Bab i

Data Utama dan Karakterisitik Motor 3
Dasar-dasar Sepeda Motor
1
DATA UTAMA DAN KARAKTERISTIK MOTOR
A. PENDAHULUAN
Setiap motor maupun sepeda motor biasanya memuat data utama dan
karakteristik mesin yang digunakan. Data tersebut terdapat pada buku
pedoman pemilik, brosur penjualan dan buku pedoman perbaikan sepeda
motor. Pemahaman data utama dan karekteristik mesin sepeda motor penting
dipahami oleh mekanik maupun penjual sepeda motor. Bagi mekanik
pemahaman karakteristik sepeda motor sebagai dasar untuk perawatan dan
perbaikan sehingga kinerja sepeda motor optimal, namum bagi penjual
informasi ini dapat disampaikan kepada calon pembeli sebagai pertimbangan
dalam memilih sepeda motor sesuai dengan karakteristik penggunaan sepeda
motor.
Berikut ini merupakan contoh data utama dan karakteristik sepeda motor
merk Yamaha Crypton dan Honda Astrea Grand:
Tabel 1. Perbandingan data dua model sepeda motor
Merk Tipe/ Model
Bagian
Yamaha Crypton Honda Astrea Grand
Type Mesin 4 tak, SOHC, Pendinginan
udara tekan
4 tak, OHC, Pendinginan
udara
Susunan Silinder Satu silinder, kemiringan
10º dari vertikal
Silinder tunggal
Kapasitas silinder 101,8 CC 97,1 Cm2
Diameter x Langkah 49,0 x 54,0 mm 50 x 49,5 mm
Perbandingan
Kompresi
9,0 : 1 8,8 : 1
Daya Maksimum 8,3 PS/ 8000 rpm 7,5 DK/ 8000 rpm
Torsi Maksimum 0,87 Kg-m pada 6500 rpm 0,77 kg-m pada 6000 rpm
Kapasitas pelumas 0,80 liter penggantian
periodik dan 1 liter bila
bongkar mesin
Oli SAE 20W/50, API
Service SE
0,75 l peng. Periodik
0,90 l bongkar mesin
Oli SAE 20W/50, API
Service SE

4 Data Utama dan Karakterisitik Motor
B. KLASIFIKASI MOTOR
Motor bakar dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu:
1. Motor pembakaran luar (Exsternal Combustion Engine), yaitu motor yang
pembakarannya di luar mesin.
Contoh : mesin uap, turbin uap dan lain-lain.
2. Motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine), yaitu motor yang
proses pembakaran berada di dalam mesin itu sendiri.
Contoh : Motor diesel, motor bensin, motor wankel dan lain-lain.
Gb.1.1. Macam motor bakar
Sedangkan motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine) dapat
diklasifikasikan:
1. Berdasarkan aplikasinya
Motor penggerak mobil, truk, lokomotif, pesawat ringan, kapal, penggerak
serbaguna dan pembangkit listrik.
2. Berdasarkan dasar disain mesinnya :
a. Gerak bolak-balik dengan susunan silinder In-line, V, rotary dan
berlawanan
b. Gerak putar seperti motor Wankel.
3. Berdasarkan siklus kerjanya :
Motor 4 tak dan motor 2 tak

4. Berdasarkan katup dan disain lubang katup
a. Susunan katup: model I, L, H, F
b. Jumlah katup : Single Valve (Tiap silinder katup In maupun Ex adalah
satu), Multi Valve (Tiap silinder katup In maupun Ex lebih dari satu)
c. Mekanik katup : OHV (Over Head Valve), OHC (Over Head Cam Shaft),
DOHC (Double Over Head Cam Shaft).
5. Berdasarkan bahan bakarnya :
Bensin, solar, LPG (Liquit Petroleum Gas), alcohol, hydrogen.
6. Berdasarkan metode mencampurnya :
Karburator, injeksi pada saluran masuk, injeksi ke dalam silinder.
7. Berdasarkan metode pengapian:
Percikan busi (motor bensin), tekanan kompresi ( motor diesel).
8. Berdasarkan disain ruang bakar:
Ruang bakar langsung:
Ruang bakar tak langsung:
9. Berdasarkan metode kontrolnya :
a. Throttling yaitu mengatur jumlah campuran udara dan bahan bakar
dengan throttle,
b. Hanya mengatur aliran bahan bakar
c. Kombinasi
10.Berdasarkan sistem pendinginnya:
a. Pendinginan air
b. Pendinginan udara
C. MOTOR 4 TAK
Motor 4 tak merupakan motor yang satu siklus kerjanya diperlukan 4
langkah gerakan piston atau 2 putaran engkol. Empat langkah piston tersebut
adalah:
1. Langkah Hisap
2. Langkah Kompresi
3. Langkah Usaha
4. Langkah Buang
Siklus motor 4 tak ini ditemukan oleh seorang insiyur Jerman, yaitu Nikolas
A. Otto pada tahun 1876, untuk mengenang jasanya maka motor 4 tak sering
disebut motor Otto. Proses kerja motor 4 tak tersebut adalah sebagai berikut:

Langkah Hisap
Gb.1.2. Langkah Hisap
Piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas)
menuju TMB (Titik Mati Bawah). Posisi
katup hisap terbuka dan katup buang
tertutup. Akibat gerakan piston volume di
dalam silinder membesar sehingga tekanan
turun. Turunnya tekanan di dalam silinder
menyebabkan adanya perbedaan tekanan
di luar silinder dengan di dalam silinder
sehingga campuran bahan bakar terhisap
masuk ke dalam silinder.
Langkah Kompresi
Gb.1.3. Langkah Kompresi
Piston bergerak dari TMB menuju TMA.
Posisi katup hisap dan katup buang
tertutup. Gerakan piston menyebabkan
volume di dalam silinder mengecil dan
memampatkan/ mengkompresi
campuran bahan bakar di dalam silinder
sehingga tekanan dan temperatur naik.
Langkah Usaha
Gb.1.4. Langkah Usaha
Beberapa saat sebelum TMA, busi
memercikkan api sehingga membakar
campuran bahan bakar. Terbakarnya
campuran bahan bakar menyebabkan
temperatur dan tekanan di dalam silinder
naik. Tekanan mendorong piston dari
TMA menuju TMB, melalui batang piston
gaya tekan piston digunakan untuk
memutar poros engkol, pada poros
engkol digunakan untuk memutar beban.
TMA
TMB

Langkah Buang
Gb.1.5. Langkah Buang
Piston bergerak dari TMB menuju TMA.
Posisi katup hisap tertutup dan katup
buang terbuka. Gerakan piston
menyebabkan piston mendoron gas buang
ke luar menuju knalpot melalui katup
buang.
Setelah langkah buang maka motor melakukan langkah hisap, kompresi,
usaha dan buang, demikian seterusnya sehingga selama ada proses
pembakaran maka motor berputar terus. Siklus kerja motor 4 tak dapat
digambarkan sebagai berikut:
Gb.1.6. Siklus kerja motor 4 tak
D. MOTOR 2 TAK
Motor 2 tak merupakan motor yang satu siklus kerjanya diperlukan 2
langkah gerakan piston atau 1 putaran engkol. Dalam 2 langkah piston di atas
piston atau di dalam silinder terdapat proses pemasukan campuran bahan

bakar, kompresi, usaha dan buang. Sedangkan di bawah piston atau di dalam
bak engkol terdapat dua proses yaitu menghisap campuran bahan bakar dari
karburator dan proses memompa campuran ke dalam silinder.
Pada motor 2 tak proses pemasukan campuran bahan bakar ke dalam
silinder bersamaan dengan proses pembuangan, proses ini lebih popular
dengan istilah proses pembilasan, yaitu proses pemasukan gas baru dan
mendorong gas buang agar gas buang. Tujuan pembilasan untuk menjamin gas
dibuang di dalam silinder dapat terbuang dengan sempurna. Sedangkan istilah
proses pemasukan diguna untuk proses masuknya campuran ke dalam ruang
engkol (crankcase).
Cara kerja motor 2 tak dapat digambarkan sebagai berikut:
Pemasukan dan kompresi
Gb.1.7. Proses pemasukan
dan kompresi
Saat piston bergerak dari TMB menuju TMA, maka
di dalam silinder terjadi proses kompresi, proses
ini dimulai saat lubang bilas dan buang tertutup
piston, gerakan piston menyebabkan campuran
bahan bakar yang masuk dikompresi sehingga
tekanan dan temperatur naik. Di bawah piston
terjadi proses pemasukan campuran bahan bakar.
Saat piston bergerak ke TMA, maka ruang bak
engkol membesar sehinggga tekanan turun.
Turunnya tekanan di dalam bak engkol
menyebabkan adanya perbedaan tekanan di luar
bak engkol dengan di dalam bak engkol sehingga
campuran bahan bakar terhisap masuk ke bak engkol dengan membuka
katup harmonika (reed valve).
Proses Usaha dan kompresi di bak engkol
Gb.1.8. Proses usaha dan
kompresi di bak engkol
Beberapa saat sebelum TMA, busi memercikkan
api sehingga membakar campuran bahan bakar.
Terbakarnya campuran bahan bakar menyebabkan
temperatur dan tekanan di dalam silinder naik.
Tekanan mendorong piston dari TMA menuju
TMB, melalui batang piston gaya tekan piston
digunakan untuk memutar poros engkol, pada
poros engkol digunakan untuk memutar beban.
Proses di bawah piston saat piston bergerak dari
TMA ke TMB menyebabkan ruang engkol
mengecil sehingga tekanan naik, naiknya tekanan
menyebabkan reed valve menutup, proses
pemasukan campuran terhenti.

Proses Buang dan Proses Pembilas
Gb.1.9. Proses buang
Beberapa derajat langkah usaha, lubang buang
terbuka sehingga gas buang mengalir ke luar
melalui saluran buang ke knalpot. Sementara itu
tekanan dibawah piston semakin besar akibat
ruang engkol yang semakin mengecil. Saat piston
semakin mendekati TMB tekanan di bak engkol
semakin besar, sementara itu lubang bilas
terbuka, sehingga campuran bahan bakar dari bak
engkol mengalir ke dalam silinder untuk mengisi
silider dengan gas baru dan mendorong gas buang
ke luar sehingga silinder benar-benar bersih dari
gas buang.
E. VOLUME SILINDER
Gb.1.10. Volume Silinder
Volume silinder merupakan volume di
dalam silinder yang terbentuk dari
perubahan langkah piston. Volume
silinder ditentukan oleh diameter silinder
dan panjang langkah piston. Besar
volume silinder dapat dihitung dengan
rumus:
xLxDVL 2
4
π
= ......................................... (1)
VL = Volume langkah (cc)
D = Diameter silinder (cm)
L = Pangjang langkah (cm)
Contoh :
Tentukan volume langkah sepeda motor Honda Astrea Grand bila diketahui
diameter silinder 50 mm dan panjang langkah piston 49,5 mm.
Solusi :
D = 50 mm = 5 cm, L = 49,5 mm = 4,95 cm
xLxDVL
2
4
π
=
95.4
2
5
4
14.3
xxVL =
cc91.97=VL

Ditinjau dari perbandingan diameter silinder dengan panjang langkah
piston, motor dapat diklasifikasikan menjadi 3, yaitu:
Gb.1.11. Macam perbandingan
diameter silinder dengan panjang
langkah
1. Long stroke : panjang langkah piston
lebih besar dari pada diameter silinder
2. Square : panjang langkah piston
sama dengan diameter silinder
3.Over Square : panjang langkah piston
lebih kecil dari pada diameter silinder
Perbandingan diameter silinder dengan panjang langkah piston (D/L)
untuk motor bensin ukuran kecil sampai menengah adalah 0.8 sampai 1.2,
sedangkan untuk motor ukuran besar kecepatan rendah adalah 0.5. Contoh
beberapa perbandingan diameter silinder dengan panjang langkah beberapa
merk dan tipe sepeda motor.
Tabel 2. Perbandingan diameter dan panjang langkah psiton
Merk / tipe Siklus D /L VL Kategori
Honda Karisma 4 tak 52,4 / 57,9
mm
124,9 cc Long
stroke
Honda Tiger 4 tak 63,5 / 62,2
mm
196,9 cc Over
square
Honda NSR
150R
2 tak 59,0 / 54,5
mm
149 cc Over
square
Yamaha Force 1 2 tak 52,0 / 52,0
mm
110,4 cc Square
Yamaha αIIR 2 tak 50,0 / 52,0
mm
102,1 cc Long
stroke
Yamaha Jupiter
Z
4 tak 51,0 / 54,0
mm
110,3 cc Long
stroke
Yamaha Cypton 4 tak 49,0 / 54,0
mm
101,8 cc Long
stroke
Suzuki Tornado 2 tak 54,0 / 48,0
mm
109 cc Over
square
Suzuki Shogun 4 tak 53,5 /48,8 109 cc Over

mm square
Kawasaki Kaze 4 tak 53,0 /50,6
mm
111,6 cc Over
square
Kawasaki Ninja 2tak 59,0/54,4
mm
148 cc Over
square
F. VOLUME KOMPRESI
Gb.1.12. Volume Kompresi
Volume kompresi merupakan volume di
dalam silinder saat piston di TMA. Volume
kompresi juga disebut volume ruang bakar
karena saat piston di TMA volume yang
tersisa adalah volume pada ruang bakar.
Volume ruang bakar dapat berkurang
akibat adanya endapan karbon sisa
pembakaran yang menempel pada ruang
bakar, atau penggantian gasket dengan
ukuran yang lebih tipis.
G. PERBANDINGAN KOMPRESI
Gb.1.13. Perbandingan Kompresi
Perbandingan kompresi merupakan
perbandingan volume di dalam silinder
saat piston di TMB dengan saat piston di
TMA. Volume silinder saat piston di TMB
adalah volume langkah ditambah volume
kompresi, sedangkan saat piston di TMA
adalah volume kompresi.
Dengan demikian perbandingan
kompresi dapat dirumuskan:
VC
VCVL
E
+
= .......................................... (2)
E = Perbandingan kompresi
VC = Volume kompresi (cc)
Contoh
Tentukan perbandingan kompresi sebuah sepeda motor bila diketahui volume
langkah 100 cc dan volume kompresi 15 cc.

Solusi :
VL = 100 cc dan VC = 15 cc
VC
VCVL
E
+
=
7.67
15
15100
=
+
=E
Jadi besar perbandingan kompresinya adalah = 7.67 : 1
Semakin tinggi perbandingan kompresi, semakin tinggi efisiensi mesin,
namun semakin tinggi perbandingan kompresi tekanan dan temperatur
kompresi semakin tinggi sehingga bahan bakar dapat terbakar sendiri sebelum
busi memercikkan api bila hal itu terjadi maka proses pembakaran menjadi
tidak terkendali, sehingga terjadi fluktuasi tekanan pembakaran, terdengar
suara pukulan piston ke dinding silinder (knocking) dan mesin panas (over
heating) keadaan tersebut sering disebut detonasi. Besar perbandingan
kompresi pada sepeda motor
4 tak sebesar 8 – 10 : 1
2 tak sebesar 6 – 8 : 1
Meningkatkan perbandingan kompresi dapat dilakukan dengan
mengurangi volume kompresi. Cara mengurangi volume kompresi adalah:
1. Mengurangi tebal gasket kepala silinder
2. Mengurangi atau membubut kepala silinder
Hal-hal yang harus diperhatikan saat meningkat perbandingan kompresi
antara lain:
1. Kompresi jangan sampai bocor (gasket yang tipis elasitas menurun, daya
rapat menurun, peluang bocor meningkat).
2. Piston jangan sampai membentur katup
3. Terukur atau perubahan perbandingan kompresi dapat diketahui untuk
menyesuaikan kebutuhan nilai oktan bahan bakar sehingga detonasi dapat
dicegah.
Tabel 3. Hubungan perbandingan kompresi dengan nilai oktan
Perbandingan Kompresi Nilai Oktan
6 : 1 81
7 : 1 87
8 : 1 92
9 : 1 96
10 : 1 100
11 : 1 104
12 : 1 108

Pada buku pedoman sepeda motor maupun brosur-brosur tentang sepeda
motor biasanya informasi yang tertulis adalah diameter silinder, panjang
langkah piston dan perbandingan kompresi. Volume kompresi jarang
ditentukan, untuk mencari volume kompresi dapat dilakukan menggunakan
rumus :
1−
=
E
VL
VC .................................................................................................... (3)
E = Perbandingan kompresi
VC = Volume kompresi (cc)
Contoh :
Tentukan volume kompresi sepeda motor Honda Astrea Grand bila diketahui
diameter silinder 50 mm dan panjang langkah piston 49,5 mm, perbandingan
kompresi 8,8 : 1
Solusi:
D = 50 mm = 5 cm, L = 49.5 mm = 4.95 cm E = 8.8
cc97.1995.45
4
14.3 2
== xxVL
1−
=
E
VL
VC
cc12.46
181.8
19.97
=
−
=VC
Contoh :
Tentukan perbandingan kompresi motor di atas bila gasket kepala silinder
diganti dari tebal 0,8 mm menjadi 0,5 mm.
Solusi:
t(awal) = 0.8 mm = 0.08 cm , t(akhir) = 0.5 mm = 0.05 cm
Perbedaan volume tebal gasket adalah:
Semula, cc1.5708.05
4
14.3
4
VGa
2
)(
2
=== xxxtxD awal
π
Baru, cc98.005.05
4
14.3
)(4
VGb
22
=== xxakhirxtxD
π
Perbedaan volume gasket cc0.590.98-1.57VGbVGa ==−=
Volume kompresi baru VGb)-(VGa-Vc(VCb) =
cc11.870.59-12.46 ==

VCb
VCbVl
BaruKompresianPerbanding
+
=
9.187
11.87
11.8797.19
=
+
=
Jadi dengan mengurangi tebal gasket sebesar 0.3 mm yaitu dari tebal 0.8 mm
menjadi 0.5 mm maka perbandingan kompresi naik dari 8.8 menjadi 9.187 atau
naik 9.187 – 8.8 = 0.387
H. KAPASITAS SILINDER
Kapasitas silinder merupakan total volume langkah pada suatu motor.
Kapasitas silinder merupakan informasi pokok tentang suatu motor dan sering
dijadikan indikator tentang kemampuan motor tersebut. Hal itu dapat
dimengerti karena kapasitas silinder suatu motor relatif tetap dibandingkan
indikator kemampuan motor yang lain seperti daya, maupun momen
maksimal.
Kapasitas silinder dipengaruhi oleh 3 faktor utama, yaitu :
1. Diameter silinder
2. Panjang langkah
3. Jumlah silinder
Rumus:
KxLxDx
4
π
silinderKapasitas
2
= ........................................................................ (4)
D = Diameter silinder (cm)
L = Panjang langkah (cm)
K = Jumlah silinder
Dari rumus di atas, maka kapasitas silinder merupakan volume langkah kali
jumlah silinder.
KxVLsilinderKapasitas = ..................................................................................... (5)
Contoh :
Tentukan kapasitas silinder sepeda motor 4 tak 2 silinder, bila diketahui
diameter silinder 50 mm dan panjang langkah 50 mm.
Solusi :
D = 50 mm = 5 cm, L = 50 mm = 5 cm, K = 2
Kapasitas silinder KxLx
2
Dx
4
π
=

2x5x
2
5x
4
3.14
=
cc196.34
3
cm34.961 ==
I. DIAGRAM INDIKATOR
Diagram indikator merupakan diagram yang menggambarkan perubahan
tekanan di dalam silinder motor pada satu siklus kerja. Diagram indikator
merupakan sumber informasi tentang proses yang terjadi di dalam silinder.
Diagram indikator motor 4 tak adalah sebagai berikut:
Keterangan:
0-1 Langkah hisap
1-2 Langkah kompresi
2-3 Naiknya tekanan akibat
proses pembakaran
3-4 Langkah usaha
4-0 Langkah buang
Gb.1.14. Diagram tekanan VS volume motor 4 tak
J. TEKANAN RATA-RATA
Diagram indikator suatu motor diamati menggunakan Farnborough tester.
Alat tersebut akan mendeteksi perubahan tekanan di dalam silinder saat motor
hidup. Perubahan tekanan akan digambar pada kertas yang telah tersedia, dari
gambar yang dihasilkan dapat ditentukan berapa tekanan rata-rata didalam
silinder saat putaran tertentu.
Tekanan rata-rata di dalam silinder tergantung dari tekanan hasil
pembakaran, tekanan hasil pembakaran tergantung dari jumlah campuran
bahan bakar yang dibakar. Semakin banyak campuran yang dibakar di dalam
silinder semakin besar tekanan rata-ratanya.

Diagram yang dihasilkan
Gb.1.15. Farnborough test dan diagram yang dihasilkan
K. DAYA INDIKATOR ( INDICATOR POWER)
Daya indikator merupakan daya secara nyata yang dihasilkan silinder
motor. Daya indikator merupakan daya motor yang dihitung berdasarkan
indikator tekanan rata-rata di dalam silinder. Daya indikator dapat dihitung
berdasarkan informasi:
Pm = tekanan rata-rata di dalam silinder ( Pa = N/m2)
A = luas permukaan piston (m2)
L = panjang langkah piston (m)
n = langkah usaha per menit
Gaya yang mendorong piston :
= tekanan rata-rata x luas piston
= Pm x A .................................................................................................. (6)
( satuan: N/m2 x m2 = N)
Usaha yang dihasilkan tiap langkah usaha :
= Gaya x jarak
= (Pm x A) x L .................................................,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,..................... (7)
(satuan: N x m = Nm = J)
Usaha per menit :
= Usaha tiap langkah usaha x jumlah langkah usaha/menit
= Pm x A x L x n
(satuan: J/ menit)
Usaha per detik :
= Usaha tiap langkah usaha x jumlah langkah usaha/menit

=
60
nxLA xxmP
..........,,,,,,,,,,,,,................................................................ (8)
( satuan : J/detik)
Daya indikator (ip) :
=
Waktu
Usaha
=
60
nxLA xxPm
Joule/detik atau watt
1 watt (W) = 1 joule/detik
Satuan metrik
1 Horse Power (HP) = 735 Nm/detik= 735 J/detik = 735 W
Satuan Inggris
1 Horse Power (HP) = 550 ft-lb/detik= 746 W
Ukuran daya juga menggunakan satuan PS dari bahasa Jerman Prerd
Strarke (Yamaha Technical Academy). 1 PS merupakan tenaga yang
diperlukan untuk menggerakkan obyek 75 kg sejauh 1 meter dalam 1 detik.
Jadi 1 PS = 75 kg-m/detik, di Indonesia sama dengan Daya Kuda (DK).
L. DAYA INDIKATOR MOTOR 2 TAK
Pada motor 2 tak tiap satu siklus dibutuhkan 1 putaran mesin atau 1 Rpm
(Revolution per minute) sama dengan 1 langkah usaha. Dengan demikian jumlah
langkah usaha:
n = N x K ........................................................................................................... (9)
dimana :
N = putaran mesin (rpm)
K = jumlah silinder
Dengan demikian rumus daya indikator motor 2 tak adalah.
ip 2tak =
60
KxNxLA xxPm
................................................................ (10)
ip = daya indikator (watt)
Pm = tekanan rata-rata (N/m2)
L = panjang langkah (m)
N = putaran mesin (Rpm)

K = jumlah silinder
Contoh:
Tentukan daya motor 2 tak, 2 silinder bila diketahui panjang langkah 60 mm,
diameter silinder 70 mm, tekanan rata-rata 750 kPa pada putaran 2500 rpm.
Solusi:
Pm = 750 kPa = 750.000 N/m2
L = 60 mm = 0.06 m
D = 70 mm = 0.07 m
N = 2500 rpm
K = 2
Luas permukaan piston
A =
222
m0.003848(0.07)x
4
3.14
D
4
π
==
Daya indikator:
ip 2tak =
60
KxNxLA xxPm
=
60
2x2500x0.003848x0.06x750.000
= 14430 W = 14.43 kW
1 Horse Power (HP) = 735 W
Jadi daya motor tersebut dalam satuan HP adalah:
Ip = 14430/ 735 = 19.63 HP
Daya indikator motor 2 tak dalam satuan Prerd Strarke (PS) atau Daya Kuda
(DK).
Rumus:
ip 2tak =
100x75x60
KxNxLA xxPm
.............................................................. (11)
ip = daya indikator (DK)
Pm = tekanan rata-rata (Kg/cm2)
L = panjang langkah (cm)
A = luas permukaan piston (cm2)
K = jumlah silinder

diameter silinder 60 mm, tekanan rata-rata 7 kg/cm2 pada putaran 3000 rpm.
Solusi :
Pm = 7 kg/ cm2 N = 2500 rpm
L = 50 mm = 5 cmK = 1 D = 60 mm = 6 cm
A =
222
cm274.826x
4
3.14
D
4
π
==
ip 2tak =
100x75x60
KxNxLA xxPm
=
100x75x60
1x3000x28,274x5x7
= 6.597 DK
Gb.1.16. Motor Honda NSR 150R, 2 tak 1 silinder pendinginan air. Volume silinder
149 cc, Daya maks 27.7 PS pada 10500 rpm, Torsi maks 2.04 Kg-m pada 9500
rpm.
M.DAYA INDIKATOR MOTOR 4 TAK
Pada motor 4 tak tiap satu siklus dibutuhkan 2 putaran mesin atau 1 Rpm
(Revolution per minute) sama dengan 1/2 langkah usaha. Dengan demikian
jumlah langkah usaha:

KxN
2
1
n = .................................................................................................... (12)
dimana :
K = jumlah silinder
Dengan demikian rumus daya indikator motor 4 tak adalah :
ip 4tak =
60x2
KxNxLA xxPm
.............................................................. (13)
ip = daya indikator (watt)
Pm = tekanan rata-rata (N/m2)
L = panjang langkah (m)
K = jumlah silinder
Contoh :
Motor 4 tak, 1 silinder mempunyai panjang langkah 50 mm, diameter silinder
60 mm. Tentukan daya indikator motor bila tekanan rata-rata 600 kPa pada
putaran 3000 rpm
Solusi:
Pm = 600 kPa = 600.000 N/m2
L = 50 mm = 0.05 m
A = 60 mm = 0.06 m
N = 2000 rpm
K = 1
A =
222
m002827.0(0.06)x
4
3.14
D
4
π
==
Daya indikator:
ip 4tak =
60x2
KxNxLA xxPm
=
60x2
1x2000x0.002827x0.5x600.000
= 14135 W = 14.135 kW
1 Horse Power (HP) = 735 W
Jadi daya motor tersebut dalam satuan HP adalah:
ip = 14135/ 735 = 19.23 HP

Daya indikator motor 4 tak dalam satuan Prerd Strarke (PS) atau Daya Kuda
(DK).
Rumus:
ip 4tak =
100x75x60x2
KxNxLA xxPm
.............................................................. (14)
ip = daya indikator DK
Pm = tekanan rata-rata (Kg/m2)
L = panjang langkah (cm)
A = luas permukaan piston (cm2)
K = jumlah silinder
Contoh:
diameter silinder 60 mm, tekanan rata-rata 8 kg/ cm2 pada putaran 4000 rpm
Solusi:
Pm = 8 kg/ cm2
L = 60 mm = 6 cm
D = 60 mm = 6 cm
N = 4000 rpm
K = 1
A =
222
cm27.826x
4
3.14
D
4
π
==
Daya indikator:
ip 2tak =
100x75x60
KxNxLA xxPm
= PS03.6
100x75x60
1x4000x6x28,27x8
=

Gb.1.17. Motor Honda Astrea Grand, 4 tak 1 silinder pendinginan udara. Volume
silinder 97,1 cc, Daya maks 7,5 DK pada 8000 rpm, Torsi maks 0,77 Kg-m pada
6000 rpm.
N. DAYA REM ( BRAKE POWER)
Daya rem merupakan daya yang dihasilkan mesin yang diukur pada poros
engkol. Daya rem sering pula disebut daya poros atau daya efektif karena daya
inilah yang digunakan untuk memutar beban.
Daya rem dihasilkan dari daya indikator, daya indikator dihasilkan dari
proses pembakaran. Besar daya rem lebih kecil dari daya indikator karena
sebagian daya indikator digunakan untuk mengatasi gesekan maupun beban
pompa dan aksesoris. Dengan demikian daya rem adalah:
Daya rem = Daya indikator – Daya gesekan
bp = ip - fp ................................................................................. (15)
Perbandingan daya rem dengan daya indikator merupakan efisiensi
mekanis motor, dengan demikian efisiensi mekanis dapat dirumuskan:
Efisiensi mekanis = 100%x
indikatorDaya
remDaya
100%x
ip
bp
=mη ........................................................................... (16)

Hubungan daya indikator, daya rem dan daya gesek dapat digambarkan
sebagai berikut:
Gb.1.18. Grafik hubungan putaran mesin dengan daya indikator (ip), daya rem
(bp), daya gesek (fp) dan efisiensi mekanis (ηm )
Ahli otomotif terus-menerus berupaya untuk meningkatkan efisiensi
mekanis dengan cara mengurangi daya gesek. Upaya tersebut diantaranya:
1. Mencari formula minyak pelumas yang mempunyai daya gelincir tinggi dan
tahan panas.
2. Mengurangi jumlah komponen yang bergesekan
3. Memperbaiki sistem pelumas
4. Mencari bahan piston, ring piston, silinder liner yang mempunyai tahanan
gesek kecil dan koefisien muai kecil sehingga saat motor pada mutaran
tinggi piston tidak macet.
5. Mengurangi beban aksesoris motor seperti beban pompa pelumas, pompa
bahan bakar, pompa air pendingin, kipas radiator, menggunakan alternator
yang lebih efisien dan mengurangi mekanisme yang bergerak seperti
membuat disain piston yang kuat dan lebih ringan, mengganti mekanisme
katup OHV menjadi DOHC.
O. DINAMOMETER
Dinamometer berfungsi untuk mengetahui daya rem yang dihasilkan
motor. Informasi yang diperlukan untuk mengetahui daya rem antara lain
putaran poros engkol dan torsi. Tachometer digunakan untuk mengetahui
putaran motor, sedangkan untuk mengetahui torsi digunakan pengukur
beban/gaya dengan jarak tertentu dari sumbu poros.

Terdapat beberapa tipe dinamometer, yaitu:
a. Dinamometer chasis : mengukur daya pada roda kendaraan
b. Dinamometer mesin : mengukur daya yang dihasilkan poros atau daya
rem.
Dinamometer mesin ada beberapa macam diantaranya:
1. Cradled electric generator : beban poros berupa generator listrik.
2. Eddy current brake : beban poros berupa gaya magnet permanent
3. Hydroulic water brake : beban poros berupa tahanan air
4. Friction brake : beban poros berupa tahanan gesek
Gb.1.19. Macam dinamometer mesin
Dari beberapa model dinamometer diatas, model model hydroulic water brake
paling banyak digunakan. Contoh hydraulic water dinamometer adalah sebagai
berikut:

Gb.1.20. Dinamometer model hydroulic water brake
Daya rem = Torsi x kecepatan sudut
= T x ω .............................................................................. (17)
Torsi = gaya x jarak
= (S + W) x R ................................................................................... (18)
Kecepatan sudut
ω = 2 π N/60 ......................................................................................... (19)
Dengan demikian, besar daya rem adalah:
60
S)(WRxNx2π
bp
+
= watt .................................................................. (20)
dimana :
bp = daya rem (watt)
R = jarak sumbuh ke beban (m)
W = beban statis (N)
S = Pembacan pada spring balance (N)
Contoh:
Suatu motor bensin 4 tak, 4 silinder mempunyai diameter silinder 76 mm,
panjang langkah piston 100 mm. Pada putaran 2800 rpm tekanan rata-rata
didalam silinder 860 kPa. Pengujian pada dinamometer dengan jarak ke beban
50 cm, menggunakan beban 100 N spring balance menunjukkan 98 N.
Tentukan:
a. Daya indikator
b. Daya rem
c. Daya gesek
d. Efisiensi mekanis
Solusi:
D = 76 mm = 0,076 m
L = 100 mm = 0,1 m
Pm = 860 kPa = 860.000 N/m2
N = 2.800 rpm
K = 4
R = 0.5 m
W = 100 N
S = 98 N

A =
222
m00454.0(0.076)x
4
3.14
D
4
π
==
a. Daya indikator
ip 2tak =
60x2
KxNxLA xxPm
=
60x2
41x2800x0,1x0,00454x860.000
= 36.440 W = 36,44 kW
b. Daya rem
60
S)(WRxNx2π
bp
+
= watt
60
)89(1000.5x2800x2π
bp
+
=
= 29.040 W = 29.04 kW
c. Daya gesek
fp = ip - bp
= 36.44 - 29.04 = 7.4 kW
d. Efisiensi mekanis
Efisiensi mekanis = 100%x
indikatorDaya
remDaya
100%x
ip
bp
=mη
%79.7
100%x
36.44
29.4
=
=mη
P. TORSI
Proses pembakaran di dalam silinder menghasilkan tekanan hasil
pembakaran, tekanan mendorong piston, gaya dorong piston diteruskan oleh
batang piston untuk memutar poros engkol. Pena engkol dengan sumbu poros
engkol mempunyai jarak sebesar jari-jari engkol (r), gaya dari piston
menghasilkan momen atau torsi yang memutar poros engkol. Torsi yang
dihasilkan oleh poros engkol diteruskan melalui flywheel (roda penerus),

transmisi, propeller shaft, differential selanjutkan digunakan untuk memutar
roda.
Gb.1.21. Torsi pada poros
engkol
Gaya dari tekanan hasil pembakaran (F),
mendorong piston sehingga terurai
menjadi gaya kesamping (Fk) dan gaya
diteruskan ke poros engkol (Fst). Torsi
merupakan gaya yang bekerja tegak
lurus maka gaya Fst terurai menjadi gaya
Fp. Dengan demikian torsi yang
dihasilkan adalah:
T = Fp x R …………....................... (21)
Besar torsi yang dihasilkan mesin
tergantung dari besarnya tekanan rata-
rata di dalam silinder
Gb.1.22. Karakteristik motor
Besarnya tekanan rata-rata di dalam silinder ditentukan pada efisiensi
volumetrik. Tekanan rata-rata (bmep) maksimal dicapai pada putaran tertentu.
Pada tekanan rata-rata maksimal maka pemakaian bahan bakar paling
F

minimal, sehingga bila kita mengendarai kendaraan pada putaran mesin
dengan tekanan rata-rata maksimal maka bahan bakar paling ekonomis.
Q. EFISIENSI VOLUMETRIK
Efisiensi volumetrik merupakan perbandingan antara jumlah campuran
udara dan bahan bakar yang masuk ke dalam silinder dibanding dengan ruang
yang ada di dalam silinder. Efisiensi volumetrik dapat dirumuskan:
x100%
kompresiVolumelangkahVolume
bakarbahandanudaraCampuran
kvolumetriEfisiensi
+
=
Besarnya torsi yang dihasilkan suatu motor sangat dipengaruhi oleh
efisiensi volumetrik. Hal ini dapat dipahami karena torsi yang dihasilkan
tergantung tekanan rata-rata di dalam silinder, tekanan rata-rata ditentukan
dari jumlah campuran bahan bakar yang masuk ke dalam silinder, jumlah
campuran bahan bakar yang masuk maksimal ke dalam silinder tergantung
dari efisiensi volumetrik motornya.
Efisiensi volumetrik merupakan parameter efektivitas dari sistem induksi.
Pada motor bensin sistem induksi terdiri dari saringan udara, karburator,
intake manifold, saluran masuk (intake port), pembukaan katup. Besar efisiensi
volumetrik dengan pemasukan alami sebesar 80 - 90 %. Efisiensi volumetrik
dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya :
1. Perbandingan udara dan bahan bakar, jenis bahan bakar, penguapan bahan
bakar di saluran masuk.
2. Perbandingan tekanan saluran buang dengan saluran masuk.
3. Perbandingan kompresi
4. Putaran mesin
5. Disain lubang saluran masuk dan saluran buang
6. Geometri, ukuran, tinggi angkat, saat pembukaan katup masuk maupun
katup buang.

Timing 10 0 19 10 30 20
Lift, mm 15 50 45 60 70 60
5
8,5
11
EfisiensiVolumetrik
0
60
70
80
90
Putaran Mesin Rpm
2000 4000 6000
Gb.1.23. Hubungan putaran mesin dengan efisiensi volumetrik pada tinggi
angkat katup tetap, timing valve berbeda
2000 4000 6000
Putaran Mesin Rpm
EfisiensiVolumetrik
60
70
80
90
0
Timing
Lift,mm
19 10
45 60
5
8,5
11
Gb.1.24. Hubungan putaran mesin dengan efisiensi volumetrik pada timing valve
tetap, tinggi angkat katup berbeda

R. OFFSET ENGINE DAN OFFSET PISTON
Mesin offset engine adalah mesin yang sumbu silinder dengan sumbu poros
engkol tidak segaris. Tujuan offset engine adalah untuk meningkatkan torsi
mesin dan mengurangi gaya gesek piston ke dinding silinder saat langkah
usaha.
Offset piston adalah sumbu silinder dengan sumbu piston tidak segaris.
Tujuan offset piston adalah bersama dengan offset engine untuk meningkatkan
torsi mesin dan mengurangi gaya gesek piston ke dinding silinder saat langkah
usaha.
Adanya offset piston dan offset engine mengharuskan pemasangan arah piston
maupun arah batang piston harus tepat. Kesalahan pemasangan
mengakibatkan gesekan ke piston ke dinding silinder menjadi sangat besar.
Guna menghindari kesalahan tersebut pada piston diberi tanda pemasangan,
yaitu tanda pana menghadap ke saluran buang, tanda in ke arah katup in. Pada
batang piston berpedoman pada tulisan pada sisi batang piston.
Dampak offset engine terhadap reduksi gaya ke samping dan optimalisasi
gaya yang memutar poros engkol dapat digambarkan sebagai berikut:
Gb.1.25. Perbandingan non effset engine dengan offset engine
Dari gambar tersebut dapat kita lihat bahwa pada sudut engkol yang yang
sama (β = βo ), dan gaya yang mendorong piston yang sama (F = Fo), gaya
kesamping offset engine lebih kecil dibandingkan non offset engine ( F2 > Fo2).

Gaya yang memutar poros engkol lebih besar mesin dengan offset engine
dibanding dengan non offset engine (F1 < Fo1).
Offset engine mampu mereduksi gaya kesamping dan optimalisasi gaya
yang memutar poros engkol saat langkah usaha, namun mempunyai
kosekuensi kebutuhan gaya untuk langkah kompresi harus lebih besar, dan
gaya gesek saat kompresi juga lebih besar. Gaya yang mendorong piston saat
langkah usaha jauh lebih besar dibanding dengan gaya yang mendorong piston
saat langkah kompresi, sehingga gaya kesamping saat langkah usaha lebih
besar dibandingkan saat langkah kompresi. Dengan adanya offset engine maka
besar gaya ke samping saat langkah usaha dengan saat kompresi hampir sama,
sehingga keausan silinder lebih merata. Dampak offset engine saat langkah
kompresi dapat digambarkan sebagai berikut:
Gb.1.26. Gaya ke samping saat langkah usaha dan kompresi
Dari ilustrasi di atas, semakin besar offset, semakin kecil gaya yang menekan
dinding silinder saat langkah usaha, namun gaya yang menekan dinding
silinder saat langkah kompresi semakin besar.
Gb.1.27. Offset Piston

Selain offset engine juga dilakukan offset piston, yaitu menggeser sumbuh
pena piston beberapa mm, sehingga terdapat offset antara sumbuh pena piston
dengan sumbuh piston. Dengan adanya offset piston maka kemiringan piston
akibat tekanan pembakaran saat langkah usaha, posisi batang piston dan celah
antara silinder dengan dinding silinder dapat direduksi, sehingga piston relatif
lurus dengan dinding silinder, gesekan ke dinding silinder dapat dikurangi.
Besar offset piston dan offset engine 1-2 mm.

Bab i

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Bab i

Ähnlich wie Bab i (20)

Bab i