PERANCANGAN ALAT UJI SISTEM REM DAN DETAIL DRAWING KOMPONEN REM MOBIL MULTIGUNA PEDESAAN
Muhammad Habibi NRP 2110 106 022 Dosen Pembimbing Dr. Eng. Harus Laksana Guntur, ST. M.Eng. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Tenologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013
Latar Belakang Rem merupakan bagian kendaraan yang sangat penting dalam mendukung aspek keamanan berkendaraan, maka rem harus : •Dapat menghentikan kendaraan secepat mungkin •Dapat melaksanakan pengereman sesuai kehendak pengemudi
Untuk mengembangkan sistem rem hingga sesuai dengan permintaan diperlukan pengujian baik secara langsung pada kendaraan atau pengujian di laboratorium.
Perumususan Masalah • Perancangan alat uji sistem rem kendaraan full model yaitu alat uji yang bisa mempresentasikan sistem pengereman pada kendaraan dengan skala sebenarnya serta menganalisa transmisi daya pada sistem penggerak.
Tujuan Masalah
• Merancang alat uji sistem rem kendaraan full model serta menganalisa distribusi sistem transmisi daya pada sistem penggerak.
Batasan Masalah • Pengereman dalam keadaan mobil berjalan lurus dengan kondisi jalan lurus dan datar. • sistem pengereman menggunakan dinamika rem hidrolik. • Gerakan yang dianalisa hanya arah lurus (horizontal). • Kontruksi alat dinggap aman. • Jarak wheelbase diwakili oleh tekanan roda depan dan belakang yang diatur. • Perhitungan hanya pada sistem penggerak. • Perhitungan dilakukan untuk prhitungan komponen utama • Perancangan kekuatan hanya untuk komponen utama. • Komponen-komponen yang tidak terhitung dianggap aman.
Manfaat • Menyediakan peralatan laboratorium untuk digunakan dalam pengembangan dunia otomotif Indonesia. • Menyediakan secara khusus alat uji sistem rem kendaraan untuk mengembangkan sistem pengereman kendaraan. • Memberikan informasi karakteristik kinerja sistem rem kendaraan yang di simulasi sebagai bahan acuan dalam improvisasi analisa lapangan. • Menyediakan sarana rancangan untuk pembuatan komponen-komponen sistem rem untuk proses produksi.
Tinjauan Pustaka ABS dynamic test stand
Diagaram schematic
Hydraulic ABS dynamic simulation test stand Diagaram schematic
Metodologi penelitian Start
Start
Kajian Pustaka
Flowchart Metodologi Penelitian
Proses Perancangan Awal
Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prisip Kerja dalam Mekanisme Serta Menyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)
No Perhitungan
Proses Perancangan Akhir
Ide Rancangan
Flowchart Tahap Proses Perancangan Awal
Analisa Morphologi Matrix dan Pembuatan Alternatif Desain yang Memungkinakan
Penilaian Dari Segi Teknis dan Ekonomis
Fungsi = Sesuai Tuntutan
Yes Proses penggambaran akhir
Desain Akhir
End
End
Ide Rancangan
Diagram schematic
Ide rancangan mekanisme ini berupa alat uji sistem rem kendaraan full model skala 1:1 (beban mobil sebenarnya) dengan roda dikondisikan pada jalan lurus dan kondisi jalan datar
Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prinsip Kerja dalam Mekanisme serta Menyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)
Rangka
Sistem penahan
Alat uji sistem rem kendaraan full model Sistem Rem
Sistem Penggerrak
Sensor Measurement
Penentuan Fungsi-Fungsi dan Prinsip Kerja dalam Mekanisme serta Menyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)
Prinsip Kerja : Frame merupakan konstruksi base untuk pemasangan partpart lain. Requirement : dibuat rigid untuk menahan beban dari komponen alat uji.
Prinsip Kerja: Mempresentasikan profil jalan lurus. Requirement : Mampu menekan dan berputar bersamaan dengan roda
Prinsip Kerja: Mempresentasikan sistem penggerak pada kendaraan. Requirement : Mampu memberikan putaran dan torsi pada roda. Prinsip Kerja: Mempresentasikan sistem rem pada pada kendaraan. Requirement : Mampu mengurangi putaran roda sampai roda terhenti.
Prinsip Kerja: Sebagai alat ukur Requirement : Mampu memberikan data secara terukur.
Variasi Konstruksi Alat Uji Sistem Rem Kendaraan
Desain 2
Desain 1
Desain 3
Menganalisa Variasi Desain Dari Segi Teknis dan Ekonomis
Technical Value Matrix
Economical Value Matrix
• • • • •
Konstruksi Efisiensi Keamanan Proses Perakitan Perawatan dan Umur Pakai
• • • •
Jumlah Part Kualitas Proses Permesinan Biaya Material
Contoh Analisa Variasi Desain
Desain 2
Desain 1
Desain 3
Hasil,Analisa Dan Pembahasan Dimensi Umum Alat Uji Sistem Rem Kendaraan Full Model
Dimensi Alat Uji Pengereman Kendaraan Panjang
2275 mm
Lebar
2000 mm
Tinggi
1367,07 mm
Jarak antar roda
1810,90 mm
Jarak antara sumbu roller penahan dengan roda
436,56 mm
Jarak antara pedal
347,41 mm
Jarak antara sumbu roller caster Jarak antara base rangka dengan dengan sumbu roller Wheel Base
2160,70 mm 929,62 mm 1067.84 mm
Analisa Frame
Density Coefficient of Thermal Expansion Specific Heat Thermal Conductivity Resistivity
7850 kg m^-3 1.2e-005 C^-1 434 J kg^-1 C^-1 60.5 W m^-1 C^-1 1.7e-007 ohm m
Gaya 15000 N
Tensile Yield Strength Pa 2.5e+008 Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008
Definition Type
Maximum Shear Stress
Normal Stress
Shear Stress
Total Deformation
Definition Maximum Shear Normal Stress Type Stress Orientation
Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008
≥
Shear Stress
X Axis
Coordinate sistem
Total Deformation
XY Plane
Global Coordinate sistem
Results -6.7039e+007 -9.1909e+007 Minimum 1737.5 Pa 0. m Pa Pa Maximum 1.5827e+008 Pa 2.4311e+007 Pa 8.4956e+007 Pa 1.0237e-003 m Minimum Occurs On
Rangka
Maximum Occurs On
Rangka
Rangka Rangka
Rangka Rangka
Rangka
Sistem rem
sistem aliran 4 sensor Gambaran umum dari sistem aliran ini adalah: •Sistem ini memakai komponen-komponen elektronika unutk mengatur pengereman •Setiap roda akan diatur tersendiri tetapi kedua roda belakang mendapat tekan sama
Sistem rem full model untuk alat uji ini disesuikan dengan kondisi sebenarnya sistem rem pada kendaraan. Sehingga kebutuhan akan sistem rem alat uji didesain sama dengan sistem rem kendaraan. 1 set rem ABS digunakan sebagai sistem dari pengereman. sistem ABS menggunakan sistem 4 chanel 4 wheel speed sensor dan terdiri dari, master cylinder, 2 caliper, modulator, serta sebuah ECU. Sistem rem ini juga bisa digunakan untuk pengereman LBS yaitu dengan mematikan saklar pada sistem rem ABS.
cara kerja dari sistem aliran 4 sensor adalah: •Masing-masing roda terdapat sensor dan katup pengatur •Roda depan : Tiap roda mendapat tekanan rem sesuai dengan besarnya nilai gesek •Roda belakang : Prinsip select row, kedua tekan rem sama •Setiap roda diatur sendiri kalau ada sistem diagonal Keuntungan : •Tidak ada roda yang memblokir •Gaya mengemudi masih penuh •Mobil selalu dalam keadaan stabil •Keausan ban kecil
Sensor
Front
Rear
Alat ukur yang digunakan pada alat uji sistem rem ini adalah sensor tekanan (pressure sensor) yang digunakan untuk pengukuran tekanan pengereman yang dipasang pada selang sistem rem, sensor kecepatan (velocity sensor) digunakan untuk pengukuran putaran roda yang dipasang pada masing roda, sensor beban (load sensor) digunakan untuk pengukuran gaya pengereman pada pedal yang diberikan oleh injakan kaki manusia. Beberapa tambahan alat ukur pada alat uji ini adalah penggunaan dynamometer dengan pembacaan inputan berupa grafik daya yang nantinya didapatkan putaran roda, sehingga dari putaran roda tersebut dapat diketahui slip.
Sistem Penggerak
roda
roda
Poros 2
Tr roda engine
roda r
flywheel Te
Tc
Tr
Tp
d n
Tf
torsi
Tp Poros 1
Engine sebagai sumber penggerak mempresentasikan engine pada kendaraan.sistem transmisi digunakan untuk meneruskan putaran dari engine menuju roda. Sistem Transmisi terdiri dari 1 Clucth, 2 Pulley dan V-belt, serta differential gear. Tidak hanya itu, antara magnetic clutch dengan pulley diberikan flywheel. Flywheel mampu mempresentasikan sisa energy kinetis dari badan kendaraan.
aliran distribusi daya pada sistem penggerak
Hasil Perhitungan Engine Daya : 63,82 Kwatt Rpm : 1200 rpm
Sistem penahan
Sistem penahan Kapasitas tekan : 2 ton Konstanta spring (Ks) : 41 N/mm2 Slider Guide : - type LMF 20 UU, ø 20 mm
Sistem penahan pada Alat Uji Pengereman Kendaraan mempresentasikan profil jalan lurus, mampu menekan serta berputar bersama roda kendaraan serta berfungsi untuk memberikan tekanan yang memperesentasikan dari beban kendaraan pada masing-masing roda dengan pemberikan tekanan yang berbeda
Sistem Penggerak Engine Daya : 63,8 KWatt Rpm : 1200 rpm
Sistem penahan Kapasitas tekan : 2 ton Konstanta spring (Ks) : 41 N/mm2 Slider Guide : - type LMF 20 UU, ø 20 mm
Gambar susunan & detail Gambar susunan & detail rem
Control Box Engine Starting Control velocity Velocity and preasure manifold
Rangka Dibuat rigid Roller caster
Sistem Rem sistem rem ABS dan LBS 4 sensor kecepatan 4 sensor tekanan Disc brake dan Drum bfrake
Kesimpulan Dari proses perancangan alat uji rem kendaraan full model kendaraan diperoleh hasil, analisa data – data sebagai berikut: •alat uji rem kendaraan full model kendaraan dirancang dengan skala 1:1 sesuai kondisi sebenarnya pada kendaraaan, dengan perancangan fungsi pada alat uji sistem rem yang disesuikan untuk kebutuhan pengujian. •Sistem penggerak dari alat uji rem kendaraan full model kendaraan menggunakan engine dengan daya sebesar 63,8 Kwatt dan putaran 1200 rpm. Dengan analisa, desain dan pemilihan material sudah memenuhi syarat dalam hal keamanan dimana tegangan yang terjadi pada material tiap komponen sistem penggerak , jauh di bawah properties material atau tegangan maksimum yang mampu diterima oleh material. •Gambar susunan dan gambar details untuk perancangan alat uji rem kendaraan full model kendaraan.
