PENGARUH PERUBAHAN BENTUK SQUISH (SUDUT KEPALA SILINDER) TERHADAP TORSI DAN DAYA PADA SEPEDA MOTOR KONVENSIONAL I Gede Eka Jaya Prastika 1, Nyoman Arya Wigraha 2, I Nyoman Pasek Nugraha 3 Jurusan Pendidikan Kesejahteraan Keluarga, Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, Indonesia e-mail: 97bolit@gmail.com, Arya_w@undiksha.ac.id, Paseknugraha@undiksha.ac.id Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemodifikasian sudut squish setengah bola dengan sudut 7 o dan pengaruh pemodifikasian sudut squish bak mandi dengan sudut 9 o secara parsial terhadap torsi dan daya motor Yamaha jupiter z 110cc tahun 2010. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode eksperimen. Selanjutnya teknik analisa data menggunakan ANAVA satu jalur dengan menganalisa data torque dan daya pada motor Yamaha Jupiter z 2010 yang menggunakan sudut kepala silinder bak mandi dan setengah bola. Kemudian dari data tersebut digunakan mencari perbedaan, dan data yang diperoleh dari hasil eksperimen diolah dengan program SPSS 17.0 untuk mengetahui signifikansi dan perbedaan yang dihasilkan antara torque dan daya. Hasil dari penelitian ini yaitu (1) Variasi sudut bak tab 9 0 lebih berpengaruh terhadap torsi dengan rata-rata torsi sebesar 6.59 Nm sedangkan variasi sudut setengah bola 7 0 menghasilkan rata-rata torsi sebesar 6.29 Nm. (2) Variasi sudut bak tab 9 0 lebih berpengaruh terhadap daya dengan rata-rata daya sebesar 6.38 Hp sedangkan variasi sudut setengah bola 7 0 menghasilkan rata-rata daya sebesar 6.07 Hp Kata kunci: Modifikasi Sudut Squish, torque dan daya Abstract This study aims to determine the effect of modifying the corners of the squish half ball with the 7 0 angle and the effect of modifying the squish corner of the bath with the angle of 9 0 partially to the torque and motor power of Yamaha jupiter z 110cc in 2010. The research method used is the experimental method. Further data analysis techniques using ANAVA one path by analyzing torque data and power on Yamaha Jupiter z 2010 motor that uses the corner of the cylinder head tub and half ball. Then from the data used to find the difference, and data obtained from the experimental results processed with SPSS 17.0 program to know the significance and the resulting difference between torque and power. The results of this research are (1) Tubular angle variation of 9 0 more influence on torque with average torque of 6.59 Nm while the variation of the half angle corner 7 0 produces an average torque of 6.29 Nm. (2) Tab tube angle variation 9 0 more effect on the power with average power of 6.38 Hp while the variation of the halfangle corner 7 0 produces an average power of 6.07 hp Keywords: Modification of Squish Angle, Torque, Power
PENDAHULUAN Perkembangan teknologi yang semakin cepat mendorong manusia untuk selalu mempelajari ilmu pengetahuan dan teknologi (Daryanto, 1999: 1). Sepeda motor, seperti juga mobil dan pesawat tenaga lainnya, memerlukan daya untuk bergerak melawan hambatan udara, gesekan ban, dan hambatan-hambatan lainnya. Untuk memungkinkan sebuah sepeda motor yang kita kendarai bergerak dan melaju di jalan raya, roda sepeda motor tersebut harus mempunyai daya untuk bergerak dan untuk mengendarainya diperlukan mesin. Yamaha Jupiter Z ini adalah dikarenakan adanya penurunan performa motor yamaha jupiter Z setelah hasil uji standar di bandingkan dengan hasil uji standar pabrik. Daya dan torsi saat ini mengalami penurunan, oleh karena itu perlu dilakukan eksperimen modifikasi untuk meningkatkan kembali kondisi atauperforma dari motor ini. Selain itu letak geografis kawasan singaraja yang cenderung memiliki dataran tinggi di bagian selatan tentunya memiliki jalan menanjak yang otomatis memerlukan performa motor yang baik pula, sehingga pengendara nyaman menggunakan kendaraan saat melalui jalan menanjak. Kepala Silinder (Cylinder Head) Kepala silinder ditahan pada bagian atas dari blok silinder oleh 4 buah baut, sebuah sil penyekat yang efektif dipasang di antara dua komponen itu. Untuk itu digunakan gasket khusus yang mampu untuk menahan tekanan dan suhu tinggi yang terjadi di ruang pembakaran. Kepala silinder dibuat dari besi tuang atau campuran aluminium. Aluminium sering digunakan karena ringan dan lebih baik sebagai konduktor atau penghantar panas. Akan tetapi, jika aluminium digunakan, dudukan katup dan penghantar katupnya harus terbuat dari logam yang lebih keras untuk dimasukkan pada kepala silinder. Dengan menggunakan kepala silinder yang dibuat menggunakan besi tuang, dudukan katup dan penghantar katup dapat dibuat menyatu atau integral. Blok Silinder (Cylinder Block) Blok silinder (cylinder block) merupakan bentuk dasar dari pada suatu mesin. Blok silinder biasanya terbuat dari Cast Iron, tetapi belakangan ini banyak yang terbuat dari paduan alumunium dengan maksud mengurangi berat serta menambah panas radiasi. Blok silinder dan ruang engkol merupakan bagian utama dari motor bakar. Bagian-bagian lain dari motor dipasangkan di dalam atau pada blok silinder, sehingga terbentuk susunan motor yang lengkap. Pada blok silinder ini terdapat lubang silinder yang berdinding halus, dimana torak bergerak bolak-balik dan pada bagian sisi-sisi blok silinder dibuatkan sirip-sirip yang digunakan untuk pendinginan motor. Secara garis besarnya blok silinder atau Cylinder block fungsinya adalah (1) Sebagai kedudukan silinder dan kepala silinder (2) Sebagai rumah mekanisme engkol (poros engkol, conecting rod, piston) (3) Tempat terjadinya proses langkah langkah pembakaran (4) Didalamnya terdapat silinder yang berfungsi sebagai tempat piston naik turun untuk menghasilkan langkah usaha Bak engkol mesin (crankcase) Crankcase (bak engkol) biasanya terbuat dari aluminium die casting dengan sedikit campuran logam. Bak engkol fungsinya sebagai rumah dari komponen yang ada di bagian dalamnya, yaitu komponen Generator atau alternator untuk pembangkit daya tenaga listriknya sepeda motor, pompa oli, kopling, poros engkol dan bantalan peluru (Bearing), Gigi persneling atau gigi transmisi dan Sebagai penampung oli pelumas SUDUT SQUISH Fungsi Squish adalah sebagai pengarah turbulensi campuran bahan bakar dan udara pada dome agar terbakar sempurna. Dan fungsi lainnya adalah sebagai pemampat kompresi motor agar kompresi lebih tinggi.
Pada squish ada istilah lebar squish, sudut squish, dan jarak squish dengan piston. Yang di maksud dengan lebar squish adalah lebar dari irisan dari bibir silinder head sampai bibir dome. Sudut squish adalah derajat kemiringan squish diukur dari rata kepala silinder. Dan Jarak squish adalah jarak aman piston dengan squish, karena apabila jarak ini tidak diatur dengan baik piston akan berbenturan dengan kepala silinder motor ini memberikan pengaruh terhadap unjuk kerja percepatan motor. Indikasinya adalah, semakin besar daya motor yang dihasilkan semakin besar pula percepatan motor yang dihasilkan untuk mereduksi system transmisi. Satuan SI (Satuan Internasional) untuk Daya adalah Joule / Sekon (J/s) = Watt (W). Satuan daya lainnya yang sering digunakan adalah Daya Kuda atau Horse Power (hp), 1 hp = 746 Watt. Daya merupakan Besaran Skalar, karena Daya hanya memiliki nilai, tidak memiliki arah.dengan kata lain, Daya atau tenaga adalah kemampuan untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt, ataupun HP. METODE PENELITIAN Bahan Dan Alat Torsi Mesin Gambar 1. Sudut Squish Torsi adalah suatu gaya yang dibutuhkan untuk memutar sebuah benda pada titik porosnya. Keberadaan torsi ini memiliki arti yang begitu penting guna menggerakkan kendaraan bermotor mulai dari keadaan diam, sampai bergerak atau melaju. Besar kecilnya sebuah torsi yang ada pada mesin ini jug memiliki pengaruh pada percepatan perubahan letak suatu kendaraan dari titik yang satu ke titik yang lain. Torsi bisa juga disebut dengan ukuran dari tenaga yang dihasilkan oleh mesin kendaraan. Jadi torsi dibutuhkan oleh mesin untuk bisa bergerak yang kemudian nantinya akan menghasilkan HP. Daya Mesin (Power) Daya adalah Laju Energi yang dihantarkan selama melakukan usaha dalam periode waktu tertentu. Dan pada kendaraan (Sepeda motor) daya motor merupakan kemampuan sebuah motor bakar untuk menghasilkan tenaga dari proses konversi energi panas menjadi energi putar. Daya Bahan yang digunakan dalam pengujian yaitu dua buah kepala silinder dengan modifikasi sudut setengah bola 7 0 dan modifikasi sudut bak tab 9 0, ditunjukan pada gambar 2. Untuk pengujian unjuk kerja mesin dilaksanakan di Gede Widi Motor Gambar 2. Kepala silinder modifikasi sudut setengah bola 7 0 dan modifikasi sudut bak tab 9 0 Prosedur Pengujian Prosedur pengujian dalam penelitian ini adalah (1) Motor dengan memodifikasi sudut setengah bola 7 0 (2) Menghidupkan mesin dan mengatur putaran hingga mencapacai posisi idle (3) Memulai pengujian atau proses pengambilan data oleh alat Dynotest dengan mencari daya dan torsi pada rpm tertentu yang di hasilkan kendaraan (4) Setelah mencapai daya dan
torsi pada rpm tertentu pengambilan data selesai (5) Pengujian diulangi untuk pemodifikasian sudut bak tab 9 0 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Torsi Dari hasil pengujian torsi diperoleh data yang disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut: torsi maksimal di rpm 5500 sebesar 7,02 N.m Pengujian Daya Dari hasil pengujian daya diperoleh data yang disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut: Gambar 4. Grafik rata-rata daya dari RPM 5000 sampai RPM 8500 Gambar 3. Grafik rata-rata torsi dari RPM 5000 sampai RPM 8500 Motor Yamaha Jupiter Z menghasilkan torsi dari kecil kemudian naik dan turun lagi, penurunan torsi pada putaran tinggi ini terjadi karena pengaruh volume campuran bahan bakar dan udara yang cenderung berkurang dengan naiknya putaran mesin. Volume campuran bahan bakar dan udara berkaitan dengan derajat pengisian silinder yang tidak sempurna pada putaran tinggi. Katup hidap dan katup buang cenderung mengalami floating yaitu tidak dapat menutup secara sempurna yang diakibatkan waktu yang sangat singkat. Selain disebabkan adanya penurunan volume bahan bakar, penurunan torsi ini diakibatkan oleh kenaikan torsi gesek (torsi untuk mengatasi hambatan gesek di dalam mesin) yang bertambah besar seiring dengan meningkatnya kecepatan piston bergerak naik turun. Jika melihat pada grafik 4.1 maka torsi yang paling baik terjadi pada rpm 5500. torsi maksimal yang dihasilkan mesin pada keadaan standard adalah 5,52 N.m pada rpm 5500, setelah dilakukan perubahan pada sudut ruang bakar menghasilkan data sebagai berikut : (1) Sudut setengah bola 7 menghasilkan torsi maksimal di rpm 5500 sebesar 7,03 N.m (2) Sudut bak tab 9 0 menghasilkan Daya yang dihasilkan oleh suatu kendaraan dipengaruhi oleh torsi dan rpm pada kendaraan tersebut. Jika torsi naik maka daya akan naik pula, tapi jika setelah mendapatkan torsi maksimal, torsi akan turun dan daya yang dihasilkan belum tentu akan akan turun karena rpm yang masih tinggi. Daya maksimal yang dihasilkan mesin pada keadaan standard adalah 4,9 Hp pada rpm 7000, setelah dilakukan perubahan pada sudut ruang bakar menghasilkan data sebagai berikut : (1) Sudut setengah bola 7 menghasilkan daya maksimal di rpm 7000 sebesar 6,43 Hp (2) Sudut bak tab 9 0 menghasilkan daya maksimal di rpm 7000 sebesar 6,96 Hp Uji Analisis Varian (ANAVA) Analisis Varian atau yang disingkat ANAVA adalah metode untuk membedakan data yang berasal dari beberapa kelompok eksperimen yang mana setiap kelompok dikenal sebagai sumber, asal atau faktor. Uji ANAVA digunakan untuk mengkaji perbedaan rerata antara lebih dari dua kelompok sampel dengan melibatkan satu atau lebih variabel terikat. Analisa penggunaan sudut setengah bola 7 0 dan sudut bak tab 9 0 terhadap torsi pada kendaraan sepeda motor dapat dilihat pada tabel 1 sedangkan analisa
penggunaan sudut setengah bola 7 0 dan sudut bak tab 9 0 terhadap daya pada kendaraan dapat dilihat pada tabel 2 sepeda motor dimana, variasi sudut bak tab (I) Pengujian Tabel 1. Hasil uji scheffe jenis pengujian terhadap torsi (J) Pengujian Mean Difference (I-J) 9 0 lebih berpengaruh terhadap torsi daya dibandingkan dengan variasi sudut setengah bola 9 0. Std. Error Sig. 95% Confidence Interval Lower Upper Standar Setengah Bola -1.3863 *.33707.002-2.2738 -.4987 Sudut Bak Tab -1.6825 *.33707.000-2.5701 -.7949 Setengah Bola Standar 1.3863 *.33707.002.4987 2.2738 Sudut Bak Tab -.2962.33707.004-1.1838.5913 Sudut Bak Tab Standar 1.6825 *.33707.000.7949 2.5701 (I) Pengujian Setengah Bola.2962.33707.004 -.5913 1.1838 Tabel 2. Hasil uji scheffe jenis pengujian terhadap daya (J) Pengujian Mean Difference (I- J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval Lower Upper Standar Setengah Bola -1.4975 *.27387.000-2.2187 -.7763 Sudut Bak Tab -1.8150 *.27387.000-2.5362-1.0938 Setengah Bola Standar 1.4975 *.27387.000.7763 2.2187 Sudut Bak Tab -.3175.27387.001-1.0387.4037 Sudut Bak Tab Standar 1.8150 *.27387.000 1.0938 2.5362 Setengah Bola.3175.27387.001 -.4037 1.0387 Kesimpulan dan Saran Adapun kesimpulan yang dapat penulis berikan dari pengaruh perbandingan penggunaan variasi sudut setengah bola 7 0 dan variasi sudut bak tab 9 0 terhadap torsi, dan daya pada sepeda motor konvensional. Variasi sudut bak tab 9 0 lebih berpengaruh terhadap torsi dengan rata-rata torsi sebesar 6.59 Nm sedangkan variasi sudut setengah bola 7 0 menghasilkan rata-rata torsi sebesar 6.29 Nm. Variasi sudut bak tab 90 lebih berpengaruh terhadap daya dengan rata-rata daya sebesar 6.38 Hp sedangkan variasi sudut setengah bola 7 0
menghasilkan rata-rata daya sebesar 6.07 Hp. Adapun saran yang penulis dapat sampaikan adalah pengujian sebaiknya dilakukan di tempat yang memang ahli dalam bidang tersebut untuk memperkecil kemungkinan terjadinya human eror. DAFTAR RUJUKAN Arends, BPM, H. Berenschot. 2005, Motor Bensin, Jakarta : Erlangga Arismunandar, Wiranto. 2005. Penggerak Mula: Motor Bakar Torak. Bandung: Penerbit ITB Jama, Jalius. 2008 Teknik Sepeda Motor. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Kejuruan Sumarto, J.D. Adi. 1980. Dasar-dasar Motor Bensin. Jakarta: Gunung Agung. Suyanto, Wardan. 1989. Teori Motor Bensin. Jakarta: Depdikbud. Dengan Penambahan Turbulator Pada Intake Manifold. Jurnal Rekayasa Mesin, Vol.10 No.2 Candiasa Made. 2010. Statistik Univariat dan Bivariat Disertai SPSS. Undiksha Press