PROPOSAL PENGAJUAN

TUGAS AKHIR

MODIFIKASI VOLUME SILINDER SEPEDA MOTOR BEBEK 100 CC MENJADI 110 CC DENGAN KOMBINASI DIAMETER PISTON DIBANDING LANGKAH PISTON

Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi

Diploma 3

Disusun Oleh :

Ruhendy Najib

TO131073

JURUSAN TEKNIK OTOMOTIF

POLITEKNIK TEDC

BANDUNG

LEMBAR PENGESAHAN

MODIFIKASI VOLUME SILINDER SEPEDA MOTOR BEBEK 100 CC MENJADI 110 CC DENGAN KOMBINASI DIAMETER PISTON DIBANDING LANGKAH PISTON

Oleh:

RUHENDY NAJIBTO131073

Cimahi,

Menyetujui,

Pembimbing

………………

Mengetahui,

Ketua Program Studi

Mesin Otomotif

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 alternativememodifikasi 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.

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 :

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, maka laporan 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 prestasi sesudah dimodifikasi, pembahasan.

5. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan dan Saran.

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. 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.

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-rodyang 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.

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 bawahnya agar 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 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 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

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)

Pb    : daya poros (KW)

nR : 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 :

mf : 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)

ρprem : 0,73 gr/cm3 untuk premium (pertamina)

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 :

QHV : nilai kalor rendah bahan bakar (KJ/Kg)

: 45000 KJ/Kg untuk premium

Sfc    : konsumsi bahan bakar spesifik (mg/J)

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)

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

X

2. Pelaksanaan

a. Penggantian piston

b. Penggantian pin stroke

X

X

3. Pengujian

a. Pengujian motor hasil modifikasi

b. Pengujian motor produksi pabrik

X

X

4. Penyelesaian

a. Perhitungan

b. Penyusunan laporan

X

X

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