BAB III METODE PENGUJIAN Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan dan pengaruh dari penggunaan Piston standard dan Piston Cavity pada mesin mobil mazda biante. Pengujian ini dilakukan untuk membandingkan kedua piston tersebut dengan menggunakan bahan bakar Pertamax dari Pertamina. Metode pengujian dan pengambilan data dilakukan dengan kondisi pembebanan dan putaran mesin yang sama. Pengujian dilakukan mengikuti Japan International Standard (JIS) dan menggunakan Satuan International (SI). 33
3.1. Diagram Alir Pengujian START A 1. Pengumpulan Informasi 2. Persiapan pengujian B Uji Jalan C Dynotest B. B. C. C. Piston Standar Piston Cavity Piston Standar Piston Cavity E 5L Pertamax D N = 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 F Data Hasil Pengujian G 1. Perhitungan 2. Perbandingan H Kesimpulan STOP 34
3.2. Penjelasan Diagram Alir A. Pengumpulan Informasi dan Persiapan Pengujian Pada langkah ini, penguji menyiapkan bahan uji, alat-alat uji dan mengumpulkan informasi yang terkait dengan pengujian yang akan dilakukan, seperti : Bahan bakar apa yang digunakan, rute mana yang akan dilalui untuk pengujian dan satuan yang akan digunakan dalam penulisan tugas akhir ini. B. Uji Jalan Menguji kendaraan dijalan raya dengan volume pertamax yang sudah ditentukan guna mengambil data untuk dilakukan perhitungan konsumsi bahan bakar. B.1. Piston Standar merupakan salah satu bahan uji dalam pengujian ini, dimana bentuknya tidak berbeda dengan bentuk piston pada umumnya. B.2. Piston Cavity merupakan bentuk piston terbaru keluaran mazda yang juga menjadi bahan uji pada pengujian ini. C. Dynotest Dynotest merupakan pengujian statis dengan Dynamometer yang dimaksudkan untuk mengukur momen torsi dan daya poros mobil yang akan diuji. C.1. Piston Standar merupakan salah satu bahan uji dalam pengujian ini, dimana bentuknya tidak berbeda dengan bentuk piston pada umumnya. C.2. Piston Cavity merupakan bentuk piston terbaru keluaran mazda yang juga menjadi bahan uji pada pengujian ini. D. RPM (Revolution Per Minute) Merupakan indicator putaran mesin per menit yang ada pada panel indikator yang akan digunakan sebagai acuan saat melakukan Dynotest. F. Data Hasil Pengujian Semua data hasil pengujian dikumpulkan setelah semua pengujian selesai dilakukan, hal ini dimaksudkan untuk memudahkan perhitungan. G. Perhitungan dan Perbandingan Data hasil pengujian yang sudah dikumpulkan kemudian dihitung, lalu dibandingkan manakah piston yang lebih baik untuk digunakan dengan efisiensi bahan bakar sebagai acuan. 35
H. Kesimpulan Setelah Pengujian, Perhitungan dan Perbandingan sudah dilakukan, maka akan dapat disimpulkan bentuk piston mana yang lebih baik dengan efisiensi bahan bakar sebagai acuan. 3.3. Spesifikasi Bahan Uji Spesifikasi jenis mobil yang digunakan adalah Mesin bensin Mazda Biante 2000 cc, Berkapasitas 4 silinder sejajar dan memiliki sistem bahan bakar Electronic Controlled Direct Fuel Injection. Spesifikasi Mesin Mazda Biante adalah sebagai berikut : Type Mesin : SKYACTIV-G Kapasitas Silinder (cc) : 1.997 Jumlah Silinder : In-line 4-Cylinder Jumlah Katup : 16 Valve DOHC Diameter x Langkah (mm) : 83,5 mm X 91,2 mm Rasio Kompresi : 13:1 Tenaga maksimum (PS/rpm) : 151/6.000 Torsi Maksimum (Kgm/rpm) : 19,4/4.100 Sistem bahan bakar : Electronic Controlled Direct Fuel Injection Bahan Bakar : Pertamax 3.3.1. Piston Cavity Piston cavity adalah suatu bentuk piston yang dikembangkan oleh salah satu produsen otomotif internasional. Di kemas dalam suatu rangkaian teknologi baru yang disebut dengan Skyactiv Technology. Dalam teknologi ini, pada mesinnya digunakan Piston cavity atau piston berongga. Rongga pada bagian tengah-atas piston ini dimaksudkan agar campuran bahan bakar dan udara didalam silinder yang dikompresikan terpusat di satu titik, sehingga saat busi mengeluarkan bunga api ledakkan didalam silinder akan sangat cepat dan merata. Karena sangat cepat dan merata, kemungkinan terjadi ledakkan lanjut 36
(knocking) atau sering disebut ngelitik oleh orang awam sangatlah kecil. Bentuk piston ini memungkinkan mesin untuk terus melakukan pembakaran yang sempurna didalam silinder. Piston cavity juga memberikan kontribusi pada torsi dan efisiensi bahan bakar sebesar 15% dibandingkan dengan mesin otomotif dengan piston standard. Gambar 3.1. Schematic Piston Cavity Sumber : www.mazda.co.jp Gambar 3.2. Perbandingan fenomena pembakaran antara Piston standard dan Piston Cavity Sumber : www.mazda.co.jp 37
Gambar 3.3. Piston Cavity tampak atas Sumber : Foto Pribadi 3.4. Alat-alat Pengujian Dalam proses pengujian motor bensin diperlukan beberapa alat bantu yang dipergunakan sesuai fungsi dan kegunaannya. Alat bantu yang yang diperlukan antara lain : 1. Gelas Ukur Pemakaian Bahan bakar Gelas Ukur berfungsi untuk mengukur atau menentukan volume pemakaian bahan bakar yang akan digunakan. 2. Stopwatch Stopwatch yang digunakan adalah stopwatch digital yang terdapat pada aplikasi ponsel pintar Android. Stopwatch ini digunakan untuk mengukur waktu pemakaian bahan bakar dengan volume 50 ml. 3. Dynotest Dynotest digunakan untuk mengukur Daya, Torsi dan Kecepatan maksimum yang dapat dicapai oleh motor bakar dengan selang waktu 10 detik. 38
4. Toolbox Set Toolbox Set ini berisi berbagai macam kunci/alat untuk memudahkan penulis melakukan pembongkaran dan pemasangan komponen pada motor bakar. Contohnya ; kunci pas, kunci ring, kunci shock, tang, obeng,dll. Dan disediakan beberapa SST (Special Service Tools), seperti ; kunci torsi, filler gauge,kunci penekan ring piston,dll. 5. Sabuk Pengaman untuk Mobil Sabuk pengaman ini dipergunakan untuk mengikat bagian suspensi atau kakikaki mobil untuk menghindari keluarnya kendaraan uji dari Dynotest. 6. MMD-S (Mazda Modular Diagnostic System) MMD-S digunakan untuk melihat nilai-nilai yang bekerja pada setiap sensor yang ada di mesin mobil tersebut. Contohnya; nilai AFR (Air Fuel Ratio), nilai MAF (Mass Air Flow), nilai tegangan yang dihasilkan Alternator, dll. 7. MID (Multi Information Display) MID ini adalah panel informasi yang ada di dashboard mobil didepan pengemudi, panel ini yang menunjukkan informasi Kecepatan putaran mesin (RPM), Kecepatan kendaraan, indikator bensin, indikator temperatur mesin, dll. 3.5. Prosedur Dynotest 3.5.1. Kondisi Tempat Uji a. Lokasi uji merupakan tempat tertutup dan pengujian dilakukan adalah pengujian statis dengan menggunakan Dynamometer. b. Temperatur udara disekitar lokasi uji merupakan temperatur ruang (±30 O C) c. Lokasi uji beralamat di Jl. Caman Raya No. 44 Jatibening-Bekasi. 3.5.2. Kondisi Kendaraan Uji Untuk menghindari dan meminimalisir penyimpangan dalam melakukan pengujian maka diperlukan persiapan, seperti dibawah ini : 1. Menyiapkan benda yang akan diuji (Piston Standard dan Piston Cavity) 2. Menyiapkan alat-alat pendukung pengujian. 3. Pemeriksaan baut dan mur pada kendaraan, khususnya pada bagian mesin. 4. Pemeriksaan air radiator dan pelumas-pelumas pada mesin. 39
5. Pemeriksaan secara keseluruhan terhadap control system melalui MID dan memastikannya bekerja dengan baik. 6. Pemeriksaan Bahan Bakar. 7. Pemeriksaan tekanan angin pada ban, yaitu 36 Psi 3.5.3. Cara Menghidupkan Mesin 1. Untuk menyalakan mesin, letakan remote mobil di dalam mobil setelah itu putar knob kontak ke posisi START sampai mesin menyala. 2. Setelah mesin dinyalakan, biarkan mesin dalam kondisi stasioner paling tidak selama 5 menit. 3. Setelah semua sistem dipastikan dalam keadaan baik, barulah pengujian mesin dan pengambilan data dapat dilakukan. 4. Apabila terjadi penyimpangan saat proses pengujian berlangsung, segera matikan mesin. 3.5.4. Prosedur Pengambilan Data Proses pengambilan data yang dilakukan adalah dengan proses pengukuran, pengamatan dan pencatatan nilai yang terdapat pada instrumen setiap putaran mesin yang telah ditentukan. Putaran mesin dijaga tetap konstan pada kecepatan kendaraan yang telah ditentukan. Proses pengambilan data dilakukan dengan melalui prosedur dibawah ini : 1. Siapkan Kendaraan di alat Dynotest. 2. Mengisi bahan bakar dengan takaran sesuai dengan data yang ingin diambil. 3. Pasang Sabuk Pengaman pada bagian suspensi atau kaki kendaraan yang diikatkan pada alat Dynotest. 4. Memulai pengujian, pindahkan tuas transmisi dari posisi P ke posisi D. 5. Tekan pedal gas hingga menunjukkan 8000 RPM. 6. Data yang diinginkan akan didapatkan pada monitor Dynotest secara otomatis. Lakukan pengambilan data sebanyak 3 kali. 7. Setelah pengujian selesai dilakukan, mengganti kendaraan yang tadinya menggunakan Piston Standard dengan kendaraan yang menggunakan Piston Cavity, Lalu ulangi prosedur dari no. 1 sampai no. 6. 40
3.5.5. Cara Mematikan Mesin 1. Setelah semua proses pengujian dan pengambilan data selesai dilakukan, lepaskan pijakan pada pedal gas dan biarkan putaran mesin berkurang dengan sendirinya. 2. Saat putaran mesin sudah stasioner, matikan mesin dengan cara memutar knob kontak ke posisi LOCK. 3.6. Prosedur Uji Jalan 3.5.1. Kondisi Tempat Uji a. Lokasi uji merupakan jalan disekitar tempat tinggal dan tempat kerja penguji. b. Temperatur udara disekitar lokasi uji merupakan temperatur ruang (±30 O C) c. Rute yang dilalui saat uji jalan adalah Harmoni-Tol Jakarta Tangerang-Tol Lingkar Luar Barat-Bandara Soekarno-Hatta lalu kembali lagi ke Harmoni. 3.5.2. Kondisi Kendaraan Uji Untuk menghindari dan meminimalisir penyimpangan dalam melakukan pengujian maka diperlukan persiapan, seperti dibawah ini : 1. Menyiapkan benda yang akan diuji (Piston Standard dan Piston Cavity) 2. Menyiapkan alat-alat pendukung pengujian. 3. Pemeriksaan baut dan mur pada kendaraan, khususnya pada bagian mesin. 4. Pemeriksaan air radiator dan pelumas-pelumas pada mesin. 5. Pemeriksaan secara keseluruhan terhadap control system melalui MID dan memastikannya bekerja dengan baik. 6. Pemeriksaan Bahan Bakar. 7. Pemeriksaan tekanan angin pada ban, yaitu 36 Psi 41
3.5.3. Cara Menghidupkan Mesin 1. Untuk menyalakan mesin, letakan remote mobil di dalam mobil setelah itu putar knob kontak ke posisi START sampai mesin menyala. 2. Setelah mesin dinyalakan, biarkan mesin dalam kondisi stasioner paling tidak selama 5 menit. 3. Setelah semua sistem dipastikan dalam keadaan baik, barulah pengujian mesin dan pengambilan data dapat dilakukan. 4. Apabila terjadi penyimpangan saat proses pengujian berlangsung, segera matikan mesin. 3.5.4. Prosedur Pengambilan Data Pengujian ini dilakukan dengan cara mengendarai mobil dengan 5 Liter Pertamax dengan kecepatan konstan 40-60 km/jam dengan rute Harmoni-Tol Jakarta Tangerang-Tol Lingkar Luar Barat-Bandara Soekarno-Hatta lalu kembali lagi ke Harmoni. Pengujian ini dilakukan sampai mobil mogok karena kehabisan bensin dan dilakukan sebanyak 3 kali untuk setiap jenis pistonnya. 1. Siapkan Kendaraan untuk dikendarai. 2. Mengisi bahan bakar dengan volume 5 Liter pada tanki bahan bakar. 3. Mulai stopwatch saat mulai mengendarai mobil kearah rute yang sudah ditentukan. 4. Hentikan stopwatch saat mobil mogok karena kehabisan bensin. 5. Setelah pengujian selesai dilakukan, mengganti kendaraan yang tadinya menggunakan Piston Standard dengan kendaraan yang menggunakan Piston Cavity, Lalu ulangi prosedur dari no. 1 sampai no. 4. 3.5.5. Cara Mematikan Mesin 1. Setelah semua proses pengujian dan pengambilan data selesai dilakukan, lepaskan pijakan pada pedal gas dan biarkan putaran mesin berkurang dengan sendirinya. 2. Saat putaran mesin sudah stasioner, matikan mesin dengan cara memutar knob kontak ke posisi LOCK. 42