UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNJUK KERJA MOBIL MSG – 01 DENGAN SISTEM TENAGA UDARA Disusun Oleh : Nama : Muhammad Rizki Npm : 24411960 Jurusan : Teknik Mesin Pembimbing : 1. Dr. Rr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.
Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015
Latar Belakang • Pada umumnya kendaraan selalu mengunakan bahan bakar fosil sebagai sumber energinya, berhubung bahan bakar fosil tidak dapat diperbarui dan energi udara dapat menjadi energi alternatif yang dapat di gunakan pada kendaraan mobil. Dengan merancang sebuah mobil yang sumber energinya mengunakan angin dapat menjadi solusi pengantian bahan bakar fosil, serta memodifikasi sistem dan komponen-komponen yang bekerja kerja pada mesin mobil tersebut sehingga dapat mengunakan angin sebagai sumber energinya. Sistem ini sangatlah ramah linggungan dikarnakan tidak menghasilkan polusi yang dapat mencemari lingkungan
Tujuan Perancangan 1. Menganalisis Sistem Kerja Mobil MSG – 01 Dengan Sistem
Tenaga Udara. 2. Menganalisis Sistem Kerja Dengan Menggunakan Satu
Tabung Tekanan 8 Bar.
Batasan Masalah 1. Menggunakan Tenaga Udara 2. Menggunakan Satu Tabung Kompresor Dengan Tekanan 8 Bar. 3. Mengetahui Debit, Konsumsi Udara, Gaya, Daya, Torsi yang dihasilkan.
Flowchart Sistem Kerja Pada Mobil MSG 01
Flowchart Sistem Kerja Pada Mobil MSG 01
Sistem Kerja Mobil Tenaga Udara MSG 01
Gambar Mobil Tenaga Angin MSG 01
Gambar Rancangan Mobil Tenaga Angin MSG 01
Mesin Yang Digunakan Mesin motor berguna untuk pengerak mobil tenaga angin MSG 01, dalam pemilihan motor bakar setelah mempertimbangkan beberapa hal, mesin motor astrea grand dipilih karena daya dan torsi yang sesuai serta system valve dan rocker arm yang sesuai dengan perancangan mesin tersebut. 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, rante stater B. Mesin Bagian Atas Komponennya adalah : Tidak ada yang dilepas 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.
Intake Yang Dimodifikasi 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.
Camshaft Yang Dimodifikasi Fungsi dasar dari camshaft yaitu untuk menggerakkan katup masuk dan katup buang yang terdapat pada kepala silinder. Camshaft digerakkan oleh seperangkat roda gigi yang terdapat di crank shaft, roda gigi ini disebut timing gear.
ANALISIS DATA Luas Penampang Selang ( As ) Luas selang berpengaruh terhadap kecepatan aliran laju angin. Luas penampang selang secara matematis dihitung dari persamaan (2.2) 𝐴𝑠 =
𝜋 4
𝑥 𝑑𝑠2
Diketahui : 𝑑𝑠2 = 8.5 mm = 0.0008 m Penyelesaian : As =
3.14 4
𝑥 ( 0.00085 )2
= 5.67 x 10-7 m2
ANALISIS DATA Debit Aliran Udara Dalam Selang ( Q ) Debit fluida adalah nama lain dari laju aliran fluida, volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu disebut dengan debit. Secara matematis dihitung dari persamaan (2.3). Q = 𝐴𝑠 x υ Diketahui : As = 5.67 x 10-7 m2 υ = 36.1 m/s Penyelesaian : As = 5.67 x 10 -7 x 36.1 = 2.04 x 10-5 m3/s
ANALISIS DATA
Luas penampang piston ( Ap ) Luas piston berpengaruh pada gaya yang timbul serta berpengaruh pada kecepatan piston. Luas penampang piston secara matematis dihitung dari persamaan (2.4) Ap =
π 4
x d2
Diketahui :
d = 50 mm = 50 x 10-3 m Penyelesaian : Ap =
3.14 4
x ( 50 x 10−3 )2
= 1.96 x 10-7 m2
ANALISIS DATA
Gaya Piston ( F ) Piston mempunyai gaya untuk bergerak dikarnakan tekanan angin dan mengubahnya menjadi tenaga untuk menjalankan mobil. Gaya yang bekerja pada piston secara matematis dihitung dari persamaan (2.5) F = Pi x g x Ap Diketahui : Pi = 20394.32 kg/m2 g = 9.81m/s2 Ap = 1.96 x 10-3 m2 Penyelesaian : F = 20394.32 kg/m2 x 9.81m/s2 x 1.96 x 10-3 m2 = 392.13 kg.m/s2 (N)
ANALISIS DATA
Konsumsi Udara Pada Piston ( Vp ) Konsumsi udara pada piston adalah keperluan udara yang digunakan untuk menggerakan pistom.Secara matematis dihutung dari persamaan (2.6) 𝜋
Vp = 4 . 𝐷𝑠 2 . 𝑑𝑝2 . ℎ Diketahui : Ds2 = 50,052 mm dp2 = 502 mm h = 94 mm Penyelesaian : Vp =
3,14 4
. (50,052 . 502) . 94
= 0,785 (2505,0025 – 2500) . 94 = 369,13 mm3 = 369,13 . 10-9 m3 = 0,369 . 10-6 m3
ANALISIS DATA
Torsi ( T ) Torsi pada mesin adalah kemampuan puntir dari mesin. Torsi yang dihasilkan secara matematis dihutung dari persamaan (2.7) T = F P x LP Diketahui : FP = 392.13 kg.m/s2 LP = 94 x 10-3 m Penyelesaian : T = 392.13 kg.m/s2 x 94 x 10-3 m = 36.86 Nm
ANALISIS DATA Daya ( W ) Daya mesin adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Daya yang dihasilkan oleh mesin secara matematis dihutung dari persamaan (2.8) w=
T x 2π x n S
Diketahui : T = 36.86 Nm L = 94 mm = 94 x 10-3 m
Penyelesaian : W=
36.86 x 360 x 346.3 60
= 76587.7 watt W=
76587.7 watt 1000
= 76.5 kw
3. Perh. Panjang Keliling Sabuk Pada Reduksi 1
4. Perh. Jarak Sumbu Poros Pada Reduksi 1
Diketahui : 𝑑1 = 203 mm 𝑑2 = 177 mm C = 500 mm (direncanakan) Ditanyakan : 𝐿 = ?
Diketahui : 𝑑1 𝑑2 L Ditanyakan: 𝐶
Jawab :
Jawab :
𝐿 = 2𝐶 +
𝜋 2
𝑑1 + 𝑑2 +
= 2(500) +
3.14 2
1 4𝐶
203 + 177 +
4 500
203 mm 177 mm 1575 mm ?
𝑏 = 2𝐿 − 𝜋 (𝑑2 + 𝑑1 )
(𝑑2 − 𝑑1 ) 1
= = = =
= 2 ∙ 1575 − 3.14 (177 + 203) 2
(177 − 203)
= 1597 𝑚𝑚
= 1956.8 𝑚𝑚 Maka, 𝐶=
Jadi tipe sabuk V standar yang digunakan adalah A - 62, dengan L = 1575 mm.
=
𝑏+
𝑏 2 − 8 (𝑑2 − 𝑑1 )2 8
1956.8 +
= 489 𝑚𝑚
1956.82 − 8 (177 − 203)2 8
Kesimpulan A. Berdasarkan hasil perancangan dan perhitungan pembahasan tentang mobil tenaga angin MSG - 01 maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1.
Tekanan udara dalam tabung sebesar 8 bar mampu menggerakan mobil sejauh 20 meter dengan kecepatan 10 hingga 15 km/h
2.
Gaya yang dihasilkan : 392.13 kg.m/s2 (N), Daya yang dihasilkan : 76.5 kw, Torsi yang dihasilkan : 36.86 Nm, Konsumsi udara piston : 0,369 . 10-6 m3, Debit aliran udara : 2.04 x 10-5 m3/s.
B. Keuntungan penggunaan udara mampat adalah Udara yang telah selesai dipakai kemudian dapat langsung dibuang tanpa mengotori lingkungan.Udara mampat selalu bersih, maka dari itu udara yang keluar karena kebocoran pipa atau bidang lain tidak menimbulkan kontaminasi atau pengotoran terhadap lingkungan.
Kesimpulan C. Kerugian Penggunaan Udara Mampat : 1. Perangkat udara mampat memerlukan persiapan yang baik dan teliti karena rentan dengan kebocoran. 2. Pada saluran pembuangan ke atmosphere menimbulkan suasana yang bising dan keras. Meskipun demikian, masalah itu dapat dipecahkan sebagian oleh perkembangan teknik bahan peredam suara.
Kesimpulan D. Beban rangka terlalu berat sehingga mesin tidak kuat untuk menjalankan mobil dengan maksimal.
TERIMA KASIH
