PENGEMBANGAN HYDRAULIC REGENERATIVE SHOCK ABSORBER Muchamad Eko Jayadilaga 2110106021
LATAR BELAKANG
Hanya 10-16 % dari energi yang dihasilkan engine yang digunakan untuk menggerakkan kendaraan. Sisanya terbuang dalam bentuk panas dan getaran. Dalam satu dekade ini telah dikembangkan shock absorber yang bisa memulihkan energi terbuang dan mengubahnya menjadi energi listrik.
Rumusan Masalah Bagaimana mengembangkan alat regenerative shock absorber
dan sekaligus dapat mengganti regenerative shock absorber frictional yang telah dikembangkan dan menciptakan alat yang mampu memanen energi listrik dari gerak osilatif kendaraan. Bagaimana menentukan metode regeneratif energi tanpa merubah karakteristik redaman dari shock absorber. Bagaimana karakteristik redaman dan energi listrik bangkitan dari RSA ini.
Batasan Masalah Suspensi kendaraan jenis sedan. Hidrolik-elektromagnetik ditentukan atau dipilih sebagai metode regenerasi
energi. Pemilihan impeller turbin berdasarkan pendekatan yaitu hanya menentukan jumlah sudu, dan diameter pitch untuk mendapatkan dimensinya, dan tidak dilakukan analisa mendalam pada impeller turbin tersebut. Impeller yang dipilih adalah impeller bentuk sederhana dengan mengacu bentuk sudu turbin pelton. Analisa meliputi voltase, daya bangkitan dan koefisien redaman. Sistem dianggap satu DOF, pada saat pengujian shock absorber tidak menggunakan ban.
Tujuan Penelitian Mengembangkan prototipe regenerative shock absorber dengan metode hydraulic-elektromagnetic. Menguji karakteristik redaman dan energi bangkitan dari prototipe hydraulic regenerative shock absorber hasil rancang bangun.
Manfaat Penelitian Hasil tugas akhir ini dapat dimanfaatkan sebagai acuan
penegembangan hydraulic regenerative shock absorber. Membantu mahasiswa untuk lebih memahami konsep pengembangan dan perancangan produk.
Penelitian Sebelumnya Regenerative Shock Absorber oleh Massachutes Institute of Technology,
Menggunakan Prinsip Hydraulic
Dari hasil pengujian, satu buah regenerative shock absorber ini mampu menghasilkan daya sebesar 200 Watt
Penelitian Sebelumnya Regenerative Shock Absorber oleh Prof.Lei Zuo dkk Linear Electromagnetic Absorber
Prinsip Linear Electromagnetic Absorber adalah dengan menggunakan 2 tipe magnet yaitu axial dan radial. Magnet ini akan bergerak secara translasi mengikuti getaran yang terjadi pada kendaraan. Pada sisi yang lain, terdapat kumparan, yang bila terkena gerak translasi yang terjadi pada magnet akan menghasilkan energi listrik
- Rotational Absorber
Sedangkan pada Rotational Absorber prinsipnya adalah dengan mengubah gerak translasi yang terjadi pada getaran kendaraan menjadi gerak rotasi dengan menggunakan susunan roda gigi yang sedemikian rupa.
Pengembangan VERS oleh Mahasiswa Teknik Mesin ITS
VERS Generasi I menghasilkan tegangan maksimum sebesar 1,16 Volt dan kuat arus maksimum sebesar 0,03 Ampere, daya 0,0348 Watt. VERS yang telah dibuat ini memiliki kelemahan yaitu hanya mampu memanen energi ketika gerak translasi naik.
VERS Generasi II menghasilkan tegangan maksimum sebesar 10,6 Volt dan kuat arus maksimum sebesar 0,246 Ampere dan daya 2,61 Watt. Kekurangan dari Vers generasi II sama halnya dengan pendahulunya yang hanya mampu memanen energi ketika gerak translasi naik.
VERS generasi III ini dirancang sedemikian rupa sehingga dapat memanen energi secara kontinyu setiap terjadi gerakan translasi naik maupun turun, Hasil pengujian Vers generasi III menghasilkan tegangan maksimum sebesar 25 volt dan kuat arus maksimum sebesar 0,28 Ampere dan daya 7,2 watt.
VERS generasi IV dikembangkan oleh Rian, dari hasil pengujian diperoleh tegangan maksimal 1,364 Volt, kuat arus maksimal 3,2 Ampere dan daya 4,365 Watt.
VERS generasi I dengan menggunakan prinsip hydraulic dikembangkan oleh Hasfin, dari hasil pengujian diperoleh tegangan maksimum 0,719 Volt, kuat arus maksimal 7,913 mA dan daya 7,318 mW. VERS yang telah dibuat ini memiliki kelemahan yaitu energi bangkitan yang dihasilkan masih terlalu kecil.
Teori Penunjang
mẍ + c (ẋ-ẏ) + k (x-y) = 0 mẍ + cẋ + kx = ky + cẏ
Displacement Transmissibility
Grafik pengaruh gaya redaman terhadap perpindahan dan kecepatan
Metodologi Flow Chart Penelitian
START
Kajian Pustaka
Perancangan mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber
Perancangan aliran fluida
A
B
A
Pembuatan Hydraulic Regenerative Shock Absorber Pengujian hydraulic regenerative shock absorber
Aman dan mampu berjalan sesuai dengan perencanaan
Analisa Data Hasil Pengujian
Kesimpulan
END
B
Mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber
Konstruksi
Keterangan : 1. Hydraulic shock absorber 2. Check Valve 3. Generator 4. Shaft 5. Turbine 6. Housing
1 2
3 5
6
4
Mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber
Prinsip Kerja Keterangan : 1. Hydraulic shock absorber 2. Check Valve 3. Generator 4. Shaft 5. Turbine
Skema mekanisme (a) pada saat ekspansi (b) pada saat kompresi
Pengujian Koefisien Redaman Hydraulic Regenerative Shock Absorber dengan Alat Uji PT. KYB
Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA Dengan Eksitasi Impuls
Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA Dengan Eksitasi Harmonik
Hydraulic regenerative shock absorber
Diameter Tinggi Stroke
: 50 mm : 600 mm : 145 mm
Pengujian Koefisien Redaman Hydraulic RSA Dengan Alat Uji PT. KAYABA
Hasil yang diperoleh dari pengujian ini berupa rebound force dan compression force pada masing-masing kecepatan dan perpindahan
Pengaruh gaya terhadap kecepatan rod
Hasil pengujian dan perhitungan Hydraulic RSA dari PT. KYB
Grafik pengaruh kecepatan terhadap koefisien redaman
nilai koefisien redaman 3796.75 Ns/m
Pengaruh gaya terhadap perpindahan
Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA dengan Eksitasi Impuls
Energi bangkitan dari pengujian eksitasi impuls ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan eksitasi impuls ditunjukkan gambar dibawah ini
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 1 eksitasi impuls 𝜁 0.8
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 2 eksitasi impuls 𝜁 0.8
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 3 eksitasi impuls 𝜁 0.8
Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA dengan Eksitasi Harmonik
Energi bangkitan dari pengujian eksitasi harmonik ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan eksitasi harmonik ditunjukkan gambar dibawah ini
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 1 eksitasi harmonik 𝜁 0.8
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 2 eksitasi harmonik 𝜁 0.8
Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 3 eksitasi harmonik 𝜁 0.8
Kesimpulan
Desain turbin yang digunakan adalah mengacu pada desain turbin pelton dengan bentuk lengkungan pada sudunya. Jumlah sudu turbin yang digunakan adalah 12 buah dengan diameter 60 mm. Diameter nosel 4 mm. Saluran check valve digunakan untuk mengatur aliran fluida sebelum masuk pada sistem turbin. Dari pengujian koefisien redaman di PT. KAYABA didapatkan nilai koefisien redaman rata-rata hydraulic regenerative shock absorber sebesar 3796.75 Ns/m. Nilai konstanta pegas 20000 N/m. Tegangan Hydraulic RSA meningkat menjadi 2.6 volt dari Hydraulic RSA generasi I. Energi bangkitan hydraulic regenerative shock absorber dengan koefisien redaman 3796.75 Ns/m metode eksitasi impuls sebesar:
Energi bangkitan hydraulic regenerative shock absorber dengan koefisien redaman 3796.75 Ns/m metode eksitasi harmonik sebesar:
