ANALISIS KECEPATAN KENDARAAN MOBIL COLT L300 SOLAR SAAT MENANJAK 30 0 DENGAN BEBAN PENUH TRAYEK PEKAN BARU - PASIR PENGARAIAN

Analisis Kecepatan Kendaraan Mobil Colt L300 Solar Saat Menanjak 30 0

ANALISIS KECEPATAN KENDARAAN MOBIL COLT L300 SOLAR SAAT MENANJAK 300 DENGAN BEBAN PENUH TRAYEK PEKAN BARU - PASIR PENGARAIAN Suminto ABSTRACT The road condition and the Sumetera island climate is influence the endure \and capability the transportation. The road condition can be see from the slanting, oblique and turns. The cariability and the road surface. It alot of turn and slanting road, this condition it’s hard to be avoid in make highway, moreover in hill. The slanting is about 0 – 300and turns in certain place can be 10 m in rotate. The couse chose the vehicle with 10 man capacity is for pleasant the passanger couse the distance aout 300 km. The circle of machine (µm) it influence by the size of the machine. Where the machine circle connected with the reduction system transmission and continued by the Wheel it’s make the vihicle move. The circle motor can be define by the Wheel size, máximum speed, rolling resistance, air resistance and gradiebt resistance. From the count of the tire size, maximun speed and wheel size then find the máximum circle motor is 3470 rpm. From the count of rolling resistance, air resistance and gradient resistance can be find power 68,33 Hp and speed at slanting up with full load is 5 km/h. Key Word : Car, Resistance, Reduction, Trasnportation, Efisien.

PENDAHULUAN Keadaan kota yang sedang berkembang pesat mengeanai hal transportasi khususnya angkutan penumpang merupakan suatu alat yang penting serta menentukan kelancaran penumpang yang sedang berlangsung. Suatu saran pengangkut yang baik akan membantu pemecahan persoalaan keadaan penduduk dan pertumbuhan ekonomi ataupun sosial. Dengan kemajuan tekhnologi pada zaman sekarang ini kehidupan manusia yang menghendaki kebututuhan peningkatan jumlah mutu dari angkutan baik berupa angkutan barang dan angkutan penumpang. Berhubung dengan masalah tersebut diatas akan ditinjau dan dibahas kemungkinan perencanaan suatu kendaraan penumpang yang efektif dan efesien untuk masa sekarang atau masa yang akan datang yang akan dioperasikan didaerah propipnsi Riau yang khususnya Pekan Baru – Pasir Pengaraian. Pembahasan pemilihan kendaraan penumpang ini berdasarkan pada pertimbangan tehnik, ekonomi dan efesien yang disesuaikan dengan kebutuhan antar kota Page 24

dan propinsi yang menunjukkan keadaan yang terus meningkat yang disebabkan oleh adanya pertumbuhan kegiatan pedagang, sosial, penduduk diantaranya. Dengan kemajuan teknologi saat ini seiring perkembangan kota serta perkembangan sektor – sektor perkembangan manusia yang mendekati suatu kebutuhan peningkatan jumlah mutu dari angkutan yang baik berupa angkutan orang dan angkutan barang. Pembahasan – pembahasan pemilihan kendaraan penumpang Pekan Baru - Pasir Pengaraian didasarkan kepada pertimbangan – pertimbangan teknis, ekonomi ke efesien yang disesuaikan dengan kebutuhan angkutan penumpang antar kota dalam propinsi menunjukkan keadaan yang terus meningkat yang disebabkan pertumbuhan ekonomi, sosial, perdagangan, pendidikan dan lain – lainnya. Hal tersebut diatas meningkatkan jumlah penumpang pada suatu kendaraan yang melibihi kapasitas yang diizinkan. Keadaan demikian bukan saja menyebabkan pengaruh yang tidak baik terhadap keadaan itu sendiri, JURNAL APTEK Vol. 1 No. 1 Juli 2009


serta jalan yang akan dilalui sehingga factor keselamatan dan kenyamanan tidak lagi menjadi perhatian utama. Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai pembanding atau proyeksi kondisi kendaraan itu sesuai dengan data yang terdapat pada kendaraan tersebut dan sebgai pemahaman materi perkuliahan dalam mata kuliah motor bakar, thermodinamika dan perpindahan panas. Seperti yang telah diuraikan sebelumnnya bahwa masalah yang dipecahkan adalah berkisar kepada kemampuan untuk menanjak pada sudut tanjakan 300 untuk travel angkutan penumpang dari Pekan Baru – Pasir Pengaraian. Segala sesuatu yang tidak tercakup dalam rancangan ini tidak akan dibahas dengan tujuan untuk mengurangi pengertian yang meluas, adapun metode penelitian yang akan dilakukan antara lain :  Studi lapangan  Studi literature

METODE PENELITIAN Bentuk Body dan Susunan Penumpang

1. Dasar Pemilihan Sebagai Fasilitas Anggkutan Travel Angkutan travel sebagai alat penumpang memegang peranan yang sangat penting, terutama bagi mereka yang sangat mengharapkan ketepatan waktu dalam perjalanan dan dalam kondisi yang aman. Kondisi jalan dan ikli pulau sumatra sangat mempengaruhi daya tahan dan kemampuan alat tranfortasi. Kondisi jalan dapat ditinjau dari : - tanjakan, kemiringan serta tikungan - daya dukung dan jenispermukaan jalan. Kondisi alam dapat ditinjau dari : - kecepatan angin - curah hujan. Berdasarkan pertimbangan guna kenyamanan penumpang dan kelancaran alat tranfortasi yang disesuaikan dengan kondisi jalan yang akan dilalui atau dilewati. Kondisi jalan yang akan dilalui banyak dijumpai tikungan dan tanjakan, kondisi jalan seperti ini sukar dihindari dalam pebangunan jalan raya apalagi melalui daerah perbukitan, tanjakan terebut berkisar 0 – 300. sedangkan tikungan pada tempat-tempat tertentu jari-jari kelengkungan minimum dapat mencapai ± 10 m. Dasar pemilihan kendaraan yang berkapasitas 10 orang adalah guna kenyamanan penmpang karena jaraknya ± 300 km. Dilihat dari kondisi jalan, ukuran kendaraan tidak terlalu besar sehingga memudahkan kelancaran tranfortasi sehingga waktu tempuh dalam perjalanan lebih cepat. Penentuan ukuran tidak terlepas dari jalan yang digunakan sebagai tempat daerah operasi sutu kendaraan. Berdasarkan data yang diperoleh dari DPU ( Dinas Pekerjaan Umum ) dapat di bedakan 6 ( enam ) jenis jalan : Tabel 1.1. Klasifikasi jalan. Kelas Lebar Jalan Satuan Gardan Jalan (m ) (kg) I 7 – 10 8.000 II 5–7 5.000 III 4–6 3.500 IIIa 4–6 2.700 IV 3–4 2.000 V ≤3 1.500

Suminto, Staf Pengajar Program Studi Mesin dan Peralatan Pertanian - Politeknik Pasir Pengaraian

Page 25


Pada kenyataan pengguna jalan umumnya tidak memenuhi ketentuan diatas, atau tidak mau tahu sehingga membebani jalan diatas gardan jalan yang diizinkan, hal ini akan memperpendek umur jalan. Kondisi permukaan jalan perlu diperhatikan karena langsung berhubungan dengan interaksi suatu kendaraan, semakin buruk permukaan jalan semakin besar tahanan gelinding (Rolling Resistance) yang menyebabkan semakin besar daya yang dibutuhkan oleh motor penggerak. Jenis permukaan jalan dan tahanan gelinding dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

 Grass Vehicle Weight (GVW) = 2.300 kg  Jumlah silinder = 4 buah  Type = 4 langkah  Keceptan maksimum =110 km/jam  Daya tanjakan maksimum = 0,47  Perbandingan gigi = 4.330– 2.355 1.509– 1.000 = 0.827-mundur = 4.142  Gear ratio = 5.286  Radius putaran minium = 4,4  Ukuran ban roda =7,50–14- PR

Tabel 1.2. Jenis Permukaan Jalan. Jenis Permukaan Faktor Tahan Jalan Gelinding Aspal licin 0,0100 Aspal beton 0,0112 Jalan tanah yang 0,0450 baik Jalan tanah yang 0,1600 buruk Jalan tanah pasir 0,15 – 0,30

2. Klasifikasi Motor Bakar Motor bakar adalah termasuk mesin kalor yang bekerja berdasarkan siklus mesin kalor thermodinamika, kalor yang diperoleh dari hasil pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen didalam mesin itu sendiri. Adapun yang termasuk kelompok ini adalah :

Berdasarkanpertimbangan guna kenyamanan penumpang dan kelancaran tranfortasi maka spesifikasi yang dipih adalah :  Tempat duduk yang tersedia 10 orang  Berat rata-rata orang 65 kg x 10 orang = 650 kg  Berat barang bawan 20 kg x 20 orang = 200 kg  Berat kendaraan termasuk bodi = 1450 kg  Berat total = 2300 kg Untuk menentukan ukuran-ukuran utama dari angkutan penumpang berdasarkan peerbandingan dengan ukuran utama yang ada dipabrik industri mobil : Model colt L 300 solar  Panjang keseluruhan = 4.315 mm  Lebar keseluruhan = 1.880 mm  Jarak sumbu = 2.200 mm  Tinggi = 1.970 mm  Jarak roda depan kiri kanan =1.385 mm  Tinggi minium dari tanah = 185 mm  Berat kendaraan termasuk body dan chasis = 1.450 kg Page 26

 Motor bakar torak  System turbin gas  Propulasi pncar gas Pada mesin jenis ini yang terjadi gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses pembakaran yang berlangsung didalam motor bakar yang berfungsi sebagai fluida kerja dalam energi panas dari pembakaran itu bisa dirubah menjadi energi mekanis. 3. Motor Bakar Penggerak Motor bakar torak dapat dibagi menjadi dua jenis :  Motor diesel  Motor bensin Penggolongan pesawat penggerak mula berdasarkan energi thermal :  Mesin pembakaran luar  Keuntungannya :  Bahan bakar mudah didapat  Biaya operasional dan perawatan tidak terlalu tinggi.  Kerugiannya :  Pesawat satu dengan pesawat lain berjauhan  Efesiensi ya g dihasikan lebih rendah  Mesin pembakaran dalam JURNAL APTEK Vol. 1 No. 1 Juli 2009


 Keuntungannya :  Efesiensi yang dihasilkan akan lebih tinggi  Terletak dalam suatu media yang saling berhubungan antara satu sengan yang lain.  Kerugiannya :  Bahan bakat harus sesuai degan jenis pesaweat  Biaya pengoperasian agak lebih tinggi 4. Motor Bakar Penggerak  Siklus empat langkah Adalah dimana pelaksana satu siklus atau satu daur penuh dibukakan 4 langkah – 4 langkah atau 2 putaran poros engkol keempat langkah tersebut ialah :    

Langkah hisap Langkah kompresi Lanhkah usaha Langkag buang Motor bakar 4 langkah ini mempunyai kelebihan misalnya penghematan bahan bakar dan pelumasan yang baik serta pendingin yang lebih mudah.

 Siklus dua langkah Dimana untuk melakukan satu siklus hanya dibutuhkan dua langkah torak, torak juga berfungsi sebagai katup. Disini kira-kira sepertiga dari gerakan torak dari TMA ke TMB yang berakhir dan sepertiga gerakan dari TMB ke TMA yang pertama digunakan untuk mengeluarkan gas pembakaran dalam silinder dan memasukkan udara seagar dan bahan bakar kedalam silinder. Siklus dua langka ini juga mempunyai kelebihan yaitu, dimana yang bagian yang bergerak lebih sedikit dan lebih ringan disamping oipersainya lebih lancer. 5. Cara Kerja Motor Bakar Seperti umumnya pada motor empat langkah, dimana dalam satu kali proses pembakaran memerlukan empat kali gerakan torak turun naik secara bolak balik ( tranlasi )didalam silinder atau memerlukan dua kali putaran poros engkol. Didalam dua kali putaran poros engkol tersebut ada kejadian empat proses :

a.

Proses pengisian ( langkah isap )

Gambar 2.1. langkah isap. Keterangan gambar :  Torak bergerak ke posisi poros  Katup isap membuka  Udara luar masuk kedalam silinder melalui saringan udara dari katup isap  Katup buang masih terbuka sedikit dan tertutup setelahporos engkol berjalan dari TMA ± 19o b.

Proses kompressi.

Gambar 2.2. proses kompressi Keterangan gambar :  Torak bergerak ke sisi tertutup  Katup hisap masih terbuka sedikit dan ditutup setelah engkol berjalan dari TMB ± 400oC.  Katup masih dalam keadaan tertutup  Udara dalam silinder dipadatkan mencapai temperatur 500 – 600oC  Sebelum dikabutkan mencapai TMA bahan bakar dikabutkan menjadi gas. c.

Proses Expansi (proses kerja)

Gambar 2.3. proses expansi Keterangan gambar  Karena adanya pembakaran, maka gas dalam silinder berkembang dan mendesak torak ke posisi poros.  Katup isap tertutup dan katup buang tertutup.


Page 27


d. Proses pembuangan

V mak = 110 km/jam = 110.000 m / 60 menit = 1833,3 m/mnt Jadi putaran roda maksimum ( nmak ) : V Nmak = mak  .Db

Gambar 2.4. proses pembuangan. Keterangan gambar :  Torak bergerak ke posisi tertutup  Katup hisap tertutup dan mulai tebuka ± 45o sebelum poros engkol mencapai TMA  Katup buang terbuka sepanjang langkah torak.  Gas bekas didalam silinder ditekan keluar oleh torak melalui knalpot. Dari gambar diatas dapat kita lihat perbedaan setiap proses yang dilalui motor empat langkah. PEMBAHASAN 1. Putaran Motor Penggerak Putaran motor penggerak (µm) sangat dipengaruhi oleh ukuran dari pada mesin. Dimana putaran mesin saling berhubungan dengan sistim reduksi yang dimaksud dengan tranmisi putaran yang diteruskan oleh roda yang menyebabkan kendaraan bergerak. Putaran motor penggerak dapat ditentukan berdasarkan :  Ukuran ban kendaraan  Kecepatan maksimum  Ukuran ban. a. Ukuran ban. Pada kendaraan ini ditetapkan ukuran ban yang sesuai dengan yang ada dipasaran, memakai ukuran ban yang telah dinormalisasikan. Ukuran ban ( B ) = 7,50 – 14 – PR Diameter ban ( DB ) = ( 2 x 7,5” ) + 14” = 29 ” = 73,6 cm b. Kecapatan maksimum. Kecepatan maksimum angkutan penumpang ini direncanakan yang sesuai dengan spesifikasi type mobil adalah : Page 28

=

1833,3m / mnt 3,14x0,736m

= 793,3 rpm Putaran motor maksimum (nmak)=Itotal . nmak Dimana : I total= I5 . I deff I5 = perbandingan tranmisi 5 tingkat kecepatan maju dan 1 mundur I5 = 0,827 ( data pembanding ) Jadi : I total = 0,827 x 5,286 = 4,37 Maka putaran motor maksimum ( n mak ) : I total = 4,37 x 793,3 rpm = 3466,7 rpm Diambil putaran yang dinormalisasikan : nmak = 3470 rpm kecepatan ini masih dalam batas yang diizinkan : ( 110 ÷ 4200 )............................lit 1 hal 36 Dari putaran lapangan yang didapat kecepatan dan putaran roa pada tiap tingkatan kecepatan. Tabel 3.1. Kecepatan dan putaran roda pada tiap tingkatan Kecepat Out Putara N Ge an Gear put n o ar (km/jam ratio(i) tran (rpm) ).V misi 1 I 0 – 20 144 4,333 623 2 II 20 – 40 288 2,365 678 3 III 40 – 80 576 1,509 869 4 IV 80 – 100 721 1,000 721 100 – 5 V 865 0,827 715 120 6 R 0 – 20 144 4,330 672 Catatan : Untuk menentukan putaran digunakan rumus

JURNAL APTEK Vol. 1 No. 1 Juli 2009


kecepa tan

=

 .Db

1000 60

Untuk output tranmisi = putaran x gear ratio 2. Daya Motor Untuk menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan adalah dengan pertimbangan faktor-faktor hambatan yang dialami oleh kendaraan : a. Tahanan gelinding (rolling resistance) b. Tahanan angin (air resistance) c. Tahanan tanjakan (gradien resistance) a. Tahanan gelinding (rolling resistance) Akibat terjadinya rolling resistance maka ban kendaraan mengalami tahanantahanan. Tahanan ini disebabkan antara ban dijalan sewaktu bergerak maju atau mundur. Besarnya tahanan yang di alami tergantung pada berat kendaraan dengan gesekan antara ban dengan permukaan jalan. Setelah itu diperhitungkan jumlah berat kendaraan (GVW) = 2300 kg. Besarnya perlawanan gesekan jalan ( Rr ) : Rr = f x W ...........................lit 2 hal 16 Dimana : W = GVW = berat total kendaraan (kg) = 2300 kg f = koefisien tahanan gelinding (0,0112 untuk aspal beton ) maka : Rr = 0,0112 x 2300 kg = 25,8 kg. b. Air resistance. Tahanan angin terjadi pada waktu kendaraan bergerak dan besarnya tergantung pada kecepatan kendaraan, luas penampang, kecepatan angin serta angka koefisien dari bentuk kendaraan tersebut. Besarnya tahanan angin ( Ra ) : Ra =  /2 x Ca . A . Vr2 (kg)…lit 2 hal 7 Dimana :  = massa jenis udara ( 1,22 kg/m2) Ca = kapasitas tekanan angin (0,6) ...................................................lit 2 hal 18 A = 1,7 x 1,6 = 2,72 m2

Vr = kecepatan angin di tambah kecepatan kendaraan maksimum = 110 km/jam + 10 km/jam = 120 km/jam = 33,33 m/dt Jadi : Ra = 1,22 X 0,6 X 2,72 X (33,33) 2 2

= 113 kg Besarnya tahanan total ( R total ) : R total = Rr +Ra = 25,8 + 113 = 138,8 kg Daya yang diperlukan pada ban kendaraan dapat dihitung dengan rumus : R xVmak ( HP ) Nb = total 75 Dimana : R total = besar tahanan total ( 138,8 kg ) Vmak = kecepatan kendaran maksimum (m/dt) = 110 km/jam = 30,55 m/dt Maka : Nb

= 138,8 x30,55 ( HP) 75

= 56,54 HP Daya yang hidup untuk mengatasi gesekan saat memindahkan daya dari mesin ke ban/roda. Daya ini biasanya dinyatakan dengan bentuk efisiensi : ηkopling, ηgear box, ηdiferensial gear. ηtotal = ηkopling . ηgear box. ηdiferensial gear. Dimana : ηkopling = 0,96 ......................................lit 6 ηgear box = 0,95 ηdiferensial gear. = 0,96 Maka : ηtotal = 0,96 x 0,95 x 0,96 = 0,8775 = 87,75 % Besar daya yang dihasilkan motor penggerak: Nm = Nb + Nt + Nax Dimana : Nb = daya yang dibutuhkan ban/roda = 56,54 Hp Nt = daya tranmisi ( Hp ) = ( 1 - ηtotal ) x Nm = ( 1 – 0,3775 ) x Nm = 0,1225 nm


Page 29


Nax = daya aksesoris yaitu daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan poros cam, kipas, pompa minyak pelumas, air pendingin, bahan bakar dan lain-lain. = 5 % Nm Nm = 56,54 Hp + 0,1225 Nm + 0,05 Nm = 56,54 Hp + ( 0,1225 + 0,05 )Nm = Nm – 0,1725 Nm = 56,54 Hp 0,8275 Nm = 56,54 Hp 56,54 Nm = Hp 0,8275 = 68,33 Hp Jadi besarnya motor penggerak (daya efektif) adalah : Nm = 68,33 Hp

Jadi dengan daya motor kendaraan 68,33 Hp, kendaraan sanggup menanjak pada tanjakan 30o dengan kecepatan 14 km/jam.

c. Tahanan tanjakan (gradien resistance) Faktor yang mempengaruhi daya dari tanjakan adalah :  Besarnya sudut tanjakan ( α )  Rolling resistance pada saat tanjakan. Pada saat tanjakan perlawanan tahanan angin dapat diabaikan karena kecepatan kendaran relatif lebih kecil.

Jadi kemampuan kecepatan menanjak kendaraan dengan beban maksimum dan tahanan total kendaraan saat menanjak pada sudut 300 adalah

Tahanan tanjakan

= R total = Rr + Rg

Dimana : Rr = rolling resiwstance ( 25,8 kg ) Rg = tahanan akibat gaya beban kendaraan = W x sin α α = 30o W = 2300 kg Jadi : Rg = 2300 kg x sin 30 = 1150 kg. Jadi : R total = 25,8 + 1150 = 1175,8 kg Jadi tahanan tanjakan adalah 1175,8 kg. Kecepatan kendaraan pada tanjakan (V1) : Nmx 270x total V1 = Rtotal 68,33Hpx270x0,8775 = 1175,8 = 13,76 km/jam = 14 km/jam

Page 30

Gambar 3.1.kecepatan kendaraan pada saat tanjakan

V =

=

Nmx 270x total Rtotal  beban maksimum

68,33Hpx270x0,8775 1175,8  2300

= 4,657 km/jam = ± 5 km/jam Jadi kendaraan masih bisa menanjak pada sudut 300 dengan tahanan total dan beban maksimum dengan kecepatan ± 5 km/jam.

JURNAL APTEK Vol. 1 No. 1 Juli 2009


KESIMPULAN Dari uraian yang telah dikemukakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Mobil Colt L 300 Solar adalah sejenis mobil angkutan yang terdapat di daerah Rokan Hulu yang sering di pergunakan untuk sarana tranfortasi untuk lingkungan antar kota dalam propinsi ( AKDP ). 2. Mobil Colt L 300 Solar adalah mobil dengan jumlah penumpang maksimal 10 orang dan mempergunakan bahan bakar solar atau sering juga disebut dengan motor disel. 3. kondisi jalan yang dijumpai adalah banyak dijumpai tikungan dan tanjakan yang mencapai tinggi 300 dipakai adalah jenis kelas jalan IIIa yaitu dengan lebar jalan 4 – 6 meter dengan beban maksimum 2.700 kg 4. Untuk menentukan putaran motor penggerak harus diketahui terlebih dahulu ukuran ban yang dipakai dan diameternya serta kecepatan maksimum dari kendaraan. Hal ini diperoleh dari data lapangan melalui survey. 5. Daya motor penggerak dapat ditentukan dengan memperhitungkan tahanan gelinding, tahanan angin dan tahanan tanjakan. 6. untuk mengetahui kemampuan menanjak kendaraan Colt L 300 Solar ini putaran motor pengggerak diperhitungkan terlebih dahulu selanjutnya daya motor penggerak.

Berdasarkan hasil tersebut maka di ambil kesimpulan bahwa mobil Colt L 300 Solar dapat menanjak sudut 300 dengan beban penuh dengan kecepatan 14 km/jam. DAFTAR PUSTAKA Wiranto Arismunandar ”Penggerak Mula Motor Bakar Torak ” edisi Keempat Institut Teknologi Bandung. Suganda. H ” Mekanika Autu Mobil ” Bagian Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung. Reynold. B.C. ” Thermodinamika Teknik. Petrovsky. ” Marine Internal Combustion Engine ” Mir Publisher, Moskow 1965. M. Khovakh Vehice “ 6 Thn, Mir Publisisher Moskow 1971-1978. Sularso, Kiyogatsu “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin “ Jakarta 1979 Parker, Earl. R. ” Material Data Book ” Mc. Graw Hill Book Company. Lighty.Lc. “ Internal Combustion Engine “ 6 Thn. Edition Mc. Graw – Hill Book Company 1951. Freeman. JH. “ Gas Tabel “ Maleev. V. L. ME. Dr . AM. “ Internal Combustion Engine “ Second Edition “ Penerbit Mc Graw Hill Book “ Company Holywood, California 1973. M. Khovakh. “ Motor Vehicle Engine “ Mir Publisher Moscow. Kents, Hand Book “ Mechanical Engineering in Power “.


Page 31

ANALISIS KECEPATAN KENDARAAN MOBIL COLT L300 SOLAR SAAT MENANJAK 30 0 DENGAN BEBAN PENUH TRAYEK PEKAN BARU - PASIR PENGARAIAN

Recommend Documents