proosal tugas akhir · web viewporos engkol sudah berputar satu kali saat torak mencapai tma....
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Para produsen otomotif khususnya roda empat semakin menunjukan inovasi
dalam mengembangkan produknya. Performa yang unggul, konsumsi bahan bakar
yang irit serta tehnologi terbaru adalah factor utama dalam kepuasan konsumen.
Khusus pada sector roda empat persaingan ini sangat terasa karena banyaknya
produsen kendaraan yang memproduksi kendaraan di kelas ini. Sebuah kendaraan
bermotor dikatakan mempunyai performa bagus jika kendaraan tersebut
menghasilkan kemampuan accelerasi yang optimal sesuai dengan spesifikasi
mesinnya. Namun sejalan dengan waktu kadang konsumen merasa terbebani
dengan perawatan khususnya dengan harga suku cadang yang mahal, apalagi
dengan umur mobil semakin bertambah maka semakin turun kinerja dan peforma
mesin sehingga banyak konsumen yang melakukan usaha-usaha agar performa
kendaraanya meningkat. Salah satu usaha itu adalah dengan cara memodifikasi
bagian mesin kendaraan itu yang sekaligus untuk mengurangi biaya perwawatan.
Kendaraan bermotor akan menurun performa mesinya jika sudah dipakai dalam
waktu yang lama. Salah satu penyebab turunya performa kendaraan bermotor
adalah karena adanya komponen-komponen mesin yang sudah aus, sehingga kerja
komponennya kurang maksimal. Mekanisme katup adalah salah satu bagian
terpenting dari mesin empat langkah. Jika salah satu komponen mekanisme katup
mengalami keausan maka bisa dipastikan performa mesin akan turun. Salah satu
komponen dari mekanisme katup adalah pegas katup, dimana apabila sudah
dipakai lama pegas katupnya akan melemah. Melemahnya pegas katup berakibat
pada penutupan katup yang kurang cepat. Kelembaman yang terjadi pada pegas
katup akan berakibat kerja katup kurang maksimal. Untuk memaksimalkan
kembali kerja mekanisme katup yaitu dengan cara mengganti pegas katup itu
dengan pegas katup yang baru yang direkomendasikan oleh produsen pembuat
kendaraan itu. Jumlah silinder pada mobil yang lebih dari satu akan membutuhkan
biaya yang mahal untuk mengganti pegas katup tersebut. Ada suatu cara yang bisa
dilakukan untuk mengurangi biaya perwawatan yaitu dengan cara memodifikasi
sistem katup dengan menambahkan ring pada dudukan katup yang berfungsi
untuk mengembalikan kembali gaya pegas katup yang melemah sehingga
kekuatan pada pegas katup meningkat. Ring pegas katup tersebut harus
disesuaikan dengan kondisi konstruksi pegas katup yang ada agar tidak
menggangu mekanisme komponen lainnya.
Dengan miningkatnya kekuatan pegas katup maka katup akan menutup lebih
cepat dan akurat sehingga efisiensi pemasukan dan pengeluaran bahan bakar ke
ruang silinder dapat meningkat pula. Meningkatnya efisiensi pembakaran
berakibat pada putaran mesin, daya dan torsi motor akan berpengaruh pada
accelerasi mesin. Ketebalan ring harus di sesuaikan dengan keadaan katup yang
sebenarnya agar tidak mempengaruhi gerak bebas pegas katup tersebut.
Berdasarkan uraian di atas maka perlu diadakan sebuah pengujian tentang
penambahan ring pegas katup dengan tebal yang berbeda-beda. Hal ini bertujuan
agar bisa dilakukan pengujian untuk dilihat dengan jelas kenaikan atau bahkan
penurunan putaran mesin, daya dan torsi yang ada di mobil Daihatsu Carade 1000
Cc yang mempunyai 6 pegas katup. Oleh karena itu dengan latar belakang
masalah diatas maka penyusun mengambil judul “ Modifikasi Sistem Katup
Untuk Meningkatkan Kinerja Mesin Pada Mobil Daihatsu Carade 1000 Cc, 1989“
Rumusan masalah
Sesuai uraian yang telah dipaparkan diatas maka dapat dirumuskan beberapa
permasalahan yang akan dianalisa yaitu:
Apakah ada pengaruh terhadap putaran pada mesin akibat penambahan ring pegas
katup yang berbeda ketebalanya pada mobil daihatsu carrage 1000 cc, 1989.
Apakah ada pengaruh terhadap accelerasi pada mesin akibat penambahan ring
pegas katup yang berbeda ketebalanya pada mobil daihatsu carrage 1000 cc, 1989.
Pembatasan Masalah
Penulis memfokuskan penelitian ini hanya pada penambahan ring pada pegas
katup terhadap putaran pada mesin dan accelerasi yang di timbulkan pada mobil
daihatsu carrage 1000 cc, 1989.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui akibat dari modifikasi penambahan ring
pada pegas katup terhadap putaran mesin dan accelerasi yang di timbulkan pada
mobil daihatsu carage 1000 cc, 1989.
Manfaat Penelitian
Memberikan wawasan di bidang pengetahuan dan teknologi otomotif khususnya
akibat dari modifikasi konstruksi sistem katup dengan penambahan ring terhadap
putaran mesin dan accelerasi yang ditimbulkan pada mobil daihatsu carage 1000
cc, 1989.
Memberikan informasi pada pemakai kendaraan mengenai alternatif biaya
perawatan sistem katup yang lebih murah terutama untuk pemilik kendaraan
bermotor yang sudah lama menggunakan kendaraanya.
BAB II.
LANDASAN TEORI
Motor Pembakaran Dalam (internal combustion engine)
Motor pembakaran dalam (internal combustion engine) adalah motor bakar yang
proses pembakarannya dilakukan di dalam mesin itu sendiri. Motor jenis ini
banyak digunakan sebagai sumber tenaga untuk menggerakan kendaraan darat,
laut maupun udara. Motor pembakaran dalam jika dilihat dari siklus kerjanya
dibagi menjadi dua yaitu motor dua langkah dan motor empat langkah. Motor
empat langkah paling banyak digunakan karena lebih efisien jika dibandingkan
dengan motor dua langkah. Prinsip kerja motor pembakaran dalam yaitu
menghasilkan tenaga dari pembakaran bahan bakar di dalam ruang bakar. Pada
saat langkah kompresi campuran bahan bakar dan udara yang dibatasi oleh
dinding silinder dan torak, sehingga pada saat melakukan langkah kompresi suhu
dan tekanan di dalam silinder akan naik. Pada kondisi yang sudah ditentukan
bunga api dipercikkan oleh busi sehingga terjadi proses pembakaran. Pembakaran
bahan bakar dan udara didalam silinder akan menyebabkan fluida didalam silinder
mengembang sehingga terjadi ledakan. Dari pembakaran tersebut terjadi tekanan
ke dinding silinder dan torak, karena dengan konstruksi torak yang sedimikian
rupa maka tekanan hasil pembakaran itu akan mendorong torak dan menghasilkan
tenaga gerak. Gerakan pada piston berupa gerak translasi yang kemudian dirubah
menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crankshaft). Tenaga gerak inilah yang
digunakan untuk menggerakan mesin.
Prinsip Kerja Motor Bakar Dua Langkah
Motor bakar dua langkah adalah mesin pembakaran dalam yang pembakarannya
dalam satu siklus terjadi dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat tak
yang mempunyai empat langkah piston dalam satu siklus pembakaran, meskipun
keempat proses intake, kompresi, tenaga, pembuangan juga terjadi. Mesin dua tak
juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama rancangan piston berlawanan,
kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar dan mesin V8 untuk truk
dan kendaraan berat lainnya.
Gbr.2.1. Siklus Kerja Motor 2 langkah
Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku dalam
tehnik otomotif :
TMA (Titik Mati Atas) atau TDC ( Top Dead Centre), posisi piston berada pada
titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling atas
dalam silinder mesin atau piston berada pada titik palng jauh dari poros engkol
(cranksaft)
TMB (Ttik Mati Bawah atau BDC (Botton Dead Centre), posisi piston berada
pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling
dekat dengan poros engkol (crankshaft)
Ruang bilas yaitu ruangan dibawah piston dimana terdapat poros engkol
(crankshaft), sering disebut dengan bak engkol (crankcase) berfungsi gas hasil
campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih merata.
Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan
proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.
Langkah kompresi
pada saat piston bergerak TMB ke TMA, maka akan menghisap gas hasil
percampuran udara, bahan bakar dan pelumas masuk kedalam ruang bias.
Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi. saat melewati
lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang
terjebak dalam ruang bakar. piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang
bakar sampai TMA. Beberapa saat sebelum piston sampai ke TMA, busi menyala
untuk membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi sebelum piston sampai
TMA dengan tujuan agar puncak tekanan dalam ruang bakar akibat pembakaran
terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB karena proses pembakaran
sendiri memerlukan waktu dari mulai nyala buasi sampai gas terbakar dengan
sempurna.
Langkah Expansi
Pada saat piston bergerak dari TMA ke TMB, maka akan menekan ruang bilas
yang berada dibawah piston. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju
TMB, tekanan diruang bilas semakin meningkat. Pada titik tertentu, piston (ring
piston) akan melewati lubang pembuangan gas dan lubang pemasukan gas. Posisi
masing-masing lubang tergantung dari desain perancang. Umumnya ring piston
akan melewati lubang pembuangan terlebih dahulu. pada saat ring piston melewati
lubang pembuangan, gas didalam ruang bakr keluar melalui lubang pembuangan
pada saat ring piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan dalam ruang
bilas akan terpompa masuk dalam ruang bakar keluar melalui lubang
pembuangan. piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus
memompa gas dalam ruang bilas masuk ke dalam ruang bakar
(http://en.wikipedia.org/wiki/Two-stroke_cycle)
Siklus Ideal
Proses termodinamika dan kimia yang terjadi dalam motor bakar torak amat
komplek unyuk di analisa menurut teori, pada umumnya untuk menganalisa motor
bakar torak dipergunakan siklus udara sebagai siklus yang ideal. Siklus udara
menggunakan beberapa keadaan yang sama dengan siklus sebenarnya dalam hal
sebagai berikut ( Arismunandar, Wiranto, 1998).
Urutan proses
Perbandingan kompresi
Pemilihan temperature dan tekanan pada suatu kjeadaan
Penambahan kalor yang sama persatuan berat udara
Setiap siklus mesin dengan satu langkah tenaga diselesaian dalam satu kali
putaran poros engkol, tidak seperti pada mesin empat langkah yang diselesaikan 2
putaran poros engkol. Sistem pemasukan bahan bakar dan udara ke dalam silinder
melalui lubang yang berada pada sisi silinder, begitu juga pada system
pengeluaran gas sisa pembakaran. Siklus motor bakar dua langkah dapat dilihat
pada gambar sebagai berikut :
Gambar 2. 2. Diagram P_V Siklus Otto motor 2 langkah
Keterangan :
1 – 2 adalah langkah kompresi
2 – 3 adalah proses pembakaran
3 – 4 adalah langkah kerja
4 – 1 adalah proses pembilasan
Prinsip Kerja Motor Bakar Empat Langkah
Gambar 2. 3. Siklus kerja Motor 4 Langkah
Keterangan:
a. Langkah hisap
b. Langkah kompresi
c. Langkah kerja
d. langkah buang
Gambar 2. 4 Diagram P vs V pada motor 4 langkah
Pada motor 4 langkah terdapat mekanisme katup yang berfungsi untuk mengatur
keluar masuknya fluida pembakaran pada silinder. Jika pada motor 2 langkah
dilakukan satu kali putaran poros engkol untuk melakukan langkah usaha atau
expansi maka pada motor 4 langkah dilakukan dua kali putaran poros engkol
untuk melakukan langkah kerja atau expansi.
Langkah Hisap (Intake Stroke)
Gambar 2.5 Langkah Hisap Pada Motor 4 Langkah
Langkah hisap adalah langkah dimana campuran bahan bakar dan udara dihisap
ke dalam silinder. Proses yang terjadi pada langkah hisap adalah posisi katup
hisap terbuka sedangkan katup buang tertutup, torak bergerak dari Titik Mati Atas
(TMA) ke Titik Mati Bawah (TMB). Gerakan torak menyebabkan ruang didalam
silinder menjadi vakum, sehingga campuran bahan bakar dan udara masuk
kedalam silinder.
Langkah Kompresi (Compression Stroke)
Gambar .2.6. Langkah Kompresi Pada Motor 4 Langkah
Langkah kompresi adalah langkah dimana campuran bahan bakar dan udara
dikompresikan atau ditekan di dalam silinder. Proses yang terjadi pada langkah
kompresi adalah posisi kedua katup yaitu katup hisap dan katup buang tertutup,
torak bergerak dari Titik Mati Bawah (TMB) menuju ke Titik Mati Atas (TMA).
Karena gerakan torak volume ruang bakar mengecil sehingga membuat terkanan
dan temperatur campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder naik. Poros
engkol sudah berputar satu kali saat torak mencapai TMA.
Langkah Kerja (Power Stroke)
Gambar .2.7. Langkah Kerja Pada Motor 4 Langkah
Langkah kerja adalah langkah melakukan usaha atau energi hasil dari pembakaran
campuran bahan bakar dan udara di dalam silinder. Posisi kedua katup tertutup,
beberapa saat sebelum torak mencapai TMA busi memercikan bunga api pada
campuran bahan bakar dan udara yang telah dikompresi dan terjadilah
pembakaran. Terjadinya pembakaran menimbulkan ledakan yang menyebabkan
fluida yang ada didalam silinder mengembang serta tekanan dan temperatur naik.
Tekanan ledakan akibat pembakaran mendorong torak bergerak ke TMB, gerakan
inilah yang menjadi tenaga motor.
Langkah Buang (Exhause Stroke)
Gambar .2.8. Langkah Buang Pada Motor 4 Langkah
Langkah buang adalah langkah dimana gas sisa pembakaran dikeluarkan dari
ruang silinder. Katup hisap tertutup dan katup buang terbuka, torak bergerak dari
TMB menuju ke TMA, gas sisa hasil pembakaran akan terdorong ke luar dari
dalam silinder melalui katup buang. Saat torak sudah mencapai TMA poros
engkol sudah berputar dua kali.
Mekanisme Katup (valve) Pada Motor Empat langkah
Mekanisme katup adalah sebuah sistem yang mengatur saat membukanya dan
menutupnya katup silinder sesuai siklus 4 langkah.
Gambar . 2.9 Mesin 4 langkah 4 cylinder
Mekanisme katup dibedakan menurut letak poros nok yaitu tipe OHV (over head
valve) atau poros nok berada dekat poros engkol, tipe SOHC (single over head
Camshaft) atau poros nok berada pada kepala silinder dan DOHC (double over
head camshaft) atau katup digerakkan tanpa perantara roker arm.
Gambar .2.10. Mekanisme katup sistem SOHC
Saat membuka dan menutupnya katup hisap dan buang diatur oleh poros nok dan
dapat digambarkan dengan diagram pembukaan dan penutupan katup. Dalam
kenyataan saat mulai membukanya katup hisap tidaklah pada saat torak berada
tepat di TMA melainkan beberapa saat sebelum torak mencapai TMA pada saat
langkah buang dan menutup beberapa saat setelah torak mencapai TMB dan akan
bergerak ke TMA. Begitu juga dengan katup buang, katup buang sudah mulai
dibuka beberapa saat sebelum piston mencapai TMB pada saat akhir langkah kerja
dan menutup beberapa saat setelah torak melewati TMA. Hal ini dimaksudkan
supaya dapat memaksimalkan fluida pembakaran yang masuk dan keluar silinder.
Gambar .2.11. Diagram mekanisme katup
Membuka dan menutupnya katup diatur oleh poros nok. Saat poros engkol
berputar poros nok juga ikut berputar. Poros nok menekan tapet kemudian
gerakan menekan tapet diteruskan oleh batang penekan menuju pelatuk. Pelatuk
yang ditekan oleh batang penekan akan bergerak menekan batang katup sehingga
katup bergerak membuka. Katup akan menutup kembali karena gaya balik dari
pegas katup.
Katup Hisap
Katup hisap adalah katup yang menjadi pintu masuknya campuran bahan bakar
dan udara baru ke dalam silinder. Katup hisap ukurannya lebih besar daripada
katup buang. Hal ini karena campuran udara dan bahan bakar yang masuk
melewati katup 16 hisap tekananya lebih kecil jika dibandingkan dengan gas hasil
pembakaran yang keluar melalui katup buang. Katup hisap yang ukuranya lebih
besar dimaksudkan agar campuran bahan baker dan udara yang masuk ke dalam
silinder lebih banyak sehingga efisiensi pemasukan bisa maksimal.
Gambar .2.12 Batang katup
Katup buang
Katup buang adalah katup yang berfungsi sebagai pintu keluar gas sisa
pembakaran dari dalam silinder yang selanjutnya dikeluarkan melalui saluran
pembuangan (knalpot). Katup buang mempunyai ukuran yang lebih kecil
dibandingkan dengan katup hisap hal ini dimaksudkan karena gas sisa
pembakaran yang melewati katup buang mempunyai tekanan dan suhu yang lebih
tinggi daripada gas yang masuk melewati katup hisap.
Komponen Mekanisme Penggerak Katup
Untuk menggerakan katup dibutuhkan beberapa komponen yang mengatur saat
membuka dan menutupnya katup serta penerus gerakan menuju ke katup.
BAB III.
METODOLOGI PENELITIAN
Kerangka Penelitian
Penelitian merupakan kegiatan yang dilakukan untuk mengeksplorasi, dan
memecahkan masalah secara ilmiah, sistematis dan logis. Dalam setiap penelitian
ilmiah, masalah dan solusi merupakan faktor yang ikut menentukan berhasil
tidaknya penelitian yang dilakukan. Penelitian ini menggunakan metode
pendekatan dengan analisis observasi yaitu mengamati secara langsung hasil
pengujian kemudian membandingkan ketebalan ring pegas katup terhadap putaran
mesin dan accelerasi pada mobil Daihatsu carrage 1000 cc, 1989 kemudian
menyimpulkan dan menentukan hasil penelitian yang sudah dilakukan dengan
membuat table hasil pengujian kemudian di presentasikan dalam bentuk grafik
hasil uji.
Variabel Penelitian
Dalam penelitian ini ada dua macam variabel utama yang diteliti. Variabel-
variabel yang dimaksud adalah:
Variabel bebas
Variabel bebas yaitu variabel yang menjadi sebab berubahnya variable control.
Dalam penelitian ini yang merupakan variabel bebas adalah tebal ring 1,5 mm.
Variabel terikat
Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variable bebas. Dalam penelitian
ini variabel terikatnya adalah putaran mesin (rpm) dan accelerasi (detik).
Variabel kontrol
Variabel kontrol berfungsi untuk mengendalikan agar variable terikat yang
muncul bukan karena variabel lain, tetapi benar-benar karena variabel bebas.
Penelitian ini variabel kontrolnya adalah:
Keadaan mesin stasioner pada putaran mesin 750 rpm.
Celah katup intake 0.8mm exhaust 0.15mm
Celah busi 0,7 mm.
Beban poros tanpa AC.
Celah platina 0,45 mm dengan sudud dwell 48-54.
Waktu pengapian 8° sebelum TMA pada putaran mesin 750 rpm
Temperatur air pendingin pada radiator motor yang ideal yaitu ± 80º C.
Sudut bukaan throtle 0°,5°, 11°, 17°.
Bahan bakar premium diambil dari SPBU.
Pengumpulan Data
Untuk mengetahui data hasil pengujian dan untuk melaksanakan penelitian ini
maka sarana yang dibutuhkan sebagai berikut :
Peralatan
Tool set, digunakan sebagai alat untuk membongkar pasang bagian-bagian yang
diperlukan.
Tachometer, digunakan untuk mengukur putaran mesin dalam rpm sesuai rencana
uji.
Busur, digunakan untuk mengukur derajat bukaan throttle yang di sinergikan
dengan putaran mesin dan accelerasi.
Feeler gauge, digunakan untuk mengukur celah busi dan katup.
Timing light, digunakan untuk mengukur derajat pengapian.
Compression tester, digunakan untuk mengukur tekanan kompresi tiap silinder
motor.
Spring tester, digunakan untuk mengukur besarnya gaya pegas katup.
Lembar observasi, digunakan untuk mencatat hasil penelitian atau data yang
diperoleh.
Bahan Penelitian
Bahan dan media yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. Mesin Mobil Daihatsu Carage 1989, 1000cc / 3 cylinder dengan spesifikasi:
Type mesin : 4-Cycle/1000cc / 3 cylinder
Mekanisme katup : SOHC (Sigle Over Head Camsaft)
Ukuran mesin : 566 x 530 x 636 mm
Isi silinder : 1000 cc
Perbandingan kompresi : 1 : 9.5
Sistem pengapian : Ignition system
Sistem pendingin : Radiator
b. Ring pegas katup modifikasi 1,5 mm.
c. Paking kepala silinder dan paking knalpot.
d. Sealer high temperature.
e. Bahan bakar premium.
Waktu dan tempat penelitian
Hari : Kamis, 26 Agustus 2010
Waktu : Pukul 08.00 s/d selesai
Tempat : Workshop, Universitas Islam ,45 Bekasi
Tahap Pengujian
Tahap pengujian dapat di gambarkan sebagai berikut :
Gbr.3.1 Skema alur pengujian.
Tahap Persiapan Eksperimen
Yang dilakukan dalam mempersiapkan penelitian ini adalah :
- Mempersiapkan alat dan bahan untuk penelitian.
- Mengkalibrasi alat ukur.
- Mentune-up mesin agar kondisi mesin sesuai dengan spesifikasi standar pabrik.
Tahap Pelaksanaan Eksperimen
Penelitian dilaksanakan oleh peneliti dengan alat dan bahan yang sudah disiapkan,
Urutan eksperimennya adalah sebagai berikut:
Menyiapkan mobil Daihatsu Carade 1000 cc yang dikondisikan sesuai dengan
variabel kontrol.
Memasang alat control bukaan throttle
Gbr.3.2. Design Throttle Angle Indicator.
Menyiapkan ring pegas katup dengan ukuran tebal 1,5 mm.
Menyiapkan dan mengkalibrasi Tachometer untuk mengukur putaran mesin.
Menyiapkan bahan bakar premium.
Menyetel celah katup intake 0,8 mm exhaust 1.0 mm
Mengukur tekanan kompresi masing-masing silinder motor sesuai standarnya
yaitu 9-14 kg/cm2.
Mengukur gaya pegas katup dengan spring tester.
Menyetel celah platina 0,45 mm.
Menyetel saat pengapian dengan timing light pada 8° sebelum TMA. Pada putaran
mesin 750 rpm.
Menghidupkan mesin selama beberapa saat untuk mendapatkan suhu kerja mesin
yang optimal, kemudian dilakukan pengukuran dengan putaran idle 750 rpm pada
bukaan throttle 0º, 2000 rpm pada bukaan throttle 5º, 3000 rpm pada bukaan
throttle 11º, 4000 rpm pada bukaan throttle 17º sebagai acuan pengambilan data
dengan ring modifikasi.
Setelah mesin dimatikan dan mesin sudah dingin kemudian dibongkar dan dilepas
kepala silindernya untuk dipasang ring pada pegas katup yang mempunyai
ketebalan yaitu 1,5 mm dan kekerasan pegasnya telah kita ukur berapa besarnya
denan spring tester.
Silinder head yang pegas katupnya telah diberi ring kemudian dipasang kembali.
Setelah itu mesin dihidupkan kembali, lalu mesin dipanaskan sampai didapat suhu
kerja optimal, setelah itu dilakukan pengukuran dengan bukaan throotle indikator
yaitu 7º, 11º, 17º, 20º. Yang diukur dan dicatat dari alat ukur throttle indikator
adalah putaran mesin yang dihasilkan serta acceleasi (detik) yang di capai saat
mencapai putaran mesin 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm.
Hasil pengukuran putaran mesin (rpm) pada throttle angle indikator.
NoBukaan
Throttle
Tanpa
ring /std
(Rpm)
Tebal Ring
1.5 mm
(Rpm)
1 0 º 750
2 7 º 2000
3 11 º 3000
4 17 º 4000
5 20 º 5000
Analisa Data
Teknik analisa data dilakukan dengan cara mengolah data hasil observasi yang
diambil dari putaran mesin (rpm) dan accelerasi (detik) yang ditunjukan
speedometer yang telah di konfigurasikan dengan sudut putaran throttle pada
karburator. Kemudian dicatat dan dimasukan ke dalam tabel dan digambarkan
secara grafik. Dari grafik tersebut maka dilihat perbedaannya yang akan dijadikan
bahan kesimpulan.
Setelah data hasil uji putaran mesin dan accelerasi diperoleh kemudian data
tersebut di masukkan kedalam tabel dan dibuat grafiknya. Grafik yang akan dibuat
adalah grafik antara putaran mesin (rpm) dengan tebal ring 1,5mm dan tanpa ring
pada sudut bukaan throtlle yang telah ditentukan.
BAB IV
PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengujian
Peningkatan putaran dan accelerasi mesin karena penambahan ring pegas katup
dengan ketebalan 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa ring (standart pabrik)
dapat dilihat pada tabel sebagai berikut.
Tabel 4.1 Hasil Uji Keseluruhan
Putaran Mesin
Peningkatan putaran mesin karena penambahan ring pegas katup dengan
ketebalan 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa ring (standart pabrik) dapat
dilihat pada tabel sebagai berikut.
Tabel 4.2 Hasil uji Bukaan throttle vs Putaran Mesin (rpm)
NoBukaan
Throttle
Tebal Ring
0.0 mm /std
(Rpm)
Tebal Ring
1.5 mm
(Rpm)
Gap (selisih)
1 0 º 750 900 150
2 7 º 2000 1850 -150
3 11 º 3000 3000 0
4 17 º 4000 4150 150
Dari tabel diatas dapat dilihat peningkatan putaran mesin paling besar terjadi
setelah pemakaian ring pegas katup 1,5 mm. Putaran mesin tertinggi pada tebal
ring 1.5 terjadi pada sudut bukaan throttle 17°. Peningkatan putaran mesin setelah
pemakaian ring pegas katup 1.5 mm dengan tanpa ring (standart) pada sudut
bukaan throttle 0 º sebesar 900 rpm. Peningkatan putaran mesin setelah
pemakaian ring pegas katup 1.5 mm dibandingkan tanpa ring (standart) pada
sudut bukaan throttle 7 º sebesar 1850 rpm. Peningkatan Peningkatan putaran
mesin setelah pemakaian ring pegas katup 1.5 mm dibandingkan tanpa ring
(standart) pada sudut bukaan throttle 11 º sebesar 3000 rpm. Peningkatan
Peningkatan putaran mesin setelah pemakaian ring pegas katup 1.5 mm
dibandingkan tanpa ring (standart) pada sudut bukaan throttle 17º sebesar 4150
rpm.
Gambar. 4.1 Grafik Hasil Uji Bukaan Throttle vs Putaran Mesin (Rpm).
Pada grafik hubungan besar bukaan throttle dengan putaran mesin pada
penambahan tebal ring 1.5 mm dapat dilihat adanya kenaikan pada masing-masing
bukaan throttle. Putaran mesin tertinggi pada pengujian ini terjadi pada sudut
bukaan throttle 17°, karena pada pengujian ini putaran idle pada karburator tidak
dirubah sedikitpun. Putaran mesin tertinggi pada penambahan tebal ring pegas
katup 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa katup (standar) terjadi pada pada
sudut bukaan throttle 17° yaitu 4150 rpm. Putaran mesin terendah pada
penambahan tebal ring pegas katup 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa katup
(standar) terjadi pada pada sudut bukaan throttle 5° yaitu 1850 rpm karena tidak
ada kenaikan putaran jika dibandingkan dengan data sebelmnya. Pada grafik
hubungan sudut bukaan throttle dengan tebal ring pegas katup pada putaran mesin
dapat dilihat adanya kenaikan putaran yang berbeda-beda setelah pemakaian ring
pegas katup 1,5 mm. Pada penambahan ring pegas katup 1.5 mm selain terjadi
kenaikan putaran mesin juga terjadi penurunan putaran jika dibandingkan dengan
tanpa ring (standart pabrik).
Accelerasi Mesin
Peningkatan accelerasi mesin karena penambahan ring pegas katup dengan
ketebalan 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa ring (standart pabrik) dapat
dilihat pada tabel sebagai berikut.
Tabel 4.3 Hasil Uji Putaran Mesin vs Accelerasi
No
Putaran
mesin
(rpm)
Tanpa Ring
(detik)
Tebal Ring
1.5 mm
(detik)
Gap (selisih)
1 750 0 0 0
2 2000 2.05 2.15 -0.10
3 3000 2.98 2.77 0.21
4 4000 4.05 3.89 0.16
Dari tabel diatas dapat dilihat peningkatan accelerasi mesin paling besar terjadi
setelah pemakaian ring pegas katup 1,5 mm. Accelerasi mesin terendah pada tebal
ring 1.5 terjadi pada putaran 3000 rpm yaitu 2.15 dari sebelumnya sebesar 2.05
detik. Peningkatan accelerasi mesin tertingggi setelah pemakaian ring pegas katup
1.5 mm dengan tanpa ring (standart) pada putaran mesin 3000 rpm sebesar 2.77
detik dari sebelumnya sebesar 2.98 detik. Accelerasi mesin pada tebal ring 1.5
terjadi pada putaran 4000 rpm yaitu 3.89 dari sebelumnya sebesar 4.05 detik.
Gambar. 4.2 Grafik Hasil Uji Putaran Mesin vs Accelerasi
Pada grafik hubungan besar bukaan throttle dengan accelerasi mesin pada
penambahan tebal ring 1.5 mm dapat dilihat adanya kenaikan pada masing-masing
putaran mesin yang ditentukan. Accelerasi mesin tertinggi pada penambahan tebal
ring pegas katup 1.5 mm jika dibandingkan dengan tanpa katup (standar) terjadi
pada putaran mesin 3000 rpm sebesar 2.77 detik dari sebelumnya 2.98 detik.
Accelerasi mesin terendah pada penambahan tebal ring pegas katup 1.5 mm jika
dibandingkan dengan tanpa katup (standar) terjadi pada pada putaran mesin 2000
rpm sebesar 2.15 detik dari sebelumnya yaitu 2.05 karena tidak ada kenaikan
accelerasi jika dibandingkan dengan data sebelumnya. Pada grafik hubungan
accelerasi mesin dengan tebal ring pegas katup pada putaran mesin dapat dilihat
adanya kenaikan accelerasi yang berbeda-beda setelah pemakaian ring pegas
katup 1,5 mm. Pada penambahan ring pegas katup 1.5 mm selain terjadi kenaikan
accelerasi mesin juga terjadi penurunan accelerasi jika dibandingkan dengan tanpa
ring (standart pabrik).
Analisa dan Pembahasan
Kenaikan putaran mesin antara mesin tanpa menggunakan ring pegas katup
(standart) dengan mesin yang menggunakan ring pegas katup dengan ketebalan
1.5 mm terjadi karena dengan penambahan ring pegas katup tersebut maka akan
menyebabkan konstanta pegas katup pada saat terpasang pada mesin bertambah.
Dengan bertambahnya konstanta pegas maka bertambah pula gaya pegas katup.
Semakin besar gaya pegas katup maka kecepatan menutup katup akan bertambah
sehingga efesiensi bahan bakar meningkat.
Tabel 4.4 Konstanta pegas katup.
Tabal ring pegas katup Konstanta pegas katup
Tanpa ring (standart) 25.7 Kg / mm
Penambahan ring tebal 1.5 mm 23.5 Kg / mm
Dengan bertambahnya gaya pegas katup maka katup akan menutup dengan lebih
cepat dari standarnya. Kecepatan menutup katup akan berpengaruh pada putaran
mesin yaitu saat katup menutup. Ring pegas katup yang lebih tebal dari
standarnya menyebabkan gaya pegas katupnya meningkat sehingga kecepatan
menutup katup lebih cepat. Hal ini menyebabkan berkurangnya kelembaman
pegas katup dan kebocoran kompresi yang diakibatkan oleh campuran bahan-
bakar dan udara yang telah terhisap masuk kedalam silinder keluar lagi. Pada saat
putaran mesin masih rendah mekanisme membuka dan menutupnya katup masih
tepat sesuai dengan alur nok, tetapi pada saat putaran tinggi pada pegas katup
terjadi kelembaman pada pegas katup sehingga ketepatan membuka dan
menutupnya katup berkurang. Kelembaman pegas katup terjadi karena pada
putaran tinggi pegas katup dituntut agar mampu menutup katup sesuai putaran
mesin. Jika pegas katupnya lemah maka kemampuan menutup kembali katup
kurang cepat sehingga terjadi kelembaman pada pegas katup. Kelembaman pada
pegas katup menyebabkan proses menutupnya katup hisap dan buang kurang
cepat. Penutupan katup buang yang lebih cepat akan berpengaruh pada saat
overlap katup dimana pada saat overlap katup katup hisap dan buang sama-sama
membuka. Pada saat overlap katup, katup hisap mulai membuka dan campuran
bahan-bakar dan udara akan mulai masuk ke dalam silinder. Karena saat overlap
katup katup buang juga membuka maka campuran udara dan bahan bakar yang
masuk melalui katup hisap akan keluar lagi mengikuti aliran gas buang yang
bergerak keluar melalui katup buang. Pada saat overlap katup, katup buang yang
kecepatan menutupnya lambat menyebabkan campuran udara dan bahan bakar
baru yang mulai masuk ke dalam silinder akan keluar lagi bersama gas buang.
Dengan penambahan ring pegas katup maka gaya pegas akan bertambah sehingga
pada saat terpasang kecepatan menutup katup akan bertambah sehingga
kelembaman pegas katup akan berkurang. Dengan berkurangnya kelembaman
pegas katup maka mekanisme membuka dan menutupnya katup masuk dan buang
akan lebih tepat terutama pada saat putaran mesin tinggi. Dengan mekanisme
membuka dan menutup katup yang lebih tepat maka overlap katup yang
bertambah lama akibat pegas katup yang lemah dapat diminimalisir sehingga
efisiensi volumetriknya akan meningkat dan putaran mesin juga ikut meningkat.
Penambahan ring yang lebih tebal akan mengurangi kelembaman pegas katup.
Penambahan ring pegas katup 1.5 mm selain terjadi kenaikan accelerasi dan
putaran mesin juga terjadi penurunan jika dibandingkan dengan tanpa ring
(standart pabrik). Jika kita lihat tabel penurunan putaran mesin terjadi pada sudut
bukaan throotle 5° sebesar 1850 rpm dari sebelumnya sebesar 2000 rpm.
Demikian juga dengan accelerasi mesin, penurunan terjadi pada putaran mesin
2000 rpm yaitu sebesar 2.15 detik dari yang sebelumnya 2.05 detik. Penurunan
putaran dan accelerasi mesin seharusnya tidak terjadi karena dengan posisi idle
atau langsam pada sudut bukaan throttle 0° saja terjadi kenaikan putaran yang
secara teknis semakin bertambahnya putaran mesin maka bertambah pula
accelerasi mesin. Jadi penyebab utama terjadinya penurunan accelerasi dan
putaran mesin yang tidak wajar tersebut dikarenakan kondisi mesin daihatsu
carage 1000cc, 1989 yang berumur ± 30 tahun sehingga banyak komponen
pendukung seperti mekanisme bahan bakar (karburator) dan mekanisme lainnya
banyak yang harus diganti dan di perbaiki sehingga tidak mengganggu kinerja
mesin.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan data hasil pengujian pengaruh pemvariasian tebal ring pegas katup
terhadap putaran mesin pada mobil daihatsu charade 1000 cc 1989, maka dapat
disimpulkan bahwa :
Ada pengaruh pada putaran mesin setelah penambahan ring pegas katup 1.5 mm
dengan tanpa ring (standart) pada sudut bukaan throttle 0 º sebesar 900 rpm, pada
sudut bukaan throttle 7 º sebesar 1850 rpm, pada sudut bukaan throttle 11 º
sebesar 3000 rpm, dan pada sudut bukaan throttle 17º sebesar 4150 rpm.
Terjadi peningkatan accelerasi mesin tertingggi setelah pemakaian ring pegas
katup 1.5 mm dibandingkan tanpa ring (standart) pada putaran mesin 3000 rpm
sebesar 2.77 detik dari sebelumnya sebesar 2.98 detik.
Penurunan accelerasi pada putaran 2000 rpm maupun putaran mesin pada sudut
bukaan throttle 11° dikarenakan kondisi mesin daihatsu charade 1000cc, 1989
yang berumur ± 30 tahun sehingga banyak komponen pendukung seperti
mekanisme bahan bakar (karburator) dan mekanisme lainnya banyak yang harus
diganti dan diperbaiki sehingga tidak mempengaruhi kinerja mesin.
Saran
Berkaitan dengan hasil penelitian yang telah dilakukan maka ada beberapa hal
yang perlu peneliti sarankan, antara lain:
Untuk mendapatkan efisiensi kinerja mesin yang sesuai perlu diadakan pengujian
dengan ketebalan ring 0.5mm, 1.0mm, 2.0 dan 2.5mm.
Dilakukan pengujian pada mesin baru dengan pegas katup lama sehingga
dihasilkan angka yang lebih akurat.
Disediakan sarana yang memadai sesuai SOP yang direkomendasikan pabrik
untuk menunjang penelitian.
Penambahan ring pada sistem katup dapat diaplikasikan disemua mesin yang
menggunakan pegas katup.
DAFTAR PUSTAKA