DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ........................................................................................................... 1

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. 3

DAFTAR TABEL ................................................................................................... 4

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 5

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 5

1.2 Rumusan masalah ..................................................................................... 6

1.3 Pembatasan Masalah ................................................................................ 7

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 7

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 7

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 8

2.1. Motor Pembakaran Dalam (internal combustion engine) ........................ 8

2.2. Prinsip Kerja Motor Bakar Dua Langkah ................................................. 8

2.2.1. Langkah kompresi ........................................................................... 10

2.2.2. Langkah Expansi ............................................................................. 10

2.2.3. Siklus Ideal ...................................................................................... 11

2.3. Prinsip Kerja Motor Bakar Empat Langkah ........................................... 12

2.3.1. Langkah Hisap (Intake Stroke)........................................................ 14

2.3.2. Langkah Kompresi (Compression Stroke) ...................................... 14

2.3.3. Langkah Kerja (Power Stroke)........................................................ 15

2.3.4. Langkah Buang (Exhause Stroke) ................................................... 16

2.4. Mekanisme Katup (valve) Pada Motor Empat langkah ......................... 16

2.4.1. Katup Hisap ..................................................................................... 19

2.4.2. Katup buang .................................................................................... 20

BAB III |METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 21

3.1. Kerangka Penelitian ............................................................................... 21

3.2. Variabel Penelitian ................................................................................. 21

3.2.1. Variabel bebas ................................................................................. 21

3.2.2. Variabel terikat ................................................................................ 21

3.2.3. Variabel kontrol .............................................................................. 22

3.3. Pengumpulan Data ................................................................................. 22

3.3.1. Peralatan .......................................................................................... 22

3.3.2. Bahan Penelitian.............................................................................. 23

3.4. Waktu dan tempat penelitian .................................................................. 23

3.5. Tahap Pengujian ..................................................................................... 24

3.5.1. Tahap Persiapan Eksperimen .......................................................... 24

3.5.2. Tahap Pelaksanaan Eksperimen ...................................................... 25

3.6. Analisa Data ........................................................................................... 27

BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN .................................................... 28

4.1 Hasil Pengujian ....................................................................................... 28

4.1.1. Putaran Mesin ................................................................................. 28

4.1.2. Accelerasi Mesin ............................................................................. 30

4.2 Analisa dan Pembahasan ........................................................................ 32

Tabel 4.4 Konstanta pegas katup. .......................... Error! Bookmark not defined.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 35

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 35

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 37

Rineka Cipta .......................................................................................................... 37

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Siklus Kerja Motor 2 langkah ............................................................ 9

Gambar 2. 2 Diagram P_V Siklus Otto motor 2 langkah ..................................... 12

Gambar 2. 3 Siklus kerja Motor 4 Langkah .......................................................... 12

Gambar 2. 4 Diagram P vs V pada motor 4 langkah ........................................... 13

Gambar 2. 5 Langkah Hisap Pada Motor 4 Langkah ............................................ 14

Gambar 2. 6 Langkah Kompresi Pada Motor 4 Langkah ..................................... 14

Gambar 2. 7 Langkah Kerja Pada Motor 4 Langkah ............................................ 15

Gambar 2. 8 Langkah Buang Pada Motor 4 Langkah ........................................... 16

Gambar 2. 9 Mesin 4 langkah 4 cylinder .............................................................. 17

Gambar 2. 10 Mekanisme katup sistem SOHC .................................................... 18

Gambar 2. 11 Diagram mekanisme katup ............................................................. 19

Gambar 2. 12 Batang katup ................................................................................... 20

Gambar 3. 1 Skema alur pengujian. ...................................................................... 24

Gambar 3. 2 Design Throttle Angle Indicator. .................................................... 25

Gambar 4. 1 Grafik Hasil Uji Bukaan Throttle vs Putaran Mesin (Rpm)............. 29

Gambar 4. 2 Grafik Hasil Uji Putaran Mesin vs Accelerasi ................................ 31

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Hasil Uji Keseluruhan .......................................................................... 28

Tabel 4. 2 Hasil uji Bukaan throttle vs Putaran Mesin (rpm) ............................... 28

Tabel 4. 3 Hasil Uji Putaran Mesin vs Accelerasi ............................................... 30

Tabel 4. 4 Konstanta pegas katup ......................................................................... 32

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

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“

1.2 Rumusan masalah

Sesuai uraian yang telah dipaparkan diatas maka dapat dirumuskan

beberapa permasalahan yang akan dianalisa yaitu:

1. Apakah ada pengaruh terhadap putaran pada mesin akibat penambahan

ring pegas katup yang berbeda ketebalanya pada mobil daihatsu carrage

1000 cc, 1989.

2. Apakah ada pengaruh terhadap accelerasi pada mesin akibat

penambahan ring pegas katup yang berbeda ketebalanya pada mobil

daihatsu carrage 1000 cc, 1989.

1.3 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.

1.4 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.

1.5 Manfaat Penelitian

1. 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.

2. 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

2.1. 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.

2.2. 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.

Gambar 2. 1 Siklus Kerja Motor 2 langkah

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang

berlaku dalam tehnik otomotif :

a. 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)

b. 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)

c. 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.

d. Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil

pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang

bakar.

2.2.1. 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.

2.2.2. 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)

2.2.3. 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).

a. Urutan proses

b. Perbandingan kompresi

c. Pemilihan temperature dan tekanan pada suatu kjeadaan

d. 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. 1 – 2 adalah langkah kompresi

2. 2 – 3 adalah proses pembakaran

3. 3 – 4 adalah langkah kerja

4. 4 – 1 adalah proses pembilasan

2.3. 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.

2.3.1. 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.

2.3.2. 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.

2.3.3. 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.

2.3.4. 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.

2.4. 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.

2.4.1. 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

2.4.2. 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.

BAB III

|METODOLOGI PENELITIAN

3.1. 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.

3.2. Variabel Penelitian

Dalam penelitian ini ada dua macam variabel utama yang diteliti.

Variabel- variabel yang dimaksud adalah:

3.2.1. 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.

3.2.2. Variabel terikat

Adalah variabel yang dipengaruhi oleh adanya variable

bebas. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah putaran

mesin (rpm) dan accelerasi (detik).

3.2.3. 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:

a. Keadaan mesin stasioner pada putaran mesin 750 rpm.

b. Celah katup intake 0.8mm exhaust 0.15mm

c. Celah busi 0,7 mm.

d. Beban poros tanpa AC.

e. Celah platina 0,45 mm dengan sudud dwell 48-54.

f. Waktu pengapian 8° sebelum TMA pada putaran mesin 750 rpm

g. Temperatur air pendingin pada radiator motor yang ideal yaitu ±

80º C.

h. Sudut bukaan throtle 0°,5°, 11°, 17°.

i. Bahan bakar premium diambil dari SPBU.

3.3. Pengumpulan Data

Untuk mengetahui data hasil pengujian dan untuk melaksanakan

penelitian ini maka sarana yang dibutuhkan sebagai berikut :

3.3.1. Peralatan

a) Tool set, digunakan sebagai alat untuk membongkar pasang

bagian-bagian yang diperlukan.

b) Tachometer, digunakan untuk mengukur putaran mesin dalam

rpm sesuai rencana uji.

c) Busur, digunakan untuk mengukur derajat bukaan throttle yang

di sinergikan dengan putaran mesin dan accelerasi.

d) Feeler gauge, digunakan untuk mengukur celah busi dan katup.

e) Timing light, digunakan untuk mengukur derajat pengapian.

f) Compression tester, digunakan untuk mengukur tekanan

kompresi tiap silinder motor.

g) Spring tester, digunakan untuk mengukur besarnya gaya pegas

katup.

h) Lembar observasi, digunakan untuk mencatat hasil penelitian

atau data yang diperoleh.

3.3.2. 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.

3.4. Waktu dan tempat penelitian

Hari : Kamis, 26 Agustus 2010

Waktu : Pukul 08.00 s/d selesai

Tempat : Workshop, Universitas Islam ,45 Bekasi

3.5. Tahap Pengujian

Tahap pengujian dapat di gambarkan sebagai berikut :

Gambar 3. 1 Skema alur pengujian.

3.5.1. Tahap Persiapan Eksperimen

Yang dilakukan dalam mempersiapkan penelitian ini adalah :

a) Mempersiapkan alat dan bahan untuk penelitian.

b) Mengkalibrasi alat ukur.

c) Mentune-up mesin agar kondisi mesin sesuai dengan

spesifikasi standar pabrik.

3.5.2. Tahap Pelaksanaan Eksperimen

Penelitian dilaksanakan oleh peneliti dengan alat dan bahan

yang sudah disiapkan, Urutan eksperimennya adalah sebagai

berikut:

1. Menyiapkan mobil Daihatsu Carade 1000 cc yang dikondisikan

sesuai dengan variabel kontrol.

2. Memasang alat control bukaan throttle

Gambar 3. 2 Design Throttle Angle Indicator.

3. Menyiapkan ring pegas katup dengan ukuran tebal 1,5 mm.

4. Menyiapkan dan mengkalibrasi Tachometer untuk mengukur

putaran mesin.

5. Menyiapkan bahan bakar premium.

6. Menyetel celah katup intake 0,8 mm exhaust 1.0 mm

7. Mengukur tekanan kompresi masing-masing silinder motor

sesuai standarnya yaitu 9-14 kg/cm2.

8. Mengukur gaya pegas katup dengan spring tester.

9. Menyetel celah platina 0,45 mm.

10. Menyetel saat pengapian dengan timing light pada 8° sebelum

TMA. Pada putaran mesin 750 rpm.

11. 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.

12. 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.

13. Silinder head yang pegas katupnya telah diberi ring kemudian

dipasang kembali.

14. 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.

15. Hasil pengukuran putaran mesin (rpm) pada throttle angle

indikator.

3.6. 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

4.1 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

4.1.1. 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)

No Bukaan

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).

4.1.2. 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).

4.2 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

5.1. 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 :

1) 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.

2) 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.

3) 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.

5.1. Saran

Berkaitan dengan hasil penelitian yang telah dilakukan maka ada

beberapa hal yang perlu peneliti sarankan, antara lain:

1) Untuk mendapatkan efisiensi kinerja mesin yang sesuai perlu diadakan

pengujian dengan ketebalan ring 0.5mm, 1.0mm, 2.0 dan 2.5mm.

2) Dilakukan pengujian pada mesin baru dengan pegas katup lama sehingga

dihasilkan angka yang lebih akurat.

3) Disediakan sarana yang memadai sesuai SOP yang direkomendasikan pabrik

untuk menunjang penelitian.

4) Penambahan ring pada sistem katup dapat diaplikasikan disemua mesin yang

menggunakan pegas katup.

DAFTAR PUSTAKA

Arends, BPM & Barenschot, H. (1980). Motor Bensin. Jakarta : Erlangga.

Arikunto, S, 1992. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktik, Jakarta: PT.

Rineka Cipta

Arismunandar,W, 1994. Penggerak motor bakar Torak. Bandung: ITB

Daryanto. 1999. Teknik Otomotif. Jakarta : Bumi Aksara.

Heywood, John B. 1988. Internal Combution Engine Fundamentals. Singapore:

McGraw-Hill Book Co.

Muilwijk, B, 1985. Motor Bakar. Jakarta: Bhratara Karya Aksara.

Petrovsky,N,1989. Marine Internal Combustion Engines. Moscow: MIR

Publishers.

Sudjana. 1992. Metode Statistika, Bandung: Tarsito.

Suyanto,W, 1998. Teori Motor Bensin.Jakarta:P2LPTK.

Daihatsu Indonesia, Manual book Daihatsu carage type CB-60 1989