IMPLEMENTASI KONTROL RPM UNTUK MENGHASILKAN PERUBAHAN RASIO SECARA OTOMATIS PADA ELECTRICAL CONTINUOUSLY VARIABLE
TRANSMISSION (ECVT)
I Gede Hartawan 2108 030 002
DOSEN PEMBIMBING
Dr. Ir. Bambang Sampurno, MT
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011
LATAR BELAKANG
Transmisi Otomatis
CVT Transmisi Otomatis
Konvensional
LATAR BELAKANG
ENGINE
OUTPUT Motor DC Puli Primer
Puli Sekunder V-Belt
Fork Screw
Variable-diameter pulley (VDP) CVT Hydraulic
Electrical Continuosly Variable Variable Transmission Toroidal
3
LATAR BELAKANG
Widjokongko (2009) memperbaiki sistem CVT elektrik melalui analisa dan perancangan sistem kendali tertutup
dengan mode elektrik pada CVT. Tetapi perubahan rasionya menggunakan potensiometer dengan putaran mesin konstan
potensiometer
LATAR BELAKANG
• Sistem kontrol RPM pada ECVT untuk merubah rasio secara otomatis
Sensor putaran dengan rotary encoder dan optocoupler
Bagaimana merancang kontrol rpm untuk mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder sehingga mendapatkan perubahan rasio secara otomatis.
Bagaimana mengidentifikasi pengaruh rpm dan pergerakan fork screw terhadap
perubahan rasio aktual.
Bagaimana memperoleh kinerja ECVT lebih baik.
RUMUSAN MASALAH
TUJUAN PENELITIAN
Untuk memperoleh rancangan kontrol rpm yang sesuai dalam
mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder sehingga mendapatkan
perubahan rasio secara otomatis.
Untuk memperoleh data-data aktual
ECVT berdasarkan implementasi.
Untuk memperoleh
kinerja ECVT yang
lebih baik.
BATASAN MASALAH
Pototipe ½ chasis menggunakan putaran mesin 1 silinder dengan daya 6.5 HP/4500 rpm dan
100 cc sebagai pengganti mesin
kendaraan.
Jenis mekanisme pengatur rasio Electric Continuously
Variabel Transmission adalah menggunakan push
belt dengan mekanisme Fork Screw yang digerakkan oleh motor DC.
Implementasi hanya pada pengendalian/kontroller pada
penggerak Push Belt dengan mekanisme Fork Screw menggunakan kontrol rpm untuk merubah rasio ECVT
secara otomatis.
Pengujian pada prototipe dilakukan pada putaran mesin 1200 - 4500 rpm dan
putaran pada puli primer 550 -2300 rpm dengan slip
pada puli mesin dan puli primer diabaikan.
Pengujian pada prototipe dilakukan tanpa
beban dan pada jalan mendatar.
Analisa desain serta kekuatan rangka ECVT dan chasis
kendaraan tidak dibahas dalam
penelitian ini.
MANFAAT
Mendapatkan rancangan rangkaian kontrol rpm yang sesuai dalam mengatur kinerja motor DC primer dan motor DC sekunder,
sehingga mendapatkan sistem rasio ECVT yang otomatis dan lebih optimal.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat menjadi referensi bagi peneliti lain dalam pengembangan ECVT.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat membantu
masyarakat dalam mengetahui dan menganalisis prinsip kerja dari ECVT.
• Penelitian Sebelumnya
KAJIAN PUSTAKA
Herlambang (2010) Pada penelitian ini menggunakan sensor Strain Gauge sebagai sensor gaya untuk meningkatkan kinerja sistem CVT . Strain gauge yang dipasang untuk sensor gaya pada fork screw sistem CVT yang telah bekerja dan mewakili nilai Clamping force yang terjadi pada fork screw. Hasilnya ditunjukan berupa voltase Output akibat gaya pencekaman pada Sensor gaya push belt fork screw antara puli primer dan sekunder.
Widjokongko (2009) Pada penelitian ini dirancang sistem CVT menggunakan sistem loop tertutup dengan menggunakan mode elektrik secara proporsional untuk mengendalikan actuator dalam mendorong Fork Screw. Penelitian mampu meningkatkan effisiensi ratio CVT menjadi 53.056 % sehingga mampu mengurangi faktor slip.
Diagram Alir Penelitian
START
Observasi Kajian Pustaka
Rumusan Masalah
Perencanaan sistem kontrol Rpm pada pengendalian rasio secara
otomatis
Pembuatan sistem kontrol RPM
Pemilihan Komponen
A B
Diagram Alir Penelitian
A B
Pengujian pada prototipe
Sesuai dengan yang
diinginkan
Pembuatan Laporan akhir
FINISH
Data Parameter pendukung (Xp.
Xs, rasio ideal, putaran mesin)
Tidak
ya
Sensor Optocoupler dan Rotary Encoder
Sebelumnya Sekarang
Sensor Optocoupler dan Rotary Encoder
Potensio Geser
Sekarang 50 k ohm Sebelumnya 30 k ohm
Potensio Geser
HASIL DAN PEMBAHASAN
• Blok Diagram
Kontroler 2
Aktuator (Driver Motor)
Motor DC
Fork Screw Kontroler
1
Potensio Geser
Puli
Gerakan Fork Srew
Rasio Aktual
Mikrokontroler Atmega 16
Set Point
Xp & Xs
Ideal VS Aktual
Xp, Xs dan Rasio Ideal
Rpm puli primer
Xp &Xs Aktual
a
a Out• Hasil Grafik perbandingan rasio dengan gerakan Fork Screw Xp dan Xs pada ECVT
HASIL DAN PEMBAHASAN
Motor DC primer mengalami kendala mulai dari rasio 2,405 hingga
• Hasil Grafik perbandingan antara RPM primer dengan RPM sekunder aktual ECVT
HASIL DAN PEMBAHASAN
Putaran maksimum pada puli primer hanya mencapai 2160 rpm pada rasio 0,680.
• Hasil data Xp, Xs, RPMp, RPMs dan Rasio ideal pada ECVT
HASIL DAN PEMBAHASAN
RPM
ENGINE RPM P RPM S DATA ANALOG (mm) DATA DIGITAL (BIT) RASIO
XP XS XP XS
1200 550 203.261 12.19 -17.28 1 375 2.70586991
1500 709.090 282.275 11.081818 -15.709091 70.909091 433.90909 2.512050827 1800 868.181 374.501 9.9736364 -14.138182 140.81818 492.81818 2.318231745 2100 1027.272 483.556 8.8654545 -12.567273 210.72727 551.72727 2.124412662 2400 1186.363 614.507 7.7572727 -10.996364 280.63636 610.63636 1.930593579 2700 1345.454 774.685 6.6490909 -9.4254545 350.54545 669.54545 1.736774496 3000 1504.545 975.106 5.5409091 -7.8545455 420.45455 728.45455 1.542955414 3300 1663.636 1233.112 4.4327273 -6.2836364 490.36364 787.36364 1.349136331 3600 1822.727 1577.685 3.3245455 -4.7127273 560.27273 846.27273 1.155317248 3900 1981.818 2061.177 2.2163636 -3.1418182 630.18182 905.18182 0.961498165 4200 2140.909 2788.807 1.1081818 -1.5709091 700.09091 964.09091 0.767679083
• Hasil data Xp, Xs, RPMp, RPMs dan Rasio aktual pada ECVT
HASIL DAN PEMBAHASAN
RPM
ENGINE RPM P RPM S DATA ANALOG (mm) DATA DIGITAL (BIT) RASIO
XP XS XP XS
1200 560 300 12,005 -16,908 2,9 397,1 2,647
1500 720 421 11,421 -15,189 65.7 440.2 2,325
1800 841 540 10,837 -13,551 129.5 512.9 2,024
2100 1021 661 9,328 -12,350 198,2 567,1 1,991
2400 1141 781 8,809 -11,067 265.4 603,5 1,766
2700 1381 1021 6,830 -8,392 322,6 681,3 1,452
3000 1501 1201 6,116 -7,492 401,0 749,3 1,354
3300 1622 1381 5,418 -6,482 453,2 753.5 1,227
3600 1861 1622 3,082 -4,554 582,5 813,0 1,156
3900 1922 1803 3,114 -4,162 598,2 863,6 1,056
4200 1983 2103 2,838 -3,179 653,1 915,7 0,863
4500 2042 2160 1,070 -1,187 697,9 1021 0,680
• Hasil Grafik perbandingan antara Rasio ideal dengan Rasio aktual untuk menghitung Effisiensi Rasio ECVT pada Putaran Maksimum.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Grafik Ideal Grafik Aktual
Simulasi LabVIEW (rasio 0,680 ---0,0000) Imlpementasi (rasio 0,680 ---0.5556)
Efisiensi Rasio = 100% - 55,56% = 44,44%
Slip yang terjadi antara puli dengan belt sebesar 55,56%
• Hasil Grafik perbandingan antara RPM sekunder ideal dengan RPM sekunder aktual untuk menghitung Effisiensi Torsi ECVT pada Putaran Maksimum.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Efisiensi Torsi ECVT pada putaran maksimum
adalah 64,69%
Grafik Ideal Grafik Aktual
KESIMPULAN
1. Implementasi Rancangan Sistem Kontrol RPM pada prototipe ECVT bekerja dengan baik, sehingga didapatkan hasil perubahan rasio ECVT secara otomatis sesuai dengan rpm pada mesin.
2. Data - data aktual hasil implementasi didapatkan melalui software LabVIEW berupa tampilan grafik pergerakan fork screw, RPMp dan RPMs untuk mengetahui perubahan rasio ECVT.
3. Hasil perbandingan antara antara simulasi LabVIEW dengan Impementasi pada prototipe ECVT diperoleh kinerja ECVT meliputi :
• Pada rasio 0,680 pada ECVT diperoleh efisiensi slip sebesar 55,56% dan efisiensi rasio sebesar 44,44%.
• Efisiensi torsi pada ECVT sebesar 64,69%
