BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Skematik Chassis Engine Test Bed Chassis Engine Test Bed digunakan untuk menguji performa sepeda motor. Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1, skema pengujian didasarkan pada performa mesin dan sistem transmisi sepeda motor. Gambar 3.1 Skema pengujian performa mesin dengan chassis engine test bed Motor bensin 4 langkah dengan spesifikasi yang diambil dari buku spesifikasi Honda Supra 100 cc sebagai berikut: Merk motor Honda Supra Tahun pembuatan 1999 Tipe mesin 4 langkah, SOHC, pendingin udara Pencampuran bahan bakar Karburator Jumlah silinder 1 silinder Volume langkah total 97,1 cc Diameter silinder 50 mm Panjang langkah 49,5 mm 17
18 Perbandingan kompresi 9,0:1 Daya maksimum 7,3 PS (Pferderstaerke) pada 8000 rpm = 5,7 kw pada 8000 rpm Torsi maksimum 0,74 kgf.m pada 6000 rpm Kapasitas minyak pelumas 0,70 liter pada penggantian periodik mesin Kopling otomatis Ganda, otomatis, sentrifugal, tipe basah Gigi transmsi 4 kecepatan, bertautan tetap Pola pengoperan gigi N-1-2-3-4-N (rotari) Starter Pedal dan elektrik Aki 12 V; 3,5 Ah Busi ND U20FS, U22FS-U ; NGK C6HSA, C7HSA Sistem pengapian AC-CDI, Magneto Berikut spesifikasi dari dinamo 10 kw sebagai alat konversi energi gerak menjadi energi listrik. Spesifikasi ini didapatkan dari label yang tertera pada dinamo Daya dinamo 10 kw Voltage 220 V Kecepatan putar 1500 rpm Diameter poros 35 mm 3.2 Laju Aliran Daya Aliran daya dari sepeda motor mengalir dari piston berturut-turut melalui crankshaft, kopling, poros input transmisi, gearbox transmisi, poros output transmisi, sproket depan yang mengalirkan daya pada sproket belakang dengan penggerak ranta, hingga mencapai roda belakang. Roda belakang meneruskan daya pada roller yang akan meneruskan daya pada dinamometer dengan penggerak sabuk. Gambar 3.2 menunjukkan komponen-komponen mesin sepeda motor dan chassis engine test bed yang berperan mengalirkan daya.
19 Gambar 3.2 Komponen aliran daya dari mesin sepeda motor sampai dinamometer 3.3 Perhitungan Kecepatan Maksimal Sepeda Motor Gambar 3.3 menunjukkan hubungan antara piston, crankshaft, gear penggerak utama, dan gear input transmisi. Kecepatan putar mesin maksimal sepeda motor honda supra 100 cc Nc mencapai 8000 rpm. Dikarenakan crankshaft menghubungkan lengan piston dan gear penggerak utama, maka kecepatan putar gigi penggerak utama Np adalah N p = N c = 8000 rpm Gambar 3.3 Piston, crankshaft, gear penggerak utama, gear input transmisi
20 Gambar 3.4 Gear input transmisi, gear reduksi transmisi Jumlah gigi pada gear penggerak utama Tp adalah 17, sedangkan jumlah gigi pada gear input transmisi Ti adalah 69 maka kecepatan putar gear input transmisi Ni adalah N I N p = T p T I N I = T p N T p = 17 8000 = 1971 rpm I 69 Gambar 3.4 menunjukkan hubungan antara gear input transmisi, gear reduksi transmisi Sebuah poros menghubungkan gear input transmisi dan gear transmisi awal. Kecepatan putar gear transmisi awal Nt1 adalah N t1 = N I = 1971 rpm Gearbox menerapkan transmisi no. 4 dimana jumlah gigi pada gear transmisi awal Tt1 sejumlah 23 dan dimana jumlah gigi pada gear transmisi akhir Tt2 sejumlah 24, maka kecepatan putar pada gear transmisi akhir adalah N t2 N t1 = T t1 T t2 N t2 = T t1 N T t1 = 23 1971 = 1889 rpm t2 24
21 Gambar 3.5 Gear reduksi transmisi akhir, sproket depan, penggerak rantai, dan sproket belakang Gambar 3.5 menunjukkan hubungan antara gear reduksi transmisi akhir, sproket depan, penggerak rantai, dan sproket belakang. Poros output transmisi menghubungkan gear reduksi transmisi akhir dan sproket depan, maka kecepatan putar sproket depan Nsd adalah N sd = N t2 = 1889 rpm Jumlah gigi sproket depan Tsd adalah 15, sedangkan jumlah gigi pada sproket belakang Tsb adalah 40. Kecepatan putar pada sproket belakang adalah N sb N sd = T sd T sb N sb = T sd N T sd = 15 1889 = 708 rpm sb 40 Baut menghubungkan sproket belakang dengan roda, maka kecepatan putar roda belakang adalah N w = N sb = 708 rpm Diameter roda belakang berdasarkan kode yang tertera pada ban D W = 17 + 2,75 = 19,75 inchi = 502 mm Kecepatan putar roller Nr adalah N r N w = D w D r N r = D w N D w = 502 708 = 1124 rpm r 300
22 Gambar 3.6 Laju aliran daya dari sproket belakang hingga poros dinamometer 3.4 Perhitungan Transmisi Chassis Engine Test Bed Pada Gambar 3.6 Laju aliran dari roda belakang dipindahkan ke roller. Poros roller dihubungkan dengan poros dinamometer dengan puli dan penggerak sabuk. Besar rasio transmisi ditentukan oleh besar diameter puli. Diameter puli dinamometer Dpd yang diperlukan untuk mencapai kecepatan putar maksimum dinamometer Npd sebesar 1500 rpm apabila diameter puli roller adalah 200 mm N pr = N r = 1124 rpm N pr N pd = D pd D pr D pd = N pr D N pr = 1124 200 = 150 mm pd 1500 Untuk penggerak sabuk terbuka sin a = d 1 d 2 2x a = 2,39 Sudut lap pada puli terkecil = 0,2 0,15 2 0,6 = 0,0417 θ = 180 2a = 180 2 2,39 = 175,22 = 3,06 rad Kecepatan dari sabuk v = π. d. N 60 = π. 0,2.1124 60 Tegangan sentrifugal dari sabuk = 11,77 m/s T c = m. v 2 = 0,1. 11,77 2 = 13,85 N
dan tegangan maksimum pada sabuk T = σ a = 3 10 6 86 10 6 = 258 N Tegangan pada sisi kencang sabuk T 1 = T T c = 258 13,85 = 244,15 N Diketahui bahwa 23 2,3 log ( T 1 T 2 ) = μ. θ csc β = 0,30 3,06 csc 17 = 3,19 log ( T 1 T 2 ) = 3,19 2,3 = 1,39 T 1 T 2 = 24,55 T 2 = T 1 24,55 = 244,15 = 9,95 N 24,55 Jumlah sabuk yang diperlukan Daya yang ditranmisikan tiap sabuk = (T 1 T 2 )v = (244,15 9,95 )11,77 = 2856 W = 2,85 kw Jumlah sabuk V jumlah daya yang ditransmisikan daya yang ditransmisikan tiap sabuk = 5,7 2,85 = 2 Dikarenakan sabuk V yang digunakan untuk 5,7 kw, maka menurut tabel 2.1 dapat digunakan sabuk tipe A. Panjang pitch sabuk yang digunakan L = π(r 1 + r 2 ) + 2x + (r 1 + r 2 ) 2 = π x 2 (d 1 + d 2 ) + 2x + (d 1 d 2 ) 2 4x = π (200 150)2 (200 + 150) + 2 580 + = 1711 mm 2 4 580 Untuk sabuk tipe A dengan mengurangkan 36 mm, didapatkan panjang sabuk dalam = 1711 36 = 1675 mm Berdasarkan IS 2494 1974 pada Tabel 2.3, standar panjang dalam sabuk V adalah 1687 mm. Panjang pitch sabuk adalah L 1 = 1687 + 36 = 1723 mm Panjang jarak antara sabuk diperbarui
L 1 = π 2 (d 1 + d 2 ) + 2x 1 + (d 1 d 2 ) 2 4x 1 1723 = π 2 (200 + 150) + 2x 1 + 1723 4x 1 = 550 4x 1 + 2x 1 4x 1 + 2500 atau 861,5x 1 = 275x 1 + x 1 + 312,5 atau x 1 586,5x 1 + 312,5 = 0 x 1 = 586,5 ± (586,5)2 4 312,5 2 (200 150)2 4x 1 = 550 + 2x 1 + 2500 4x 1 = 586,5 ± 585,4 2 = 590 mm Maka jarak antara pusat puli menjadi 590 mm, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.7. 24 Gambar 3.7 Dimensi akhir penggerak sabuk Gambar 3.8 Dimensi puli alur V tipe A berjumlah 2
3.5 Desain Puli Perhitungan transmisi Chassis Engine Test Bed digunakan untuk menentukan tipe dari sabuk V yaitu tipe A. Jumlah dari sabuk yang digunakan telah ditentukan pada persamaan di atas, yaitu n = 2. Sedangkan diameter bore menyesuaikan diameter poros roller maupun pada poros roller. Dimensi standar untuk puli alur V berdasarkan Tabel 2.2 dapat ditunjukkan pada gambar 3.8. Untuk puli pada roller R = 100 mm r = 20 mm Sedangkan puli pada dinamometer: R = 75 mm r = 17,5 mm 25 3.6 Pemilihan Bearing Roller harus mampu menahan beban dari kendaraan speda motor dan berputar, maka bearing yang digunakan adalah radial ball bearing tipe bearing blok seperti Gambar 3.9. Diameter poros 40 mm menentukan kode bearing block yaitu 208. Gambar 3.9 Bearing block