Pemodelan dan Analisa Getaran Mesin Bensin 650 cc 2 Silinder Segaris dengan Sudut Engkol 180 untuk Rubber Mount

Transkripsi

1 Sidang Tugas Akhir Bidang Studi : Desain Pemodelan dan Analisa Getaran Mesin Bensin 65 cc Silinder Segaris dengan Sudut Engkol 8 untuk Rubber Mount Disusun Oleh: Mela Agus Christianti NRP Dosen Pembimbing: Dr.Eng. Harus Laksana Guntur, ST, M.Eng. JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penelitian Kendaran Bergetar Ketidaknyaman Penumpang Mesin Bentuk Baru

3 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penelitian Bagaimana respon getaran (bouncing dan pithcing) pada mesin bensin silinder 65 cc segaris dengan sudut engkol 8 untuk rubber mount yang disebabkan oleh perubahan panjang connecting rod? Bagaimana respon getaran (bouncing dan pithcing) pada mesin bensin silinder 65 cc segaris dengan sudut engkol 8 untuk rubber mount yang disebabkan oleh perubahan putaran mesin?

4 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penelitian Mesin yang digunakan menggunakan silinder dengan kapasitas 65 cc. System dalam kondisi balance. Analisa hanya dilakukan terhadap connecting rod dan crankshaft. Eksitasi hanya diakibatkan oleh tekanan ruang bakar. Respon getaran (rolling) diabaikan. Luasan efektif cylinder head sama dengan luasan permukaan piston. Panjang Ll tidak sama dengan panjang Lr

5 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penelitian Untuk mengetahui respon getaran (bouncing dan pithcing) pada mesin bensin silinder 65 cc segaris dengan sudut engkol 8 untuk rubber mount yang disebabkan oleh perubahan panjang connecting rod. Untuk mengetahui respon getaran (bouncing dan pithcing) pada mesin bensin silinder 65 cc segaris dengan sudut engkol 8 untuk rubber mount yang disebabkan oleh perubahan putaran mesin.

6 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penelitian Memberikan informasi mengenai respon gataran yang terjadi pada mesin bensin silinder 65 cc segaris dengan sudut engkol 8 saat mesin dinyalakan. Memberikan informasi pada pembuat mesin bensin silinder 65 cc segaris untuk lebih meminimalisasi getaran yang terjadi.

7 Kajian Pustaka Mesin 4 Langkah Getaran dof Mesin Silinder

8 Kajian Pustaka Mesin 4 Langkah Getaran dof Mesin Silinder det V Y X Z V -M ω K K Berdasarkan Tesis Ruiping Wang, nilai pegas pada rubber mount adalah sebesar 6 Nmm X K Y K Z -M ω K K

9 Kajian Pustaka Mesin 4 Langkah Getaran dof Mesin Silinder Piston Connectingrod Crankshaft Tumpuan Tampak Samping Tampak Depan

10 Kajian Pustaka Mesin 4 Langkah Getaran dof Mesin Silinder F x F a x cos θ F a y sin θ F y F a y cos θ - F a x sin θ

11 METODOLOGI START Study Literatur Study Lapangan Pengumpulan Data Teknis, Dimensi, Berat dan Properties A Simulasi Respon Getaran Berupa Acceleracy, Velocity dan Displacement Pemodelan Matematis Mesin Bensin Silinder 65 cc Segaris Bouncing Pitching Persamaan Getaran dan Dinamika dari Sistem Mesin Bensin Silinder 65 cc Segaris Membangun Blok Diagram Persamaan dengan Software Matlab Analisa Hasil Kesimpulan dan Saran A END

12 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi Luas permukaan efektif = mm² Massa = 9 kg Inersia ke arah z dengan L = kgm² Inersia ke arah z dengan L = kgm² Inersia ke arah z dengan L =.694 kgm² Lg =.43 m Lg =.77 m Lg 3 =.3 m Inersia ke arah x =.7957 kgm²

13 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi 7 Dengan persamaan F=P.A maka didapatkan besar gaya pada tiap sudut 6 Beda Phase untuk Sudut Engkol 8 = 54 Pressure (Mpa) P P Crank Angle (º)

14 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi L (Panjang Crankshaft).355 (m) L.56 (m) Lg.43 (m) Inertia Mesin (J) L.56 (m) Lg.77 (m) Inersia mesin (J) L (m) Lg 3.3 (m) Inersia mesin 3 (J3).694 ω (rpm) ω 3 (rpm) ω3 5 (rpm) Massa mesin 9 (kg) Massa conectingrod.4858 (kg) Inertia crankshaft.7957 (kgm²) Luas Penampang Silinder mm²

15 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi F(t) F(t) a b Ll θ Jo Lr CGe y Kml Cml Kmr Cmr

16 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi Fy Fy Kml.y Me (Massa Engine) Cml.ỳ Kmr.y Fy Me.y a Ll θ b Jo Lr CGe y Cmr.ỳ Fy ω Me Me y v (cw) y F Cm y y v Me l y Cm r y Km l y Km r y Fy Cm Cm y Km Km Fy Fy l r l r Cm Cm ykm Km Fy Fy y l r l M CGe Jo θ Cm L θ Cm L θ Km L θ Km L θ Fy a Fy l l r r l l r r Fy Cm L Cm L θ Km L Km L Fy a Fy b Jo θ θ l l r r l l r r θ Jo ω Fy a - Fy b - θ Cm L Cm L θ Km L Km L l l r r l l r r r b Kml.y Cml.ỳ Kmr.y Cmr.ỳ

17 r r l l r r l l r l r l Fy Fy Jo b Me Jo a Me ω θ v y Jo L Cm L Cm Jo L Km L Km Me Cm Cm Me Km Km ω θ v y B U X A X Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi Pemodelan Matematis

18 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi det - Me ω K.L l K K.L r Jo. ω K.L l K.L K.L l r K.L r c Cc Cc.. M,5 c. M

19 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi %Parameter Km=6; %Kekakuan mounting (N/m) Cm= ; %Damping mounting (Ns/m) ll=.9349; %jarak antara mounting kiri ke pusat berat (m) lr=.8746; %jarak antara mounting kanan ke pusat berat (m) Me=9; %massa engine (kg) Jo= ; %Inersia engine (kg.m^) a=.774; %jarak piston satu dengan pusat berat (m) b=.66746; %jarak piston dua dengan pusat berat (m) %Matrik state spaces A=[ ; -*Km/Me -*Cm/Me ; ; Km*(ll-lr)/Jo Cm*(ll-lr)/Jo]; B=[ ; /Me /Me; ; a/jo b/jo]; m - File

20 Pemodelan Matematis Propertis Mesin Perhitungan Gaya Persamaan Gerak Redaman Simulasi

21 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Displacement Linear Displacement (m) x Angular Displacement (rad) 6 x

22 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Velocity.8 5 x -4 Linear Velocity (m) Angular Velocity (rad/s )

23 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Acceleration Linear Acceleration (m/s ) Angular Velocity (rad/s ) 6 x

24 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Linear Displacement (m) x -5 rpm 3 rpm 5 rpm Angular Displacement (rad) x rpm 3 rpm 5 rpm Linear Displacement (m) x -4 rpm 3 rpm.5 5 rpm Displacement x -6 rpm 3 rpm 5 rpm Angular Displacement (rad) Linear Displacement (m) - 5 x rpm 3 rpm 5 rpm Angular Displacement (rad) x rpm 3 rpm 5 rpm

25 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod 5 x -3 4 x -5 Linear Velocity (m/s) -5 - rpm 3 rpm 5 rpm x -3 Angular Velocity (rad/s) - -4 rpm 3 rpm 5 rpm x -5 Linear Velocity (m/s) -5 - rpm 3 rpm 5 rpm x -3 Velocity Angular Velocity (rad/s) - - rpm 3 rpm 5 rpm x -5 Linear Velocity (m/s) rpm 3 rpm 5 rpm Angular Velocity (rad/s) - - rpm 3 rpm 5 rpm

26 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Linear Acceleration (m/s ) rpm 3 rpm 5 rpm Angular Acceleration (rad/s ) rpm 3 rpm 5 rpm Linear Acceleration (m/s ) Linear Acceleration (m/s ) rpm 3 rpm 5 rpm rpm 3 rpm 5 rpm - Acceleration x -3 Angular Acceleration (rad/s ) Angular Acceleration (rad/s ) rpm -8 3 rpm 5 rpm x -3 rpm 3 rpm 5 rpm

27 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod RMS Engine Velocity L L L3.653E-5.65E-5.653E-5 Linear Displacement E-5.77E E E-6.77 Linear Velocity Linear Acceleration E-6.6E-6.65E-6 Angular Displacement E-7 5.3E E-7 5.3E-6.3E E-7.959E-5.4E E-6 Angular Velocity 3.65E-5.6E E E-5.59E-5.373E-5 Angular Acceleration

28 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Displacement

29 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Velocity

30 Analisa Hasil Eksitasi Impuls Eksitasi Periodik Perbandingan Perubahan Panjang Connectingrod Acceleration

31 Kesimpulan Pada eksitasi impuls, grafik perpindahan, kecepatan dan percepatan baik karena efek bouncing maupun pithcing mengalami kestabilan pada, s. Pada eksitasi impuls, respon perpindahan linier sebesar, m, kecepatan linier sebesar,55 m/s, dan percepatan linier sebesar m/s. Respon perpindahan anguler sebesar,3º, kecepatan anguler sebesar,4 rad/s, dan percepatan anguler sebesar,5 rad/s Pada eksitasi periodik besar putaran mesin mempengaruhi respon getaran yang terjadi pada mesin. Semakin besar putaran mesin maka semakin kecil perpindahan baik secara linier maupun angular Pada eksitasi periodik semakin besar putaran mesin maka semakin besar juga kecepatan dan percepatan respon Pada eksitasi periodik semakin panjang connectingrod maka besar perpindahan, kecepatan, dan percepatan getaran baik secara bouncing maupun pitching tidak terlalu terlihat perbedaannya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pengaruh perubahan panjang connectingrod dapat diabaikan

32 Yesty Hulfi Pandu Bapak Harus L.G Ibu n Bapak Mas Bagus Terima Kasih P. Arif Keluarga Besar Dimensi Temen M5 Madinah Temen Kos Blok J Mohon Saran dan Kritik untuk Membuat Tugas Akhir ini Menjadi Lebih Baik