pengaruh bentuk permukaan piston dilakukan dengan berbagai macam bentuk kepala piston dengan...

Download PENGARUH BENTUK PERMUKAAN PISTON   dilakukan dengan berbagai macam bentuk kepala piston dengan bentuk kepala piston datar, cembung ... rnenjadi gaya dorong pada batang torak,

Post on 06-Feb-2018

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Volume 1 Nomor 5 Juni 2017

    15

    PENGARUH BENTUK PERMUKAAN PISTON TERHADAP KINERJA MOTOR BAKAR 4 LANGKAH 1 SILINDER

    Achmad Nurhidayat

    Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Surakarta (UNSA)

    Jl. Raya Palur Km. 5, Surakarta - 57772 E-mail: achkun72@yahoo.comatauachkunujang@gmail.com

    Abstrak

    Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan bukti bahwa bentuk kepala torak akan

    memberikan performa motor bakar lebih baik. Pengujian dilakukan dengan berbagai macam bentuk kepala piston dengan bentuk

    kepala piston datar, cembung, dan cekung. Pengumpulan data dengan alat inertia dynometer di buat dalam bentuk diagram, waktu yang diperlukan untuk konsumsi bahan bakar 10 ml, hasil dan data diolah untuk mengetahui efisiensi bahan bakar, daya dan torsi. Mesin yang digunakan Yamaha Jupiter 110 cc tahun 2004.

    Hasil pengujian menunjukan bahwa kepala torak permukaan datar menghasilkan efisiensi paling besar yaitu ( 20 %) dengan konsumsi bahan bakar 0,3 kg/jam/hp, dan daya mencapai ( 2,168 hp ) lebih rendah dari permukaan cembung ( 4,56 hp ) dan lebih tinggi dari permukaan cekung ( 4,4 hp ).

    Kata kunci : Torak, Bentuk kepala torak, Torsi. I. PENDAHULUAN

    Effisiensi motor bakar terpaku pada angka di bawah 50 %, hal ini dikarenakan energi panas yang dirubah menjadi energi mekanik tidak seratus persen. Sebagian besar dibuang sebagai rugi, termasuk didalamnya adalah gesekan antara komponen-komponen yang bekerja bergesekan. Gesekan yang terjadi disamping disebabkan karena kerjanya juga disebabkan karena bobot dari komponen itu sendiri, semakin ringan bobot komponen semakin rendah gesekan yang terjadi. Termasuk dalam hal ini adalah piston atau torak sebagai komponen paling penting dalam meneruskan tenaga atau daya yang dihasilkan ke pengguna yaitu transmisi dan roda.

    Dilihat dari fungsi dan pembebanan torak atau piston, maka dituntut persyaratan harus kuat terhadap tekanan tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, tahan terhadap keausan dan mempunyai sifat luncur yang baik serta mempunyai koefisien muai panas kecil (VEDC Malang, 1999, hal.60150510-3). Tahan terhadap keausan dan mempunyai sifat luncur yang baik berarti mensyaratkan bahwa piston atau torak harus memiliki bobot yang seringan mungkin, sehingga rugi daya bisa dikurangi.

    Beberapa modifikator motor bakar melakukan perubahan bentuk komponen-komponen motor bakar agar rugi daya dapat ditekan sehingga performa motor bakar lebih baik, demikian pula halnya dengan piston atau torak ini. Seberapa besar pengaruh bentuk kepala piston, hal ini dapat mempengaruhi performa motor bakar, perlu kiranya dilakukan pengujian dan penelitian lebih lanjut.

    Dalam penelitian dan pengujian terhadap bentuk kepala torak haruslah mempertahankan fungsi torak dan persyaratan yang lain sehingga tidak mempengaruhi kinerja torak, yang dilakukan perubahan adalah bentuk kepala torak saja. Sehingga akan didapat pengaruh terhadap performa motor bakar dengan membaca grafik analisa performa motor bakar.

    II. TINJAUAN PUSTAKA

    Dengan meng-oversize piston, volume langkah akan bertambah besar, tetapi tekanan pada ruang bakar menurun perbandingan kompresi dan gaya yang bekerja pada piston setiap motor mengalami peningkatan. Sedangkan torsi dan daya yang dihasilkan relatif sama degan motor ukuran standart, ini terlihat dari hasil perhitungan yang telah

  • Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Volume 1 Nomor 5 Juni 2017

    16

    dilakukan. Kenaikan ataupun penurunan yang terjadi akan mempengaruhi kinerja motor (Asep Syarif Hidayat, 2006).

    Adanya peningkatan daya dan torsi pada sepeda motor menggunakan torak jenis dome dari yang semula torak flat dengan prosentase peningkatan daya maksimum sebesar 0,9 kW (16,9%) dan torsi maksimum sebesar 0,74 Nm (13,43%), serta pemakaian bahan bakar menurun sebesar 0,01 ml/detik (9,4%) pada putaran mesin 1500 rpm hingga 4000 rpm, (Andreas Galih Dimaranggono 2009).

    Fungsi torak menghisap, mengkompresi gas baru dan membuang gas bekas, merubah tekanan hasil pembakaran rnenjadi gaya dorong pada batang torak, mengatur pemasukan dan pembuangan gas pada motor 2 tak.

    Pembebanan yang terjadi pada torak antara lain adalah, menerima tekanan dan temperatur gas pembakaran yang tinggi, menerima gaya percepatan yang tinggi dan menerima gaya gesek dan gaya samping, sehingga syarat dari bahan torak adalah harus kuat terhadap tekanan tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, tahan terhadap keausan dan mempunyai sifat luncur yang baik serta mempunyai koefisien muai panas kecil. Bahan yang umumnya dipakai untuk torak adalah aluminium karena sifatnya ringan. Tetapi aluminium murni terlalu lembek dan mempunyai ketahanan kecil terhadap gesekan. Untuk memenuhi persyaratan yang diinginkan, maka aluminium harus dicampur dengan logam lain seperti, 1. Paduan Al Si dengan Si yang terkandung

    12-25%, Silikon (Si) rnakin tinggi kadar Si, rnakin kecil muai panas dan gesekan. Tetapi makin sulit pengerjaan / pembuatannya.

    2. Paduan Al - Cu dengan Cu yang terkandung 5% dan Si < 1%, Tembaga (Cu) Tahan terhadap karat dan kemampuan memindahkan panas baik.

    3. Paduan Al - Si - Cu dengan Si & Cu yang terkandung masing-rnasing 5%.

    4. Paduan AI-Ni dengan Ni yang terkandung 25%, Nikel (Ni) memiliki kekenyalan yang tinggi, tahan terhadap temperatur tinggi, muai panas kecil dan tahan terhadap karat.

    Dalam kerjanya torak mengalami gesekan dan panas yang tinggi, hal ini mengharuskan torak mengalami pelumasan

    dan pendinginan. Oli yang keluar pada bantalan pangkal batang torak terlempar akibat putaran poros engkol,lubang semprot khusus ada pada pangkal batang torak, diarahkan kesisi torak yang rnenerima gaya samping pada langkahusaha.Sedangkan pada pendinginan torak digunakan nosel penyemprot yang ada pada blok motor, dimana tekanan buka katup pelepas >200 Kpa (2 bar), model yang lain saluran penyemprot yang melewati batang torak.

    Untuk memperkecil gesekan dan tamparan torak pada posisi TMA dan TMB serta langkah usaha, sumbu pena torak sering digeser kearah samping ( 0,3mm s/d 1 mm ), kesisi yang rnenerima gaya samping pada langkah usaha.

    Temperatur tinggi yang terjadi pada torak dari bahan logam ringan akan mengakibatkan muai panas yang besar oleh karena itu torak dibuat dengan bentuk torak(model tirus dan lonjong / oval). Saat dingin tirus dan lonjong, ketika panassilindris, karena muai panas puncak torak lebih besar dari pada pinggang torak dan bulat karena pemuaian diarahkan ke surnbu pena torak. Jenis Torak 1. Torak dengan pembatas perpindahan

    panas a. Torak dengan pinggang bercelah Fungsi celah untuk membatasi pemuaian panas pada pinggang torak dengan cara memperkecil perpindahan panas dari puncak ke pinggang torak (pada bagian melintang sumbu pena torak). Torak jenis ini harus dibuat dari campuran logam dengan koefisien rnuai panas kecil. b. Torak berpasangan Torak terdiri dari dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu puncak torak dan badan torak. Puncak torak terbuat dari baja.tuang dan badan torak terbuat dari aluminium Perpindahan panas dari puncak ke pinggang torak akan terhambat dengan adanya pemisahan dua bagian tersebut, pemakaian pada motor diesel dengan tuntutan panas tinggi.

    2. Torak dengari kontrol pemuaian a. Pemuaian dibatasi -Torak - Baja invar Penambahan baja akan mereduksi pemuaian panas.Invar nama pernbuatnya (baja dengan pemuaian panas rendah). -Torak dengan cincin pemikul

  • Jurnal AUTINDO Politeknik Indonusa Surakarta ISSN : 2442-7918 Volume 1 Nomor 5 Juni 2017

    17

    Cincin pemikul di buat dari besi tuang khusus dan dipasang pada alur cincin .torak pertama sehingga pemakaian panas diperkecil dan keausun pada alur cincin torak berkurang .

    b. Pemuaian diarahkan ke sisi sumbu pena torak -Torak Bimetal Strip baja disisipkan disekitar mata pena torak. Torak akan rnemuai ke arah Sumbu pena torak, dengan penarnbahan strip baja akan mengatur pemuaian panas ( Efek dari bimetel). Torak bimetal juga sering disebut torak Autothermis.

    III. METODE PENELITIAN Desain penelitan Desain penelitian ini termasuk desain pra-eksperimental dengan studi observasi tunggal (one-shot case study), karena objek penelitiannya hanya merupakan kelompok perlakuan dan tidak memiliki kelompok kontrol. Hal ini dikarenakan dalam desain ini, suatu perlakuan (X) yaitu variasi bentuk permukaan piston, dikenakan pada suatu objek penelitian, yaitu motor bensin Yamaha dan kemudian dilakukan pengamatan terhadap konsumsi bahan bakarnya. Populasi dan sampel Pada penelitian tersebut, karena jenis motor maupun jenis karburatornya sudah tertentu, juga karakteristik motor, maka teknik sampling yang digunakan adalah teknik purposif random sample, yaitu dengan contoh : 1. Motor bensin yang digunakan sepeda

    motor Yamaha 2. Karburator yang digunakan yaitu merek

    Mikuni 3. Komposisi campuran bahan bakar dan

    udara saat idle tetap

    Pelaksanaan penelitian Tahap persiapan a. Dalam setiap perlakuan dilakukan

    penggantian piston dengan bentuk kepala piston berbeda, agar mendekati ketelitian hasil pengamatan, maka setiap perlakuan dilaksanakan tiga kali pengukuran dan setiap kali selesai percobaan busi dibersihkan.

    b. Pengamatan dilaksanakan setelah motor berada pada temperatur kerja mesin, yaitu setelah tidak lagi terjadi kenaikan temperatur mesin dalam waktu yang relatif singkat.

    c. Beban motor dioperasikan pada beban nol atau beban motor itu sendiri. Sehingga pengamatan ini dilakukan dalam kondisi stasioner.

    d. Motor dalam kondisi stasioner. e. Karena pengamatan ini dilakukan dalam

    kondisi stasioner, maka putaran mo

Recommended

View more >