KAJI EKSPERIMENTAL DIAMETER LUBANG INTAKE MANIFOLD SEBAGAI UPAYA OPTIMALISASI KINERJA MOTOR BAKAR

EMPAT LANGKAH SATU SILINDER

Ramadhan Adhi Kusuma1, Achmad Nurhidayat2 1 Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin, Univeristas Surakarta

2 Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Surakarta

Tujuan penelitian ini adalah Mengetahui seberapa besar pengaruh perubahan diameter lubang manifold terhadap kinerja mesin dan mengetahui diameter lubang manifold yang sesuai, untuk mendapatkan kinerja mesin paling maksimal sesuai dengan kapasitas mesin pada Yamaha jupiter khususnya pada tahun 2004

Pengujian dilakukan dengan memperbesar 2 mm dan memperkecil 2 mm dari diameter standar katup masuk. Pengujian daya menggunakan dynometer, data hasil berupa beban dan waktu yang dibutuhkan untuk konsumsi bahan bakar 10 ml, data diolah dengan metode matematika untuk mendapatkan torsi, daya dan konsumsi bahan bakar mesin Yamaha Jupiter tahun 2004. Pengujian dilakukan di Laboratorium dan Workshop Teknik mesin, Fakultas Teknik Teknologi Industri, Universitas Surakarta.

Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa bertambah besar diameter intake manifold maka semakin kecil efisiensi artinya daya yang dihasilkan boleh besar tetapi jumlah bahan bakar yang digunakan juga semakin besar. Kejadian tersebut dapat dijadikan alasan mengapa dengan diameter intake manifold yang semakin besar jumlah bahan bakar semakin boros.

kata kunci: diameter Hole, manifold, torsi.

PENDAHULUAN

Motor bakar 4 langkah 1 silinder adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengubah tenaga panas menjadi tenaga gerak. Kerja motor bakar 4 langkah 1 sili-nder terdapat empat langkah siklus yaitu isap, kompresi, kerja dan buang. Sebutan 1 silinder karena hanya

menggunakan 1 silin-der sebagai tempat pembakaran bahan bakar dan udara serta sebagai pergerakan piston. Untuk menimbulkan tenaga gerak didalam motor bakar 4 langkah 1 silinder di-butuhkan beberapa elemen pendukung an-tara lain udara, bahan bakar,

pembakaran, gerak bolak-balik, yang diubah menjadi gerakan berputar, kompresi dan siklus mesin.

Di dalam motor bakar 4 langkah 1 silinder mempunyai beberapa komponen penting untuk mendukung kinerja dari motor bakar tersebut, salah satunya adalah mekanisme manifold. Mekanisme manifold adalah suatu sistem yang menghubungkan campuran bahan bakar dan udara, dari karburator masuk kedalam ruang pemba-karan didalam suatu mesin. Manifold juga berfungsi untuk jalan masuknya campuran bahan bakar dan udara menuju ruang bakar. Setiap silinder juga dilengkapi dengan dua jenis lubang yaitu lubang masuk

yang disebut (intake) dan lubang buang yang disebut (exhaust). Perkembangan dunia otomotif di Indonesia makin berkembang telah muncul banyak

inovasi tentang makanisme manifold, yang menimbulkan isu dapat meningkatkan kinerja dari suatu motor bakar. Salah satunya memperbesar diameter dari lubang manifold, sehingga

yang diharapkan akan meningkatkan pasokan bahan bakar dan memperlancar saluran masuk.

Melihat fenomena tersebut penulis tertarik untuk melakukan percobaan terhadap diameter dari lubang manifold. Hipotesa yang ada bahwa lubang manifold yang diperbesar atau diperkecil akan mengakibatkan perubahan pada kinerja motor. Namun untuk meyakinkan dan mengetahui perbedaan tersebut perlu kira-nya pembuktian dengan melakukan pene-litian terhadap pengaruh besar dan kecilnya diameter lubang manifold terhadap kinerja motor bakar 4 langkah 1 silinder.

KERANGKA TEORITIS

Agar dapat menghasilkan tenaga mesin maka perlu membutuhkan bahan bakar dan

udara. Untuk mendapatkan per-forma mesin yang baik, diperlukan penguku-ran yang tepat dari keduanya (bahan bakar dan udara). Pada mesin pembakaran dalam, pengukuran pemakaian udara yang tepat itu sangat sulit karena aliran yang tidak kons-tan, disebabkan

oleh siklus bawaan dari mesin, Selain itu karena udara merupakan fluida yang dapat dimampatkan. Dengan demikian jika suatu mesin empat langkah dapat menghisap udara, kondisi hisapnya seba-nyak volume langkah pistonnya untuk setiap langkah isap, maka hal itu merupakan sesuatu yang ideal (Arismunandar, 1997).

Penghalusan intake manifold terbukti dapat meningkatkan performansi motor bakar bensin yang meliputi: Torsi maksimum meningkat sebesar 1.8%, Daya maksimum naik 3%, Bmep maksimum naik 2.53%, Efisiensi termal naik rata-rata 5.24%, Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) turun sebesar rata-rata 4.9%. (Eka Dewi Anggraini Handoyo 2010).

Setelah melakukan pengujian variasi panjang intake manifold untuk mengetahui efek ram, back-flow, overlaping katup dan head loss dapat diambil kesimpulan bahwa pada pengoperasian mesin pada putaran rendah sampai menengah, intake manifold dengan yang lebih panjang memberikan performance yang lebih baik. Pengoperasian mesin pada putaran menengah ke atas intake manifold dengan intake manifold pendek memberikan performance yang lebih baik. Putaran rendah sampai menengah mesin dengan intake manifold 8 cm mem-berikan kenaikan performance yang paling baik jika dibandingkan dengan intake manifold standar (4 cm). Daya rata-rata naik sebesar 2,02%, effisiensi volumetris naik 3,00% dan SFC turun 4,16%. Putaran me-nengah ke atas engine tanpa intake manifold memberikan kenaikan performance lebih ba-ik jika dibandingkan dengan kondisi standar. Kenaikan daya rata-rata sebesar 3,69% effisiensi volumetris naik 6,08% % dan SFC turun 2,37 %. Intake manifold optimum un-tuk pengoperasian mesm ditinjau dari per-formance pada semua putaran dan pemakaian mesin pada kondisi operasi normal adalah intake manifold standar. Intake manifold ini memberikan torsi. (Muhamad Rizal Maulidi).

Gambar 1. Intake manifold

Intake manifold Berfungsi untuk menghubungkan antara karburator dengan saluran masuk udara dan bahan bakar ke ruang bakar. Karena lubang masuk cam-puran bahan

bakar dan udara dan lubang keluar campuran dari karburator tegak lurus, maka bentuk melengkung seperti gambar 1. digunakan daripada bentuk siku-siku. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi hambatan terhadap aliran campuran bahan bakar dan udara, sehingga dengan demikian diharap-kan campuran akan sampai ke ruang bakar sesuai dengan yang dilepas ruang pencam-pur pada karburator.Motor bakar jenis silinder tunggal tegak intake manifold yang digunakan tanpa lengkungan, tetapi lurus saja karena lubang masuk campuran bahan bakar dan udara dan lubang keluar campuran dari karburator sejajar.

METODE PENELITIAN

Desain penelitan

Desain penelitian ini termasuk desain pra-eksperimental dengan studi observasi tunggal (one-shot case study), karena objek penelitiannya hanya merupakan kelompok perlakuan dan tidak memiliki kelompok kontrol. Hal ini dikarenakan dalam desain ini, suatu perlakuan (X) yaitu variasi bentuk permukaan piston, dikenakan pada suatu objek penelitian, yaitu motor bensin Yamaha dan kemudian dilakukan pengamatan terha-dap konsumsi bahan bakarnya.

Populasi dan sampel

Pada penelitian tersebut, karena jenis motor maupun jenis karburatornya sudah tertentu juga karakteristik motor, karburator dan intake manifold yang sama pula, maka teknik sampling yang digunakan adalah tek-nik purposif random sample, yaitu dengan contoh : 1. Motor bensin yang digunakan sepeda motor Jupiter Z 2. Karburator yang digunakan yaitu merek Mikuni 3. Komposisi campuran bahan bakar dan udara saat idle tetap

Pelaksanaan penelitian

Tahap persiapan a. Dalam setiap perlakuan dilakukan penggantian intake manifold, agar men-dekati ketelitian

hasil pengamatan, maka setiap perlakuan dilaksanakan lima kali pengukuran. b. Pengamatan dilaksanakan setelah motor berada pada temperatur kerja mesin, yaitu

setelah tidak lagi terjadi kenaikan temperatur mesin dalam waktu yang relatif singkat. c. Beban motor dioperasikan pada beban nol atau beban motor itu sendiri. Sehingga

pengamatan ini dilakukan dalam kondisi stasioner. d. Motor dalam kondisi stasioner. e. Karena pengamatan ini dilakukan dalam kondisi stasioner, maka putaran motor un-tuk

setiap perlakuan yang dilakukan masih dalam batas putaran yang diijinkan yaitu pada putaran rendah, menengah dan tinggi.

Tahap pelaksanaan a. Setiap kali perlakuan, pemakaian bahan bakar yang ditetapkan adalah 10 ml. Pada

setiap ulangan diusahakan awalan pencatatan waktu dilakukan beberapa saat setelah mesin dioperasikan dan suhu motor konstan.

b. Pengisian bahan bakar ke dalam gelas ukur dilakukan setelah pengoperasian motor dihentikan.

c. Mencatat beban torsi dari alat ukur beban. d. Mencatat putaran motor dan suhu motor (sebagai variabel kontrol)

Gambar 2. Diagram alir penelitian

PEMBAHASAN

Untuk pembahasan diperlukan pengolahan data berupa perhitungan-perhitungan prestasi mesin, data diambil dari hasil penelitian. Untuk menganalisa kinerja motor masing-masing permukaan piston dibuatlah grafik perbandingan kinerja motor yang dihasilkan, adapun grafik-grafik tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 3. Perbandingan daya antara variasi diameter intake manifold

pada putaran motor tertentu

Gambar 4. Perbandingan konsumsi bahan bakar spesifik antara variasi diameter intake manifold pada putaran motor tertentu

Dari grafik-grafik tersebut maka dapat di ketahui bahwa bertambah besar diameter intake manifold maka semakin kecil efisiensi artinya daya yang dihasilkan boleh besar tetapi jumlah

bahan bakar yang digunakan juga semakin besar. Kejadian tersebut dapat dijadikan alasan mengapa dengan diameter intake manifold yang semakin besar jumlah bahan bakar semakin boros.

Gambar 5. Perbandingan efisiensi antara variasi diameter intake manifold

pada putaran motor tertentu

KESIMPULAN

Diameter intake manifold mempengaruhi kinerja motor bakar hal ini dapat buktikan dalam penelitian ini. Pengujian dilakukan terhadap tiga diameter yang berbeda. Adapun kesimpulannya adalah sebagai berikut : 1. Tanpa melakukan penelitian terhadap daya yang dihasilkan, maka performance motor

bakar tidak bisa diketahui, meskipun secara teoritis hal tersebut bisa disimpulkan bahwa semakin besar konsumsi bahan bakar, maka makin besar pula daya yang dihasilkan dengan mengabaikan pengapian.

2. Dari pengamatan dapat di ketahui bahwa bertambah besar diameter intake manifold maka semakin kecil efisiensi artinya daya yang dihasilkan boleh besar tetapi jumlah bahan bakar yang digunakan juga semakin besar. Kejadian tersebut dapat dijadikan alasan mengapa dengan diameter intake manifold yang semakin besar jumlah bahan bakar semakin boros.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar; W., 2008, Buku Motor Bakar Torak. Institut Teknologi Bandung, Bandung Kawasaki team, 1989, Sistem Bahan Bakar Service Kawasaki, Jakarta Ulinnuha; C. A., 2000, Korek Skubek. Motor Plus, Edisi 73 www.ahas.org. Supra Fit Parts catalog edisi I : PT. Astra Honda Motor Hardjono; S. D., 1997, Pertolongan Pertama Pada Sepeda Motor. Puspa Swara, Jakarta 2000, Tabloid Motor Plus. Edisi 73