4. UJI COBA DAN ANALISIS DATA
4.1 Langkah pengujian
Dalam pengujian ini beban yang digunakan adalah beban artifisial yang besarnya adalah 80 N,90 N, dan 100 N. Langkah pengujian yang dilakukan dalam pengujian tugas akhir sistem pendinginan rem ini saya melakukan 3 kali pengujian yang antara lain:
• Rem diuji dengan menggunakan beban tanpa menggunakan sistem pendinginan.
• Rem diuji dengan menggunakan beban dengan menggunakan sistem pendinginan.
• Rem diuji dengan menggunakan beban dengan menggunakan sistem pendinginan yang dihidupkan pada waktu yang telah ditentukan sesuai dengan kondisi overheating.
• Rem diuji dengan menggunakan beban dan menggunakan pendinginan air.
4.1.1. Rem diuji dengan menggunakan beban tanpa menggunakan sistem pendinginan.
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
1. Langkah awal yang saya lakukan adalah menyiapkan alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian seperti : mesin uji, beban artificial, thermometer, tachometer, alat tulis, penggaris, stopwatch.
2. Berikutnya hidupkan mesin uji yang telah disiapkan.
3. Mencatat suhu awal yang ditunjukkan pada thermometer.
4. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
5. Siapkan beban artifisial dan meletakkan pada posisi yang telah ditentukan pada tuas penekan rem.
6. Ketika tuas rem sudah mendapatkan beban penekanan mulai menghidupkan stopwatch dan ukur putaran mesin yang sedang dijalankan.
7. Catat setiap kenaikan suhu dari rem untuk setiap menit.
8. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
9. Amati perubahan yang terjadi pada waktu rem sudah mengalami ciri-ciri overheating seperti munculnya asap, timbulnya bau sangit dan catat waktu dan juga suhu rem ketika hal ini mulai pertama kali muncul.
10. Lakukan percobaan sampai rem benar-benar mengeluarkan asap akibat overheating atau bisa juga dengan menggunakan parameter bau sangit yang cukup pekat dan kemudian catat waktu dan suhu rem ketika hal ini terjadi.
11. Lakukan percobaan selama 15 menit dan catat hasil yang terjadi sampai waktu yang telah ditentukan.
12. Matikan mesin uji setelah waktu yang ditentukan telah habis.
4.1.2 Rem diuji dengan menggunakan beban dengan menggunakan sistem pendinginan.
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
1. Langkah awal yang saya lakukan adalah menyiapkan alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian seperti : mesin uji, beban artificial,
thermometer, tachometer, alat tulis, penggaris, stopwatch.
2. Berikutnya hidupkan mesin uji yang telah disiapkan.
3. Mencatat suhu awal yang ditunjukkan pada thermometer.
4. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
5. Hidupkan tombol blower.
6. Siapkan beban artifisial dan meletakkan pada posisi yang telah ditentukan pada tuas penekan rem.
7. Ketika tuas rem sudah mendapatkan beban penekanan mulai menghidupkan stopwatch dan ukur putaran mesin yang sedang dijalankan.
8. Catat setiap kenaikan suhu dari rem untuk setiap menit.
9. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
10. Amati perubahan yang terjadi pada waktu rem sudah mengalami ciri-ciri overheating seperti munculnya asap, timbulnya bau sangit dan catat waktu dan juga suhu rem ketika hal ini mulai pertama kali muncul.
11. Lakukan percobaan sampai rem benar-benar mengeluarkan asap akibat overheating atau bisa juga dengan menggunakan parameter bau sangit yang cukup pekat dan kemudian catat waktu dan suhu rem ketika hal ini terjadi.
12. Lakukan percobaan selama 25 menit dan catat hasil yang terjadi sampai waktu yang telah ditentukan.
13. Matikan mesin uji setelah waktu yang ditentukan telah habis.
4.1.3 Rem diuji dengan menggunakan beban dengan menggunakan sistem pendinginan yang dihidupkan pada waktu yang telah ditentukan sesuai dengan kondisi overheating.
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
1. Langkah awal yang saya lakukan adalah menyiapkan alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian seperti : mesin uji, beban artificial, thermometer, tachometer, alat tulis, penggaris, stopwatch.
2. Berikutnya hidupkan mesin uji yang telah disiapkan.
3. Mencatat suhu awal yang ditunjukkan pada thermometer.
4. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
5. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
6. Siapkan beban artifisial dan meletakkan pada posisi yang telah ditentukan pada tuas penekan rem.
7. Ketika tuas rem sudah mendapatkan beban penekanan mulai menghidupkan stopwatch dan ukur putaran mesin yang sedang dijalankan.
8. Catat setiap kenaikan suhu dari rem untuk setiap menit.
9. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
10. Hidupkan blower sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
11. Amati perubahan yang terjadi pada waktu rem sudah mengalami ciri-ciri overheating seperti munculnya asap, timbulnya bau sangit dan catat waktu dan juga suhu rem ketika hal ini mulai pertama kali muncul.
12. Lakukan percobaan sampai rem benar-benar mengeluarkan asap akibat
overheating atau bisa juga dengan menggunakan parameter bau sangit yang cukup pekat dan kemudian catat waktu dan suhu rem ketika hal ini terjadi.
13. Lakukan percobaan selama 25 menit dan catat hasil yang terjadi sampai waktu yang telah ditentukan.
14. Matikan mesin uji setelah waktu yang ditentukan telah habis.
4.1.4 Rem diuji dengan menggunakan beban dengan menggunakan air sebagai pendinginan.
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
1. Langkah awal yang saya lakukan adalah menyiapkan alat-alat yang digunakan dalam proses pengujian seperti : mesin uji, beban artifisial, penyemprot, thermometer, tachometer, alat tulis, penggaris, stopwatch.
2. Berikutnya hidupkan mesin uji yang telah disiapkan.
3. Mencatat suhu awal yang ditunjukkan pada thermometer.
4. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
5. Siapkan beban artifisial dan meletakkan pada posisi yang telah ditentukan pada tuas penekan rem.
6. Ketika tuas rem sudah mendapatkan beban penekanan mulai menghidupkan stopwatch dan ukur putaran mesin yang sedang dijalankan.
7. Catat setiap kenaikan suhu dari rem untuk setiap menit.
8. Semprotkan air pada disc setiap 5 detik sampai akhir waktu pengujian.
9. Pengambilan data yang dilakukan diambil sebanyak 3x dalam jangka waktu yang singkat untuk mendapatkan suhu yang lebih akurat.
10. Amati perubahan yang terjadi pada waktu rem sudah mengalami ciri-ciri overheating seperti munculnya asap, timbulnya bau sangit dan catat waktu dan juga suhu rem ketika hal ini mulai pertama kali muncul.
11. Lakukan percobaan sampai rem benar-benar mengeluarkan asap akibat overheating atau bisa juga dengan menggunakan parameter bau sangit yang cukup pekat dan kemudian catat waktu dan suhu rem ketika hal ini terjadi.
12. Lakukan percobaan selama 10 menit dan catat hasil yang terjadi sampai waktu yang telah ditentukan.
13. Matikan mesin uji setelah waktu yang ditentukan telah habis.
4.2 Menentukan gaya tekan kampas rem (F)
Gambar 4.1 Diagram body bebas tuas penekan rem
Dalam Gambar 4.2.1 F merupakan gaya reaksi dari hydraulic rem akibat adanya gaya penekan di W. Sedangkan W merupakan gaya beban artifisial yang menekan batang penekan dalam hal ini besarnya W berubah bergantung dari posisi beban yaitu di titik A,B, dan C. Dalam gambar tersebut A,B, dan C
merupakan posisi beban artifisial yang memiliki jarak sebesar 35 cm,38 cm, dan 41 cm.
a = 2.5 cm = 0,025 m b = 6 cm = 0,06 m c = (12 – b) = (12 – 6) = 6 cm = 0,06 m
• Massa beban artifisial = 700 gr = 0,7 kg W = m * g
= 0,7 * 9,81 = 6,867 N
• Besarnya gaya FA untuk pengaruh beban WA dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
Mo = 0
WA * (xA + a) - FA * c = 0
6,867 * (0,35 + 0,025) - FA * 0,06 = 0 6,867 * 0,375 = FA * 0,06
FA = 42,92 N
• Besarnya gaya FB untuk pengaruh beban WB dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
Mo = 0
WB * (xB + a) – FB * c = 0
6,867 * (0,38 + 0,025) – FB * 0,06 = 0 6,867 * 0,405 = FB * 0,06
FB = 46,35 N
• Besarnya gaya FC untuk pengaruh beban WC dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
Mo = 0
WC * (xA + a) – FC * c = 0
6,867 * (0,41 + 0,025) – FC * 0,06 = 0 6,867 * 0,435 = FC * 0,06
FC = 49,79 N
Diameter piston hydraulic discbrake kecil(d1) = 2,5 cm = 0,025 m (didapat dari pengukuran langsung pada piston)
Diameter piston hydraulic discbrake besar (d2)= 3,5 cm = 0,035 m (didapat dari pengukuran langsung pada piston)
• Besarnya luasan bidang penekan piston hydraulic discbrake kecil dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
A1 = ² =
= ,
= 0,00049 m²
• Besarnya luasan bidang penekan piston hydraulic discbrake besar dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
A2 = ²
=
= ,
= 0,00096 m²
• Besar gaya penekanan rem berdasarkan besarnya gaya F1 dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
P1 = Ppenekan =
,
, =
,
Fpenekan = 84,1 N = 80 N (dibulatkan menuju angka puluhan terdekat)
• Besar gaya penekanan rem berdasarkan besarnya gaya F2 dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
P2 = Ppenekan =
.
, =
,
Fpenekan = 90,8 N = 90 N (dibulatkan menuju angka puluhan terdekat)
• Besar gaya penekanan rem berdasarkan besarnya gaya F3 dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:
P1 = Ppenekan
= ,
, =
,
Fpenekan = 97,55 N = 100 N (dibulatkan menuju angka puluhan terdekat)
Putaran(n) = 2600 rpm
Diameter piringan = 20 cm = 0,2 m
•
Perhitungan kecepatan putaran dari mesin dapat dihitung bedasarkan perhitungan sebagai berikut:v =
=
,= 27,22 m/s = 98,01 km/h
4.3 Percobaan 4.3.1 Percobaan I
Pada percobaan I hal yang dilakukan adalah melihat hubungan antara kenaikan temperatur dan waktu dengan beban yang digunakan adalah sebesar 80 N dengan menggunakan putaran mesin 2600 rpm.
Gambar 4.2 Kurva hubungan antara kenaikan temperatur dan waktu untuk putaran 2600 rpm
Berdasarkan gambar 4.3.1 dengan beban 80 N dapat dilihat bahwa tanpa adanya blower sebagai pendingin kenaikan suhu yang dialami oleh disc brake naik lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan blower. Sedangkan pada grafik blower menyala pada menit ke-2 suhu yang dicapai relatif lebih mendekati dengan grafik tanpa adanya blower. Perbedaannya hanya pada kenaikan suhu yang dicapai oleh disc brake lebih rendah. Penggunaan blower ini dapat dilihat berpengaruh pada kenaikan suhu yang terjadi di setiap bertambahnya waktu dan juga penyalaan blower juga berpengaruh pada setiap kenaikan suhu yang terjadi.
Blower ini dapat menghambat setiap kenaikan suhu yang dialami oleh disc brake.
Secara umum dapat dilihat temperatur semakin naik ketika mengalami pengereman dan menjadi asimtotik pada temperatur (±250° . Pada kondisi asintotik ini terjadi diakibatkan karena koefisien gesek dari brake pad mengalami penurunan sehingga daya pengereman dari disc brake menjadi berkurang dan menyebabkan temperatur menjadi stabil. Pada waktu pengujian disc brake mulai berbau sangit pada temperatur ±105 ° dan disc mulai mengeluarkan asap pada suhu ±180 ° . Pada pengujian dengan menggunakan penyemprotan air setiap 5 detik dengan besar debit penyemprotan 9,8 ml/min, kenaikan suhu yang terjadi dari disc brake lebih rendah daripada dengan menggunakan blower. Suhu yang dicapai setelah 10 menit adalah 174,5 ° . Hal ini disebabkan air lebih cepat melepaskan panas dibandingkan dengan udara sehingga suhu yang dicapai oleh disc brake lebih rendah ketika disc brake mengalami pengereman.
4.3.2 Percobaan II
Pada percobaan II hal yang dilakukan adalah melihat pengaruh beban berubah dengan putaran tetap sebesar 2600 rpm dan blower menyala pada menit ke-2.
Gambar 4.3 Kurva hubungan antara kenaikan temperatur dan waktu pengereman dengan variasi beban
Berdasarkan Gambar 4.3.2 dapat dilihat bahwa beban berpengaruh juga untuk setiap kenaikan suhu dengan putaran yang tetap. Semakin besar beban yang diberikan maka semakin besar pula kenaikan suhu yang dicapai. Namun dilihat dari grafik, dari 3 grafik tersebut memiliki bentuk yang hampir sama dan hanya berbeda di kenaikan suhu yang dicapai. Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada disc brake maka semakin besar pula kenaikan suhu yang dicapai untuk putaran yang tetap dan juga mempercepat kenaikan suhu dari disc brake.
4.3.3 Percobaan III
Pada percobaan III ini yang ingin dilakukan adalah melihat hubungan antara beban yang tetap yaitu sebesar 80 N dengan perubahan putaran mesin.
Gambar 4.4 Kurva hubungan antara beban tetap dengan putaran yang berubah
Berdasarkan gambar 4.3.3 dapat dilihat pengaruh perubahan putaran terhadap setiap kenaikan suhu dengan beban yang tetap menunjukkan bahwa temperatur disc brake mengalami kenaikan dengan putaran yang lebih besar. Dalam hal ini
dilihat bahwa dengan beban yang sama semakin besar putaran yang diberikan maka semakin tinggi putaran yang diberikan semakin besar pula temperatur disc brake yang dicapai. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa untuk putaran yang lebih besar disc brake memiliki titik temperatur maksimal yang berbeda.
