BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode experimental, yaitu metode yang dilakukan untuk menguji kerakeristik percikan bunga api, dan unjuk kerja sepeda motor dengan menggunakan variasi CDI standar dan CDI racing. 3.1 Bahan Penelitian Sepeda Motor Sepeda motor yang digunakan dalam penelitian ini adalah HONDA Beat 4 langkah 110 cc transmisi automatic tahun 2009 di tunjukkan pada Gambar 3.1 dengan spesifikasi sebagai berikut: Tipe mesin : 4-Langkah, SOHC 2-katup, pendingin udara Diameter Langkah : mm Volume Silinder : 110 cc Perbandingan Kompresi : 9,2 : 1 Daya maksimum : 8,22 PS pada putaran rpm Torsi maksimum : 0,85 kgf.m pada putaran rpm Kopling : Otomatis, Sentrifugal, Tipe kering Sistem Pelumasan : Pelumasan Basah Kapasitas Oli Mesin : 800 ml Karburator : Keihin AVK22/throttle body 22 mm : MJ 100, PJ 35 Kapasitas Tangki : 3,5 liter Saringan Udara mesin : Tipe kering Sistem Stater : Motor Stater & Kick Stater Tipe Transmisi : Transmisi otomatis Honda V-Matic 29

2 30 Sistem pengapian : DC-CDI, Baterai Busi : DENSO U24EPR9 Panjang Lebar Tinggi : 1, ,053 mm Jarak Sumbu Roda : 1,240 mm Berat kosong : 89,3 kg Tipe Suspensi Depan : Teleskopik Tipe Suspensi Belakang : Lengan Ayun dengan Shockbreaker Tunggal Ukuran ban depan : 80/90-14 Ukuran ban belakang : 90/90-14 Gambar 3.1 Sepeda Motor Honda Beat 110 cc Baterai Baterai yang digunakan pada sepeda motor Honda Beat 110 cc merupakan baterai yang sesuia dengan rekomendasi pabrikan yang berfungsi sebagai sumber arus tegangan sistem penerangan dan sistem pengapian. Ketika mesin sepeda motor telah hidup tugas dari baterai digantikan oleh kumparan sistem pengisian. Baterai pada Honda Beat ditunjukkan pada Gambar 3.2 dengan spesifikasi sebagai berikut. - Seri : GTZ5V - Kapasitas : 3,5 Ah (Amper Hour) - Tegangan : 12 Volt

3 31 Gambar 3.2 Baterai CDI (Capasitor Discharge Ignition) Jenis CDI yang digunakan pada penelitian ini adalah: a. CDI Honda Beat (standar) CDI standar merupakan CDI original dari pabrikan sepeda motor, CDI memiliki performa yang terbatas untuk untuk penggunaan harian dalam meningkatkan performa mesin karena dibatasi dengan limiter, limiter yang dimiliki CDI standar 9500 rpm. Derajat pengapian pada CDI standar terjadi pada 15 derajat pada rpm dan 27 derajat pada 3000 rpm sampai pada limiter CDI (Handbook CDI BRT). CDI Honda Beat ditunjukkan pada Gambar 3.3 dengan spesifikasi sebagai berikut. - Merk : Shindengen - Tipe : Digital DC sistem - Operating voltage : 12 VDC (Volt Direct Current) - Output max : 250 Volt - P/N : KVY-961 Gambar 3.3 CDI standar (shindengen)

4 32 b. CDI Predator Dual Map CDI predator merupakan CDI dengan performa tinggi, penggunaan CDI racing sebenarnya lebih pada penggunaan sepeda motor untuk keperluan kompetisi atau balap. CDI predator memiliki kelebihan dibandingkan CDI standar yaitu mampu menghasilkan pengapian yang cukup besar. CDI predator dilengkapi dengan teknologi HPARDS (High Power Autoreleased Discharged System), jadi CDI predator dapat dipadukan dengan menggunakan jenis koil standar maupun racing. Gambar 3.4 merupakan jenis Predator Dual Map untuk Honda Beat dengan spesifikasi sebagai berikut: - Merk : Predator - Model : Honda Beat - Tipe : PrBT V out : 300 volt - IG out : 450mC (mili Coulomb) - V in : volt - Rpm : rpm Gambar 3.4 CDI Predator Dual Map Sesuai dengan namanya CDI Predator Dual Map mempunyai dua Map (kurva) pengapian terdiri dari Map 1 dan Map 2 yang telah diinstal permanen di dalam memori CDI. Pengguna dapat melakukan penggantian Map sesuai dengan kebutuhan dengan menghubungkan kabel hitam dan biru pada CDI. Derajat pengapian CDI predator Map 1 dan Map 2 seperti ditunjukkan pada tabel 3.1.

5 33 Tabel 3.1 Derajat Pengapian CDI Standar Predator Dual Map (Predator Inc) No RPM Derarajat (BTDC) Derarajat (BTDC) No RPM Map 1 Map 2 STD Map 1 Map 2 STD

6 34 Grafik kurva pengapian CDI Standar dan Predator Dual Map ditunjukan pada Gambar 3.5. Gambar 3.5 Grafik Kurva Pengapian CDI Standar dan Predator Dual Map (Predator Inc) Busi (Spark Plug) Busi standar (DENSO U24EPR9) merupakan busi yang direkomendasikan oleh pabrikan sepeda motor. Busi tipe standar mempunyai diameter elektroda sebesar 1,5 sampai dengan 2 mm. Gambar 3.6 merupakan jenis busi standar pada sepeda motor Honda Beat. Gambar 3.6 Busi Standar (DENSO U24EPR9)

7 Bahan Bakar Pada penelitian ini bahan bakar yang digunakan Premium. premium merupakan bakan bakar minyak dengan nilai oktan 88. Semakin tinggi angka oktan yang dimiliki oleh bahan bakar, maka semakin besar tekanan yang dibutuhkan bahan bakar untuk terbakar. Jika bahan bakar oktan rendah digunakan pada mesin yang dirancang dengan menggunakan oktan tinngi, bahan bakar tersebut bisa meledak atau menyebabkan ketukan hebat yang mengakibatkan rusaknya mesin. Gambar 3.7 merupakan bahan bakar premium yang digunakan dalam penelitian. Gambar 3.7 Bahan bakar Premium 3.2 Alat Penelitian Dynamometer Dynamometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya torsi, daya dan kecepatan putar pada kendaraan bermotor. Gambar 3.8 merupakan alat Dynamometer.

8 36 Gambar 3.8 Dynamometer Kamera Kamera yang digunakan pada penelitian ini adalah kamera Casio Exilim dengan pengambilan gambar kecepatan tinggi. Kamera digunakan untuk mengambil gambar percikan bunga api pada alat uji percikan bunga api. Kamera Casio Exilim memiliki spesifikasi kamera sebesar 16,1 megapixel dengan kecepatan shutter maksimum 1/2000 detik sehingga dapat mengambil gambar dan video percikan bunga api busi. Kamera yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.9. Gambar 3.9 Kamera Casio Exilim Alat Uji Pengapian Alat uji pengapian digunakan untuk mengetahui besarnya percikan yang dihasilkan oleh busi. Kecepatan putar motor listrik pada alat uji pengapian diatur

9 37 pada kecepatan konstan 3000 rpm. Alat percikan bunga api busi ditunjukan pada Gambar Gambar 3.10 Alat uji pengapian Tachometer Tachometer digunakan untuk mengetahui kecepatan putar pada rotor magnet pada akat uji pengapian dalam satuan rpm. Tachometer yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.11 Tachometer Komputer Komputer digunakan sebagai pencatat hasil daya, torsi, dan kecepatan putar yang dihasilkan oleh sepeda motor pada dynamometer. Komputer yang digunakan dalam penelitian ini seperti terlihat pada Gambar 3.12.

10 38 Gambar 3.12 Komputer Buret Buret merupakan tabung kaca berskala dilengkapi dengan keran untuk mengatur kecepatan aliran cairan digunakan untuk mengukur volume bahan bakar yang digunakan dalam penelitian dengan kapasitas 50 ml. Buret yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukan pada Gambar Gambar 3.13 Buret Tire Pressure Gauge Tire Pressure Gauge merupakan alat ukur tekanan udara yang digunakan untuk mengukur tekanan udara pada kendaraan. Pembacaan tekanan udara pada Tire Pressure Gauge yaitu Pounds per Square Inch (PSI), bar (satuan tekanan

11 39 udara). Pada pengujian tekanan udara ban kendaraan sebesar 30 psi. Tire Pressure Gauge yang digunakan dalam penelitian ini seperti terlihat pada Gambar Gambar 3.14 Tire pressure gauge Tangki Mini Tangki mini digunakan untuk mempermudah dalam mengetahui volume bahan bakar yang telah digunakan dalam proses pengujian konsumsi bahan bakar. Gambar 3.15 merupakan tangki mini yang digunakan untuk bahan bakar. Gambar 3.15 Tangki mini 3.3 Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada tempat sebagai berikut: 1. Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Jl. Lingkar Barat, Kasihan, Bantul, Yogyakarta.

12 40 2. Mototech Yogyakarta, Jl. Ringroad Selatan, Banguntapan, Bantul, Yogyakarta. 3. Pengujian konsumsi bahan bakar dilakukan di sirkuit Sultan Agung Bantul Yogyakarta. 3.4 Diagram Alir Penelitian Pengujian Percikan Bunga Api Busi Pengujian percikan bunga api digunakan sebuah alat uji bunga api, dengan tujuan mengetahui perbandingan besar percikan yang dihasilkan dari variasi CDI dengan 3 (tiga) kondisi CDI yang digunakan. Pengujian percikan bunga api busi dilakukan dengan putaran motor listrik 3000 rpm. Gambar 3.16 merupakan diagram alir untuk yang digunakan pada pengujian percikan bunga api busi. Mulai Studi Literatur Pengaruh penggunaan berbagai jenis CDI Persiapan alat dan bahan : 1. Persiapan Pengujian 2. Pengadaan alat dan bahan K = 1 sampai 3 Kondisi : 1 Mesin standar : CDI standar Kondisi : 2 Mesin standar : CDI Predator map 1 Kondisi : 3 Mesin standar : CDI Predator map 2 A B Gambar 3.16 Flow chart pengujian percikan bunga api busi

13 41 A B Menghidupkan alat uji Pengaturan putaran alat uji N = 3000 rpm Pengambilan Hasil Pengujian : Gambar dan Video Mematikan alat uji Pemeriksaan alat uji Semua kondisi selesai diuji Tidak Ya Analisis pada hasil pengujian besar bunga api busi dengan variasi jenis CDI Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.16 Flow chart pengujian percikan bunga api busi (lanjutan) Pengujian Torsi dan Daya Pengujian kinerja sepeda motor menggunakan alat dynamometer, dengan tujuan untuk mengetahui besar torsi dan daya yang dihasilkan dari penggunaan variasi jenis CDI. Gambar 3.17 merupakan diagram alir pengujian torsi dan daya.

14 42 Mulai Studi Literatur Pengaruh penggunaan berbagai jenis CDI Persiapan alat dan bahan 1. Persiapan Pengujian 2. Pengadaan alat dan bahan 3. Service menyeluruh K = 1 sampai 3 Kondisi : 1 Mesin standar : CDI standar Kondisi : 2 Mesin standar : CDI Predator map 1 Kondisi : 3 Mesin standar : CDI Predator map 2 Menghidupkan Mesin Data Output (rpm, P, T) didapat Dari komputer pada dynamometer Mematikan Mesin Setiap kondisi selesai diuji 5 Tidak Ya Analisis dan pengolahan data pada hasil pengujian torsi, daya pada jenis CDI A Gambar 3.17 Flow chart pengujian torsi dan daya

15 43 A Pembahasan 1. Karakteristik T pada berbagai putaran mesin 2. Karakteristik P pada berbagai putaran mesin Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.17 Flow chart pengujian torsi dan daya (lanjutan) Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Dalam pengujian konsumsi bahan bakar digunakan metode uji jalan di sirkuit menggunakan tangki mini dengan kecepatan maksimum km/jam pada jarak 4 km, dengan tujuan mengetahui besar konsumsi bahan bakar dari variasi CDI. Penggunaan tangki mini untuk mempermudah dalam melihat penggunaan bahan bakar yang digunakan dengan tambahan alat berupa buret sebagai alat ukur skala dalam konsumsi bahan bakar. Gambar 3.18 merupakan diagram alir pengujian konsumsi bahan bakar. Mulai Studi Literatur Pengaruh penggunaan berbagai jenis CDI Persiapan alat dan bahan 1. Persiapan Pengujian 2. Pengadaan alat dan bahan 3. Service menyeluruh A Gambar 3.18 Flow chart pengujian konsumsi bahan bakar

16 44 A K = 1 sampai 3 Kondisi : 1 Mesin standar : CDI standar Kondisi : 2 Mesin standar : CDI Predator map 1 Kondisi : 3 Mesin standar : CDI Predator map 2 Parameter Pengujian : 1. Jarak tempuh : 4 km 2. Kecepatan : 35 km/h 3. Waktu : 0,14 hour 4. Bahan Bakar : Premium Menghidupkan mesin Mematikan mesin Mencatat data hasil pengujian Jarak, waktu, dan konsumsi bahan bakar Semua kondisi selesai diuji 5 Tidak Ya Analisis dan Pengolahan data perbandingan Konsumsi bahan bakar Kesimpulan Selesai Gambar 3.18 Flow chart pengujian konsumsi bahan bakar (lanjutan)

17 Persiapan Pengujian Beberapa persiapan awal sebelum melakukan pengujian adalah memeriksa kondisi alat dan bahan yang digunakan dalam pengujian. Pemeriksaan peralatan penelitian bertujuan untuk memperoleh data yang akurat pada hasil pengujian, adapun langkah persiapan alat sebagai berikut: 1. Sepeda Motor Sepeda motor dalam penelitian ini dilakukan service meliputi pemeriksaan kondisi mesin, pelumasan, dan sistem kelistrikan dengan tujuan agar sepeda motor dalam keadaan optimal dan siap uji. 2. Alat Ukur Penggunaan alat ukur dalam penelitian ini harus dalam keadaan normal, sebelum alat ukur digunakan terlebih dahulu dilakukan proses kalibrasi untuk mengetahui hasil data secara akurat. 3. Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan premium, sebelum pengujian dilakukan pengisian tangki bahan bakar sepeda motor dengan kapasitas maksimum. 3.6 Tahapan Pengujian Pengujian Percikan Bunga Api Busi Pengujian percikan bunga api dilakukan dengan menggunakan alat uji pengapian, putaran mesin digantikan oleh motor listrik dengan berbagai variasi kecepatan putar. Dalam pengujian ini kecepatan putar diatur pada 3000 rpm dengan bantuan tachometer. Skema pengambilan percikan bunga api ditunjukkan pada Gambar 3.19.

18 Gambar 3.19 Skema pengambilan percikan bunga api Keterangan gambar: 1. Busi 3. Kamera 2. Tempat busi 4. Jarak kamera Proses pengujian dan pengambilan data untuk besar bunga api dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Mempersiapkan peralatan yang digunakan dalam proses pengujian diantaranya alat uji percikan api busi, tachometer, kamera, dan tool kit. 2. Melakukan pemeriksaan terhadap alat uji pengapian. 3. Menyiapkan bahan uji seperti, CDI, koil, baterai, dan busi. 4. Melakukan penggantian dengan 3 kondisi variasi CDI. 5. Merangkai rangkaian sistem pengapian pada alat uji. 6. Mengatur kamera dengan ISO : 80, Shooter speed : 1,6, Zoom : 1,9 7. Mengatur kecepatan putar flywhell magneto hingga mencapai putaran tertentu dengan diukur menggunakan tachometer. 8. Melakukan pengujian dan pengambilan data berupa gambar percikan bunga api dengan menggunakan kemera berkecepatan tinggi. 9. Mematikan dan memeriksa alat uji percikan api. 10. Membersihkan dan merapikan kembali tempat pengujian setelah selesai melakukan pengujian.

19 Pengujian Torsi dan Daya Pengujian torsi dan daya dilakukan dengan menggunakan alat uji dynamometer untuk mengetahui perbandingan antara torsi dan daya dengan kecepatan putar. Skema pengambilan data torsi dan daya ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.20 Skema alat uji dynamometer Keteragan gambar: 1. Personal Computer (PC) 5. Penahan motor 2. Torsimeter 6. Sepeda motor 3. Tachometer 7. Dynamometer 4. Monitor PC Langka-langkah proses pengujian dan pengambilan data untuk torsi dan daya sebagai berikut: 1. Mempersiapkan peralatan yang digunakan dalam proses pengujian diantaranya dynamometer, komputer, dan tire pressure gauge. 2. Melakukan pengisian bahan bakar pada tangki bahan bakar sepeda motor disertai dengan pemeriksaan sistem karburasi, sistem pelumasan, dan sistem pengapian. 3. Melakukan variasi 3 kondisi variasi CDI. 4. Menempatkan sepeda motor pada tempat pengujian dynamometer. 5. Melakukan pengujian dan pengambilan data torsi dan daya dengan tiap 3 kondisi variasi CDI.

20 48 6. Melakukan pemeriksaan ulang pada sepeda motor untuk mengetahui apabila terjadi kerusakan atau perubahan suara pada motor. 7. Membersihkan dan merapikan tempat pengujian setelah selesai melakukan pengujian Pengujian Konsumsi Bahan Bakar Pengujian konsumsi bahan bakar dilakukan dengan menggunakan tangki mini untuk mempermudah mengetahui konsumsi bahan bakar. Jarak yang ditempuh sejauh 4 km dengan kondisi jalan bervariasi. Sirkuit yang digunakan untuk uji konsumsi bahan bakar seperti ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.21 Skema sirkuit konsumsi bahan bakar Proses pengujian dan pengambilan data konsumsi bahan bakar dengan uji jalan. Langkah-langkah pengujian sebagai berikut : 1. Mempersiapkan peralatan yang digunakan dalam proses pengujian diantaranya gelas ukur, stopwatch, tangki mini, dan tire pressure gauge. 2. Melakukan pengisian bahan bahan bakar pada tangki mini sesuai dengan volume tangki, melakukan pemeriksaan pada sistem karburasi, sistem kelistrikan dan sistem pelumasan. 3. Melakukan penggantian dengan variasi 2 jenis CDI.

21 49 4. Melakukan pengambilan data dengan melakukan pengujian jalan menggunakan tangki bahan bakar mini pada kecepatan km/jam. 5. Melakukan pemeriksaan ulang terhadap sepeda motor apabila terjadi perubahan suara pada sepeda motor. 6. Membersihkan dan merapihkan bahan dan peralatan pengujian setelah selesai melakukan pengujian. 3.7 Alat Uji Prinsip Kerja Alat Uji Dynamometer Dynamomter terdiri dari suatu rotor yang digerakan oleh motor yang tenaganya akan diukur dan berputar dalam medan magnet. Kekuatan medan magnet dikontrol dengan merubah arus sepanjang susunan kumparan yang ditempatkan pada kedua sisi dari motor. Rotor berfungsi sebagai konduktor yang memotong magnet. Dynamometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur torsi atau momen puntir poros output penggerak mula seperti motor bakar, motor listrik, turbin uap, dan turbin gas. Tujuan pengukuran torsi adalah untuk mengetahui daya yang didapat penggerak tersebut. Rotor atau bagian yang berputar dihubungkan pada stator menggunakan kopling tak tetap seperti elektro magnetik hidolik atau gesekan mekanik, fungsi dari kopling adalah mengubah daya mesin menjadi bentuk daya lain agar mudah diukur. Rotor dan stator ditumpu oleh bantalan yang memiliki kerugian gesek kecil. Pada bagian stator terdapat lengan dimana pada ujung lengan dipasang alat untuk mengukur gaya. Ketika rotor berputar stator ikut berputar akibat hubungan kopling tidak tetap Prinsip Kerja Alat Uji Percikan Bunga Api Busi Proses pengujian besar bunga api dilakukan dengan mengunakan miniatur pengapian sepeda motor. Busi diletakan pada ruang tertutup dengan dilengkapi

22 50 kamera yang mampu menangkap gambar pada kecepatan tinggi. Perbandingan besar bunga api akan diketahui setelah melakukan pengambilan gambar dan video dengan menggunakan kamera berkecepatan tinggi. 3.8 Metode Pengujian Sebelum melakukan pengujian daya, torsi, besar bunga api, dan konsumsi bahan bakar dilakukan sebuah langkah servis pada sepeda motor dan melakukan kalibrasi pada alat ukur agar dapat memperoleh hasil yang akurat. Pemeriksaan kondisi alat dan bahan bertujuan untuk menjaga keselamatan kerja pada saat melakukan pengujian dan pengambilan data. 3.9 Metode Pengambilan Data Metode pengujian dilakukan dengan menarik throttle secara cepat dimulai pada kecepatan putar mesin di 4000 rpm sampai dengan rpm. Throttle ditarik secara cepat hingga mencapai rpm kemudian dilepas untuk kembali pada kecepatan putar 4000 rpm. Langkah ini dilakukan berulang kali sesuai dengan kebutuhan data yang diambil Metode Perhitungan Torsi, Daya, dan Konsumsi Bahan Bakar Data daya dan torsi diperoleh dari hasil pengujian pada dynamometer di Mototech Yogyakarta yang telah dilakukan sebuah olah data pada komputer dengan hasil print out berbentuk grafik dan tabel daya dan torsi. Konsumsi bahan bakar dapat diketahui dengan melakukan pengujian jalan dengan menggunakan tangki mini sebagai alat penempung bahan bakar agar dapat dilakukan proses bongkar dan pasang dengan mudah. Proses pengujian dilakukan dengan melakukan pengisian pada tangki mini dengan takaran tertentu. Tangki mini harus dalam keadaan normal terhindar dari kebocoran.