Motor bensin 4 langkah - 125 cc dengan CDI Programmable - USD Repository

  

MOTOR BENSIN 4 LANGKAH-125cc

DENGAN CDI PROGRAMMABLE

Tugas Akhir

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

  Disusun oleh:

  Nama : Yustinus Adi Nugraha

NIM : 035214002

  

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2008

  

125cc 4 STROKE GASOLINE ENGINE

WITH CDI PROGRAMMABLE

Final Project

  Presented as particial fulfillment of the requirement As to the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering by:

  

Yustinus Adi Nugraha

035214002

Mechanical Engineering Study Program

Mechanical Engineering Department

  

Science And Technology Faculty

Sanata Dharma University

Yogyakarta

2008

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tanggan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Yustinus Adi Nugraha Nomor Mahasiswa : 035214002 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  ……………………………………………………………………………………… ….…... Motor Bensin 4 Langkah-125cc Dengan CDI Programmable ............... .................................................................................................................................... beserta peragkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me- ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dam mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 15 Maret 2008 Yang menyatakan ( Yustinus Adi Nugraha )

  

Halaman Persembahan

Tugas Akhir ini saya persembahkan sebagai ucapan syukur dan terima kasihku kepada : Ibunda tercinta Benedicta Sutarmi

  Alm. Heru Suroso Kakak-kakakku. Mas Agus, Mbak Tari, Mas Wawan Teman-teman seperjuangan

  

Pernyataan

  Bahwa di dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 15 Maret 2008 Penulis

  

INTISARI

  Pembakaran pada mesin terjadi akibat campuran bahan bakar-udara yang dibakar pada tekanan tertentu. Saat pembakaran ternyata sangat berpengaruh terhadap unjuk kerja mesin. Pada mesin sepeda motor sekarang kebanyakan menggunakan CDI pada sistem pengapiannya. CDI ini berguna sebagai pengatur waktu pembakaran. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan unjuk kerja motor bensin 125cc saat memakai CDI standard an saat memakai CDI

  programmable.

  Untuk dapat mengetahui unjuk kerja dari mesin tersebut digunakan dynotest. Dynotest merupakan alat pengukur daya dan torsi yang dihasilkan oleh motor bakar. Sedangkan untuk mengetahui perbandingan konsumsi bahan bakarnya dilakukan dengan uji jalan.

  Dari data yang didapat selama penelitian dapat disimpulkan bahwa Pemakaian CDI Programmable dapat meningkatkan daya dan torsi maksimal yang dihasilkan oleh motor bakar 4 langkah 125 cc sebesar 8.6% dan 4.7%. Untuk konsumsi bahan bakar Pemakaian CDI Programmable meningkatkan konsumsi bahan bakar motor 4 langkah 125cc sebesar 9.5% pada kecepatan konstan 40 Km/jam, 4.6% pada kecepatan konstan 50 Km/jam dan tidak berpengaruh pada kecepatan konstan 60 Km/jam.

  

Kata Pengantar

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas Akhir ini adalah sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Dalam Tugas Akhir ini penulis membahas tentang peningkatan unjuk kerja mesin motor bakar empat langkah 125cc, serta membandingkan antara motor saat memakai CDI standar dan saat memakai CDI programmable.

  Penulis menyadari bahwa terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak, bantuan sekecil apapun dan dalam bentuk apapun yang sangat berarti bagi terselesaikannya tugas akhir ini.

  Oleh karena itu, pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan trimakasih kepada :

  1. Ir. Greg. Heliarko, S.J, S.S, B.S.T., M.A., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan teknologi.

  2. Budi Sugiharto S.T, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

  3. Yosef Agung Cahyanta S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing I

  4. Ir. Fx Agus Unggul Santoso selaku Dosen Pembimbing II 5. Ibu dan kakak yang telah memberikan doa dan semangat.

  6. Teman-teman Sunrise_camp dan Chrisye yang telah memberikan doa, dorongan mental dan semangat kepada penulis.

  7. Semua rekan-rekan mahasiswa TM 2003 yang memberikan bantuan moral dan doanya.

  8. Serta semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan maupun penyusunan Tugas Akhir ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu- persatu. Meskipun penulis sudah berusaha dengan maksimal dalam pembuatan Tugas Akhir ini, namun penulis sadar bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan.

  Untuk itu saran dan kritik yang membangun dari berbagai pihak sangat kami harapkan demi sempurnanya Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya.

  Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis minta maaf yang sebesar-besarnya, terimakasih.

  Yogyakarta, 15 Maret 2008 Penulis

  DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ...........................................................................................i TITLE PAGE .....................................................................................................ii LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................iii LEMBAR PENGESAHAN ..............................................................................iv LEMBAR PUBLIKASI .................................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................vi PERNYATAAN ...............................................................................................vii

  INTISARI ........................................................................................................viii KATA PENGANTAR ......................................................................................ix DAFTAR ISI ....................................................................................................xii DAFTAR TABEL............................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1

  1.2. Rumusan Masalah .............................................................................. 2

  1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................... 3

  BAB II DASAR TEORI

  2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................. 4

  2.2. Tinjauan Teori ..................................................................................... 5

  2.2.1. Sistim Penyalaan ........................................................................ 6

  2.2.2. Jumlah Langkah Tiap Proses ..................................................... 6

  2.2.3. Prinsip Kerja Motor 4 Langkah ................................................. 7

  3.2. Penelitian Konsumsi Bahan Bakar..................................................... 26

  5.2. Saran .................................................................................................. 44

  5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 43

  BAB V PENUTUP

  4.2. Konsumsi Bahan Bakar........................................................................ 41

  4.1. Daya dan Torsi.................................................................................... 31

  BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

  3.2.2. Langkah-Langkah Penelitian ................................................... 29

  3.2.1. Alat dan Bahan ......................................................................... 26

  3.1.2. Langkah-Langkah Penelitian ................................................... 25

  2.2.4. Pembakaran .............................................................................. 10

  3.1.1. Alat dan Bahan ......................................................................... 23

  3.1. Penelitian Daya dan Torsi ................................................................. 23

  BAB III METODE PENELITIAN

  2.2.5.2. CDI Programmable .......................................................... 21

  2.2.5.1. CDI Standar ..................................................................... 19

  2.2.5. Capasitive Discharge Ignition (CDI) ........................................ 17

  2.2.4.3. Proses Penyalaan ............................................................. 15

  2.2.4.2. Bahan Bakar .................................................................... 14

  2.2.4.1. Proses Pembakaran .......................................................... 12

  DAFTAR PUSTAKA

  

DAFTAR TABEL

  Tabel 2-6 Waktu pengapian CDI standar............................................................ 20 Tabel 2-8 Waktu pengapian CDI programmable ................................................ 22 Tabel 4-1 Daya CDI Standar dan CDI Rextor .................................................... 31 Tabel 4-7 Torsi CDI Standar dan CDI Rextor .................................................... 35 Tabel 4-13 Konsumsi bahan bakar CDI Standar.................................................. 41 Tabel 4-14 Konsumsi bahan bakar CDI Rextor................................................... 41

  DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1 Bentuk Fisik CDI programmable .................................................... 3 Gambar 2-1 Torak dari mekanisme engkol......................................................... 5 Gambar 2-2 Prisip kerja mesin 4 langkah ........................................................... 7 Gambar 2-3 Isi diatas torak, torak pada TMB, torak pada TMA ........................ 9 Gambar 2-4 Perjalanan pembakaran normal (a-d) dan selama pembakaran terjadi pembakaran sendiri (e-h ..................................................... 12 Gambar 2-5 Contoh kurva perubahan waktu derajat pengapian menggunakan platina dengan setrifugal advance ................................................. 18 Gambar 2-7 Grafik pengapian CDI standar ...................................................... 20 Gambar 2-9 Grafik pengapian CDI programmable .......................................... 22 Gambar 3-1 Roller dynotest yang diputar oleh roda belakang.......................... 23 Gambar 3-2 Perbandingan bentuk fisik CDI standar dan

  Programmable ............................................................................... 25

  Gambar 3-3 Persiapan memasang motor diatas dynotest.................................. 25 Gambar 3-4 Penggantian CDI standar dengan CDI programmable ................. 26 Gambar 3-5 Gelas ukur bahan bakar................................................................. 27 Gambar 3-6 Tempat bahan bakar yang diukur.................................................. 28 Gambar 3-7 Persiapan sepeda motor saat uji jalan bahan bakar ....................... 29 Gambar 4-2 Grafik daya CDI Standar tiap gigi ................................................ 32 Gambar 4-3 Grafik daya CDI Standar .............................................................. 32

  Gambar 4-4 Grafik daya CDI Rextor tiap gigi ................................................. 33 Gambar 4-5 Grafik daya CDI Rextor................................................................ 33 Gambar 4-6 Grafik daya CDI Standar vs CDI Rextor. ..................................... 34 Gambar 4-8 Grafik torsi CDI Standar tiap gigi................................................. 36 Gambar 4-9 Grafik torsi CDI Standar............................................................... 36 Gambar 4-10 Grafik torsi CDI Rextor tiap gigi .................................................. 37 Gambar 4-11 Grafik torsi CDI Rextor ................................................................ 37 Gambar 4-12 Grafik torsi CDI Standar vs CDI Rextor ...................................... 38 Gambar 4-13 Grafik daya dan torsi CDI Standar................................................ 38 Gambar 4-14 Grafik daya dan torsi CDI Rextor................................................. 39 Gambar 4-15 Grafik perbandingan konsumsi bahan bakar ................................ 41

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Mesin bensin adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam yang banyak digunakan sebagai sumber tenaga dari kendaraan. Mesin bensin menghasilkan tenaga dari pembakaran bahan bakar di dalam silinder. Pembakaran campuran udara dan bahan bakar ini akan menghasilkan panas yang sekaligus akan mempengaruhi gas yang ada di dalam silinder untuk mengembang. Karena gas tersebut dibatasi oleh dinding silinder dan kepala silinder maka tekanan di dalam silinder akan naik. Tekanan inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga yang akhirnya dapat menggerakkan kendaraan.

  Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi banyak terjadi penyempurnaan dan pengembangan baik dengan cara memodifikasi maupun dengan cara penambahan komponen-komponen pendukung pada motor bensin. Penyempurnaan dan pengembangan motor bensin antara lain untuk meningkatkan daya motor. Modifikasi yang dapat dilakukan untuk menigkatkan daya motor sangatlah banyak. Misal dengan memperbesar volume silinder, memperbesar lubang hisap dan buang, menganti karburator dengan venturi yang lebih besar dan mengganti komponen pengapian. Cara-cara tersebut sudah banyak dilakukan mekanik-mekanik Indonesia dan sudah terbukti berhasil.

  Melihat perkembangan di bidang otomotif yang demikian pesatnya, maka dalam penelitian ini penulis ingin meningkatkan daya pada motor bakar dengan cara menyempurnakan pembakaran dengan cara mengganti sebagian komponen pembakaran.

1.2 Permasalahan

  Dari latar belakang diatas maka penulis mencoba untuk meneliti perbedaan daya dan torsi sepeda motor yang sebagian sistem pengapiannya diubah. Sebagai acuan penulis menggunakan sepeda motor 4langkah 110cc. Perlu diketahui bahwa mesin motor tersebut sebelumnya sudah mengalami beberapa modifikasi.

  Modifiksinya meliputi bore-up cc menjadi 125cc dan penggantian koil dengan merek Kitaco. Tetapi dalam penelitian ini hal tersebut tidak menjadi masalah, karena yang ingin diteliti hanya perbedaan daya dan torsi yang dihasilkan waktu menggunakan CDI standar dan CDI programmable. Penggantian CDI dilakukan karena dalam CDI standar bawaan motor terdapat limiter atau pembatas putaran mesin( 10.000 Rpm). Hingga pada putaran diatas 10.000 rpm mesin akan tersendat-sendat karena pembakaran yang terjadi tidak sempurna. Cara ini banyak dilakukan mekanik balap untuk menyempurnakan pembakaran dan meningkatkan putaran yang dapat dicapai oleh mesin. Sehinga daya yang dihasilkan akan lebih besar. Untuk itu penulis ingin mengetahui pengaruh penggantian CDI terhadap daya dan torsi yang dihasilkan. Selain itu penulis ingin mengetahui perbedaan pemakaian bahan bakar antara sepeda motor saat memakai CDI standar dan saat memakai CDI programmable.

  

Gambar 1. Bentuk fisik CDI programmable

1.4 Tujuan penelitian

  Tujuan dari penulisan / penelitian ini adalah untuk mengetahui unjuk kerja mesin standar dan mesin modifikasi.

• Perbandingan daya yang dihasilkan dari motor saat menggunakan CDI standar dan motor saat menggunakan CDI programmable.
• Perbandingan torsi yang dihasilkan dari motor saat menggunakan CDI standar dan motor saat menggunakan CDI programmable.
• Perbandingan konsumsi bahan bakar motor saat menggunakan CDI standar dan motor saat menggunakan CDI programmable dengan cara uji jalan.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

  Telah banyak cara yang dilakukan oleh orang untuk meningkatkan daya mesin bensin. Salah satu cara yang telah diteliti adalah dengan cara memodifikasi motor bakar 4 langkah-125 cc. Penellitian tersebut berjudul Peningkatan Unjuk

  

Kerja Motor Bakar Empat Langkah 125cc , dilakukan oleh Pandu Sunarendro

mahasiswa Teknik Mesin universitas Sanata Dharma.

  Modifikasi tersebut meliputi berikut: • Memperbesar perbandingan kompresi dari 9 : 0 menjadi 12,5 : 1.

• Menambah tinggi angkat katup dari 7,2 mm menjadi 8 mm.
• Memperbesar diameter katup masuk dan buang dari 23 mm dan 21 mm menjadi 24 mm dan 22 mm.

  Dengan penelitian yang telah dilakukan tersebut didapat data sebagai berikut :

• Daya yang dihasilkan dari motor modifikasi ( yang diubah : perbandingan kompresi dari 9 : 0 menjadi 12,5 : 1, tinggi angkat katup dari 7,2 mm menjadi 8 mm dan diameter katup masuk dan buang dari 23 mm, 21 mm menjadi 24 mm, 22 mm ) = 13,1148 Ps, lebih tinggi 19,23% dari daya motor standar = 10,936 Ps.
• Konsumsi bahan bakar motor modifikasi juga mengalami peningkatan seiring dengan peningkatan daya. Motor standar = 1,784 kg/jam dan motor modifikasi = 1,8629 kg/jam. Kenaikan yang terjadi sebanyak = 4,423%.

2.2 Tinjauan Teori

  Mesin adalah bagian utama dari kendaraan. Mesin tersebut merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik. Karena tenaga yang dihasilkan inilah alat/kendaraan dapat bergerak.

  Motor bensin bekerja karena adanya energi panas yang diperoleh dari pembakaran campuran udara dan bensin.

  Silinder Torak Batang torak Poros engkol

Gambar 2.1. Torak dari mekanisme engkol.

  Pada saat torak bergerak keatas, campuran tersebut dikompresi, akibatnya terjadilah tekanan dan temperatur yang tinggi. Selanjutnya api dari busi dipercikkan sehingga campuran bahan bakar dan udara terbakar, akibatnya terdoronglah torak kebawah, menekan batang torak dan menggerakkan poros engkol. Gerakan turun-naik (bolak-balik) dari torak diubah menjadi gerak putar oleh poros engkol. Poros engkol dihubungkan dengan roda belakang melalui sistem pemindah daya, sehingga pada saat poros engkol berputar, roda belakang juga berputar dan kendaraan bergerak.

  2.2.1 Sistem Penyalaan

  Ada dua sistem penyalaan yang digunakan untuk menyalakan bahan bakar didalam silinder (ruang bakar) yaitu dengan bunga api dan dengan udara panas (udara yang dikompresikan). Motor dengan penyalaan bunga api menggunakan loncatan bunga api yang dihasilkan oleh busi untuk membakar bahan bakar yang ada dalam ruang bakar. Motor dengan penyalaan udara panas memanfaatkan panas udara yang dimampatkan oleh piston pada saat kompresi, udara yang dimampatkan didalam silinder cukup panas untuk memulai pembakaran bahan bakar sehingga tidak perlu lagi peralatan pembantu untuk menyalakan bahan bakar.

  2.2.2 Jumlah Langkah Tiap Proses

  Jumlah langkah per proses motor bakar diklasifikasikan menjadi dua yaitu motor dua langkah (motor dua tak) dan motor empat langkah (motor empat tak).

  Pada motor dua langkah untuk menghasilkan satu kali tenaga atau langkah tenaga diperlukan dua langkah kerja atau dengan kata lain setiap dua langkah dari torak motor ini menghasilkan satu kali tenaga. Sedangkan pada motor empat langkah diperlukan empat langkah torak untuk menghasilkan satu tenaga. Secara keseluruhan motor empat langkah lebih ekonomis dalam penggunaan bahan bakar dibanding motor dua langkah, sehingga motor empat langkah lebih banyak digunakan.

2.2.3 Prinsip Kerja Motor Empat Langkah

  Motor Otto empat langkah / motor bensin menghisap campuran udara dan bensin sebagai bahan bakar pada saat terjadi langkah isap. Terjadi perubahan tekanan pada proses kerja di dalam ruang di atas piston. Bila piston berada di

  V + dengan :

  V TMB, volume ruang ini adalah yang terbesar yaitu

  L s

  V = Volume langkah _L V = Volume ruang sisa

  s

  Bila piston berada di TMA, volume ruang di atas piston adalah yang terkecil

  V yaitu . Mesin bensin empat langkah menjalani satu siklus yang tersusun atas

  s

  empat tahap/ langkah seperti Gambar 2.2 berikut:

Gambar 2.2 Prinsip kerja mesin 4 langkah

  Sumber :

  http://www.rustpuppy.org/otto/Otto's%20Motor3.htm a) Langkah isap Campuran udara dan bahan bakar dihisap ke dalam ruang bakar. Piston bergerak dari titik mati atas (TMA) menuju titik mati bawah (TMB). Katup isap terbuka dan katup buang tertutup. Di dalam silinder terjadi kehampaan akibat gerakan piston ke bawah tersebut. Disebabkan karena adanya tahanan aliran yang dialami campuran baru yang mengalir melalui sistem isap, maka isiannya tidak pernah mencapai 100%. Pada frekuensi putar yang lebih tinggi tekanan tersebut akan semakin rendah sehingga peningkatan daya yang diberikan tidak dapat sebanding dengan frekuensi putarnya.

  b) Langkah kompresi Kedua katup tertutup. Piston bergerak menuju TMA. Sesaat sebelum piston mencapai TMA, bunga api dipercikan dan bahan bakar mulai terbakar.

  Pembakaran terjadi pada volume hampir tetap (dianggap tetap) sampai tekanan maksimum. Mesin bensin memerlukan percikan bunga api (spark) untuk mengawali pembakaran didalam silinder maka sering disebut spark ignition

  

engine. Bunga api dipercikan dalam ruang bakar sebelum torak mencapai titik

  mati atas (TMA), sehingga terjadi pembakaran yang diikuti oleh naiknya energi kalor gas dalam ruang bakar. Makin kecil ruang V terhadap ruang V akan

  s L

  semakin besar pemampatannya. Hal ini sangat tergantung pada perbandingan pemampatan ( perbandingan kompresi).

  Pebandingan pemampatan adalah perbandingan antara dua macam volume, yaitu :

• Volume di atas piston pada kedudukan TMB
• Volume di atas piston pada kedudukan TMA (Gambar 2.3)

Gambar 2.3 Isi diatas torak; torak pada TMB, torak pada TMA

  

Sumber :. Arends,.1986. Halaman 8

  Perbandingan pemampatan dinyatakan dengan symbol r, dalam persamaan menjadi :

• V _{L s}

  V r =

  V _s

  c) Langkah usaha Setelah mencapai TMA, piston akan didorong oleh gas bertekanan tinggi menuju TMB. Tekanan mekanis ini diteruskan ke poros engkol. Penghentian pembakaran gas terjadi pada TMA atau sedikit sesudahnya. Ini disebabkan oleh pengembangan gas terbesar akibat suhu tertinggi terjadi pada volume terkecil

  V ( ) sehingga piston mendapatkan tekanan terbesar. Sesaat sebelum mencapai

  c

  TMB, katup terbuka, gas hasil pembakaran mengalir keluar dan tekanan dalam ruang bakar turun dengan cepat.

  d) Langkah buang Piston bergerak dari TMB menuju TMA serta mendorong gas di dalam silinder ke saluran buang lewat katup buang. Tidak semua gas bekas dapat dikeluarkan. Ruang bakar yang kecil ( V ) atau perbandingan pemampatan yang

  

c

  besar akan memperbaiki keadaan tersebut. Di samping itu periode overlapping mempunyai peranan penting. Periode overlapping adalah periode dimana katup isap dan katup buang terbuka secara bersamaan yang dikarenakan perpanjangan pembukaan katup selama proses pengisapan dan pembuangan.

2.2.4 Pembakaran

  Pembakaran diawali dengan loncatan api busi pada akhir pemampatan. Pada keadaan biasa kita mendapatkan pembakaran teratur dimana selalu terdapat dua tahapan ialah bagian yang tidak terbakar dan bagian yang terbakar, keduanya dibatasi oleh api pembakaran. Suhu pembakarannya berkisar antara 2100 K sampai 2500 K.

  Pada pembakaran teratur yang lamanya kira-kira tiga milidetik (0,003 s), terjadi juga perjalanan tekanan teratur diatas piston dan dalam beberapa kasus, suhu dari gas yang belum terbakar menjadi terlalu tinggi sehingga dapat menyebabkan pembakaran sendiri dimana sebagian dari isi silinder terbakar dalam waktu yang sangat singkat (Gambar 2.4). Disebabkan oleh singkatnya pembakaran, tekanan dalam seluruh ruang bakar tidak sama sehingga terjadi gangguan keseimbangan, dengan tekanan tinggi setempat.

  Pembakaran yang tidak teratur mengakibatkan pembebanan terlalu berat dari mekanismenya. Gerakan dari gas terhadap logamnya memberi suara seperti pukulan yang disebut detonasi. Penyebab utama detonasi adalah suhu yang terlalu tinggi dari gas yang dimanfaatkan atau ruang bakar tidak memenuhi syarat.

  Detonasi yang berulang-ulang dalam waktu yang lama dapat merusak bagian ruang bakar, terutama bagian tepi kepala torak tempat detonasi terjadi. Di samping itu detonasi mengakibatkan bagian ruang bakar (misalnya busi atau kerak yang ada) sangat tinggi temperaturnya, atau pijar, sehingga dapat menyalakan

  Detonasi dapat dicegah dengan beberapa cara yaitu :

  campuran bahan bakar dan udara sebelum waktunya. Penyalaan yang terlalu awal ini dapat mengurangi daya dan efisiensi mesin, sedangkan tekanan maksimum gas pembakaran juga akan bertambah tinggi.

• Mengurangi tekanan dan temperatur bahan bakar dan udara yang masuk ke ruang bakar
• Mengurangi perbandingan kompresi
• Memperlambat saat penyalaan
• Mempertinggi angka oktan bensin
• Pendinginan gas yang belum terbakar
• Membuat konstruksi ruang bakar yang sedemikian rupa sehingga bagian yang terjauh dari busi mendapat pendinginan yang lebih baik.
• Busi ditempatkan di pusat ruang bakar yaitu di antara katup buang (bagian yang panas) dan katup isap (tempat kemungkinan besar terdapat campuran yang kaya)
• Menaikkan kecepatan torak atau putaran poros engkol untuk memperoleh arus turbulen pada campuran di dalam silinder yang mempercepat rambatan nyala api
• Saluran buang dibuat relatif pendek sehingga bahaya terbakar sendiri akan berkurang. Dalam hal ini gas yang belum terbakar tidak ada waktu untuk menaikkan suhunya, karena bersamaan dengan itu api telah memasuki seluruh ruang bakar. Keadaan menguntungkan ini terjadi bila busi dipasang di pusat ruang bakar, bila bentuk ruang bakarnya berbentuk setengah bulat.

Gambar 2.4 Perjalanan pembakaran normal (a-d)

  dan selama pembakaran terjadi pembakaran sendiri (e-h)

  Sumber : Arends, H. Berenschot.1986 . Halaman 60 Proses Pembakaran

2.2.4.1 Proses pembakaran dikatakan normal apabila pembakaran didalam silinder

  terjadi karena nyala api ditimbulkan oleh percikan bunga api oleh busi, dengan bunga api ini proses terbakarnya bahan bakar berlangsung hingga seluruh bahan bakar yang ada di dalam silinder terbakar habis dengan kecepatan yang relatif konstan. Proses pembakaran tidak akan terjadi bila tidak ada oksigen di dalam silinder. Baik buruknya proses pembakaran ditentukan juga oleh banyak/sedikitnya jumlah oksigen yang ada di dalam silinder. Apabila campuran bahan bakar dan udara yang masuk ke dalam silinder sesuai antara jumlah hidrokarbon dengan jumlah oksigen (campurannya homogen) maka dimungkinkan terjadinya pembakaran sempurna.

• C H Bahan bakar yang dibakar diambil hidrokarbon-nya ( ) dan jika

  8

  18 pembakarannya sempurna maka hasil pembakarannya menjadi CO dan H O . _{2 2} Jadi kalau ditulis dalam persamaan menjadi :

• C H O N → CO H O N
₂ + + + _{2 2 2 2}

  8

18 Jika pembakarannya sempurna maka jumlah semua bagian kiri sama dengan

  jumlah bagian kanan. Maka untuk membalans semua harus tereaksi habis sehingga :

  C →

  8CO

  8 ² Sedangkan balans hidrogennya : H →

  9 H O ₂

  18 Karena reaksinya dengan oksigen maka balans oksigen menjadi :

  1 O ←

  8CO

  9 H O 12 + _{2 2 2}

  2 Karena kandungan nitrogen diudara setiap satu mole oksigen akan bersamaan

  dengan 3,76 mole nitrogen, maka di dalam proses ini terdapat Nitrogen juga yang jumlah balansnya adalah :

  1

  12 3 ,

  76 N

  ( ) →

  47N ₂

  2

  2 Sehingga persamaan kimia pembakaran yang sempurna ini menjadi :

  12 O

  1 C H

  47 N → + +

  8 CO

  9 H O

  47 N

  8

  18

  2

  2

  2

  2

  2

  2

   Bahan Bakar

2.2.4.2 Sampai saat ini bahan bakar yang dipakai pada mesin bensin adalah bensin,

  tetapi ada beberapa mesin yang menggunakan alkohol, LPG atau bahan bakar lainnya. Di sini hanya menjelaskan bahan bakar bensin secara umum.

  a. Sifat utama bensin Bensin mengandung hidrokarbon hasil sulingan minyak mentah. Bensin mengandung gas yang mudah terbakar, umumnya bahan bakar ini digunakan untuk mesin dengan pengapian busi. Sifat yang dimiliki bensin sebagai berikut :

• Mudah menguap pada temperatur normal
• Tidak berwarna, tembus pandang dan berbau
• Mempunyai titik nyala rendah (-10º sampai -15ºC)
• Mempunyai berat jenis yang rendah (0,60 sampai 0,78)
• Dapat melarutkan oli dan karet
• Menghasilkan jumlah panas yang besar (9.500 – 10.500 kcal/kg) • Sedikit meninggalkan carbon setelah dibakar.

  b. Syarat-syarat bensin Kualitas berikut ini diperlukan oleh bensin untuk memberikan kerja mesin yang baik.

• Mudah terbakar Pembakaran serentak di dalam ruang bakar dengan sedikit knocking.
• Mudah menguap

  Bensin harus mampu membentuk uap dengan mudah untuk memberikan campuran udara – bahan bakar dengan tepat saat menghidupkan mesin yang masih dingin.

• Tidak beroksidasi dan bersifat pembersih

  Sedikit perubahan kualitas dan perubahan bentuk selama disimpan. Selain itu juga bensin harus mencegah pengendapan pada sistem intake.

  c. Nilai oktan Nilai oktan (octan number) atau tingkatan dari bahan bakar adalah mengukur bahan bakar bensin tehadap anti-knock characteristic. Bensin dengan nilai oktan tinggi akan tahan terhadap timbulnya engine knocking dibanding dengan nilai oktan yang rendah.

   Proses Penyalaan

2.2.4.3 Untuk membangkitkan loncatan listrik antara kedua elektroda busi

  diperlukan perbedaan tegangan yang cukup besar. Besarnya tegangan tergantung pada beberapa faktor berikut :

• Perbandingan campuran bahan bakar dan udara
• Kepadatan campuran bahan bakar dan udara
• Jarak antara kedua elektroda serta bentuk elektroda
• Jumlah molekul campuran yang terdapat diantara kedua elektroda • Temperatur campuran dan kondisi operasi yang lain.

  Perbandingan campuran bahan bakar dan udara berkisar antara 0,06-0,12. Untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara yang miskin diperlukan perbedaan tegangan yang relatif lebih besar daripada untuk campuran kaya.

  Pada umumnya disediakan tegangan yang lebih besar untuk menjamin agar selalu terjadi loncatan api listrik di dalam segala keadaan, misalnya antara 10.000- 20.000 volt. Hal ini mengingat juga akan kondisi operasi yang dapat berubah sebagai akibat keausan mesin yang tidak dapat dihindari. Makin padat campuran bahan bakar dan udara maka tegangan yang diperlukan akan makin tinggi untuk jarak elektroda yang sama. Karena itu diperlukan tegangan yang lebih tinggi bagi motor dengan perbandingan kompresi yang lebih besar. Terutama apabila tekanan campuran yang masuk silinder itu tinggi dan loncatan listrik ditentukan pada waktu torak berada lebih dekat dengan TMA.

  Makin besar jarak elektroda busi maka akan semakin besar pula perbedaan tegangan yang diperlukan untuk memperoleh intensitas api listrik yang sama.

  Jumlah minimum molekul yang harus ada di antara kedua elektroda pada waktu terjadi loncatan listrik sangat menentukan apakah penyalaan dapat berlangsung sebaik-baiknya.

  Karena jumlah molekul sangat tergantung pada perbandingan campuran jumah gas sisa, temperatur, dan kondisi operasi yang lain, sehingga jumlahnya dapat berubah-ubah. Dengan memperbesar jarak elektroda diharapkan jumlah minimum itu dapat dicapai walaupun keadaan operasinya berubah-ubah. Tetapi jarak elektroda juga menentukan besarnya tegangan. Dan tegangan yang terlalu tinggi tidak menguntungkan. Tegangan yang tinggi memerlukan kabel listrik yang diisolasi secara cermat sehingga harganya menjadi lebih mahal.

  Intensitas loncatan api listrik juga ditentukan oleh jarak antara kedua elektroda busi. Jarak elektroda yang optimum adalah antara 0,6-0,8 mm. Selain itu penentuan tempat busi di dalam ruang bakar juga penting. Loncatan api listrik tidak boleh terjadi di tempat lain kecuali di antara kedua elektroda busi. Supaya selalu terdapat campuran bahan bakar dan udara yang mudah terbakar di antara kedua elektroda, tempat yang terbaik untuk busi ialah dekat katup isap. Tetapi jika ditinjau dari kemungkinan terjadinya detonasi, sebaiknya busi ditempatkan pada bagian yang terpanas, misalnya dekat katup buang. Pada sistem penyalaan konvenional (penyalaan dengan menggunakan platina) terdiri dari sebuah baterai sebagai sumber energi listrik, kontak penyalaan (platina), kumparan penyalaan (koil), tahanan distributor (yang di dalamnya terdapat pemutus arus, kam, rotor dan alat pengatur saat penyalaan), busi, serta kabel-kabel tegangan tinggi dan rendah. Selain penyalaan secara konvensional, ada yang menggunakan sistem penyalaan elektronik.

2.2.5 Capasitive Discharge Ignition (CDI)

  Merupakan komponen kelistrikan yang terdiri atas koil pembangkit pulsa atau pulser yang dihubungkan ke koil primer. Fungsi koil ini sama dengan platina, yaitu mengaktifkan SCR (Silicon Control Rectifier). Pada CDI, listrik yang berasal dari sepul pengapian digunakan untuk mengisi kondensor. Disinilah listrik disimpan beberapa saat. Selanjutnya, begitu pulser membangkitkan pulsa, SCR langsung aktif. Komponen ini merupakan sakelar elektronik, karena begitu ada kontak dari pulser maka listik akan dialirkan ke koil pengapian sehingga busi akan memercikkan api.

  Dalam pembahasan sistem penyalaan diterangkan bahwa sistem penyalaan konvesional menggunakan platina sebagai pengatur kapan busi memercikkan api.

  Untuk mengubah waktu derajat pengapiannya di bantu secara mekanis oleh sentrifugal advance timing. Peranti ini menggunakan prinsip bandul governor untuk menggeser letak platina. Oleh sebab itu perubahan letak derajat pengapian tergantung dari perangkat tersebut. Misal kekuatan pegas dan berat bandulnya. Perubahan derajat pengapian yang menggunakan sistem tersebut tidak dapat kita lihat secara jelas. Selain itu perubahan waktu pengapiaan mulai terjadi ketika rpm mesin telah memenuhi syarat untuk menggerakkannya. Karena itu peranti ini tidak bekerja dari rpm awal. Hal lain adalah bila advance timing sudah bekerja maksimal, maka walaupun rpm naik derajat waktu pengapian tidak akan berubah lagi. Lihat gambar 2.5.

Gambar 2.5 Contoh kurva perubahan waktu derajat pengapian menggunakan

  platina dengan sentrifugal advance

  

Sumber : www.jetav8r.com/Vision/Ignition/CDI.html

  Tetapi pada sistem yang menggunakan CDI, timing derajat pengapian dimajukan oleh SCR tadi. Perubahan timing tersebut dipengaruhi oleh waktu yang diperlukan untuk membangun voltase listrik yang dihasilkan pulser. Sinyal dari pulser sendiri tergantung dari putaran mesin.

   CDI Standar

2.2.5.1 CDI ini adalah CDI bawaan sepeda motor yang telah terpasang pada unit

  sepeda motor. SCR yang berfungsi sebagai pengubah derajat pengapian pada CDI ini hanya dapat mengeluarkan sebuah grafik pengapian. Grafik tersebut dibuat oleh produsennya dan tidak dapat diubah-ubah. Dibawah dapat dilihat kurva pengapian yang dimiliki oleh CDI standar. (Gambar 2.7 ). Dalam kurva tersebut dapat dilihat bahwa terdapat kejanggalan. Kurva tersebut tidak smoth, hal tersebut terjadi karena dalam rangkaian CDI tersebut terdapat beberapa komponen yang nilainya tidak sesuai dengan ketentuannya. Hal tersebut dilakukan untuk memangkas biaya produksi.

Tabel 2.6 Waktu pengapian CDI standar

  De ra ja t RPM

  <500 0,7 500 1 1000 1,2 1500 2,2 2000 4,1 2500 8,9 3000 12,15 3500 15,3 4000 25,5 4500 26 5000 27 5500 28,5 6000 29,2 6500 31,5 7000 31,25 7500 33,4 8000 33,8 8500 33 9000 35 9500 34,79 10000 34,9

  32,824 10500 Gambar 2.7 Grafik pengapian CDI standar.

  11000 32,014 11500 32,044 12000 31,594 12500 31,294 13000 30,894 13500 30,494 14000 30,094 14500 29,694 15000 29,294 15500 29 16000 29 16500 29 17000 29 17500 29 18000 29 18500 29

2.2.5.2 CDI Programmable

  Berbeda dengan CDI standar. Pada CDI programmable grafik yang dikeluarkan oleh CDI dapat diubah-ubah. Karena dengan menggunakan perangkat komputer kita dapat mengatur sendiri bagaimana perubahan derajat pengapian tiap rpm yang akan kita pakai. Waktu derajat pengapian dapat kita lihat secara jelas.

  Pemograman ulang untuk mengaturnya biasa disebut dengan remaping.

  Remaping ini dapat dilakukan bila pengguna merasa belum mendapatkan

  kinerja mesin yang maksimal. Dalam penelitian ini penulis hanya memperbaiki kurva yang dimiliki oleh CDI standar. Karena kurva yang dimiliki CDI standar masih belum dapat memberikan timing pengapian yang maksimal. Kurva yang digunakan dalam CDI programmable dapat dilihat dibawah ini.

Tabel 2.8 Waktu pengapian CDI programmable

  De ra ja t RPM BTDC

  <500 0,7 500 1 1000 1,2 1500 2,2 2000 4,1 2500 8,6 3000 11,6 3500 14,2 4000 17,7 4500 20,4 5000 23 5500 25,6 6000 28,2 6500 30,8 7000 32,4 7500 33,2 8000 33,8 8500 34 9000 34,3 9500 34,5 10000 34,15 10500 33,4

  32,7 11000 Gambar 2.9 Grafik pengapian CDI programmable.

  11500 32,044 12000 31,594 12500 31,294 13000 30,894 13500 30,494 14000 30,094 14500 29,694 15000 29,294 15500 29 16000 29 16500 29 17000 29 17500 29 18000 29

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Penelitian Daya dan Torsi

3.1.1 Alat dan Bahan ` Alat :

• Dynotest Merupakan alat pengukur yang digunakan untuk mengetahui berapa besar nilai daya dan torsi yang dikeluarkan oleh mesin motor. Dynotest yang digunakan adalah tipe on well, jadi pemgukuran dilakukan pada putaran roda dengan cara menempelkan roda belakang dengan roller inersia yang ada pada dynotest. Alat ini dilengkapi dengan perangkat komputer yang akan mencatat daya dan torsi yang dihasilkan oleh putaran roda kemudian dapat mengeluarkan data tersebut dalam bentuk grafik untuk memudahkan pembacaan hasil pengujian.
Gambar 3.1 Roller dynotest yang diputar oleh roda belakang.
• Sepeda Motor Sepeda motor yang digunakan sebagai sarana penelitian ini adalah sepeda motor dengan mesin 4 langkah 125cc.

  Perlu diketahui bahwa sepeda motor ini telah mengalami beberapa modifikasi. Bagian mesin yang telah dimodifikasi adalah volume silinder. Mesin ini telah di Bore-Up menjadi 122cc yang tadinya hanya 110cc. Koil pengapian diganti dengan merek Kitaco.

  Saluran buang menggunakan tipe racing keluaran HRP dan setingan karburator yang menyesuikan karena penggantian beberapa komponen diatas.

  Dalam penelitian ini hal tersebut tidaklah menjadi masalah, karena sepeda motor tersebut hanya sebagai sarana penelitian, dalam arti waktu penelitian perbedaan pengaruh penggantian CDI motor terebut tidak akan diubah settingannya. Pengambilan data dilakukan hanya dengan melepas CDI standar kemudian menggantinya dengan CDI Programmable.

  Bahan

• CDI standar

  CDI ini merupakan CDI bawaan sepeda motor yang telah terpasang pada unit sepeda motor

• CDI Programmable CDI ini adalah CDI yang akan ditliti pengaruh penggantiannya pada sepeda motor diatas. Merupakan CDI yang dapat di atur bagaimana kurva pengapian yang diinginkan oleh pemakai.
Gambar 3.2 Perbandingan bentuk fisik CDI standar dan Programmable

3.1.2 Langkah-Langkah Penelitian

1. Mempersiapkan sepeda motor

   Menaikkan sepeda motor diatas mesin dynotest dan memasangnya dengan 2.

  mengikat, sehingga waktu mesin dinyalakan motor tetap diam.

Gambar 3.3 Persiapan memasang motor diatas dynotest

  3. Menghidupkan mesin sepeda motor.

  4. Pengambilan data gigi 1. Masukkan ke gigi 1, kemudian mesin diputar

  gasnya sampai Rpm maksimal. Untuk pengambilan data gigi 2 dan 3 dengan cara diatas hanya posisi giginya yang diubah.

  5. Setelah didapat data CDI standar, matikan mesin kemudian ganti CDI

  standar dengan CDI programmable yang telah diisi kurva pengapian yang dikehendaki.

Gambar 3.4 Penggantian CDI standar dengan CDI programmable 6. Ulangi lagkah 4 untuk mendapatka data gigi1,2 dan 3.

  7. Matikan mesin motor

3.2 Penelitian Konsumsi Bahan Bakar

3.2.1 Alat dan Bahan Alat :

• Sepeda Motor Sepeda motor yang digunakan sebagai sarana penelitian ini adalah sepeda motor dengan mesin 4 langkah 125cc.
• Speedo Meter Alat ini digunakan untuk melihat jarak tempuh yang dapat ditempuh oleh sepeda motor dengan bahan bakar 100 ml. Speedo meter yang digunakan adalah speedo meter yang telah terpasang pada sepeda motor.
• Gelas ukur

  Digunakan untuk mengukur volume bahan bakar yang akan dipakai dalam penelitian.

Gambar 3.5 Gelas ukur bahan bakar
• Botol minun air mineral Digunakan untuk menampung bahan bakar yang akan diuji.

  Agar memudahkan dalam proses pengamatan, maka penulis memilih botol minum air mineral yang transparan. Sehingga bahan bakar dapat terlihat masih seberapa.

Gambar 3.6 Tempat bahan bakar yang diukur
• Selang bensin

  Untuk mengalirkan bahan bakar dari tangki yang baru ke karburator.

  Bahan :

• CDI standar

  CDI ini merupakan CDI bawaan sepeda motor yang telah terpasang pada unit sepeda motor.

• CDI Programmable CDI ini adalah CDI yang akan diteliti pengaruh penggantiannya pada sepeda motor diatas. Merupakan CDI yang dapat di atur bagaimana kurva pengapian yang diinginkan oleh pemakai.
• Bahan Bakar Bahan bakar yang dipakai adalah premium atau bensin.

3.1.2 Langkah-Langkah Penelitian 1. Mempersiapkan sepeda motor.

Gambar 3.7 Persiapan sepeda motor saat uji jalan bahan bakar.

  

2. Mengosongkan tangki bahan bakar kemudian mengisinya dengan bahan

bakar bensin sebanyak 100 ml.

  3. Catat angka awal pada petunjuk kilometer yang ada pada speedo meter.

  4. Hidupkan mesin sepeda motor dan gunakan untuk jalan dengan kecepatan konstan 40 km/jam.

  

5. Catat angka petunjuk kilometer saat mesin mati karena kehabisan bahan

bakar.

  

6. Kurangi data langkah 5 dengan data langkah 4, maka akan didapat jarak

yang dapat ditempuh sepeda motor dengan bensin 100 ml.

  

7. Ulangi langkah 2 s/d 6 untuk mendapatkan data dengan kecepatan

50km/jam dan 60km/jam.

  

8. Setelah didapat data CDI standar, ganti CDI dengan CDI programmable.

  Kemudian ulangi langkah 1 s/d 7.