## PENGARUH VOLUME RUANG BAKAR SEPEDA MOTOR TERHADAP PRESTASI MESIN SEPEDA MOTOR 4-LANGKAH
Untung Surya Dharma 1* , Totong Heru Wahyudi 2
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara  15 A Metro, Lampung 1,2) untungsdh@yahoo.co.id 1

## Abstrak
Banyak  macam  cara  digunakan  untuk  meningkatkan  prestasi  mesin  sepeda  motor  bensin. Salah  satunya  dengan  meningkatkan  perbandingan  kompresi  yaitu  dengan  jalan  memperpanjang langkah torak (stroke) . Tujuan dari penelitian  ini untuk mengetahui daya dan efisiensi termal serta konsumsi  bahan  bakar  yang  terjadi  setelah  dilakukan  modififikasi  dengan  cara  memperpanjang langkah torak sebesar 2 mm. Pengujian dilakukan pada mesin sepeda motor bensin 110 cc dengan spesifikasi  teknis  standar  dan  berbahan  bakar  bensin.  Dalam  perhitungan  untuk  mendapatkan prestasi  mesin  dilakukan  dengan  beberapa  cara  pengujian,  yaitu  perhitungan  volume  ruang  bakar, rasio  kompresi,  perbandingan  kalor  spesifik,  efisiensi  thermal,  tekanan  efektif  rata-rata,  dan  daya spesifik,  dan pengujian  konsumsi  bahan bakar (road test dan stasioner) , pengujian akselerasi,  dan pengujian kecepatan maksimum. Dari cara meningkatkan unjuk kerja mesin  yang telah dilakukan, proses memperpanjang volume ruang bakar (stroke) menunjukkan pengaruh yang lebih besar, dari volume standar sebesar 97,1 cm 3 dengan daya 8009 PS sebelum dimodifikasi, setelah dimodifikasi menjadi menjadi 1049 cm 3 dengan daya 10668 PS sehingga mengalami peningkatan volume ruang bakar,  7,8  cm 3 dan  daya  sebesar  2659  PS,  efesiensi  thermal  mesin,  sebelum  modifikasi  sebesar 0,5756  dan  setelah  modifikasi  mencapai  0,6713,  konsumsi  BB  berdasarkan  pengujian  road  test dengan jarak tempuh 50 km/jam sebelum modifikasi 47,33 mL meningkat menjadi 50 mL sesudah dimodifikasi,  pada  pengujian  stasioner  sebelum  modifikasi  72  mL  meningkat  menjadi  74  mL dikarenakan  volume  ruang  bakar  yang  bertambah  dan  membutuhkan  konsumsi  BB  yang  lebih banyak.
Kata kunci: Prestasi Mesin , kompresi, stroke, pengujian

## Pendahuluan
Di  Indonesia  sepeda  motor  merupakan alat  transportasi  yang  paling  banyak  dipakai untuk sarana trasportasi. Daya yang dibangkitkan  pada  sepeda  motor  berasal  dari pembakaran  antara  bahan  bakar  dengan oksigen dari udara luar. Gas pembakaran yang dihasilkan  oleh  proses  tersebut  mampu menggerakkan piston yang kemudian diteruskan  melalui connecting  rod menuju crankshaft.
Dalam  upaya  mendapatkan  daya  yang lebih  besar,  dapat  dilakukan  perubahan  atau modifikasi  pada  bagian  mesin.  Salah  satunya adalah  dengan    memodifikasi  ruang  bakar,
sehingga  rasio  kompresi  berubah  [1  &  2]. Ruang  bakar  berfungsi  sebagai  tempat pembakaran  campuran  bahan  bakar  dengan udara  yang  telah  dikompresikan  oleh  torak didalam  silinder.  Apabila  bahan  bakar  dan udara  yang dikompresikan lebih banyak akan menghasilkan  daya  yang  lebih  besar  [3]. Sehingga  pada  penelitian  ini  akan  dilakukan modifikasi  mesin  yang  di  sebut  dengan modifikasi stroke , yaitu dengan cara merubah panjang  langkah  torak    untuk  memperoleh volume  ruang  bakar  yang  lebih  besar sehingga akan didapat perbandingan kompresi yang  lebih  besar,  dengan  tujuan  untuk mendapatkan daya yang lebih besar.
Namun  dengan  penambahan  volume ruang bakar yang lebih besar akan berpengaruh  pada  penggunaan  bahan  bakar. Begitu juga perubahan  tekanan  dan efesiensi termal mesin yang nantinya akan berpengaruh terhadap  prestasi mesin, sehingga   penelitian ini  diharapkan  mampu  menjelaskan  seberapa besar  pengaruh  volume  ruang  bakar  terhadap prestasi  mesin  sepeda  motor  bensin  110  cc tersebut

## Tinjauan Teoritis
Mesin
4-langkah adalah mesin
pembakaran  dalam  yang  dalam  satu  siklus pembakaran terjadi empat langkah piston dan dua  putaran  poros  engkol.  Empat  langkah tersebut meliputi, langkah hisap (pemasukan), kompresi,  tenaga,  dan  langkah  buang  yang secara  keseluruhan  memerlukan  dua  putaran poros engkol ( crankshaft ) per satu siklus pada mesin bensin atau mesin diesel [1]
Gambar 1. Siklus Kerja Motor 4-Langkah
Gambar 2 Diagram P vs. V siklus dari volume konstan
Dimana dari gambar diketahui :
P  =  tekanan fluida kerja, kg/cm 3
V  =  volume spesifik, m 3 /kg q m =  laju aliran kalor yang di masukkan, kcal/kg
q k =  laju aliran kalor yang di keluarkan, kcal/kg
V L =  volume langkah torak, m 3 atau cm 3 V s =  volume sisa, m 3 atau cm 3
Menurut Aris Munandar  [4] Siklus udara volume-konstan (siklus otto) . Siklus ini dapat di  gambarkan  dengan  grafik  P  vs  v  seperti terlihat  pada  gambar  2,  sifat  ideal  yang dipergunakan  serta  keterangan  mengenai proses siklusnya adalah sebagai berikut :
1. Fluida  kerja  di  anggap  sebagai  gas ideal dengan kalor spesifik yang konstan.
2. Langkah hisap (0-1).
Piston  bergerak  dari  TMA  ke  TMB dengan katup masuk terbuka dan katup buang tertutup.  Hal  ini  menciptakan  pertambahan volume  di  ruang  bakar,  yang  pada  giliranya menciptakan ruang hampa. Tekanan diferensial  yang  di  hasilkan  melalui  sistem pemasukan  dari  tekanan  udara  atmosfer  ke vakum  di  dalam  silinder  menyebabkan  udara di  dorong  masuk  ke  dalam  silinder.  Ketika udara  lewat  melalui  sistem  masukan,  bahan bakar dimasukkan kedalamnya sesuai  dengan jumlah  yang  diinginkan  dengan  bantuan injektor bahan bakar atau karburator.
3. Langkah kompresi (1-2).
Ketika  piston  mencapai  TMB,  katup masuk  tertutup  dan  piston  bergerak  kembali ke TMA dengan seluruh katup dalam kondisi tertutup.  Kompresi  campuran  udara-bahan bakar  ini,  meningkatkan  temperatur  dan tekanan  di  dalam  silinder.  Menjelang  ahir langkah  kompresi,  busi  dinyalakan  dan pembakaran di mulai.
4. Proses  pembakaran  volume-konstan
(2-3).
Pembakaran campuran udara-bahan bakar terjadi sangat singkat tetapi panjangnya waktu terbatas  dengan  piston  dekat  TMA.  Diawali menjelang  ahir  langkah  kompresi  sedikit sebelim  TMA  dan  berakhir  ke  langkah  daya sedikit sesudah TMA. Pembakaran mengubah kompresi  campuran  gas  menjadi  produk buangan  dan  meningkatkan  temperatur  di dalam  silinder  ke  suatu  nilai  puncak  yang sangat  tinggi.  Hal  ini,  pada  giliranya,  akan meningkatkan  tekanan  di  dalam  silinder  ke suatu nilai puncak yang sangat tinggi
5. Langkah kerja (3-4).
Dengan  seluruh  katup  tertutup,  tekanan tinggi yang di ciptakan oleh proses pembakaran  mendorong  piston  menjauh  dari TMA.  Ini  adalah langkah  yang menghasilkan kerja  keluaran  dari  siklus  motor.  Saat  piston bergerak dari TMA ke TMB, volume silinder bertambah,  menyebabkan  turunya  tekanan dan temperatur.
6. Proses pembuangan (4-1).
Akhir  dari  langkah  daya,  katup  buang terbuka dan pengurasan (blowdown) keluaran terjadi.
7. Langkah buang (1-0).
Pada  saat  piston  mencapai TMB, lengkaplah pembilasan keluaran, tetapi silinder  masih  penuh  dengan  gas  buang. Dengan  katup  buang  yang  terbuka,  piston sekarang  bergerak  dari  TMB  ke  TMA  pada langkah  buang.  Ketika  piston  mendekati TMA maka katup masuk mulai membuka dan katup  buang  mulai  menutup  dan  akhirnya secara penuh tertutup kadang-kadang sesudah TMA. Periode dimana katup buang dan katup masukan  kedua-duanya  di  buka  di  sebut dengan tumpang tindih katup (valve overlap) . 8. Siklus di anggap tertutup. siklus ini berlangsung dengan fluida kerja yang  sama,  atau  gas  yang  berada  di  dalam silinder  pada  titik  1  dapat  di  keluarkan  dari dalam  silinder  pada  waktu  langkah  buang, tetapi  pada  langkah  hisap  berikutnya  akan masuk sejumlah fluida kerja yang sama.
Prestasi  mesin  biasanya  dinyatakan dengan efisiensi  thermal karena  pada  motor bakar  4  langkah  selalu  berhubungan  dengan pemanfaatan  energy  panas. Efisiensi  thermal adalah  perbandingan  energi  berguna  dengan energi  yang  diberikan.  Prestasi  mesin  dapat juga  dinyatakan  dengan  daya  keluran  dan pemakaian  bahan  bakar  spesifik  engkol  yang dihasilkan  mesin.  Daya  output  engkol menunjukan  daya  output  yang  berguna  untuk menggerakan  sesuatu  atau  beban.  Sedangkan pemakaian  bahan  bakar  spesifik  engkol menunjukan  seberapa  efisien  suatu  mesin menggunakan  bahan  bakar  yang  disuplai untuk  menghasilkan  kerja.  Prestasi  mesin sangat  erat  hubungannya  dengan  parameter operasional,  besar  kecilnya  harga  parameter
operasinal akan menentukan tinggi rendahnya prestasi mesin yang dihasilkan.

## Perhitungan prestasi mesin

## Volume Silinder
Volume silinder adalah besarnya volume  langkah (piston  displacement) di tambah volume ruang bakar. Volume langkah di  hitung  dari  volume  di  atas  piston  di  TMB sampai garis TMA. Sedangkan volume ruang bakar  dihitung  volume  di  atas  piston  saat posisi  piston  berada  di  TMA,  juga  di  sebut volume  sisa.  Besarnya  volume  langkah  atau isi  langkah  piston  adalah  luas  lingkaran dikalikan panjang piston [5] dengan persamaan :
V L = 𝜋 4 . D 2 . L
Dimana, V L = Volume Langkah (mm 3 ) D   = Diameter Silinder (mm) L   = Panjang Langkah Piston (mm)

## Efisiensi Termal
Perbandingan kompresi ialah perbandingan  antara  volume  silinder  dan volume ruang bakar atau ruang  kompresi [6], dinyatakan :
r = 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑖𝑛
Dimana : r          = rasio kompresi Vmak = volume maksimum (mm 3 ) Vmin = volume minimum (mm 3 )
Untuk  perbandingan  kalor  spesifik udara pada volume tetap[3] dengan Q out ialah panas  yang  di  keluarkan  dari  system pembakaran,  dengan  demikian  persamaan volume  konstan  dengan  c v ialah  panas spesifik  udara  pada  volume  konstan  yang terjadi  pada  siklus  1-2  dan  3-4  yaitu terjadinya  proses  adiabatik.  Sedangkan  Q in ialah  panas  yang  ditambahkan  dari  system pembakaran,  dengan  demikian  persamaan tekanan  konstan  dengan  c p ialah  panas spesifik  udara  pada  tekanan  konstan  yang terjadi  pada  siklus  2-3  dan  4-1  yaitu terjadinya proses isotermik  dinyatakan :
k =   C P C V
Dimana  :  k  =  perbandingan  kalor  spesifik udara pada volume tetap Cp  =  panas  spesifik  udara  pada  tekanan konstan (kJ/kg.K)
Cv  =  panas  spesifik  udara  pada  volume konstan (kJ/kg.K)
Untuk efesiensi thermal [3] dinyatakan :
Ƞ th. = 1 –   1 r k-1
Dimana : Ƞ th. = efisiensi termal r      = rasio kompresi k    =  perbandingan  kalor  spesifik  udara  pada volume tetap
Tekanan Efektif rata-rata Konsumsi Bahan Bakar (BFC) [7] ,
BFC =   V f • 3600 t    1000
Dimana : BFC = konsumsi bahan bakar (L/jam) Ѵ f = konsumsi  bahan  bakar  selama  t  detik (mL) t  =  interval  waktu  pengukuran  konsumsi bahan bakar (detik)
Laju aliran massa bahan bakar [4], ḿ = BFC • ρ 3600 • 1000 Dimana : ḿ = laju aliran massa bahan bakar (kg/s)
BFC = konsumsi bahan bakar (L/jam) ρ      = massa jenis bahan bakar (kg/m 3 )

## Panas yang masuk ke dalam pembakaran
Nilai  kalor  bawah  (Low  Heating Value,LHV),  merupakan  nilai  kalor  bahan bakar  tanpa  panas  laten  yang  berasal  dari pengembunan  uap  air.  Umumnya  kandungan hidrogen  dalam  bahan  bakar  cair  berkisar 15%  yang  berarti  dalam  satu  satuan  bahan bakar  0,15  bagian  merupakan  hidrogen.  Uap air  yang  terbentuk  pada  proses  pembakaran dapat  pula  berasal  dari  kandungan  air  yang memang  sudah  ada  didalam  bahan  bakar
(moisture). Panas laten pengkondensasian uap air  pada  tekanan  parsial  20  kN/m 2 (tekanan yang  umum  timbul  pada  gas  buang)  adalah sebesar  2400  kj/kg,  M  =  Persentase kandungan  air  dalam  bahan  bakar  (moisture) Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar, dapat mengggunakan nilai kalor bawah (LHV). Namun dapat juga menggunakan nilai kalor  atas  (HHV)  karena  nilai  tersebut umumnya  lebih  cepat  tersedia.  Peraturan pengujian  berdasarkan  ASME  (American  of Mechanical Enggineers) menentukan
penggunaan nilai kalor atas (HHV),
Sedangkan  peraturan  SAE  (Society  of Automotive Enggineers) menentukan
penggunaan  nilai  kalor  bawah  (LHV)  adalah 44400 kJ/kg, [8]
Q in = LHV • ḿ • t
Dimana :
Q in = panas yang masuk dalam pembakaran (kJ) LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (kJ/kg) ḿ      = laju aliran massa bahan bakar (kg/s) t        = waktu pengujian (detik)
kerja bersih per-siklus[3],
W net = Ƞ th . Q in
Dimana : W net = kerja bersih per-siklus (kJ) Ƞ th = efisiensi termal Q in =  panas  yang  masuk  dalam  pembakaran (kJ)

## Tekanan efektif rata-rata
Adalah  besarnya  rata  –  rata  tekanan yang  dihasilkan  dari  pembakaran  campuran bahan  bakar  [3].  Dalam  pengujian  ini diasumsikan  gas  buang  yang  keluar  dari knalpot  mesin  uji masih mengandung  uap  air (uap air yang terbentuk dari proses pembakaran  bahan  bakar  yang  belum  sempat mengalami kondensasi didalam silinder sebelum  langkah  buang  terjadi)  sehingga kalor  laten  kondensasi  uap  air  tidak diperhitungkan sebagai nilai kalor pembakaran bahan bakar.
Tekanan efektif rata-rata dinyatakan :
P e = Wnet
V
Dimana : P e =  tekanan  efektif  rata  rata  (N/m 2 ) Wnet  = kerja bersih dalam satu siklus (kJ) V       = volume (m 3 )

## Daya Spesifik Motor
Daya  spesifik  motor  ialah  daya  usaha yang dapat di berikan untuk tiap-tiap cm 2 luas dinding silinder motor, [1] dinyatakan
Ne =    P e . V L . a . n . z Dimana, Ne = daya motor (PS) V L = volume langkah (cm 3 ) a    = siklus per-langkah Pe = tekana efektif rata-rata (kg/cm 2 ) N  = putaran (rpm) z = jumlah silinder

## Persentase Pemakaian Bahan Bakar
Persentase  penggunaan  bahan  bakar sebelum  dan  sesudah  modifikasi  dapat  di hitung  dengan  menggunakan  persamaan sebagai berikut
Konsumsi BB  = Setelah – sebelum  x 100 %

## sebelum
Dimana : Konsumsi BB = konsumsi bahan bakar (liter) Setelah = setelah modifikasi sebelum = sebelum modifikasi

## Metode Penelitian

## Tempat penelitian
Tempat penelitian di lakukan di Laboraturium Teknik  Mesin  Universitas  Muhamadiyah Metro  dan  di  Jalan  komplek  persawahan SMAN 5 Kota Metro.

## Spesifikasi Sepeda Motor Yang Digunakan
Spesifikasi  sepeda  motor  yang  di  gunakan adalah  sepada  motor  110  cc  dengan spesifikasi sebagai berikut :
Type mesin :  4-langkah,  SOHC  pendingin udara
Diameter x langkah  : 50 x 49,5 mm
Volume Langkah : 97,1 cc Perbandingan kompresi : 9,0 :1 Daya maksimum : 7,3 PS/8000 rpm Torsi maksimum : 0,74 kgf.m/6000 rpm Kopling : manual Susunan silinder : silinder tunggal mendatar Gigi trasmisi : 4 kecepatan Pola pengoperan gigi  : N-1-2-3-4 Berat isi : 99,8 kg Sistem pengapian : AC-CDI, Magneto

## Prosedur pengujian
Pengujian  parameter  prestasi  mesin  sepeda adalah 1. Konsumsi  bahan  bakar  sebelum  dan sesudah modifikasi
a. Pengujian  berjalan  pada  kecepatan konstan (50 km/jam). Pengujian ini untuk mengetahui konsumsi  bahan  bakar  sebelum  dan sesudah  di  modifikasi.  Pengujian road test dilakukan  pada  cuaca  dan  kondisi yang sama dengan beban kendaraan dan cara  berkendara  yang  juga  sama.  Data pada  pengujian road  test adalah  data konsumsi  bahan  bakar  (liter)  pada kecepatan  konstan  (50  km/jam)  untuk jarak  1  km  dan  data  akselerasi  dari keadaan diam.
b. Pengujian  stasioner  pada  putaran  1500 rpm,  2500  rpm,  4000  rpm  selama  10
menit Pengujian  ini  dilakukan  untuk  melihat perbandingan karakteristik mesin sepeda  motor  anatar  sebelum  di modifikasi  dan  sesudah  di  modifikasi.
Pengujian  ini  dilakukan  pada  putaran 1500  rpm,  2500  rpm,  4000  rpm  selama 10  menit  dengan  membandingkan konsumsi  bahan  bakar  yang  terpakai dengan  konsumsi  bahan  bakar  pada keadaan   stasioner.
2. Akselerasi  dari  keadaan  diam  0-20 km/jam,  0-40  km/jam  0-60  km/jam,  0-80 km/jam (detik)
Pengujian  akselerasi  ini  di  lakukan  pada saat  sebelum  dan  sesudah  modifikasi. Motor  yang  telah  dinyalakan  dalam keadaan  berhenti  (0  km/jam).ketika  gas
mulai di tekan, stopwatch mulai di aktifkan untuk  mencatat  waktu  tempuhnya.  Pada perpindahan  gigi  pertama,  kecepatan sepeda  motor  dari  0-20  km/.jam  lalu perpindahan gigi yang kedua pada
kecepatan  20-40  km/jam  dan  ketika mencapai  kecepatan  40  km/jam  langsung melakukan pergantian gigi ketiga.
Perubahan  kecepatan    sekaligus  diikuti dengan  mengaktifkan  stopwatch  hingga selesai.

## Hasil Dan Pembahasan
A. Perhitungan  Daya  Mesin  Sebelum Modifikasi
Tabel  1.  Data  pengukuran  sebelum  mesin dimodifikasi
No Item Nilai Pengukuran (mm) 1 Diameter piston 50 mm 2 Panjang  langkah  torak (TMB) 49,5 mm 3 Panjang  langkah  torak (TMA) 5,5 mm 4 Rasio kompresi 9 : 1 5 Putaran 8000 rpm 6 Konsumsi bahan bakar 47 mL 7 Waktu pengujian 426 det
Volume  ruang  bakar/volume  maksimum (saat piston posisi TMB)
V L mak = 𝜋 4 • D 2 • L V Lmak = 𝜋 4 • 50 2 mm • 49,5 mm
V Lmak =97143,75 mm 3
V L mak = 97,1 cm 3

## Volume  ruang  bakar/volume  minimum
(saat piston posisi TMA)
V Lmin = 𝜋 4 • D 2 • L V Lmin = 𝜋 4 • 50 2 mm • 5,5 mm
V Lmin = 10793,75 mm 3
V Lmin = 10,7 cm 3
Perbandingan kompresi,
r = 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑖𝑛
r = 97143,75 𝑚𝑚 10793,75 𝑚𝑚

## r = 9
Perbandingan kalor spesifik udara pada volume tetap ,
k =  C p C v k = 1,005 0,718
k = 1,39
Efesiensi thermal ,
Ƞ th. = 1 – 1 r k-1 Ƞ th. = 1 – 1 9 1,39-1
Ƞ th. = 0,5756
Tekanan Efektif rata-rata
 Konsumsi Bahan Bakar (BFC),
BFC = ѵ𝑓 (𝑚𝐿) 𝑡 (𝑑𝑒𝑡) ﴾ 3600 (𝑑𝑒𝑡) 1 (𝑗𝑎𝑚) ﴿• ﴾ 1 𝐿
1000 𝑚𝐿 ﴿ BFC = 47 𝑚𝐿 426 𝑑𝑒𝑡 • 3600 1000 BFC = 169200 𝐿 426000 𝑗𝑎𝑚
BFC = 0.39 L/jam
 Laju aliran massa bahan bakar
ḿ =  BFC • ρ
3600 • 1000
ḿ = 1,084 -4 L/det • 0,68 kg/ dm 3
ḿ = 7,367.10 -5 kg/s
 Panas yang masuk ke dalam pembakaran
Q in = LHV . ḿ Q in = 44400 kJ/kg •  7,367.10 -5 kg/s • 426 det Q in = 1393,3 Kj
 kerja bersih per-siklus ,
W net = Ƞ th . Q in W net = 0,5756 • 1393,3 kJ W net = 801,9 kJ  Tekanan efektif rata-rata
P e = 𝑊𝑛𝑒𝑡 V P e = 801,98 𝑘𝐽 86,4 𝑐𝑚3 P e = 9,28 kN/cm 2
Daya Spesifik Motor ,
Ne =    P e . V L . a . n . z 450000 Ne =   9280 kg/cm 2 . 97.1 cm 3 . 1/2 . 8000 .1 450000 Ne =   8009 PS

## B. Perhitungan Daya Sepeda Motor Setelah Modifikasi
Tabel 2. pengukuran pada saat mesin sesudah dimodifikasi No Item Nilai Pengukuran (mm) 1 Diameter piston 50 mm 2 Panjang langkah torak (TMB) 53,5 mm 3 Panjang langkah torak (TMA) 3 mm 4 Rasio kompresi 17,33 : 1 5 Putaran 9000 rpm 6 Konsumsi bahan bakar 50 mL 7 Waktu pengujian 426 det Volume  ruang  bakar/volume  maksimum
(saat piston posisi TMB) ,
V Lmak = 𝜋 4 . D 2 . L V Lmak = 𝜋 4 . 50 2 mm. 53,5mm
V Lmak =104993,75 mm 3 V Lmak = 104,9 cm 3
Volume  ruang  bakar/volume  minimum (saat piston posisi TMA)
V Lmin = 𝜋 4 . D 2 . L V Lmin = 𝜋 4 . 50 2 mm . 3 mm
V Lmin = 5883,5 mm 3
V Lmin = 5,88 cm 3
Perbandingan kompresi ,
r = 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑖𝑛 r = 104993,75 𝑚𝑚 5883,5 𝑚𝑚
r = 17,33
Perbandingan  kalor  spesifik  udara  pada volume tetap,
k =   C p
C v k =   1,005
0,718
k =   1,39
Efesiensi thermal,
Ƞ th. = 1 - 1
r k-1 Ƞ th. = 1 – 1 17,33 1,39-1
Ƞ th. = 0,6713
Tekanan Efektif rata-rata  Konsumsi Bahan Bakar (BFC)
BFC = ѵ𝑓 (𝑚𝐿) 𝑡 (𝑑𝑒𝑡) ﴾ 3600 (𝑑𝑒𝑡) 1 (𝑗𝑎𝑚) ﴿• ﴾ 1 𝐿 1000 𝑚𝐿 ﴿ BFC = 50 𝑚𝐿 426 𝑑𝑒𝑡 • 3600 1000 BFC = 180000  𝐿
426000 𝑗𝑎𝑚
BFC = 0.42 L/jam
 Laju aliran massa bahan bakar ḿ =  BFC • ρ
3600 • 1000
ḿ =  1,167 -4 L/det • 0,68 kg/dm 3
ḿ = 7,934.10 -5 kg/s
 Panas yang masuk ke dalam pembakaran Q in = LHV • ḿ • t
Q in = 44400 kJ/kg • 7,934.10 -5 kg/s • 426 det Q in = 1500,5 kJ
 kerja bersih per-siklus,
W net = Ƞ th • Q in W net = 0,6713 • 1500,5 kJ W net = 1007,2 kJ
 Tekanan efektif rata-rata
P e = 𝑊𝑛𝑒𝑡 Vs P e = 1007,2 kJ 99,02 𝑐𝑚3 P e = 10,17 kN/cm 2
Daya Spesifik Motor ,
Ne =    P e . V L . a . n . z 450000 Ne =  10170 kg/cm 2 .104,9 cm 3 .1/2.9000 .1 450000 Ne =   10668 PS

## C. Konsumsi Pemakaian Bahan Bakar
Tabel  3  Perbandingan  konsumsi  bahan  bakar sebelum  dan  sesudah  modifikasi pada pengujian road test Kecepatan Km/jam Pengujian Sesudah modifikasi (ml) Sebelum modifikasi (ml) 50 1 50 48 2 49 45 3 51 49 Nilai rata-rata bahan bakar yang dipakai (ml) 50 47,33 Persentase Konsumsi bahan bakar road test sesudah modifikasi dibandingkan sebelum modifikasi :
Konsumsi BB  = 50 – 47,33  x 100 % 50 Konsumsi BB  = 5,34 %
Gambar 3. grafik perbandingan konsumsi bahan bakar antara sebelum dan sesudah modifikasi pada Pengujian Road Test Pada  gambar  3,  terlihat  bahwa  pada pengujian  road  test,  memperpanjang  langkah torak  sepanjang  2  mm  terbukti  bahwa konsumsi bahan bakar mengalami peningkatan  mencapai  2  ml  pada  pengujian ke-1, 4 ml pada pengujian ke-2 dan 2 ml pada
pengujian  ke-3  dengan  jarak  tempuh  1  km. Modifikasi  memperpanjang  langkah  torak (stroke)  terbukti  mempengaruhi  konsumsi bahan  bakar.  Perbandingan  konsumsi  bahan bakar  yang  ditunjukkan  Pada  gambar  3  juga terlihat  bahwa  pada  modifikasi  ini  sangat efektif  karena  perbedaan  konsumsi  bahan bakar  yang  tidak  terlalu  besar  walaupun volume ruang mesin lebih besar.
Tabel  4  Perbandingan  konsumsi  bahan  bakar sebelum  dan  sesudah  modifikasi pada pengujian stasioner
Putara n Mesin (rpm) Penguji an Ke Jumlah Bahan Bakar (liter) Jumlah Rata-rata Sebelum modifika si Sesudah Modifika si Sebelum modifika si Sesudah Modifika si 1500 1 48 50 47,66 50,66 2 45 49 3 50 53
2500 1 52 54 55,66 57,66 2 58 59 3 57
60 4000 1 71 72 72 74 2 71 76 3
74 74
Persentase  pengujian  bahan  bakar stasioner sesudah  modifikasi  dibandingkan  sebelum modifikasi :
Konsumsi BB  = 60,77 – 58,44  x 100 % 58,44 Konsumsi BB  = 3,9 %
Gambar 4. grafik peningkatan bahan bakar antara sebelum dan sesudah modifikasi pada pengujian stasioner
Pada  Gambar  4,  terlihat  juga  konsumsi bahan  bakar  pada  saat  pengujian  stasioner hampir  tidak  berbeda  jauh  dengan  gambar  3 yaitu  grafik  konsumsi  bahan  bakar  pada  saat pengujian  road  test.  Grafik  pada  Gambar  4 menunjukkan  bahwa  pada  kondisi  stasioner,
konsumsi  bahan  bakar  hampir  tidak  berbeda jauh,  yaitu  hanya  sekitar  lebih  kurang  2  ml atau  dalam  persentase  tidak  lebih  dari  5%, baik  pada  putaran  1500  rpm,  2500  rpm maupun 4000 rpm.
Dari hasil perhitungan diawal pembahasan  terlihat  bahwa  daya  motor  yang dihasilkan  sebelum  dimodfikasi  yaitu  8009 PS sedangkan daya motor sesudah modifikasi yaitu sebesar 10668 PS. Sehingga selisih daya yang  dihasilkan  motor  antara  sebelum modifikasi  dan  setelah  modifikasi  cukup signifikan  yaitu  sebesar  2659  PS.  Artinya modifikasi  yang  dilakukan  membuat  mesin motor  menjadi  lebih  bertenaga  namun  secara ekonomis  menguntungkan  karena  hemat bahan bakar.

## D. Pengujian Akselerasi
Tabel  5.  Data  Akselerasi  pada  Pengujian Road Test akselerasi
Kecepatan (km/jam) Waktu Rata-rata waktu yang diperoleh Modifikasi Sebelum Sesudah sebelum Sesudah 1 2 3 1 2 3
0-20 3 3 3 3 3 3 3 3
0-40 6 6 6 6 6 6 6 6
0-60 12 11 12 10 10 10 11,6 10
0-80 20 20 20 17 17 17 20
17
Gambar 5. grafik perbandingan akselerasi antara sebelum dan sesudah modifikasi

## terhadap waktu tempuh
Pada  gambar  5,  menunjukan  pada kecepatan  0-20  km/jam  dan  0-40  km/jam antara  mesin  standard  dan  modifikasi  waktu tempuh  yang  di  peroleh  sama  yaitu  sama- sama memperoleh waktu tempuh 3 detik pada kecepatan  0-20  km/jam  dan  pada  jarak  0-40 km/jam sama-sama memperoleh waktu tempuh 6 detik sehingga tidak ada perbedaan antara  standard  dan  modifikasi,  dan  pada kecepatan  0-60  km/jam  pada  mesin  standard
dapat  di  tempuh  dengan  waktu  11,66  detik dan  pada  mesin  modifikasi  dari  0-60  km/jam dapat  ditempuh  dengan  waktu  10  detik, penurunan  waktu  tempuh  mencapai  1,66 detik.  Pada  kecepatan  0-80  km/jam  pada mesin standard dapat ditempuh dengan waktu 20 detik dan pada mesin modifikasi dari 0-80 km/jam  dapat  di  tempuh  dengan  waktu  17 detik  penurunan  waktu  tempuh  mencapai  2 detik.

## E. Pengujian Kecepatan Maksimum
Tabel 6.  Data kecepatan maksimum kendaraan  sebelum  dan  sesudah modifikasi pada Pengujian road test Dimensi mesin Pengujia n ke- Kecepata n (km/jam) Putara n (rpm) Waktu tempu h (detik) Jarak tempu h (km) Standard 1 97 8000 430 1 2 97 8020 425 1 3 99 8400 430 1 Modifikas i 1 103 9000 380 1 2 100 9000 360 1 3 105 9200 390 1 Pengujian tersebut menghasilkan
kecepatan  97  km/jam  dan  putaran  6000  rpm dengan  waktu  tempuh  430  detik  pada  posisi mesin  standard,  dan  pengujian  yang  ke-dua yaitu  dengan  keadaan  mesin  yang  sudah dimodifikasi menghasilkan kecepatan103 km/jam  dan  putaran  7000  rpm  dengan  waktu tempuh 380 detik.
Gambar 6.Grafik pengujian kecepatan maksimum terhadap waktu tempuh dengan jarak tempuh 1 km.
Pada  Gambar  6,  terlihat  peningkatan kecepatan dari keadaan standard dan modifikasi  mencapai  6  km/jam  dengan penurunan  waktu  tempuh  50  detik.  Dari uraian  di  atas  dari  pengujian  bahan  bakar mengalami  peningkatan  konsumsi  bahan bakar dan bertambah juga pada akselerasi dan
kecepatan maksimum.
Modifikasi memperpanjang  langkah  torak  efesien  untuk digunakan sehari-hari maupun untuk keperluan jasa angkutan yang lain.

## Kesimpulan
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian antara mesin standard dan modifikasi terhadap prestasi sepeda motor 4 langkah 110 cc, didapat beberapa simpulan sebagai berikut :
1. Setelah  dilakukan  perhitungan  antara mesin  modifikasi  memperpanjang  volume langkah  torak  dari  standar  sebesar  97,1 cm 3 dengan  daya  8009  PS  sebelum dimodifikasi,  dan  setelah  dimodifikasi menjadi  menjadi  104,9  cm 3 dengan  daya 10668 PS sehingga mengalami peningkatan volume  ruang  bakar  sebesar  7,8  cm 3 dan daya sebesar 2659 PS.
2. Modifikasi stroke (memperpanjang langkah  torak)  mampu  meningkatkan efesiensi
thermal mesin, sebelum
modifikasi  sebesar  0,5756  dan  setelah modifikasi mencapai 0,6713.
3. Didalam  modifikasi  ini  konsumsi  bahan bakar  berdasarkan  pengujian  road  test sebelum  modifikasi  47,33  mL  meningkat menjadi  50  mL  sesudah  dimodifikasi  dan pada pengujian stasioner sebelum dimodifikasi 72 mL meningkat menjadi 74 mL  sesudah  dimodifikasi  dikarenakan volume  ruang  bakar  yang  bertambah  dan membutuhkan konsumsi bahan bakar yang lebih banyak.

## Referensi
[1] Robertus Simanungkalit, Tulus B. Sitorus, 2013,  Performansi  Mesin  Sepeda  Motor Satu  Silinder  Berbahan  Bakar  Premium dan  Pertamax  Plus  dengan  Modifikasi Rasio  Kompresi,  Jurnal  E-Dinamis,  Vol.
6, No. 1.
[2]  A.  Setyawan,  2007,  Pengaruh  Ignition Timing  dan  Compression  Ratio  terhadap Unjuk Kerja dan Emisi Gas Buang Motor Bensin Berbahan Bakar Campuran Etanol 85%  dan  Premium,  Seminar  Nasional
Teknologi 2007, p3m.Amikom.ac.id
[3]  I  Muku,  IGK  Sukadana,  2009,  Pengaruh Rasio  Kompresi  terhadap  Unjuk  Kerja Mesin  Empat  Langkah  Menggunakan Arak  Bali  sebagai  Bahan  Bakar,  Jurnal Ilmiah  Teknik  Mesin  Cakra  M,  Hal.  26- 32
[4] Arismunandar, Wiranto. 1983. Penggerak mula  motor  bakar  torak .  Teknik  Mesin. ITB. Bandung
[5]  Hidayat,  Wahyu.  2012. Motor  bensin modern. Teknik  Mesin.  Rineka  cipta. Jakarta
[6]  Cengel,  A,  Yusuf,  Boles,  A,  Micheal. 2005. Thermodynamics  An  Enginering Approach. Fifth Edition,  E-Book.
[7]  Kurniawan,  Riski.  2008. Perhitungan prestasi  mesin  motor  bakar  4-langkah. Teknik Mesin Universitas Indonesia.
[8]  Effendi, Mario. 2003. Perhitungan Parameter Prestasi Mesin. Teknik Mesin UNIVERSITAS SUMATRA UTARA.