MENGKAJI, MENGHASILKAN DAN MENGUJI PRESTASI ENJIN KERETA

4G93 1.8L YANG TELAH DIUBAHSUAI

ZAINAL BIN ZAKARIA

UNIVERSITI TEKNOLOGI PENDIDIKAN

UTPSZ 19:16 (Pind.1/97)

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS

JUDUL: Mengkaji, menghasilkan dan menguji prestasi enjin 4G93 1.8L

yang telah diubahsuai

SESI PENGAJIAN: 2005/2006

Saya _________________________ZAINAL BIN ZAKARIA____________________

(HURUF BESAR) mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut: 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan

pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara

institusi pengajian tinggi. 4. **Sila tandakan ( )

SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam

(AKTA RAHSIA RASMI 1972) TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan

oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)

TIDAK TERHAD

Disahkan oleh __________________________ __________________________ (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA)

Alamat tetap: En Adnan bin Ahmad Kampung Parit Lapis Sempadan, Nama Penyelia 86400 Parit Raja, Batu Pahat, Johor. Tarikh: ___________________ Tarikh: _____________________

CATATAN: * Potong yang tidak berkenaan ** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan atau disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM)

“ Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya

ini adalah memadai dari skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan Ijazah

Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan ( Kejuruteraan Mekanikal )”

Tanda tangan : ………………………………..

Nama Penyelia : ENCIK ADNAN AHMAD

Tarikh : …………………………………

MENGKAJI, MENGHASILKAN DAN MENGUJI PRESTASI ENJIN 4G93 1.8L

YANG TELAH DIUBAHSUAI

ZAINAL BIN ZAKARIA

Laporan projek ini dikemukakan sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat

penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan

( Kejuruteraan Mekanikal)

Fakulti Pendidikan

Universiti Teknologi Malaysia

APRIL 2006

ii

“Saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang

tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”.

Tandatangan : ……………………………

Nama Penulis : ZAINAL BIN ZAKARIA

Tarikh : ………………………..

iii

DEDIKASI

Dengan nama Allah S.W.T. yang Maha Pemurah lagi Maha Mengasihani.

Segala pujian atas limpah dan kurnia Allah S.W.T. tuhan seluruh alam.

Selawat dan salam ke atas junjungan nabi Muhammad S.A.W.

Buat ayah dan ibuku,

ZAKARIA BIN KASIM

MURTINI BTE YATNI

Tiada apa yang dapatku bicarakan hanya doamu mengiringi setiap

detik perjalanan hidup

Anakandamu ini.Harapanmu lebih sedekad yang lalu kini telah ku tunaikan jua

Dan buat kekanda-kekandaku terima kasih atas segalanya.

Buat rakan-rakan,

5 SPJ 2005/2006

Segala dorongan,pengorbanan dan keikhlasan bantuanmu tidak

Termampu diungkapkan dengan kata-kata.Hanya Allah S.W.T. sahaja yang maha

mengetahui dan membalasnya serta maafkanlah segala kesilapan yang lalu.

iv

PENGHARGAAN

Segala puji-pujian kehadrat Allah S.W.T. kerana dengan limpah rahmat dan

hidayahNya, saya dapat menyiapkan kajian ini.

Pertama sekali saya ingin merakamkan penghargaan ikhlas kepada penyelia projek

sarjana muda, En. Adnan bin Ahmad di atas bimbingan dan dorongan yang diberikan

sepanjang tempoh menyiapkan kajian ini.Terima kasih yang tidak terhingga dan hanya

Allah S.W.T. yang mengetahui dan membalas jasa-jasa yang sangat besar ini.

Kerjasama daripada Cikgu Man dan Hafiz yang telah membantu mengubahsuai

enjin selama dua hari dua malam bersengkang mata bersama amatlah dihargai. Untuk

Pasukan FERT Utm jutaan terima kasih atas kerjasama yang diberikan

Akhir sekali,Penghargaan juga ditujukan kepada rakan-rakan 5SPJ 2005/06, semua

yang terlibat secara langsung dan tidak langsung kerana sudi menghulurkan bantuan,

pendapat dan idea dalam menjayakan projek penyelidikan ini. Segala ganjaran dan

pembalasan semuanya ku serahkan pada Yang Maha Esa.

v

ABSTRAK

Industri automotif adalah penyumbang kedua terbesar sektor ekonomi Negara. Pelbagai

kemudahan dan prasarana telah disediakan oleh kerajaan Malaysia untuk

membangunkan industri automotif ini. Inovasi, ubahsuai dalam dunia automotif telah

menghasilkan satu teknologi tempatan yang selama ini bergantung kepada teknologi

luar Negara. Kajian ini bertujuan untuk melihat prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah

diubahsuai. Enjin yang diubahsuai dan digunakan dalam kajian ini ialah enjin 4G93

1.8L. Kajian ini telah dijalankan di bengkel automotif N26 Jabatan Pendidikan Teknikal

dan Kejuruteraan, Fakulti pendidikan, Utm. Alat kajian yang digunakan untuk

mendapatkan data bagi kemuatan enjin ini ialah peralatan pengukuran yang mempunyai

kejituan 0.01 mm hingga 0.05 mm. Dengan data yang diperoleh, kemuatan enjin dapat

dikira menggunakan formula Istilah Kemuatan Enjin. Untuk menganalisis ubahsuai

yang telah dihasilkan, analisis pengujian telah dijalankan dengan menggunakan mesin

Dynamometer Test CARTEC 5.04 IR. Daripada analisis tersebut mendapati pretasi

enjin yang diubahsuai telah meningkat daripada 103 kuasa kuda (hp) enjin yang asal

kepada 150.2 kuasa kuda (hp). Selain itu pengujian juga dilakukan pada keadaan

sebenar iaitu pada litar lumba F1 Sepang dalam perlumbaan Merdeka Millennium

Endurance Race 2005 (MME ’05). Pengujian telah menunjukkan prestasi enjin 4G93

1.8L yang telah diubahsuai dan ketahanan enjin bertahan selama 12 jam dalam suasana

perlumbaan.

vi

ABSTRACT

Automotive industry is in second place on contributing Malaysian economy. Malaysian

government has already done many facilities in order to develop this industry. An

innovation and modification in world of automotive industry has produced one local

technology without relying on foreign technologies. Therefore, the purpose of this

research is to study about the engine of 4G93 1.8L that has been modified. This

research is fully done at N26’s automotive workshop, Department of Technical and

Engineering Education, Faculty of Education, Utm. The instrument of this research is a

measurement device that have tolerance in between 0.01 mm to 0.05 mm. It was used to

earn data for engine’s efficiency. All data obtained was calculated using engine

efficiency formula. Dynamometer test machine, CARTEC 5.04 IR was used to analyzed

the modified engine. From the analysis, modified engine performance is increased from

103 horse power (hp) to 150.2 hp. Beside that, circuit test is another important method

to test this engine. It was tested during Merdeka Millennium Endurance Race 2005

(MME ’05) at F1 Sepang international circuit. The testing showed the performance and

endurance capability of the engine in 12 hours time in race condition.

vii

KANDUNGAN

BAB PERKARA MUKA SURAT

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL xii

SENARAI SINGKATAN xiii

SENARAI RAJAH xiv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan 1

1.2 Latar Belakang Masalah 3

1.3 Pernyataan Masalah 4

1.4 Objektif Kajian 4

1.5 Persoalan Kajian 5

viii

1.6 Kepentingan Kajian 5

1.7 Skop kajian 6

1.8 Terminologi 6

BAB II SOROTAN KAJIAN

2.1 Pengenalan 9

2.2 Enjin 4 lejang 10

2.3 2.2.1 Lejang masukan 11

2.2.2 Lejang mampatan 11

2.2.3 Lejang kuasa 12

2.2.4 Lejang ekzos 13

2.3 Pemasaan injap (Valve Timing) 15

2.3.1 Pemasaan injap pengambilan 15

2.3.2 Pemasaan injap ekzos 17

2.3.3 Tindihan injap 17

2.4 Istilah kemuatan enjin (Kecekapan enjin) 18

2.4.1 Isipadu anjakan 18

2.4.2 Isipadu kelegaan 18

2.4.3 Jumlah isipadu 19

2.4.4 Nisbah mampatan 19

2.4.5 Kuasa kuda 19

BAB III CIRI-CIRI KOMPONEN ENJIN

3.1 Pengenalan 20

3.1.1 Binaan omboh 21

3.1.2 Kambi omboh 22

3.1.3 Bentuk kepala omboh 23

ix

3.2 Cemat omboh 24

3.3 Rod penyambung 26

3.4 Aci engkol 27

3.5 Injap 28

3.5.1 Injap dan sudut dudukan 29

3.6 Blok enjin 31

BAB IV METODOLOGI KAJIAN

4.1 Pengenalan 32

4.2 Prosedur mengubahsuai enjin 33

4.3 Kaedah untuk mendapatkan data 38

4.3.1 Pengukuran berulang kali 38

4.3.2 Kaedah pengukuran 39

4.3.3 Kaedah pengiraan kemuatan enjin 39

4.3.3.1 Isipadu anjakan 40

4.3.3.2 Isipadu kelegaan 41

4.3.3.3 Jumlah isipadu 41

4.3.3.4 Nisbah mampatan 41

4.4 Kaedah pengujian 41

4.4.1 Kaedah pengujian prestasi enjin

4G93 1.8L didalam makmal 42

4.4.2 Pengujian enjin 4G93 1.8L yang telah

diubahsuai dilitar lumba 42

x

BAB V KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN

5.1 Pengenalan 44

5.2 Spesifikasi teknikal asal enjin 4G93 1.8L 45

5.3 Analisis data 45

5.4 Keputusan kemuatan enjin 47

5.4.1 Isipadu anjakan 47

5.4.2 Isipadu kelegaan 48

5.4.3 Jumlah isipadu 48

5.4.4 Nisbah mampatan 49

5.4.5 Spesifikasi teknikal Enjin 4G93 1.8L

yang diubahsuai 50

5.5 Keputusan pengujian 50

5.5.1 Keputusan pengujian didalam makmal 52

5.5.2 Keputusan pengujian dilitar lumba 52

5.6 Perbincangan 53

5.6.1 Jenis-jenis silinder yang telah diubahsuai 55

5.6.2 Jenis nisbah mampatan 56

BAB VI RUMUSAN DAN CADANGAN

6.1 Pengenalan 57

6.2 Rumusan 58

6.2.1 Pengukuran dan pengiraan 59

6.2.2 Pengujian 60

6.3 Cadangan 61

6.3.1 Penggunaan bahan termaju 61

6.3.2 Penggunaan komponen-komponen

khas untuk tujuan perlumbaan 62

xi

RUJUKAN 63

LAMPIRAN SENARAI LAMPIRAN

A Gambar semasa pengubahsuaian enjin 65

B Keputusan Pengujian litar lumba 68

xii

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT

Jadual 4.1 Peralatan pengukuran dan kejituan ukuran 41

Jadual 5.1 Spesifikasi teknikal asal Enjin 4G93 1.8L 47

Jadual 5.2 Bacaan nilai data pengukuran 48

Jadual 5.3 Spesifikasi teknikal Enjin 4G93 1.8L

yang diubahsuai 52

xiii

SENARAI SINGKATAN

D - Garis pusat gerek silinder

L - Panjang lejang

Π - pemalar (3.142)

hp - Horse power

W - Tekanan berkesan

TDC - Titik terakhir atas

BDC - Titik terakhir bawah

xiv

SENARAI RAJAH

NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT

Rajah 2.1 : Urutan peristiwa dalam enjin kitar 4-lejang,

memerlukan dua putaran aci engkol dan satu lejang 14

Rajah 2.2 : Pemasaan injap pengambilan 16

Rajah 2.3 : Pemasaan injap ekzos 17

Rajah 3.1 : Binaan omboh 21

Rajah 3.2 : Bentuk kambi omboh 22

Rajah 3.3 : Ruang kelegaan diantara omboh dengan berat

pengimbang pada aci engkol 22

Rajah 3.4 : Bentuk-bentuk kepala omboh 23

Rajah 3.5 : Isipadu kebuk pembakaran dan nisbah mampatan enjin

dipengaruhi oleh bentuk kepala omboh 24

Rajah 3.6 : Omboh dan rod penyambung dihubungkan oleh

cemat omboh 25

Rajah 3.7 : Jenis cemat omboh 25

Rajah 3.8 : Komponen rod penyambung 26

Rajah 3.9 : Binaan aci engkol 27

Rajah 3.10 : Injap akan berada pada kedudukan injap

ketika ia tertutup 29

Rajah 3.11 : Bahagian injap 29

xv

Rajah 3.12 : Injap dan dudukan injap 30

Rajah 3.13 : Sudut dudukan injap 30

Rajah 3.14 : Binaan blok enjin 31

Rajah 4.1 : Gambarajah komponen atas yang perlu ditanggalkan 33

Rajah 4.2 : Penggunaan kren untuk memegang enjin 35

Rajah 4.3 : Kedudukan enjin yang sudah dikeluarkan 35

Rajah 4.4 : Gambarajah enjin 4G93 1.8L yang telah dikeluarkan 36

Rajah 4.5 : (a) Gambarajah blok yang sudah diceraikan

(sumber : Modern automotive mechanics)

(b) Kebuk silinder yang diubahsuai 36

Rajah 4.6 : Gambarajah kaedah pengukuran (a) Pengukuran gerek

silinder (b) pengukuran omboh (sumber :

Modern automotive mechanics) 37

Rajah 4.7 : Gambarajah kedudukan bahagian untuk diukur pada

kebuk silinder (sumber : Modern automotive mechanics) 37

Rajah 4.8 : Gambarajah kedudukan isipadu anjakan 40

Rajah 4.9 : Pengujian Enjin 4G93 1.8L dilitar lumba F1

Sepang semasa MME ’06 43

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan

Sukan pemotoran di Malaysia kini telah menjadi salah satu industri yang

membawa keuntungan kepada Negara. Dengan penganjuran pelbagai edisi perlumbaan

telah menjadikan Malaysia salah sebuah Negara yang dikenali dengan pelbagai sukan

permotoran (Mahathir, 2000). Ini telah menjadikan pelbagai pihak menyertai

perlumbaan untuk tujuan R&D bagi kepentingan pihak masing-masing.

Ketika kali pertama menganjurkan perlumbaan Formula Satu (F1) Grand Prix

Malaysia Petronas pada 1999, Malaysia terus dianugerahkan penganjur terbaik oleh

badan pengurusan sukan bermotor paling berprestij itu, Formula One Management

(FOM). Sepang International Circuit (SIC) yang ketika itu diterajui oleh Tan Sri Basir

Ismail sebagai pengerusinya, menerima pujian tinggi bukan sahaja dari seluruh dunia,

malah jaguh-jaguh dunia yang berlumba kali pertama di litar sepanjang 5.543 kilometer

itu.

2

Pelbagai siri perlumbaan telah diadakan sepanjang tahun. Antaranya ialah

Formula 1 (F1), Moto GP, Sepang race Series, Merdeka Millenium Endurance Race

MME dan pelbagai lagi perlumbaan yang diadakan dimana-mana sahaja yanag

menyediakan kemudahan litar lumba.

Keupayaan sesuatu kereta lumba adalah amat berbeza dengan kereta-kereta yang

sedia ada terutama dari segi prestasi kecekapan enjin. Ini dapat dihasilkan dengan

mengubahsuai enjin kereta supaya mampu bersaing. Antara kereta-kereta Malaysia

yang selalu digunakan untuk perlumbaan adalah kereta Proton Satria GTi 1.8L. Ini

adalah kerana enjin kereta tersebut adalah sangat praktikal untuk diubahsuai disebabkan

enjin kereta yang dihasilkan dengan teknologi terkini.

Lotus adalah sebuah syarikat pengeluar kereta yang telah lama bertapak diarena

sukan permotoran. Lotus juga telah menghasilkan pelbagai jenis kereta perlumbaan

yang mampu bersaing. Antara bukti yang dapat dilihat adalah semasa perlumbaan

Merdeka Millenium Endurance Race 2005 (MME '05) kereta Lotus telah menjadi juara

keseluruhan. Disebalik itu Kebanyakan penyertaan kereta keluaran negara adalah dari

jenis kereta Satria GTi. Kesemua kereta tersebut telah diubahsuai bagi meningkatkan

kecekapan enjin selain bahagian-bahagian lain.

Trend pengubahsuaian kereta telah menjadi satu yang popular kepada pemandu

kereta lumba pada masa kini. Kerana pengubahsuaian dapat meningkatkan prestasi

enjin selain pengubahsuaian dapat menjimatkan kos daripada mendapatkan sebuah

kereta yang berkuasa tinggi.

3

1.2 Latarbelakang kajian

Teknologi automotif Negara telah maju setapak lagi dengan penghasilan

pelbagai pengubahsuaian terhadap enjin kenderaan. Terdapat pelbagai kaedah

pengubahsuaian enjin yang dilakukan oleh penggemar enjin berkuasa tinggi. Dapat

dilihat kereta kancil yang mempunyai kuasa rendah mampu menyaingi kereta berkuasa

tinggi. Ini adalah disebabkan keupayaan mereka mengubahsuai enjin kereta tersebut.

Pengubahsuaian enjin telah lama dipraktikkan oleh banyak pasukan lumba

kereta untuk mereka bersaing dalam perlumbaan. Jika dilihat pada dasarnya selain enjin

kenderaan tersebut banyak faktor lain yang mempengaruhi prestasi sesebuah enjin.

Tetapi faktor utama sesebuah enjin itu mempunyai prestasi yang tinggi ialah enjin

(William H. Crouse, 1995).

Bahagian utama enjin yang perlu diubahsuai ialah bahagian blok enjin (Don

Knowles,1995). Ini kerana bahagian tersebut merupakan bahagian yang memainkan

peranan utama dalam memastikan enjin mampu beroperasi. Bahagian blok yang biasa

dilakukan pengubahsuaian ialah bahagian kebuk silinder. Bahagian ini yang

menempatkan omboh untuk menghasilkan pembakaran

Menurut Dr. Mahathir (2000), industri automotif telah menjadi penyumbang

kedua terbesar dalam ekonomi Negara. Ini telah menunjukkan bahawa masa depan

sukan permotoran amat cerah jika semua pihak bekerjasama dalam membangunkan

industri ini. Walaupun selama ini Negara kita bergantung kepada teknologi luar tetapi

dengan keupayaan anak tempatan menghasilkan teknologi pengubahsuaian enjin untuk

meningkatkan prestasi enjin Kita tidak perlu lagi bergantung kepada teknologi luar.

4

1.3 Pernyataan masalah

Perlumbaan kenderaan berenjin telah mula menjadi minat kepada kebanyakan

pemilik kenderaan berenjin seperti kereta dan motor. Oleh yang demikian mereka telah

melakukan pelbagai cara untuk memastikan kereta mereka mempunyai prestasi yang

tinggi walaupun bukan untuk perlumbaan tetapi untuk keselesaan.

Sehubungan dengan itu, kajian ini adalah bertujuan untuk menguji prestasi enjin

4G93 1.8L yang telah diubahsuai berdasarkan formula istilah kemuatan enjin dan

pengujian dalam dan luar makmal. Selain itu, untuk mengenalpasti bahagian-bahagian

blok enjin yang perlu diubahsuai untuk meningkatkan prestasi enjin dan menerangkan

cara untuk mengubahsuainya.

1.4 Objektif kajian

Projek ini bertujuan untuk mengkaji, menghasilkan dan menguji prestasi enjin

4G93 1.8L yang telah diubahsuai. Objektif kajian ini ialah:-

1. Menghasilkan prestasi enjin dengan mengubahsuai blok enjin 4G93 1.8L

2. Mengenalpasti bahagian blok enjin yang diubahsuai bagi meningkatkan prestasi

enjin

3. Menguji prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah diubahsuai

4. Mengenalpasti perbezaan prestasi enjin 4G93 1.8L yang asal dan yang telah

diubahsuai

5

1.5 Persoalan kajian

Berpandukan pernyataan masalah dan objektif kajian diatas, Persoalan bagi

kajian ini ialah:

1. Bagaimanakah prestasi enjin dapat dihasilkan dengan mengubahsuai blok enjin

4G93 1.8L?

2. Apakah bahagian blok enjin yang diubahsuai bagi meningkatkan kecekapan

enjin?

3. Bagimanakah untuk Menguji prestasi enjin 4G93 1.8L yang telah diubahsuai?

4. Apakah perbezaan prestasi enjin 4G93 1.8L yang asal dan yang telah

diubahsuai?

1.6 Kepentingan kajian

Pengubahsuaian enjin untuk meningkatkan tahap prestasi telah menjadi satu

trend dalam sukan permotoran. Terdapat pelbagai kepentingan yang dapat diperolehi

1. Meningkatkan tahap prestasi enjin 4G93 1.8L untuk perlumbaan

2. Menjadi garis panduan kepada kementerian pendidikan untuk menyediakan

modul pengajaran automotif tahap tinggi

3. Mendedahkan kepada orang awam untuk melihat bagaimana pengubahsuaian

enjin dilakukan terhadap kereta lumba