MENGKAJI, MENGHASILKAN DAN MENGUJI PRESTASI ENJIN KERETA
4G93 1.8L YANG TELAH DIUBAHSUAI
ZAINAL BIN ZAKARIA
UNIVERSITI TEKNOLOGI PENDIDIKAN
UTPSZ 19:16 (Pind.1/97)
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS
JUDUL: Mengkaji, menghasilkan dan menguji prestasi enjin 4G93 1.8L
yang telah diubahsuai
SESI PENGAJIAN: 2005/2006
Saya _________________________ZAINAL BIN ZAKARIA____________________
(HURUF BESAR) mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut: 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan
pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara
institusi pengajian tinggi. 4. **Sila tandakan ( )
SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam
(AKTA RAHSIA RASMI 1972) TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan
oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)
TIDAK TERHAD
Disahkan oleh __________________________ __________________________ (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA)
Alamat tetap: En Adnan bin Ahmad Kampung Parit Lapis Sempadan, Nama Penyelia 86400 Parit Raja, Batu Pahat, Johor. Tarikh: ___________________ Tarikh: _____________________
CATATAN: * Potong yang tidak berkenaan ** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan atau disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM)
“ Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya
ini adalah memadai dari skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan Ijazah
Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan ( Kejuruteraan Mekanikal )”
Tanda tangan : ………………………………..
Nama Penyelia : ENCIK ADNAN AHMAD
Tarikh : …………………………………
MENGKAJI, MENGHASILKAN DAN MENGUJI PRESTASI ENJIN 4G93 1.8L
YANG TELAH DIUBAHSUAI
ZAINAL BIN ZAKARIA
Laporan projek ini dikemukakan sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat
penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan
( Kejuruteraan Mekanikal)
Fakulti Pendidikan
Universiti Teknologi Malaysia
APRIL 2006
ii
“Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang
tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”.
Tandatangan : ……………………………
Nama Penulis : ZAINAL BIN ZAKARIA
Tarikh : ………………………..
iii
DEDIKASI
Dengan nama Allah S.W.T. yang Maha Pemurah lagi Maha Mengasihani.
Segala pujian atas limpah dan kurnia Allah S.W.T. tuhan seluruh alam.
Selawat dan salam ke atas junjungan nabi Muhammad S.A.W.
Buat ayah dan ibuku,
ZAKARIA BIN KASIM
MURTINI BTE YATNI
Tiada apa yang dapatku bicarakan hanya doamu mengiringi setiap
detik perjalanan hidup
Anakandamu ini.Harapanmu lebih sedekad yang lalu kini telah ku tunaikan jua
Dan buat kekanda-kekandaku terima kasih atas segalanya.
Buat rakan-rakan,
5 SPJ 2005/2006
Segala dorongan,pengorbanan dan keikhlasan bantuanmu tidak
Termampu diungkapkan dengan kata-kata.Hanya Allah S.W.T. sahaja yang maha
mengetahui dan membalasnya serta maafkanlah segala kesilapan yang lalu.
iv
PENGHARGAAN
Segala puji-pujian kehadrat Allah S.W.T. kerana dengan limpah rahmat dan
hidayahNya, saya dapat menyiapkan kajian ini.
Pertama sekali saya ingin merakamkan penghargaan ikhlas kepada penyelia projek
sarjana muda, En. Adnan bin Ahmad di atas bimbingan dan dorongan yang diberikan
sepanjang tempoh menyiapkan kajian ini.Terima kasih yang tidak terhingga dan hanya
Allah S.W.T. yang mengetahui dan membalas jasa-jasa yang sangat besar ini.
Kerjasama daripada Cikgu Man dan Hafiz yang telah membantu mengubahsuai
enjin selama dua hari dua malam bersengkang mata bersama amatlah dihargai. Untuk
Pasukan FERT Utm jutaan terima kasih atas kerjasama yang diberikan
Akhir sekali,Penghargaan juga ditujukan kepada rakan-rakan 5SPJ 2005/06, semua
yang terlibat secara langsung dan tidak langsung kerana sudi menghulurkan bantuan,
pendapat dan idea dalam menjayakan projek penyelidikan ini. Segala ganjaran dan
pembalasan semuanya ku serahkan pada Yang Maha Esa.
v
ABSTRAK
Industri automotif adalah penyumbang kedua terbesar sektor ekonomi Negara. Pelbagai
kemudahan dan prasarana telah disediakan oleh kerajaan Malaysia untuk
membangunkan industri automotif ini. Inovasi, ubahsuai dalam dunia automotif telah
menghasilkan satu teknologi tempatan yang selama ini bergantung kepada teknologi
luar Negara. Kajian ini bertujuan untuk melihat prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah
diubahsuai. Enjin yang diubahsuai dan digunakan dalam kajian ini ialah enjin 4G93
1.8L. Kajian ini telah dijalankan di bengkel automotif N26 Jabatan Pendidikan Teknikal
dan Kejuruteraan, Fakulti pendidikan, Utm. Alat kajian yang digunakan untuk
mendapatkan data bagi kemuatan enjin ini ialah peralatan pengukuran yang mempunyai
kejituan 0.01 mm hingga 0.05 mm. Dengan data yang diperoleh, kemuatan enjin dapat
dikira menggunakan formula Istilah Kemuatan Enjin. Untuk menganalisis ubahsuai
yang telah dihasilkan, analisis pengujian telah dijalankan dengan menggunakan mesin
Dynamometer Test CARTEC 5.04 IR. Daripada analisis tersebut mendapati pretasi
enjin yang diubahsuai telah meningkat daripada 103 kuasa kuda (hp) enjin yang asal
kepada 150.2 kuasa kuda (hp). Selain itu pengujian juga dilakukan pada keadaan
sebenar iaitu pada litar lumba F1 Sepang dalam perlumbaan Merdeka Millennium
Endurance Race 2005 (MME ’05). Pengujian telah menunjukkan prestasi enjin 4G93
1.8L yang telah diubahsuai dan ketahanan enjin bertahan selama 12 jam dalam suasana
perlumbaan.
vi
ABSTRACT
Automotive industry is in second place on contributing Malaysian economy. Malaysian
government has already done many facilities in order to develop this industry. An
innovation and modification in world of automotive industry has produced one local
technology without relying on foreign technologies. Therefore, the purpose of this
research is to study about the engine of 4G93 1.8L that has been modified. This
research is fully done at N26’s automotive workshop, Department of Technical and
Engineering Education, Faculty of Education, Utm. The instrument of this research is a
measurement device that have tolerance in between 0.01 mm to 0.05 mm. It was used to
earn data for engine’s efficiency. All data obtained was calculated using engine
efficiency formula. Dynamometer test machine, CARTEC 5.04 IR was used to analyzed
the modified engine. From the analysis, modified engine performance is increased from
103 horse power (hp) to 150.2 hp. Beside that, circuit test is another important method
to test this engine. It was tested during Merdeka Millennium Endurance Race 2005
(MME ’05) at F1 Sepang international circuit. The testing showed the performance and
endurance capability of the engine in 12 hours time in race condition.
vii
KANDUNGAN
BAB PERKARA MUKA SURAT
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGAKUAN ii
DEDIKASI iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
KANDUNGAN vii
SENARAI JADUAL xii
SENARAI SINGKATAN xiii
SENARAI RAJAH xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Pengenalan 1
1.2 Latar Belakang Masalah 3
1.3 Pernyataan Masalah 4
1.4 Objektif Kajian 4
1.5 Persoalan Kajian 5
viii
1.6 Kepentingan Kajian 5
1.7 Skop kajian 6
1.8 Terminologi 6
BAB II SOROTAN KAJIAN
2.1 Pengenalan 9
2.2 Enjin 4 lejang 10
2.3 2.2.1 Lejang masukan 11
2.2.2 Lejang mampatan 11
2.2.3 Lejang kuasa 12
2.2.4 Lejang ekzos 13
2.3 Pemasaan injap (Valve Timing) 15
2.3.1 Pemasaan injap pengambilan 15
2.3.2 Pemasaan injap ekzos 17
2.3.3 Tindihan injap 17
2.4 Istilah kemuatan enjin (Kecekapan enjin) 18
2.4.1 Isipadu anjakan 18
2.4.2 Isipadu kelegaan 18
2.4.3 Jumlah isipadu 19
2.4.4 Nisbah mampatan 19
2.4.5 Kuasa kuda 19
BAB III CIRI-CIRI KOMPONEN ENJIN
3.1 Pengenalan 20
3.1.1 Binaan omboh 21
3.1.2 Kambi omboh 22
3.1.3 Bentuk kepala omboh 23
ix
3.2 Cemat omboh 24
3.3 Rod penyambung 26
3.4 Aci engkol 27
3.5 Injap 28
3.5.1 Injap dan sudut dudukan 29
3.6 Blok enjin 31
BAB IV METODOLOGI KAJIAN
4.1 Pengenalan 32
4.2 Prosedur mengubahsuai enjin 33
4.3 Kaedah untuk mendapatkan data 38
4.3.1 Pengukuran berulang kali 38
4.3.2 Kaedah pengukuran 39
4.3.3 Kaedah pengiraan kemuatan enjin 39
4.3.3.1 Isipadu anjakan 40
4.3.3.2 Isipadu kelegaan 41
4.3.3.3 Jumlah isipadu 41
4.3.3.4 Nisbah mampatan 41
4.4 Kaedah pengujian 41
4.4.1 Kaedah pengujian prestasi enjin
4G93 1.8L didalam makmal 42
4.4.2 Pengujian enjin 4G93 1.8L yang telah
diubahsuai dilitar lumba 42
x
BAB V KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
5.1 Pengenalan 44
5.2 Spesifikasi teknikal asal enjin 4G93 1.8L 45
5.3 Analisis data 45
5.4 Keputusan kemuatan enjin 47
5.4.1 Isipadu anjakan 47
5.4.2 Isipadu kelegaan 48
5.4.3 Jumlah isipadu 48
5.4.4 Nisbah mampatan 49
5.4.5 Spesifikasi teknikal Enjin 4G93 1.8L
yang diubahsuai 50
5.5 Keputusan pengujian 50
5.5.1 Keputusan pengujian didalam makmal 52
5.5.2 Keputusan pengujian dilitar lumba 52
5.6 Perbincangan 53
5.6.1 Jenis-jenis silinder yang telah diubahsuai 55
5.6.2 Jenis nisbah mampatan 56
BAB VI RUMUSAN DAN CADANGAN
6.1 Pengenalan 57
6.2 Rumusan 58
6.2.1 Pengukuran dan pengiraan 59
6.2.2 Pengujian 60
6.3 Cadangan 61
6.3.1 Penggunaan bahan termaju 61
6.3.2 Penggunaan komponen-komponen
khas untuk tujuan perlumbaan 62
xi
RUJUKAN 63
LAMPIRAN SENARAI LAMPIRAN
A Gambar semasa pengubahsuaian enjin 65
B Keputusan Pengujian litar lumba 68
xii
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT
Jadual 4.1 Peralatan pengukuran dan kejituan ukuran 41
Jadual 5.1 Spesifikasi teknikal asal Enjin 4G93 1.8L 47
Jadual 5.2 Bacaan nilai data pengukuran 48
Jadual 5.3 Spesifikasi teknikal Enjin 4G93 1.8L
yang diubahsuai 52
xiii
SENARAI SINGKATAN
D - Garis pusat gerek silinder
L - Panjang lejang
Π - pemalar (3.142)
hp - Horse power
W - Tekanan berkesan
TDC - Titik terakhir atas
BDC - Titik terakhir bawah
xiv
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT
Rajah 2.1 : Urutan peristiwa dalam enjin kitar 4-lejang,
memerlukan dua putaran aci engkol dan satu lejang 14
Rajah 2.2 : Pemasaan injap pengambilan 16
Rajah 2.3 : Pemasaan injap ekzos 17
Rajah 3.1 : Binaan omboh 21
Rajah 3.2 : Bentuk kambi omboh 22
Rajah 3.3 : Ruang kelegaan diantara omboh dengan berat
pengimbang pada aci engkol 22
Rajah 3.4 : Bentuk-bentuk kepala omboh 23
Rajah 3.5 : Isipadu kebuk pembakaran dan nisbah mampatan enjin
dipengaruhi oleh bentuk kepala omboh 24
Rajah 3.6 : Omboh dan rod penyambung dihubungkan oleh
cemat omboh 25
Rajah 3.7 : Jenis cemat omboh 25
Rajah 3.8 : Komponen rod penyambung 26
Rajah 3.9 : Binaan aci engkol 27
Rajah 3.10 : Injap akan berada pada kedudukan injap
ketika ia tertutup 29
Rajah 3.11 : Bahagian injap 29
xv
Rajah 3.12 : Injap dan dudukan injap 30
Rajah 3.13 : Sudut dudukan injap 30
Rajah 3.14 : Binaan blok enjin 31
Rajah 4.1 : Gambarajah komponen atas yang perlu ditanggalkan 33
Rajah 4.2 : Penggunaan kren untuk memegang enjin 35
Rajah 4.3 : Kedudukan enjin yang sudah dikeluarkan 35
Rajah 4.4 : Gambarajah enjin 4G93 1.8L yang telah dikeluarkan 36
Rajah 4.5 : (a) Gambarajah blok yang sudah diceraikan
(sumber : Modern automotive mechanics)
(b) Kebuk silinder yang diubahsuai 36
Rajah 4.6 : Gambarajah kaedah pengukuran (a) Pengukuran gerek
silinder (b) pengukuran omboh (sumber :
Modern automotive mechanics) 37
Rajah 4.7 : Gambarajah kedudukan bahagian untuk diukur pada
kebuk silinder (sumber : Modern automotive mechanics) 37
Rajah 4.8 : Gambarajah kedudukan isipadu anjakan 40
Rajah 4.9 : Pengujian Enjin 4G93 1.8L dilitar lumba F1
Sepang semasa MME ’06 43
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pengenalan
Sukan pemotoran di Malaysia kini telah menjadi salah satu industri yang
membawa keuntungan kepada Negara. Dengan penganjuran pelbagai edisi perlumbaan
telah menjadikan Malaysia salah sebuah Negara yang dikenali dengan pelbagai sukan
permotoran (Mahathir, 2000). Ini telah menjadikan pelbagai pihak menyertai
perlumbaan untuk tujuan R&D bagi kepentingan pihak masing-masing.
Ketika kali pertama menganjurkan perlumbaan Formula Satu (F1) Grand Prix
Malaysia Petronas pada 1999, Malaysia terus dianugerahkan penganjur terbaik oleh
badan pengurusan sukan bermotor paling berprestij itu, Formula One Management
(FOM). Sepang International Circuit (SIC) yang ketika itu diterajui oleh Tan Sri Basir
Ismail sebagai pengerusinya, menerima pujian tinggi bukan sahaja dari seluruh dunia,
malah jaguh-jaguh dunia yang berlumba kali pertama di litar sepanjang 5.543 kilometer
itu.
2
Pelbagai siri perlumbaan telah diadakan sepanjang tahun. Antaranya ialah
Formula 1 (F1), Moto GP, Sepang race Series, Merdeka Millenium Endurance Race
MME dan pelbagai lagi perlumbaan yang diadakan dimana-mana sahaja yanag
menyediakan kemudahan litar lumba.
Keupayaan sesuatu kereta lumba adalah amat berbeza dengan kereta-kereta yang
sedia ada terutama dari segi prestasi kecekapan enjin. Ini dapat dihasilkan dengan
mengubahsuai enjin kereta supaya mampu bersaing. Antara kereta-kereta Malaysia
yang selalu digunakan untuk perlumbaan adalah kereta Proton Satria GTi 1.8L. Ini
adalah kerana enjin kereta tersebut adalah sangat praktikal untuk diubahsuai disebabkan
enjin kereta yang dihasilkan dengan teknologi terkini.
Lotus adalah sebuah syarikat pengeluar kereta yang telah lama bertapak diarena
sukan permotoran. Lotus juga telah menghasilkan pelbagai jenis kereta perlumbaan
yang mampu bersaing. Antara bukti yang dapat dilihat adalah semasa perlumbaan
Merdeka Millenium Endurance Race 2005 (MME '05) kereta Lotus telah menjadi juara
keseluruhan. Disebalik itu Kebanyakan penyertaan kereta keluaran negara adalah dari
jenis kereta Satria GTi. Kesemua kereta tersebut telah diubahsuai bagi meningkatkan
kecekapan enjin selain bahagian-bahagian lain.
Trend pengubahsuaian kereta telah menjadi satu yang popular kepada pemandu
kereta lumba pada masa kini. Kerana pengubahsuaian dapat meningkatkan prestasi
enjin selain pengubahsuaian dapat menjimatkan kos daripada mendapatkan sebuah
kereta yang berkuasa tinggi.
3
1.2 Latarbelakang kajian
Teknologi automotif Negara telah maju setapak lagi dengan penghasilan
pelbagai pengubahsuaian terhadap enjin kenderaan. Terdapat pelbagai kaedah
pengubahsuaian enjin yang dilakukan oleh penggemar enjin berkuasa tinggi. Dapat
dilihat kereta kancil yang mempunyai kuasa rendah mampu menyaingi kereta berkuasa
tinggi. Ini adalah disebabkan keupayaan mereka mengubahsuai enjin kereta tersebut.
Pengubahsuaian enjin telah lama dipraktikkan oleh banyak pasukan lumba
kereta untuk mereka bersaing dalam perlumbaan. Jika dilihat pada dasarnya selain enjin
kenderaan tersebut banyak faktor lain yang mempengaruhi prestasi sesebuah enjin.
Tetapi faktor utama sesebuah enjin itu mempunyai prestasi yang tinggi ialah enjin
(William H. Crouse, 1995).
Bahagian utama enjin yang perlu diubahsuai ialah bahagian blok enjin (Don
Knowles,1995). Ini kerana bahagian tersebut merupakan bahagian yang memainkan
peranan utama dalam memastikan enjin mampu beroperasi. Bahagian blok yang biasa
dilakukan pengubahsuaian ialah bahagian kebuk silinder. Bahagian ini yang
menempatkan omboh untuk menghasilkan pembakaran
Menurut Dr. Mahathir (2000), industri automotif telah menjadi penyumbang
kedua terbesar dalam ekonomi Negara. Ini telah menunjukkan bahawa masa depan
sukan permotoran amat cerah jika semua pihak bekerjasama dalam membangunkan
industri ini. Walaupun selama ini Negara kita bergantung kepada teknologi luar tetapi
dengan keupayaan anak tempatan menghasilkan teknologi pengubahsuaian enjin untuk
meningkatkan prestasi enjin Kita tidak perlu lagi bergantung kepada teknologi luar.
4
1.3 Pernyataan masalah
Perlumbaan kenderaan berenjin telah mula menjadi minat kepada kebanyakan
pemilik kenderaan berenjin seperti kereta dan motor. Oleh yang demikian mereka telah
melakukan pelbagai cara untuk memastikan kereta mereka mempunyai prestasi yang
tinggi walaupun bukan untuk perlumbaan tetapi untuk keselesaan.
Sehubungan dengan itu, kajian ini adalah bertujuan untuk menguji prestasi enjin
4G93 1.8L yang telah diubahsuai berdasarkan formula istilah kemuatan enjin dan
pengujian dalam dan luar makmal. Selain itu, untuk mengenalpasti bahagian-bahagian
blok enjin yang perlu diubahsuai untuk meningkatkan prestasi enjin dan menerangkan
cara untuk mengubahsuainya.
1.4 Objektif kajian
Projek ini bertujuan untuk mengkaji, menghasilkan dan menguji prestasi enjin
4G93 1.8L yang telah diubahsuai. Objektif kajian ini ialah:-
1. Menghasilkan prestasi enjin dengan mengubahsuai blok enjin 4G93 1.8L
2. Mengenalpasti bahagian blok enjin yang diubahsuai bagi meningkatkan prestasi
enjin
3. Menguji prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah diubahsuai
4. Mengenalpasti perbezaan prestasi enjin 4G93 1.8L yang asal dan yang telah
diubahsuai
5
1.5 Persoalan kajian
Berpandukan pernyataan masalah dan objektif kajian diatas, Persoalan bagi
kajian ini ialah:
1. Bagaimanakah prestasi enjin dapat dihasilkan dengan mengubahsuai blok enjin
4G93 1.8L?
2. Apakah bahagian blok enjin yang diubahsuai bagi meningkatkan kecekapan
enjin?
3. Bagimanakah untuk Menguji prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah diubahsuai?
4. Apakah perbezaan prestasi enjin 4G93 1.8L yang asal dan yang telah
diubahsuai?
1.6 Kepentingan kajian
Pengubahsuaian enjin untuk meningkatkan tahap prestasi telah menjadi satu
trend dalam sukan permotoran. Terdapat pelbagai kepentingan yang dapat diperolehi
1. Meningkatkan tahap prestasi enjin 4G93 1.8L untuk perlumbaan
2. Menjadi garis panduan kepada kementerian pendidikan untuk menyediakan
modul pengajaran automotif tahap tinggi
3. Mendedahkan kepada orang awam untuk melihat bagaimana pengubahsuaian
enjin dilakukan terhadap kereta lumba