29

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Sestematika Proses Pendesainan Conventer kit

Proses desain menggunakan perangkat CAD disertai metode pembentukan /

manufacturing dengan menggunakan mesin bubut dan bor. Untuk lebih jelas

mengenai alur proses pengerjaan dapat dilihat pada gambar 3.1.

No

Yes

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Pengerjaan Dan Pengujian Conventer Kit

Sketsa desain

Conventer kit 3 Conventer kit 2Conventer kit 1

Pengujian model

Perancangan &

Pembentukan Model

finish

Analisa Dan Pembahsan

Torsi, Daya, SFC & Emisi

Data Hasil

Pengujian

Mulai

30

3.2. Sketsa Desain

Didalam proses desain pembentukan conventer kit terinspirasi dari proses kerja

throttle valve pada kalburator yang cara kerjanya hanya naik dan turun sesuai

bahan bakar yang dibutuhkan oleh mesin. Dapat terlihat pada gambar 3.2 seketsa

desain conventer kit.

Gambar 3.2. Sketsa Desain Conventer kit

3.3. Desain Modeling Conventer kit 1

Conventer kit merupakan Salah satu komponen penting yang terdapat pada

rangkaian sistem motor bahan bakar gas LPG. Conventer kit gas LPG lebih

berfungsi sebagai pengatur tekanan gas LPG yang masuk kedalam karburator

motor bakar. Sistem kerja alat tersebut yaitu ketika gas LPG dari tabung LPG 3 kg

masuk keruang conventer kit maka gas LPG akan langsung disalurkan kevakum

stasioner, tujuannya untuk membuat sepeda motor lebih gampang dihidupkan

31

ketika mesin sepeda motor berada pada putaran tinggi, maka conventer kit akan

memasok gas LPG lebih banyak dan mesin tidak akan kekurangan pasokan bahan

bakar sehingga mesin dapat mencapai putaran tinggi. Untuk lebih jelasnya desain

conventer kit I dapat dilihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Desain Conventer kit 2

B. Conventer Kit I A. Model CAD

32

33

3.3.1. Pengerjaan Conventer Kit 1

Dengan konsep desain kontruksi yang telah dibuat dan ditunjukan pada

gambar 3.3 maka proses pengerjaan benda kerja tersebut sudah dapat dilakukan

dengan proses pembuatan dengan menggunakan bahan material alumunium,

kuningan dan plat besi dengan peroses pengerjaan dibubut dan bor.

Cara pembuatan conventer kit 1:

1. Pada tahap pertama melakukan pengeboran bagian dalam slider port di

lanjutkan dengan pembentukan conventer casing dan penguliran bagian

atas slider port.

2. Pembuatan bagian bawah conventer casing untuk penguliran rumah main

jet.

3. Selanjutnya melakukan pembentukan bagian bawah conventer casing

dengan pembentukan ulir masuka gas.

4. Pembuatan baut penyambung selang keluar.

5. Membuata ulir baut penyetel tekanan.

6. Pembentukan bagian bawah conventer kit bertujuan untuk membuat rumah

main jet sebagai lubang masuk aliran gas LPG.

7. Pengelasan untuk membuat pegangan dari conventer kit.

3.4. Desain Modeling Conventer Kit 2

Konsep desain conventer kit 2 tidak jauh beda dengan konsep conventer kit 1,

pada konsep desain conventer kit 2 hanya merubah dimensi kemiringan pada

slider valve menjadi 200 hal ini berfungsi sebagai pengatur tekanan LPG yang

masuk kedalam karburator. Cara kerja dari desain conventer kiti ini adalah

34

mengatur aliran gas LPG yang akan masuk kedalam karburator pada desain

conventer kit 2 ini di lengkapi dengan asumsi o-ring sebagai perapat tekana gas

LPG dengan asumsi tidak akan terjadi kebocoran gas LPG. Untuk lebih jelasnya

desain conventer kit 2 dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Desain Conventer kit 2

A. Model CAD B. Conventer Kit II

35

36

3.4.1. Pengerjaan Conventer Kit 2

Dengan konsep desain kontruksi yang telah dibuat dan ditunjukan pada

gambar 3.4 maka proses pengerjaan benda kerja tersebut sudah dapat dilakukan

dengan proses pembuatan dengan menggunakan bahan material alumunium,

kuningan dan plat besi dengan proses pengerjaan dibubut dan bor.

Cara pembuatan conventer kit 2 :

1. Pada tahap pertama proses pengerjaan di lakukan dengan pembentukan

slider valve dengan melakukan pembubutan dengan sudut kemiringan 200

dan pembuatan tempat o-ring.

2. Setelah selesai melakukan pembentukan slider valve di lanjutkan dengan

pembentukan slider port dengan melakukan pengeboran bagian dalam,

pembubutan bagian luar dan penguliran bagian atas dan bawah slider port.

3. Selesai melakukan pembentukan slider port dilanjutkan dengan

pembentukan conventer casing dengan pembubutan bagian luar serta

pembentukan kemiringan 200, untuk proses selanjutnya yaitu dengan

proses pengeboran bertujuan untuk pembuatan lubang aliran gas dan proses

penguliran dilakukan untuk menyambung antara kedua bagian conventer

casing dengan selang gas.

4. Setelah selesai melakukan pembentukan conventer casing barulah

dilanjutkan dengan Pembentukan baut penyambung selang dengan

melakukan pembubutan, pengeboran dan penguliran pada bagian benda

tersebut.

37

3.5. Desain Modeling Conventer kit 3

Konsep desain conventer kit 3 tidak jauh beda dengan konsep conventer kit 2,

pada konsep desain conventer kit 3 hanya terjadi pada perubah dimensi pada slider

valve dengan kemiringan 100

dan penambahan one way valve yang berfungsi

sebagai pengaman tekanan balik gas LPG. Dimana cara kerjanya ketika gas LPG

yang akan masuk kedalam karburator akan diatur oleh conventer kit sebagay

pengatur aliran besar kecilnya gas LPG. Dengan conventer kit 3 menunjukan

lebih sedikit tingkat kebocoran dikarenakan mengunakan o-ring dan ane way

valve.

Gambar 3.5. Desain Conventer kit 3

A. Model CAD B. Conventer Kit III

38

39

3.5.1. Pengerjaan Conventer kit 3

Dengan konsep desain kontruksi yang telah dibuat dan ditunjukan pada

gambar 3.5, maka peroses pengerjaan benda kerja tersebut sudah dapat dilakukan

dengan peroses pembuatan dengan menggunakan bahan material alumunium,

kuningan dan besi dengan peroses pengerjaan dibubut dan bor.

Cara pembuatan conventer kit 3 :

1. Pada tahap pertama peroses pengerjaan dilakukan dengan pembentukan

slider valve dengan melakukan pembubutan dengan sudut kemiringan

100 dan pembuatan tempat o-ring.

2. Setelah melakuan pembentukan slider valve dilanjutkan dengan

pembentukan slider port dengan melakukan pengeboran bagian dalam,

pembubutan bagian luar dan penguliran bagian atas dan bawah slider

port.

3. Selesai melakukan pembentukan slider port di lanjutkan dengan

pembentukan conventer casing dengan pembubutan bagian luar serta

pembentukan sudut kemiriangan 100, untuk proses selanjutnya dengan

proses pengeboran bertujuan pembuatan lubang alir dengan proses

penguliran dilakukan untuk menyambung antara kedua bagian conventer

casing dengan selang gas.

4. Setelah melakukan pembentukan conventer casing barulah di lanjutkan

dengan pembentukan baut penyambung selang dengan melakukan

pembubutan, pengeboran dan penguliran pada bagian benda tersebut.

40

3.6. Ketiga Desain Conventer kit

Gambar 3.6. Ketiga Desain Conventer kit

3.7 . Proses Peralatan Benda Kerja

3.7.1. Mesin Bubut

Mesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk

memotong benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan

benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja

kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan

sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong

relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan. Dengan mengatur

perbandingan kecepatan rotasi benda kerja dan kecepatan translasi pahat maka

akan diperoleh berbagai macam ulir dengan ukuran kasar yang berbeda. Hal ini

A. Conventer kit I B. Conventer kit 2 C. Conventer kit 3

41

dapat dilakukan dengan jalan menukar roda gigi transmisi yang menghubungkan

poros spindel dengan poros ulir. Fungsi utama mesin bubut yaitu memegang dan

memutar benda kerja untuk melakukan operasi permesinan.

Gambar 3.7. Mesin Bubut

3.7.2. Mesin Bor Duduk.

Prinsip kerja alat perkakas bor duduk ini adalah memutar mata bor yang

memiliki alur puntir (twist) yang digenggam oleh cak (Chuck) yang terpasang pada

poros spindel yang dapat digerakkan naik atau turun untuk mengupan mata bor ke

bahan yang akan dibuat lubang. Dengan menggunakan daya motor listrik dan

ditransmisikan dengan menggunakan hubungan puli dan sabuk, maka daya dapat

diteruskan ke cak yang menggegam mata bor. Mata bor yang berputar dan ditekan

kebawah dengan menggunakan tuas tekan, maka bahan atau objek yang berada di

bawah mata bor dapat terlubangi.

Untuk memenuhi prinsip kerja di atas, perkakas bor duduk ini membutuhkan

persyaratan agar dapat dioperasikan secara maksimal, yakni : Perkakas bor duduk

42

ini harus dipasang pada rangka atau meja kerja untuk mendudukkannya sehingga

memiliki posisi yang sesuai dengan kondisi tubuh operatornya untuk memperoleh

prestasi kerja secara optimal. Perkakas bor demikian dikenal pula sebagai tipe

tekan, karena kerja pengumpanan putaran mata bor kepermukaan benda kerja

dilakukan dengan menggunakan tuas penekan yang diatur intensitas penekanannya

berdasarkan perasaan operatornya. Kunci pengencang merupakan alat untuk

mengencangkan atau mengendorkan genggaman mata bor pada cak (chuck) nya.

Gambar 3.8. Mesin Bor Duduk

3.7.3. Penguliran.

Didalam penguliran untuk ukuran diameter ulir yang kecil maka kita tidak

memerlukan mesin bubut untuk membuat ulir seperti pada baut dan mur, hanya

menggunakan tangan dengan peralatan tap dan sney maka kita dapat membuat ulir.

Tap adalah untuk membuat ulir dalam (mur), sedangkan sney adalah untuk

membuat ulir luar (baut).

43

Gambar 3.9. Tap Dan Sney

3.7.4. Jangka Sorong

Fungsi jangka sorong dalah untuk mengukur suatu benda dengan tingkat

ketelitian mencapai satu per seratus millimeter. Dengan jangka sorong untuk dapat

mengetahui secara pasti ukuran suatu benda. Saat ingin mengukur suatu benda

melalui sisi yang berada diluar maka yang harus di lakukan adalah mengapitkan

benda tersebut. Dengan demikian ukuran yang dimiliki oleh benda tersebut akan

tertera dengan jelas. Ukuran tersebut akan di tunjukkan oleh skala pengukuran

pada jangka sorong yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama akan

menunjukan ukuran nyata benda tersebut dan skala nonius akan menunjukan

ukuran yang lebih detail. Ukuran sebenarnya adalah jumlah kedua ukuran tersebut.

Jangka sorong juga membantu dalam penentuan ukuran yang tepat dalam suatu

objek.

Fungsi Jangka Sorong adalah untuk mengukur diameter dalam suatu benda.

Tentunya benda - benda yang memiliki diameter adalah benda yang berbentuk

bulat atau bola serta elips. Dengan cara menjepitkan lengan capit yang dimiliki

oleh jangka sorong pada benda tersebut secara tepat maka ukuran yang dimiliki

TAP

44

benda akan tertera dengang jelas dan tepat. Skali lagi skala utama pada jangka

sorong akan menunjukan ukuran real benda tersebut dan skala nonius akan

menunjukan ukuran yang lebih detail. Ukuran sebenarnya adalah jumlah kedua

ukuran yang ditunjukan oleh skala - skala tersebut. Dengan demikian anda akan

mendapatkan ukran diameter dari sebuah benda secara jelas dan rinci.

Fungsi jangka sorong laianya adalah sebagai alat ukur ketebalan atau

kedalaman suatu benda. Ukuran yang detail akan selalu ditunjukan oleh jangka

sorong melalui garis skalanya. Dalam pengukuran ketebalan dan kedalaman anda

hanya harus mengapitkan lengan pengukur pada benda tersebut. Benda yang

diukur biasanya berupa silinder yang akan digunakan menjadi salah satu partikel

mesin. Jangka sorong juga bisa digunakan untuk mengukur ketebalan lensa optic

secara tepat. Besaran yang memiliki skala tertentu pada jangka sorong akan

menunjukan ukuran benda - benda tersebut secara rinci atau detail. Dengan adanya

jangka sorong maka ketepatan ukuran dalam mengaplikasikan suatu benda akan

terwujud.

Gambar 3.10. Jangka Sorong

3.8 Perancangan Karbulator

Konstruksi karbulator untuk mesin berbahan bakar gas LPG berbeda dengan

konstruksi karbulator untuk mesin berbahan bakar bensin. Pada penelitian ini

45

model modifikasi untuk konstrusi karbulator untuk mesin berbahan bakar gas LPG

dengan melepas ruang pelampung bensin dengan itu bisa mempermudah utuk

memodifikasi pada saluran main jet. Main jet digunakan sebagai saluran gas LPG

pada saat mesin dalam keadaan putaran tinggi dan saluran pilot air di gunakan

sebagai saluran gas LPG pada saat mesin dalam keadaan putaran rendah

(stasioner), pada saat mesin putaran rendah atau putaran tinggi gas LPG akan

masuk ke ruang pencampuran dalam venturi mixer dari karbulator. Gambar 3.12

berikut menunjukkan konstruksi karbulator untuk bahan bakar gas LPG.

Gambar 3.11. Konstruksi Karbulator Bahan Bakar Gas LPG

Keterangan :

1. Pipa pilot air

2. Main jet

3. Throttle valve

4. Jed needle

1

3

4

2

46

3.9. Perancangan Vakum Stasioner

Vakum stasioner adalah vakum yang berfungsi sebagai pengatur aliran gas

yang masuk ke karburator yang akan diteruskan ke ruang bakar. Cara kerjanya

ketika vakum menerima aliran gas LPG dari conventer kit maka vakum stasioner

akan mengatur gas LPG masuk ke ruang bakar, vakum inilah yang mengatur

konsumsi bahan bakar sehingga mesin sepeda motor bisa dalam keadaan stasioner.

Ketika putaran mesin dalam keadaan putraan tinggi vakum stasioner berubah

fungsi sebagai pembantu pemasok bahan bakar gas LPG ke karburator sehingga

tidak terjadi kekurangan bahan bakar pada ruang bakar sehingga mesin bisa

mencapai rpm, daya dan torsi yang maksimal.

Cara pembuatan vakum stasioner adalah dengan memanfaatkan regulator yang

di modifikasi dengan merubah bagian dari regulator untuk pembuatan masuk

aliran gas LPG ke regulator dengan menggunakan selang seperti pada gambar 3.12

berikut:

Gambar 3.12. Vakum Stasioner Untuk Bahan Bakar Gas LPG

Regulator Setasioner

47

3.10. Perancangan Three Way Distributor Line

Membuat pengatur 3 kabel gas pada vakum, conventer kit dan karbulator

menjadi satu di handel gas ( Three Way Distributor Line).

Gambar 3.13. Three Way Distibutor Line

Fungsi dari three way distibutor line adalah sebagai pengatur komponen yang

ada pada conventer kit, karburator dan juga mengatur volume gas pada vakum

stasioner. Cara kerjanya adalah ketika mesin sepeda motor di hidupkan dan berada

pada putaran stasioner hendle gas diputar maka three way distibutor line akan

bekerja menarik 3 kabel yang tersambung pada karburator, conventer kit dan

vakum stasioner yang membuat aliran gas bertambah sehingga sepeda motor bisa

mencapai putaran putaran tinggi.

Cara pembuatan three way distibutor line adalah :

1. Plat besi ditekuk dan dibentuk sesuai model yang diinginkan.

2. Kabel gas sebagai penghubung dari handle gas ke three way distibutor

line dan diteruskan pada conventer kit, karbulator dan vakum stasioner.

3. Niple sebagai pengatur jarak tarikan handle gas.

4. Selang gas/bungkus dari kabel gas sebagai pelindung kabel gas.

5. Pengunci kabel gas sebagai pengikat kabel.

48

3.11. Perancangan Intake Manifold

Intake manifold berfungsi sebagai saluran masuk untuk mengalirkan gas yang

baru masuk kedalam silinder. Saluran masuk ditempatkan di antara karburator

dengan lubang katup masuk pada kepala silinder.

Gambar 3.14. Manifold

Cara pembuatan manifold :

1. Memotong manifold yang asli pada bagian tengah.

2. Menyambung manifold dengan pipa alumunium 4 cm.

3. Memotong bagian bawah manifold dan memutar 90o.

4. Melakukan pengelasan pada bagian yang di potong.

3.12. Model Motor Berbahan Bakar LPG

Sistem bahan bakar untuk mesin dengan bahan bakar bensin berbeda dengan

mesin yang menggunakan bahan bakar gas LPG. Sebuah konversi gas LPG yang

baik dengan menggunakan komponen yang berkualitas, terpasang dengan benar

dan baik. Hal ini diharapkan dapat memberikan unjuk kerja motor gas LPG yang

49

sama dengan motor bensin. Gambar 3.15 adalah model sepeda motor berbahan

bakar gas LPG.

Gambar 3.15. Model Sepeda Motor Berbahan Bakar Gas LPG

Keterangan :

1. Three way distributor line

2. Conventer kit

3. Vakum stasioner

4. Manifold

5. Pipa pilot air

4

3 2

1

6

5

7

50

6. Main jet

7. karbulator

3.13. Pengujian

3.13.1. Alat Dan Bahan Penelitian

Sebelum melakukan pengujian, hal - hal yang harus di perhatikan adalah

melakukan persiapan alat uji sebelum digunakan. Menyiapkan alat penelitian

dengan memastikan bahwa semua komponennya sudah terpasang dengan baik.

Mempersiapkan bahan bakar gas LPG untuk melakukan penelitian torsi, daya,

emisi gas buang dan kerja dari conventer kit.

Peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian bahan bakar gas LPG

ini adalah sebagai berikut :

1. Sepeda motor 4 tak 112 cc

Spesifikasi sepeda motor yang akan digunakan sebagai bahan pengujian

adalah sebagai berikut :

a. Mesin : 4-Stroke, SOHC 2 Katup

b. Kapasitas : 112cc, 1 Silinder

c. Bore x stroke : 53,0 x 50,6 mm

d. Compression Ratio : 9,5 : 1

e. Karburator : Keihin PB 18

f. Transmission : 4 Speed

g. Tangki BBM : 4,5 liter

h. Wheelbase : 1215 mm

i. Berat : 95 kg

51

2. Chasis dynamometer

Spesifikasi chasis dynamometer yang akan digunakan sebagai alat

pengujian adalah sebagai berikut :

a. Merk : Sportdyno V3.2

b. Seri model : SD325

c. Dimensi (p x l x t) : 2110 x 1000 x 800 mm

d. Berat : 400 kg

e. Weelbase : 850 1850 mm

f. Daya maksimum : 200 Hp (147 kw)

g. Kecepatan Maksimum : 300 km/h

h. Beban maksimum : 450 kg

i. Diameter roller : 300 mm

j. Panjang roller : 200 mm

k. Berat roller : 190 kg

l. Roller inertia : 1.446 kg m2

m. Standar dynometer : ISO 1585

3. Gas analyser

Gas analyser berfungsi untuk menguji kandungan gas buang.

Gambar 3.16. Gas Analyser

52

4. Bahan bakar gas LPG 3 kg (BBG).

Gambar 3.17. Tabung LPG

5. Regulator gas

Regulator berfungsi sebagai pengatur tekanan gas LPG.

Gambar 3.18. Regulator Gas LPG

6. Timbangan digital

Digunakan untuk mengetahui konsumsi bahan bakar dengan waktu yang

sudah ditentukan.

53

Gambar 3.19. Timbangan Digital

7. Stopwatch

Digunakan sebagai alat pencatat waktu banyaknya konsumsi bahan bakar

yang digunakan dalam satuan waktu.

Gambar 3.20. Stopwatch

8. Selang gas.

Digunakan untuk mengalirkan gas LPG ke komponen - Kompone

modifikasi dalam motor 4 tak berbahan bakar gas LPG.

54

Gambar 3.21. Selang Gas LPG

3.13.2. Skema Aliran

Gambar 3.22 Skema pengujian

3.13.3. Pengoprasian Mesin Sepeda Motor Di Atas Chasis Dynamometer.

Sepeda motor dinaikan di atas chasis dynamometer. Kemudian mengatur

wheelbase chasis dynamometer sesuai dengan wheelbase sepeda motor dengan

Tabung

LPG

Torsi

Vakum

Setasioner

Karburator

Conventer

Kit

Daya Emisi SFC

Ruang

Bakar

55

menggunakan tuas A yang ada di depan chasis dynamometer. Mengikat sepeda

motor dengan tali rool. Pemilihan tali ini karena memiliki tegangan yang baik dan

keelastisan yang kecil. Memposisikan panel - panel chasis dynamometer dalam

posisi on, lalu menghidupkan komputer sebagai output data. Menghidupkan

mesin sepeda motor. Mengatur putaran awal mesin berada di kisaran 4000 RPM

dengan mengatur handle gas. Yang ditunjukan pada gambar 3.23.

Gambar 3.23. Menujukan Model Sekema Uji Dynamometer.

3.14. Torsi Dan Daya

Pengujian gas LPG dilakukan dengan cara yang sama, cara pengujiannya

sebagai berikut :

a. Cara pengujian di lakukan dengan menghidupkan sepeda motor di atas

mesin chasis dynamometer. Di lanjutkan dengan memasukkan gigi

transmisi dari gigi 1 sampai gigi 3 secara bertahap, ketika gigi berada di

posisi 3 tahan hendle gas hingga 4000 rpm setelah itu putar hendle gas

sampai habis setelah habis lanjutkan dengan turunkan gas sampe rpm

4000 dan putar lagi gas sampai habis sebanyak 4 kali.

56

3.15. Konsumsi Bahan Bakar Spesifik (sfc)

1. Bahan bakar LPG

a. Tahap pengujian Dengan menimbang tabung gas LPG untuk

menentukan berapa berat awal dari tabung gas LPG.

b. Menentukan waktu dan kecepatan pada sepeda motor.

c. Menghidupkan sepeda motor di atas mesin chasis dynamometer

untuk melakukan pengujian.

d. Setelah waktu pengujian yang di tentukan sudah habis, timbang

kembali tabung gas LPG untuk menentukan berat akhir dari gas

LPG.

3.16. Emisi gas buang

Dengan mengunakan alat Gas Analyser untuk menentukan emisi gas buang

pada sepeda motor, cara pengujiannya sebgai berikut :

a. Dengan menghidupkan sepeda motor pada putaran stasioner.

b. Memasukkan alat uji emisi ke kenalpot sepeda motor .

c. Menunggu hingga 2 menit untuk mendapatkan hasil yang di

inginkan.

d. Mencatat emisi gas buang pada gas analyser.

Selanjutnya data dari hasil pengujian dianalisa dan dibuat grafik prestasi

mesin dan pembahasannya. Unjuk kerja mesin berbahan bakar gas LPG (BBG).

(performance) mesin adalah kemampuan mesin memberikan kerjanya dengan

daya, torsi, konsumsi bahan bakar spesifik dan emisi gas buang.