut, Honda mengimplementasikan dua buah pendekatan: 'remarkably intensive combustion' dan 'combustion control adjusted to engine speed (rpm). Pada mesin L-series, cara-cara ini dilakukan melalui ruang pembakaran compact dan sistem i-DSI terbaru.Pengembangan terbaru dari sistem i-DSI ini secara cerdas menggunakan 2 buah busi per silinder dan mencari untuk meningkatkan proses pembakaran dan menghilangkan peledak. Dan hasilnya, i-DSI secara langsung mampu membuat mesin menghantarkan torsi tinggi pada setiap rpm, membuat efisien bahan bakar dan mengeluarkan emisi gas buang yang bersih.

2.10.1 Konstruksi Dan Fungsi Sistem Intelegent Dual & Sequaential Ignition (i-DSI) Sistem i-DSI atau Intelegent dual & Sequaential Ignition (i-DSI) dilengkapi dengan dua busi setiap silindernya. Tahapan waktu pengapian untuk kedua busi tersebut dibedakan, sehingga kecepatan penjalaran pembakaran di dalam ruang bakar dapat optimal, karenanya dengan mengaplikasikan pembakaran yang cepat pada setiap tahap, metode ini sangat baik untuk menekan knocking dan juga dalam pencapaian perbandingan kompresi yang lebih tinggi, tenaga yang besar, torsi yang besar dan komsumsi bahan bakar yang irit. Untuk pengontrolan pengapian dilengkapi dengan penggunaan sistem pengapian langsung (direc ignition) yang diberikan sepasang igniter dan coil pada setiap tutup businya.Untuk lebih jelasnya lebih detail pada direct ignition).

2.10.2 Bagian – Bagian Komponen Mesin Tipe i-DSI Mesin i-DSI adalah mesin yang menggunakan 2 buah busi untuk setiap silinder dengan tujuan dapat mencapai pembakaran yang cepat dalam ruang pembakaran.Dua buah busi ini diatur secara diagonal pada sisi intake dan exhaust (depan dan belakang) untuk setiap cylindernya. i-DSI sistem mengatur ignition secara tepat menurut engine speed range dengan mengatur waktu pengapian dari setiap busi melalui Direct Ignition System.


17

Tugas Akhir System Circuit Diagram Busi belakang

Busi depan Gambar 2.7 System Circuit Diagram


18

Tugas Akhir 2.10.3 Sistem Fungsi Ignition Timing Control ECM/PCM (Engine Control Module) menghitung basic ignition timing dari busi pada sisi depan dan belakang berdasarkan pada kecepatan mesin dan intake manifold negative pressure, dan menentukan waktu pengapian yang optimal menurut kondisi dengan membuat koreksi berdasarkan pada setiap sinyal dari sensor ke basic ignition timing. Kemudian ECM/PCM mengirim sinyal ignition ke ignition coil.

Gambar 2.8 ECM/PCM (Engine Control Module)


19

Tugas Akhir Illustrasi dari Seguential Ignition

Gambar 2.9 Seguential ignition

Torsi pada beban berat dan beban ringan, pengontrolan pengapian dimulai dengan perhitungan ECU untuk dasar waktu pengapian berdasarkan kecepatan mesin dan tekanan vacuum di intake manifold. Kemudian waktu pengapian yang optimum ditentukan berdasarkan kondisi yang susah diperbaiki dengan menggunakan bermacammacam sensor dan sinyal pengapian dikirim kesetiap coil pengapian. Kontrol


20

Tugas Akhir percepatan dan perlambatan digunakan untuk busi bagian depan (IN) dan bagian belakang (EX), dan juga pengontrolan perbedaan waktu pengapian atau pada saat pengapian yang bersamaan.

Gambar 2.10 Katup Mesin i-DSI

2.10.4 Sistem Kerja Dual and Sequential System (i-DSI) Idling adalah busi depan dan belakang kedua- duanya menyala serempak untuk kecepatan pembakaran yang lebih cepat dan menghasilkan perbaikan pada konsumsi bahan bakar. Kecepatan rendah dengan beban ringan ECM/PCM mempercepat waktu pengapian pada busi depan, dimana tempertur ruang bakar masih relative rendah untuk memperbaiki konsumsi bahan bakar. Kecepatan rendah dengan beban berat, waktu pengapian dipercepat pada busi depan dan diperlambat pada busi belakang untuk memperbaiki torsi dan mengontrol engine knocking. Kecepatan tinggi, busi depan dan belakang kedua– duanya menyala secara serempak untuk kecepatan pembakaran yang lebih cepat dan menghasilkan peningkatan tenaga.


21

Tugas Akhir

Gambar 2.11 Ignition timing at low load dan at high load

Pada saat kondisi idle, busi bagian depan dan belakang bekerja secara bersamaan dan kecepatan pembakaran meningkat untuk efesiensi bahan bakar yang


22

Tugas Akhir lebih baik. Atlidling,the front and side plugs are simultaneously ignited and the combustion speed is increased for better fuel efficiency. Pada pembukaan throtle sebagian, waktu pengapian dikontrol sebagai berikut: •

Pada kecepatan mesin rendah dan menengah, busi bagian depan dan belakang bekerja secara bersamaan untuk mendapatkan torsi yang lebih tinggi dan effesiensi bahan bakar.

•

Pada kecepatan mesin menengah dan tinggi busi bagian depan dan belakang bekerja secara bersamaan untuk mendapatkan torsi yang lebih tinggi dan suara mesin yang lebih rendah.

Pada pembukaan throtle penuh, waktu pengapian dikontrol sebagai berikut : •

Pada kecepatan mesin rendah, busi bagaian depan dipercepat dan busi bagaian belakang diperlambat untuk mendapatkan torsi yang lebih tinggi.

•

Pada kecepatan mesin menengah, busi bagian belakang diperlambat untuk mendapatkan torsi yang lebih tinggi dan menggurangi suara mesin.

•

Pada kecepatan mesin tinggi, busi bagaian depan dan belakang bekerja secara bersamaan untuk mendapatkan tenaga yang lebih besar. Mesin i-DSI adalah mesin pengembangan terbaru Honda dengan disain yang

compact, ringan, dan mempunyai performa tinggi. i-DSI merupakan mesin “seri-i” Honda yang kedua. Mesin i-DSI mempunyai ruang pembakaran yang compact dan dua busi pada tiap silinder. Sistem dual & sequential ignition mengatur waktu urutan pengapian dari kedua busi, yaitu pada langkah hisap dan langkah buangnya, berdasarkan kecepatan dan beban kerja mesin. Pengaturan ini memungkinkan pembakaran yang lebih cepat dan menyeluruh serta momen puntir yang besar pada kecepatan rendah- menengah. Sistem tersebut akhirnya menghasilkan keseimbangan tinggi antara pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan tenaga yang responsif.


23

Tugas Akhir 2.10.5 Keistemewaan Sistem Mesin Tipe i-DSI Mesin i-DSI (intelligent Dual and Sequential Ignition) efisiensi bahan bakar dan torsi maksimal.

Gambar 2.12 Mesin i-DSI Mesin i-DSI sebagai teknologi pintar yang dirancang khusus untuk mobil kompak, dengan 2 buah busi pada tiap silinder di dalam ruang pembakaran dan pengontrolan waktu pembakaran secara cerdas, dapat mencapai ultra-high fuel economy dengan pemakaian bahan bakar yang rendah dan ekonomis, sekaligus menghasilkan torsi maksimal pada putaran RPM rendah sampai menengah, sesuai kecepatan pada penggunaan sehari-hari. Mesin i-DSI melakukan pembakaran yang lebih efisien, sehingga menghasilkan tenaga mobil yang lebih responsif, pemakaian bahan bakar yang paling hemat di kelasnya, dan emisi gas buang yang lebih bersih. Mesin i-DSI mempunyai ruang pembakaran yang compact dan dua busi pada tiap silinder. Sistem dual & sequential ignition mengatur waktu urutan pengapian dari kedua busi, yaitu pada langkah hisap dan langkah buangnya, berdasarkan kecepatan dan beban kerja mesin. Pengaturan ini memungkinkan pembakaran yang lebih cepat dan menyeluruh serta momen puntir yang besar pada kecepatan rendah-menengah. Sistem tersebut akhirnya menghasilkan keseimbangan tinggi antara pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan tenaga yang responsif. Penggunaan dua buah busi membuat pembakaran bahan bakar menjadi lebih sempurna yang menjadikannya hemat bahan bakar namun


24

Tugas Akhir tetap memberikan torsi yang maksimal. Intelligent double sequential ignition (i-DSI), jadi dalam satu silinder ada dua busi keuntungannya dalam pembakaran bisa lebih sempurna setelah dibakar dengan busi pertama dibakar kembali dengan busi kedua menjadikan mesin dengan tenaga yang sama dapat menghabiskan bahan bakar yang lebih sedikit dan kerugiannya adalah waktu pembakaran mesin menjadi lebih lama dan respon mesin sedikit terlambat.

. Gambar 2.13 Sistem pembakaran Mesin i-DSI Bentuknya yang ringkas dan ringan membuat Mesin i-DSI sangat sesuai untuk kendaraan berukuran compact. Mesin i-DSI melakukan pembakaran yang lebih efisien, sehingga menghasilkan tenaga mobil yang lebih responsif, pemakaian bahan bakar yang paling hemat di kelasnya, dan emisi gas buang yang lebih bersih. Sistem Pembakaran Mesin i-DSI Mesin i-DSI mempunyai ruang pembakaran yang compact dan dua busi pada tiap silinder. Sistem dual & sequential ignition mengatur waktu urutan pengapian dari kedua busi, yaitu pada langkah hisap dan langkah buangnya, berdasarkan kecepatan dan beban kerja mesin. Pengaturan ini memungkinkan pembakaran yang lebih cepat dan menyeluruh serta momen puntir yang besar pada kecepatan rendah-menengah. Sistem tersebut akhirnya menghasilkan keseimbangan tinggi antara pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan tenaga yang responsif.


25

Tugas Akhir 2.11. Sistem Mesin Tipe VTEC Intelligent Variable Timing and lift Control (i-VTEC) merupakan peningkatan dari sistem perubahan valve- timing, yang menawarkan peningkatan tenaga dengan rpm-tinggi, pengurangan emisi gas buang dan irit bahan bakar. Katup intake terbuka lebih lama dan lebih dalam hingga 4500 rpm untuk mendapatkan aliran udara pada rpm tinggi. i-VTEC menambahkan Variable Timing Control (VTC), yang meningkatkan perputaran camshaft ke mesin rpm mesin untuk dapat mengoptimalkan valve timing dengan jarak blayer. i-VTEC memperkenalkan fase perubahan camshaft secara terus menerus pada kem intake dari mesin DOHC VTEC . Teknologi ini tampil pertama kalinya dikeluarga mesin 4-silinder Honda K-series ditahun 2001 (tahun 2002 di Amerika Serikat). Pengangkatan katup dan durasinya masih terbatas pada perbedaan tinggi dan rendahnya rpm, tetapi intake camshaft sekarang mampu meningkat antara 25 dan 50 derajat (tergantung konfigurasi mesin) selama berjalan. Performa dari sistem i-VTEC pada dasarnya sama dengan sistem VTEC DOHC dari mesin B16A, keduanya mempunyai intake dan exhaust 3 cam lobe per silinder. Bagaimanapun valvetrain-nya menambah keuntungan dan perubahan dari intake cam timing. Keuntungan ekonomis dari i-VTEC sama halnya dengan SOHC VTEC-E dimana kem intake hanya punya dua cuping, yang satu kecil dan satunya besar, seperti halnya yang tidak ada VTEC di kem exhaust. Dua tipe penggerak dapat secara mudah dibedakan dari tenaga keluaran pabrik performa penggerak antara 200 hp atau lebih dan penggerak ekonomis tidak lebih dari 160 hp yang dikeluarkan dari pabrik.

2.11.1 Sistem Kerja Variable Valve Timing dan Lift Electronik Control (VTEC) Sistem Variable Valve Timing dan Lift Electronik Control (VTEC) adalah keistimewaan engineering untuk mengubah valve timing dan lift parameter dan menyesuaikan

karakteristik

kecepatan

mesin.Cara

kerjanya

adalah

dengan

menyesuaikan sesempurna mungkin sifat-sifat pembakaran yang sesuai dengan kebutuhan kerja mesin, sehingga menghasilkan performa tinggi dan efisiensi. Secara sederhana setiap katup mesin yang menggunakan sistem (VTEC) memiliki sebuah cam lobe yang terpisah. Cam lobe ini berada pada camshaft yang sama


26

Tugas Akhir dan melalui penerapan kontrol elektronik, dapat berubah- ubah untuk menyesuaikan kondisi mesin dengan menggunakan tekanan hidrolik, sehingga performa tinggi dan efisiensi dari VTEC dapat tercapai..

Gambar 2.14 Mesin VTEC Teknologi mesin moderen hasil pengembangan Honda VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control), teknologi mesin andalan Honda yang diperkenalkan pertama kali pada 1989.Penggantinya, i-VTEC (intelligent - Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) yang diperkenalkan pada 2003, dianggap lebih mumpuni dan makin banyak diaplikasi pada produk- produk terbaru Honda. Namun yang pasti, VTEC tidak bisa dilupakan begitu saja. Pasalnya, i-VETC adalah VTEC + VTC (Variable Timing Control) atau evolusi dari VTEC pada saat ini terdapat lima tipe sistem VTEC.

2.11.2 Macam-macam Sistem Tipe VTEC 2.11.2.1.1 Sistem Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC Penerapan teknologi VTEC melihat high speed cam dan low speed cam dengan bentuk/ frofil yang berbeda yang dibuat pada intake dan exhaust camshaft. Pada kecepatan mesin yang rendah dan menengah,intake dan exhaust valve dioperasikan


27

Tugas Akhir oleh low- speed cam. Pada tingakat kecepatan yang lebih tinngi, high-speed cam mengambil alih pengoperasiannya. Kombinasi dari operasi ini menyebabkan mesin memberikan torque tinggi dan fleksibilitas pada kecepatan sedang serta menghasilkan respons tinggi dan output tenaga yang besar pada kecepatan tinggi.

2.11.2.1.2 Konstruksi Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC Jika pada sistem SOHC VTEC intake camshaft sendiri dipasang dengan komponen VTEC, maka pada DOHC VTEC melihat teknologi ini dipakai pada kedua intake dan exhaust camshaft. Ini membuat karakteristik kedua intake dan exhaust dikontrol untuk menyesuaikan kecepatan mesin.

Gambar 2.15 Konstruksi DOHC VTEC 1.Camshaft, 2.Cam kecepatan rendah, 3.Cam kecepatan tinggi, 4.Rocker arm Primer, 5.Rocker arm menengah, 6.Rocker arm sekunder, 7.Synchronizing piston A, 8.Synchronizing piston B, 9.Stopper piston, 10.Lost motion spring, 11.Exhaust valve, 12.Intake valve.


28

Tugas Akhir 2.11.2.1.3 Sistem Kerja Double Overhead Camshaft (DOHC) VTEC Terpisah dari fakta bahwa DOHC VTEC mempunyai dua sitem VTEC sebagai kebalikan dengan yang ada pada SOHC VTEC, mode dari cara kerja dua sistem ini pada dasarnya adalah sama.

Gambar 2.16 Sistem Kerja DOHC VTEC


29

Tugas Akhir 2.11.2.2.1 Sistem Single Overhaed Camshaft (SOHC) VTEC High- speed dan low- speed cam yang berbeda bentuk/ frofil dibuat pada intake camshaft didalam mesin Single Overhaed Camshaft (SOHC) VTEC. Sesuai dengan penerapan pada system DOHC, low- speed cam mengoperasikan katup pada tingkat kecepatan rendah dan menengah dan high- speed cam beroperasi pada kecepatan tinggi meskipun sebenarnya hal ini hanya berlaku untuk intake valve dalam kasus ini. Teknik menyebabkan mesin dapat memberikan kemungkinan kombinasi yang terbaik cara berkendara yang mudah (ease-of driving) pada tingkat kecepatan yang normal, output tenaga yang besar dan efisiensi bahan bakar.

2.11.2.2.2 Konstruksi SOHC VTEC Dari kebanyakan tipe dasar pada system VTEC yang terdiri dari komponen berikut ini: Camshaft, Rocker arm, Lost motion mechanism, Spool valve, Control system (ECM)

Gambar 2.17 System VTEC


30

Tugas Akhir

a. Camshaft Intake camshaft SOHC VTEC mempuyai tiga jenis tipe cam yakni, primer, menengah dan skunder. Cam ini mempuyai frofil tersendiri untuk membuat valve timing dan lift yang berbeda.

Gambar 2.18 Intake camshaft SOHC VTEC b. Rocker Arm Rocker Arm primer, menengah dan sekunder digabungkan kedalam satu peralatan. Rocker arm primer dan sekunder membuat hubungan dengan katub, setiap rocker arm terdiri dari synchronizing piston, stopper piston, dan spring. Melalui aksi dari komponen ini, gerakan dari rocker arm yang terpisah dapat dihubungkan atau tidak selama mesin itu bekerja.

Gambar 2.19 Rocker Arm


31

Tugas Akhir c. Lost Motion Mechanism Lost motion assembly mencakup lost motion piston, lost motion guide dan lost motion spring A dan B ini berhubungan tetap dengan mid rocker- arm. Di kecepatan rendah, lost motion mechanism menahan gerakan rocker arm yang tidak perlu, hal ini berfungsi sebagai spring pembantu pada kecepatan tinggi untuk menjamain bekerjanya katub dengan baik.

Gambar 2.20 Lost Motion Mechanism

1. Lost motion assembly, 2.Mid rocker arm, 3.Lost motion spring A, 4.Lost motion guide, 5.Lost motion piston, 6.Lost motion spring B, 7.Camshaft.

d. Spool Valve Spool valve assembly ditempatkan disebelah cylinder head, terdiri dari sebuah screen solenoid, dan spool valve. Fungsi valve ini adalah untuk mengontrol lintasan oli antara pompa oli dan synchronizing piston. Saat solenoid diaktifkan, spool valve membuka lintasan oli dan hydraulic digunakan ke synchronizing piston, kemudian system VTEC diaktifkan.


32

Tugas Akhir Pressure switch ditempatkan dibelakang spool valve, Pressure switch merasakan tekanan dilintasan oli synchronizing piston dan memberikan feedback ke ECM dimana pemindahan rocker arm tidak terjadi seperti yang diharapkan.

Gambar 2.21 Spool valve 1. Screen, 2. Solenoid, 3. Pressure switch, 4. pool valve, 5. Cylinder head

Control System (ECM), sistem VTEC dikontrol oleh PGM-FI ECM dengan menggunakan banyak sensor, ECM mengawasi kecepatan mesin, tingkat beban mesin, kecepatan kendaraan, temperature pendingin mesin dan banyak factor- faktor lain. Kemudian dalam mereferensi data ini, ECM menentukan kondisi kerja mesin mutakhir dan mengaktifkan solenoid valve. Selanjutnya solenoid valve mengontrol tekanan hydraulic yang dikirim ke spool valve.


33

Tugas Akhir

Gambar 2.22 Control System (ECM)

2.11.2.2.3 Sistem Kerja SOHC VTEC Pada kecepatan mesin yang rendah (system tidak diaktifkan) VTEC system tidak aktif dikecepatan rendah, sebenarnya banyak perbedaan faktor dalam menentukan apakah sitem itu bekerja. Untuk menyederhanakan penjelasan, akan diabaikan disini. Spool valve ditutup dan tidak ada tekanan hydraulic yang digunakan untuk synchronizing piston dalam rocker arm. Jadi setiap dari rocker arm bebas untuk bergerak secara terpisah dan dijalankan oleh cam primer, menengah, dan sekunder dengan berurutan. Dalam kondisi ini, katub primer dan sekunder membuka dan menutup setelah timing dan lift yang ditentukan oleh bentuk cam primer dan sekunder. Umumnya mid rocker arm sedang dioperasikan oleh mid cam pada saat itu, tetapi cam menengah menyebabkan tidak ada kerja lebih lanjut dan ditahan oleh lost motion assembly untuk mencegah berderik.

Gambar 2.23 Sistem Kerja SOHC VTEC


34

Tugas Akhir 1.Synchronizing piston A, 2.Synchronizing piston B, 3.Stopper piston, 4.Rocker arm Sekunder, 5.Rocker arm menengah, 6.Rocker arm primer.

Pada kecepatan mesin yang tinggi (System Diaktifkan) sekali kecepatan mesin melebihi batas, suatu sinyal ECM ke spool valve selenoid menyebabkannya terbuka. Tekanan hydroulic dari pompa oli dapat melintasi oli dibagian dalam camshaft ke rocker arm, dimana ia bekerja di synchrozining piston mendorong ke samping. Tetapi, jika ada rocker arm yang berhubungan dengan cam pada saat itu, semua piston tidak akan sejajarkan bersama. Sebagai akibatnya, rocker arm akan melanjutkan untuk bergerak meskipun tekanan hydroulik aktif pada piston. Ketika semua ketiga rocker arm meninggalkan cam dengan serempak, piston akan meluncur dan arm akan ditahan bersama. Dalam kondisi ini, kedua katub utama dan kedua akan diopersikan oleh mid cam dibuat untuk kecepatan tinggi melalui gerakan mid rocker arm.

Gambar 2.24 Tekanan Hydraulic Bila kecepatan mesin kemudian turun, spool valve akan menutup dan kemudian tekanan hydroulic akan turun. Stopper piston spring akan mencoba mendorong piston kembali ke posisi awalnya. Seperti sebelumnya, ini akan dicapai bisa semua piston di bariskan. Rocker arm saling dilepaskan oleh gerakan ini dan mulai beroperasi secara terpisah.


35

Tugas Akhir

Gambar 2.25 Stopper piston spring

2.11.2.3.1 Sistem New VTEC Seperti pada system SOHC VTEC high- speed dan low- speed cam dengan perbedaan bentuk/ profil dibuat pada intake camshaft, high- speed cam mengontrol kecepatan tinggi sedangkan low- speed cam aktif pada kecepatan rendah dan menengah. Dalam penerapan ini secondary intake valves dijaga hampir tak bergerak/ stasioner pada saat kendaraan pada kecepatan rendah primary intakevalves membuat udara dapat dialirkan masuk ke cylinder.


36

Tugas Akhir Dalam kombinasi dengan perbaikan bentuk ruangan pembakaran port, operasi ini membentuk putaran udara/ wirl disetiap ruang pebakaran untuk memastikan bahwa pembakaran terjadi dengan lebih efisien.Mesin New VTEC dapat mengirim tenaga dan torgue yang substantif/ bermakna sementara penghematan bahan bakar yang sempurna tetap dapat dilakukan.

2.11.2.3.2 Konstruksi New VTEC Sistem New VTEC digunakan pada pengembangan SOHC VTEC yang lebih lanjut.Pengembangan ini ditambah dengan komponen-komponen berikut. - Timing plate - Timing piston

1.Timing

plate,

2.Rocker

arm

menengah,

3.Rocker

arm

sekunder,

4.Synchronizing piston B, 5.Synchronizing piston B, 6.Timing piston, 7.Intake valve, 8.Rocker arm primer, 9.Camshaft.


37

Tugas Akhir

Gambar 2.26 Timing Plate dan Timing Piston

Timing plate dan timingpiston ditempatkan pada rocker arm primer dalam sitem New VTEC. Timing plate diletakkan diluar rocker arm dan kedua komponen ini bergerak serentak. Timing piston ditempelkan sebaris dengan synchronizing piston A. Bagian A dari timing plate lewat melalui suatu pembuakaan rocker arm primer dan berhubungan dengan chanel pada timing piston.

Gambar 2.27 Timing piston


38

Tugas Akhir 1.Timing plate, 2.Synchronizing piston A,3.Timing piston, 4.Rocker arm primer, 5.Rocker arm menengah, 6.Rocker arm sekunder, 7.Synchronizing piston B, 8.Synchronizing piston A, 9.Timing plate, 10.Timing piston.

2.11.2.3.3 Sistem Kerja New VTEC Meskipun prinsip cara kerja New dan pelaksanaan SOHC dan teknologi VTEC pada dasarnya sama, mereka memiliki perbedaan berkenaan dengan dua item berikut ini: -Valve opening sekunder -Mekanisme Timing a. Valve Opening Pada kecepatan mesin rendah,katub utama dan kedua di SOHC VTEC menunjukan hampir sama jumlah lift. Namun cam profile digunakan pada New VTEC untuk menjamin bahwa katub kedua hanya terbuka sedikit saat katub utama membuka.

Gambar 2.28 Sistem New VTEC

Hal ini menjamin bahwa swirt dibuat dalam ruang pembakaran berkenaan dengan pensuplaian campuran udara/ bahan bakar lewat satu katub saja. Oleh karena itu, flame propagation speed ditingkatkan dan pembakaran campuran- campuran yang miskin distabilkan. Jika katub sekunder dibuka dengan sempurna pada saat itu, jumlah tertentu dari bahan bakar akan mengakumulasi di intake port. Untuk mencegah situasi ini, katubkatub tersebut terbuka sedikit.


39

Tugas Akhir Pada kecepatan mesin tinggi, kedua katub di aktifkan oleh cam berkecepatan tinggi yakni cam menengah. Bentuk intake port, ruang pembakaran, dan komponen lainya yang samajuga telah dimodifikasikan untuk meningkatkan karakteritik swirl. b. Mekanisme Timing Tujuan utama dari mekanisme timing adalah untuk menahan synchronizing piston ditempatkan saat sistem VTEC bekerja. Kerja sistem VTEC terjadi pada kecepatan rendah pada pengoperasian New VTEC dari pada di DOHC dan SOHC. Ini juga berlaku untuk sistem yang lain yang menggunakan mekanisme timing seperti VTEC-E atau 3-stage VTEC. Sebagai akibat langsung dari hal ini, tekanan hydraulic ada untuk menahan synchronizing piston selama operasi dari sistem tersebut lebih rendah dari pada kasus yang disebutkan dahulu. Tekanan hycdraulic yang rendah ini dapat berfluktuasi dan dapat memungkinkan mengakibatkan gerakan yang tidak sengaja dari synchronizing piston. Untuk mencegah kejadian ini, timing piston dipasang dengan aman ditempatnya dengan timing plate kapanpun piston berada dalam suatu kondisi dimana piston dapat meluncur.

Gambar 2.29 Mekanisme Timing Timing plate, dipasang pada rocker arm primer, bergerak serentak dengan rocker arm. Namun tingkat gerakan ini dibatasi oleh stopper yang dipasang pada camshaft holder. Jadi kapan saja rocker arm diangkat, timing plate keluar dari channel pada timing piston, melepas kondisi piston yang terkunci. Jika pemindahan tekanan yang bekerja pada timing piston pada saat itu, akan meluncur ke samping sedikit. Putaran cam akan berlanjut dan ketika jumlah cam lift kemudian mendekati nol, timing plate akan mencoba untuk kembali ke posisi semula. Tetapi karena fakta


40

Tugas Akhir menunjukkan bahwa timing piston sudah bergerak dengan jarak yang sangat kecil dari posisi semula, dua komponen ini tidak akan bergabung. Ketika lift mencapai nol, timing piston, dan juga synchronizing piston akan meluncur oleh tekanan hydraulic, mengamankan rocker arm bersama- sama. Ketika timing piston mencapai posisi tertentu, timing plate akan bergabung lagi ke groove lain dari timing piston dan peluncuran lebih lanjut akan dicegah. Ketika tekanan hydraulic turun akibat kerja sistem VTEC sedang dihilangkan ,pegas dalam yang lunak akan mendorong timing piston kembali keposisi semula selama periode daimana timing plate didorong oleh lifting ke rocker arm. Piston kemudian akan ditahan tempatnya sekali lagi oleh timing plate. Ketika lift mencapai nol, synchronizing piston didorong kembali keposisi semula oleh return spring, yang kemudian melepaskan rocker arm.

Gambar 2.30 Synchronizing Piston •

Valve Timing Change Condition

•

Kecepatan mesin :2,300 to 3,200 min-1 (depending on manifold pressure)

•

Kecepatan kendaraan : Di atas 10 km/jam

•

Temperatur pendingin mesin : Di atas 10” Celsius

•

Beban mesin : Di tentukan dari manifold vacuum

2.11.2.4.1 3-stage VTEC Tiga tingakat berbeda dari unit VTEC ini disesuaikan untuk kecepatan rendah (satu katup dioperasikan oleh low- speed cam), kecepatan tingakat sedang (kedua katup dioperasikan dengan low- speed cam) dan kecepatan tinggi (kedua katup dioperasikan oleh high- speed cam). Rancanagan ini menghasilakan efisiensi bahan bakar yang


41

Tugas Akhir sempurna pada tingakat kecepatan rendah, output torgue yang sempurna pada kecepatan sedang, dan output power yang sempurna pada tingkat kecepatan tinggi.

2.11.2.4.2 Konstruksi 3-stage VTEC Perkembangan teknologi New VTEC selanjutnya menghasilkan sistem 3-stage VTEC yang mengontrol intake valve pada tiga tahap yang berbeda .Meskipun komponen- komponennya adalah sama seperti yang di gunakan pada New VTEC, ada dua sistem tekanan pemindahan dan dua spool valve juga dipakai.

Gambar 2.31 3-stsge VTEC 1.Synchronizing piston, 2.Lost motion assembly, 3.Stopper piston, 4.Rocker arm sekunder, 5.Mid rockernarm, 6.Rocker arm primer, 7.Timing plate piston , 8.Low-mid- range-speed-switchover, 9.Mid-high-range-speed-switchover. Rocker Arm •

Rocker arm dihubungkan pada dua sistem penggantian berikut yang berdiri sendiri setiap satu dari sistem hydraulic ini kontrol oleh salah satu dari spool valve.


42

Tugas Akhir •

Sistem penggantian kecepatan rendah ke kecepatan sedang yang terdiri dari timing piston, dan stopper piston untuk menghubungkan rocker arm primer dan sekunder.

•

Sistem penggantian kecepatan menengah ke cepatan tinggi yang tinggi yang terdiri dari stopper piston, synchrozining A, dan synchrozining pisto B untuk menghubungkan rocker arm primer dan sekunder.

•

Timing plate bersambung dengan timing piston sistem pengganti kecepatan rendah kecepatan menengah.

Gambar 2.32 Rocker arm 1. Rocker arm sekunder, 2.Rocker arm menengah, 3.Rocker arm primer, 4.Cam kecepatan tinggi, 5.Cam kecepatan rendah.

2.11.2.4.3 Sistem Kerja 3-stage VTEC Meskipun cara kerja dari semua sistem adalah sama, valve control tiga tahap digunakan pada 3-stage VTEC.Pada mesin kecepatan rendah semua rocker arm bekerja dengan sendirinya. Katub primer dibuka oleh cam primer kecepatan tingkat menengah. Katub sekunder, setelah cam sekunder, dibuka sedikit (sama dengan cara kerja kecepatan rendah New VTEC).


43

Tugas Akhir Pada mesin berkecepatan menengah, satu dari spool valve membuka dan tekanan hydraulic diberikan kedalam sistem penggantian kecepatan rendah ke cepatan tinggkat menengah. Ini menyebabkan piston meluncur dan menghubungkan rocker arm utama dan kedua. Jadi kedua katub utama dan kedua diaktifkan oleh cam utama. Tekanan hydraulic untuk low / mid range speed switchover. Pada Kecepatan Mesin yang tinggi, katub spool sekunder membuka dan tekanan hydrolik diberikan pada sistem pengganti kecepatan tingkat menengah ke kecepatan tinggi, ini menyebabkan synchrozining piston meluncur dan menghubungkan cam primer dan sekunder ke cam menengah. Cam ini, dibentuk untuk situasi kecepatan tinggi

kemudian

akan

mengaktifkan

katub

primer

dan

sekunder.

Gambar 2.33 Sistem Kerja 3-stage VTEC


44

Tugas Akhir Valve Timing Change Condition : Valve Timing Change Condition Kecepatan mesin :

Tingkat rendah ke menengah….3.000 min-1 Tingkat rendah ke menengah…..6.000 min-1

Kecepatan kendaraan: M/T….Diatas 15 km/jam A/T…..Diatas 10 km/jam Temperature Pendingin mesin: Tingkat rendah menengah….Diatas 40° Celcius Tingkat rendah menengah….Diatas 60° Celcius Beban mesin:

Ditentukan oleh throttle opening angle

2.11.2.5.1 Sistem VTEC-E Intake valve camshaft dilengkapi dengan cam kecepatan rendah dan kecepatan menengah yang dibentuk secara terpisah. Pada kecepatan rendah, valve kedua beroperasi dengan kecepatan rendah (meskipun dalam realisasinya hampir tidak bergerak), kedua katup dioperasikan oleh cam dengan kecepatan menengah. Sebagai hasilnya, mesin ini mengirim bahan bakar dengan sangat efisien sementara pada waktu yang sama menjaga kemampuan mengemudi tingkat tinggi.

2.11.2.5.2 Konstruksi VTEC-E Walaupun menghubungkan sebuah timing plate dalam cara yang sama seperti system New VTEC,VTEC-E tidak mempuyai cam menengah atau rocker arm menengah. Karena itu tidak ada lost motion assembly sistem penggantian terdiri dari sebuah timing piston, synchronizing piston, dan stopper piston.


45

Tugas Akhir

Gambar 2.34

Konstruksi VTEC-E

2.11.2.5.3 Sistem Kerja VTEC- E Pada kecepatan mesin yang lebih rendah, katub primer dan sekunder diaktifkan dengan sendirinya oleh cam primer dan sekunder berturut- turut. Katub sekunder dibuka hanya sangat sedikit dalam kondisi ini. Pada kecepatan mesin yang lebih tinggi, tekanan hydraulic menyebabkan timing dan synchronizing piston meluncur, yang kemudian menghubungkan rocker arm primer atau sekunder. Hasilnya katub primer dan sekunder diaktifkan kemudian oleh cam utama.

Gambar 2.35 Sistem Kerja VTEC- E


46

Tugas Akhir Kondisi Valve Timing Change Kecepatan mesin :

Di atas2,500 min-1

Kecepatan kendaraan:

Di atas 5/jam

Temperature Pendingin mesin: Di atas - 5,3° Celcius

Beban mesin:

Ditentukan dari intake manifold vacum

2.12 Sistem Pembangkit Daya Mesin VTEC

Perpindahan torak dari TMA-TMB-TMA-TMB-TMA untuk satu siklus menimbulkan perubahan tekanan sepanjang 1-2-3-4-1.Luas diagram yang dibatasi 1-23-4-1 menunjukkan daya yang dihasilkan persiklus dan disebut sebagai daya indikator. Tidak seluruh indikator daya berguna, sebagai daya indikator tersebut dibutuhkan untuk mengatasi gesekan- gesekan mekanik, misalnya antara torak dengan dinding silinder, gesekan antara poros dengan bantalannya. Disamping itu diperlukan juga daya untuk menggerakkan aksesoris seperti lampu penerang dan sebagainya. Dengan demikian ,besarnya daya poros efektif adalah: Ne=N indikator-(N gesekan +N aksesoris)....(2.6) (Pengerak mula Motor Bakar Torak,hal 32)

Dimana: = daya poros efektif.

Ne

N indikator = daya yang dibangkitakan oleh kenaikan tekanan setelah terjadi proses

pembakaran. N gesekan

= kerugian daya akibat terjadinya gesekan mekanis.

N aksesoris = kerugian daya yang dipergunakan untuk menjalankan peralatan –

peralatan aksesoris.

Pada motor otto besarnya daya indikator ini adalah 25- 40% dari energi yang dihasilkan pembakaran (tergantung nilai bahan bakar dan kesempurnaan pembakaran) 20-25% pindah ke fluida pendinginan, sedangkan kira- kira 40-50% terbawa keluar bersama-sama gas buang.


47

Tugas Akhir

Ketika mobil melaju pada putaran mesin tinggi, komputer mesin mengaktifkan solenoid untuk VTEC. Selanjutnya, oli mesin yang bertekanan tinggi mengalir ke sistem hidraulik pin pada rocker arm katup hisap. Akibat dari pergeseran pin tersebut, ketiga pelatuk bekerja sebagai satu unit. Pada saat ini, rocker arm digerakkan oleh cam dengan cuping tinggi. Hasilnya mesin bekerja untuk menghasilkan tenaga yang lebih besar pada putaran tinggi. Ketika putaran mesin turun di bawah batas kerja VTEC, solenoid menutup aliran hidraulik atau oli yang menuju ke pin. Karena tidak ada tekanan, pin kembali ke posisi bebas semula. Rocker arm kembali bekerja secara sendiri- sendiri. Untuk mengatur kerja VTEC, digunakan parameter, yaitu suhu mesin, tekanan oli dan kecepatan kendaraan. Dengan cara seperti itu, saat mobil diam namun gas dinaikan, VTEC tidak bekerja. Sistem juga dilengkapi dengan pemantau fungsinya, bila terjadi gangguan, Engine Control Module (ECM) membuat kode dan menghidupkan lampu“checkengine”.

Gambar 2.36 Sistem Kerja VTEC

Variable valve timing and electronic lift control (VTEC) itu adalah mekanisme pengatur katup masuk bahan bakar pada tiap silinder mesin, setiap mesin punya putaran yang berbeda, ada yang putaran rendah, ada yang putaran tinggi, dan selama ini putaran itu hanya bergantung pada putaran engkol mesin ( DOHC ) atau twin cam, dan dengan


48

Tugas Akhir

VTEC putaran itu diatur secara mekanis dan elektris. Jadi tergantung pada besaran tenaga yang dibutuhkan, tidak selalu dari putaran mesin bisa katupnya yang memanjang untuk memberi

campuran bahan bakar dan udara atau memberikan

mekanisme pengaturan katup yang berbeda ketika putaran tinggi keuntungannya adalah respon mesin yang baik dan tenaga yang besar, VTEC ini sudah keluar dalam bentuk iTEC. Bahkan honda baru saja mengeluarkan mesin yang lebih memakai VCM (Variable Cylinder Management) yang bisa mengatur berapa silinder saja yang bekerja, misal kalau putaran mesin rendah atau pelan cukup memakai 2 silinder.

2.13 Sistem Fuel Injection Terprogram (PGM-FI)

Sistem Fuel Injection Terprogram (PGM-FI) merupakan sistem injeksi bahan bakar multiport yang berurutan meliputi: •

Barometric Pressure (BARO) Sensor Barometric pressure (BARO) sensor berada didalam ECM/ PCM, sensor ini akan mengubah tekanan udara

luar menjadi sinyal tegangan yang akan

digunakan oleh ECM/ PCM untuk memodifikasi duarasi standar pengosongan injeksi bahan bakar. •

Crankshaft Position (CKP) Sensor Crankshaft position (CKP) sensor mendeteksi putaran mesin dan menentukan ignition timing untuk melakukan injeksi bahan bakar ke setiap silinder.

•

Camshaft Position (CMP) Sensor CMP sensor mendeteksi posisi silinder sebagai referensi untuk menginjeksikan bahan bakar kesetiap silinder secara berurutan.

•

Engine Coolant Temperature (ETC) Sensor ETC Sensor merupakan resistor (thermistor) yang tergantung pada suhu, resistor thermistor akan turun saat suhu engine coolant meningkat.

•

Idle Mixture Adjuster (IMA) Idle Mixture Adjuster (IMA) merupakan komponen tahanan terpilih untuk mengontrol campuaran idle.

•

Ignition Timing Control


49

Tugas Akhir

ECM/PCM berisi memori untuk ignition timing dasar pada berbagai putaran mesin dan tekanan absolut manifold.ECM/ PCM juga menyetel timing sesuai dengan suhu coolant engine. •

Injector Timing dan Durasi ECM/PCM berisi memori untuk durasi pengosongan arus (discharging) dasar pada berbagai putaran mesin dan tekanan manifol. Durasi pengosongan dasar, setelah dibaca dari memori, akan dimodifikasikan oleh sinyal yang dikirim dari beberapa sensor untuk mendapatkan durasi pengosongan akhir.Dengan memonitor fuel trim cukup lama, ECM/ PCM akan mendeteksi ganguan fungsi yang sudah terjadi cukup lama akan mengeluarkan Diagnostic Trouble Code (DTC).

•

Intake Air Temperature (IAT) Sensor IAT sensor merupakan resistor (thermistor) yang tergantung pada suhu, tahan thermistor menurun jika suhu udara intake meningkat.

•

Knok Sensor Knok control system menyetel ignition timing untuk meminimalisir knok.

•

Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor MAP sensor akan mengubah tekanan absolut manifold menjadi sinyal listrik ke ECM/ PCM.

•

Primary Heated Oxygen Sensor (Primary HO2S) Primary HO2S akanmendeteksi jumlah kandungan oxygen diexhaust gas dan kemudian mengirim sinyal ke ECM/ PCM yang kan memvariasikan durasi penginjeksian bahan bakar sesuai kebutuhan. Untuk menstabilakan output, sensor memiliki heater internal.

•

Secondary Heated Oxygen Sensor (Secondary HO2S) Secondary HO2S mendeteksi jumlah kandungan oxygen dalam gas buang (exhaust gas) yang mengalir keluar pada Three Way Catalytic Converter (TWC) dan mengirimkan sinyal ke ECM/PCM yang akan memvariasikan durasi penginjeksian bahan bakar sesuai kebutuhan.

•

Throttle Position (TP) Sensor


50

Tugas Akhir

TP sensor adalah potensiometer yang dihubungkan ke throttle valve shaft. Saat posisi throttle berubah, sensor akan memvariasikan tegangan sinyal ke ECM/ PCM

2.14. Sistem Suplai Bahan Bakar 2.14.1 Fuel Cut-off Control

Selama deselerasi dengan katup throttle tertutup, arus ke fuel injektor diputus untuk menghemat bahan bakar pada putaran di atas 800 rpm. Pemutusan bahan bakar juga terjadi ketika putaran mesin melebihi 6200 rpm, tanpa memperhatikan posisi katup throttle, untuk melindungi mesin dari over revving. Jika kendaraan dihentikan, PCM akan memutuskan aliran bahan bakar saat putaran mesin melebihi 5000 rpm atau untuk (M/T 6200) rpm.

2.14.2 Fuel Pump Control

Jika ignition diputar ke on, ECM/ PCM menghubungkan ground ke main relay PGM-FI yang menyuplai arus ke pompa bahan bakar selama 2 detik untuk memberi tekanan pada sistem bahan bakar. Ketika mesin bekerja, ECM/ PCM menghubungkan ground ke main relay PGM-FI dan menyuplai arus ke pompa bahan bakar (fuel pump). Ketika mesin tidak bekerja dan pengapian ON, ECM/ PCM memutuskan hubungan dari ground ke main relay PGM-FI yang memutus aliran arus ke pompa bahan bakar.

2.14.3 Main Relay PGM-FI 1 dan 2

Relay PGM-FI terdiri dari 2 frelay terpisah, Main relay PGM-FI 1 diaktifkan setiap kali ignition switch diputar ke ON yang akan menyuplai tegangan baterai ke ECM/ PCM, tenaga keinjektor, dan tenaga untuk main relay PGM-FI 2. Main relay PGM-FI 2 diaktifkan untuk menyuplai tenaga ke pompa bahan bakar selam 2 detik saat ignition switch diputar ke ON dan mesin bekerja.

2.15.

Sistem Injeksi Bahan Bakar

Seiring dengan dengan kenaikan harga bahan bakar maka tuntutan akan teknologi yang mengahislkan mesin tetap bertenaga tatapi irit bahan bakar menjadi


51

Tugas Akhir

kenyataan. Sehubungan dengan itu, maka bagian penting yang terus– menerus mengalami perubahan pada sebuah mesin mobil adalah saluran masuk bahan bakar dan saluran pembuang sisa pembkaran, serta tentunya sistem kelistrikan. Pada mesin empat tak, katup- katup dan saluran masuknya bahan bakar yang memegang peranan. Karena dengan mengatur bagian ini, mesin kan menjadi efisien, hemat bahan bakarakan tetapi tetap mengahasilkan tenaga yang bisa optimal. Berbagai upaya sudah dilakukan seperti mengubah manifold agar bahan bakar yang masuk lebih lancar atau menguabah pipa- pipa gas buang (knalpot) untuk mempercepat laju mobil dijalan datar. Perubahan- perubahan yang lebih mendasar untuk menaikan tenaga mesin biasanya dengan cara menpercepat dan memperbesar volume udara yang masuk keruang bakar mesin lewat katup- katup. Mesin dilengkapi dengan turbo agar volume udara yang masuk keruang bakar menjadi lebih besar, sebanding dengan bahan bakar. Banyak mesin memasang tambahan cyclone, sebuah alat yang dipasangkan pada lubang pemasukan bahan bakar (inlet) agar udara lebih terarah masuk keruang bakar. Untuk mengantisipasi hal- hal yang bersifat non teknis maka sekarang muncul beberapa teknologi yang bersifat nyaris engine management, menyatukan semua kerja mesin untuk mencapai tingakat efisiensi terbaik. Maka sekarang muncul management sistem klep (pemasukan bahan bakar) dan management sistem pengapian. Karena kedua bagian ini, memang menjadi penentu kinerja mesin. Banyak mesin sekarang ini mengguanakan empat (4) katup untuk setiap silindernya. Dua untuk pemasukan bahan bakar, dan dua untuk pembuangan sisa gas pembakaran, karena terbukti mesin dengan katup banyak sangat handal dan efisien pada saat mobil dipacu pada kecepatan tinggi. Namun tidak demikian pada kecepatan rendah, karena pada kecepatan rendah tidak dibutuhkan sedemikian banyak bahan bakar, maka harus diatur agar pada kecepatan rendah hanya sedikit yang disuplai. Maka diupayakan mesin- mesin yang pada putaran rendah ada katup yang tidak bekerja atau tidak membuka, dengan sendirinya bahan bakar yang masuk lebih sedikit. Teknologi Honda pengerak katup yang saat ini diperkenalkan oleh dengan istilah VTEC. Walaupun mesin- mesin honda yang dipasarkan di Indonesia tetap bertahan denga SOHC, Honda saat ini juga menggunakan multivalve, 4 katup untuk setiap silindernya. Untuk menjaga performa mesin agar tetap optimal, baik untuk


52

Tugas Akhir

putaran mesin rendah maupun putaran tinggi serta untuk memperoleh penggunaan bahan bakar lebih ekonomis, maka Honda memperkenalkan VTEC yang mengatur membuka dan menutup katup masuk. Walaupun setiap silindernya memiliki 4 katup, tetap pada saat putaran mesin rendah, sebuah katup masukan secara otomatis tidak membuka. Hal ini memungkinkan karena tiga katup yang bekerja secara mekanikal, artinya akan membuka dan menutup selama mesin hidup, tidak demikian satu katup masukan.Katup tersebut baru membuka pada saat putaran mencapai 2.000 rpm, atau baru bekerja untuk kecepatan tinggi. Ada sebuah as pada katup yang lain, yang masuk ke katup yang diam itu dan kemudian diajak bersama- sama membuka. Dengan demikian diharapkan bisa terjadi penghematan bahan bakar pada kecepatan rendah sekaligus mempertahankan kinerja mesin yang tetap prima pada kecepatan tinggi. Teknologi pengaturan katup VTEC-nya Honda ini menggunakan tekanan oli untuk mengatur bekerjanya katup masukan dan menyerupai cara kerja transmisi otomatik. Kalau tekanan oli tinggi karena rpm mesin naik, maka katup yang satu akan menggandeng katup yang diam dan sama- sama membuka. Membuka dan menutupnya katup tersebut tergantung dari sensor rpm mesin yang memberikan sinyal lewat komputer untuk mengatur besarnya tekanan oli. Kalau mesin mencapai atau melebihi 2.000 rpm, maka tekanan oli akan naik dan secara hidrolik akan menekan sebuah mekanisme katup secara spontan mengandeng roker arm dan terjadilah gerakan membuka katup tersebut. Sebaliknya, saat rpm turun akan kurang dari 2.000 rpm, mekanisme itu akan melepas dengan sendirinya dan katup tidak membuka. Dengan demikian, volume bahan bakar diatur menurut kebutuahan putaran mesin. Pada putaran rendah sedikit saja bahan bakar yang masuk, karena klep masuk hanya satu yang bekerja. Sedangkan pada saat kecepan tinggi, dimana

mesin

membutuhkan bahan bakar lebih banyak, maka katup masukan semuanya membuka. Dengan cara ini, diharapkan mesin menjadi efisien, lebih ekonomis dan hemat bahan bakar.


53

Tugas Akhir 2.15.1 Sistem Kerja Katup VTEC

Teknologi ini dilahirkan Honda untuk memperoleh mesin yang mampu bekerja optimal pada putaran bawah (rendah) dan pada putaran atas (tinggi). Dengan cara ini karakter mesin konvensional yang “kaku” bisa diatasi. Sebelum generasi VTEC diciptakan Honda, sebuah mesin hanya bagus pada kondisi tertentu. Misalnya, mesin sangat responsif pada putaran tinggi, namun pada putaran putaran rendah, dipastikan kurang. Komponen yang sangat menentukan karaktetristik mesin adalah katup. Utamanya pada mesin 4- tak (langkah) dengan piston bergerak bolak- balik. Rangkaian kerja dari keempat langkah itu adalah, isap, kompresi, usaha dan buang. Untuk mengatur siklus kerja tersebut, mesin harus dilengkapi dengan komponen yang disebut katup. Pada setiap silinder digunakan dua katup dengan tugas berbeda, yaitu katup isap dan buang. Katup isap, bertugas mengatur masuknya campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder atau ruang bakar. Sedangkan katup buang, mengatur aliran sisa pembakaran keluar dari mesin atau ke knalpot. Cara katup mengatur aliran tersebut adalah dengan bergerak atau naik dari dudukannya. Saat naik atau terangkat, terbentuk celah yang digunakan campuran udara dan bahan bakar masuk ke dalam silinder atau ruang bakar. Campuran tersebut masuk karena dihisap oleh komponen bernama piston. Sedangkan untuk katup buang, celah tersebut digunakan oleh gas buang ke luar dari silinder atau menuju ke ruang bebas karena didorong oleh piston. Waktu buka katup harus diatur sesuai dengan kondisi kerja mesin. Pastinya, katup hisap mulai membuka saat mesin akan melakukan langkah hisap. Begitu juga dengan langkah buang, katup akan menutup menjelang akhir dari masing- masing langkah kerja. Lama katup membuka dan ketinggian terangkat dari dudukannya, sangat menentukan efisiensi dan performa mesin.

2.15.2 Sistem Pengerak Katup Mesin VTEC

Untuk mengaktifkan katup yang bergerak maju mundur, digunakan mekanisme yang disebut “kem” (cam). Nama lain dari komponen ini adalah “nok” atau bubungan. Bentuknya, bila dilihat dari sisi penampang, bulat dengan bagian tertentu menonjol, mencuat atau membentuk cuping. Bagian yang mencuat inilah sangat penting. Bentuk


54

Tugas Akhir

atau profilnya sangat menentukan tinggi angkat katup dan lamanya membuka katup. Di samping itu, profil cam juga menimbulkan efek fisika saat campuran udara dan bakar mengalir ke dalam mesin. Misalnya karena tiba- tiba cam mengangkat katup, maka campuran udara di bakar yang mengalir ke dalam ruang bakar menimbulkan efek pusaran. Kendati cam yang menentukan gerakan katup, namun kedua komponen tersebut tidak bisa berhubungan secara langsung. Masih ada mekanisme lain yang digunakan. Saat ini yang paling banyak adalah pelatuk katup yang disebut juga “rocker arm” dan mangkok (bucket). Khusus untuk mesin VTEC kebanyakan menggunakan mekanisme pelatuk. Pelatuklah yang disodok oleh cam, setelah itu baru diteruskan ke katup. Semua cam yang digunakan untuk menggerakkan katup berada dalam satu unit dan barisan yang disebut “camshaft”, (nokken as) atau poros bubungan. Pada masa kini, setiap mesin bisa saja menggunakan dua poros cam yang disebut DOHC (double overhead camshaft) dan satu saja, SOHC (single overhead camshaft).

Dasar VTEC adalah mesin yang menggunakan tiga cam dan tiga rocker arm katup untuk setiap silindernya. Dua cam bagian luar digunakan pada putaran rendah. Begitu juga rocker arm , bagian tengah digunakan bekerja untuk putaran tinggi. Saat bekerja pada putaran rendah, mesin VTEC menggunakan cam dengan angkatan kecil. Ketika mesin bekerja antara 4.000– 6.000 rpm (tergantung model), kontrol elektronik mengaktifkan sistem hidraulik VTEC. Cam tengah bekerja dengan mendorong pelatuk tengah yang menyatu dengan dua rocker arm lainnya. Karena cuping kem tengah lebih tinggi dan sudutnya juga besar, katup dibuka lebih awal da menutup lebih lama. Di samping itu, dengan cuping yang tinggi, dorongannya terhadap rocker arm katup dan seterusnya katup, juga lebih besar. Hasilnya, jumlah campuran udara dan bahan bakar yang sampai ke ruang bakar lebih banyak. Hasilnya, tenaga yang dihasil besar dan akan mendorong piston bergerak lebih cepat pula. Mekanis dasar VTEC lain yang tidak kalah penting keberadaan dan fungsinya adalah pin yang digerakkan secara hidraulik. Pin ini berada di dalam pelatuk. Ketika didorong, pin menyebabkan pelatuk katup bekerja dengan gerakan yang sama. Bila pin bebas, rocker arm bergerak sendiri- sendiri.


55

Tugas Akhir 2.16

Bahan Bakar Mesin Otto

Bahan bakar cair yang biasa digunakan motor bakar adalan premium yang didapat dari penyulingan minyak bumi. Premium mengandung hidrokarbon yaitu senyawa yang mudah terbakar. Sifat-sifat yang harus dipenuhi adalah: 1 Mudah menguap pada tekanan dan temperatur normal. 2. Dapat melarutkan karet. 3. Mempuyai massa jenis rendah 0,6-0,78 gr/cm3. 4. Mempuyai sifat tahan dentuman. 5. Mempuyai nilai kalor 10.000 kkal/ kg. 6. Mempuyai nilaioktan yang cukup tinggi terhadap sifat knoking, nilai oktan; •

•

•

Pertamina: Untuk bahan bakar bensin premium

= 88

Untuk bahan bakar bensin pertamax

= 92

Untuk bahan bakar bensin pertamax plus

= 95

Petronas: Untuk bahan bakar bensin prima 92

= 92

Untuk bahan bakar bensin prima 95

= 95

Shell: Untuk bahan bakar bensin shell super

= 92

Untuk bahan bakar bensin shell super ektra = 95 Sumber dari internet (hhtp/www.google.com)

2.17 Sistem Penyalaan (system Ignition)

Pembakaran dapat diartikan sebagai reaksi kimia dari hidrogen dan karbon yang terkandung dalam bahan bakar, dengan oksigen dari udara ruangan yang meyebabkan temperatur dan tekanan gas pembakaran naik, sehingga menghasilkan energi dalam bentuk panas. Kondisi yang harus ada agar terjadinya pembakaran adalah:


56

Tugas Akhir

•

Adanya campuran yang terdapat terbakar, pada pembakaran spark ignition engine, campuran ini adalah campuran udara dengan bahan bakar yang terjadi

pada injektoratau pada intake manifold untuk sistem injeksi. •

Adanya sesuatu yang menyulut pembakaran, pembakaran dalam ruang bakar untuk mesin spark ignition engine terjadi karena adanya loncatan bunga api listrik kedua ujung elektroda busi.

Gambar 2.37 diagram Tekanan (Thermodinamika ) Poros engkol dalam derajat. (Berens Arends schot,Motor Bensin ,Erlangga 1980) Knocking terjadi apabila tekanan kompresi dalam ruang bakar terlalu tinggi

.Maka campuran bahan bakar dan udara cenderung untuk terbakar. Sehingga terjadi peledakan dengan sendirinya. Akibatnya akan terjadi: 1. Timbulnya bunyi yang membisingkan. 2. Hilangnya sebagian tenaga. 3. Motor menjadi panas. 4. Meningkatnya pemakaian bahan bakar ( boros).


57

Tugas Akhir

5. Rusaknya komponen- komponen motor, piston, batang penggerak, poros engkol, dan dinding silinder. Perbandingan antara bahan bakar dan udara berkisar 0,06- 0,12 untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara yang miskin diperlukan tegangan yang relatif besar dari pada campuaran yang kaya. Tingakat keadaan campuran udara dan bahan bakar selama operasi berlangsung akan selalu berubah, karena itu perlu disediakan tegangan yang lebih besar untuk menjamin agar selalu terjadi loncatan api listrik didalam segala keadaan, misalnya antara 10.000- 20.000 Volt. Pada motor bakar dengan perbandingan kompresi yang tinggi diperlukan tegangan yang lebih tinggi pula. Agar diperoleh pembakaran yang sempurna, maka terjadinya loncatan bunga api listrik pada elektroda busi harus dilakukan pada saat yang tepat. Dengan kata lain diperlukan pengaturan saat penyalaan yang optimum. Waktu keterlambatan penyalaan (delay periode), yaitu waktu antara terjadinya loncatan pada busi dan pada saat mulai terjadinya pembakaran, berkisar antara 15- 40 derajat engkol atau 1,7 sampai 4,5 m/s pada putaran 1500 rpm. Waktu keterlambatan penyalaan itu boleh dikatakan konstan. Oleh karena itu, makin tinggi kecepatan mesin saat penyalaan harus diajukan untuk memberikan waktu yang sama. Pada motor bakar terdapat dua sistem penyalaan, yaitu sistem konvensional dan sistem magneto. Perbedaan keduanya adalah pada sumber energi listrik yang dipakai. Pada sistem konvensional ialah menggunakan baterai sedangkan pada sistem magneto menggunakan medan elektromagnet yang dibandingkan oleh putaran magnet permanent.

2.18 Sistem Pendinginan

Gas pembakaran didalam silinder dapat mencapai ± 2.500°C . Karena proses itu terjadi berulang-ulang maka dinding silinder,kepal silinder, torak, katup dan beberapa bagian yang lain menjadi panas. Sebagian dari minyak pelumas, terutama yang membasahi dinding silinder, akan menguap dan akirnya terbakar bersama dengan campuran bahan bakar.


58

Tugas Akhir

Karena itu perlu pada bagian tersebut mendapat pendinginan yang cukup agar temperaturnya tetap berada dalam batas yang diijinkan, yaitu sesuai dengan kekuatan material dan kondisi operasi yang baik. Proses pendinginan memerkukan fluida pendinginan yang dialirkan kebagian mesin diluar silinder. Berdasarkan fluida sistem pendinginan motor bakar dapat dibedakan sebagai berikut: 2.18.1 Pendingianan Air

Pada motor bakar dengan pendinginan air, air pendinginan dialirkan dan mensirkulasikan media pendingin ke dinding silinder, kepala silinder serta bagian lain yang perlu didiginkan. Air pendingin akan menyerap kalor dari semua bagian tersebut kemudian mengalir dan meninggalkan dinding silinder menuju ke radiator atau alat pendingin yang menstabilkan temperatur mesin. Diagram siklus air pendingin dapat dilihat pada gambar 2.13 pendingan udara (pada kesempatan ini tidak di bahas).

Gambar 2.38 Diagram Siklus Air Pendingin dari Motor Bakar Torak (Wiranto Aris Munandar,Motor Bakar Torak,ITB Bandung 2002)

Banyak cara yang digunakan dalam pendinginan kembalinya air pendinginan. Pada mesin kendaraan biasanya mengunakan radiator, air panas yang keluar dari mesin disalurkan melalui pipa- pipa vertikal di dalam radiator dilengkapi dengan kisi- kisi pendingin untuk memperluas bidang perpindahan kalor. Oleh kipas udara, yang terdapat didalam radiator atau gerak laju kendaraan, udara atmosfir dipaksakan melewati kisi- kisi pada radiator dan menyerap kalor yang dilepas oleh air pendingin


59

Tugas Akhir

kepada dinding radiator. Jadi air pendingin tidak berhubungan langsung dengan udara atmosfir, karena itu sistem pendinginan itu disebut sistem pendinginan tertutup.

2.19 Sistem Pelumasan

Bagian- bagian utama motor yang memerlukan pelumasan adalah torak dan bantalan. Diantara permukaan yang bergerak dengan bagian yang lain terbentuk lapisan minyak Oil film dibentuk dipermukaan torak, cincin torak dan bantalan yang pembentuknya dapat bekerja secara sendiri atau serentak. Besarnya gesekan dapat dikurangi dengan menggunakan pelumas yang berfungsi memisahkan dua permukaan yang bergesekan. Akan tetapi didalam kenyataan tidak ada goresan tanpa gesekan karena tidaklah mudah untuk memperoleh pemisahan yang sempurna. Pada umumnya motor bakar torak menggunakan mesin pelumas cair yang dinamakan minyak pelumas. Selain mudah disalurkan minyak pelumas berfungsi sebagai fluida pendingin, pembersih dan penyekat. Untuk memenuhi fungsinya sebagai minyak pelumas maka perlu memperhatikan beberapa sifat penting dari minyak pelumas maka perlu memperhatikan beberapa sifat penting dariminyak pelumas antara lain: 1. Kekentalan, kekentalan minyak pelumas harus disesuaikan dengan fungsinya untuk mencegah keausan permukaan bagian yang bergesekan, terutama pada beban dan putaran rendah. 2. Indeks kekentalan, kekentalan minyak pelumas berubah- ubah menurut perubahan temperatur. Dengan sendirinya minyak pelumas yang baik tidak selalu peka terhadap perubahan temperatur, sehingga dapat berfungsi sebagaimana mestinya baik dalam keadaan dingin, pada waktu start maupun pada tempertur kerja. 3. Titik ruang, pada temperatur tertentu yang disebut titik tuang, minyak pelumas akan membentuk jaringan kristal yang menyebabkan minyak itu sulit mengalir, karean itu sebaiknya dipergunakan minyak pelumas dengan titik tuang yang serendahrendahnya untuk menjamin agar minyak pelumas dapat mengalir dengan lancar kedalam pompa dan saluran pada setiap operasi.


60

Tugas Akhir

4. Stabilitas, beberapa minyak pelumas pada temperatur tinggi akan berubah susunan kimianya sehingga terjadi endapan yang mengakibatkan cincin torak melekat pada alurnya. 5. Pelumasan, minyak pelumas harua memiliki pelumasan atau sifat melumasi yang cukup baik yaitu dapat membasahi permukaan logam. Hal ini berarti bahwa dalam segala keadaan selalu akan terdapat lapisan minyak pelumas pada permukaan bagian mesin yang bersentuhan. Minyak pelumas didistribusikan keseluruh bagian mesin dengan menggunakan pompa minyak pelumas. Pompa minyak pelumas biasanya merupakan pompa roda gigi atau pompa trokoida. Tekanan minyak pelumas diatur oleh katup pengatur tekanan, sehingga tekanannya mencapai 2- 4 kg/cm 2 . Pompa trokoida merupakan roda gigi tetapi dengan roda gigi berbentuk dengan kurva trokoida. Sistem ini tidak menimbulkan bunyi yang keras jika dibandingkan dengan pompa roda gigi. Hal ini disebabkan karena tekanan minyak diantara gigi- gigi pada pompa roda gigi itu secara tiba- tiba berubah dari tekanan tinggi ditempat pengeluaran menjadi bertekanan rendah dibagian hisab dan pompa.

Gambar 2.39 Pompa Trokoida (Wiranto Aris Munandar & Koichi Tsuda.Motor Diesel Putaran Tinggi,Pradnya Paramita,Jakarta 2002)

Saringan minyak pelumas adalah jenis kertas saringan yang ada pada bagian tertutup terdapat sebuah katup hubungan singkat yang diletakkan samping katup pengatur tekanan minyak pelumas. Apabila kertas saringan tersebut tersumabat


61

Tugas Akhir

sehingga terjadi perbedaan tekanan lebih besar dari pada 1,5 kg/cm 2 , maka lubang pemasukan dan lubang pengeluaran dari katup hubungan singkat tersebut diatas akan berhubungan langsung. Keadaan tersebut akan mencegah terjadinya kekurangan aliran minyak pelumas. Katup hubungan singkat tersebut dinamakan katup simpangan. Oleh karena pemakain minyak pelumas yang berdebu atau kotor itu sangat membahayakan, maka diperlukan rangakain kontak untuk menyalakan lampu indikator. Umur saringan kertas sangat terbatas, sedangkan saringan kasa kawat atau saringan lapisan plat logam, dapat dipakai untuk jangka panjang jika dirawat dengan baik. Sebelum menyalakan mesin periksalah minyak pelumas dengan batang pengukur. Apalagi pada waktu mesin bekerja, tekanan minyak pelumas turun kebawah harga yang ditentukan.

2.20 Emisi Gas Buang

Emisi gas buang kendaraan merupakan salah satu polusi udara. Polutan bersumber dari saluran gas buang juga berasal dari tangki bahan bakar, dinding silinder, sistem pesuplaian bahan bakar.

2.20.1 Karbon Monoksida (CO)

Banyaknya CO dari gas buang tergantung pada perbandingan campuran bahan bakar dengan udara. Hanya bahan bakar pada pembakaran yang sempurna menghasilkan kadar CO sebesar 0%. Hal ini dapat tercapai dengan perbandingan dengan perbandingan campuran bahan bakar dengan udara secara teoritis lebih besar dari 14,8/1. Namun untuk mempertahankan perbandingan sebesar ini selama mesin berjalan dengan beban yang diberikan sangatlah sulit karena kualitas campuran selalu berubah. Persentase CO akan meningkat pada saat terjadi kondisi idle (tanpa beban), karena frekuensi putaran mesin yang rendah sehingga laju aliran udara dan laju aliran bahan bakar belum stabil. Perbandingan presentase karbon monoksida motor otto dengan motor diesel dibawah ini.


62

Tugas Akhir 2.20.2 Hidrokarbon (HC)

Dalam gas buang sering terjadi senyawa Hidrokarbon (HC) yang belum terbakar. Dimana banyaknya tergantung dari kondisi mesin pada saat beroperasi. seperti campuran udara dengan bahan bakar, kecepatan torak besarnya beban, cara operasi. Persentase HC akan tinggi pada saat kondisi idle, kecepatan rendah pada saat pengereman, dikarenakan kualitas campuran bahan bakar dengan udara menurun sehingga jumlah HC tidak terbentuk cukup banyak, pada saat mesin berputar 17%, akselerasi 7%, kecepatan 13%, pada saat pengereman motor 63%.

2.20.3 Timah (Pb)

Untuk mempertinggi kecepatan tekanan dari bensin, perlu dipertimbangkan dengan campuran timah. Ini dapat menyebabkan timbulnya bagianbagian abu dari timah dengan ukuran kira- kira 1 mikron. Lebih – lebih pada lalu lintas yang padat. Oleh sebab itu dan perambatannya terikat pada persyaratan hukum. Penggunaan bensin sebagai bahan pembersih dapat juga merusak kesehatan.

2.20.4 Nitrogen Monoksida (NO 2 )

Gas ini dibentuk dalam motor, khususnya pada suhu tinggi. Diudara luar masih menyatu dengan zat asam, sehingga terbuat Nitrogen Monoksida (NO 2 ). Dibawah pengaruh sinar matahari akan timbul kabut (NO 2 ) menimbulkan rasa nyeri pada mata dan selaput lain, gas ini juga merusak lingkungan sekitar.

2.21 Parameter Unjuk Kerja Mesin

Pada motor bakar mempuyai unjuk kerja mesin yang berbeda- beda. Hal ini tergantung dari faktor yang bersangkutan dengan sfesifikasi motor bakar torak itu sendiri, seperti; volume silinder, susunan silinder, panjang langkah torak (stroke), sistem bahan bakar dan udara, sampai dengan kondisi lingkungan bahan bakar yang digunakan. Dalam evaluasi unjuk kerja mesin terdapat beberapa parameter utama yang perlu diperhatikan yang merupakan pengaruh dari berbagai kondisi. Parameter unjuk kerja mesin tersebut antara lain:


63

Tugas Akhir

1. Torsi. 2. Daya Mesin Efektif. 3. Tekanan Efektif Rata- Rata. 4. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik. 5. Efisiensi Thermis.

2.21.1

Torsi

Torsi poros merupakan suatu faktor yang memegang peranan penting dalam dalam menentukan prinsip kerja motor. Jika daya poros motor naik maka torsi motor juga akan naik. Pengoperasian yang mencapai beban penuh akan diikuti dengan kenaikan daya poros hingga maksimum. Jika beban ditambah terus daya poros akan menurun sedangkan torsi motor masih bisa bertambah, sehingga pada posisi tertentu akan mencapai torsi. Torsi yang dihasilkan oleh mesin dapat dihitung dengan persamaan : Torsi Maksimum Pada Poros Mesin adalah T = 9550 . Ne µk n ηp Dimana,

T

( Sularso, hal.7)

= Torsi mesin (Nm)

Ne = Daya poros efektif (kW) n

= Putaran Poros

µk

= Koefisien gesek jalan aspal (Tabel) = 0,13

ηp

= Efisiensi poros

2.21.2 Daya Mesin Efektif (BHP)

Besarnya daya mesin merupakan fungsi dari torsi yang terukur oleh dinamometer dan besar putaran poros dari mesin dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan :

( Sularso, hal.7)

atau dapat juga dinyatakan dengan hasil kalibrasi dinamometer :


64

Tugas Akhir

(

Sularso, hal.7)

Dimana : BHP = Brake Horse Power (HP) P = Gaya yang terbaca pada dynamometer (N) atau besarnya

keluaran

T = Torsi suatu poros (Nm) R = Panjang lengan dinamometer = 0,9549m Nd = Putaran Mesin (rpm)

2.21.3 Tekanan Efektif Rata- Rata

Tekanan efektif rata– rata (Brake Mean Effective Pressure) yang merupakan tekanan rata– rata yang bekerja pada piston selama langkah kerja dapat dihitung berdasarkan rumus:

(termodinamika Teknik,Hal;114)

dimana : N = Tenaga kuda poros (HP) A = Luas penampang torak (m2) L = Panjang langkah torak (m) i

= Jumlah silinder

Nd = Putaran motor (rpm) Z

= Jumlah putaran poros engkol menyelesaikan satu siklus kerja

2.21.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (specific fuel consumption ) Specific Fuel Consumption adalah jumlah pemakaian bahan bakar yang

dikonsumsi oleh mesin yang menghasilkan daya satu dk selama satu jam. Sfc dapat dihitung dengan menggunakan rumus :


65

Tugas Akhir

(Termodinamika Teknik,Hal;114)

dimana : Sfc = Specific Fuel consumption Mb = Massa bahan bakar yang dikonsumsi(kg) selama t (detik) BHP = Daya yang dihasilkan mesin (HP) t = Waktu yang dibutuhkan oleh mesin untuk mengkonsumsi bahan bakar sebanyak Mb kg (detik)

2.21.5

Efisiensi Thermis

Efisiensi thermis merupakan efisiensi pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk dirubah menjadi tenaga mekanis. Hal ini dapat dihitung dengan rumus:

ηth =

BHP Mb x Q

x 100 %

( Thermodinamika Teknik; Hal.120)

Dimana :

ηth

= Efiesiensi thermis

Mb

= Massa bahan bakar yang dikonsumsi(kg) selama t (detik)

BHP = Daya yang dihasilkan mesin (HP) Q = LHV = Nilai kalor bahan bakar = 41860 kJ/kg


66

Tugas Akhir BAB III METODOLOGI ANALISA 3.1 Prosedur Analisa

START

Menentukan Jenis Mesin i-DSI dan VTEC

Mencari data spesifikasi tipe i-DSI

Mencari data spesifikasi tipe VTEC

Analisa (Engine Scanner Computerized)

Analisa (Engine Scanner Computerized)

Pemeriksaan Hasil

Perbandingan i-DSI dan VTEC

Kesimpulan

Selesai

Gambar 3.1 Prosedur Analisa


67

Tugas Akhir

Urutan analisa pada gambar 3.1 diatas dapat dijelaskan sebagai berikut: • • • • • •

Menentukan jenis mobil Honda Jazz bermesin VTEC dan i-DSI; pada tahap ini penulis menetukan mesin yang kondisinya masih standart dari pabrik. Mencari data mesin Honda Jazz VTEC; pencarian data yang akan dianalisa penulis, hal ini dilakukan melalui berbagai cara. Mencari data mesin Honda Jazz i-DSI; pencarian data yang akan dianalisa penulis, hal ini dilakukan melalui berbagai cara. Analisis;data mesin antara VTEC dan i-DSI tersebut dianalisa sesuai dengan pustaka pada bab seblumnya. Perbandingan; hasil analisa dibndingkan dan didapat prestasi dan kinerja mesin VTEC dab i-DSI. Kesimpulan; penyimpulan hasil analisa dan perbandingan.

3.2 Model Matematis

Perhitungan pada Tugas Akhir ini dilakukan dengan model Matematis sebagai berikut: 3.2.1 Model Matematis untuk menghitung Torsi mesin yang dihasilkan oleh Mesin dapat dihitung dengan persamaan : Torsi Maksimum pada Poros Mesin adalah T = 9550 . Ne µk n ηp

( Sularso, hal.7)

3.2.2 Model Matematis yang digunakan untuk menghitung besarnya daya mesin merupakan fungsi dari torsi yang terukur oleh dinamometer dan besar putaran poros dari mesin dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan :

( Sularso, hal.7)


( Sularso, hal.7)


68

Tugas Akhir

3.2.3

Model Matematis yang digunakan untuk menghitung tekanan efektif rata– rata

(Brake Mean Effective Pressure) yang merupakan tekanan rata– rata yang bekerja pada piston selama langkah kerja dapat dihitung berdasarkan rumus:

(termodinamika Teknik,Hal;114)

3.2.4

Model Matematis yang digunakan untuk menghitung konsumsi bahan bakar

spesifik (Specific Fuel Consumption) adalah jumlah pemakaian bahan bakar yang dikonsumsi oleh mesin yang menghasilkan daya satu dk selama satu jam. Sfc dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

(Termodinamika Teknik,Hal;114)

3.2.5

Model Matematis yang digunakan untuk menghitung efisiensi thermis merupakan efisiensi pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk diubah menjadi tenaga mekanis. Hal ini dapat dihitung dengan rumus:

ηth =

BHP

x 100 %

(Thermodinamika Teknik Hal.120)

Mb x Q

3.3 Data Spesifikasi Mesin Honda Jazz i-DSI

Tipe :1,5 l SOHC, 4 silinder, segaris, 8 katup i-DSI (Intelligent Dual Seguential Ignition)

Sistem suplai bahan bakar : PGM-FI (Programmed Fuel Injection) Diameter x Langakah

: 73 mm x 89,4 mm

Isi Silinder

: 1.497 cc

Perbandingan kompresi

: 10,4:1

Daya Maksimum

: 64 kW (87 ps)/ 5500 rpm

Momen puntir maksimum : 13,1 kgm (128 Nm)/ 2700 rpm


69

Tugas Akhir 3.4 Data Spesifikasi Mesin Honda Jazz VTEC

Tipe :1,5 l SOHC, 4 silinder, segaris, 16 katup VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control).

Sistem suplai bahan bakar : PGM-FI (Programmed Fuel Injection) Diameter x Langakah

: 73 mm x 89,4 mm

Isi Silinder

: 1.497 cc

Perbandingan kompresi

: 10,1:1

Daya Maksimum

: 81 kW (110 ps)/ 5800 rpm

Momen puntir maksimum : 14,6 kgm (143 Nm)/4800 rpm

3.5 Tujuan Analisa

Tujuan analisa ini adalah untuk mengetahui prestasi dari sistem mesin tipe iDSI dan tipe VTEC yang membedakan antara dua jenis tersebut. Analisa perbandingan dilakukan dengan mengukur torsi mesin antara i-DSI dan VTEC. Kemudian hasil dari analisa kedua mesin dibandingkan untuk mengetahui karakteristiknya.

3.6 Fasilitas Analisa

Fasilitas analisa merufakan faktor utama yang mempengaruhi relevannya data hasil analisa terhadap karakteristik hasil yang didapat. Fasilitas yang digunakan dalam analisa perbandingan mesin VTEC dan i-DSI adalah sebagai berikut: a. Engine Scanner Computerized. b. Kamera digital. c. Mesin Honda Jazz i-DSI. d. Mesin Honda Jazz VTEC.


70

Tugas Akhir

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Torsi

Torsi yang dihasilkan oleh Mesin dapat dihitung dengan persamaan : 4.1.1 Torsi Pada Mesin i-DSI

Torsi Maksimum pada Poros Mesin adalah T = 9550 . Ne µk n ηp ¾

(Ref : Sularso, hal.7)

Torsi dengan putaran poros 1000 rpm dan daya ouput 45 kW

Dimana :

n1 = 1000 rpm Ne1 = 45 kW ηp = 0,88

T1 = 9550 . Ne1 µk n1 ηp ¾

= 9550 . 45 . 0,13 1000 .0,88

= 63,48 Nm


Dimana :

n2 = 2000 rpm Ne2 = 55 kW ηp = 0,65

T2 = 9550 . Ne1 µk n2 ηp ¾

= 9550 . 55 . 0,13 2000 .0,65

= 76,54 Nm


Dimana :

n3 = 3000 rpm


71

Tugas Akhir

Ne3 = 54 kW ηp = 0,55 T3 = 9550 . Ne3 µk

= 9550 . 54 . 0,13

n3 ηp ¾

= 106,35 Nm

3000 .0,55


Dimana :

n4 = 4000 rpm Ne4 = 53 kW ηp = 0,45

T4 = 9550 . Ne4 µk n4 ηp ¾

= 9550 . 53 . 0,13 4000 .0,45

= 115,65 Nm


Dimana :

n5 = 5000 rpm Ne5 = 53 kW ηp = 0,35

T5 = 9550 . Ne5 µk n5 ηp ¾

= 9550 . 48 . 0,13 5000 .0,35

= 124,67 Nm


Dimana :

n6 = 6000 rpm Ne6 = 40 kW ηp = 0,30

T6 = 9550 . Ne6 µk n5 ηp

= 9550 . 48 . 0,13 6000 .0,30

= 120,56 Nm

4.1.2. Torsi Pada Mesin VTEC ¾


Dimana :

n1 = 1000 rpm Ne1 = 48 kW ηp = 0,88

T1 = 9550 . Ne1 µk n1 ηp ¾

= 9550 . 48 . 0,13 1000 .0,88

= 67,72 Nm



72

Tugas Akhir

Dimana :

n2 = 2000 rpm Ne2 = 58 kW ηp = 0,65

T2 = 9550 . Ne1 µk n2 ηp ¾

= 9550 . 58 . 0,13 2000 .0,65

= 78,53 Nm


Dimana :

n3 = 3000 rpm Ne3 = 62 kW ηp = 0,55

T3 = 9550 . Ne3 µk n3 ηp ¾

= 9550 . 62 . 0,13 3000 .0,55

= 90,30 Nm


Dimana :

n4 = 4000 rpm Ne4 = 64 kW ηp = 0,45

T4 = 9550 . Ne4 µk n4 ηp ¾

= 9550 . 64 . 0,13 4000 .0,45

= 122,34 Nm


Dimana :

n5 = 5000 rpm Ne5 = 65 kW ηp = 0,35

T5 = 9550 . Ne5 µk n5 ηp ¾

= 9550 . 65 . 0,13 5000 .0,35

= 134,43 Nm


Dimana :

n6 = 6000 rpm Ne6 = 54 kW ηp = 0,30

T6 = 9550 . Ne6 µk n5 ηp

= 9550 . 54 . 0,13 6000 .0,30


= 145,52 Nm

73

Tugas Akhir 4.1.3. Maksimum dan Minimum Torsi

Maksimum dan Minimum torsi pada dua tipe mesin Honda Jazz adalah :

4.1.3.1 Tipe i-DSI Tabel 4.1 Torsi pada Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI No

Putaran Poros (rpm)

Max Output (kW)

Torsi (Nm)

1

1000

45

63,48

2

2000

55

76,54

3

3000

54

106,35

4

4000

53

115,65

5

5000

48

124,67

6

6000

40

120,56

Ne (kW) 60 55 50 45 40 35 30 1000

2000

3000

4000

5000

6000

N (rpm)

Gb. 4.1 Grafik Putaran Mesin i-DSI, N (rpm) Terhadap Daya Keluaran, P (kW)


74

Tugas Akhir T (Nm) 130

115

100

85

70

55 1000

2000

3000

4000

5000

6000

N (rpm)

Gb. 4.2 Grafik Putaran Mesin i-DSI, N (rpm) Terhadap Torsi, T (Nm)

4.1.3.2 Tipe VTEC Tabel 4.2 Torsi pada Mesin Honda Jazz Tipe VTEC No

Putaran Poros (rpm)

Max Output (kW)

Torsi (Nm)

1

1000

48

67,72

2

2000

58

78,53

3

3000

62

90,30

4

4000

64

122,34

5

5000

65

134,43

6

6000

54

145,52


75

Tugas Akhir Ne (kW) 70 65 60 55 50 45 40 1000

2000

3000

4000

5000

6000 N (rpm)

Gb. 4.3 Grafik Putaran Mesin VTEC, N (rpm) Terhadap Daya Keluaran, P (kW)

T (Nm) 170 150 130 110 90 70 50 1000

2000

3000

4000

5000

6000

N (rpm)

Gb. 4.4 Grafik Putaran Mesin VTEC, N (rpm) Terhadap Torsi, T (Nm)


76

Tugas Akhir 4.1.4 Perbandingan Torsi dan Daya Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC Tabel 4.3 Perbandingan Torsi Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC

Putaran Poros (rpm)

No

Torsi (Nm) Type i-DSI

Type VTEC

1

1000

63,48

67,72

2

2000

76,54

78,53

3

3000

106,35

90,30

4

4000

115,65

122,34

5

5000

124,67

134,43

6

6000

120,56

145,52

T(Nm) 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50

i-DSI VTEC

1000

2000 3000

4000

5000 6000

Nd (rpm)

Gb. 4.5 Grafik Perbandingan Torsi Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC


77

Tugas Akhir Tabel 4.4 Perbandingan Daya Output Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC Daya Output Poros (kW)

Putaran Poros (rpm)

Type i-DSI

Type VTEC

1

1000

45

48

2

2000

55

58

3

3000

54

62

4

4000

53

64

5

5000

48

65

6

6000

40

54

No

Ne 80(kW) 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 1000

i-DSI VTEC

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.6 Grafik Perbandingan Daya Output Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC

4.2 Daya Mesin Efektif (BHP)

Besarnya daya mesin merupakan fungsi dari torsi yang terukur oleh dinamometer dan besar putaran poros dari mesin dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan :


78

Tugas Akhir


Tabel 4.5 Gaya yang terbaca pada Dynamometer Mesin Honda Jazz

Gaya yang terbaca pada Dynamometer P (Nm)

Putaran Mesin(Nd) (rpm)

Mesin i-DSI

Mesin VTEC

1000

60

60

2000

80

75

3000

110

95

4000

140

130

5000

150

155

6000

145

170

4.2.1 Daya Mesin Efektif Honda Jazz i-DSI ¾

Daya Mesin dengan putaran 1000 rpm dan gaya pada Dynamometer 60 Nm Dimana :

N1 = 1000 rpm P1 = 60 Nm

BHP = N1 x P1 x R = 1000 x 60 x 0,9549 10000 ¾

= 5,729 kW

10000


N2 = 2000 rpm P2

= 80 Nm

BHP = N2 x P2 x R = 2000 x 80 x 0,9549 10000 10000


= 15,728 kW

79

Tugas Akhir ¾


N3 = 3000 rpm P3 = 110 Nm

BHP = N3 x P3 x R = 3000 x 110 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 31,512 kW


N4 = 4000 rpm P4 = 140 Nm

BHP = N4 x P4 x R = 4000 x 140 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 53,474 kW


N5 = 5000 rpm P5 = 150 Nm

BHP = N5 x P5 x R = 5000 x 150 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 71,615 kW


N6 = 6000 rpm P6

= 145 Nm

BHP = N6 x P6 x R = 6000 x 145 x 0,9549 10000 10000

= 83,076 kW

4.2.2 Daya Mesin Efektif Honda Jazz VTEC ¾


N1

= 1000 rpm

P1

= 60 Nm

BHP = N1 x P1 x R = 1000 x 60 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 5,729 kW


N2 = 2000 rpm P2

= 75 Nm

BHP = N2 x P2 x R = 2000 x 75 x 0,9549 10000 10000


= 14,324 kW

80

Tugas Akhir ¾

Daya Mesin dengan putaran 3000 rpm dan gaya pada Dynamometer 95 Nm N3 = 3000 rpm

Dimana :

P3 = 95 Nm BHP = N3 x P3 x R = 3000 x 95 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 27,215 kW


N4 = 4000 rpm P4 = 130 Nm

BHP = N4 x P4 x R = 4000 x 130 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 49,655 kW


N5 = 5000 rpm P5 = 155 Nm

BHP = N5 x P5 x R = 5000 x 155 x 0,9549 10000 10000 ¾

= 74,005 kW


N6 = 6000 rpm

P6 = 170 Nm

BHP = N6 x P6 x R = 6000 x 170 x 0,9549 10000 10000

= 97,400 kW

4.2.3 Perbandingan Daya Mesin Efektif Honda Jazz i-DSI dan VTEC Tabel 4.6 Perbandingan BHP Mesin Honda Jass i-DSI dengan VTEC Daya Poros (HP) Putaran Mesin(Nd) Mesin i-DSI

Mesin VTEC

1000

5,729

5,729

2000

15,728

14,324

3000

31,512

27,215

4000

53,474

49,655

5000

71,615

74,005

6000

83,076

97,400

(rpm)


81

Tugas Akhir

BHP (kW)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

i-DSI VTEC

1000

2000

3000

4000 5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.7 Grafik Perbandingan BHP Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC

4.3 Tekanan Efektif Rata- Rata

Tekanan efektif rata– rata (Brake Mean Effective Pressure) yang merupakan tekanan rata– rata yang bekerja pada piston selama langkah kerja dapat dihitung berdasarkan rumus:

Tabel 4.7 Data Pada Mesin Honda Jazz

Tipe Mesin

Luas Penampang Torak A (m2)

Panjang Langkah Torak L (m)

Jumlah Silinder i

Jumlah Putaran Poros Engkol 1 Siklus kerja Z

i-DSI

0,00653

0,00894

4

2

VTEC

0,00653

0,00894

4

2


82

Tugas Akhir Tabel 4.8

Daya Keluaran Poros Mesin Honda Jazz Daya Poros (HP)

Putaran Mesin(Nd) (rpm)

Mesin i-DSI

Mesin VTEC

1000

60,32

64,34

2000

73,73

72,39

3000

72,39

80,43

4000

69,71

85,79

5000

65,68

87,13

6000

52,28

75,07

4.3.1 Tekanan Efektif Rata- Rata Mesin Honda Jazz i-DSI ¾

Bmep dengan putaran 1000 rpm dan Daya Poros 60,32 HP ND1 = 1000 rpm

Dimana :

N1 = 60,32 HP Bmep

= 0,45 x N x Z . A x L x i x ND1 =

¾

0,45 x 60,32 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 1000

= 232,48 N/m


Dimana :

N2 = 73,73 HP Bmep = 0,45 x N x Z . A x L x i x ND2 = ¾

0,45 x 73,73 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 2000

= 142,08 N/m


Dimana :

N3 = 72,39 HP Bmep


=

0,45 x N x Z . A x L x i x ND3

83

Tugas Akhir

= ¾

0,45 x 72,39 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 3000

= 93 N/m


Dimana :

N4 = 69,71 HP Bmep

=

= ¾


0,45 x 69,71 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 4000

= 67,17 N/m


Dimana :

N5 = 65,68 HP Bmep = ¾

=


0,45 x 65,68 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 5000

= 50,63 N/m


Dimana :

N6 = 52,58 HP Bmep =

=


0,45 x 52,58 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 6000

= 33,78 N/m

4.3.2 Tekanan Efektif Rata- Rata Mesin Honda Jazz VTEC ¾


Dimana :

N1 = 64,34 HP Bmep =

=


0,45 x 64,34 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 1000


= 247,98 N/m

84

Tugas Akhir ¾


Dimana :

N2 = 72,39 HP Bmep = ¾

=


0,45 x 72,39 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 2000

= 139,50 N/m


Dimana :

N3 = 80,43 HP Bmep = ¾

=


0,45 x 80,43 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 3000

= 103,33 N/m


Dimana :

N4 = 85,79 HP Bmep = ¾

=


0,45 x 85,79 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 4000

= 82,66 N/m


Dimana :

N5 = 87,13 HP Bmep = ¾

=


0,45 x 87,13 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 5000

= 67,16 N/m


Dimana :

N6 = 75,07 HP Bmep


=


85

Tugas Akhir

=

0,45 x 75,07 x 2 0,00653 x 0,00894 x 4 x 6000

= 48,22 N/m

4.3.3 Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Tabel 4.9 Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Tekanan Efektif (N/m)

Putaran Poros (rpm)

Type i-DSI

Type VTEC

1

1000

232,48

247,98

2

2000

142,08

139,50

3

3000

93,00

103,33

4

4000

67,17

82,66

5

5000

50,63

67,16

6

6000

33,78

48,22

No

Bmep (N/m)

250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 30

i-DSI VTEC

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Nd (rpm)

Gb. 4.8 Grafik Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC


86

Tugas Akhir

4.4 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (specific fuel consumption ) Specific Fuel Consumption adalah jumlah pemakaian bahan bakar yang

dikonsumsi oleh mesin yang menghasilkan daya satu dk selama satu jam. Sfc dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

4.4.1 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI Tabel 4.10 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI

Putaran Poros ND (rpm)

Massa Bahan Bakar Waktu konsumsi yang di konsumsi Bahan Bakar Mb (kg/det) t (detik)

Daya yang dihasilkan mesin BHP (HP)

1000

0,032

4,17

60,32

2000

0,034

3,87

73,73

3000

0,035

3,34

72,39

4000

0,037

2,98

69,71

5000

0,038

2,34

65,68

6000

0,040

1,85

52,28

¾ Konsumsi Bahan Bakar pada putaran 1000 rpm

Dimana :

ND1 = 1000 rpm Mb = 0,032 kg/det

BHP = 60,32 HP t = 4,17 detik

Sfc = 3600 x Mb . = 3600 x 0,032 = 0,46 kg/HP.jam BHP x t 60,32 x 4,17


87

Tugas Akhir


Dimana :

ND2 = 2000 rpm Mb = 0,034 kg/det

BHP = 73,73 HP t = 3,87 detik

Sfc = 3600 x Mb . = 3600 x 0,034 = 0,40 kg/HP.jam BHP x t 73,73 x 3,87 ¾ Konsumsi Bahan Bakar pada putaran 3000 rpm

Dimana :

ND3 = 3000 rpm Mb = 0,033 kg/det

BHP = 72,39 HP t = 3,34 detik


Dimana :

ND4 = 4000 rpm Mb = 0,037 kg/det

BHP = 69,71 HP t = 2,98 detik


Dimana :

ND5 = 5000 rpm Mb = 0,038 kg/det

BHP = 65,68 HP t = 2,34 detik


Dimana :

ND6 = 6000 rpm Mb = 0,040 kg/det

BHP = 52,28 HP t = 1,85 detik

Sfc = 3600 x Mb . = 3600 x 0,040 = 1,49 kg/HP.jam BHP x t 52,28 x 1,85


88

Tugas Akhir 4.4.2

Konsumsi Bahan Bakar Spesifik Mesin Honda Jazz Tipe VTEC Tabel 4.11 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe VTEC


Massa Bahan Bakar yang di konsumsi Mb (kg/det)

Waktu konsumsi Bahan Bakar T (detik)


1000

0,036

4,23

64,34

2000

0,038

3,97

72,39

3000

0,041

3,47

80,43

4000

0,043

3,05

85,79

5000

0,046

2,84

87,13

6000

0,048

2,34

75,07


Dimana :

ND1 = 1000 rpm Mb = 0,036 kg/det

BHP = 64,34 HP t = 4,23 detik


Dimana :

ND2 = 2000 rpm Mb = 0,038 kg/det

BHP = 72,39 HP t = 3,97 detik


Dimana :

ND3 = 3000 rpm Mb = 0,041 kg/det

BHP = 80,43 HP t = 3,47 detik



89

Tugas Akhir

Dimana :

ND4 = 4000 rpm

BHP = 85,79 HP

Mb = 0,043 kg/det

t = 3,05 detik


Dimana :

ND5 = 5000 rpm

BHP = 87,13 HP

Mb = 0,046 kg/det

t = 2,84 detik


Dimana :

ND6 = 6000 rpm

BHP = 75,07 HP

Mb = 0,048 kg/det

t = 2,34 detik

Sfc = 3600 x Mb . = 3600 x 0,048 = 0,98 kg/HP.jam BHP x t 75,07 x 2,34 4.4.3 Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Sfc) Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Tabel 4.12 Perbandingan Sfc Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC Sfc (kg/HP.jam)

Putaran Poros (rpm)

Type i-DSI

Type VTEC

1

1000

0,46

0,47

2

2000

0,40

0,48

3

3000

0,49

0,53

4

4000

0,64

0,59

5

5000

0,89

0,67

6

6000

1,49

0,98

No


90

Tugas Akhir

Sfc (kg/HP.jam)

1.9 1.7 1.5 1.3

i-DSI

1.1

VTEC

0.9 0.7 0.5 0.3 1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.9 Grafik Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Sfc) Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC

4.5 Efisiensi Thermis

Efisiensi thermis merupakan efisiensi pemanfaatan panas dari bahan bakar untuk dirubah menjadi tenaga mekanis. Hal ini dapat dihitung dengan rumus:

ηth =

BHP Mb x Q


x 100 %

( Thermodinamika Teknik ; Hal.114)

91

Tugas Akhir 4.5.1 Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI Tabel 4.13 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI

¾



Daya yang dihasilkan mesin BHP (kW)

1000

0,032

45

2000

0,034

55

3000

0,035

54

4000

0,037

53

5000

0,038

48

6000

0,040

40

Efisiensi Thermis Mesin i-DSI pada putaran 1000 rpm Dimana :

BHP = 45 kW Mb = 0,032 kg/det

ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

45 x 100 % 0,032 x 41860

= 3,36 %



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

55 x 100 % = 3,86 % 0,034 x 41860



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

54 x 100 % 0,035 x 41860

= 3,69 %

Efisiensi Thermis Mesin i-DSI pada putaran 4000 rpm


92

Tugas Akhir

Dimana :


ηth = ¾

BHP x 100 % = 53 x 100 % Mb x Q 0,037 x 41860

= 3,42 %



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

48 x 100 % 0,038 x 41860

= 3,02 %



ηth =

BHP Mb x Q

x 100 % =

40 x 100 % 0,040 x 41860

= 2,39 %

4.5.2 Efisiensi Thermis Mesin Honda Jazz Tipe VTEC Tabel 4.14 Konsumsi Bahan Bakar Mesin Honda Jazz Tipe VTEC Putaran Poros ND (rpm)



1000

0,036

48

2000

0,038

58

3000

0,041

62

4000

0,043

64

5000

0,046

65

6000

0,048

54


93

Tugas Akhir ¾

Efisiensi Thermis Mesin VTEC pada putaran 1000 rpm Dimana :


ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

45 x 100 % 0,036 x 41860

= 2,99 %



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

58 x 100 % 0,038 x 41860

= 3,65 %



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

62 x 100 % 0,041 x 41860

= 3,61 %

Efisiensi Thermis MesinVTEC pada putaran 4000 rpm Dimana :


ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

64 x 100 % = 3,55 % 0,043 x 41860



ηth = ¾

BHP Mb x Q

x 100 % =

65 x 100 % = 3,38 % 0,046 x 41860



ηth =

BHP Mb x Q


x 100 % =

54 x 100 % 0,048 x 41860

= 2,69 %

94

Tugas Akhir 4.5.3. Perbandingan Efisiensi Thermis (ηth) Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC Tabel 4.15 Perbandingan ηth Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dan VTEC Efisiensi Thermis ηth (%)

Putaran Poros (rpm)

Type i-DSI

Type VTEC

1

1000

3,36

2,99

2

2000

3,86

3,65

3

3000

3,69

3,61

4

4000

3,42

3,55

5

5000

3,02

3,38

6

6000

2,39

2,69

No

ηth 4

3

2

1

0 1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.10 Grafik Perbandingan Perbandingan Efisiensi Thermis (ηth) Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC


95

Tugas Akhir 4.6 Pembahasan

Dari data perhitungan di atas dapat dilakukan analisa perbandingan karakteristik dan kemampuan mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), beberapa parameter yang memperlihatkan yaitu; torsi sebagai fungsi putaran poros, daya mesin efektif sebagai fungsi putaran poros mesin, tekanan efektif ratarata sebagai fungsi putaran poros, konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran poros dan efisiensi thermis sebagai fungsi putaran poros.

4.6.1 Torsi

Dari pengolahan data dari perhitungan diperoleh torsi sebagai fungsi puataran mesin dengan grafik gambar 4.5. T (Nm)

150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50

i-DSI VTEC

1000 2000 3000 4000 5000 6000

Nd (rpm)


Pada grafik 4.5 pengambilan data dilakukan pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm dengan kenaikan putaran mesin 1000 rpm. Mesin Honda Jazz i-DSI memiliki maksimum torsi 125 Nm pada putaran poros mesin 5000 rpm dan memiliki maksimum Hosepower 55 kW pada putaran 2000 rpm. Mesin VTEC maksimum torsi


96

Tugas Akhir

146 Nm pada putaran poros mesin 6000 rpm dan memiliki maksimum Hosepower 65 kW pada putaran 5000 rpm. Perbedaan nilai torsi antara Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), sebesar 17,15%. Hal ini menunjukan bahwa Mesin Honda Jazz VTEC memiliki nilai torsi lebih tinggi untuk meningkatkan kinerja mesin dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection).

4.6.2

Daya Output Mesin

Hasil pengolahan data dari perhitungan diperoleh data sebagai fungsi putaran poros mesin, grafiknya pada gambar 4.6. Ne (kW) 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

i-DSI VTEC

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)


Pada grafik 4.6 pengambilan data dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 5000 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya output mesin lebih tinggi dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Perbedaan nilai daya output mesin antara Mesin Honda Jazz VTEC dan i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), sebesar 25,93%.


97

Tugas Akhir 4.6.3 Daya Mesin Efektif (BHP)

Hasil pengolahan data dari perhitungan diperoleh data sebagai fungsi putaran poros mesin, grafiknya pada gambar 4.7. BHP (kW)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

i-DSI VTEC

1000 2000 3000 4000 5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.7 Grafik Perbandingan BHP Mesin Honda Jazz Tipe i-DSI dengan VTEC

Pada grafik 4.7 pengambilan data dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 5000 rpm, Mesin Honda Jazz i-DSI memiliki daya mesin efektif lebih tinggi dibandingkan dari VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada putaran poros mesin 5000 rpm Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya mesin efektif lebih tinggi dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Perbedaan nilai daya mesin efektif antara Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), sebesar 14,70%.


98

Tugas Akhir 4.6.4

Tekanan Efektif Rata- Rata

Hasil pengolahan data dari perhitungan diperoleh data sebagai fungsi putaran poros mesin, grafiknya pada gambar 4.8. Bmep (N/m) 250 230 210 190 170 150

i-DSI VTEC

130 110 90 70 50 30 1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.8 Grafik Perbandingan Tekanan Efektif Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC

Pada grafik 4.8 pengambilan data dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC memiliki tekanan efektif ratarata lebih tinggi dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Perbedaan nilai tekanan efektif ratarata antara Mesin Honda Jazz VTEC dengan i-DSI dengan sistem suplai

bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel

Injection), sebesar 29,95%.


99

Tugas Akhir 4.6.5 Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (Sfc)

Hasil pengolahan data dari perhitungan diperoleh data sebagai fungsi putaran poros mesin, grafiknya pada gambar 4.9. Sfc (kg/HP.jam) 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.9 Grafik Perbandingan Konsumsi Bahan Bakar Sfesifik Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC

Pada grafik 4.9 pengambilan data dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 3500 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC mempuyai nialai konsumsi bahan bakar spesifik lebih tinggi dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada putaran 3500 rpm sampai

6000 rpm, Mesin Honda Jazz i-DSI

mempuyai nilai konsumsi bahan bakar spesifik lebih tinggi dibandingkan dari VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Perbedaan nilai konsumsi bahan bakar spesifik antara Mesin Honda Jazz VTEC dengan i-DSI dengan sistem suplai

bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel

Injection), sebesar 34,23%. Mesin i-DSI konsumsi bahan bakar gradiennya meningkat

pesat karena diduga energi mesin kemampuannya lebih rendah dari pada VTEC dengan


100

Tugas Akhir

tenaga mesin tetap bagus maka di boroskan, konsumsi bahan bakar lebih efisien pada kecepatan tinggi pada putaran 4500 rpm. Pada grafik 4.9 menujukan konsumsi bahan bakar spesifik lebih hemat menggunakan i-DSI dibandingkan dengan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection).

4.6.6

Efisiensi Thermis (ηth)

Hasil pengolahan data dari perhitungan diperoleh data sebagai fungsi putaran poros mesin, grafiknya pada gambar 4.10.

ηth (%) 4

3

2

1

0 1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nd (rpm)

Gb. 4.10 Grafik Perbandingan Perbandingan Efisiensi Thermis (ηth) Mesin Honda Jazz i-DSI dengan VTEC

Pada grafik 4.10 pengambilan data dilakukan pada putaran mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 3500 rpm, Mesin Honda Jazz i-DSI mempuyai


101

Tugas Akhir

niali efisiensi thermis lebih tinggi dibandingkan dengan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada putaran 3500 rpm sampai 6000 rpm Mesin Honda Jazz VTEC mempuyai nialai efisiensi thermis lebih tinggi dibandingkan i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Perbedaan nilai efisiensi thermis antara Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), sebesar 11,15%. Pada mesin i-DSI menghasilkan torsi yang besar dari rpm rendah hingga menengah sehingga memberikan akselerasi cukup pada saat overtake. Mesin i-DSI lebih efisien pemakaian bahan bakar pada rpm rendah dan sangat cocok untuk pengendara dalam kota. Untuk mesin VTEC memberikan ferforma berkendara yang bertenaga pada rpm tinggi juga hemat bahan bakar dan cocok untuk pengendara luar kota. Honda Jazz i-DSI menggunakan mesin yang bekerja dengan teknologi intelligent Dual and Sequential Iqnition (i-DSI), dimana setiap silinder dilengkapi

dengan dua busi yang menyala secara berurutan. Dan keuntungannya pembakaran menjadi lebih sempurna setelah dibakar dengan busi pertama dan dibakar kembali dengan busi kedua menjadikan mesin dengan tenaga yang sama dapat menghabiskan bahan bakar yang lebih sedikit. Kekurangannya adalah waktu pembakaran mesin menjadi lebih lama dan respon mesin agak lambat. Sistem tersebut akirnya menghasilkan keseimbangan tinggi antara pemakaian bahan bakar yang ekonomis dan tenaga yang responsif. Penggunaan dua buah busi membuat pembakaran bahan bakar menjadi lebih sempurna yang menjadikan hemat bahan bakar namun tetap memberikan torsi yang maksimal. Honda Jazz VTEC menggunakan teknologi variable valve timing and lift electronic control (VTEC), dimana lama (timing) dan besaran (lift) bukaan katup

masuk intake valve disesuaikan dengan putaran mesin.


102

Tugas Akhir BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan pengujian dan analisa yang dilakukan pada perbandingan karakteristik Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), pada putaran 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm dan 6000 rpm diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Torsi sebagai putaran poros mesin, pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, Pada putaran poros mesin rendah Mesin Honda Jazz i-DSI memempuyai torsi lebih tinggi dibandingkan dari VTEC. Dan pada waktu putaran poros mesin 4000 rpm Mesin Honda Jazz VTEC memiliki nilai torsi lebih tinggi sebesar 17,15% dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Hal ini menunjukan bahwa Mesin Honda Jazz VTEC memiliki nilai

torsi lebih tinggi untuk meningkatkan kinerja mesin dibandingkan dengan i-DSI . 2. Daya output mesin sebagai fungsi putaran mesin, putaran mesin 1000 samapai 6000 rpm dengan kenaikan putaran poros mesin 1000 rpm. Terlihat pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 5000 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya output mesin lebih tinggi sebesar 25,93% dari Mesin i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Daya output mesin bertambah naik apabila putaran mesin bertambah naik dan apabila mendapatkan beban yang tetap atau sama , maka daya output mesin berbanding lurus dengan putaran mesin. 3. Daya mesin efektif sebagai fungsi putaran poros mesin, pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 5000 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya poros mesin efektif lebih lebih rendah sebesar 14,70% dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada putaran poros mesin 6000 rpm Mesin Honda Jazz VTEC memiliki daya poros mesin efektif lebih lebih tinggi dibandingkan dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Daya poros efektif bertambah naik apabila putaran mesin

bertambah naik dan apabila mendapatkan beban yang tetap atau sama, maka daya poros efektif berbanding lurus dengan putaran mesin.


103

Tugas Akhir 4. Tekanan efektif ratarata sebagai fungsi putaran poros mesin, pada putaran poros

mesin 1000 rpm sampai 6000 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC memiliki tekanan efektif ratarata lebih tinggi sebesar 29,95% dari i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). 5. Konsumsi bahan bakar spesifik sebagai fungsi putaran poros mesin, pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 3500 rpm, Mesin Honda Jazz VTEC mempuyai nialai konsumsi bahan bakar spesifik lebih tinggi sebesar 34,23% dari i-DSI dengan sistem suplai

bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada

putaran 3500 rpm sampai 6000 rpm , Mesin Honda Jazz i-DSI mempuyai nilai konsumsi bahan bakar spesifik lebih tinggi dibandingkan dari VTEC dengan sistem suplai

bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Maka penggunaan

bahan bakar menggunakan mesin i-DSI lebih hemat pada putaran rendah karena menggunakan 2 busi, jadi pembakaran bisa lebih maksimal. 6. Efisiensi thermis sebagai fungsi putaran poros mesin, pada putaran poros mesin 1000 rpm sampai 3500 rpm, Mesin Honda Jazz i-DSI mempuyai niali efisiensi thermis lebih tinggi sebesar 11,15% dengan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Dan pada putaran 3500 rpm sampai 6000 rpm Mesin Honda Jazz VTEC mempuyai nialai efisiensi thermis lebih tinggi dibandingkan i-DSI dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection). Efisiensi thermis naik apabila putaran mesin naik. Maka dapat dikatakan

efisiensi thermis berbanding lurus dengan putaran mesin.

5.2 Saran

Perlunya dilakukan penelitian mengenai kandungan emisi gas buang yang dihasilkan Mesin Honda Jazz i-DSI dan VTEC dengan sistem suplai bahan bakar PGM-FI (Programmed Fuel Injection), untuk mengetahui bahwa pembakaran yang terjadi lebih sempurna atau tidak.


104

Tugas Akhir DAFTAR PUSTAKA

1. Arismunandar. Wiranto, Pengerak mula Motor Bakar Torak, edisi 4, penerbit, Institut Teknologi Bandung, bandung, 1998. 2. Arismunadar. Wiranto dan Tsuda. Kochi, Motor Diesel Putaran tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta, 2002. 3. L.A de Bruijn dan L. Muilwijk. Verbandings Motoren. Stam Technische Boeken, BV Indutrieweg 1.1975 (Terjemahan Matondang, Motor Bakar, Bharata, Jakarta Edisi 3.1994). 4. Maleev, V.L. Internal Combustion Engines, Second Edition, McGraw Hill Book manual Company Inc, 1954. 5. Mukaswan dan Boentarto, Teknik Mesin Bensin, Aneka, Solo, 1995. Soenarta. Nakoela dan Furuhama. Shoici, Motor Serba Guna, Edisi Revisi, Pradnya Paramita, Jakarta, 1995.


105

TUGAS AKHIR. Analisa Perbandingan Karakteristik Mesin Honda Jazz i-dsi dan VTEC

Recommend Documents