MATERI PELATIHAN

PT. INKA 1 / 6

BADAN KERETA 1. Umum

Badan kereta mempunyai fungsi yang sangat penting, yaitu selain melindungi keselamatan dan memberikan kenyamanan bagi penumpang juga sebagai tempat pemasangan komponen-komponen utama seperti bogie, sistem rem, coupler, pintu, jendela, AC, engine, peralatan listrik dan sebagainya. Sehingga konstruksi badan kereta dirancang dengan memperhatikan perkembangan komponen utama kendaraan serta perkembangan tuntutan akomodasi untuk penumpang. Dalam tulisan berikut ini selain diuraikan tentang ketentuan-ketentuan yang menjadi persyaratan juga diuraikan tentang perkembangan teknologi dalam perancangan badan kereta. Persyaratan-persyaratan meliputi karakteristik operasi, keamanan, ekonomis dan estetika. Sedangkan perkembangan teknologi meliputi teknologi desain konstruksi ringan dan dasar-dasar pemilihan material. Dimana hal tersebut menjadi dasar dalam pemikiran, pertimbangan, dan pemilihan, selama berlangsungnya proses perancangan.

2. Persyaratan Dalam Desain Badan Kereta

Dalam merancang badan kereta, beberapa persyaratan yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut: 2.1 Karakteristik operasi

(a) Kecepatan kereta api (b) Lalu lintas penumpang yang keluar masuk (c) Lamanya perjalanan (d) Kondisi lingkungan, jalan, stasiun dan batas ruang bebas yang dilalui. (e) Penyusunan eksterior dan interior, antara lain:

- jumlah dan ukuran pintu dan jendela - susunan kursi dan gang, letak kamar dan gang, dsb

(f) Pemakaian komponen-komponen: - ventilasi - penerangan - tata suara - saniter

2.2. Keamanan

MATERI PELATIHAN

PT. INKA 2 / 6

Keamanan perjalanan diutamakan bagi penumpang, sehingga kereta harus dilengkapi pelindung keamanan terhadap: (a) Bahaya derailment (keluar rel) (b) Bahaya benturan/tabrakan (c) Bahaya goncangan karena berhenti mendadak (d) Bahaya tergores dan kejatuhan komponen (e) Bahaya kebakaran yang disebabkan kebocoran listrik dan api (f) Keadaan darurat lain (penyergapan, perang, dsb)

2.3. Kenyamanan dan estetika

Beberapa hal yang menyangkut kenyamanan dan estetika antara lain: (a) Akomodasi tempat duduk (b) Kapasitas penumpang (c) Kondisi hunian (habitability) (d) Kenyamanan pengendaraan (riding comfort) (e) Kebisingan (f) Tampak pandang interior dan eksterior

2.4 Aspek Ekonomis

(a) Investasi awal yang berupa ongkos produksi murah Untuk meminimumkan ongkos produksi, hal-hal yang dapat dilakukan antara lain adalah pengurangan jumlah komponen, penyederhanaan konstruksi, pemilihan material yang tepat, dan pengurangan jam kerja melalui pemilihan metode dan proses produksi yang tepat.

b) Hemat biaya operasi Konstruksi dibuat ringan dengan tujuan untuk mengurangi energi yang diperlukan pada saat traksi (hemat energi) dan juga untuk mengurangi efek keausan dan kerusakan pada roda maupun track (rel) akibat beban yang besar.

(c) Biaya perawatan yang rendah Struktur badan kereta didesain dengan menggunakan bahan tahan korosi sehingga dapat menghemat biaya perawatan serta umur operasi diperkirakan mencapai 20-30 tahun dengan keandalan yang tinggi terhadap kemudahan dalam perawatan. Dipertimbangkan juga penerapan standarisasi suku cadang/komponen, sehingga dapat diproduksi secara masal dan memudahkan perawatan.

MATERI PELATIHAN

PT. INKA 3 / 6

3. Teknologi Konstruksi Badan Kereta

Dalam merancang badan kereta unsur utama yang harus dipenuhi adalah adalah kekakuan yang tinggi . Ini berarti pula bahwa defleksi yang terjadi harus sangat kecil, dengan demikian unsur kekakuan bahan sudah tidak dipermasalahkan lagi karena tegangan yang terjadi pada bahan relatif kecil, jauh di bawah tegangan yang diijinkan secara pembebanan statik. Agar lebih aman terhadap terjadinya pembebanan dinamik seperti yang di alami oleh badan kereta , maka perlu dijamin agar tegangan yang terjadi masih di bawah batas tegangan lelahnya (endurance limit). Untuk dapat mencapai harga tegangan yang kecil maka dimensi struktur konstruksi harus besar, namun hal ini dapat berakibat konstruksi menjadi lebih berat. Dengan demikian yang masih menjadi masalah adalah bagaimana merancang badan kereta yang kuat tetapi ringan. Perkembangan teknologi badan kereta saat ini cenderung untuk memperoleh badan kereta yang seringan-ringannya agar muatan penumpang dapat ditingkatkan dan konsumsi energi hemat. Hal yang dapat dilakukan untuk mewujudkan hal ini antara lain adalah dengan desain konstruksi yang ringan dan pemilihan bahan yang lebih ringan.

Desain Konstruksi Ringan

(a) Konstruksi Monocoque Untuk mendapatkan desain konstruksi yang ringan, dalam perancangan konstruksi badan kereta menggunakan jenis konstruksi monocoque. Pada konstruksi monocoque seluruh elemen badan kereta mengalami tegangan akibat adanya beban yang berupa berat muatan maupun berat badan kereta serta beban-beban dinamis selama kereta beroperasi. Dikarenakan seluruh tegangan yang terjadi terbagi merata pada seluruh elemen konstruksi, maka tegangan yang terjadi pada masing-masing elemen menjadi kecil sehingga tidak diperlukan dimensi elemen yang terlalu besar, dengan demikian diharapkan berat konstruksi secara keseluruhan menjadi lebih ringan. Sebagai konsekuensi perancangan konstruksi jenis monocoque, maka perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut: - perhitungan dan analisis kekuatan konstruksi badan kereta dilakukan dengan

teliti menggunakan Finite Element Methode. Dengan menggunakan FEM badan

MATERI PELATIHAN

PT. INKA 4 / 6

kereta baik rangka dasar, dinding samping, maupun atap dapat dimodelkan secara keseluruhan dan dihitung bersama-sama sehingga dapat diketahui defleksi badan kereta serta aliran tegangan yang terjadi.

- dilakukan static test untuk lebih meyakinkan bahwa desain badan kereta tersebut

benar-benar kuat.

- kualitas pengerjaan dan perakitan yang baik, untuk itu diperlukan fasilitas

pengerjaan yang memadahi dan kualitas SDM yang terampil.

MATERI PELATIHAN

PT. INKA 5 / 6

- badan kereta yang terawat dengan prima, karena bila ada sebagian badan yang mengalami kerusakan, misal akibat korosi, sehingga tidak dapat berfungsi dalam menahan beban, maka beban tersebut akan ditanggung oleh bagian disebelahnya yang belum mengalami kerusakan. Hal ini dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada elemen yang masih utuh , sehingga bagian yang masih utuh menjadi rusak. Pola kerusakan terjadi secara bertahap, yang mengakibatakan kekuatan konstruksi menurun.

KONSTRUKSI

STRUKTUR MONOCOQUE(LAYOUT, UKURAN

PINTU, JENDELA, DLL)

KONSTRUKSI

REARRANGEMENT & REMODELLING(TERMASUK DIMENSI & JUMLAH) PINTU,

JENDELAKONSENTRASI TEGANGAN

PENGUATAN PARSIAL

MATERIAL

APLIKASI YANG RASIONAL SESUAIDENGAN KEGUNAAN DAN POSISINYA

MISCELLANEOUS

KETEBALAN PELAT YANG LEBIH TIPISWEIGHT SAVING

PERFORATION, DLLYANG KONSISTEN TERHADAP

KEKUATAN YANG AKAN DICAPAI

MATERIAL

PEMILIHAN MATERIAL :

HIGH TENSILE STEELSTAINLESS STEELALUMINIUM ALLOY

FRP

ANALISA TEGANGANDAN KONFIRMASI

KEKUATANKEKAKUAN (RIGIDITY)

EVALUASI

COSTMAINTENABILITYSERVICEABILITY

DLL

BADAN KERETAYANG RINGAN

PENGURANGANBERAT

BADAN KERETA

(b) Crashworthiness Untuk melakukan perancangan konstruksi kereta yang lebih ringan lagi, dengan hanya menggunakan jenis konstruksi monocoque akan mengalami hambatan ketika dihadapkan pada persyaratan keamanan dan keselamatan terhadap tumbukan. Persyaratan keamanan pada tumbukan pada perancangan-perancangan badan kereta yang ada di Indonesia pada saat ini, didasarkan pada kemampuan badan kereta dalam menahan beban kompresi misal 100 T, 150 T atau 200 T. Perkembangan yang ada di luar negeri saat ini sudah menerapkan metode crash

zone yaitu dengan memasang struktur yang dapat menyerap impak pada bagian ujung kabin, dimana pada saat terjadi tumbukan, semua energi yang timbul akan diserap oleh struktur tersebut sampai hancur. Dengan demikian ruang penumpang masih tetap utuh dan keselamatan penumpang dapat dijamin. Sedangkan bagian

MATERI PELATIHAN

PT. INKA 6 / 6

struktur yang hancur tersebut diganti dengan yang baru, mengingat bahwa bagian struktur tersebut terpasang secara modular.

Dengan sudah adanya crash zone maka persyaratan beban kompresi 100 T, 150 T atau 200 T sebaiknya sudah tidak diperlukan lagi, sehingga konstruksi yang dihasilkan bisa menjadi lebih ringan. Keuntungan lain dengan adanya crash zone adalah dapat mengeliminir terjadinya efek buckling, baik buckling kearah vertikal maupun horisontal, ketika terjadi tumbukan. Buckling vertikal pada badan kereta akan menimbulkan goncangan yang sangat hebat dan dilanjutkan dengan penggulingan, yang dapat mengakibatkan adanya tumbukan internal antar penumpang atau penumpang dengan komponen-komponen interior. Begitu juga buckling arah horisontal disamping menimbulkan akibat seperti pada buckling vertikal juga mengakibatkan kerusakan pada rel. Selain kelengkapan struktur yang mampu menyerap energi impak, perlindungan keselamatan terhadap penumpang juga dilakukan dengan memasang anti climbing

device pada bagian ujung kabin. Hal ini dilakukan untuk mecegah adanya overriding antar kereta pada saat terjadi tumbukan.