UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
ANALISIS KERJA MOBIL TENAGA UDARA MSG 01 DENGAN SISTEM DUA TABUNG Nama Npm Jurusan
Disusun Oleh : : Tohim Purnanto : 27411140 : Teknik Mesin
Pembimbing : Dr. Rr. Sri Poernomo Sari, ST., MT
Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015
Latar Belakang Globalisasi dalam sektor industri akan mendorong pelaku industri untuk meningkatkan dan mengembangkan kreatifitas supaya mampu bersaing dalam kompetisi antar industri baik nasional maupun internasional khususnya di bidang otomotif. Hal tersebut membuat para produsen otomotif berlomba menciptakan mobil yang memiliki spesifikasi yang baik dan ramah lingkungan. Mobil ramah lingkungan merupakan jawaban yang tepat bagi teknologi otomotif dunia saat ini. Mobil ramah lingkungan dapat meningkatkan kreatifitas dan daya saing bagi produsen otomotif, mobil ramah lingkungan juga sangat dibutuhkan untuk menjawab keresahan masyarakat akan udara yang kurang baik akibat polusi dan harga bahan bakar minyak yang semakin mahal akhir-akhir ini. Dikarenakan mobil ramah lingkungan tidak menghasilkan gas buang yang menyebabkan tercemarnya udara dan tidak menggunakan bahan bakar minyak.
Identifikasi Masalah menganalisis kerja mobil MSG 01 dengan sistem dua tabung sehingga bergerak lebih lama dan bertenaga.
Batasan Masalah 1. Menggunakan dua tabung, dengan tekanan tabung 1 kapasitas 8 bar dan tabung kedua 6 bar. 2. Untuk mengetahui perbedaan gaya, torsi, dan daya.
Tujuan Penelitian Menganalisis kerja mobil tenaga udara MSG (mesin solidarity gunadarma) 01.
Mesin Motor yang Digunakan pada Mobil Tenaga Udara MSG 01 Spesifikasi mesin ini sebagai berikut : 1.Tipe mesin : 4 langkah , Overhead Camshaft 2. Diameter x langkah : 50 x 49.5 mm 3. Kapasitas silinder : 97.1 cc 4. Rasio Kompresi : 9 : 1 5. Power puncak : 7.3 DK pada 8.000 rpm 6. Torsi puncak : 7.55 Nm
Modifikasi Mesin Untuk melakukan perubahan dari mesin motor bakar menjadi mesin tenaga angin dilakukan modifikasi dan pelepasan beberapa komponen mesin hingga tersisa komponen-komponen untuk membangun mesin tenaga angin. Hal-hal Yang dilakukan yaitu :
A. Mesin Bagian Kiri Komponennya adalah : Blok magnit, magnit, gear stater. B. Mesin Bagian Atas Komponennya adalah : karburator C. Mesin Bagian Kanan Komponennya adalah : Blok kopling, kopling primer (otomatis) 1 set, kopling skunder (ganda) 1 set D. Mesin Bagian Tengah Komponennya adalah : Gigi transmisi, kick stater.
Komponen Mesin Modifikasi 1. Camshaft
Pada awalnya mobil MSG 01 menggunakan langkah kerja 4 langkah lalu diubah menjadi langkah kerja 2 langkah dengan menambahkan tonjolan pada Camshaft menjadi 4 buah dengan posisi sama beda arah (atas Camshaft Sebelum Dimodifikasi bawah). Perbandingannya pada mesin 4 tak dalam 2 kali putaran crankcase = 1 x kerja sedangkan untuk 2 tak 2 kali putaran crankcase = 2 x kerja. fungsi dasar dari camshaft yaitu untuk menggerakkan katup masuk dan katup buang yang terdapat pada kepala silinder. Camshaft Sesudah Dimodifikasi
Komponen Mesin yang Modifikasi
Intake Sebelum Dimodifikasi
2. Intake Manifold Intake manifold pada motor bakar pada umunya adalah lubang yang akan di aliri campuran bensin dan angin yang telah bercampur pada karburator dan mengalir ke ruang pembakaran. Sekarang peran karburator tidak akan di gunakan di karenakan mesin tidak akan mengunakan bensin melainkan angin dari kompresor yang menjadi energi yang akan mengerakan mesin. Pada lubang intake akan di pasang sebuah plat berukuran 3mm yang telah di lubangi dan telah di las dengan nepel/ host connector sehingga plat tersebut akan di pasang di bagian permukaan lubang intake manifold, sebelum pemasanga ke bagian intake plat tersebut di lapisi karet ban
Intake Sesudah Dimodifikasi
agar tidak ada kebocoran angin.
Perakitan Sistem Mobil Tenaga Udara MSG 01 Tahapan- tahapan dalam perakitanmobil tenaga angin MSG 01, antara lain: 1. Pemasangan mesin ke rangka mobil dengan cara membuat mesin menghadap ke depan lalu
menaruh mesin pas pada rangka dengan pas anatara lubang mesin ke rangka yang sudah diberi lubang, kemudian pasang baut ke mesin yang telah pas dengan lubang dudukan mesin kemudian masukan mur ke baut dan di kencangkan dengan kunci ring. 2. Pemasangan tabung ke rangka dengan cara menaruhnya di bagian rangka yang sudah di berikan penyangga untuk kompresor dan kemudian di kencangkan dengan mur dan baut. 3. Pemasangan selang dari tabung kompressor ke Intake manifold pada mesin dengan menggunakan pengencang selang.
ANALISIS KERJA MOBIL TENAGA UDARA MSG 01 DENGAN SISTEM DUA TABUNG
1. Output yang Dihasilkan pada Proses Pneumatik Sebelum Menggunakan Dua Tabung 2. Output yang Dihasilkan pada Proses Pneumatik Setelah Menggunakan Dua Tabung
ANALISIS KERJA MOBIL TENAGA UDARA MSG 01 DENGAN SISTEM DUA TABUNG 1. Flowchart beserta alur proses Output yang Dihasilkan pada Proses Pneumatik Sebelum Menggunakan Dua Tabung
2. Flowchart beserta alur proses Output yang Dihasilkan pada Proses Pneumatik Setelah Menggunakan Dua Tabung
HASIL ANALISA PERHITUNGAN SETELAH PENAMBAHAN TEKANAN ANGIN PADA MESIN MOBIL MSG 01 •Spesifikasi Mesin dp (m)
Ap (m2)
g (m/s2)
Lp (m)
50 x 10-3 m
1.96 x 10-7 m2
9.81m/s2
94 x 10-3 m
Keterangan : dp = diameter piston (m) Ap = luas penampang piston (m2) g = grafitasi (m/s2) Lp = jarak stang piston (m)
Analisa data Hasil Analisa Sebelum Menggunakan 2 Tabung Setelah melakukan pengujian dan pengambilan data sebelum menggunakan dua tabung, maka di dapat data sebagai berikut :
P = 8 bar = 8 x 105 pa υ = 36.1 m/s Pi = 2 bar = 2 x 105 pa = 20394.32 kg/m2 n = 346.3 rpm ds = 8.5 mm = 0.0008 m Lp = 94 mm = 94 x 10-3 m As = 5.67 x 10-7 m2 Ap = 1.96 x 10-7 m2 Qs = 2.04 x 10-5 m3/s Vp = 0,369 . 10-6 m3 F = 392.13 kg.m/s2 (N) T = 36.86 Nm W= 76587.7 watt = 76.5 kw
Keterangan : P = tekanan (pa) υ = kecepatan alir udara (m/s) Pi = tekanan input (pa) atau (kg/m2) n = putaran poros (rpm) ds = diameter selang (m) Lp = jarak stang piston (m) As = luas penampang selang (m2) Ap = Luas penampang piston (m2) Qs = debit selang (m3/s) F = gaya (N) T = Torsi (Nm) W = daya (Kw)
Analisa data Hasil Analisa Setelah Menggunakan 2 Tabung Setelah melakukan pengujian dan penelitian dengan menggunakan 2 tabung, dengan tambahan tekanan udara dari tabung ke 2 sebesar P = 6 bar = 6 x 105 pa, maka di dapat data sebagai berikut : Diketahui : Pt = 14 bar = 14 x 105 pa υ = 40.2 m/s Pi = 2.5 bar = 2.5 x 105 pa = 25492.91 kg/m2 n = 424.5 rpm ds = 8.5 mm = 0.0008 m Lp = 94 mm = 94 x 10-3 m
Keterangan : Pt = tekanan total (pa)
Perhitungan Data Luas Penampang Selang ( As ) Luas selang berpengaruh terhadap kecepatan aliran laju angin. Luas penampang selang dapat dihitung dengan persamaan (2.1).
Perhitungan Data Debit aliran udara dalam selang ( Qs ) Debit fluida didefinisikan sebagai besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu. Debit fluida adalah nama lain dari laju aliran fluida, dan secara matematis dapat dihitung dengan persamaan (2.2).
Perhitungan Data Luas penampang piston ( Ap ) Luas piston berpengaruh pada gaya yang timbul serta berpengaruh pada kecepatan piston, dapat dihitung dengan persamaan (2.3).
Perhitungan Data Konsumsi Udara Pada Piston (Vp) Konsumsi udara pada piston adalah keperluan udara yang digunakan untuk menggerakan pistom.Secara matematis dihutung dari persamaan (2.4)
Perhitungan Data Gaya ( F ) Gaya merupakan dorongan, tarikan dan putaran yang membuat benda bergerak lebih cepat atau lebih lambat, berubah arah atau bentuk. Ketika gaya sedang mempengaruhi suatu benda berarti kerja sedang dilakukan pada benda tersebut sebagai wujud perubahan dari bentuk energi ke bentuk lain. Gaya yang dihasilkan setelah mengkombinasikan tabung I dan tabung II dapat dihitung dengan persamaan (2.5).
Perhitungan Data Torsi ( T) Torsi adalah kemampuan mesin untuk menggerakkan/memindahkan mobil/motor dari kondisi diam hingga berjalan.berikut adalah torsi yang dihasilkan setelah memakai 2 tabung dapat dihitung dengan persamaan (2.6).
Perhitungan Data Daya ( W ) Pengertian dari daya itu adalah besaran kerja motor selama kurun waktu tertentu. daya yang
dihasilkan setelah memakai kombinasi 2 tabung dapat dihitung dengan persamaan (2.7).
Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis penambahan tekanan udara pada mobil bertenaga udara MSG 01 dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1.total tekanan udara yang digunakan setelah penambahan dari tabung pertama dan kedua sebesar 14 bar (14x105Pa). 2. Kecepatan aliran udara sebesar 40,2 m/s.
3. Debit aliran udara yang dihasilkan sebesar 2.27 x 10-5 m3/s. 4. gaya yang dihasilkan sebesar 490.16 kg.m/s2 (N) . 5, Torsi yang dihasilkan sebesar 46.07 Nm. 6. Daya yang dihasilkan sebesar 117.34 kw.
SARAN Dari
Penelitian
ini
ada
beberapa
saran
yang
perlu
dipertimbangkan untuk penelitian selanjutnya, antara lain adalah
sebagai berikut: •Merubah sistem kerja mobil MSG 01 agar lebih efisien. •Merubah dimensi rangka dan mengganti bahan rangka dengan bahan yang lebih ringan. •Mengganti tabung dengan dimensi yang lebih kecil tetapi memiliki kapasitas penampung yang besar.
TERIMA KASIH
