logo analisa kinerja sistem transmisi pada kendaraan ... · mencari pengaruh overall ratio terhadap...
TRANSCRIPT
LOGO
Analisa Kinerja Sistem Transmisi pada Kendaraan Multiguna Pedesaan untuk Mode Pengaturan Kecepatan
Maksimal Pada Putaran Maksimal Engine dan Daya Maksimal Engine
Mohamad Fikki Rizki
NRP. 2110105011
DOSEN PEMBIMBING
Prof. Ir Nyoman Sutantra ,Msc ,PhD
Yohanes .ST ,MSc
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Kendaraan GEA Transmisi Off Road
Perlu adanya modifikasi untuk
memaksimalkan kinerja sistem
transmisi
Modifikasi sistem tranmsisi
HOW
Jurusan Teknik Mesin - FTI
SISTEM TRANSMISI
MULTIGUNA PEDESAAN
OFFROAD ONROAD
PERANCANGAN ULANG SISTEM
TRANSMISINYA
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Menganalisa kinerja sistem transmisi untuk racangan mula seperti - Kinerja Traksi
- Top Speed
- Gradeability
- Konsumsi Bahan Bakar
Mencari pengaruh overall ratio terhadap kinerja sistem transmisi
Menentukan ratio final drive untuk kondisi off-road pada kendaraan
Menetukan Overall ratio sehingga diperoleh ratio final drivel dengan kondisi
optimal sehingga mobil dapat melaju dengan kecepatan maksimum yang
diharapkan dengan bahan bakar yang irit
Menganalisa dan memperbaiki sistem transmisi kendaraan sehingga kendaraan mampu berjalan pada kondisi on-road dan off-road
Pada penelitian ini hanya simulasi numerik dan belum dilakukan uji
eksperimental terhadap kendaraan
Konstanta – konstanta yang diperlukan dalam perhitungan adalah diambil dari
handbook dengan memperhatikan kemiripan bentuk kendaraan
Analisa yang dilakukan hanya pada sistem transmisi, sehingga untuk faktor –
faktor lain yang berpengaruh terhadap performa dan kestabilan kendaraan
tidak dibahas
Jurusan Teknik Mesin - FTI
sistem transmisi ini berfungsi sebagai konversi torsi dan putaran dari mesin menjadi gaya dorong dan kelajuan yang sesuai kebutuhan untuk diteruskan ke Penggerak akhir
Sistem Transmisi pada mobil
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Ada beberapa macam sistem transmisi pada kendaraan yang telah digunakan saat ini diantaranya :
Macam – macam sistem transmisi
Trasmisi Manual
Transmisi Otomatis
CVT (Continuosly Varible Transmission)
Transmisi manual otomatis (AMT)
Tipe Transmisi Biaya Perawatan Konsumsi Bahan Bakar Konstruksi
Murah Mahal Irit Boros Mudah Sulit
Manual √ √ √
Otomatis √ √ √
CVT √ √ √
AMT √ √ √
Keunggulan Transmisi Manual
Karakteristik Passanger Car Design
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Kinerja engine merupakan kemampuan kerja suatu kendaraan
Kinerja Traksi Kendaraan
Kinerja Arah Kestabilan kendaraan
Kinerja Pengaman kendaraan
Kinerja kendaraan
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Kinerja kendaraan
Kinerja dari mesin kendaraan umumnya ditunjukkan dalam 3 besaran yaitu Tenaga yang dihasilkan, Torsi yang dihasilkan dan
jumlah bahan bakar yang dikonsumsi.
Karakteristik kinerja mesin bensin
Gaya Traksi
Gaya traksi umunya disebut juga gaya dorong kendaraan melawan hambatan – hambatan seperti angin, tanjakan hambatan inersia dan hambatan beban yang ditanggung oleh kendaraan. Gaya dorong disamping mampu melawan hambatan juga harus mampu menghasilkan percepatan yang diinginkan.
Perhitungan Gaya Traksi
Gaya yang bekerja pada kendaraan yang berjalan lurus
FD = Gaya Hambatan Aerodinamik FR = Gaya Hambatan Rolling FG = Grade Resistance W/g .a = Gaya Inersia
Hambatan Aerodinamik
Gaya Hambatan aerodinamik merupakan hambatanyang melawan suatu media fluida
misalnya angin atau sejenisnya
Hambatan Rolling
Gaya hambatan rolling merupakan gaya hambatan
yang terjadi karena terdefleksinya suatu ban karena material dari ban
tidak cepat kembali
Perhitungan Gaya Hambatan
Aerodinamik Perhitungan Gaya hambatan rolling
ρ = koefisien gaya hambat
Cd = density udara (kg/m3) v = kecepatan relative ( m/s )
A = luasan frontal ( m2 )
fr= koefisien rolling resistance
m= massa kendaraan (kg)
g= gravitasi ( m/s2)
Gradeability
Gradeability adalah kemampuan suatu kendaraan untuk mendaki suatu tanjakan. Jika kendaraan didesain dengan dengan gradient 30 % maka syarat kemampuan kendaraan terbesebut harut mampu menanjak dengan gradient sebesar 30% jika belum mampu maka kendaraan tersebut dianggap gagal karena tidak memenuhi kriteria gradeability yang telah diisyaratkan.
Perhitungan gaya kendaraan ketika
menanjak
Perhitungan Gradient tanjakan
dalam %
Gaya –gaya yang bekerja saat kendaraan menanjak
Gaya traksi dan daya yang diperlukan pada kendaraan
Total Driving Resistance
Total driving resistance merupakan total gabungan gaya hambatan yang yang terjadi pada kendaraan
Total Driving Resistance
Rumus penjabaran
Gaya Traksi
OVERALL RATIO
Overall Ratio merupakan ratio total perkalian dari keseluruhan ratio (rasio clutch , rasio gear box dan final ratio
Perhitungan Overall Ratio
iA = Total Rasio
iS = Rasio Clutch ( Kopling )
iG = Rasio GearBox iE = Rasio Gardan
Perhitungan Final Ratio
Sehingga over all ratio terbesar (overall ratio maksimum) dan overall ratio terkecil ( overal ratio minimum ) dapat
dirumuskan sebagai berikut
Perhitungan Overall ratio maksimum
Perhitungan Overall ratio minimum
iA,min= Overall Ratio minimum
iA,max= Overall Ratio maksimum
Fr = koefisien rolling resistance
m = massa kendaraan (kg)
g = gravitasi ( m/s2)
rdyn = radius dinamic roda (m)
T,maks= Torsi maksimum (N.m)
nreq= Putaran mesin yang dibutuhkan
Vmaks= Kecepatan Maksimum Kendaraan
Gradeability
Gradeability adalah kemampuan suatu kendaraan untuk mendaki suatu tanjakan. Jika kendaraan didesain dengan dengan gradient 30 % maka syarat kemampuan kendaraan terbesebut harut mampu menanjak dengan gradient sebesar 30% jika belum mampu maka kendaraan tersebut dianggap gagal karena tidak memenuhi kriteria gradeability yang telah diisyaratkan.
Perhitungan gaya kendaraan ketika
menanjak
Perhitungan Gradient tanjakan
dalam %
Konsumsi Bahan Bakar
Suatu parameter kinerja kendaraan yang juga amat penting karena mengandung aspek ekonomis adalah konsumsi bahan bakar. Untuk menghitung konsumsi bahan bakar tersebut pada setiap kecepatan dari suatu kendaraan diperlukan suatu data dari manufaktur yang berupa peta dari konsumsi spesifik bahan bakar. Konsumsi spesifik bahan bakar dari suatu mesin kendaraan umumnya dinyatakan dalam g/Kwh. Dengan mengetahui peta spesifik bahan bakar dapat dicari dengan menghitung torsi dari putaran mesin.
Konsumsi Bahan Bakar
Perhitungan Torsi Engine
Perhitungan Putaran Engine
Perhitungan daya engine
Perhitungan Konsumsi Bahan Bakar
Jurusan Teknik Mesin - FTI
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Jurusan Teknik Mesin - FTI
CONTOH PERHITUNGAN
Jurusan Teknik Mesin - FTI
CONTOH PERHITUNGAN
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 60000
5
10
15
20
25
30
35
Pmax
=7.2944
iA= 6.4277 v=40 km/jam
sf =1,33 liter/25 km
v= 46.5 km/jam
sf=1,40 liter/25 km
v=60km/jam
sf=1,97 liter/25km
v=72 km/jam
sf=2,69 liter/25km
v=90km/jam
sf=4,22 liter/25 km
Top Gear PerformanceSet v
top= 90 km/h at n
max= 5500 rpm
Engine speed, n(rpm)
Pow
er,
P(k
W)
Pmax
=10.0021
v=40km/jam
sf=1,28 liter /25 km v=45 km/jam
sf= 1,46 liter/25 km
v=70 km/jam
sf=2,78 liter/25km
v= 74 km/jam
sf = 3,09 liter/25 km
iA
= 7.8
v=60 km/jam
sf=2,09 liter/25 km
Daya yang tersedia
Daya yang dibutuhkan kendaraan onroad
Akselerasi maksimum kendaraan onroad
Kecepatan dan konsumsi BB kendaraan on road
Daya yang dibutuhkan kendaraan offroad
Akselerasi maksimum kendaraan off road
Kecepatan dan konsumsi BB kendaraan off road
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
kecepatan (km/h)
Fuel C
onsum
tio
n (
L/2
5km
)KONSUMSI BAHAN BAKAR UNTUK TIAP TINGKAT TRANSMISI
SEBAGAI FUNGSI DARI KECEPATAN
iA
1
iA2
iA3
iA4
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Kesimpulan :
•Kendaraan mode onroad memiliki kecepatan sebesar 72 km/jam dengan konsumsi bahan bakar
sebesar 2,69 liter/25 km.
•tingkat transmisi pertama masih belum mampu untuk melawan hambatan total sebesar 30%
dikarenakan beban kendaraan yang masih belum mampu melawan hambatan total pada
kendaraan.
•Pada kondisi cruise terlihat bahwa overall rasio kendaraan mode onroad lebih baik konsumsi
bahan bakarnya dibandingkan dengan overall rasio kendaraan mode offroad hal itu terlihat warna
biru yang dominan terlihat disetiap kecepatan mode onroad
•konsumsi bahan pada overall gear rasio tingkat transmisi tingkat keempat memiliki konsumsi
bahan bakar terbesar diantara tingkat transmisi lainnya hal ini dikarena putaran mesin pada
tingkat transmisi tersebut yang besar.
Jurusan Teknik Mesin - FTI
Saran : •Kebutuhan daya yang sangat besar akan mempengaruhi kinerja kendaraan sehingga perlu
adanya perancangan kembali rasio gear kendaraan sehingga akan didapatkan gear rasio terbaik
yang untuk mengurangi kerugian (losses) pada kinerja traksi kendaraan selain itu pemakaian
konsumsi bahan bakar pada kendaraan dapat diminimalisir penggunaannya.
•Dikarenakan kebutuhan konsumsi bahan bakar yang tinggi pada tingkat transmisi keempat,
seharusnya kendaraan cukup dirancang dengan tiga tingkat transmisi saja dikarenakan kebutuhan
untuk tingkat transmisi ketiga kedua dan ketiga lebih irit bahan bakar.
Dalam proses operasi mode offroad kendaraan multiguna pedesaan, seharusnya hanya dijalankan
pada tingkat transmisi pertama saja dan untuk tingkat transmisi selanjutnya sebaiknya
menggunakan mode onroad.