UJI VARIASI PENYETELAN CELAH KATUP BUANG TERHADAP EFISIENSI VOLUMETRIK RATA - RATA PADA MOTOR DIESEL ISUZU PANTHER C 223 T SKRIPSI Diajukan dalam rangka penyelesaian Studi Strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Oleh : Nama : Muslikin NIM : 5201401033 Jurusan : Teknik Mesin Prodi : Pendidikan Teknik Mesin FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UJI VARIASI PENYETELAN CELAH KATUP BUANG TERHADAP
EFISIENSI VOLUMETRIK RATA - RATA PADA MOTOR DIESEL
ISUZU PANTHER C 223 T
SKRIPSI
Diajukan dalam rangka penyelesaian Studi Strata 1
Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan
Oleh :
Nama : Muslikin
NIM : 5201401033
Jurusan : Teknik Mesin
Prodi : Pendidikan Teknik Mesin
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2006
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi . Tahun 2006. Uji Variasi Penyetelan Celah Katup Buang Terhadap
Efisiensi Volumetrik Rata – Rata Pada Motor Diesel Isuzu Panther C 223 T.
Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan tim penguji pada tanggal :
Panitia Ujian Skripsi
Ketua Sekretaris Drs Pramono Drs. Supraptono, M.Pd. NIP.131474226 NIP. 131125645 Tim Penguji Penguji I Dwi Widjanarko, S.Pd, ST, MT. NIP. 132093247 Pembimbing I Penguji II Dwi Widjanarko, S.Pd, ST, MT. Drs.Supraptono, M.Pd. NIP. 132093247 NIP. 131125645 Pembimbing II Penguji III Drs.Supraptono, M.Pd. Drs. Ramelan MT. NIP. 131125645 NIP. 130529948 Mengetahui Dekan FT
Prof. Dr. Soesanto, M.Pd. NIP. 130875753
ABSTRAK
MUSLIKIN, 2006, UJI VARIASI PENYETELAN CELAH KATUP BUANG TERHADAP EFISIENSI VOLUMETRIK RATA-RATA PADA MOTOR DIESEL ISUZU PANTHER C 223 T. Skripsi PTM - FT UNNES
Pemakai mobil menghendaki mobilnya memiliki performa mesin yang tangguh dalam segala medan. Ukuran ketangguhan dari suatu kendaraan yang paling berperan adalah daya yaitu tenaga yang dihasilkan oleh mesin. Daya mesin dipengaruhi oleh banyak faktor, diantaranya adalah proses pembakaran di ruang bakar. Faktor-faktor yang mempengaruhi sempurnanya proses pembakaran di ruang bakar salah satunya adalah tekanan dan temperatur udara yang masuk ke ruang bakar.
Secara teoritis udara yang masuk ke ruang bakar pada mesin diesel sama dengan volume langkah piston dari TMA ke TMB. Namun pada kenyataannya terdapat penyimpangan yang menyebabkan udara yang masuk lebih kecil dari volume langkah piston. Perbandingan antara volume udara yang masuk ke ruang bakar dengan volume langkah piston disebut dengan efisiensi volumetrik.
Untuk mengetahui besarnya efisiensi volumetrik rata-rata yaitu dengan cara melakukan penyetelan celah katup buang yang bervariatif pada putaran mesin 1000 rpm, 1200 rpm 1400 rpm, dan 1600 rpm. Obyek pada penelitian ini yaitu variasi penyetelan celah katup buang dengan celah katup buang 0,2 mm; 0,3 mm; 0,4 mm; 0,5 mm; dan 0,6 mm yang diukur dengan Air Box Meter. Pendekatan penelitian yang digunakan adalah eksperimen. Desain penelitian jenis ini dilakukan dengan tiga kali pengulangan untuk masing-masing celah katup buang yang berbeda. Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini memakai statistik deskriptif yang dilakukan dengan cara menggambarkan dan merangkum hasil-hasil penelitian dalam bentuk grafik dan tabel dengan menggunakan bantuan Sofware Microsoft Excel.
Hasil penelitian menunjukkan adanya perubahan terhadap efisiensi volumetrik rata-rata. Efisiensi volumetrik rata-rata maksimum adalah yang dihasilkan oleh celah katup buang 0,2 mm dengan putaran mesin 1600 rpm yaitu sebesar 85,72% sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata minimum adalah yang dihasilkan oleh celah katup buang 0,6 mm dengan putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 63,54%.
Simpulan dari penelitian ini yaitu bahwa ada perubahan terhadap efisiensi volumetrik rata-rata dari variasi penyetelan celah katup buang. Penyetelan celah katup buang yang semakin rapat pada setiap putaran mesin, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung meningkat. Demikian juga halnya dengan putaran mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm pada setiap celah katup buang, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan juga cenderung meningkat. Saran, sebaiknya penyetelan celah katup buang harus sesuai dengan spesifikasi mesin, harapannya agar pada kondisi putaran mesin tertentu efisiensi volumetrik rata-rata tetap tercapai dengan maksimum
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Pemenang bukanlah mereka yang tidak pernah gagal, melainkan mereka yang
tidak pernah berhenti mencoba.
Orang yang tidak pernah gagal adalah orang yang tidak pernah mencoba.
Orang yang baik adalah bukanlah orang yang tidak pernah salah tetapi orang yang
sanggup memperbaiki dirinya dari kesalahan yang sudah-sudah.
Skripsi ini ku-persembahkan untuk :
1. Ayah dan Ibu tercinta;
2. Adik dan kakak tersayang;
3. Veronica Septiana;
4. Rekan – rekan seperjuangan;
5. Almamater.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat,
rahmat dan dan hidyah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan
Gambar 1 Prinsip kerja motor diesel ....................................................... 8
Gambar 2 Susunan bagian-bagian mekanisme penggerak katup model OHV .............................................................................. 9
Gambar 3 Bentuk katup buang.................................................................. 10
Gambar 4 Diagram pembukaan dan penutupan katup ........................... 13
Gambar 5 Diagram katup buang dan katup masuk ................................... 14
Gambar 6 Bubungan untuk masa kerja katup singkat dan panjang .......... 16
Gambar 7 Air box meter .......................................................................... 17
Gambar 8 Diagram kerangka berpikir ...................................................... 21
Gambar 9 Diagram alur penelitian ......................................................... 28
Gambar 10 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1000 rpm, 1200 rpm, 1400 rpm
dan 1600 rpm............................................................................ 36
Gambar 11 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,2 mm; 0,3 mm; 0,4 mm; 0,5 mm dan 0,6 mm....................... 37
Gambar 12 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1000 rpm ..... 38 Gambar 13 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1200 Rpm .... 39
Gambar 14 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1400 Rpm .... 40
Gambar 15 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1600 Rpm .... 41
Gambar 16 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,2 mm ........ 42
Gambar 17 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,3 mm ........ 43
Gambar 18 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,4 mm ........ 44
Gambar 19 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata
terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,5 mm ........ 45
Gambar 20 Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,6 mm ........ 46
Berdasarkan data hasil perhitungan efisiensi volumetrik rata-rata pada
tabel 4 menunjukkan bahwa dengan celah katup buang yang semakin rapat pada
setiap putaran mesin, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung
meningkat. Demikian juga halnya dengan putaran mesin yang semakin tinggi
hingga 1600 rpm pada setiap variasi celah katup buang, efisiensi volumetrik rata-
rata yang dihasilkan juga cenderung meningkat. Efisiensi volumetrik rata-rata
tertinggi adalah yang dihasilkan oleh celah katup buang 0,2 mm dengan putaran
mesin 1600 rpm sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah yang
dihasilkan oleh celah katup buang 0,6 mm dengan putaran mesin 1000 rpm.
Celah katup buang yang disetel rapat, akan menyebabkan katup
membuka lebih awal dan menutupnya lebih lama dan sudut overlappingnya lebih
besar. Overlapping diperlukan supaya gas sisa pembakaran dapat dibersihkan dari
dalam silinder dengan lebih baik, tetapi juga untuk mendinginkan dinding silinder
agar udara dapat dimasukkan dalam jumlah yang lebih banyak (Arismunandar,
1997 : 20). Penyetelan dengan celah katup buang yang semakin rapat berarti
pembukaan katupnya lebih lama sehingga gas buang dapat dikeluarkan
seluruhnya. Oleh karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar melalui
katup masuk akan lebih banyak. Semakin banyak udara yang masuk ke ruang
bakar, berarti efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan semakin meningkat.
Celah katup buang yang disetel renggang, akan menyebabkan katup
membuka lebih lambat dan menutup lebih awal dan sudut overlappingnya lebih
kecil. Penyetelan dengan celah katup buang yang semakin renggang berarti
pembukaan katupnya lebih singkat sehingga gas buang kemungkinan tidak dapat
dikeluarkan seluruhnya dari dalam ruang bakar oleh karena itu jumlah udara yang
masuk ke ruang bakar melalui katup masuk menjadi berkurang. Semakin sedikit
udara yang masuk ke ruang bakar, berarti efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan semakin menurun.
Putaran mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm pada setiap variasi
celah katup buang, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan juga cenderung
meningkat. Hal ini karena dengan putaran mesin yang tinggi, gas buang dapat
keluar dari dalam ruang bakar dengan cepat, sehingga udara yang masuk ke ruang
bakar dapat lebih banyak akibat ruang bakar yang kosong dan juga pada putaran
mesin yang tinggi udara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dalam ruang
bakar juga semakin banyak dari jumlah kebutuhan udara yang minimal, agar tiap-
tiap bagian bahan bakar mendapat cukup udara untuk dapat membakar dengan
waktu yang cepat. Sedangkan pada putaran mesin yang rendah, gas buang tidak
dapat keluar dengan cepat dari dalam ruang bakar sehingga gas buang tidak dapat
keluar seluruhnya, oleh karena itu dapat mengurangi jumlah udara yang masuk ke
ruang bakar akibat ruang bakar yang sudah terisi sebagian oleh gas buang yang
tertinggal didalamnya.
Berdasarkan tabel hasil perhitungan efisiensi volumetrik rata-rata di atas
dapat dibuat grafik hasil penelitian sebagai berikut :
GRAFIK HASIL PENELITIAN
Gambar 10. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1000 rpm, 1200 rpm, 1400 rpm dan 1600 rpm.
Berdasarkan grafik hasil penelitian pada gambar 10 menunjukkan bahwa
dengan celah katup buang yang semakin rapat pada setiap putaran mesin, efisiensi
volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung meningkat. Demikian juga dengan
putaran mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm pada setiap variasi celah
katup buang, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan juga cenderung
Efis
iens
i Vol
umet
rik
Rat
a-ra
ta (%
)
Celah Katup Buang (mm)
81.96
77.91
73.43
68.69
63.54
83.65
79.98
77.00
71.75
68.42
84.16
80.88
78.68
76.46
74.94
85.72
82.27
79.49
77.2576.11
60
65
70
75
80
85
90
0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
1000 1200 1400 1600
meningkat. Efisiensi volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan oleh
putaran mesin 1600 rpm dengan celah katup buang 0,2 mm, sedangkan efisiensi
volumetrik rata-rata terendah adalah yang dihasilkan oleh putaran mesin 1000 rpm
dengan celah katup buang 0,6 mm.
GRAFIK HASIL PENELITIAN
Gambar 11. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap
putaran mesin pada celah katup buang 0,2 mm; 0,3 mm; 0,4 mm; 0,5 mm dan 0,6 mm.
Putaran Mesin (rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik
Rat
a-ra
ta (%
) 81.9683.65 84.16
85.72
77.91
79.9880.88
82.27
73.43
77.0078.68
79.49
68.69
71.75
76.4677.25
63.54
68.42
74.9476.11
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Putaran Mesin 1000 Rpm
81.96
77.91
73.43
68.69
63.54
50
55
60
65
70
75
80
85
0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6Celah Katup Buang (mm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
1000
Berdasarkan grafik hasil penelitian pada gambar 11 menunjukkan bahwa
dengan putaran mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm pada setiap variasi
celah katup buang, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung
meningkat. Efisiensi volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan oleh
celah katup buang 0,2 mm dengan putaran mesin 1600 rpm sedangkan efisiensi
volumetrik rata-rata terendah adalah yang dihasilkan oleh celah katup buang 0,6
mm dengan putaran mesin 1000 rpm.
B. Pembahasan
Tabel 4 berisi tentang hasil pengukuran efisiensi volumetrik rata-rata
dengan variasi penyetelan celah katup buang pada putaran mesin 1000 rpm, 1200
rpm, 1400 rpm dan 1600 rpm. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian
menunjukkan bahwa dengan variasi penyetelan celah katup buang dapat diketahui
besarnya efisiensi volumetrik rata-rata pada motor diesel Isuzu Panther.
Grafik 12. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1000 rpm.
Putaran Mesin 1200 Rpm
83.6579.98
77.00
71.7568.42
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Celah Katup Buang (mm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rat
a (%
)
1200
Berdasarkan grafik pada gambar 12 menunjukkan bahwa dengan
penyetelan celah katup buang yang semakin rapat, efisiensi volumetrik rata-rata
yang dihasilkan cenderung meningkat. Pada putaran mesin 1000 rpm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup
buang 0,4 mm yaitu sebesar 81,96%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata
terendah adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup buang 0,6 mm yaitu
sebesar 68,42%.
Gambar 13. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah katup buang pada putaran mesin 1200 rpm.
Berdasarkan grafik pada gambar 13 menunjukkan bahwa dengan
penyetelan celah katup buang yang semakin rapat, efisiensi volumetrik rata-rata
yang dihasilkan cenderung meningkat. Pada putaran mesin 1200 rpm, efisiensi
Putaran Mesin 1400 Rpm
84.1680.88
78.6876.46
74.94
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Celah Katup Buang (mm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
1400
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup
buang 0,2 mm yaitu sebesar 83,65%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata
terendah adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup buang 0,6 mm yaitu
sebesar 68,42%.
Gambar 14. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah
katup buang pada putaran mesin 1400 rpm.
Berdasarkan grafik pada gambar 14 menunjukkan bahwa dengan
penyetelan celah katup buang yang semakin rapat, efisiensi volumetrik rata-rata
yang dihasilkan cenderung meningkat. Pada putaran mesin 1400 rpm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup
buang 0,2 mm yaitu sebesar 84,16%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata
Putaran Mesin 1600 Rpm
85.7282.27
79.4977.25 76.11
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Celah Katup Buang (mm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
1600
terendah adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup buang 0,6 mm yaitu
sebesar 74,94%.
Gambar 15. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap celah
katup buang pada putaran mesin 1600 rpm.
Berdasarkan grafik pada gambar 15 menunjukkan bahwa dengan
penyetelan celah katup buang yang semakin rapat, efisiensi volumetrik rata-rata
yang dihasilkan cenderung meningkat. Pada putaran mesin 1600 rpm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup
buang 0,2 mm yaitu sebesar 85,72 %, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata
terendah adalah yang dihasilkan dari penyetelan celah katup buang 0,6 mm yaitu
sebesar 76,11%.
Celah Katup Buang 0.2 mm
81.9683.65 84.16
85.72
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
Putaran Mesin (Rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
0.2
Gambar 16. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,2 mm.
Berdasarkan grafik pada gambar 16 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan cenderung meningkat. Pada celah katup buang 0,2 mm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari putaran mesin 1600 rpm
yaitu sebesar 85,72%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah
yang dihasilkan dari putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 81,96%.
Celah katup buang yang disetel rapat pada putaran mesin yang semakin
tinggi, berarti pembukaan katupnya lebih lama sehingga gas buang dapat
dikeluarkan seluruhnya dari dalam ruang bakar dengan waktu yang lebih cepat
Celah Katup Buang 0.3 mm
77.9179.98 80.88 82.27
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
Putaran Mesin (Rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
0.3
jika dibandingkan dengan penyetelan celah katup buang yang rapat pada putaran
mesin rendah, oleh karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar dapat
lebih banyak akibat ruang bakar yang kosong.
Gambar 17. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran
mesin pada celah katup buang 0,3 mm.
Berdasarkan grafik pada gambar 17 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan cenderung meningkat. Pada celah katup buang 0,3 mm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari putaran mesin 1600 rpm
yaitu sebesar 82,27%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah
yang dihasilkan dari putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 77,91%.
Celah Katup Buang 0.4 mm
73.43
77.0078.68 79.49
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
Putaran Mesin (Rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rata
(%)
0.4
Gambar 18. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,4 mm.
Berdasarkan grafik pada gambar 18 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan cenderung meningkat. Pada celah katup buang 0,4 mm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari putaran mesin 1600 rpm
yaitu sebesar 79,49%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah
yang dihasilkan dari putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 73,43%.
Celah Katup Buang 0.5 mm
68.69
71.75
76.46 77.25
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
Putaran Mesin (Rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik R
ata-
Rat
a (%
)
0.5
Gambar 19. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran
mesin pada celah katup buang 0,5 mm.
Berdasarkan grafik pada gambar 19 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan cenderung meningkat. Pada celah katup buang 0,5 mm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari putaran mesin 1600 rpm
yaitu sebesar 77,25%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah
yang dihasilkan dari putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 68,69%.
Celah katup buang yang disetel renggang dengan putaran mesin semakin
rendah berarti pembukaan katupnya lebih singkat sehingga gas buang
kemungkinan tidak dapat dikeluarkan seluruhnya dari dalam ruang bakar karena
untuk mengeluarkan gas buang tersebut membutuhkan waktu yang lebih lama jika
Celah Katup Buang 0.6 mm
63.54
68.42
74.94 76.11
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 1000 1200 1400 1600
Putaran Mesin (Rpm)
Efis
iens
i Vol
umet
rik
Rata
-Rat
a (%
)
0.6
dibandingkan dengan penyetelan celah katup buang yang renggang pada putaran
mesin tinggi oleh karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar melalui
katup masuk menjadi berkurang.
Gambar 20. Grafik hubungan antara efisiensi volumetrik rata-rata terhadap putaran mesin pada celah katup buang 0,6 mm.
Berdasarkan grafik pada gambar 20 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan cenderung meningkat. Pada celah katup buang 0,6 mm, efisiensi
volumetrik rata-rata tertinggi adalah yang dihasilkan dari putaran mesin 1600 rpm
yaitu sebesar 76,11%, sedangkan efisiensi volumetrik rata-rata terendah adalah
yang dihasilkan dari putaran mesin 1000 rpm yaitu sebesar 63,54%.
Berdasarkan grafik hasil penelitian pada gambar 10 menunjukkan bahwa
dengan celah katup buang yang semakin rapat pada setiap putaran mesin, efisiensi
volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung meningkat. Demikian juga halnya
dengan putaran mesin yang semakin tinggi pada setiap variasi celah katup buang,
efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan juga cenderung meningkat.
Celah katup buang yang disetel rapat, akan menyebabkan katup
membuka lebih awal dan menutupnya lebih lama dan sudut overlappingnya lebih
besar. Overlapping diperlukan supaya gas sisa pembakaran dapat dibersihkan dari
dalam silinder dengan lebih baik, tetapi juga untuk mendinginkan dinding silinder
agar udara dapat dimasukkan dalam jumlah yang lebih banyak (Arismunandar,
1997 : 20). Penyetelan dengan celah katup buang yang semakin rapat berarti
pembukaan katupnya lebih lama sehingga gas buang dapat dikeluarkan
seluruhnya. Oleh karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar melalui
katup masuk akan lebih banyak. Semakin banyak udara yang masuk ke ruang
bakar, berarti efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan semakin meningkat.
Celah katup buang yang disetel renggang, akan menyebabkan katup
membuka lebih lambat dan menutup lebih awal dan sudut overlappingnya lebih
kecil. Penyetelan dengan celah katup buang yang semakin renggang berarti
pembukaan katupnya lebih singkat sehingga gas buang kemungkinan tidak dapat
dikeluarkan seluruhnya dari dalam ruang bakar oleh karena itu jumlah udara yang
masuk ke ruang bakar melalui katup masuk menjadi berkurang. Semakin sedikit
udara yang masuk ke ruang bakar, berarti efisiensi volumetrik rata-rata yang
dihasilkan semakin menurun.
Berdasarkan grafik pada gambar 11 menunjukkan bahwa dengan putaran
mesin yang semakin tinggi hingga 1600 rpm pada setiap variasi celah katup
buang, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung meningkat. Hal
ini karena dengan putaran mesin yang tinggi, gas buang dapat keluar dari dalam
ruang bakar dengan cepat, sehingga udara yang masuk ke ruang bakar dapat lebih
banyak akibat ruang bakar yang kosong dan juga pada putaran mesin yang tinggi
udara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dalam ruang bakar juga semakin
banyak dari jumlah kebutuhan udara yang minimal, agar tiap-tiap bagian bahan
bakar mendapat cukup udara untuk dapat membakar dengan waktu yang cepat.
Sedangkan pada putaran mesin yang rendah, gas buang tidak dapat keluar dengan
cepat dari dalam ruang bakar sehingga gas buang tidak dapat keluar seluruhnya,
oleh karena itu dapat mengurangi jumlah udara yang masuk ke ruang bakar akibat
ruang bakar yang sudah terisi sebagian oleh gas buang yang tertinggal di
dalamnya.
Penyetelan celah katup buang yang rapat pada putaran mesin tinggi,
berarti pembukaan katupnya lebih lama sehingga gas buang dapat dikeluarkan
seluruhnya dari dalam ruang bakar dengan waktu yang lebih cepat jika
dibandingkan dengan penyetelan celah katup buang yang rapat pada putaran
mesin rendah, oleh karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar dapat
lebih banyak akibat ruang bakar yang kosong.
Penyetelan celah katup buang yang renggang pada putaran mesin
rendah, berarti pembukaan katupnya lebih singkat sehingga gas buang tidak dapat
dikeluarkan seluruhnya dari dalam ruang bakar karena untuk mengeluarkan gas
buang tersebut membutuhkan waktu yang lebih lama jika dibandingkan dengan
penyetelan celah katup buang yang renggang pada putaran mesin tinggi oleh
karena itu jumlah udara yang masuk ke ruang bakar menjadi lebih sedikit akibat
ruang bakar yang sudah terisi sebagian oleh gas buang yang tertinggal di
dalamnya.
Efisiensi volumetrik rata-rata yang tertinggi dihasilkan oleh penyetelan
celah katup buang 0,2 mm, namun penyetelan celah katup buang yang terbaik
adalah pada celah katup buang 0,4 mm yang sesuai dengan spesifikasi mesin,
harapannya agar pada kondisi putaran mesin tertentu efisiensi volumetrik rata-rata
tetap tercapai dengan maksimum.
Penyetelan celah katup buang yang sesuai dengan spesifikasi mesin
supaya diperoleh ketepatan waktu saat membuka dan menutupnya katup sehingga
diperoleh tenaga mesin yang optimal. Apabila celah katup terlalu renggang maka
menimbulkan bunyi yang berisik dan tekanan kompresi menjadi menurun, karena
jumlah bahan bakar yang masuk ke dalam ruang bakar sedikit. Sebaliknya jika
celah katup terlalu rapat akibatnya kebocoran pada langkah kompresi, karena
pembukaan katupnya terlalu lama sehingga gas di dalam ruang bakar menjadi
bocor saat dikompresikan. Oleh karena itu besarnya celah katup haruslah sesuai
dengan spesifikasi mesin, bila tidak maka efek yang ditimbulkan seperti yang
telah diuraikankan di atas
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian maka dapat disimpulkan bahwa ada
perubahan terhadap efisiensi volumetrik rata-rata dari variasi penyetelan celah
katup buang. Penyetelan celah katup buang yang semakin rapat pada setiap
putaran mesin, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan cenderung
meningkat. Demikian juga halnya dengan putaran mesin yang semakin tinggi
hingga 1600 rpm pada setiap variasi celah katup buang, efisiensi volumetrik rata-
rata yang dihasilkan juga cenderung meningkat. Pada putaran mesin sampai
dengan 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-rata yang dihasilkan meningkat,
namun pada putaran mesin di atas 1600 rpm, efisiensi volumetrik rata-ratanya
menurun. Hal ini dikarenakan kecepatan udara yang masuk ke ruang bakar tidak
mampu mengimbangi putaran mesin sehingga efisiensi volumetrik rata-ratanya
menurun. Efisiensi volumetrik rata-rata yang terbaik dihasilkan oleh penyetelan
celah katup buang 0,4 mm yang mana sesuai dengan spesifikasi mesin. Penyetelan
celah katup buang yang sesuai dengan spesifikasi mesin supaya diperoleh
ketepatan waktu saat membuka dan menutupnya katup sehingga diperoleh tenaga
mesin yang optimal.
B. Saran
1. Sebaiknya penyetelan celah katup buang harus sesuai dengan spesifikasi mesin,
harapannya agar pada kondisi putaran mesin tertentu efisiensi volumetrik rata-
rata tetap tercapai dengan maksimum.
2. Untuk menghindari celah katup buang yang tidak sesuai dengan spesifikasi
mesin, lakukanlah tune-up mesin secara rutin agar performa mesin tetap dalam
kondisi yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Arikunto, S. 2002. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek. Jakarta: PT. Rineka Cipta.
Arismunandar, W. 1983. Motor Diesel Putaran Tinggi. Jakarta : Pradya
Paramita. Arismunandar, W. 1977. Motor Bakar Torak. Bandung : Institut Teknologi
Bandung.
Holman, J.P. 1985. Metode Pengukuran Teknik Edisi ke – 4. Jakarta : Erlangga Maleev, V. L. 1991. Operasi dan Pemeliharaan Mesin Diesel. Jakarta : Erlangga. Maleev, V. L. 1993. Internal Combustion Engine Second Edition. New York
McGraw – Hill Book Company, Inc. Sharma, R.P & Mathur, M.L. 1980. Internal Combustion Engine. New Delhi.
Hanpar Rai & Sons. Teiseran, E. 1999. Teknik Motor. Yogyakarta. Liberty
Lampiran 1
Contoh Perhitungan Dalam Pengolahan Data Penelitian
Aliran udara pada mesin empat silinder empat langkah dengan bahan
bakar solar murni. Untuk putaran mesin 1600 rpm dengan celah katup 0,2 mm.
Data-data pengukuran yang diketahui sebagai berikut:
• p pada manometer (ΔH) : 28 mmH2O
• Temperatur ruang (T) : 30°C
• Tekanan udara (p) : 760 mmHg
• Diameter orifice (d) : 50 mm
• Diameter silinder (D) : 88 mm
• Panjang langkah (L) : 92 mm
Menentukan Laju Aliran Massa Udara Yang Masuk Ke Dalam Silinder
Dari persamaan (Mathur dan Sharma, 1980 : hal 531) p = udaraρ x R x T, maka
udaraρ = p/RT (1)
Harga R untuk udara adalah (Chengel dan Boles, 1994 : hal 65)