PENGANTAR TRANSPORTASI TENAGA GERAK DAN KENDARAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN JAYA Jl. Boulevard Bintaro Sektor 7, Bintaro Jaya Tangerang Selatan 15224
PENDAHULUAN Secara umum tenaga gerak diperlukan untuk menggerakkan suatu sarana transportasi dan mengatasi hambatan atau tahanan yang dialaminya, seperti misalnya gaya gravitasi, kelandaian, gesekan antara ban dan permukaan, gelombang laut serta lain-lain
Menurut sejarahnya, ukuran yang menyatakan besarnya tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan suatu benda sejauh jarak tertentu per satuan waktu dibandingkan dengan kekuatan tenaga kuda dan oleh karena itu dinyatakan dalam satuan kuda yang kemudian diformulasikan sebagai :
HP = F x d Dimana : HP F d
= satuan tenaga per satuan waktu = gaya yang bekerja = jarak pemindahan
1 HP didefinisikan sebagai 75 kg.m/detik atau 0.75 kilowatt
JENIS TENAGA PENGGERAK Sistem penggerak kendaraan
sistem propulsi
• tenaga pendorong alamiah (hewan,manusia atau air) • tenaga pendorong buatan (mesin).
Tenaga Manusia dan Hewan Awalnya berasal dari tenaga manusia sendiri dan kemudian dengan memanfaatkan tenaga hewan. Sumber energi utamanya didapatkan melalui makanan. Contohnya tenaga manusia adalah becak, gerobak, jalan kaki, sepeda, perahu dayung, sedangkan untuk tenaga hewan antara lain kuda, kerbau, bendi, unta dan lain-lain.
JENIS TENAGA PENGGERAK
Karakteristik dengan tenaga penggerak ini adalah : • Muatan yang diangkut sangat terbatas • Kecepatan sangat rendah • Jarak tempuh yang pendek
JENIS TENAGA PENGGERAK Mesin Uap Selanjutnya dengan penemuan teknologi uap, maka mulai digunakan mesin uap. Mesin uap ini bersifat universal artinya dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan misalnya kereta api, kapal, stasiun pompa dan lainnya. Karakteristiknya tergolong sederhana namun biasanya besar dan berat serta kotor sehingga menimbulkan polusi udara dan suara. Prinsip kerja mesin uap : uap yang dihasilkan dari pemanasan air dalam boiler digunakan untuk menggerakkan torak yang selanjutnya digunakan untuk menggerakkan roda penggerak. Tenaga uap ini berasal dari tenaga uap air yang timbul dari pemanasan air hingga ,melewati titik didihnya sehingga berubah menjadi uap. Pemanasan atau pembakaran dilakukan dengan menggunakan bahan bakar batu bara atau kayu
JENIS TENAGA PENGGERAK
JENIS TENAGA PENGGERAK Mesin bakar Mesin jenis ini menggunakan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi seperti bensin dan solar. Sifatnya sederhana dan ringan serta biasanya digunakan dalam dunia otomotif. Mesin yang menggunakan bahan bakar solar biasanya lebih dikenal dengan mesin diesel. Pada mesin bakar ini, terdapat dua jenis utama yaitu mesin 4 langkah (4WD) dan mesin dua langkah (2WD).
JENIS TENAGA PENGGERAK Mesin listrik Mesin jenis ini bersifat sangat fleksibel dan bersih, namun masih cukup mahal. Dalam penggunaannya sistem ini memerlukan tempat pengolah tenaga (power plant) yang berfungsi merubah energi menjadi listrik
JENIS TENAGA PENGGERAK Mesin Jet Mesin ini relatif ringan dibandingkan dengan tenaga yang bisa dihasilkannya, menggunakan prinsip recoil, dimana udara yang masuk dimampatkan tinggi dikeluarkan melalui lubang yang sempit dibelakang (nozzle) sehingga bisa memberi gaya dorong yang besar. Secara prinsip, langkah kerja hampir sama dengan mesin 4 langkah bahan bakar biasa, yaitu intake – compression – combustion – exhaust, hanya yang dimasukkan dan dibakar tersebut adalah udara dan bukan bahan bakar
JENIS TENAGA PENGGERAK
KARAKTERISTIK KENDARAAN Derajat Kebebasan (Degree of freedom)
Derajat kebebasan menunjukkan kemampuan kendaraan dalam melakukan gerakan. satu derajat kebebasan menyatakan bahwa kendaraan tersebut hanya bisa bergerak dalam satu arah, yaitu maju atau mundur seperti misalnya kereta api. dua derajat menyatakan bahwa kendaraan tersebut dapat bergerak maju mundur dan belok kiri dan kanan, seperti misalnya mobil tiga derajat kebebasan maka gerakannya ditambah dengan naik dan turun seperti misalnya pesawat terbang atau kapal selam
KARAKTERISTIK KENDARAAN Dukungan dan Stabilitas • Untuk bisa beroperasi dengan aman, maka kendaraan ini membutuhkan dukungan landasan untuk bergerak. • Pada kendaraan darat, maka dukungan tersebut diberikan oleh tanah atau perkerasan. • Pada moda transportasi air maka dukungan diberikan oleh daya angkat air. Sesuai dengan hukum Archimedes maka daya dukung air tersebut sama dengan berat volome air yang dipindahkan akibat adanya bagian kapal yang tenggelam di dalam air
KARAKTERISTIK KENDARAAN Dukungan dan Stabilitas • Pada transportasi udara, untuk balon prinsip dukungannya sama dengan transportasi air, namun untuk pesawat dukungan diberikan akibat adanya perbedaan tekanan udara pada sisi atas sayap pesawat yang lebih kecil dari pada tekanan pada sisi bawah sayap-sayap pesawat tersebut yang mengakibatkan timbulnya gaya angkat (up lift)
KARAKTERISTIK KENDARAAN Hambatan atau Tahanan Yang Bekerja • Hambatan atau tahanan yang bekerja pada kendaraan berasal dari sumber yang berbeda serta ada yang sama untuk masing-masing moda • Tahanan ini berasal dari bermacam-macam sumber seperti : 1) gesekan antara bagian yang bergerak, gesekan antara roda atau kulit dengan permukaan perkerasan, air atau udara 2) adanya gravitasi dan ketinggian 3) tekanan gelombang atau udara 4) Goncangan air Pada prinsipnya, tahanan-tahanan inilah yang harus diatasi oleh tenaga gerak yang ada sehingga benda tersebut bisa bergerak. Dalam hal ini maka besar tenaga yang diperlukan tentunya harus lebih besar daripada jumlah tahanan yang bekerja
PRINSIP PERGERAKAN Mobil Pada prinsipnya, mesin akan menggerakkan torak dan kemudian menyalurkannya ke sumbu roda melalui sumbu penggerak. Tenaga putar yang dihasilkan mesin diteruskan melalui alat penyambung yang disebut (coupling), pengatur putaran (transmisi) yang selanjutnya disalurkan melalui gardan yang secara mekanis akan memutar roda.
Perputaran mesin diteruskan ke roda dan harus disinkronkan dengan perputaran roda melalui alat yang disebut transmisi. Cara transmisi ini tergantung dari tenaga penggerak dan jenis kendaraannya.
PRINSIP PERGERAKAN Mobil Pada transmisi manual, setiap perubahan kecepatan akan mengubah besar gigi penerus sehingga makin tinggi kecepatan perputaran mesin tidak makin tinggi. Untuk perpindahan ini kita memerlukan pemutusan dan penyambungan antara pergerakan mesin dan roda yang disebut kopling. pada transmisi otomatis, sinkronisasi antara perputaran mesin dan roda berlangsung secara otomatis sehingga tidak memerlukan kopling untuk mengubah perputaran. Perputaran mesin akan langsung mengatur perputaran roda. Perputrana mesin dengan satuan RPM (rotasi per menit). Dengan menambah aliran BBM atau gas akan menambah perputaran mesin yang sering disebut dengan penambahan gas.
PRINSIP PERGERAKAN Mobil
PRINSIP PERGERAKAN Transmisi hidrolik Dalam hal transmisi hidrolik pada lokomotif diesel, momen putar dari motor diesel diteruskan melalui suatu alat penerus daya yang berisi poros input/poros output , pompa putar turbin radial,suhu tetap dan cairan oli dalam kotak yang tertutup. Secara garis besar prinsip kerjanya adalah :
PRINSIP PERGERAKAN
TRANSMISI HIDROLIK
PRINSIP PERGERAKAN Transmisi Elektrik Pada sistem ini, momen putar poros output akan langsung menggerakkan suatu generator yang menghasilkan arus listrik. Tenaga listrik ini akan diatur dalam suatu sistem pengatur yang akan dialirkan ke motor listrik yang disebut motor traksi sehingga berputar. Momen putar ini akan diteruskan ke roda penggerak melalui roda gigi yang akhirnya akan menggerakkan lokomotif. Jenis ini yang paling banyak digunakan di Indonesia.
PRINSIP PERGERAKAN
Kereta diesel elektrik
Kereta listrik
Kereta diesel hidrolik
PRINSIP PERGERAKAN KAPAL AIR pergerakan dilakukan oleh baling-baling yang digerakkan oleh mesin, namun demikian masih ada juga pergerakan yang dilakukan dengan bantuan tiupan angin dengan menggunakan layar atau didayung oleh tenaga manusia
PRINSIP PERGERAKAN KAPAL AIR
PRINSIP PERGERAKAN KAPAL AIR • Pemilihan tenaga penggerak kapal banyak dipengaruhi oleh harga bahan bakar. Untuk menghemat penggunaan bahan bakar cenderung dengan mengurangi kecepatan kapal. Juga dicari mesin penggerak yang dapat menghemat pemakaian BBM. • Kapal digerakkan dengan propeler yang digerakkan oleh mesin. Bahwa tenaga yang diperoleh dari pembakaran tidak seluruhnya digunakan untuk menggerakkan kapal. • Sebagian besar energi potensial hilang ke udara sebagai gas buangan dan ke laut melalui air pendingin mesin. Umumnya terpakai sekitar 20-40% yang digunakan melalui baling-baling untuk mengatasi hambatan propeler dan porosnya.
PRINSIP PERGERAKAN Untuk memungkinkan kapal bergerak ke kiri dan ke kanan, di[erlukana alat kemudi. Alat kemudi ini terdiri dari tiga bagian : • Roda kemudi yang biasanya terdapat di anjungan dan dikendalikan oleh seorang juru mudi. • Alat penerus, yang memiliki fungsi untuk meneruskan gerakan roda kemudi ke daun kemudi • Daun kemudi (rudder). Air yang mengalir melalui samping kapal menimbulkan tekanan pada daun kemudi yang menyebabkan akan menekan juga buritan kapal di samping.
Roda kemudi
rudder
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG • Hal yang membedakan antara sarana angkutan udara dengan moda angkutan lainnya adalah lebih cepat dan lebih banyak menggunakan energi per penumpangnya • Awalnya angkutan udara menggunakan gas yang lebih ringan dari udara. • Kemudian pada saat ini, pesawat digerakkan dengan mengalirkan udara ke belakang dengan prinsip hukum Newton 3 yaitu aksi = - reaksi.
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG Selain pergerakan maju, terdapat juga pergerakan : Roll : pergerakan miring ke kiri dan ke kanan Yaw : pergerakan memutar Pitch : pergerakan ke atas dan ke bawah pergerakan yang terjadi pada arah 3 dimensi diatur oleh sayap dan bilah kemudi
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG • Dalam hal ini, masing-masing bilah akan memberikan pergerakan pada arah tertentu, apakah belok kanan – kiri atau naik – turun. • Apabila kemudi diputar ke kanan, maka bilah pemiring di sayap kanan akan miring ke atas dan bilah pemiring di sayap kiri miring ke bawah sehingga badan pesawat miring ke kanan dan demikian sebaliknya. • Selanjutnya apabila kemudi ditarik maka bilah pengangguk akan miring ke atas serta bagian ekor akan tertekan ke bawah dan bagian hidung pesawat akan naik sehingga pesawat akan bergerak naik dan demikian juga sebaliknya.
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG
• Semua pergerakan ini diatur oleh pilot. • Yang terpenting adalah bagaimana pesawat ini diangkat dan gesekkannya dengan udara. • Untuk take off dan landing diperlukan terutama proses agar pergerakannya dapat dilakukan dengan selamat. Posisi sayap disesuaikan dengan arah pergerakan karena akan menghasilkan gaya ke atas. • Perbedaan tebal lapisan menggambarkan kondii udara rapat-renggang yang menimbulkan perbedaan tekanan yang selanjutnya akan mengangkat pesawat.
PRINSIP PERGERAKAN PESAWAT TERBANG Untuk bisa naik maka pesawat harus digerakkan dulu ke depan dengan berbagai alat, seperti baling-baling,turbo prop dan jet. Alat ini mendorong udara ke belakang dan sebagai reaksi maka pesawat didorong ke depan. Makin kuat dorongan makin cepat pesawat ini ke depan. Dengan bergeraknya pesawat ke depan maka timbul gaya angkat terhadap sayap kapal. Pesawat yang menembus udara akan terjadi arus udara yang berbeda tekanannya antara atas dan bawah
SISTEM TRANSPORTASI MASA DEPAN TUJUAN DAN ARAH PENGEMBANGAN • Tujuan dan arah pengembangan terjadi pada komponen teknologi, konsep operasional dan penciptaan sistem dan moda baru
Intelligent Transportation System (ITS) Sistem ini merupakan suatu rancangan yang memadukan teknologi informasi dengan transportasi yang memungkinkan terjadinya interaksi antara ketiga elemen transportasi (sarana, prasarana dan sistem pengendalian operasi) secara otomatis
SISTEM TRANSPORTASI MASA DEPAN • Intelligent Transportation System pada prinsipnya adalah penerapan teknologi maju di bidang elektronika, komputer dan telekomunikasi yang dipadu dengan prinsip manajemen strategi untuk meningkatkan fungsi transportasi secara keseluruhan. • Sistem ini mampu memberikan informasi kepada pemilik barang atau penumpang serta operator angkutan sedemikian sehingga proses transportasi dapat berjalan secara efektif dan efisien
SISTEM TRANSPORTASI MASA DEPAN Dual Mode Auto Guided Transportation (DM-AGT)
Transportasi jenis ini bisa berarti memiliki dua sistem penggerak yang berbeda (misalnya mesin diesel dan tenaga elektrik), ataupun dua sistem pengendalian yang berbeda (misalnya sistem manual dan otomatis) yang masingmasing bekerja pada tempat yang berbeda dalam satu operasi.
SISTEM TRANSPORTASI MASA DEPAN Fast Transit Links (FTL) Sistem ini biasanya sesuai untuk perjalanan jarak jauh, mengingat kecepatannya yang sangat tinggi. Untuk mencapai kecepatan yang tinggi tersebut, maka kadang-kadang gesekan antara roda dengan jalur pergerakan dihilangkan atau dikurangi dengan jalan menggunakan medan magnet antara keduanya seperti dalam sistem maglev (magnetic levitation)
SISTEM TRANSPORTASI MASA DEPAN Accelerated Moving Ways (AMV) Transportasi jenis ini menggunakan prinsip sistem sabuk gerak dalam melayani pergerakan, dan biasanya masih terbatas untuk daerah pelayanan jarak pendek, misalnya di terminal atau lapangan terbang. Namun konsep ini mulai dikembangkan untuk juga bisa melayani suatu daerah tertentu misalnya di suatu daerah pertokoan yang sangat luas seperti halnya superblok.
BEBERAPA PENERAPAN SISTEM TRANSPORTASI YANG SUDAH ADA DI DI INDONESIA Area Traffic Control System (ATCS) ATCS dimaksudkan untuk mengurangi waktu hambatan di persimpangan dengan mengoptimalkan sistem persimpangan dengan lampu lalu lintas, sehingga akan diperoleh gelombang hijau (green wave) antara satu persimpangan dengan persimpangan yang lain. Dengan green wave maka apabila pengguna jalan mendapatkan lampu hijau pada satu persimpangan dan pengguna jalan tersebut mengikuti batas kecepatan yang ditentukan, maka akan mendapat lampu hijau pada persimpangan berikutnya
BEBERAPA PENERAPAN SISTEM TRANSPORTASI YANG SUDAH ADA DI DI INDONESIA Sistem 3 in 1 • Aturan ini mewajibkan semua kendaraan pribadi yang akan melewati jalan Sudirman dan Thamrin, berpenumpang 3 orang atau lebih termasuk pengemudi. • Diterapkan hanya pada jam sibuk pagi dan sore. • Skema ini sedikit banyak telah mampu menekan penggunaan kendaraan pribadi pada koridor utama tersebut, akan tetapi hal ini tidak berpengaruh banyak terhadap keseluruhan sistem transportasi perkotaan di Jakarta.
BEBERAPA PENERAPAN SISTEM TRANSPORTASI YANG SUDAH ADA DI DI INDONESIA Bus Rapid Transit • Bus Rapid Transit (BRT) dikembangkan di Jakarta dengan membangun Bus Only Lane (Busway) di beberapa koridor utama di Jakarta. • Busway dimaksudkan untuk meningkatkan pelayanan angkutan umum dan mampu menarik pengguna kendaraan pribadi untuk menggunakan angkutan umum ini (Busway) sehingga akan mengurangi kemacetan
BEBERAPA PENERAPAN SISTEM TRANSPORTASI YANG SUDAH ADA DI DI INDONESIA Penertiban Parkir dan Pedagang Kaki Lima Penggunaan ruas jalan untuk parkir (on-street parking) dan pedagang kaki lima (juga di trotoar) akan mengurangi kapasitas jalan. Untuk mengatasi hal ini, Pemerintah DKI Jakarta telah melakukan upaya penertiban dengan melarang dan merazia pedagang kaki lima serta penggembokan terhadap kendaraan-kendaraan yang parkir pada ruas jalan yang tidak disediakan untuk parkir
BEBERAPA PENERAPAN SISTEM TRANSPORTASI YANG SUDAH ADA DI DI INDONESIA Pembangunan Ruas jalan Tol dalam Kota Dalam beberapa tahun terakhir, telah dibangun beberapa ruas jalan toll di kota Jakarta sebagai upaya untuk menambah kapasitas jaringan jalan di Jakarta. Pembangunan ruas jalan toll di Jakarta belum mampu mengatasi kemacetan di Jakarta. Terdapat kecenderungan, peningkatan kapasitas jalan justru menjadi salah satu variabel yang mendorong penggunaan kendaraan pribadi
