67563786-proposal-ta
TRANSCRIPT
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 1/17
PROPOSAL
TUGAS AKHIR
MODIFIKASI VOLUME SILINDER SEPEDA MOTOR BEBEK 100 CC
MENJADI 110 CC DENGAN KOMBINASI DIAMETER PISTON
DIBANDING LANGKAH PISTON
Disusun Oleh :
Cokro Wijoyo
20030130100
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2008
1
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 2/17
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Modifikasi bidang otomotif akhir-akhir ini mengalami
perkembangan yang sangat pesat dan beragam, hampir semua sistem
dalam teknologi otomotif baik sepeda motor maupun mobil mengalami
sentuhan modifikasi. Modifikasi bidang otomotif yang dilakukan
bertujuan untuk mendapatkan unjuk kerja yang lebih baik dari sebuah
sistem kerja otomotif. Dilakukan dengan sistem kerja yang standar,
merubah spesifikasi komponen ataupun dengan cara memberi komponen
tambahan. Modifikasi bidang otomotif merupakan peluang bisnis yang
sangat menjanjikan sekaligus penuh tantangan, maka terjun kedalam
bidang modifikasi otomotif dibutuhkan pengetahuan dasar tentang sistem
kerja yang mendalam dan kreatifitas yang tinggi.
Salah satu area mesin yang mengalami modifikasi yang trend saat
ini adalah volume silinder (cc). Modifikasi volume silinder (cc) bertujuan
untuk meningkatkan performance mesin sepeda motor. Mesin sepeda
motor bebek standar di Indonesia produksi tahun 2000an yang rata – rata
berkapasitas 110 cc sampai 125 cc. Bagi pemilik sepeda motor produki
dibawah tahun 2000an yang rata – rata memiliki kapasitas mesin 100 cc
merasa motornya kurang bertenaga terutama untuk kaum muda. Bisa
diambil alternative memodifikasi kapasitas mesinnya dengan mengganti
komponen milik motor bebek lainnya atau saling subtitusi. Untuk
menaikan volume silinder biasanya dilakukan ubahan pada diameter
piston dan langkah piston.
Kali ini adalah menaikan volume silinder (cc) sepeda motor
berkapasitas 102 cc menjadi 110 cc. Yaitu dengan cara menaikan
diameter piston standar 50 mm menjadi 51 mm, dan menaikan stroke /
langkah piston standar 54 mm menjadi 56 mm.
2
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 3/17
1.2. Rumusan masalah
Dalam permasalahan kali ini akan dibahas tentang bebek Yamaha
Crypton / Vega 102 cc yang akan diperbesar kapasitasnya menjadi 110 cc.
Yaitu dengan menggunakan piston Yamaha Jupiter Z (diameter 51 mm)
serta menggunakan pin stroke yang lebih panjang 2 mm dari standar.
Permasalahan yang timbul adalah bagaimana mengetahui performa
sepeda motor dari hasil ubahan / modifikasi pada silinder, dan cara
memodifikasi silinder yang dimaksud.
1.3. Batasan masalah
Batasan masalah modifikasi volume silinder sepeda motor bebek
adalah pada diameter piston dibandingkan dengan langkah piston, tanpa
membahas material piston serta tanpa mengubah sudut sequis kepala
silinder standar.
1.4. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui seberapa besar pengaruh penggunaan diameter piston
terhadap momen torsi, daya poros, laju konsumsi bahan bakar spesifik
dan efisiensi bahan bakar.
2. Mengetahui seberapa besar pengaruh penggunaan stroke / langkah
piston terhadap momen torsi, daya poros, laju konsumsi bahan bakar
spesifik dan efisiensi bahan bakar.
3. Mambandingkan pengaruh antara menggunakan diameter piston 51
mm dan dengan menggunakan langkah piston 56 mm.
4. Membandingkan performa sepeda motor 110 cc standar pabrik
dengan sepeda motor 110 cc hasil modifikasi.
1.5. Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari hasil modifikasi adalah sebagai berikut :
3
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 4/17
1. akan diperoleh performa motor bensin yang lebih baik
2. sebagai bahan acuan dalam perkembangan teknologi otomotif
khususnya dalam hal modifikasi.
3. mengetahui seberapa besar pengaruh menggunakan komponen
standar dengan komponen modifikasi.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pembaca dalam memahami laporan ini, makalaporan ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
1. BAB I. PENDAHULUAN
Menjelaskan tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan dan
manfaat, metode pembahasan, sistematika penulisan.
2. BAB II. LANDASAN TEORI
Penjelasan umum teori, Siklus otto, motor 4 lankah, motor bensin,
sepeda motor, dasar perhitungan volume silinder, metode perhitungan prestasi mesin.
3. BAB III. METODE MODIFIKASI
Perhitungan volume silinder standar dan volume silinder modifikasi,
teknik memodifikasi volume silinder sepeda motor.
4. BAB IV. PERBANDINGAN PRESTASI
Perhitungan prestasi mesin sebelum dimodifikasi dengan prestasisesudah dimodifikasi, pembahasan.
5. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dan Saran.
4
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 5/17
BAB II
KERANGKA TEORI
2.1. Tinjauan pustaka
Motor plus edisi 327; Cara paling mudah mendongkrak tenaga
mesin adalah dengan cara mengganti piston dengan diameter lebih besar.
Kapasitas dapur pacu langsung melambung. Mudahnya beberapa tipe
bebek 4 tak bisa saling tukar piston.
Hukum ini juga berlaku bagi yang sudah oversize habis mentok
100. Boleh pakai piston atau seher lebih besar dari bebek lain. Syaratnya
pin piston berukuran sama. Seperti pada bebek 4-tak Yamaha, Kawasaki,
dan Honda. Bisa saling tukar. Sebab diameter pin rata-rata sama 13 mm.
Bagi pemilik Yamaha Crypton, Vega, Jupiter dan Jupiter-Z. yang belum
puas dengan kapasitas cc standar buatan pabrik. Ganti saja pistonnya
dengan piston Kawasaki Blitz Joy. Diameter standarnya 56 mm dipadu
dengan langkah piston ( strok ) 54 mm. kapasitas mesin menjadi 132.9 cc.
Motor plus edisi 276; Piston Kawasaki Kaze mempunyai diameter
lebih besar dari motor bebek sekelasnya. Lumayan ampuh mendongkrak
kapasitas mesin bebek merek lain. Diameter piston Kaze standar 53 mm,
lebih besar dibanding piston Honda Supra, Grand, Yamaha Crypton/vega,Jupiter, Jialing Bangau atau Kanzen Mega Star. Bahkan material lebih
bagus dan murah dari pada piston racing serta gampang penerapannya.
Seperti supra aplikasi piston Kaze kapasitas silinder menjadi 109.1 cc.
bandingkan dengan standarnya yang hanya 97 cc.
Dalam permasalahan kali ini akan dibahas tentang bebek Yamaha
Crypton / Vega 102 cc yang akan diperbesar kapasitasnya menjadi 110 cc.
5
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 6/17
Yaitu dengan menggunakan piston Yamaha Jupiter Z (diameter 51 mm)
serta menggunakan pin stroke yang lebih panjang 2 mm dari standar.
2.2. Mesin bensin
Mesin bensin adalah salah satu jenis motor pembakaran dalam
yang banyak digunakan untuk menggerakan atau sebagai sumber tenaga
pada kendaraan. Motor bensin menghasilkan tenaga pembakaran bahan
bakar yang dan udara (Oksigen) yang ada dalam silinder dan dalam
pembakaran ini akan menimbulkan panas sekaligus akan mempengaruhi
gas yang ada dalam silinder untuk mengembang.
6
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 7/17
Gambar 2.3 motor bensin 4 langkah
(Pedoman Reparasi sepeda motor: 4-0)
Gas tersebut dibatasi oleh dinding silinder kepada silinder dan
piston, maka ketika piston berada pada TMA (titik mati atas) temperatur
dan tekanan akan naik. Naiknya temperatur dan tekanan didalam silinder
tersebut kemudian meledak akibat lompatan api dari busi, yang kemudian
mendorong piston yang ada dalam silinder untuk bergerak translasi
didalam silinder. Sedang pada piston tersebut dihubungkan dengan Con-
rod yang menghubungkan piston dengan Crankshaft (poros engkol) yang
kemudian mengubah gerakan translasi piston menjadi gerak rotasi. Dari
gerakan rotasi inilah yang kemudian akan menggerakan system kopling
dan transmisi sehingga dapat menggerakan kendaraan.
7
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 8/17
2.3. Piston
Piston atau Torak serta ada pula yang menyebutnya ‘Seher’, adalah
komponen mesin yang mengubah atau mentransfer tekanan pembakaran
yang menjadi gerak lurus ( sliding ) yang selanjutnya dengan perantara pena
torak, batang torak, dan poros engkol gerak lurus dari torak tersebut
diubah menjadi gerak putar. Oleh karena itu, toak harus tahan terhadap
tekanan yang tinggi, panas yang tinggi, dan mampu bekerja dengan
kecepatan yang tinggi yaitu 24.000 kali pada putaran mesin 12.000 rpm,
atau 400 kali gerak naik turun perdetik.
Sebagian besar piston dibuat dari bahan paduan alumunium,
walaupun pada kondisi tertentu digunakan juga piston dari besi tuang dan
keramik. Bahan alumunium mempunyai keunggulan ringan cepat
mentransfer panas. Karena ringan maka mesin dapat bekerja pada putaran
yang lebih tinggi. Keuntungan lainnya dari alumunium adalah
memungkinkan mesin bekerja dengan suhu mesin yang lebih rendah dari pada dengan piston dari besi tuang sehingga mengurangi kemungkinan
terjadinya penumpukan kerak karbon dibawah permukaan piston (karena
kerusakan minyak pelumas serta panas) atau pada ring pistonnya.
Kelemahan utama piston yang terbuat dari paduan alumunium adalah
pemuainnya cukup besar yang menyebabkan piston berubah bentuk.
Meskipun begitu banyak usaha dilakukan untuk mengatasi kelemahan ini
dengan membuat bagian atas piston lebih kecil dari pada bagian bawahnyaagar saat piston telah mencapai suhu kerja, maka bagian yang lebih kecil
akan memuai sehingga bagian atas serta bawah piston akan sama.
2.4. Sroke / langkah
Stroke atau sering diterjemahkan menjadi langkah piston adalah
panjang gerakan piston bolak – balik dari bagian atas silinder atau titik
8
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 9/17
mati atas (TMA) menuju bagian bawah silinder atau titik mati bawah
(TMB), maupun sebaliknya.
Satu langkah torak adalh sama dengan setengah putaran kruk as
atau poros engkol. Panjang langkah torak ditentukan oleh putaran poros
engkol (crankshaft ). Atau sama dengan panjang antara titik pusat poros
engkol dengan tempat batang piston dipasang. Diameter dan langkah ini
menentukan volume atau kapasitas mesin.
2.5. Dasar-Dasar Perhitungan Volume Silinder
1. Kapasitas mesin
Volume yang terbentuk akibat pergerakan piston dari titik mati bawah
munuju titik mati atas (dan sebaliknya). Volume langkah ini dapat
dihitung dengan menggunakan rumus volume tabung dengan satuan cc.
Vs : volume langkah (cc)
d : diameter silinder (mm)
l : panjang langkah (mm)
n : jumlah silinder
Rumus diatas juga dikenal sebagai vlolume perpindahan piston karena
piston bergerak dari posisi TMB (titik mati bawah) ke TMA (titik mati
atas). Persamaan ini memperlihatkan mengapa volume perpindahan
piston bertambah besar bila silinder diperbesar disbanding
memperbesar langkah. Hal ini karena diameter dikuadratkan, sementara
9
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 10/17
langkah tidak. Artinya, dengan memperbesar diameter, maka
perbandingan kompresi akan menjadi lebih tinggi.
2. Perbandingan kompresi
Perbandingan kompresi adalah perbandingan volume silinder dan ruang
antara awal langkah kompresi (katup masuk mulai tertutup) dan setelah
akhir langkah kompresi saat piston berada pada titik mati atas (TMA) :
Rc : perbandingan kompresi
Vef : volume efektif (cc)
Vc : volume sisa / volume ruang bakar (cc)
2.6. Metode Perhitungan Performa/Prestasi Mesin
Pada umumnya kinerja suatu mesin bisa diketahui dari membaca
dan menganalisa parameter yang ditulis dalam sebuah laporan atau media
lain. Biasanya kita akan mengetahui daya, torsi dan konsumsi bahan bakar
spesifik dari mesin tersebut. Parameter itulah yang menjadi pedoman
praktis prestasi sebuah mesin. Secara umum daya berbanding lurus dengan
luas piston sedang torsi berbanding lurus dengan volume langkah.
Parameter tersebut relative penting digunakan pada mesin yang
berkemampuan kerja dengan variasi kecepatan operasi dan tingkat
pembebanan. Daya maksimum didefinisikan sebagai kemampuan
maksimum yang dihasilkan oleh suatu mesin.
1. Torsi dan daya poros
• Torsi
10
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 11/17
Torsi sering juga disebut momen. Momen sendiri merupakan gaya
kali jarak.
Dimana :
T : torsi (Nm)
F : gaya penyeimbang yang diberikan (N)
m : beban terukur (kg)
g : gaya grafitasi (9.81 m/s2)
b : jarak lengan torsi (mm)
• Daya poros
Dimana :
T : Torsi (Nm)
N : putaran kerja (rev/s)
2. Tekanan efektif rata – rata
Tekanan efektif rata – rata (bmep) diperoleh dari pembagian kerja per
siklus dengan volume silinder per siklus (Heywood, 1988;50)
dimana :
bmep : tekanan efektif rata – rata (Kpa)
11
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 12/17
Pb : daya poros (KW)
n R : jumlah putaran poros engkol untuk setiap langkah
kerja (2 siklus untuk 4 langkah)
Vd : volume langkah (mm3)
N : putaran kerja (rev/s)
3. Konsumsi bahan bakar spesifik dan laju konsumsi bahan bakar
• Konsumsi bahan bakar spesifik / Specific Fuel Comsumsion (Sfc)
adalah banyaknya bahan bakar yang dipakai setiap detik untuk
menghasilkan satu satuan daya dan waktu pemakaian sebanyak 10
ml (Heywood, 1988;51)
dimana :
m f : laju konsumsi bahan bakar (g/s)
P : daya poros (KW)
• Laju konsumsi bahan bakar dapat diperoleh dengan persamaan
(Ariends & Berenschot, 1988;13)
Dimana :
t : waktu konsumsi bahan bakar setiap 1 ml (s)
ρ : massa jenis bahan bakar (gr/cm3)
ρ prem : 0,73 gr/cm3 untuk premium (pertamina)
12
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 13/17
4. Efisiensi
Efisiensi adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan per siklus
terhadap jumlah energy yang disuplai per siklus yang dapat dilepaskan
selama pembakaran. (Heywood, 1988;52)
dimana :
Q HV : nilai kalor rendah bahan bakar (KJ/Kg)
: 45000 KJ/Kg untuk premium
Sfc : konsumsi bahan bakar spesifik (mg/J)
13
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 14/17
BAB III
METODE MODIFIKASI
3.3. BAHAN DAN ALAT
a. Bahan
− Piston Jupiter Z Ø 51 mm
− Ring piston size 0
− Pin Stroke +2 mm
− Mesin sepeda motor yamaha Crypton 102 cc
− Mesin sepeda motor Jupiter Z 110 cc
b. Alat
− Alat ukur sudut dan panjang
− Mesin bubut
− Mesin korter
− Tool kit
− Alat uji prestasi mesin ( Dynamometer / Dynotest )
14
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 15/17
3.4. DIAGRAM ALIR
15
Persiapan :
Pengesetan Alat
Pembongkaran mesin
Penggantian piston
Penggantian pin stroke
Analisa
Hasil
Mulai
Selesai
kesimpulan
Pengujian motor hasil modifikasi
dibanding motor produksi pabrik
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 16/17
3.5. TEMPAT DAN WAKTU PELAKSANAAN
a. Tempat Pelaksanaan
Pengukuran, pembongkaran mesin diadakan di laboraturium prestasi mesin
Unuversitas Muhammadiyah Yogyakarata.
b. Tempat pengujian
Pengujian dilakukan di Laboraturium Proses Produksi Teknik Mesin
Universitas Gajah Mada Yogyakarta
c. Jadwal Pelaksanaan
Tahapan kegiatan Minggu 1 Minggu 2 Minggu 3 Minggu 4
1. Persiapan
a. Penyediaan bahan
b. Persiapan alat
X
X2. Pelaksan
aan
a. Penggantian piston
b. Penggan
tian pin stroke
X
X
3. Pengujia
n
a. Pengujian motor
hasil modifikasi
b. Pengujian motor
produksi pabrik
X
X
4. Penyeles
aian
a. Perhitungan
b. Penyusu
X
X
16
5/13/2018 67563786-Proposal-Ta - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/67563786-proposal-ta 17/17
nan laporan
DAFTAR PUSTAKA
Nugroho, Amien, 2005, Ensiklopedi Otomotif, cetakan pertama, PT. Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta
Tabloit motor plus, Jakarta, edisi 269/2004, edisi 276/2004, edisi 318/2005, edisi
322/2005, edisi 327/2005, edisi 328/2005, Gramedia Group, Jakarta
17