ISSN X KONFERENSI NASIONAL ENGINEERING PERHOTELAN ISSN X. Nomor 1/Volume 4/Juli 2017

 1/ 2) $ ). '  / . &% 1% . 2)
 " 2) / . . " ,  . ' ). % % 1). '
 %  % 1( / % ," .      

ISSN 2338 – 414X

Nomor 1/Volume 4/Juli 2017

KONFERENSI NASIONAL

ENGINEERING PERHOTELAN

“ Teknologi Hijau Pendukung Industri Pariwisata"

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362 Telp./Fax. : +62 361 703321

http://www.mesin.unud.ac.id

ISSN 2338 - 414X

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Udayana

Prosiding Abstrak KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI iii

NARASUMBER vii

ENERGI DAN TERMOFLUID [ET-001]

Pengaruh Suhu dan Kecepatan Aliran terhadap Akurasi Pompa Bahan Bakar Premium dan Pertamax

- I Ketut Suarsana, Komang Ayu Ratnawati, Wayan Nata Septiadi

1-4

[ET-002]

Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Datar dengan Pengganggu Aliran Berupa Pelat Melintang yang Disusun Sebaris (Aligned)

5-7 - Komang Alit Kumara Jaya, Made Sucipta, Ketut Astawa

[ET-003]

Analisis Gaya Tahanan Aliran Fluida Melintasi Pelat Berlesung (Dimpled) Setengah Bola

Konfigurasi Sejajar 8-13

- Nasaruddin Salam, Rustan Tarakka, Jalaluddin, Muh.Setiawan [ET-004]

Analisis Aerodinamis pada Variasi Bentuk Ekor Desain Bodi Mobil Hemat Energi 14-18 - Fitra Setiaji, MuhammadAinul Yaqin, Dewi Mariya Ulfa, Nafisah Arina Hidayati,

Moch. Agus Choiron [ET-005]

Optimasi Energi Pada Motor Induksi 3 Phase Dalam Pendistribusian Kebutuhan Air (Studi Kasus di IPA Petanu Kabupaten Gianyar)

19-23

- Ardikosa SW, Gede One A, Angelina PS [ET-007]

Emisi Gas Buang Pada Sepeda Motor Dengan Rasio Kompresi Dan Bahan Bakar Yang Berbeda

24-28 - Putu Premayana Dhama Kusuma,Ainul Ghurri

[ET-008]

Pengaruh Tekanan dan Temperatur Terhadap Ukuran Rata-Rata Droplet Minyak Jelantah 29-34 - I K.G. Wirawan, Ainul Ghurri, W. N. Septiadi

[ET-010]

Pengaruh Suction Terhadap Medan Aliran Pada Model Kendaraan Dengan Variasi Geometri Muka

35-38

- Rustan Tarakka, Nasaruddin Salam, Jalaluddin, Muhammad Ihsan

[ET-011]

Pengaruh Variasi Jarak Penghalang Segitiga di Depan Silinder Arah Vertikal Terhadap Drag

39-42 - I Putu Gede Gunawan Tista, I GNP Tenaya, I GN. Putu Sudanta

[ET-013]

Kajian Eksperimental Head Losses Katup Limbah Pompa Hydram

43-46 - Made Suarda, Ainul Ghurri, Made Sucipta, I Nengah Suweden

[ET-016]

Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Gravitasi Bumi 47-50 - I Made Astika, Arliyandi, Bagus Putu Rama Kusuma, Komang Tri Sanjaya Tirta

[ET-022]

Kinerja Mesin Dan Konsumsi Bahan Bakar Pada Sepeda Motor

Dengan Rasio Kompresi Dan Bahan Bakar Yang Berbeda 51-54

-Tegar Putra Kirana, Ainul Ghurri

DESAIN MANUFAKTUR [DM-001]

Ketangguhan Paduan Alumunium Al-Si Ditambah Penguat SiC dengan Metode Stir Casting

55-58 -Arfandy, Muh. Yamin, Hammada Abbas

[DM-002]

Pengaruh Waktu Aging Terhadap Kekuatan Tarik Aluminium Tipe 2024 T3 59-61 -I Made Astika, I Gusti Komang Dwijana, I Gusti Ketut Sukadana

[DM-003]

Simulasi Static Structural Pada Saringan Grizzly Bar Kapasitas 70 Ton/Jam 62-65 -Dwipayana, Jekki Hendrawan, Juliansyah

[DM-004]

Perancangan Mekanisme Sliding pada Sistem Keselamatan Pasif Kereta Penumpang Kelas 1

66-74

-I Wayan Suweca, Rachman Setiawan, Bara Nuansa [DM-005]

Pengaruh Temperatur Penuangan terhadap Fluiditas dan Struktur Mikro Logam Kuningan

pada Metode Evaporative Casting 75-79

-I.G.N Priambadi, I Ketut Gede Sugit

⁾

, Ida Bagus Giri Asmara, A.A.I.A.S. Komala Dewi

Prosiding Abstrak KNEP VIII 2017 ISSN 2338-414X v [DM-006]

Perilaku Kompresi Hybrid Komposit Dengan Penguat Basalt, Cangkang Kerang dan Aluminium pada Kampas Rem

80-83

-Darunata Arsidi, I.D.G Ary Subagia, I Ketut Adi Atmika

[DM-007]

Studi Sifat Material Hybrid Composit Terhadap Penyerapan Air Laut Dengan Variasi Waktu Perendaman

84-88 -Made Evan Pramantara Wijaya, IDG. Ary Subagia, I K. Adi Atmika

[DM-008]

Sifat Keausan Kampas Rem Berbahan Serabut Kelapa 20% Alumina Phenolic Resin 89-92 -Steven Ferinata Sancoko, I Dewa Gede Ary Subagia, I Made Astika

[DM-009]

Variasi Temperatur Terhadap Kekerasan Vickers Komposit Serbuk Batok Kelapa Alumina Phenolic Resin

93-97 -Robby Galih Dwi Saputra, I Dewa Gede Ary Subagia, I Made Astika

[DM-010]

Karakterisasi Kekuatan Impak dan Struktur Mikro Terhadap Variasi Permeabilitas dan

Temperatur Tuang Hasil Coran Aluminium Silikon (Al-7%Si) 98-105 -Kadek Indra Adhi Y., I Ketut Gede Sugita, A.A.I.A.S. Komaladewi

[DM-011]

Optimization of Initial Folding Square Sections for the Crashworthiness Design 106-110 -M Yoggaraj Muthusamy, Kamaruddin, Moch. Agus Choiron

[DM-012]

Optimasi Desain Chassis Traktor Mini untuk Perkebunan Kelapa Sawit 111-115 -Muhamad Ilyas, Achmad Syafi’udin, Isfan Apra Adha, Moch. Agus Choiron

[DM-013]

Pembuatan, Karakterisasi Dan Aplikasi Karbon Aktif Dari Biomassa; Review Jurnal 116-122 -D N K Putra Negara, T G Tirta Nindhi), I W Surata dan M Sucipta

[DM-014]

Peran NaOH Dalam Sintesis Partikel Karbon Nano Menggunakan High Energy

Milling 123-126

-I Gusti Ketut Puja, ING Wardana, Yudy Surya Irawan, Moch. Agus Choiron [DM-026]

Optimasi Desain Chassis Traktor Mini untuk Perkebunan Kelapa Sawit

Analisis Biaya dan Manfaat Intervensi Ergonomi pada Proses Desain dan Manufaktur 127-132 -I Wayan Surata

[DM-032]

Optimasi Desain Chassis Traktor Mini untuk Perkebunan Kelapa Sawit

Analisis Kinerja Traksi pada Kendaraan Dengan Sistem Drive Train Gear dan Gearless 133-136

-I Ketut Adi Atmika, IGAK. Suriadi, I Made Dwi Budiana

Engineering Perhotelan [EP-001]

Integrasi Metode Fuzzy Servqual dan QFD untuk Meningkatkan Kualitas Layanan Sistem Akademik

137-143 -Damianus Manesi, Imanuel A. Tnunay

[EP-002]

Performansi Sistem Pengering Pakaian Dengan Variasi Konsumsi Bahan Bakar 144-146 -Suarnadwipa, Bandem Adnyana, Agus Hendra Wiguna

[EP-003]

Investigasi Unjuk Kerja Sistem Penyaring Air Pasir Lambat dengan Aliran Air

dari Bawah ke Atas untuk Meningkatkan Kualitas Air Bersih Pedesaan 147-151 -Made Suarda

[EP-004]

Pengaruh Tata Letak Pakaian Terhadap Performansi Sistem Pengering 152-154 -I W. Bandem Adnyana, I N.Suarnadwipa, Bayu Anggara

[EP-005]

Pengujian Model Biodigester Portable untuk Pengolahan Sampah Organik 155-157 -Nitya Santhiarsa, Wijaya, Suryada

[EP-006]

Pompa kincir sebagai solusi untuk mengatasi kekurangan air bersih di banjar jempanang desa belok/sidan

158-164

-I Gusti Ketut Sukadana, I Wayan Nata Septiadi

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VIII - 2017 (133-136) ISSN 2338-414X

*Korespondensi: Tel./Fax.: 081236785776 E-mail:tutadi2001@yahoo.com

Teknik Mesin Universitas Udayana 2017

Analisis Kinerja Traksi pada Kendaraan Dengan Sistem Drive Train ^Gear dan ^Gearless

I Ketut Adi Atmika ^1* , IGAK. Suriadi ¹ , I Made Dwi Budiana ¹

1

Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali

Abstrak

Sistem drive train fungsi utamanya adalah mentramsmisikan atau mentransformasikan torsi yang keluar dari mesin sampai ke torsi yang terjadi pada roda penggerak, dimana berisi satu set rasio transmisi. Besarnya rasio-rasio transmisi berpengaruh terhadap besarnya torsi yang dapat ditransmisikan, sedangkan jumlah tingkat kecepatannya berpengaruh terhadap kehalusan (smoothness) proses transmisi dan transformasi daya pada sistem transmisi tersebut. Karakteristik traksi dan kinerja transmisi kendaraan yang diuji adalah Toyota Kijang Inova tahun 2012, Pemodelan kinerja traksi dilakukan dengan metode simulasi.

Karakteristik traksi dari sistem transmisi kendaraan dianalisa pada beberapa tingkat kecepatan untuk mengatasi berbagai hambatan sepanjang kondisi operasi kendaraan. Perhitungan awal dari ratio gigi antara yang tertinggi dan terendah dapat dicari dengan menggunakan hukum Progresi Geometri. Ratio dari roda gigi akhir (terendah) ditentukan oleh kecepatan maksimum kendaraan yang akan dirancang. Sedangkan traksi maksimum atau tanjakan maksimum menentukan besar ratio roda gigi awal (tertinggi). Kemudian ratio diantara kedua batas tersebut dibuat sedemikian rupa agar traksi yang dihasilkan kendaraan dapat mendekati karakteristik idealnya. Modifikasi ratio gigi transmisi dari standarnya mendapatkan kebutuhan traksi yang lebih kecil untuk kecepatan yang sama, baik pemasangan 4 tingkat, 5 tingkat, maupun 6 tingkat kecepatan. Jarak kurva traksi antara dua ratio gigi menunjukkan besarnya traksi yang tidak terpakai. Dari grafik kinerja transmisi menunjukkan semakin banyak tingkat transmisi, semakin kecil traksi yang terbuang.Karakteristik traksi mendekati karakteristik idealnya pada gearless transmission system dengan 10 stages.

Kata kunci: drive train, rasio transmisi, kinerja traksi, progresi geometri, gearless transmission

Abstract

The transmission system is one of the important components in the drive train system, whose main function is to transmit or to transform out of the engine torque to the torque that occurs at the drive wheels. Transmission ratio affects the amount of torque that can be transmitted, while the number of speed levels affect the fineness (smoothness) transmission process and the transformation of power in the transmission system. Traction characteristics and transmission performance vehicles are tested on Toyota Kijang Inova 2012. Modeling traction performance is realized with simulation methods. Traction characteristics of the vehicle transmission system is analyzed at several levels of speed to overcome various obstacles along the vehicle operating conditions. Preliminary calculations of the gear ratio between the highest and lowest can be found using Geometry Progression law. Ratio of last gear (the lowest) is determined by the maximum speed of the vehicle to be designed. While the maximum traction or maximum incline determine the initial gear ratio (the highest). Then the ratio between the two limits is made suc h that the resulting traction vehicle can approach the ideal characteristics. Modification of the transmission gear ratio from the standard condition yield traction needs which is smaller in the same speed, whether the installation of 4 levels, 5 levels, more even at 6 levels of speed.The distance of traction curve between 2 of gear ratio indicates the amount of unused traction. From the graph of transmission performance indicate that the more the level of transmission, the less traction is wasted. Traction characteristics approaching the its ideal characteristics at gearless transmission system with 10 levels.

Keywords: drive train, transmission ratio, traction performance, geometric progression, gearless transmission

1. Pendahuluan

Sistem transmisi kendaraan bermotor saat ini ada yang membedakan menjadi sistem transmisi manual (manual transmission) dan sistem transmisi otomatis (automatic transmission), ada pula yang membedakan menjadi sistem transmisi dengan roda gidi (gear transmission system) dan sistem transmisi tanpa roda gigi (gearless transmission system). Gearless transmission system saat ini lebih dikenal dengan sebutan Continuose Variabel Transmission (CVT) [1], [2]. Sistem tansmisi dengan roda gigi mempunyai batas range ratio dan jumlah tingkat kecepatan yang terbatas juga. Batas ini berpengaruh besar terhadap performa traksi kendaraan, disamping faktor getaran (noise) yang ditimbulkan, juga kehilangan energi yang lebih besar dibandingkan dengan type gearless transmission [3].

Karakteristik traksi pada kendaraan bermotor pada pokoknya meliputi kemampuan kendaraan untuk dipercepat, dan mengatasi hambatan-hambatan yang terjadi, diantaranya hambatan rolling, hambatan tanjakan, juga hambatan aerodinamis [4]. Kemampuan kendaraan tersebut sangat dipengaruhi oleh kemampuan mesin kendaraan dan pemilihan tingkat serta ratio transmisi. Untuk menggerakkan kendaraan dibutuhkan gaya dorong yang cukup untuk melawan semua hambatan yang terjadi pada kendaraan. Gaya dorong dari suatu kendaraan terjadi pada roda penggerak kendaraan. Gaya dorong ini ditransformasikan dari torsi mesin kendaraan kepada roda penggerak yang terdiri dari kopling, transmisi, gigi diferensial, dan poros penggerak.

Berdasarkan kebutuhan gerak dari kendaraan,

maka dapat dikatakan bahwa pada kecepatan rendah

diperlukan gaya dorong yang besar untuk dapat

I Ketut Adi Atmika  Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 134 menghasilkan percepatan yamg cukup besar atau

untuk dapat menanjak tanjakan yang cukup terjal.

Pada kecepatan tinggi dimana percepatan sudah tidak diperlukan lagi, maka gaya dorong yang diperlukan hanya untuk melawan hambatan angin dan hambatan rolling.

2. Metode Penelitian

Analisa traksi dan kinerja transmisi kendaraan dilakukan dengan metode simulasi. Karakteristik traksi dari sistem transmisi kendaraan dianalisa paada beberapa tingkat kecepatan untuk mengatasi berbagai hambatan sepanjang kondisi operasi kendaraan.

Perhitungan awal dari ratio gigi antara yang tertinggi dan terendah dapat dicari dengan menggunakan hukum Progresi Geometri [4]. Dasar dari metoda ini adalah batas kecepatan operasi dari mesin terendah (ne1) dan tertinggi (ne2) harus ditentukan lebih dahulu, seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Penetapan ini berdasarkan karakteristik torsi dari mesin, biasanya dipilih disekitar torsi maksimum mesin.

Ratio dari roda gigi akhir (terendah) ditentukan oleh kecepatan maksimum kendaraan yang akan dirancang. Sedangkan traksi maksimum atau tanjakan maksimum menentukan besar ratio roda gigi awal (tertinggi). Kemudian ratio diantara kedua batas tersebut dibuat sedemikian rupa agar traksi yang dihasilkan kendaraan dapat mendekati karakteristik idealnya.

Pada gigi awal hambatan yang bekerja pada kendaraan adalah rolling resistance dan gaya inersia, sedangkan hambatan aerodinamis diasumsikan berharga nol karena kecepatan kendaraan masih rendah. sehingga daya yang dibutuhkan dihitung untuk mengatasi gaya-gaya hambatan tersebut.

Gambar 1. Pemilihan ratio gigi dengan progresi geometri [4]

Dari data daya maksimum mesin, dan mengambil atau memperkirakan sepanjang drive train terjadi kerugian sebesar 9,5 %. Kemudian rumusan daya maksimum dan besarnya traksi pada roda penggerak dihitung dengan persamaan 1 dan persamaan 2 [4].

  

 





_



_

(1)

dimana :

V = kecepatan kendaraan (m/s) W = berat total kendaraan (N) g = grafitasi (m/s2)

 

 



_

(2)

Untuk melihat kondisi slip roda penggerak maka traksi maksimal yang terjadi pada roda penggerak harus lebih kecil dari gaya maksimal yang mampu ditahan oleh bidang kontak antara ban dan jalan.

Kemudian rasio pada tingkat transmisi I adalah :







 

 η



 



(3)

Rasio roda gigi akhir dirancang berdasarkan kecepatan maksimum kendaraan yang diharapkan bisa dicapai. Rumusan traksi maksimum dan rarasio gigi akhir ditunjukkan pada persamaan 4 dan persamaan 5 [4].





  


₍₄₎

dimana :

Ra = hambatan aerodinamis (N)



 





 

 η



  (5)

dimana :

r = jari-jari roda kendaraan (m) Me = Torsi engine (Nm) i

d

= rasio gardan

t

= effisiensi transmisi

Kemudian ratio roda gigi diantara kedua batas dicari dengan menghitung besarnya Kg untuk jumlah tingkat kecepatan yang ingin dirancang, harga Kg dapat dihitung.









 



 

^{ }



  (6)

3. Hasil dan Pembahasan

Kendaraan yang diambil sebagai obyek yang ingin dirancang dan dianalisis karakteristik traksi adalah Toyota Kijang Inova tahun 2012 dengan spesifikasi sebagai berikut;

• Berat kendaraan kosong (Wk) : 12544 N

• Berat kendaraan + penumpang (W) : 13030 N

• Jarak poros depan ke titik berat : 1180 mm

• Tinggi titik berat (h) : 420 mm

• Daya maks mesin/Putaran : 63 Hp (47 KW) / 5000 Rpm

• Torsi maksimum/putaran : 11,3 kg m (110,74 Nm) / 2800 Rpm

• Transmisi : 5 tingkat

kecepatan

• Perbandingan gigi :

I.3,928, II.2,333, III.1,451, IV.1,000, V.0,798

• Perbandingan differensial : 4,777

• Diameter Roda : 0,59 m

I Ketut Adi Atmika  Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 135 Hasil rancangan rasio gigi transmisi ditunjukkan pada

tabel 1

4 tingkat kecepatan

5 tingkat kecepatan

6 tingkat kecepatan

I 3.145 I 3.145 I 3.145

II 2.011 II 2.249 II 2.401

III 1.286 III 1.608 III 1.839

IV 0.822 IV 1.15 IV 1.406

V 0.822 V 1.075 VI 0.822 Grafik karakteritik traksi untuk kondisi standard dan hasil rancangan pada masing-masing pemasangan tingkat kecepatan tersebut ditampilkan pada Gambar 2, Gambar 3, Gambar 4, dan Gambar 5.

Karakteristik kinerja traksi pada gearless transmission dengan 10 stages ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 2. Karakteristik kinerja transmisi pada kondisi standar

Gambar 3. Karakteristik kinerja transmisi pada 4 tingkat kecepatan

Gambar 4. Karakteristik kinerja transmisi pada 5 tingkat kecepatan

Gambar 5. Karakteristik kinerja transmisi pada 6 tingkat kecepatan

Dari Gambar 2, yaitu pada kondisi standar masih ada jarak yang cukup jauh antara gigi I dan gigi II, sehingga ada cukup banyak traksi yang terbuang saat pemindahan rasio gigi transmisi, sedangkan antara gigi III, IV, dan V sudah cukup bagus. Kemudian rancangan rasio gigi dengan 4 tingkat kecepatan (Gambar 3) kehilangan traksi antara gigi I dan II sudah lebih kecil atau kebutuhan traksi menjadi lebih kecil.

dan diperbaiki lagi untuk rancangan dengan 5 tingkat

kecepatan maupun 6 tingkat kecepatan. Kemudian

karakteristik traksi mendekati ideal didapat pada

gearless transmission dengan 10 stages.

I Ketut Adi Atmika  Prosiding KNEP VIII – 2017  ISSN 2338-414X 136

Gambar 6. Karakteristik kinerja transmisi pada gearless transmission 10 stage

4. Simpulan

Dari uraian dan analisa dapat disimpulkan :

Dengan mengubah ratio gigi transmisi kendaraan, maka gaya traksi yang dihasilkan akan bervariasi dan akan berpengaruh pada kemampuan kendaraan dalam melalui kondisi operasi tertentu.

Modifikasi ratio gigi transmisi dari standarnya mendapatkan kebutuhan traksi yang lebih kecil untuk kecepatan yang sama, baik pemasangan 4 tingkat, 5 tingkat, maupun 6 tingkat kecepatan.

Jarak kurva traksi antara dua ratio gigi menunjukkan besarnya traksi yang tidak terpakai. Dari grafik kinerja transmisi menunjukkan semakin banyak tingkat transmisi, semakin kecil traksi yang terbuang.

Karakteristik traksi vs kecepatan mendekati karakteristik idealnya pada gearless transmission system dengan 10 stages.

Daftar Pustaka

[1] Adi Atmika I Ketut, Desain dan Karakteristik Sistem Kontrol Torsi dengan CVT Untuk Memperbaiki Stabilitas Arah Kendaraan , Jurnal IPTEK, Vol 15. No.3, Surabaya, 2004.

[2] Dwi Budiana P., Adi Atmika I Ketut, Ary Subagia IDG., Variasi Berat Roller Sentrifugal Pada Continuosly Variable Transmission terhadap Kinerja Traksi Sepeda Motor , Jurnal CAKRAM, Vol 2. No.2. Denpasar, 2008.

[3] Agus Sigit P., Sutantra I Nyoman, Iwan Fauzan., Design and Perfomance Characteristic of Gearless Variable Transmission Applied for Automobile , Proceding, FISITA World Automotive Congress, Seoul, Korea, 2000.

[4] Sutantra I Nyoman, Teknologi Otomotif – Teori dan Aplikasinya , Guna Widya, Surabaya, 2001.

I Ketut Adi Atmika menyelesaikan studi S1 di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, pada tahun 1994, kemudian melanjutkan program magister teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas yang sama pada tahun 2001.

Bidang penelitian yang diminati adalah konstruksi dan

stabilitas kendaraan, serta pengembangan komponen

kendaraan/otomotive.