ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO

Transkripsi

1 ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM : DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK 2012

2 ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO Oleh : TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM : Diketahui/ Disyahkan : Disetujui Oleh : Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing Fakultas Teknik USU Ketua, Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. Tugiman MT. NIP : NIP :

3 ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO Oleh : TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM : Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi Periode ke-626 tanggal Disetujui oleh : Disetujui Oleh : Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. A. Halim Nasution, M.sc NIP : NIP :

4 ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM Telah disetujui oleh : Ir. Tugiman K. MT. NIP : Penguji I, Penguji II, Ir. Mulfi Hazwi M.sc Ir. A. Halim Nasution, M.sc. NIP : NIP : Diketahui oleh, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua, Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP :

5 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : /TS/2011 FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA : / /20 MEDAN PARAF : TUGAS SKRIPSI NAMA : Tommy Prakoso Suryo Putranto NIM : MATA KULIAH : Kinematika dan Dinamika SPESIFIKASI TUGAS : Lakukanlah simulasi untuk mengamati perubahan nilainilai kinematika dan dinamika pada poros engkol motor bakar satu silinder sepeda motor HONDA REVO. Pembahasan meliputi : 1. Menentukan kecepatan dan percepatan pada poros engkol 2. Menentukan gaya yang bekerja pada main bearing. Diberikan tanggal : 28/10/2011 Selesai tanggal : 27/02/2012 KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DOSEN PEMBIMBING Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. Tugiman MT. NIP : NIP :

6 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN KARTU BIMBINGAN TUGAS SKRIPSI MAHASISWA No. : /TS/2011 Sub. Program Studi : Teknik Produksi Bidang Tugas : Kinematika dan Dinamika Judul Tugas : Analisa Kinematika dan Dinamika Poros Engkol Pada Honda Revo 4 Tak. Diberikan Tanggal : 28/10/2012 Selesai Tanggal : 27/2/2012 Dosen Pembimbing : Ir. Tugiman MT. Nama Mhs. : Tommy P. S. P NIM : No. Tanggal Kegiatan Asistensi Paraf Dosen 1. 28/10/2011 Pemberian spesifikasi tugas 2. 2/11/2011 Asistensi BAB I 3. 17/11/2011 Asistensi BAB II dan perbaikan BAB I 4. 28/11/2011 Perbaikan BAB II 5. 6/12/2011 Asistensi BAB III 6. 13/12/2011 Perbaikan BAB III 7. 4/01/2012 Asistensi BAB IV 8. 12/01/2012 Diskusi Hasil dan Simulasi 9 25/01/2012 Asistensi BAB V 10. 9/02/2012 Perbaikan Hasil dan Simulasi /02/2012 Siap diseminarkan Catatan : 1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada dosen pembimbing 2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapih 3. Kartu ini harus dikembalikan ke Departemen Bila kegiatan asistensi telah selesai Diketahui, Ketua Departemen Teknik Mesin FT-USU Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP :

7

8

9

10 ABSTRAK Honda REVO merupakan salah satu motor roda dua yang banyak digunakan di Indonesia. Produk keluaran pabrikan terkenal di Indonesia ini mencapai daya maksimumnya pada putaran 7500 RPM sebesar 8.46 PS, dan mencapai torsi maksimumnya pada putaran 5500 RPM 0.86 kg.f/m pada putaran 5500 RPM. Disebabkan intensitas pemakaian penggunaan sepeda motor sekarang ini yang butuh kecepatan tinggi yang memaksa mesin hingga pada putaran maksimumnya, sehingga dilakukan penelitian pada mekanisme engkol luncur untuk mengamati nilai-nilai kinematika dan dinamika pada motor tersebut, karena perbaikan dan pergantian pada bagian-bagian mekanisme engkol luncur tersebut yang sangat mahal. Hasil dari penelitian ini menunjukkan pada poros engkol mengalami torsi maksimum sebesar N.m. Metode yang digunakan untuk menganalisa mekanisme engkol luncur adalah metode analitik/ Hukum Newton dan MSC. MD ADAMS software. Kata kunci : Mekanisme engkol luncur, Daya Maksimum, Kinematika, Putaran Mesin

11 KATA PENGANTAR Puji syukur hanya bagi ALLAH SWT,, karena atas karunia dan ridho-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat dan salam selalu tercurah kepada Baginda Rasul Muhammad SAW., beserta keluarga, sahabat, serta orangorang yang mengikutinya hingga akhir zaman. Skripsi ini merupakan salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini adalah Analisa Kinematika dan Dinamika Pada Poros Engkol Pada Motor Bakar Satu Silinder Honda Revo. Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan penghormatan serta ucapan terima kasih yang sebesarnya kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda tercinta atas cinta kasih, dukungan moril, keuangan, serta seluruh keluarga yang memberikan motivasi kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Ir. Tugiman MT., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan arahan, diskusi, bimbingan, nasihat, serta kesempatan yang sangat memicu motivasi sehingga menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Dr.-Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri., selaku ketua Departemen Teknik Mesin Sumatera Utara.

12 4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi MT. selaku Penasehat Akademik penulis dari tahun 2005-sekarang, yang telah banyak memberikan nasihat dan motivasi. 5. Seluruh Staff Pengajar Departemen Teknik Mesin Sumatera Utara yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis sehingga dapat dapat menyelesaikan skripsi ini dan Pegawai Departemen Teknik Mesin terima kasih atas kelancaran urusan birokrasi selama ini. 6. Teman mahasiswa Mesin USU, khususnya Andre Wisudha. 7. Anonymous, yang telah berbagi file khususnya ADAMS. 8. De Brastagi.Com atas premium account FILESONIC.com. 9. Dan seluruh pihat terkait sehingga skripsi ini dapat rampung. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa. Medan, 28 Mei 2012 TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM :

13 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Diagram reciprocating engine 6 Gambar 2.2 Diagram benda bebas mekanisme engkol luncur 7 Gambar 2.3 Geometri mekanisme engkol luncur 8 Gambar 2.4 Geometri engkol luncur 9 Gambar 2.5 Posisi vektor C 9 Gambar 2.6 Diagram benda bebas piston 10 Gambar 2.7 Diagram benda bebas connecting rod 11 Gambar 2.8 Diagram benda bebas poros engkol 13 Gambar 2.9 Diagram benda bebas crankshaft 14 Gambar 2.10 Siklus Otto 16 Gambar 2.11 Membuka Adams View 18 Gambar 2.12 Proses pemodelan 19 Gambar 2.13 Window pada adams view 20 Gambar 3.1 Kerangka konsep 23 Gambar 3.2 Honda revo 24 Gambar 3.3 Diagram alir pemodelan Adams 27 Gambar 3.4 Tampilan pembukan adams view 38 Gambar 3.5 Link poros engkol pada adams view 29 Gambar 3.6 Link connecting rod pada adams view 29 Gambar 3.7 Link poros engkol dan connecting rod 30 Gambar 3.8 Toolbox silinder pada adams view 30

14 Gambar 3.9 Peluncur pada adams view 31 Gambar 3.10 Peluncur dan link 31 Gambar 3.11 Sambungan pada mekanisme 32 Gambar 3.12 Motion pada mekanisme 33 Gambar 3.13 Toolbox simulasi 33 Gambar 4.1 Skema kinematis 35 Gambar 4.2 Grafik kecepatan titik C 36 Gambar 4.3 Grafik percepatan titik C 37 Gambar 4.4 Grafik percepatan titik berat poros engkol 38 Gambar 4.5 Grafik gaya komponen horisontal pada main bearing 39 Gambar 4.6 Grafik gaya komponen vertikal pada main bearing 40 Gambar 4.7 Grafik Torsi 41 Gambar 4.8 Mekanisme engkol luncur 42 Gambar 4.9 Mekanisme engkol luncur 46 Gambar 4.10 Grafik kecepatan 46 Gambar 4.11 Grafik percepatan 48 Gambar 4.12 Diagram benda bebas piston 50 Gambar 4.13 Diagram benda bebas connecting rod 50 Gambar 4.14 Diagram benda bebas poros engkol 52 Gambar 4.15 Diagram benda bebas crankshaft 53 Gambar 4.16 Grafik gaya-gaya resultan pada tiap pena 54

15 DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1 Tampilan pembuka pada window adams/ view 19 Tabel 2.2 Deskripsi tool 21 Tabel 3.1 Hasil pengukuran komponen engkol luncur 25 Tabel 4.1 Hasil perhitungan kinematis 49 Tabel 4.2 Hasil perhitungan kinematika secara analitik 55 Tabel 4.3 Hasil perhitungan pada main bearing secara analitik 57

16 Daftar Notasi Simbol Arti Satuan A Luas Permukaan Piston cm a p Percepatan Piston agcx Percepatan titik berat connecting rod m/s komponen horisontal agcy Percepatan titik berat connecting rod 2 m/s komponen vertikal agpx Percepatan titik berat poros engkol komponen 2 m/s horisontal agpy Percepatan titik berat poros engkol komponen 2 m/s vertikal C Perbandingan panjang poros engkol dan m connecting rod D Diameter Piston cm F F F F F F cx cy px py rx ry Gaya pada pena engkol komponen horisontal Gaya pada pena engkol komponen vertikal Gaya pada pena piston komponen horisontal Gaya pada pena piston komponen vertikal Gaya pada main bearing komponen horisontal Gaya pada main bearing komponen vertikal G Gaya gravitasi bumi m/s I L zz m m m c p pe Momen putar pada connecting rod Panjang connecting rod Berat connecting rod Berat piston Berat poros engkol m/s N N N N N N kg.m n Putaran poros engkol rad/s n r Ketetapan (2 untuk motor 4 tak) N Putaran mesin RPM P Daya efektif kw P eff Tekanan efektif rata-rata R Panjang poros engkol m S Panjang antar titik berat connecting rod dan pena piston 2 2 m kg kg kg - kpa m

17 T Torsi N.m U V v p d Panjang antara titik berat connecting rod dan pena engkol Volume silinder Kecepatan piston x Perpindahan piston m α2 Percepatan sudut poros engkol rad/s η Sudut putar connecting rod Deg θ Sudut putar poros engkol deg ω1 Kecepatan sudut poros engkol rad/s ω2 Kecepatan sudut connecting rod rad/s m dm 3 m/s 2

18 Daftar Isi LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING LEMBAR PERSETUJUAN PEMBANDING LEMBAR PERSETUJUAN PENGUJI SPESIFIKASI TUGAS KARTU BIMBINGAN LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI ABSENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI i ii iii iv v vi viii ix x xii xiii xiv xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pendahuluan Mekanisme Engkol Peluncur 7

19 2.3 Persamaan kecepatan dan percepatan titik C Analisa gaya pada main bearing Analisa torsi Gaya tekan pada permukaan piston Md ADAM 17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pendahuluan Studi kasus Spesifikasi motor Dimensi motor bakar satu silinder Gaya akibat pembakaran Diagram alir simulasi Prosedur simulasi Proses pemodelan Menentukan sambungan Menentukan putaran Proses Simulasi Menampilkan hasil simulasi 34 BAB IV HASIL SIMULASI DAN DISKUSI Pendahuluan Kecepatan dan percepatan pada titik C Percepatan titik berat poros engkol Gaya pada main bearing Torsi pada poros engkol 41

20 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 60 DAFTAR PUSTAKA xvi