kata pengantar

Perancangan Sistem Transmisi hemat energi dengan Bahan Bakar Bioetanol 2013

Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page i

Michael Tanjaya (100401038) Wunardi Surya (100401039)

SISTEM TRANSMISI HEMAT ENERGI BERBAHAN BAKAR BIOETANOL

Hendri, Dwyanto, Michael Tanjaya dan Wunardi Surya

(100401033), (100401037), (100401038), (100401039)

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Sumatera utara, Jl.Almamater ,Indonesia

Korespondensi : [email protected], [email protected], [email protected],

[email protected]

Abstrak

Untuk menghemat penggunaan Bahan Bakar Minyak Bumi (BBM), maka digunakan

alternatif alternatif yaitu menggunakan bahan bakar bioetanol sebagai pengganti BBM dan memperbaiki sistem transmisi kendaraan dalam menghemat penggunaan oli ataupun BBM. Bahan

bakar bioetanol yang diperoleh dari tanaman yaitu jagung dimana tanaman ini dapat diperbaharui

dan melewati beberapa proses untuk menjadi etanol. Gas pembuangan dari bioetanol lebih sedikit

polusinya karena pembakaran yang lebih sempurna. Selain bahan bakar terbarukan, alternatif lain

yaitu merancang sistem transmisi yang hemat energi yaitu Dual Clutch Transmission dan Kinetic

Energy Storage. Sistem Dual Clutch Transmission digunakan untuk menghemat putaran yang

hilang pada saat pemindahan gigi. Sistem ini menggunakan dua kopling sehingga pemindahan gigi

lebih cepat dan kehilangan putaran saat pemindahan gigi pun dapat diminimalisir. Sistem Kinetic

Energy Storage ini menyimpan energi yang terbuang pada saat pengereman dan menggunakannya

kembali sebagai pemberi kecepatan awal pada kendaraan. Dengan sistem ini kendaraan akan lebih

hemat oli dan bahan bakar dan memiliki kecepatan awal. Dengan kedua sistem ini, kendaraan akan

menjadi lebih hemat tanpa menggurangi performa kendaraan.

Key Words : bioetanol, energi, transmisi


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page ii


KATA PENGANTAR

Puji beserta syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

kesehatan dan kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Konstruksi dengan judul Perancangan Sistem Transmisi hemat energi dengan Bahan Bakar Bioetanol.

Adapun Tugas konstruksi ini dibuat untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Konstruksi ini merupakan pengaplikasian dari seluruh mata kuliah yang telah diperoleh dari

bangku kuliah.

Tugas konstruksi ini merupakan suatu tugas dimana penulis merancang suatu sistem

transmisi yang menggunakan bahan bakar bioetanol untuk penghematan bahan bakar dengan

memanfaatkan energi yang terbuang oleh kendaraan baik sewaktu pengereman dan pergantian gigi

pada kendaraan.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Orang tua penulis, yang terus memberikan

dukungan kepada penulis. Kemudian kepada dosen pembimbing penulis Bapak Dr.Eng.Himsar

Ambarita yang selalu memberikan masukan dan saran hingga selesainya laporan tugas konstruksi

ini. Kemudian terima kasih juga kepada teman-teman seperjuangan dan abang-abang senior yang

sering memberikan saran-saran demi kelancaran penyelesaian laporan tugas konstruksi ini.

Tugas konstruksi ini tentu saja masih memiliki banyak kekurangan baik disengaja ataupun

tidak. Sehingga penulis mengharapkan adanya saran-saran yang membangun demi kesempurnaan

laporan tugas konstruksi ini. Akhir kata penulis berharap rancangan yang disajikan dalam bentuk

karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca .

Medan, 16 November 2012

Penulis


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page iii


DAFTAR ISI

JUDUL .........................................................................................................................................

ABSTRAK ................................................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ................................................................................................................ ii

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. iii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 6

1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 6

1.2. Tujuan Penulisan ............................................................................................ 6

1.3. Manfaat Penulisan .......................................................................................... 6

1.4. Batasan Masalah ............................................................................................ 7

1.5. Metode Penulisan ........................................................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................................... 8

2.1. Kandungan Bahan Bakar Bioetanol ............................................................... 8

2.2. Penerapaan Bahan Bakar Bioetanol Zaman Sekarang ................................... 8

2.3. Manfaat penggunaan Bahan Bakar Bioetanol ................................................ 9

2.4. Dampak Bahan Bakar Bioetanol terhadap Lingkungan ................................. 9

2.5. Hubungan antara Bahan Bakar Bioetanol dengan Sistem Transmisi............. 9

BAB III SISTEM TRANSMISI .......................................................................................... 11

3.1. Dual Clutch Transmission (DCT) ................................................................ 11

3.1.1. Pengertian Dual Clutch Transmission ...................................................... 11

3.1.2. Cara kerja Dual Clutch Transmission....................................................... 11

3.1.3. Manfaat penggunaan Dual Clutch Transmission ..................................... 11

3.1.4. Efisiensi dari sistem Dual Clutch Transmission ....................................... 12

3.1.5. Assembling ................................................................................................ 12

3.2. Kinetic Energy Storage (KES) ..................................................................... 14

3.2.1. Pengertian Kinetic Energy Storage ........................................................... 14

3.2.2. Jenis-Jenis cara penyimpanan energi ........................................................ 14

3.2.3. Cara kerja sistem KES .............................................................................. 16

3.2.4. Manfaat penggunaan KES ........................................................................ 16

3.2.5. Aplikasi dan penerapan KES .................................................................... 16

3.2.6. Assembling ................................................................................................ 17

BAB IV PENJELASAN DAN PERHITUNGAN DCT ...................................................... 18

4.1. Poros

4.1.1. Poros Kopling .......................................................................................... 18

4.1.2. Penentuan Daya Perencanaan .................................................................. 18

4.1.3. Analisa Beban .......................................................................................... 19

4.1.4. Pemilihan Bahan ...................................................................................... 19

4.1.4.1 Pemilihan Bahan Poros Output ............................................................. 19

4.1.4.2 Pemilihan Bahan Poros Perantara .............................................................. 20

4.1.5. Perencanaan Diameter Poros ................................................................... 21

4.1.5.1 Perencanaan Diameter Poros Output ..................................................... 21

4.1.5.2 Perencanaan Diameter Poros Perantara ................................................. 22

4.1.6. Pemeriksaan Kekuatan Poros Output....................................................... 22

4.1.7. Pemeriksaan Kekuatan Poros Perantara................................................... 23

4.2. Plat Gesek ..................................................................................................... 23

4.2.1. Pemilihan Bahan Plat Gesek .................................................................... 23


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page iv


4.2.2. Analisa Gaya dan Momen Plat Gesek ..................................................... 24

4.2.3. Penentuan Ukuran Plat Gesek .................................................................. 25

4.3. Spline ............................................................................................................ 26

4.3.1. Pemilihan dan Perencanaan Spline .......................................................... 27

4.3.1.1 Pemilihan dan Perencanaan Spline Kopling ......................................... 27

4.3.1.2 Pemilihan dan Perencanaan Poros Output ............................................. 28

4.3.2. Analisa Beban .......................................................................................... 29

4.3.3. Pemeriksaan Kekuatan Spline ................................................................. 29

4.3.3.1 Pemeriksaan Kegagalan Oleh Tegangan Tumbuk ................................ 29

4.3.3.2 Pemeriksaan Kegagalan Oleh Tegangan Geser ..................................... 30

4.4. Naaf ............................................................................................................... 30

4.4.1. Pemilihan dan Perancangan Naaf ............................................................ 31

4.4.1.1. Pemilihan dan Perancangan Naaf Poros Kopling .................................. 31

4.4.1.2. Pemilihan dan Perancangan Naaf Poros Output .................................... 31

4.4.2. Analisa Beban .......................................................................................... 32

4.4.3. Pemeriksaan Kekuatan Naaf .................................................................... 33

4.4.3.1 Pemeriksaan Kegagalan Oleh Tegangan Tumbuk ................................ 33

4.4.3.2 Pemeriksaan Kegagalan Oleh Tegangan Geser ..................................... 33

4.5. Pegas Matahari .............................................................................................. 34

4.5.1. Analisa Gaya ............................................................................................ 34

4.5.2. Pemiilihan Bahan ..................................................................................... 35

4.5.3. Penentuan Ukuran .................................................................................... 35

4.5.4. Analisa Tegangan Geser .......................................................................... 35

4.6. Pegas Kejut ................................................................................................... 36

4.6.1. Analisa Gaya ............................................................................................ 36

4.6.2. Pemilihan Bahan ...................................................................................... 37

4.7. Baut ............................................................................................................... 38

4.7.1. Baut Pengikat Poros Penggerak Dengan Flywheel .................................. 39

4.7.2. Baut Pengikat Pegas Matahari Dengan Plat Penekan .............................. 40

4.7.3. Baut Pengikat Flywheel Dengan Penutup Kopling .................................. 42

4.8. Paku Keling ................................................................................................... 43

4.8.1. Paku Keling Sambungan Plat Gesek Dengan Lingakaran Pembawa ...... 43

4.8.2. Paku Keling Sambungan Lingkaran Pembawa Dengan Plat Pembawa ... 45

4.8.3. Paku Keling Sambungan Plat Pembawa Dengan Naaf ............................ 46

4.9. Bantalan ........................................................................................................ 46

4.9.1. Bantalan Pendukung Poros ...................................................................... 46

4.9.2. Bantalan Pembebas .................................................................................. 51

4.10. Roda Gigi ..................................................................................................... 52

4.10.1. Pemilihan Bahan Roda Gigi .................................................................... 52

4.10.2. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Input ..................................................... 52

4.10.3. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Pada Kecepatan 1 ................................. 57





4.10.8. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Pada Kecepatan Mundur ...................... 62

4.11. Persneling..................................................................................................... 63

4.12. Synchronizer ................................................................................................ 64

BAB V PENJELASAN DAN PERHITUNGAN KES ...................................................... 65

5.1. Poros ............................................................................................................ 65

5.1.1. Penentuan Daya Perencanaan .................................................................. 65

5.1.2. Analisa Beban .......................................................................................... 65

5.1.3. Pemilihan Bahan ...................................................................................... 66


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page v


5.1.4. Perencanaan Diameter Poros ................................................................... 66

5.1.5. Pemeriksaan Kekuatan Poros ................................................................... 67

5.2. Roda Gigi ..................................................................................................... 67

5.2.1. Nama Nama Bagian Roda Gigi dan Ukurannya ................................... 76 5.2.2. Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi ............................... 78

5.2.3. Prinsip kerja Roda Gigi Planet dan Roda Gigi Cincin ............................. 79

5.2.4. Pemilihan Bahan ...................................................................................... 80

5.2.5. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Input ..................................................... 81

5.3. Pegas Spiral.................................................................................................. 84

5.3.1. Pemilihan Pegas Spiral ............................................................................ 84

5.3.2. Analisa Beban .......................................................................................... 87

5.4. Kopling (Electromagnetic Clutch Modifier) ................................................ 89

5.4.1. Pengertian Electromagnetic Clutch ......................................................... 89

5.4.2. Jenis-Jenis Electromagnetic Clutch ......................................................... 89

5.4.3. Aplikasi Umum Electromagnetic Clutch ................................................. 92

5.5. Flywheel ....................................................................................................... 92

5.5.1. Kegunaan Flywheel dalam KES ............................................................... 92

5.5.2. Perhitungan Flywheel .............................................................................. 93

5.6. Bantalan ....................................................................................................... 94

5.6.1. Bantalan Pendukung Poros ...................................................................... 94

5.6.2. Bantalan Peluncur .................................................................................... 96

5.7. Pegas ............................................................................................................ 98

5.7.1. Pegas Kopling Elektromagnetik .............................................................. 98

5.7.2. Pegas Pengikat ......................................................................................... 99

5.8. Baut ............................................................................................................ 101

5.8.1. Baut Pengikat Velg dengan Axle shaft ................................................... 101

5.8.2. Baut Pengikat Flywheel dengan Kopling Elektromagnetik ................... 103

5.8.3. Baut Pengikat Flywheel dengan Pegas Spiral ........................................ 104

5.8.4. Baut pada Master Rem (Brake) ............................................................. 106

BAB VI GAMBAR 3D ...................................................................................................... 108

6.1. Komponen Dual Clutch Transmission (DCT) ........................................... 108

6.2. Komponen Kinetic Energy Storage (KES) ................................................ 114

6.3. Gambar Keseluruhan Sistem Transmisi Dual Clutch Transmission (DCT)

dan Kinetic Energy Storage (KES).............................................................. 117

BAB VII KESIMPULAN ................................................................................................... 118

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 125

LAMPIRAN


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page vi


LABORATORIUM KONSTRUKSI MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

TUGAS RANCANGAN

Perancangan Sistem Transmisi Hemat Energi dengan Bahan Bakar

Bioetanol

Periode Semester A

Tahun Ajaran 20012 / 2013

Nama Mahasiswa : Hendri, Dwyanto, Michael Tanjaya, Wunardi Surya

Nomor Stambuk : 100401033, 100401037, 100401038, 100401039

Semester / Jurusan : V / Teknik Mesin

Uraian Tugas : Perancangan sistem transmisi hemat energi dengan

bahan bakar bioetanol dengan daya 100 hp dan putaran

4000 rpm yang meliputi:

a. Perencanaan ukuran- ukuran komponen sistem

transmisi.

b. Perenanaan material terhadap semua komponen

yang ada.

Mulai Tanggal : 16 November 2012

Selesai Tanggal :

Medan, 16 November 2012

Dosen Pembimbing

Dr. Eng. Himsar Ambarita

NIP : 197206102000121001 Catatan :

Formulir diisi rangkap 3 ( tiga ) untuk:

-Dosen Pembimbing.

-Mahasiswa

-Kepala Laboratorium.


Hendri (100401033) Dwyanto (100401037) Page vii


DAFTAR HADIR ASISTENSI

Tugas : Perancangan Sistem Transmisi Hemat Energi

dengan Bahan Bakar Bioetanol

Periode : Semester A T.A. 2012 / 2013 Nama Mahasiswa : Hendri, Dwyanto, Michael Tanjaya, Wunardi Surya

NIM : 100401033, 100401037, 100401038, 100401039

Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Himsar Ambarita

Waktu Asistensi :

No Hari Jam Tempat

1

2

3

No Tanggal Uraian Tugas Paraf Dosen

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Medan , 16 November 2012

Dosen Pembimbing ,

Dr. Eng. Himsar Ambarita

NIP : 197206102000121001

kata pengantar

Documents