27
Tabel 3.2 Dimensi Elemen Motor Bakar Honda Tiger 2000 Elemen Mesin
Dimensi Massa
Piston Diameter: 63.5 mm
150 gr Batang Hubung L
105 mm 206 gr
Poros Engkol R 31,1 mm
2200 gr
Pena Piston Diameter = 15 mm
Panjang = 56 mm 50gr
Pena Engkol Diameter = 38 mm
Panjang = 56 mm 280 gr
Sumber: CV. Indako Trading Co.
3.2.3 Geometri Komponen Motor Bakar Satu Silinder
Untuk proses analisa mekanisme displacement pada crankshaft, diperlukan geometri dari mekanisme motor bakar satu silinder. Bagian dari mekanisme motor
bakar meliputi : 1 Piston; 2 Connecting rod; 3 Twist Pin; 4 Crank Pin; dan 5 Crankshaft. Dimensi dan geometri komponen dapat dilihat pada lampiran 3.
3.3 Vibratory System
Gambar 3.1. Posisi pegas pada crankshaft
Gambar 3.1. a memperlihatkan posisi pegas pada crankshaft yang dipasang pada sudut 0, 90, 180 dan 270 yang berada pada sumbu x dan y. Nilai kekakuan
28 pegas adalah sama k
1
=k
2
=k
3
=k
4
. Untuk mempermudah menganalisa nilai displacement maka diterapkan system super posisi yaitu dengan membagi dua
posisi pegas, dengan masing-masing berada pada arah sumbu y gambar 3.1.b dan sumbu x gambar 3.1.c.
Maka ada dua persamaan, yaitu:
x x
x
f x
k k
x m
= +
+
4 2
3.1
y y
y
f x
k k
x m
= +
+
3 1
3.2 Karena nlai k adalah sama maka persamaan 3.1 dan 3.2 menjadi
xy xy
xy
f x
k x
m =
+ 2
Dan dapat disederhanakan
xy xy
xy
f x
k x
m =
+ −
2
2
ω
xy xy
f k
m x
= +
− 2
2
ω
2
2
k m
f x
xy xy
+ −
= ω
3.3
3.4 Analisa Pembebanan
Pembebanan diawali dari mencari nilai gaya tekan yang terkonsentrasi di
piston. Dengan melihat kembali gambar 2.5, besarnya konsentrasi gaya F dapat
dihitung dengan menggunakan rumus 2.2: Tekanan gas efektif Mep dapat dihitung:
Daya efektif N
e
= 16.7 PS Diameter Piston d = 63.5 mm = 6.35 cm
Panjang Langkah L = 2R = 62.2 mm = 6.22 cm
29 Volume
=
L d .
4
2
π =
22 .
6 .
35 .
6 4
14 .
3
2
= 1,9688 x10
2
cm
3
P
rata-rata
= .a.n.i
V 450000
x Ne
d
dimana: Ne
= Daya Efektif Hp ; n
= Putaran crankshaft rpm P
rata-rata
= Tekanan Efektif rata-rata kgcm
2
V
d
= Volume Silinder cm
3
, i
= Jumlah silinder a
= Jumlah siklus perputaran =
½
untuk motor 4 langkah P
rata-rata
=
2 2
1 .
8500 .
2 1
. 10
9688 .
1 450000
7 .
16 cm
kg x
x
= 8.981 kgcm
2
= 89.81 Ncm
2
Gaya tekan pada piston F diperoleh:
F = P
rata-rata
. A = 89.81 Ncm
2
.
2
35 .
6 .
4 π
= 2800 N
3.5 Diagram Alir Simulasi
Dalam skripsi ini, aliran proses simulasi menggunakan bantuan komputer meliputi, yaitu 1 Proses pemodelan untuk membuat suatu sistem motor bakar
satu silinder akan dilakukan dengan menggunakan bantuan software SolidWorks 2007, karena software SolidWorks 2007 ini mampu melakukan permodelan secara
tiga dimensi gambar 3.2; 2 Simulasi permodelan dengan menggunakan software MSc.visualNastran 4D 2004 gambar 3.3.
30
Gambar 3.2 Diagram Alir Permodelan Dengan Software SolidWorks 2007 Berhasil ?
Ya Tidak
Membuat Assembly Perintah “mate”
Permodelan Bagian-Bagian Komponen Piston, Pena Piston,
Connecting rod, Pena engkol dan Crankshaft sesuai dimensi.
MULAI
Menghubungkan dengan Software Nastran
Periksa Hubungan ke Menu Nastran
SELESAI
31 B
A
Berhasil ?
Ya Tidak
Mendefenisikan
TYPE OF JOINT
Revolute Joint, Rigid Joint, Bushing, Spring
Mendefenisikan
MATERIAL PROPERTIES E, , ,S
y
,S
ut
Menetapkan
UKURAN MESH
5mm
Mendefinisikan
ANALYSIS TYPE
Mengimport
GEOMETRY ASSEMBLY
Proses
MESHING MULAI
32
Gambar 3.3 Diagram Alir Simulasi Dengan MSc.visualNastran 4D 2004 Tidak
Ya
B A
Menetapkan
KONDISI BATAS
Putaran = 8500 rpm
Menetapkan
BEBAN LOAD = 2800 N
Proses
PENYELESAIAN SISTEM
Berhasil ?
Proses Penampilan Hasil
• Kinematika Mekanisme tabel dan grafik
posisi, kecepatan, percepatan. •
Besaran displacement pada ujung crankshaft
•
Nilai kekakuan pegas yang paling efekif
SELESAI
33
3.6 Prosedur Simulasi 3.6.1 Permodelan Mekanisme Motor Bakar Satu Silinder
