EKO HARDIANTO DOSEN PEMBIMBING : Prof.Ir. I Nyoman Sutantra, MSc., Phd.

EKO HARDIANTO 2107100102

 Menentukan gaya hambat kendaraan

SAPUJAGAD

 Menentukan gaya dorong kendaraan

SAPUJAGAD

 Menentukan drive train yang tepat untuk

kelincahan kendaraan SAPUJAGAD di jalanan perkotaan

 Menentukan sistem pengereman yang tepat

untuk kelincahan dan keamanan kendaraan SAPUJAGAD di jalanan perkotaan

 Menentukan rancangan drive train yang tepat

untuk kelincahan kendaraan SAPUJAGAD di jalanan perkotaan.

 Menentukan sistem pengereman yang tepat

untuk kelincahan dan keamanan kendaraan SAPUJAGAD di jalanan perkotaan.

1. Gaya hambat kendaraan disini hanya meliputi

aerodinamika bentuk bodi, efisiensi transmisi dan rolling resistance antara ban dan jalan

2. Gaya dorong disini hanya meliputi Torsi yang sudah

diketahui dari spesifikasi mesin, rasio transmisi dari spesifikasi dan efisiensi transmisi

3. Dimensi roda ditentukan pada awal perancangan dengan

diameter 15 inch

4. Sistem transmisi nantinya yang dirancang ketika power

dan kelincahan yang dibutuhkan kurang sesuai maka hanya akan memodifikasi rasio gear pada gearbox dan rasio sprocket(rasio pada clutch tidak dimodifikasi)

5. Sistem pengereman yang digunakan disini adalah

memakai barang yang sudah ada di pasaran dan menggunakan mekanisme disk brake dan dipasangkan pada kendaraan SAPUJAGAD.

 Sisi keilmuan

 Sisi Sumbangsih

 F_t = R_a + R_r + W a/g + Rg

 R_a = ½ ρ C_d A_f (V2)

 R_r = f_r W pada kondisi jalan datar

 R_r = f_r W cos θ pada kondisi tanjakan

 R_a = ½ ρ C_d A_f (V2)

 Data Coeficient of drag

No Jenis kendaraan Koefisien hambat

1 kendaraan penumpang 0,3 - 0,6 2 kendaraan convertible 0,4 - 0,65 3 kendaraan balap 0,25 - 0,3 4 Bus 0,6 - 0,7 5 Truck 0,8 - 1 6 tractor – trailer 0,8 - 1,3 7 sepeda motor + pengendara 1,8

 R_r = f_r W pada kondisi jalan datar

No Jenis Kendaraan

Permukaan Jalan

Beton Keras/Aspal Pasir

1 Kendaraan Penumpang 0,015 0,08 0,3

2 Truk 0,012 0,06 0,25

3 Traktor 0,02 0,04 0,2

Tabel Nilai rata-rata dari koefisien hambatan rolling untuk berbagai jenis ban kendaraan dan berbagai kondisi jalan

 F_t = T i_c i_k i_t μ_t / r

 F_{t total =} F_{t mesin} + F_{t motor listrik}

 Tipe mesin: 4 Langkah OHC, pendinginan udara  Diameter x langkah: 63,5 x 62,2 mm  Volume langkah: 196,9 cc  Perbandingan Kompresi: 9,0 : 1  Daya Maksimum: 16,7 PS / 8.500 RPM  Torsi Maksimum: 1,60 kg.m / 7.000 RPM

 Kapasitas Minyak Pelumas Mesin: 1,0 liter pada penggantian periodik  Kopling Otomatis: Manual, Multiplate Wet Clutch

 Perbandingan gigi penyalur daya pada clutch : 22-68  Gigi Transmsi: 6 kecepatan

 Pola Pengoperan Gigi: 1-N-2-3-4-5-6  Rasio pada gearbox :

◦ Gigi 1 : 11 - 28 ◦ Gigi 2 : 16 - 27 ◦ Gigi 3 : 25 – 32 ◦ Gigi 4 : 24 – 25 ◦ Gigi 5 : 31 – 28 ◦ Gigi 6 : 27 – 22

 Starter: Elektrik Starter & Kick Starter  Aki: 12 V – 7 Ah

 Busi: ND x 24 EP U9 / NGK DP8EA-9  Sistem Pengapian: CDI-AC, Magneto  Rasio Sprocket and Chain : 13 – 43

 Desain pemilihan Clutch dan perbandingan

gigi clutch :

 T = 2/3 π f pmax ( r₀3 – r_i3 )

 F = π pmax ( r₀2 – r_i2 )

 Desain RASIO gearbox Mesin  P = F_t v => F_t = P/v  F_t = T i_c i_k i_t μ_t / r  F_t dorong > F_t hambat  Sehingga  P/v = T i_c i_k i_t μ_t / r  i_k = P r / v T i_c i_t μ_t

 Step 1 :

 Power X Service Factor = Desain Power pada Service Factor Table  Step 2

 Menentukan Jumlah gigi Sprocket dan Pitch Rantai pada tabel standar single strad roller chain  Step 3 :

 Menentukan Perbandingan sprocket pada tabel sprocket teeth factors

 Step 4 : Menentukan center of distance di pitch rantai dimana sudut kontak minimum pada sproket

penggerak adalah 1200 _{dan jarak antar poros adalah antara 30 – 50 pitch. Cara mencari Chain Pitch :}

 Center of distance/ Pitch = Chain Pitch  Step 5 : Menentukan Panjang Rantai :  2C + S/2 + K/C = Panjang Rantai di Pitch  Dimana :

 C = Center distance di Chain Pitch

 S = Jumlah gigi di Sproket Penggerak ditambah Jumlah Gigi di Sproket yang digerakkan

 K = Jumlah gigi di Sproket Penggerak dikurangi Jumlah Gigi di Sproket yang digerakkan dan dengan

melihat tabel Sproket teeth factors

 Untuk Panjang rantai = panjang rantai di pitch / 0,25  Step 6

 Menentukan tipe pelumasan rantai yang cocok dengan melihat tabel standard single roller chain pada



 Penggunaan motor listrik ini digunakan selain

sebagai penambah daya kendaraan saat berakselerasi tapi juga berfungsi sebagai gear reverse agar

kendaraan juga bisa mundur dengan moda parking.



 Spesifikasi Penggerak motor Listrik

 Rated power: 2500 W  Rated voltage: 48V  Torque : 46,88 Nm  Rpm 500   F_t = T / r  V = P / F_t

No Permukaan Jalan Koefisien adhesi tertinggi μp

Koefisien adhesi roda lock μs

1 Aspal dan beton (kering) 0,85 0,75

2 Aspal (basah ) 0,6 0,58

3 beton (basah ) 0,8 0,7

4 Gravel 0,6 0,55

5 jalan tanah (kering) 0,68 0,65

6 jalan tanah (basah) 0,55 0,45

7 Snow 0,2 0,15

8 Ice 0,1 0,07

F_b = Wa/g – f_r Wcos θ + R_a + Wsin θ + F_cg sin β F_bmax = μ W

Output to master cylinder F(N) and r(mm)

Driver Input F(N) and r(mm)

PRESSURE = FORCE / PISTON AREA F₁ / A₁ = F₂ / A₂

 Beban per roda  W_f = 1/L( W l₂ + h(F_b + f_r W)  W_r = 1/L( W l₁ + h(F_b + f_r W)  Dimana:  K_bf = μ W/ L * l₂ + h(μ + f_r)  K_br = μ W/ L * l₁ - h(μ + f_r)  Dimana : K_bf + K_br = 1

 Perlambatan kendaraan dalam bentuk g:  (a/g)_f = μ l₂ + K_bf L f_r) / L K_bf - μ h

 (a/g)_r = μ l₁ + K_br L f_r) / L K_br - μ h (a/g)_{f =}

(a/g)_r, stable vehicle

 Perlambatan kendaraan dan efisiensi kendaraan

 a = F_b / m η_b = a / μ g

 Jarak pengereman yang terjadi

 s = γ_m W / 2g (Ra / V₁2) * ln (1+ Ra / η_b W + f_r Wcos θ + f_r Wcos θ)

 T = F_b r_e

 r_e = D+d / 4

PENENTUAN IDE RANCANGAN KONSEP RANCANGAN

OPTIMASI DIMENSI DAN KEKUATAN OPTIMASI KOMPONEN

RANCANGAN AKHIR PEMBUATAN PRODUK

PENGUJIAN

 Berat Kendaraan :

 Tanpa penumpang : 200 kg  Dengan penumpang : 350kg

 Rancangan body

 Frontal Area = 1,4 m2

 Honda Tiger  Power 16,8 hp pada 8500 rpm  Torsi 1,68 kgm pada 7000 rpm  Motor Listrik  Rated power: 1000 W  Torque : 19,08 Nm  Rpm 500

 Roda :

 Ban

 koefisien rolling resistance untuk permukaan jalan

keras/aspal = 0,08  Radius 15 inch  Merk FDR  Velg  Merk Venom  Radius 14 inch

 Massa 1 roda depan = 7 kg

 Ra = Gaya Hambat Aerodinamis  R_a = ½ ρ C_d A_f (V2) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Ft (N ) v (km/jam) Grafik Ra

 Rr = Gaya Hambat Rolling Resistance

R_r = f_r W pada kondisi jalan datar

 R_r = f_r W cos θ pada kondisi tanjakan

 Rg= W sin θ 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ft (N ) θ Grafik Rr

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ft (N ) v(km/jam)

Gaya Hambat Total Kendaraan

tanpa tanjakan tanjakan 5 tanjakan 10 tanjakan 14 tanjakan 20 tanjakan 30

 Material Kampas : Kevlar / Cast Iron – Steel

 Coefficient of friction for wet transmission : 0,07  Pressure Maximum : 3 Mpa

 Rasio Clutch : 22 – 68

 Diameter dalam kampas clutch : 20,02 mm  Diameter luar kampas clutch : 27,93 mm  T = 2/3 π f pmax ( r₀3 – r_i3 ) = 20841,68 N  F = π pmax ( r₀2 – r_i2 ) = 76,83 Nm

 Rasio gigi 1 28/11  Rasio gigi 2 27/16  Rasio gigi 3 32/25  Rasio gigi 4 25/24  Rasio gigi 5 28/31  Rasio gigi 6 22/27

 Sprocket Honda Tiger  Jumlah gigi depan 13  Jumlah gigi belakang 43

 Rantai

 Service factors : 1,3  Pitch Rantai : 0,92

 Sprocket teeth factor : 13,5  Center of distance : 36,8

 Panjang Rantai : 2 x 36,8 + (13 +43)/2 + (13,5 - 7)/2 = 104,85 cm  Tipe Pelumasan : Oil Stream Lubrication

 Untuk kopling : 99%

 Setiap pasang gigi : 95 - 97%

 Bantalan dan joint : 98 – 99%

 Torsi engine pabrik : 1,6 kgm

 Perhitungan Torsi di roda gigi 1 :

 T i_c i_k i_t = 408,47 Nm

 Torsi di roda dyno test : 357,42 Nm

 Efisiensi : 375,42 Nm/408,47 Nm = 0,875=

 F_t = T i_c i_k i_t μ_t / r 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Grafik Gaya Dorong versus kecepatan

gigi 1 gigi 2 gigi 3 gigi 4

gigi 5 gigi 6 aerodinamis rolling resistance

tanjakan 10 tanjakan 5 tanjakan 14 gaya hambat total

v (km/jam) Ft (N)

 Merubah rasio sprocket menjadi 58/13

 Merubah rasio gigi 1 menjadi 40/11

 Merubah rasio gigi 2 menjadi 37/14

 Merubah rasio gigi 3 menjadi 33/17

 Merubah rasio gigi 4 menjadi 29/22

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210

Grafik gaya dorong versus kecepatan rasio rancangan ulang

gigi 1 gigi 2 gigi 3 gigi 4

gigi 5 aerodinamis rolling resistance tanjakan 10

tanjakan 20 tanjakan 30 gaya hambat total

v (km/jam ) Ft(N)

 Koefisien adhesi ban dan jalan = 0,85





 aspal kering

v(km/jam) W a/g(N) Rr(N) Ra(N) Wsin θ(N) Fc sinβ (N) 20 3433,5 274,68 10,37 0 431,65 40 3433,5 274,68 41,48 0 1726,60 60 3433,5 274,68 93,33 0 3884,86 80 3433,5 274,68 165,92 0 6906,41

 L1 = 1,2 m

 L2 = 0,9 m

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Fb (N ) v(km/jam

Grafik kecepatan vs gaya pengereman

belok lurus

1/L W*l1(Nm) W*l2(Nm) Fb+Rr(N) h(Fb+Rr)(Nm) Wr(N) Wf(N) 0,43 4463,55 3433,50 3193,16 1277,26 1385,34 2048,16 μ+fr h(μ+fr) Kbf Kbr 0,08 0,032 0,45 0,55 W_f = 1/L( W l₂ + h(F_b + f_r W) W_r = 1/L( W l₁ + h(F_b + f_r W) Kbf = μ W/ L * l2 + h(μ + fr) Kbr = μ W/ L * l1 - h(μ + fr) Dimana : Kbf + Kbr = 1 (a/g)f = μ l2 + Kbf L fr) / L Kbf - μ h (a/g)r = μ l1 + Kbr L fr) / L Kbr - μ h

(a/g)_{f =} (a/g)_r, stable vehicle

μ l2(m) Kbf L fr(m) Kbf L(m) μ h(m) (a/g)f

0,85 0,08256 1,032 0,34 1,34763

μ l1(m) Kbr L fr(m) Kbr L(m) μ h(m) (a/g)r

 Tuas Rem

 Panjang lengan batang : 16 cm

 Panjang lengan tuas penekan : 4 cm

 Gaya Input = 50 N

 Master Rem

 Diameter input force : 1 cm

 Diameter output force : 1 cm

 Gaya Output = 32,5 N,32,5 N

 Caliper

 Diameter input force : 1 cm  Diameter output force : 6 cm

 Gaya Output 1 roda depan = 1170 N  Gaya output roda belakang = 2340 N  Ftotal = 4680 N



 Kampas Rem

 Piringan Cakram Supra  Diameter Cakram : 0,3 m

v(km/jam) γm W(N) 2g Cae Cae*V^2 Fres(N) s(m) 20 3433,5 6,59 10,37 5386,33 1,00 40 3433,5 6,59 41,48 6722,76 3,20 60 3433,5 6,59 93,33 8932,87 5,41 80 3433,5 6,59 165,93 12027,02 7,14 s = γ_m W / 2g (Ra / V₁2_{) * ln (1+ Ra / η} b W + fr Wcos θ + fr Wcos θ)

Fb(N) r(m) T(Nm) D(m) d(m) re(m) C(N) 1170 0,38 445,77 0,3 0,27 0,17 3080,38 1170 0,38 445,77 0,3 0,27 0,17 3080,38 2340 0,38 891,54 0,3 0,27 0,17 6160,76 T = F_b r r_e = D+d / 4 C = T / r_e μ_f

 Dimensi

 Panjang : 2600 mm

 Lebar : 1300 mm

 Tinggi : 1000 mm

 Jarak antara poros roda : 2200 mm  Jarak antara roda depan : 1200 mm  Jarak terendah ke tanah : 100 mm  Berat kendaraan bersih : 200 kg 

 RANGKA : ALUMINUM ALLOY

 STEERING SYSTEM : RACK & PINION SYSTEM

 Shockbecker : lengan ayun

 Ukuran ban depan : 70/90-14MC 34P

 Ukuran ban belakang : 80/90-14MC 34P

 BRAKE : DISK BRAKE HYDRAULIC ACTUATED

SYSTEM

 Kapasitas tangki bahan bakar : 10 liter

 ENGINE : HYBRID  Mesin otto

 Kapasitas mesin/Power : 226,43 cc/16,8 hp  Torsi : 1,68 kgm

 Berat kosong mesin : 32 kg  Sistem bahan bakar : karburator  FUEL : ethanol  Motor listrik

 Jenis : brushless dc motor hub  Power / voltage/current : 1000 watt / 48 v / 25a  Battery : lithium

 Moda kendaraan : idle

 accelerating  Constant speed  Parking

 TRANSMISSION : SPROCKET AND CHAIN SYSTEM

 Sistem kopling : plat majemuk, basah

 Sistem pengoperasian kopling : tipe mekanis

 Transmisi : 6 kecepatan

 Pola pengoperan gigi : 1 – n – 2 – 3 – 4 – 5

 Rasio sprocket dari 43/13 menjadi 58/13  Rasio gigi 1 dari 28/11 menjadi 40/11

 Rasio gigi 2 dari 27/16 menjadi 37/14  Rasio gigi 3 dari 32/25 menjadi 33/17  Rasio gigi 4 dari 25/24 menjadi 29/22  Rasio gigi 5 dari 28/31 menjadi 29/31  Rasio gigi 6 dihilangkan dan tidak

diperlukan karena tidak mampu melawan gaya hambat normal tanpa tanjakan.

panjang tuas (m) 0,04

l1(m) 0,03

l2(m) 0,01

diameter input master(m) 0,01 diameter output master(m) 0,01 diameter input kaliper(m) 0,01 diameter output kaliper(m) 0,06

Distribusi gaya pengereman per roda pada roda depan adalah 45% (22,5% roda kiri, 22,5 % roda kanan) sedangkan roda belakang 55%.

Ukuran umum cakram yang dipakai berdiameter 30 cm dan kaliper memiliki ukuran daya cengkram 3 cm.

◦ Pembuatan transmisi hendaknya diperhatikan dalam pemasangan karena mengakibatkan efisiensi menurun dan melakukan pengujian lebih lanjut untuk mengetahui efisiensinya sehingga membuat sistem drive train yang lebih baik untuk menaikkan efisiensi.

◦ Kenyamanan pada transmisi adalah faktor yang juga harus

diperhatikan karena hal tersebut juga memudahkan pengendara dan masuk kategori kenyamanan berkendara karena hal tersebut belum bisa dipenuhi langsung dalam fabrikasi kali ini.

◦ Untuk Pengereman, jarak perlambatan yang terjadi

hendaknya diuji dengan uji jalan dan diambil datanya lalu dibandingkan hasilnya dengan rancangan dan sistem

pengereman yang sudah dibuat sehingga bisa