UPAYA PENINGKATAN DAYA MOTOR DENGAN MERUBAH BESARNYA LUBANG KELUARAN GAS BUANG

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XIX Program Studi MMT-ITS, Surabaya 2 November 2013

UPAYA PENINGKATAN DAYA MOTOR DENGAN MERUBAH BESARNYA LUBANG KELUARAN GAS BUANG Mohamad Hakam (1), Lukman Handoko (2), dan Arik Eko P (3) 1,2 Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS) Jalan Teknik kimia ITS surabaya, Kampus Sukolilo, Surabaya 3 PNM Madiun, Jalan Serayu 65 Madiun Email: [email protected] ABSTRAK Fungsi kendaraan bermotor sekarang ini tidak hanya untuk transportasi, akan tetapi sudah berkembang. Perkembangan kendaraan bermotor ditandai dengan semakin banyaknya jenis dan tipe kendaraan yang ada dipasaran dengan menawarkan unjuk kerja yang lebih baik. Unjuk kerja kendaraan bermotor bisa dilihat dari daya, torsi, konsumsi bahan bakar maupun emisi gas buang yang dihasilkan. Dalam penelitian ini penulis ingin mencoba meningkatkan unjuk kerja motor terutama dari sisi dayanya, jika dilakukan modifikasi terhadap lubang keluaran gas buangnya. Daya motor berhubungan dengan kemampuan suatu motor untuk menaikkan percepatan maupun kecepatan maksimal yang bisa dicapai oleh kendaraan bermotor. Modifikasi yang penulis lakukan adalah dengan merubah diameter ekshaust atau lubang keluaran gas buang sepeda motor Yamaha Vega, dimana diameter standard (20,05 mm) dimodifikasi dengan menambah diameternya sebesar 1mm dan 2 mm, menjadi 21,05 mm dan 22,05 mm, kemudian dilakukan pengujian dayanya, dengan menggunakan dynamometer. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa daya rata-rata standardnya sebesar 6,16 Hp, modifikasi 1 mm sebesar 6,58 Hp, modifikasi 2 mm sebesar 6 Hp, sehingg terjadi kenaikan dibandingkan dengan daya standardnya sebesar 0,42 Hp pada modifikasi pertama , dan terjadi penurunan sebesar 016 Hp pada modifikasi kedua. Kata kunci: Daya, Exhaust, Diameter Lubang.

PENDAHULUAN Perkembangan dunia industri, khususnya industri kendaraan bermotor begitu pesat. Setiap hari produksi kendaraan bermotor semakin bertambah, baik dari sisi jumlah maupun jenis, merek ataupun tipe dari kendaraan tersebut. Konsumen dimanjakan dengan hasil produksi yang memiliki kualitas yang semakin meningkat. Untuk menarik konsumen menggunakan produk-produk tertentu produsen bersaing ketat untuk menghasilkan produk yang terbaik dengan harga yang terjangkau. Kualitas produksi kendaraan bermotor ditandai dengan unjuk kerja yang baik pula, dimana unjuk kerja meliputi daya, torsi, konsumsi bahan bakar, tekanan efektif rata-rata maupun emisi gas buang yang dihasilkan. Pada dasarnya produksi dari pabrikan sudah memberikan unjuk kerja yang sangat baik, akan tetapi setiap pemakai pasti mempunyai keinginan untuk meningkatkan unjuk kerja atau performa dari kendaraan yang dimilikinya, sehingga dalam penelitian ini penulis berusaha mencoba meningkatkan unjuk kerja dari kendaraan bermotor tersebut melalui upaya memodifikasi diameter lubang gas buang. Dari hasil penelitian tersebut diharapkan didapat unjuk keja yang lebih bagus terutama ditinjau dari sisi dayanya.

ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-1


Parameter Unjuk Kerja Motor Pembakaran Dalam Dasar pengukuran yang digunakan untuk mengevaluasi performance suatu engine meliputi: 1. Putaran engine 2. Brake Horse Power (Bhp) 3. Torsi 4. Tekanan Efektif Rata-rata (Bmep) 5. Konsumsi Bahan Bakar (sfc) 6. Effisiensi Thermis Peak ihp 280

ihp 240

Peak bhp

45

Brake Torque 40

10

80

35

bm ep

8

30

6

fhp 0,30

bsfc 40

0,25 0,20

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

bsfc, kgf/bhp.hr

120

torque, kgf.m

bhp 160

bmep, kgf/cm2

Horse Power

200

7000

Gambar 1. Pengujian SI Engine dengan Variabel Speed untuk Full Open Throttle Sumber: Mathur dan Sharma (1980)

Putaran engine Putaran engine adalah banyaknya putaran dari engine selama satu menit atau detik. Putaran engine biasanya dinyatakan dalam round per minute (rpm) atau round per second (rps). Turbulensi aliran meningkat seiring dengan putaran engine, sehingga dengan putaran engine yang semakin meningkat maka laju pembakaran semakin cepat akibat turbulensi. Gambar 2 menunjukkan laju pembakaran fungsi kecepatan engine.

Gambar 2. Kecepatan Api Rata-rata dalam Ruang Bakar Fungsi Putaran Engine pada Engine SI Sumber: Pulkrabek, Willard W (1997) ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-2


Daya Daya adalah energi yang dihasilkan dari sebuah proses dalam tiap satuan waktu, dimana dalam hal ini daya merupakan kemampuan dari suatu engine dalam menghasilkan kerja tiap satu satuan waktunya. Dalam satu putaran poros engine, titik tertentu yang berada pada diameter terluar rotor (jari-jari r) akan berputar sepanjang 2r. Jika pada diameter terluar bekerja gaya F, maka gaya tersebut pada Gambar 3 melakukan kerja sebesar : Kerja = 2r.F (untuk 1 putaran poros)

(1)

F .2 . .r .n . 60

Kerja poros motor:

(2)

kecepatan sudut w , keliling =p. 2.r r

Motor F

Gambar 3. Kerja Poros Motor

Satuan kerja persatuan waktu adalah daya, sehingga: Daya (P) =

F .2. .r.n 60.75

[hp]

(3)

Dimana : F = Beban dari dynamometer [kg] r = Panjang lengan dynamometer n = Putaran motor [rpm] 75 g.m = 1 hp.s METODA Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode laboratory experimental. Jenis penelitian ini adalah membandingkan hasil percobaan benda uji standard denganbenda uji modifikasi dengan memakai sarana laboratorium sebagai basis dalam mencari data. Benda Uji Peralatan pengujian yang dipakai pada penelitian ini terdiri dua jenis yaitu benda uji standar dan benda uji modifikasi. Benda uji standar Yang dipakai sebagai benda uji standar pada penelitian ini adalah kepala silinder sepeda motor Yamaha Vega standar pabrikdengan lubang exhaust standart yaitu 20.05 mm.

ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-3


Gambar 4. Lubang Exhaust Standart

Benda uji modifikasi Yang dipakai sebagai benda uji modifikasi adalah kepala silinder sepeda motor Yamaha Vega yang telah mengalami modifikasi yaitu pada lubang exhaust ini akan diperbesar menjadi 21,05 mm dan 22,05 mm. Prosedur Pengujian 1. Engine dihidupkan. 2. Melakukan pemanasan mesin untuk mencapai kondisi operasional dari mesin kurang lebih selama 5-10 menit. 3. Sepeda motor dinaikkan ke mesin dynometer. 4. Sensor dipasang semua. 5. Beban diukur di roda belakang, besarnya torsi dan daya mulai dari rpm 5000 sampai rpm tertinggi (full open throtle) 6. Kemudian semua parameter dapat dilihat di komputer. 7. Masing-masing benda uji dilakukan pengujian dan diulang. 8. Setelah selesai pencataan mesin di biarkan tetap hidup sampai stasioner 9. Mesin dimatikan 10. Blower dimatikan. HASIL DAN DISKUSI Dari pengujian yang dilakukan pada motor Yamaha Vega standard dan modifikasi, pada dynamometer dengan pengambilan data mulai dari rpm 5000 sampai rpm tertinggi atau sampai full open throttle dengan menggunakan gigi transmisi 3, maka diperoleh hasil yang ditunjukkan pada Tabel 1.

ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-4


Tabel 1. Hasil Pengujian Benda Uji Standard dan Modifikasi Standart

Modifikasi 1

Modifikasi 2

Perubahan Daya (%)

Rpm

Daya (hp)

Daya (hp)

Daya (hp)

Δ1

Δ2

5500

4,3

3,9

4,2

-0,4

-0,1

5750

6

5,8

5,9

-0,2

-0,1

6000

6,4

6,5

6,4

0,1

0

6250

6,5

6,7

6,6

0,2

0,1

6500

6,7

6,9

6,8

0,2

0,1

6750

6,9

7,2

6,8

0,3

-0,1

7000

7

7,3

6,9

0,3

-0,1

7250

7

7,4

6,9

0,4

-0,1

7500

6,9

7,4

6,9

0,5

0

7750

6,7

7,3

6,7

0,6

0

8000

6,5

7,1

6,4

0,6

-0,1

8250

6,2

6,9

6,1

0,7

-0,1

8500

6,1

6,7

5,8

0,6

-0,3

8750

5,8

6,4

5,4

0,6

-0,4

9000

5,6

6,3

5,1

0,7

-0,5

9250

5,2

6,1

4,7

0,9

-0,5

9500

4,9

5,9

4,4

1

-0,5

Ratarata

6,158824

6,576470588

6

0,417647059

-0,15882

Dari Tabel 1 terlihat bahwa daya standard rata-ratanya sebesar 6,16 hp, modifikasi 1 sebesar 6,58 hp dan modifikasi 2 sebesar 6 hp, ini memberikan arti bahwa modifikasi 1 terjadi kenaikan daya sebesar 0,4 hp, sedangkan modifikasi 2 terjadi penurunan daya sebesar 0,16 hp. Kemudian untuk lebih jelas perbedaan hasil pengujian standard dan modifikasi, maka dibuat grafik perbedaan antara pengujian standard dan modifikasi 1 dan modifikasi 2, hasilnya ditunjukkan pada Gambar 5.

ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-5


Grafik Daya 8

7

6

Daya

5

4

3

2

1

0

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

10500

11000

RPM Standart

Modifikasi 1

Modifikasi 2

Gambar 5. Grafik Perbandingan Daya Antara Standart, Modifikasi 1, dan Modifikasi 2

Gambar di atas adalah hasil dari perbandingan data antara standart, modifikasi 1 dan modifikasi 2. Dari gambar dapat dilihat perbedaan antara daya standart dan modifikasi, daya standart maksimum sebesar 7,0 hp dicapai pada rpm 7136, sedangkan untuk modifikasi 1 daya maksimum naik mencapai 7,4 hp dicapai pada rpm 7356 tapi setelah rpm 7356 daya cenderung turun, tetapi masih diatas yang standart. Dan untuk modifikasi 2 daya tidak terdapat kenaikan pada puncak daya yaitu 7,0 hp pada rpm 7448 dan menurun pada rpm 9500 dari 4,9 hp menjadi 4,4 hp. Kenaikan daya pada modifikasi 1 dapat diterangkan sebagai berikut : daya rata –rata dan daya puncaknya akan naik seiring dengan pembesaran diameter, hal ini diakibatkan sisa bahan bakar bisa keluar bebas keudara luar, sehingga didalam ruang bakar akan bersih dari gas buang, hal ini akan menguntungkan saat langkah hisap, dimana isi bersih akan masuk dengan lancar, sehingga efisiensi volumetrisnya semakin besar, yang akan membuat proses pembakaran lebih optimal karena jumlah isi segar yang dibakar semakin banyak.Kemudian jika diameter diperlebar lagi menjadi 22, 05 daya rata-rata dan daya puncaknya malah menjadi turun, hal ini karena lubang diameter sudah terlalu lebar, yang menyebabkan isi segar ikut terbuang bersama-sama gas buang, sehingga proses pembakarannya menjadi tidak sempurna. KESIMPULAN Dari hasil penelitian didapatkan bahwa : 1. Terdapat kenaikan daya rata-rata sebesar 0,42 hp pada pembesaran lubang menjadi 21,05 mm jika dibandingkan dengan daya motor vega standard buatan pabrik. 2. Terjadi penurunan daya rata-rata sebesar 0,16 hp pada pembesaran lubanh menjadi 22,05 mm, jika dibandingkan dengan daya standarnya. 3. Daya puncaknya juga mengalami kenaikan pada modifikasi satu, sedangkan pada modifikasi 2 tidak terjadi kenaikan daya puncaknya. ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-6


4. Masih diperlukan penelitian lanjutan dengan range yang lebih dekat untuk mengetahui kenaikan maksimunnya. DAFTAR PUSTAKA Biro Pusat Statistik, (2003), Jumlah Kendaraan Bermotor di Indonesia, Jakarta. Heisler and Arnold , (1994), Advance Engine Technology, Hodder Headline Group,London. Hakam, Mohamad (2006), Analisa Pengaruh Penggunaan Logam Tembaga Sebagai Katalis Pada Saluran Gas Buang Mesin Bensin Empat langkah Terhadap Konsentrai Polutan CO Dan HC, Tesis S-2 Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya. Heywood, John B. (1988), Internal Combustion Engine Fundamentals, International Edition, McGraw-Hill. Hiller, V. A. W.(1995), Fundamental Motor Vehicle Technology, Edisi 4, FIMI Stanley Thorne ( Publishers ) Ltd. Maleev, V. L., (1945), Internal Combustion Engine, 2nd edition, McGraw Hill Kogakhusa, LTD., Tokyo. Mathur dan Sharma, (1980), A Course in Internal Combustion Engines, Dhanpat Rai & Son, Delhi. Obert, Edward F., (1968), Internal Combustion Engine and Air Pollution, 3nd edition, Internal Textbook Company, New York,. Prasetyo, Arik E., (2006), Pengaruh Diameter Lubang Exhaust terhadap Parameter Unjuk Kerja Pada Motor Yamaha Vega, Tugas Akhir Teknik Mesin Otomotif Politeknik Madiun. Pulkrabek, W. (1997), Engineering Fundamental of the Internal Combustion Engine, Prentice Hall International, INC.

ISBN : 978-602-97491-8-2 A-6-7

UPAYA PENINGKATAN DAYA MOTOR DENGAN MERUBAH BESARNYA LUBANG KELUARAN GAS BUANG

Recommend Documents